2023年湖南省中小学生脊柱侧弯流行现状及影响因素分析

Prevalence and influencing factors of scoliosis among primary and secondary school students in Hunan Province, 2023

摘要

目的 脊柱侧弯检出人数呈逐年增加趋势，不同地域检出率不同，已经逐渐成为严重危害中小学生身心健康的公共卫生问题，其发病与多种因素有关。早期筛查并针对性地开展干预可以改变疾病进展。本研究旨在了解湖南省中小学生脊柱侧弯流行情况及其影响因素，为采取针对性干预措施提供科学依据。 方法 采用分层随机整群抽样方法，在湖南省14个市(州)范围内，共抽取281 401名中小学生进行脊柱侧弯筛查、体格检查和问卷调查。通过χ²检验进行组间比较，趋势χ²检验比较不同特征分组各年龄段的筛查阳性率，采用多水平回归模型分析脊柱侧弯影响因素，使用ArcGIS绘制脊柱侧弯筛查阳性率空间分布图。 结果 湖南省中小学生脊柱侧弯筛查阳性率为1.61%，其中，城区高于郊县(2.81% vs 0.98%，P<0.01)，男生和女生均为1.61%，身体消瘦学生高于正常体重、超重及肥胖学生(P<0.01)。按年龄分层分析，城区6~18岁各年龄段学生脊柱侧弯筛查阳性率均高于郊县(P<0.001)，男性与女性在大多数年龄段的差异均无统计学意义(均P>0.05)，仅在11岁组的女性高于男性(1.28% vs 1.02%，P=0.048)；而在11岁之后的大部分年龄段中，身体消瘦者脊柱侧弯筛查阳性率均显著高于身体正常、超重、肥胖者(均P<0.05)。无论城区或郊县，男性或女性，身体消瘦、正常、超重或肥胖，各年龄段学生脊柱侧弯筛查阳性率均呈随年龄增长而增高的趋势。地区分布显示：湖南省各市(州)中小学生脊柱侧弯筛查阳性率介于0.38%~3.36%，排名前3位的分别是郴州市(3.36%)、湘潭市(2.78%)、衡阳市(2.71%)，最低为湘西土家族苗族自治州(0.38%)。多水平回归模型显示：年龄 (OR=1.160，95% CI 1.135~1.186)、城区(OR=2.497，95% CI 1.946~3.205)与脊柱侧弯筛查阳性检出率均呈正相关(均 P<0.01)。女性(OR=0.931，95% CI 0.874~0.993)、身体营养状况正常(OR=0.751，95% CI 0.671~0.840)、超重(OR=0.513，95% CI 0.447~0.590)、肥胖(OR=0.418，95% CI 0.358~0.489)、每周 60 min中高强度运动2~4 d(OR=0.928，95% CI 0.865~0.996)、每周60 min中高强度运动5~7 d(OR=0.912，95% CI 0.833~0.998)与脊柱侧弯筛查阳性检出率均呈负相关(均P<0.05)。 结论 湖南省中小学生脊柱侧弯筛查阳性率较高，且与年龄、性别、城乡、营养状况、每周60 min中高强度运动天数等因素有关，应采取针对性措施进行干预，加强重点地区、重点人群监测，以预防和控制脊柱侧弯。

Abstract

Objective The detection rate of scoliosis among school-aged children has been rising annually, varying by region, and has become a major public health concern affecting both physical and mental health. Its onset is multifactorial, and early screening combined with targeted interventions can alter disease progression. This study aims to investigate the prevalence and influencing factors of scoliosis among primary and secondary school students in Hunan Province, providing scientific evidence for targeted prevention strategies. Methods A stratified, randomized cluster sampling method was used to select 281 401 students from 14 prefecture-level cities in Hunan Province for scoliosis screening, physical examination, and questionnaire survey. The chi-square test was used for group comparisons, and trend chi-square test analyzed differences in screening positive rate by age. A multilevel regression model was applied to identify influencing factors, and ArcGIS was used to visualize spatial distribution patterns of scoliosis. Results The overall screening positive rate for scoliosis among Hunan students was 1.61%. Urban areas had a significantly higher rate than rural counties (2.81% vs 0.98%; P<0.01). The rate was equal between boys and girls (1.61% each). Underweight students had a higher rate than those with normal weight, overweight, or obesity (P<0.01). Stratified by age, urban students aged 6-18 years consistently showed higher positive rates than rural peers (P<0.001). No significant gender differences were observed at most ages (all P>0.05), except at age 11, where the females had a higher rate (1.28% vs 1.02%; P=0.048). After age 11, underweight students exhibited significantly higher positive rates than those with normal or higher BMI(all P<0.05). Across all groups, urban/rural, male/female, underweight/normal/overweight/obese, the scoliosis rate increased with age. By region, the screening positive rate ranged from 0.38% to 3.36%, with the top three being Chenzhou (3.36%), Xiangtan (2.78%), and Hengyang (2.71%), while the lowest was Xiangxi Tujia and Miao Autonomous Prefecture (0.38%). Multilevel regression analysis revealed that age (OR=1.160, 95% CI 1.135 to 1.186) and urban residence (OR=2.497, 95% CI 1.946 to 3.205) were positively associated with scoliosis risk (both P<0.01). Conversely, female gender (OR=0.931, 95% CI 0.874 to 0.993), normal nutritional status (OR=0.751, 95% CI 0.671 to 0.840), overweight (OR=0.513, 95% CI 0.447 to 0.590), obesity (OR=0.418, 95% CI 0.358 to 0.489), and engaging in ≥ 60 minutes of moderate-to-vigorous physical activity 2 to 4 days (OR=0.928, 95% CI 0.865 to 0.996) or 5 to 7 days per week (OR=0.912, 95% CI 0.833 to 0.998) were negatively associated with scoliosis risk (all P<0.05). Conclusion The prevalence of scoliosis among primary and secondary school students in Hunan Province is relatively high and is significantly associated with age, gender, urban-rural status, nutritional condition, and physical activity frequency. Targeted interventions and enhanced monitoring in high-risk regions and populations are essential to prevent and control scoliosis.

Graphical abstract

关键词

湖南省 / 中小学生 / 脊柱侧弯 / 筛查阳性率 / 影响因素

Key words

Hunan Province / primary and secondary school students / scoliosis / screening positive rate / influencing factor

脊柱侧弯是指脊柱在冠状面上1个或多个节段椎体偏离身体中线向侧方形成弯曲，多伴有椎体的旋转和矢状面上后凸或前凸增加或减少、肋骨和骨盆的旋转倾斜畸形及椎旁的韧带肌肉异常，是一种脊柱的三维结构畸形^[1]。目前，脊柱侧弯已经成为继近视、肥胖之后，危害中国中小学生健康的主要常见病之一。全球范围内儿童和青少年脊柱侧弯患病率为1.20%~3.50%^[2]，中国中小学生脊柱侧弯的平均患病率为1.23%，且自2008年起呈逐年上升的趋势^[3]。轻度脊柱侧弯可能引发腰背部不适，重度脊柱侧弯则可能导致躯体疼痛、外形畸形，甚至引发罕见的肺部疾病^[4-5]。此外，儿童青少年脊柱弯曲异常还可引发多种心理疾病，导致社会功能和生活质量降低^[6-8]。因此，预防和控制中小学生脊柱侧弯需引起全社会的重视。

2019年前的脊柱侧弯筛查受限于样本量和筛查覆盖率，结果代表性受限。随着脊柱弯曲异常筛查纳入全国学生常见病监测体系，筛查工作逐渐覆盖到更广的范围。关于儿童青少年脊柱弯曲异常的流行病学调查研究工作以及数据报道骤增。然而，由于各项研究在筛查对象和方法上存在差异，各地脊柱侧弯筛查阳性率异质性较大^[8-9]。此外，脊柱侧弯的影响因素众多，涉及遗传、脊柱生物力学、环境与生活方式等方面^[10]，虽然目前已有一些研究^[11-13]对其影响因素进行了初步探索，但结论尚不一致。

本研究基于2023年湖南省中小学生常见病及健康影响因素监测数据进行分析，旨在探讨湖南省中小学生脊柱侧弯的筛查阳性率及其影响因素，为制订湖南省中小学生脊柱侧弯干预策略提供科学依据。

1 对象与方法

1.1 伦理声明

本研究已获得湖南省疾病预防控制中心伦理委员会批准(审批号：湘疾控IRB-2023-016-01)，并已获得所有调查对象知情同意。

1.2 研究对象

研究对象为湖南省中小学生。基于2023年湖南省学生常见病和健康影响因素监测项目，覆盖湖南省14个市(州)的所有县(区)，分为城区监测点和郊县监测点。采用分层随机整群的方法，每个城区至少选择7所学校[2所小学、2所初级中学(以下简称“初中”)、2所高中及1所职业高级中学(以下简称“职高”)]，每个郊县至少选择5所学校(2所小学、2所初中、1所高中)。被抽取的学校每个年级随机抽取2个及以上班级，被抽取的班级所有学生均须参与调查，每年级至少80名学生参与调查。本研究共获取287 076名调查对象的相关信息，排除小于6岁、大于18岁及关键信息缺失5 675名，最终纳入281 401名调查对象。

1.3 资料收集

1.3.1 问卷调查

采用中国疾病预防控制中心编制的“学生健康状况及影响因素调查表”和“学生视力不良、脊柱弯曲异常及影响因素专项调查表”，通过向学生和家长发放问卷的方式收集可能与脊柱侧弯相关的因素，问卷内容包括性别、年级等基本信息和运动行为情况等。学生/家长以匿名方式完成调查问卷。

1.3.2 脊柱侧弯筛查

脊柱侧弯筛查按照《儿童青少年脊柱弯曲异常防控技术指南》^[1]标准开展，具体步骤如下：1)一般检查。男受检者上身裸露，女受检者上身穿内衣，脱鞋，取自然站立姿势，双足与肩等宽，双目平视，手臂自然下垂，掌心向内。检查者从背面观察，检查头部、肩部、肩胛骨和肩胛下角、腰部及骨盆是否有不对称或倾斜。2)前屈试验。受检者直膝、合足、立正，双臂伸直合掌，低头后缓慢向前弯腰至90°左右，双手合掌逐渐置于双膝间(以免受检者躯干和肩假性偏移)，检查者从背面平视观察脊柱是否高低不平。3)躯干旋转测量仪检查。在前屈姿势下，使用躯干旋转测量仪测量脊柱各段(胸段、胸腰段、腰段)的躯干旋转角度(angle of trunk rotation，ATR)。 4)脊柱运动试验。如一般检查异常或前屈试验阳性或ATR≥5°，受检者需进行脊柱运动试验，缓慢地做脊柱前屈、背伸、左侧弯、右侧弯和左右扭转运动各2次，恢复自然站立后再次测量ATR。

1.3.3 体格检查

按照《学生健康检查技术规范》(GB/T 26343—2010)^[14]中的要求，利用机械式身高计测量调查对象的身高，精确至0.1 cm；利用电子体重计测量调查对象的体重，精确至0.1 kg。由测量得到的身高和体重计算调查对象的体重指数(body mass index，BMI)。

1.3.4 标准地图

从湖南地理信息公共服务平台获取审图号为湘S(2023)110号的标准地图，本研究中相关地理数据的可视化均基于该标准地图。

1.4 研究指标定义及分类

1.4.1 消瘦、正常、超重、肥胖的判定

6~18岁儿童青少年采用《学龄儿童青少年营养不良筛查》(WS/T456—2014)^[15]及《学龄儿童青少年超重与肥胖筛查》(WS/T 586—2018)^[16]中按性别、年龄分类的BMI截断值进行判定。

1.4.2 脊柱侧弯的判定

一般检查和前屈试验均无异常且ATR<5°者为无侧弯。一般检查异常或前屈试验阳性或ATR≥5°者进行脊柱运动试验，在脊柱运动试验后再次进行躯干旋转测量仪检查ATR≥5°者，判定为脊柱侧弯阳性。

1.4.3 读写姿势

读写姿势包含读写时“胸口离桌子边沿一拳、眼睛离书本超过一尺、手指离笔尖一寸左右”3种读写姿势，每种读写姿势包含“从不、偶尔、经常、总是”选项，将3种读写姿势均选择“经常/总是”选项分组为姿势习惯好，其余选项分组为姿势习惯不好。

1.4.4 睡眠时间

根据《中小学生一日学习时间卫生要求》 (GB/T17223—2012)^[17]，将小学生每日睡眠时间≥10 h/d、初中生睡眠时间≥9 h/d、高中生睡眠时间≥8 h/d定义为充足睡眠。

1.4.5 背包姿势及背包重量

学生背包姿势包含“双肩包背在胸前、双肩包背在背后、双肩包背在一侧、背单肩包、使用带轮书包”选项，其中将“双肩包背在一侧、背单肩包、使用带轮书包”分组为单肩背包，“双肩包背在胸前”和“双肩包背在背后”分组为双肩包背在胸前和双肩包背在背后；书包重量包含“没感觉、很轻、较轻、中等、较重、很重”选项，其中将“没感觉、很轻、较轻”分组为轻，“中等”分组为中，“较重、很重”分组为重。

1.5 质量控制

本研究由通过培训和考核的各个县(区)疾病预防控制中心专业人员对调查对象进行问卷调查。调查前进行细致的预调查，且在调查过程中每天对5%的调查对象进行重复调查，保证调查数据的真实准确。现场体格检测均使用符合统一标准的仪器和设备，且经统一校正。体检数据和问卷数据均进行双人独立录入。

1.6 统计学处理

使用SPSS 26.0统计学软件进行数据分析。计数资料以频数(%)进行表示，采用Pearson χ²检验进行脊柱侧弯筛查阳性率组间比较，趋势χ²检验比较不同分组各年龄段的筛查阳性率。采用多水平回归模型进行脊柱侧弯影响因素分析。定义水平1为个体水平，水平2为学校水平。以学生脊柱侧弯筛查是否为阳性作为因变量(脊柱侧弯非阳性=0；脊柱侧弯阳性=1)，拟合学校-个体两水平零模型，检验在学校水平上的聚集性。将单因素分析中有统计学意义的变量进行多重共线性检验，将方差膨胀因子(variance inflation factor，VIF)<10的变量及单因素不显著但是文献支持的变量纳入多水平回归模型进行分析。检验水准 α=0.05，所有统计检验均为双侧概率检验。应用ArcGIS10.8绘制中小学生脊柱侧弯筛查阳性率在湖南省各地市分布地图。

2 结 果

2.1 研究对象基本特征

281 401名6~18岁的中小学生中男性146 778名(52.16%)，女性134 623名(47.84%)；城区97 433名(34.62%)，郊县183 968名(65.38%)；年龄分布为6岁 24 465名(8.69%)、7岁24 266名(8.62%)、8岁23 340名(8.30%)、9岁24 257名(8.62%)、10岁23 645名(8.40%)、11岁25 434名(9.04%)、12岁29 913名(10.63%)、13岁25 521名(9.07%)、14岁25 123名(8.93%)、15岁20 765名(7.38%)、16岁18 301名(6.50%)及17~18岁16 371名(5.82%)。

2.2 脊柱侧弯筛查阳性率

湖南省中小学生脊柱侧弯筛查阳性率为1.61%，人群和地理分布特征如下：

城区脊柱侧弯筛查阳性率为2.81%，显著高于郊县的0.98%(P<0.001)；男性和女性的脊柱侧弯筛查阳性率均为1.61%，差异无统计学意义(P>0.05)；不同营养状况间脊柱侧弯筛查阳性率差异有统计学意义 (P<0.001)，身体消瘦者脊柱侧弯筛查阳性率最高(2.10%)；其次为身体正常者(1.74%)、身体超重者(1.32%)，身体肥胖者最低(0.96%)。按年龄分层分析发现，城区6~18岁各年龄段学生脊柱侧弯筛查阳性率均高于郊县(均P<0.001)；男性与女性在大多数年龄段的差异均无统计学意义(均P>0.05)，仅在11岁组的女性高于男性(1.28% vs 1.02%，P=0.048)；在11岁之后的大部分年龄段中，身体消瘦者脊柱侧弯筛查阳性率均显著高于身体正常、超重、肥胖者(均P<0.05)。无论城区或郊县，男性或女性，身体消瘦、正常、超重或肥胖，各年龄段学生脊柱侧弯筛查阳性率均呈现随年龄增长而增高的趋势。

脊柱侧弯筛查阳性率空间分布结果(图1)显示：湖南省14个市(州)中小学生脊柱侧弯筛查阳性率为0.38%~3.36%，市(州)脊柱侧弯筛查阳性率排名前3位的分别是郴州市(3.36%)、湘潭市(2.78%)、衡阳市(2.71%)，最低为湘西土家族苗族自治州(0.38%)。

2.3 中小学生脊柱侧弯影响因素的单因素分析

单因素分析结果显示：在每周60 min中强度运动天数、班级定时调换座位、每学年课桌椅根据身高调整次数、读写姿势习惯、电子屏幕使用时间、静坐时间、背包姿势、书包重量、床垫柔软度、左右脚鞋底磨损情况、鞋底内外侧磨损情况和姿势自我要求方面，脊柱侧弯筛查阳性率的差异均有统计学意义(均P<0.05，表2)。

2.4 中小学生脊柱侧弯影响因素的多水平回归分析

拟合学校-个体两水平零模型结果显示：脊柱侧弯筛查阳性检出率在学校水平的残差方差有统计学意义(P<0.001)，说明脊柱侧弯在学校水平上存在随机效应，应使用多水平回归模型进行分析(表3)。

多水平回归模型分析结果显示：年龄(OR=1.160，95% CI 1.135~1.186)、城区(OR=2.497，95% CI 1.946~3.205)与脊柱侧弯筛查阳性检出率呈正相关(均P<0.05)；女性(OR=0.931，95% CI 0.874~0.993)、身体营养状况正常(OR=0.751，95% CI 0.671~0.840)、超重(OR=0.513，95% CI 0.447~0.590)、肥胖(OR=0.418，95% CI 0.358~0.489)、每周60 min中高强度运动2~4 d(OR=0.928，95% CI 0.865~0.996)、每周 60 min中高强度运动5~7 d(OR=0.912，95% CI 0.833~0.998)与脊柱侧弯筛查阳性检出率呈负相关(均P<0.05，表4)。

3 讨 论

2023年湖南省6~18岁中小学生脊柱侧弯筛查阳性率为1.61%，高于2019年西藏中小学生脊柱侧弯筛查阳性率(0.79%)^[18]，但低于2020年广东省中小学生脊柱侧弯筛查阳性率(3.73%)^[19]及2021年天津市中学生脊柱侧弯筛查阳性率(4.00%)^[20]，提示不同省市中小学生脊柱侧弯筛查阳性率存在差异。

本研究探讨了脊柱侧弯筛查阳性率在城乡、性别及营养状况等层面上的差异。在城乡层面上，城区学生的脊柱侧弯筛查阳性率显著高于郊县学生。相对于郊县学生，城区的学生学业负担更重，户外活动时间更少，从而一定程度上增加了脊柱侧弯的风险^[21]。既往研究^[19-20]显示女生脊柱侧弯患病率高于男生，本研究结果与部分既往研究结果不同，总体阳性率男生、女生基本一致，而多因素分析则发现女生脊柱侧弯筛查阳性风险低于男生。这可能与样本的特征、研究方法或地区差异等因素有关。关于营养状况，本研究结果与既往研究^[22-23]结果一致，即身体消瘦学生脊柱侧弯筛查阳性率显著高于正常体重、超重及肥胖学生。这一现象可能与激素有关，例如瘦素和脂联素，这些激素通过调节骨骼和骨组织的生长发育，进而影响脊柱健康^[24-25]。此外，本研究发现：随着年龄的增长，脊柱侧弯筛查的阳性率在城乡、性别及营养状况分层中均呈上升趋势。这一现象可能与以下几个因素密切相关：首先，随着年龄增长，青少年进入快速生长发育阶段，身高快速增长，但脊柱和周围韧带、肌肉的力量相对薄弱，导致脊柱侧弯风险增加。其次，年龄增长伴随着学业负担的加重，而长时间久坐、姿势不当以及缺乏体育锻炼等不良生活方式因素，可能进一步加剧脊柱侧弯的发生^{[13, 21]}。

从脊柱侧弯筛查阳性率的空间分布来看，最高的市(州)为郴州市、湘潭市和衡阳市，最低的市(州)为湘西土家族苗族自治州。这一结果提示，脊柱侧弯的防控工作应重点关注筛查阳性率高的市(州)，进一步分析高发原因，有针对性地加强加强中小学生脊柱侧弯监测与干预。

本研究发现每周积极参与中高强度体力活动可降低脊柱侧弯发生的风险，可能源自体育锻炼对肌肉力量和姿势控制的提升作用，如以核心力量训练为核心的运动项目，能够强化椎旁肌群，进而促进脊柱的稳定性，有助于减少脊柱形态异常的发生^[26-27]。但也有研究^[28]指出部分运动涉及复杂多变的动作，例如扭转和跳跃落地，这些动作要求躯干与下肢精确、高效地协同，以及高水平的协调力、感觉统合和平衡能力。在执行这些运动时，身体重心位置不断变化，加之节段控制的调整，可能导致平衡能力暂时下降，进而可能增加脊柱侧弯和运动伤害的风险。提示应在加强体育锻炼的同时，注重运动方式的选择，以确保其对脊柱的保护作用。

本研究揭示了脊柱侧弯异常的人群及空间分布特征，并探讨了其主要影响因素。研究样本量大、覆盖面广，数据真实可靠，具有较好的代表性。然而，本研究存在一定局限性：首先，为横断面研究，难以获得脊柱侧弯异常与相关影响因素确切的因果关系，可能还存在因果倒置等问题；其次，影响因素数据来自自我报告的问卷，这可能会因调查对象回忆偏倚等导致分类错误。未来研究应结合前瞻性设计和更精确的筛查与诊断技术，以进一步明确脊柱侧弯的病因及防控策略。

综上所述，湖南省中小学生脊柱侧弯筛查阳性率较高，应制订针对性防控措施，加强重点地区、重点人群监测。本研究还发现，年龄、性别、城乡、营养状况以及每周60 min中强度运动天数均与脊柱侧弯的风险有关，在干预实践过程中，应考虑上述因素的作用，并制订相应的干预策略。

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