青春期特发性脊柱侧凸的外科治疗进展
青春期特发性脊柱侧凸的外科治疗进展
郑振耀 张立军 唐盛平
关键词：青春期特发性脊柱侧凸(adolescentid iopathic scoliosis,AIS) 治疗
在不同类型的脊柱侧凸畸形中，以青春期特发性脊柱侧凸(adolescentid iopathic scoliosis,AIS)最为常见。近30年来，随着脊柱畸形三维概念的引入、随着内固定系统的不断改进及麻醉技术的提高，对AIS的手术矫正治疗已取得了显著进步。由于对其病因尚不了解，故目前临床所用的各种治疗方法均有不尽如人意之处。本文就AIS的外科治疗及相关研究介绍如下。
一、支具治疗
AIS的致残率相当高，严重危害着青少年的身心健康，其患病率在中国人群中可达0.61%～1.9%[1]。采用三检筛选的普查方法可及时发现早期患儿，这对治疗AIS至关重要。
, 百拇医药
经过对AIS患儿的长期随访，人们对其自然病史已有了比较深入的了解，因此可根据病情预测不同畸形患儿的进展情况，进而制定出精细、完善的治疗方案。现已知，患儿年龄、成熟情况、Risser征均是脊柱侧凸进展的危险因素[2,3]。但Weinstein等[4]经过40年的随访观察发现，AIS至成年期仍在继续发展，这一结果值得临床医生关注。如果侧凸的发展影响到肺功能，将会降低患儿的生命成活年限，因此定期随访非常重要。许多治疗中心的报道已证实，支具可以成功地控制早期脊柱侧凸的进一步加重[5,6]，且疗效满意。对于25°～35°的脊柱侧凸者，支具治疗的有效率可达78%。相反，不使用支具的患儿，则有68%病情会进一步加重[5,6]。使用支具治疗的目的是防止侧凸进一步加重，从而避免手术。佩戴支具的指征:(1)生长中的患儿、Risser征小于2°；(2)侧凸程度在25°～45°的任何年龄组的患儿。但对生长期已完成、伴有严重胸椎前凸且侧凸大于45°的患儿，不宜佩戴支具。目前临床应用最有效的支具是Milwaukee(cervical thoracic lumbar sacral orthosis,CTLSO)和腋下支具。近期研究认为Charleston夜间效果较差[7]。
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二、手术治疗
(一)基本原则
脊柱侧凸的矫形手术较为复杂，只有综合应用各种技术方能提高手术疗效，从而减少并发症。手术目的在于控制侧凸进展、改善外观、恢复躯干平衡、降低远期并发症，从三维角度最大限度地矫正畸形，使脊柱永久性融合。
(二)手术指征
明确手术指征要综合考虑畸形程度及特点、患儿年龄和发育情况，以及侧凸进展情况[4，7]。一般胸椎侧凸Cobb角大于45°、发育尚未成熟、伴进行性胸椎前凸、肺功能已受影响的患儿应手术矫正；另外大于45°的胸腰段或腰段侧凸，进行性加重、躯干失衡及严重背痛的患儿也应手术矫正。但对小于40°～45°的胸腰段侧凸患儿不必手术。双弯畸形常能互相平衡不致于产生明显的外观畸形，当生长发育结束后，60°以内的双弯畸形很少进行性加重，是否手术应全面考虑。
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(三)术前准备
1.术前检查:术前应拍摄脊柱的X线正、侧位片，展示整个脊柱全貌，有利于分析病变部位，减少手术误差。拍摄侧方弯曲(bending film)X线片尤为重要，可以了解侧凸的僵硬程度，选择合适的固定节段。对于非典型性侧凸，如胸椎左凸、严重的僵硬性侧凸、男性患儿和有其他异常表现的患儿，术前应进行常规脊柱MRI检查，以发现患儿是否伴有中枢神经系统病变[8]，并了解髂骨嵴或腕骨骨化情况,为手术提供依据。对二氧化碳分压过高或肺活量低于25%的患儿，术后应考虑辅助呼吸。此外，术前向家长交待手术原则和各种可能出现的后果，让患儿了解手术过程使其有心理准备，这些都是术前准备的重要环节。
2.自体输血及红细胞回收技术:脊柱外科手术创伤较大，失血量一般在800～3000ml[9],只有减少术中出血及合理输血，才能确保手术成功。由于异体输血会增加血源性传染病的机会，因此，以自体血回输为最理想的血源。通常在术前5～6周开始准备，每周抽一个单位的全血。术中低压麻醉，降低血压，可使失血量减少40%～50%[10]。手术时应迅速扩容稀释血容量；切口常规应用肾上腺素；术中和术后应用现代的红细胞回收技术，可回收失血量的50%～60%。值得强调的是术后输血量，应视体内血红蛋白含量而定，当血红蛋白值达到70g/L、能够维持正常心排出量时，即可停止输血，不必强求补足100g/L。
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(四)选择合适的内固定系统、确定融合节段和融合技术，监测脊髓功能是确保手术成功的重要环节
1.内固定系统:60年代初，Harrington系统的发明与应用使AIS的外科治疗进入了一个新的时代[11]。30年来，内固定系统的设计和临床应用迅速发展和不断完善，迄今后路系统已发展形成三代:第一代为Harrington系统；第二代有Luque、Harri-luque及Harri-Wisconsin系统；第三代分别为CDI(Cotrel-Dubousset instrumentation)及CDI系统的换代产品TSRH(Texas Scottish Rite Hospital instrumentation)、Isola和其他内固定系统[2,12]。目前后路融合手术仍然是治疗AIS畸形的主要方法，采用Harrington内固定系统仍不失为理想的选择，该系统尤其适用于胸腰段侧凸患者[12，13]。其优点是术后骨融合率高，可达96%，神经系统并发症发生率低于1%，矫正侧凸程度接近55%。不足是术后需要长达6个月之久的石膏保护，对矢状畸形与水平旋转的矫正能力有限，而且由于腰椎前凸消失，可导致成年后腰背疼痛。Luque固定系统的神经系统并发症发生率相当高，约为17%[14，15]，而且对神经根和脊髓有远期不良影响。Harri-Wisconsin棘突下钢丝固定系统的内固定稳定性强，矫正效果好，术后无须石膏保护，与椎板下钢丝比较，神经系统并发症少。但该系统对矢状畸形的矫正程度有限。Liu等[16]对棘突下和椎板下钢丝固定进行比较，认为在棘突下穿钢丝更简便易行、安全有效。第三代CDI系统最大的优点是可以从三维方向矫正畸形，无须外固定。缺点是手术过程比较复杂，外科医生需要经过培训，术后椎板融合骨化比较差，尤其在KingⅡ型患儿[17]，术后容易出现躯干失衡，约有3%的神经系统并发症，而且内固定装置费用昂贵。目前许多临床医生更喜欢使用TSRH和Isola系统[2,12]，然而第三代内固定系统的临床应用时日尚短，缺乏长期随访结果。
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2.脊柱融合技术:施行脊柱融合术的目的是永久性骨性融合，如果没有达到这个目的，对任何内固定系统都意味着失败。确定融合节段的基本原则是:(1)确认侧凸类型，了解畸形的柔韧性及僵硬程度，保持融合椎骨的下位间盘具有一定的活动性。(2)避免将内固定棒的两端固定在顶椎上。行后路融合时，常采用Harrington的稳定椎原则，即选择融合节段下位椎体[11]。King等[18]提出判定下位椎体稳定的方法：由骶骨中心向上引一直线，垂直于两侧髂嵴的连线，所经过的最接近此线的椎体即为所选择的下位稳定椎。应尽量避免融合L4以下的椎体，尤其是对青春期患者。当患儿尚处于发育期时，双弯畸形中腰弯的柔韧性非常好，单纯融合胸段更为合适[19]。胸腰段或腰段侧凸适宜前路手术，其目的是切除椎间盘及软骨环，植骨使椎体融合，从而在矢状面和冠状面矫正侧凸畸形。
3.植骨种类:有效的骨性融合主要取决于骨床条件、植骨材料及周围的血流分布情况等。植骨前应刮除骨床上所有软组织并去除皮质，植骨材料应置于凹侧。前路融合手术应在切除间盘及骨骺板后再植骨。植骨种类包括自身松质骨、异体骨及骨替代材料。自身松质骨是骨诱导成骨最为理想的植骨材料，但来源有限。而骨库低温冷冻或干燥冷冻后的异体骨虽可提供丰富的骨材，但有传染疾病的危险，而且植骨后假关节发生率相对较高[19]。目前也有用羟基磷灰石、磷酸三钙及骨形态蛋白烤瓷等骨代用品的报道，但在其广泛应用之前，自体骨植骨仍然是最佳选择。
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4.术中对脊髓功能的监测:由于应用任何内固定器均可发生神经系统并发症，所以术中对脊髓功能的监测尤为重要。可用唤醒试验和电生理仪进行监测。唤醒试验比较可靠，但需要患儿的通力合作及有经验的麻醉医师密切配合。电生理仪监测用以记录来自周围神经的刺激或脊髓直接刺激所产生的诱发电位，以此反映脊髓功能。常用的方法有体表诱发电位、运动诱发电位、脊髓诱发电位、直接神经根试验和肌电图等。然而无论哪一种监测方法，惟有术中精细操作才是防止脊髓受损的最有效方法。
三、手术并发症
因内固定系统置入和脊柱融合后所产生的并发症:(1)椎板钩、固定棒螺丝及横向拉杆的脱落、松弛、移位、断裂。(2)骨不连及假关节形成，造成脊柱三维方向失衡，出现“曲轴”现象[20]。(3)未融合节段术后远期出现持续性下腰疼痛和退行性变。(4)椎弓根螺钉固定术后产生的神经系统并发症(高达1%～12%)[21]。(5)远期迟发性感染(1%～10%)，一般发生于术后6个月～1年。(6)术后早期并发症还有气胸、肠梗阻、胆囊炎[22]、胰腺炎、肠系膜上动脉压迫综合征等。(7)长期随访发现矫正的脊柱侧凸可继续丢失5°～10°，假关节发生率以胸腰段侧凸更为常见，其中采用Harrington系统发生率较高，约为1%。(8)术后背痛与下腰椎固定节段的选择有关，固定L5背痛发生率约80%，固定L4则为60%左右。
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总之，目前对AIS的治疗虽然已取得了显著的成绩，但仍有许多尚待解决的问题，还没有一种完善的内固定系统可以适应各种矫形外科的需要，任何手术的最终结果都是以部分矫正畸形、脊柱融合、运动丧失为代价。从病因入手，从生理上逆转侧凸的发展乃至恢复脊柱的正常生理弧度尚属空白。因此笔者认为应以人群普查、早期发现、预防侧凸进展为准则。我们相信，随着科学技术的不断发展，将会从生物学角度出发而不是手术，最终达到矫正AIS的目的。
郑振耀(香港中文大学医学院威尔斯亲王医院矫形外科及创伤学系)
唐盛平(香港中文大学医学院威尔斯亲王医院矫形外科及创伤学系)
张立军(中国医科大学第二临床学院小儿骨科)
参考文献
1，李青，刘尚礼，徐卓明，等.广东省中山市城乡中小学生脊柱侧凸普查及预防.中华骨科杂志，1999，19：265-268.
, 百拇医药
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3，Barr SJ, Schuette AM, Emans JB. Lumbar pedicle screws versus hooks: results in double major curves in adolescent idiopathic scoliosis. Spine, 1997,22:1369- 1379.
4，Weinstein SL, Zavala DC, Ponseti IV. Idiopathic scoliosis: long term follow up and prognosis in untreated patients. J Bone Joint Surg (Am), 1981, 63:702- 712.
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5，Lonstein JE, Winter RB.The Milwaukee brace for the treatment of adolescent idiopathic scoliosis: a review of 1020 patients. J Bone Joint Surg (Am),1994,76:1207- 1221.
6，Nachemson AL, Peterson LE. Effectiveness of treatment with a brace in girls who have adolescent idiopathic scoliosis: a prospective, controlled study based on data from the Brace Study of the Scoliosis Research Society. J Bone Joint Surg (Am), 1995， 77:815- 822.
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郑振耀 张立军 唐盛平
关键词：青春期特发性脊柱侧凸(adolescentid iopathic scoliosis,AIS) 治疗
在不同类型的脊柱侧凸畸形中，以青春期特发性脊柱侧凸(adolescentid iopathic scoliosis,AIS)最为常见。近30年来，随着脊柱畸形三维概念的引入、随着内固定系统的不断改进及麻醉技术的提高，对AIS的手术矫正治疗已取得了显著进步。由于对其病因尚不了解，故目前临床所用的各种治疗方法均有不尽如人意之处。本文就AIS的外科治疗及相关研究介绍如下。
一、支具治疗
AIS的致残率相当高，严重危害着青少年的身心健康，其患病率在中国人群中可达0.61%～1.9%[1]。采用三检筛选的普查方法可及时发现早期患儿，这对治疗AIS至关重要。
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经过对AIS患儿的长期随访，人们对其自然病史已有了比较深入的了解，因此可根据病情预测不同畸形患儿的进展情况，进而制定出精细、完善的治疗方案。现已知，患儿年龄、成熟情况、Risser征均是脊柱侧凸进展的危险因素[2,3]。但Weinstein等[4]经过40年的随访观察发现，AIS至成年期仍在继续发展，这一结果值得临床医生关注。如果侧凸的发展影响到肺功能，将会降低患儿的生命成活年限，因此定期随访非常重要。许多治疗中心的报道已证实，支具可以成功地控制早期脊柱侧凸的进一步加重[5,6]，且疗效满意。对于25°～35°的脊柱侧凸者，支具治疗的有效率可达78%。相反，不使用支具的患儿，则有68%病情会进一步加重[5,6]。使用支具治疗的目的是防止侧凸进一步加重，从而避免手术。佩戴支具的指征:(1)生长中的患儿、Risser征小于2°；(2)侧凸程度在25°～45°的任何年龄组的患儿。但对生长期已完成、伴有严重胸椎前凸且侧凸大于45°的患儿，不宜佩戴支具。目前临床应用最有效的支具是Milwaukee(cervical thoracic lumbar sacral orthosis,CTLSO)和腋下支具。近期研究认为Charleston夜间效果较差[7]。
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二、手术治疗
(一)基本原则
脊柱侧凸的矫形手术较为复杂，只有综合应用各种技术方能提高手术疗效，从而减少并发症。手术目的在于控制侧凸进展、改善外观、恢复躯干平衡、降低远期并发症，从三维角度最大限度地矫正畸形，使脊柱永久性融合。
(二)手术指征
明确手术指征要综合考虑畸形程度及特点、患儿年龄和发育情况，以及侧凸进展情况[4，7]。一般胸椎侧凸Cobb角大于45°、发育尚未成熟、伴进行性胸椎前凸、肺功能已受影响的患儿应手术矫正；另外大于45°的胸腰段或腰段侧凸，进行性加重、躯干失衡及严重背痛的患儿也应手术矫正。但对小于40°～45°的胸腰段侧凸患儿不必手术。双弯畸形常能互相平衡不致于产生明显的外观畸形，当生长发育结束后，60°以内的双弯畸形很少进行性加重，是否手术应全面考虑。
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(三)术前准备
1.术前检查:术前应拍摄脊柱的X线正、侧位片，展示整个脊柱全貌，有利于分析病变部位，减少手术误差。拍摄侧方弯曲(bending film)X线片尤为重要，可以了解侧凸的僵硬程度，选择合适的固定节段。对于非典型性侧凸，如胸椎左凸、严重的僵硬性侧凸、男性患儿和有其他异常表现的患儿，术前应进行常规脊柱MRI检查，以发现患儿是否伴有中枢神经系统病变[8]，并了解髂骨嵴或腕骨骨化情况,为手术提供依据。对二氧化碳分压过高或肺活量低于25%的患儿，术后应考虑辅助呼吸。此外，术前向家长交待手术原则和各种可能出现的后果，让患儿了解手术过程使其有心理准备，这些都是术前准备的重要环节。
2.自体输血及红细胞回收技术:脊柱外科手术创伤较大，失血量一般在800～3000ml[9],只有减少术中出血及合理输血，才能确保手术成功。由于异体输血会增加血源性传染病的机会，因此，以自体血回输为最理想的血源。通常在术前5～6周开始准备，每周抽一个单位的全血。术中低压麻醉，降低血压，可使失血量减少40%～50%[10]。手术时应迅速扩容稀释血容量；切口常规应用肾上腺素；术中和术后应用现代的红细胞回收技术，可回收失血量的50%～60%。值得强调的是术后输血量，应视体内血红蛋白含量而定，当血红蛋白值达到70g/L、能够维持正常心排出量时，即可停止输血，不必强求补足100g/L。
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(四)选择合适的内固定系统、确定融合节段和融合技术，监测脊髓功能是确保手术成功的重要环节
1.内固定系统:60年代初，Harrington系统的发明与应用使AIS的外科治疗进入了一个新的时代[11]。30年来，内固定系统的设计和临床应用迅速发展和不断完善，迄今后路系统已发展形成三代:第一代为Harrington系统；第二代有Luque、Harri-luque及Harri-Wisconsin系统；第三代分别为CDI(Cotrel-Dubousset instrumentation)及CDI系统的换代产品TSRH(Texas Scottish Rite Hospital instrumentation)、Isola和其他内固定系统[2,12]。目前后路融合手术仍然是治疗AIS畸形的主要方法，采用Harrington内固定系统仍不失为理想的选择，该系统尤其适用于胸腰段侧凸患者[12，13]。其优点是术后骨融合率高，可达96%，神经系统并发症发生率低于1%，矫正侧凸程度接近55%。不足是术后需要长达6个月之久的石膏保护，对矢状畸形与水平旋转的矫正能力有限，而且由于腰椎前凸消失，可导致成年后腰背疼痛。Luque固定系统的神经系统并发症发生率相当高，约为17%[14，15]，而且对神经根和脊髓有远期不良影响。Harri-Wisconsin棘突下钢丝固定系统的内固定稳定性强，矫正效果好，术后无须石膏保护，与椎板下钢丝比较，神经系统并发症少。但该系统对矢状畸形的矫正程度有限。Liu等[16]对棘突下和椎板下钢丝固定进行比较，认为在棘突下穿钢丝更简便易行、安全有效。第三代CDI系统最大的优点是可以从三维方向矫正畸形，无须外固定。缺点是手术过程比较复杂，外科医生需要经过培训，术后椎板融合骨化比较差，尤其在KingⅡ型患儿[17]，术后容易出现躯干失衡，约有3%的神经系统并发症，而且内固定装置费用昂贵。目前许多临床医生更喜欢使用TSRH和Isola系统[2,12]，然而第三代内固定系统的临床应用时日尚短，缺乏长期随访结果。
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2.脊柱融合技术:施行脊柱融合术的目的是永久性骨性融合，如果没有达到这个目的，对任何内固定系统都意味着失败。确定融合节段的基本原则是:(1)确认侧凸类型，了解畸形的柔韧性及僵硬程度，保持融合椎骨的下位间盘具有一定的活动性。(2)避免将内固定棒的两端固定在顶椎上。行后路融合时，常采用Harrington的稳定椎原则，即选择融合节段下位椎体[11]。King等[18]提出判定下位椎体稳定的方法：由骶骨中心向上引一直线，垂直于两侧髂嵴的连线，所经过的最接近此线的椎体即为所选择的下位稳定椎。应尽量避免融合L4以下的椎体，尤其是对青春期患者。当患儿尚处于发育期时，双弯畸形中腰弯的柔韧性非常好，单纯融合胸段更为合适[19]。胸腰段或腰段侧凸适宜前路手术，其目的是切除椎间盘及软骨环，植骨使椎体融合，从而在矢状面和冠状面矫正侧凸畸形。
3.植骨种类:有效的骨性融合主要取决于骨床条件、植骨材料及周围的血流分布情况等。植骨前应刮除骨床上所有软组织并去除皮质，植骨材料应置于凹侧。前路融合手术应在切除间盘及骨骺板后再植骨。植骨种类包括自身松质骨、异体骨及骨替代材料。自身松质骨是骨诱导成骨最为理想的植骨材料，但来源有限。而骨库低温冷冻或干燥冷冻后的异体骨虽可提供丰富的骨材，但有传染疾病的危险，而且植骨后假关节发生率相对较高[19]。目前也有用羟基磷灰石、磷酸三钙及骨形态蛋白烤瓷等骨代用品的报道，但在其广泛应用之前，自体骨植骨仍然是最佳选择。
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4.术中对脊髓功能的监测:由于应用任何内固定器均可发生神经系统并发症，所以术中对脊髓功能的监测尤为重要。可用唤醒试验和电生理仪进行监测。唤醒试验比较可靠，但需要患儿的通力合作及有经验的麻醉医师密切配合。电生理仪监测用以记录来自周围神经的刺激或脊髓直接刺激所产生的诱发电位，以此反映脊髓功能。常用的方法有体表诱发电位、运动诱发电位、脊髓诱发电位、直接神经根试验和肌电图等。然而无论哪一种监测方法，惟有术中精细操作才是防止脊髓受损的最有效方法。
三、手术并发症
因内固定系统置入和脊柱融合后所产生的并发症:(1)椎板钩、固定棒螺丝及横向拉杆的脱落、松弛、移位、断裂。(2)骨不连及假关节形成，造成脊柱三维方向失衡，出现“曲轴”现象[20]。(3)未融合节段术后远期出现持续性下腰疼痛和退行性变。(4)椎弓根螺钉固定术后产生的神经系统并发症(高达1%～12%)[21]。(5)远期迟发性感染(1%～10%)，一般发生于术后6个月～1年。(6)术后早期并发症还有气胸、肠梗阻、胆囊炎[22]、胰腺炎、肠系膜上动脉压迫综合征等。(7)长期随访发现矫正的脊柱侧凸可继续丢失5°～10°，假关节发生率以胸腰段侧凸更为常见，其中采用Harrington系统发生率较高，约为1%。(8)术后背痛与下腰椎固定节段的选择有关，固定L5背痛发生率约80%，固定L4则为60%左右。
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总之，目前对AIS的治疗虽然已取得了显著的成绩，但仍有许多尚待解决的问题，还没有一种完善的内固定系统可以适应各种矫形外科的需要，任何手术的最终结果都是以部分矫正畸形、脊柱融合、运动丧失为代价。从病因入手，从生理上逆转侧凸的发展乃至恢复脊柱的正常生理弧度尚属空白。因此笔者认为应以人群普查、早期发现、预防侧凸进展为准则。我们相信，随着科学技术的不断发展，将会从生物学角度出发而不是手术，最终达到矫正AIS的目的。
郑振耀(香港中文大学医学院威尔斯亲王医院矫形外科及创伤学系)
唐盛平(香港中文大学医学院威尔斯亲王医院矫形外科及创伤学系)
张立军(中国医科大学第二临床学院小儿骨科)
参考文献
1，李青，刘尚礼，徐卓明，等.广东省中山市城乡中小学生脊柱侧凸普查及预防.中华骨科杂志，1999，19：265-268.
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4，Weinstein SL, Zavala DC, Ponseti IV. Idiopathic scoliosis: long term follow up and prognosis in untreated patients. J Bone Joint Surg (Am), 1981, 63:702- 712.
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8，Barnes PD, Brody JD, Jaramillo D, et al. Atypical idiopathic scoliosis: MR imaging evaluation. Radiology, 1993,186:247- 253.
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