AIS ist eine dreidimensionale (3D) strukturelle Wirbelsäulendeformität unbekannter Ursache, gekennzeichnet durch axiale Rotation, laterale Krümmung in der koronalen Ebene und abnormale sagittale Ausrichtung, einschließlich thorakaler Hypokyphose oder lumbaler Hyperlordose1. AIS beeinflusst das Wachstum und die Entwicklung gesunder Kinder und Jugendlicher (im Folgenden als Jugendliche bezeichnet) und kann in schweren Fällen zu erheblichen physiologischen Komplikationen führen, wie chronische Rückenschmerzen, kardiopulmonale Funktionsstörungen und psychische Belastungen.
Derzeit basiert die Skoliose-Diagnose hauptsächlich auf stehender Röntgenbildgebung, wobei der Cobb-Winkel – gemessen zwischen den oberen und unteren Wirbeln der Krümmung – als Standarddiagnosekriterium verwendet wird. Ein Cobb-Winkel von ≥10° wird als Skoliose definiert, und nach internationalen Klassifikationsrichtlinien wird eine Kurve zwischen 10° und 25° als mildes AIS 2 klassifiziert. In China liegt die Häufigkeit der Skoliose bei Jugendlichen im Alter von 10 bis 18 Jahren bei etwa 1,2 %, wobei in den letzten Jahren ein steigender Trend festgestellt wurde3. Obwohl die Mehrheit der AIS-Fälle als mild klassifiziert wird, unterstreicht das Risiko eines Kurvenprogressions bei unbehandelten Patienten die Notwendigkeit eines zeitnahen Eingreifens3.
AIS-Patienten zeigen signifikant eine geringere Lungenfunktion – einschließlich erzwungener Vitalkapazität (FVC), erzwungenes exspiratorisches Volumen in 1s (FEV1) und Peak Expiratory Flow (PEF) – sowie eine verminderte Atemmuskelkraft – einschließlich maximaler Beatmungsdruck (MIP) und maximaler Exspiratoriedruck (MEP) – im Vergleich zu altersangepassten gesunden Kontrollgruppen (P < 0,01). 4Diese Beeinträchtigungen korrelieren negativ sowohl mit dem Cobb-Winkel als auch mit dem Rotationswinkel des Rumpfes. Strukturelle Deformitäten des Brustkorbs können die Interkostalmuskeln und das Zwerchfell in eine mechanisch benachteiligten Position bringen, was die kontraktile Effizienz verringert. Hinweise darauf hindeuten, dass Atemtraining die Kontraktilität der Zwerchfell- und Interkostalmuskeln verbessern, die thorakale Compliance verbessern, die Anpassung von Beatmungs- und Perfusionsabstimmung optimieren und die Empfindlichkeit des Atemzentrums modulieren kann, was zu signifikanten Verbesserungen der Atemmuskulatur und der Lungenfunktion führt (P < 0.001)5,6,7.
Die International Society on Scoliosis Orthopaedic and Rehabilitation Treatment (SOSORT) betrachtet physiotherapeutische Skoliose-spezifische Übungen (PSSE) als Kernmaßnahme zur Vorbeugung oder Verzögerung des Fortschreitens von leichtem AIS8. Das Hauptziel von PSSE ist es, eine dreidimensionale Korrektur zu erreichen, die auf den individuellen Kurventyp während der täglichen Aktivitäten zugeschnitten ist, wobei korrigierende Atemübungen als zentrale Komponente gelten. Diese Ausbildung legt den Schwerpunkt auf die Aufrechterhaltung der thorakalen und wirbelsäulenen Koordination in der korrektiven Haltung, um die Haltungskontrolle zu verbessern und die Atemfunktion zu verbessern. In der klinischen Praxis verhindert das Fehlen wirksamer Echtzeit-Rückkopplungsmechanismen jedoch oft, dass Patienten die Trainingslast genau auf die vorgesehenen Wirbelsäulensegmente ausrichten können, was zu unzureichender Korrektur und begrenzter Wirksamkeitführt 9. Außerdem kann eine Instabilität der motorischen Kontrolle zu einer übermäßigen Kompensation durch nicht-Zielmuskelgruppen führen, was zu Muskelmüdigkeit oder lokalisierten Schmerzen führt, was die Korrekturwirkungweiter verringert.
Ultraschall ist eine weit verbreitete medizinische Technologie zur Bildgebung innerer Körperstrukturen wie Sehnen, Muskeln, Gelenke, Blutgefäße und Organe sowie für bestimmte therapeutische Anwendungen. Mehrere Studien haben den Einsatz von Ultraschall zur Bewertung der Zwerchfellbewegung bei Patienten mit COPD oder Atemversagen berichtet und zur Steuerung von Atemtherapiemaßnahmen zur Verbesserung der Zwerchfellfunktion11,12.
Basierend auf diesem Konzept wendet die vorliegende Studie Ultraschalltechnologie innovativ auf Atemwegstraining bei AIS-Patienten an. Durch visuelles Feedback können Patienten direkt Veränderungen in der Breite des bilateralen Interkostalraums, der Muskeldicke der Interkostalen und der Zwerchfellausrichtung während Atemübungen beobachten, wodurch die Trainingseffektivität verbessert und eine präzisere Skoliosekorrektur ermöglichtwird.