文献类型：科技成果

中文题名：中医过伸复位手法治疗胸腰椎压缩骨折的有限元分析及临床应用研究

完成人：秦大平[1];权祯[1];徐斌[1];王荣[1];徐世伟[1];陈钵[1];

第一作者：秦大平

完成机构：[1]甘肃中医药大学;

第一机构：甘肃中医药大学

年份：2024

语种：中文

中文关键词：胸腰椎压缩骨折;复位手法治疗;生物力学

摘要：①课题来源与背景：骨质疏松性椎体压缩骨折(Osteoporotic vertebral compression Fractures，OVCF)是由于骨质疏松导致的脊柱的病理性骨折。此类骨折是由于骨质疏松后骨骼强度下降、密度减低，所能够承载的生理载荷及外加载荷急剧下降，导致椎体发生压缩性骨折。其发生后主要导致椎体塌陷、高度丢失，随着暴力释放的大小及能量卸载部位的差异性，椎体塌陷及高度丢失的程度也随之发生相应变化，严重的椎体压缩骨折可致脊髓受压，影响到感觉及运动传导后出现截瘫症状。就其治疗而言，无论何种治疗手段，其治疗目标是一致的，即恢复椎体高度，防止椎体进一步塌陷，重建脊柱的生理载荷和力学稳定性。临床上针对此类骨折治疗方式仍以经皮后凸椎体成形术(Percutancous Vertebroplasty，PVP)、经皮球囊扩张椎体成形术(Percutancous Kyphoplasty，PKP)及中医过伸复位手法等为主，不同的治疗手段适应症也各异，中医过伸复位手法多适用于轻度的椎体压缩骨折，PVP对于陈旧性椎体压缩骨折较为多用，PKP主要适用于新鲜骨质疏松性椎体压缩骨折;在治疗过程中，大多数情况下以上术式均可使塌陷椎体达到不同程度的复位，但是，无论何种术式，都无法达到100%的复位，复位后椎体均有不同程度的丢失，不同复位固定后椎体高度均有不同程度的丢失。②研究目的与意义：1.利用三维有限元技术建立人体胸腰段脊柱(T11～L2)屈曲压缩性骨折(骨质疏松性)的力学模型，通过建立正常人体脊柱胸腰段与压缩性骨折不同复位高度工况下表面施加相同的手法复位性载荷，并对其复位后椎体骨折块模型的外形改变以及整体的力学分布进行分析。通过复位前后的影像信息观察对比进行量化分析，探讨最佳的过伸复位的角度和载荷。2.中医过伸复位手法治疗OVCF的疗效明确并与骨水泥椎体强化成形术相比而言，其对邻近椎体的应力变化、动静力性平衡系统的影响优于骨水泥椎体强化成形术。③主要论点与论据：采用PKP、PVP、中医过伸复位法配合PKP三种复位法治疗OVCF可以显著的改善临床症状，提高生活质量，增加预期寿命，重建脊柱关节的生物力学平衡，重塑和恢复椎体附件、椎间盘、软骨终板、相邻椎体之间的平衡状态，恢复脊柱功能。在研究中重建和恢复脊柱稳定功能中对于T12椎体压缩性骨折经骨水泥强化术后，其在左右旋转运动状态下椎体、关节突关节应力明显增大。纤维环、椎间盘的应力变化略低于正常人;对终板的应力变化影响主要体现在骨折椎体经骨水泥强化术后(PKP、PVK、手法配合PKP)对邻近椎体终板应力有明显的增加，与正常人体模型比较，从筋-骨系统进行分析，骨与肌肉、韧带所代表的动静力变化都明显降低。④创见与创新：1.该项目研究通过对临床真实病例的CT及MRI影像资料的处理，对人体脊柱胸腰段T11～L2正常模型、骨质疏松症患者模型、不同治疗方法在T12、L1椎体不同骨折程度多组复合模型的建立，并完成压缩椎体30%、60%、90%的复位状态下的有限元研究结果，对其压缩椎体及邻近椎体筋骨系统力学稳定性差异变化进行统计学分析并对模型的有效性进行验证分析研究。2.骨质疏松症患者脊柱胸腰段椎体应力分布不均匀、应力的集中化趋势存在导致脊柱胸腰段椎体、椎间盘、髓核、纤维化、关节突及周围附属结构应力异常变化，即骨弹性模量的异常改变、周围附属结构的束缚力下降，引起筋骨系统平衡失常和长期稳定性的下降，进而增加脊柱胸腰段椎体骨折的退变过程和风险，并针对椎体压缩性骨折风险做预防策略的标准化建立和完善提供理论和生物力学依据。⑤社会经济效益，存在的问题：1.有限元模型构建的方法有多种，其中的很多环节都有着严格的限定，而该研究在研究过程中，存在将诸如材料属性赋值、韧带等附着组织的添加未能严格按照人体的实际情况进行处理，将人体结构材料的非均匀性、非线性、各项异性等简化为均匀性、线性和各向同性等不足。这些问题主要是由于受有限元研究的条件限制，因为在研究过程中也曾经尝试进行更为复杂的模型设置，其巨大的而复杂的运算导致得不到计算结果，多次被迫中断计算。但是鉴于人体结构的复杂性，这些问题仍然有必要引起足够的重视。2.该研究的模型设计主要针对研究发生OVCF椎体的应力变化进行了设计和定义，利用这些模型难以分析完成更加复杂的OVCF不同复位法之间筋骨力学动态变化机制的相关研究，诸如进行相邻椎体、周围韧带、肌肉等部位生物力学变化的分析，因此在今后的相关研究中应当充分考虑到模型结构与所需研究内容，对模型的构建作出更好的判断和设计。⑥成果简介：通过对临床真实病例影像学数据分析，借助PACS影像平台的大数据分析方法对不同复位法、不同病理阶段的OVCF模型的建立与复制，创新和完善了原有模拟模型建立方法与复合模型的建立标准与真实性，为人体骨骼-肌肉系统有限元研究创建一种技术平台和研究思路。