模拟不同复位法对骨质疏松性胸腰椎压缩骨折椎体高度恢复与脊柱力学稳定作用差异性的有限元分析

Operative reduction and fixation, traditional reduction and minimally invasive vertebral plasty are considered as the treatments of Osteoporotic vertebral compression fractures(OVCF). The later two methods are adopted by most of older patients. However, there is great difference between vertebral height restoration in fracture and spinal bio-mechanics stability treated with different reduction. What is the effect of differences in study of spinal function? The mechanism as a key point for research purpose is not clear. Recently, clinical studies indicated that vertebral height restoration is closely related to the differences of spinal bio-mechanics stability by simulating different reduction for the treatments of OVCF. Early research has shown that the clinical efficacy of OVC by hyper-extending is exact, which is better than minimally invasive vertebral plasty, in terms of adjacent vertebral stress changes and the influence of dynamic and static force balance system. Therefore, it is revealed that vertebral height restoration in OVCF and spinal bio-mechanics stability treated by different reduction influence clinical effect.The project that is attended to analyze the difference between vertebral height restoration in OVCF and spinal bio-mechanics stability based on finite element stimulation method, which explores the best restoration method of OVCF and provide new ideas and theoretical support for standardization and normalization.

骨质疏松性椎体压缩骨折（OVCF）的治疗手段有手术复位固定、中医传统复位固定及微创椎体成形术。对老年患者大多选择后两种方法治疗，但不同的复位方法对骨折椎体高度的恢复与脊柱生物力学的稳定性和力学平衡改变的影响存在很大差异，其差异性研究对脊柱功能究竟有什么影响？机制尚不明确，故本课题以此为切入点。临床研究发现，不同的复位法对OVCF的治疗对其椎体高度恢复与脊柱力学稳定性作用明显不同密切相关。课题组前期研究也表明中医过伸复位手法治疗OVCF的疗效明确并与椎体成形术相比而言，其对邻近椎体的应力变化、动静力性平衡系统的影响优于后者。由此，我们认为不同的复位法对OVCF骨折椎体高度恢复与脊柱力学稳定差异性影响临床疗效。本项目采用有限元模拟法对不同复位法对OVCF椎体高度恢复与脊柱力学稳定作用差异性的进行分析，探讨OVCF的临床治疗的最佳复位方法，并对其方法的标准化、规范化建立提供新思路和理论支支撑。

项目背景：针对骨质疏松性椎体压缩骨折(Osteoporotic vertebral compression fractures，OVCF)治疗手段有手术复位固定、中医传统复位固定及微创椎体成形术。对老年患者大多选择后两种方法治疗，但不同的复位固定方法对骨折椎体高度的恢复与脊柱生物力学的稳定性和力学平衡改变的影响存在很大差异，其差异性研究对脊柱筋骨系统平衡功能的影响机制尚不明确，前期研究发现，不同的复位固定法对OVCF的治疗对其椎体高度恢复与脊柱力学稳定性作用明显不同密切相关。中医过伸复位手法治疗OVCF的疗效明确并与椎体成形术相比而言，其对邻近椎体的应力变化、动静力性平衡系统的影响优于后者。对不同的复位法对OVCF骨折椎体高度恢复与脊柱力学稳定差异性影响临床疗效的差异性研究，探讨OVCF的临床治疗方法的标准化、规范化建立提供新思路和理论支支撑。主要研究内容：①不同复位法对骨质疏松性胸腰椎压缩骨折筋骨系统力学稳定性影响的有限元研究；②基于中医功能复位治疗骨质疏松性椎体压缩骨折的有限元研究；③中医过伸复位联合PKP治疗双节段骨质疏松性椎体压缩骨折的生物力学有限元分析。重要结果：①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。②模拟生成不同治疗方法、不同病理阶段的OVCF功能复位模型FEA明确功能复位治疗OVCF的科学性，证实其模拟构建不同标准OVCF功能复位标准方法的可行性。③三种复位固定法（PKP、PVP和中医过伸复位手法配合PKP）在缓解疼痛、强化椎体、稳定伤椎、恢复伤椎椎体高度、纠正脊柱胸腰段发生后凸畸形等方面疗效显著，采用中医过伸复位法配合PKP方法能使纤维环、椎间盘、髓核及相邻椎体终板、关节突软骨的应力变化幅度减小，趋于一种稳定状态，降低了远期伤椎高度丢失、并发再骨折以及相邻椎体再骨折的发生比率，提高其远期疗效和增加OVCF胸腰段治疗后筋骨系统的稳定性。