手法复位联合微创手术治疗骨质疏松性椎体压缩骨折的有限元分析研究进展*

王柄訸，张晓刚，秦大平，赵希云，张宏伟，王志鹏，彭小东

(1.甘肃中医药大学，甘肃 兰州 730000； 2.甘肃中医药大学附属医院，甘肃 兰州 730000)

骨质疏松(osteoporosis，OP)是以单位体积内骨组织量减少、骨的微观结构退化为特点的代谢性骨病变，骨量下降导致骨强度降低，从而使骨的脆弱性增加和骨折的发生几率增加[1]。其中胸腰段骨质疏松性椎体压缩骨折(osteoporotic vertebral compression facture，OVCF)是 OP 最常见的并发症之一，多个节段的椎体即使在很小的外力下也可发生压缩性骨折，骨折的疼痛不很明显，因此有时因症状不明显而漏诊或患者不重视导致病情耽搁[2]。随着人口老龄化程度的趋势增强，骨质疏松造成脊柱骨折的发病率日益升高，受到社会的广泛关注，因此，早期治疗有着十分重要的临床研究意义。传统治疗骨质疏松的方法多采用止痛药、补钙及卧床休息等，虽然患者病情有所减轻，但都是表面性的治疗，并没有从根本得到治疗。近年来，各种医疗器械频繁更新换代，手术方法不断推陈出新，经皮椎体后凸成形术(percutaneous kyphoplasty，PKP)、经皮椎体成形术(percutaneous vertebroplasty，PVP)逐渐成为 OVCF 的治疗趋势[3]。笔者通过研究发现：过伸状态下手法联合PKP或PVP治疗OVCF能有效减轻术后疼痛，有利于伤椎高度的恢复。现将手法复位联合微创手术治疗骨质疏松性椎体压缩骨折的有限元分析研究进展综述如下，以期为临床治疗提供参考依据。

1 中医过伸复手法

中医过伸复位手法历史悠久。中医学传统的功能复位理论与西医学治疗骨折的理论是一致的，对于椎体高度压缩<50%的稳定性压缩骨折、受伤椎骨节段的后柱尚完整、无脊髓损伤症状的病例一般认为采取保守治疗[4]。保守治疗有很多种方法，复位手法基本上都是采取逆其受伤机制的过伸复位法。在过伸状态下，患者的前纵韧带张应力增大，伤椎椎体骨质受到纵向牵张力作用，从而达到复位目的。罗仕华等[5]将60例OVCF患者随机分成两组，对照组给予药物治疗后采用腰部垫枕及腰背肌功能锻炼，治疗组在对照组治疗基础上加用手法整复及外用三七断骨巴布膏，结果表明：手法复位后恢复压椎体原有高度、减轻患处疼痛能够尽早地开始腰背部功能锻炼，进而促进功能恢复。吴云强等[6]对比腰部垫枕组26例和过伸牵引复位组30例OVCF患者治疗前后的骨折复位情况，分别观察治疗1周后和治疗6个月后的压缩率和复位率，结果表明：过伸位腰椎牵引治疗OVCF优良率明显较高，疗效确切。邓轩赓等[7]将67例新鲜OVCF患者随机分为手法组(腰后伸位徒手按压复位)和对照组(不加手法复位)，结果表明：手法复位治疗新鲜OVCF在卧床期间可以恢复伤椎高度，但对于后凸角无明显改善作用。赵传营等[8]将56例OVCF患者随机分成两组，对照组采用基本药物和电针治疗，治疗组在对照组治疗基础上采用过伸复位手法，结果表明：手法复位结合药物治疗能更好地恢复椎体高度，增加椎体前段的支撑。

2 手法复位联合PKP或PVP治疗OVCF

OP患者一旦发生椎体压缩骨折，虽然通过卧床休息、服用止痛药和补钙药物能够减轻患者的疼痛，但长期卧床一方面会加重骨质疏松、形成恶性循环，另一方面会导致深静脉血栓、肺炎及心脑血管疾病等内科并发症的出现，故选择手术治疗[9]。PVP 及 PKP 手术是一种微创手术，近几年来成为国内外治疗OP及OVCF最有效和常用的手术方法。其基本原理是将呈液体状态的骨水泥加压注入到椎体内，从而达到疼痛治疗及恢复一定的椎体高度的目的[10]。刘贤平等[11]采用PKP联合过伸牵引复位治疗OVCF 80例，结果表明：该疗法能够明显减轻患者术后腰背部疼痛感，缩小脊柱后凸Cobb角。豆贲等[12]对比手法复位结合PVP及单纯PVP治疗OVCF的疗效，结果表明：过伸牵引复位手法结合PVP能够降低双侧穿刺率及骨水泥的渗漏率，弥补手术的不足之处。福全等[13]采用手法复位结合PKP治疗OVCF患者70例，结果表明：治疗后，患者疼痛显著改善，椎体高度恢复较好，减少了术中及术后的并发症。杜云峰等[14]将108例OVCF老年患者随机分成两组，研究结果表明：手法复位结合PVP组能有效改善脊柱畸形，恢复伤椎高度，减轻骨水泥渗透率，更好地缓解术后疼痛，改善患者生活质量。

OVCF的临床表现复杂多样，其主要治疗目标是恢复伤椎高度、减轻腰背部疼痛，从而减少卧床并发症的发生，并不是一味追求伤椎高度的恢复。吴晗等[15]采用PKP术治疗62例OVCF患者，在术后3 d统计伤椎高度恢复比，结果显示：伤椎高度的恢复情况对改善疼痛和功能障碍、提高生活质量并无明显影响，反而会增加骨水泥渗漏的风险。因此，PKP 术中不必过于追求椎体高度的恢复。

还有学者认为手法复位联合PKP会增加麻醉及脊髓损伤风险。吴超等[16]对16例OVCF患者行手法复位后再进行PKP治疗，观察组18例单纯采用PKP治疗，对比两组疗效，结果显示：前者不仅在恢复骨折椎体高度、缓解疼痛及改善功能障碍方面与单纯PKP术对比并无明显优势，还会增加麻醉风险及手术时间，且手法复位的要求较高，如有不当还会加重邻近椎体损伤。

PVP和PKP统称为椎体强化术(vertebral augmentation)，其优点包括手术疗效确切、创伤微乎其微、安全、手术操作相对简单、并发症较少等。现今，椎体强化术已经成为临床治疗OVCFs的重要方法[17]，但也存在如骨水泥渗漏、肺栓塞等亟待解决的问题。笔者通过大量文献调研发现：这些问题也是目前国际微创骨科领域正在积极探索而尚未解决的问题。

3 有限元分析法在OVCF研究中的运用

该方法通俗讲是将研究物体人为分类和通过软件模拟进程的一个方法，即研究者对所研究物体进行标注分类，并且赋予分类物体相对的变化区间，再将分类物体数据导入模拟软件中，观察其变化并得出结果，整个过程的操作称之为有限元分析法(finite element analysis，FEA)。FEA已被公认为各种生物医学领域的重要计算工具，并广泛用于解决脊柱生物力学问题的研究[18]。RIEGER R等[19]采用FEA来模拟骨小梁在宏观和微观层面的弹性特性，结果显示：其与正常人体组织的弹性相似，但屈服应力较低。ZYSSET P K等[20]建立桡骨远端、椎体和股骨近端的骨质疏松模型，研究认为：FEA方法提供了最可靠的骨强度预测。余晓栋等[21]总结了FEA在脊柱生物力学研究中的优缺点，为医学研究和临床治疗提供了帮助。

通常情况下，对于患腰椎类病证的患者，医生只能通过平面影像资料和临床经验对病患处的具体情况进行判断，这种情况会有误差，因此治疗也难以达到对症。三维有限元分析则可以很好地解决这一问题，利用计算机软件建立三维影像，可以较为直观地看到病患处的具体情况，根据结构之间的空间关系确定具体的病患处，最终制定较为准确的治疗方案。仰嘉轩等[22]建立单个腰椎(L2)的有限元模型，对模型进行骨强度分析，模拟其生物力学特性，为临床提供预测骨折风险和部位的方法。刘祥飞等[23]建立PVP手术单、双侧入路L1椎体治疗OVCF的有限元模型，比较其生物力学及临床疗效差异。张雪鹏等[24]建立T12椎体前缘不同压缩状态模型，运用FEA分析邻近椎体终板应力，对降低临床治疗OVCF后邻近椎体发生再骨折的机率具有重要意义。ZHAO W T等[25]建立T11-L1椎体的三维有限元模型，采用FEA分析对比在T12行椎体强化术前后不同椎体高度的生物力学效应。Ottardi C等[26]通过FEA对比PVP和PKP治疗OVCF后椎体高度的恢复情况，结果表明：PKP能更好地减少邻近椎体终板的应力和骨折的风险。PENG Y等[27]通过FEA分析骨水泥的强度对椎体强化术治疗OVCF患者增强的椎体及邻近椎体的生物力学，找到最合适的骨水泥强度范围，为椎体强化术的临床运用提供了参考。

4 小结与展望

中医传统手法临床运用效果显著，在基层运用中得到广泛推广，具有简单操作、成本低、效果明显的特点，更容易被患者接受。然而，传统手法复位也有其不足的地方，如手法轻重的掌握、每个个体复位程度的差异等。如何把先进的研究方法和传统手法的相关生物力学问题结合起来非常重要。近年来，已有不少学者利用先进的计算机技术和有限元分析方法研究传统手法，为手法作用机制的研究提供了一个广阔的前景和新的思路[28]。另外，在研究脊柱的病理状态时，有限元主要用于了解病变定位的机制，评价不同治疗工具的效果，辅助和完成治疗工具的选择和改进，按顺序为脊柱病变的康复提供理论依据[29]。

在循证医学不断得到重视的今天，如何运用先进的方法研究传统手法建立胸腰稚压缩性骨折有限元模型及过伸复位治疗的生物力学分析法的作用机制显得非常重要，尤其是对其生物力学原理研究的意义更为突出[30]。近年来，已有不少学者通过不同的手段展开了相关研究，也取得了不少成果[31]。过伸复位法治疗OVCF是临床长久广泛使用的传统方法，在临床运用中主要依靠医者的经验，缺乏规范性和客观的定量标准。笔者正是从这一点出发，运用有限元分析法来探讨过伸复位手法的作用机制，为该手法的临床运用和优化提供一定的理论和实验依据。