手法復位聯合微創手術治療骨質疏松性椎體壓縮骨折的有限元分析研究進展*

王柄訸，張曉剛，秦大平，趙希云，張宏偉，王志鵬，彭小東

(1.甘肅中醫藥大學，甘肅 蘭州 730000； 2.甘肅中醫藥大學附屬醫院，甘肅 蘭州 730000)

骨質疏松(osteoporosis，OP)是以單位體積內骨組織量減少、骨的微觀結構退化為特點的代謝性骨病變，骨量下降導致骨強度降低，從而使骨的脆弱性增加和骨折的發生幾率增加[1]。其中胸腰段骨質疏松性椎體壓縮骨折(osteoporotic vertebral compression facture，OVCF)是 OP 最常見的并發癥之一，多個節段的椎體即使在很小的外力下也可發生壓縮性骨折，骨折的疼痛不很明顯，因此有時因癥狀不明顯而漏診或患者不重視導致病情耽擱[2]。隨著人口老齡化程度的趨勢增強，骨質疏松造成脊柱骨折的發病率日益升高，受到社會的廣泛關注，因此，早期治療有著十分重要的臨床研究意義。傳統治療骨質疏松的方法多采用止痛藥、補鈣及臥床休息等，雖然患者病情有所減輕，但都是表面性的治療，并沒有從根本得到治療。近年來，各種醫療器械頻繁更新換代，手術方法不斷推陳出新，經皮椎體后凸成形術(percutaneous kyphoplasty，PKP)、經皮椎體成形術(percutaneous vertebroplasty，PVP)逐漸成為 OVCF 的治療趨勢[3]。筆者通過研究發現：過伸狀態下手法聯合PKP或PVP治療OVCF能有效減輕術后疼痛，有利于傷椎高度的恢復。現將手法復位聯合微創手術治療骨質疏松性椎體壓縮骨折的有限元分析研究進展綜述如下，以期為臨床治療提供參考依據。

1 中醫過伸復手法

中醫過伸復位手法歷史悠久。中醫學傳統的功能復位理論與西醫學治療骨折的理論是一致的，對于椎體高度壓縮<50%的穩定性壓縮骨折、受傷椎骨節段的后柱尚完整、無脊髓損傷癥狀的病例一般認為采取保守治療[4]。保守治療有很多種方法，復位手法基本上都是采取逆其受傷機制的過伸復位法。在過伸狀態下，患者的前縱韌帶張應力增大，傷椎椎體骨質受到縱向牽張力作用，從而達到復位目的。羅仕華等[5]將60例OVCF患者隨機分成兩組，對照組給予藥物治療后采用腰部墊枕及腰背肌功能鍛煉，治療組在對照組治療基礎上加用手法整復及外用三七斷骨巴布膏，結果表明：手法復位后恢復壓椎體原有高度、減輕患處疼痛能夠盡早地開始腰背部功能鍛煉，進而促進功能恢復。吳云強等[6]對比腰部墊枕組26例和過伸牽引復位組30例OVCF患者治療前后的骨折復位情況，分別觀察治療1周后和治療6個月后的壓縮率和復位率，結果表明：過伸位腰椎牽引治療OVCF優良率明顯較高，療效確切。鄧軒賡等[7]將67例新鮮OVCF患者隨機分為手法組(腰后伸位徒手按壓復位)和對照組(不加手法復位)，結果表明：手法復位治療新鮮OVCF在臥床期間可以恢復傷椎高度，但對于后凸角無明顯改善作用。趙傳營等[8]將56例OVCF患者隨機分成兩組，對照組采用基本藥物和電針治療，治療組在對照組治療基礎上采用過伸復位手法，結果表明：手法復位結合藥物治療能更好地恢復椎體高度，增加椎體前段的支撐。

2 手法復位聯合PKP或PVP治療OVCF

OP患者一旦發生椎體壓縮骨折，雖然通過臥床休息、服用止痛藥和補鈣藥物能夠減輕患者的疼痛，但長期臥床一方面會加重骨質疏松、形成惡性循環，另一方面會導致深靜脈血栓、肺炎及心腦血管疾病等內科并發癥的出現，故選擇手術治療[9]。PVP 及 PKP 手術是一種微創手術，近幾年來成為國內外治療OP及OVCF最有效和常用的手術方法。其基本原理是將呈液體狀態的骨水泥加壓注入到椎體內，從而達到疼痛治療及恢復一定的椎體高度的目的[10]。劉賢平等[11]采用PKP聯合過伸牽引復位治療OVCF 80例，結果表明：該療法能夠明顯減輕患者術后腰背部疼痛感，縮小脊柱后凸Cobb角。豆賁等[12]對比手法復位結合PVP及單純PVP治療OVCF的療效，結果表明：過伸牽引復位手法結合PVP能夠降低雙側穿刺率及骨水泥的滲漏率，彌補手術的不足之處。福全等[13]采用手法復位結合PKP治療OVCF患者70例，結果表明：治療后，患者疼痛顯著改善，椎體高度恢復較好，減少了術中及術后的并發癥。杜云峰等[14]將108例OVCF老年患者隨機分成兩組，研究結果表明：手法復位結合PVP組能有效改善脊柱畸形，恢復傷椎高度，減輕骨水泥滲透率，更好地緩解術后疼痛，改善患者生活質量。

OVCF的臨床表現復雜多樣，其主要治療目標是恢復傷椎高度、減輕腰背部疼痛，從而減少臥床并發癥的發生，并不是一味追求傷椎高度的恢復。吳晗等[15]采用PKP術治療62例OVCF患者，在術后3 d統計傷椎高度恢復比，結果顯示：傷椎高度的恢復情況對改善疼痛和功能障礙、提高生活質量并無明顯影響，反而會增加骨水泥滲漏的風險。因此，PKP 術中不必過于追求椎體高度的恢復。

還有學者認為手法復位聯合PKP會增加麻醉及脊髓損傷風險。吳超等[16]對16例OVCF患者行手法復位后再進行PKP治療，觀察組18例單純采用PKP治療，對比兩組療效，結果顯示：前者不僅在恢復骨折椎體高度、緩解疼痛及改善功能障礙方面與單純PKP術對比并無明顯優勢，還會增加麻醉風險及手術時間，且手法復位的要求較高，如有不當還會加重鄰近椎體損傷。

PVP和PKP統稱為椎體強化術(vertebral augmentation)，其優點包括手術療效確切、創傷微乎其微、安全、手術操作相對簡單、并發癥較少等。現今，椎體強化術已經成為臨床治療OVCFs的重要方法[17]，但也存在如骨水泥滲漏、肺栓塞等亟待解決的問題。筆者通過大量文獻調研發現：這些問題也是目前國際微創骨科領域正在積極探索而尚未解決的問題。

3 有限元分析法在OVCF研究中的運用

該方法通俗講是將研究物體人為分類和通過軟件模擬進程的一個方法，即研究者對所研究物體進行標注分類，并且賦予分類物體相對的變化區間，再將分類物體數據導入模擬軟件中，觀察其變化并得出結果，整個過程的操作稱之為有限元分析法(finite element analysis，FEA)。FEA已被公認為各種生物醫學領域的重要計算工具，并廣泛用于解決脊柱生物力學問題的研究[18]。RIEGER R等[19]采用FEA來模擬骨小梁在宏觀和微觀層面的彈性特性，結果顯示：其與正常人體組織的彈性相似，但屈服應力較低。ZYSSET P K等[20]建立橈骨遠端、椎體和股骨近端的骨質疏松模型，研究認為：FEA方法提供了最可靠的骨強度預測。余曉棟等[21]總結了FEA在脊柱生物力學研究中的優缺點，為醫學研究和臨床治療提供了幫助。

通常情況下，對于患腰椎類病證的患者，醫生只能通過平面影像資料和臨床經驗對病患處的具體情況進行判斷，這種情況會有誤差，因此治療也難以達到對癥。三維有限元分析則可以很好地解決這一問題，利用計算機軟件建立三維影像，可以較為直觀地看到病患處的具體情況，根據結構之間的空間關系確定具體的病患處，最終制定較為準確的治療方案。仰嘉軒等[22]建立單個腰椎(L2)的有限元模型，對模型進行骨強度分析，模擬其生物力學特性，為臨床提供預測骨折風險和部位的方法。劉祥飛等[23]建立PVP手術單、雙側入路L1椎體治療OVCF的有限元模型，比較其生物力學及臨床療效差異。張雪鵬等[24]建立T12椎體前緣不同壓縮狀態模型，運用FEA分析鄰近椎體終板應力，對降低臨床治療OVCF后鄰近椎體發生再骨折的機率具有重要意義。ZHAO W T等[25]建立T11-L1椎體的三維有限元模型，采用FEA分析對比在T12行椎體強化術前后不同椎體高度的生物力學效應。Ottardi C等[26]通過FEA對比PVP和PKP治療OVCF后椎體高度的恢復情況，結果表明：PKP能更好地減少鄰近椎體終板的應力和骨折的風險。PENG Y等[27]通過FEA分析骨水泥的強度對椎體強化術治療OVCF患者增強的椎體及鄰近椎體的生物力學，找到最合適的骨水泥強度范圍，為椎體強化術的臨床運用提供了參考。

4 小結與展望

中醫傳統手法臨床運用效果顯著，在基層運用中得到廣泛推廣，具有簡單操作、成本低、效果明顯的特點，更容易被患者接受。然而，傳統手法復位也有其不足的地方，如手法輕重的掌握、每個個體復位程度的差異等。如何把先進的研究方法和傳統手法的相關生物力學問題結合起來非常重要。近年來，已有不少學者利用先進的計算機技術和有限元分析方法研究傳統手法，為手法作用機制的研究提供了一個廣闊的前景和新的思路[28]。另外，在研究脊柱的病理狀態時，有限元主要用于了解病變定位的機制，評價不同治療工具的效果，輔助和完成治療工具的選擇和改進，按順序為脊柱病變的康復提供理論依據[29]。

在循證醫學不斷得到重視的今天，如何運用先進的方法研究傳統手法建立胸腰稚壓縮性骨折有限元模型及過伸復位治療的生物力學分析法的作用機制顯得非常重要，尤其是對其生物力學原理研究的意義更為突出[30]。近年來，已有不少學者通過不同的手段展開了相關研究，也取得了不少成果[31]。過伸復位法治療OVCF是臨床長久廣泛使用的傳統方法，在臨床運用中主要依靠醫者的經驗，缺乏規范性和客觀的定量標準。筆者正是從這一點出發，運用有限元分析法來探討過伸復位手法的作用機制，為該手法的臨床運用和優化提供一定的理論和實驗依據。