手法復(fù)位聯(lián)合微創(chuàng)手術(shù)治療骨質(zhì)疏松性椎體壓縮骨折的有限元分析研究進(jìn)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(yī)藥大學(xué)，甘肅 蘭州 730000； 2.甘肅中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院，甘肅 蘭州 730000)

骨質(zhì)疏松(osteoporosis，OP)是以單位體積內(nèi)骨組織量減少、骨的微觀結(jié)構(gòu)退化為特點(diǎn)的代謝性骨病變，骨量下降導(dǎo)致骨強(qiáng)度降低，從而使骨的脆弱性增加和骨折的發(fā)生幾率增加[1]。其中胸腰段骨質(zhì)疏松性椎體壓縮骨折(osteoporotic vertebral compression facture，OVCF)是 OP 最常見的并發(fā)癥之一，多個(gè)節(jié)段的椎體即使在很小的外力下也可發(fā)生壓縮性骨折，骨折的疼痛不很明顯，因此有時(shí)因癥狀不明顯而漏診或患者不重視導(dǎo)致病情耽擱[2]。隨著人口老齡化程度的趨勢增強(qiáng)，骨質(zhì)疏松造成脊柱骨折的發(fā)病率日益升高，受到社會的廣泛關(guān)注，因此，早期治療有著十分重要的臨床研究意義。傳統(tǒng)治療骨質(zhì)疏松的方法多采用止痛藥、補(bǔ)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(yī)療器械頻繁更新?lián)Q代，手術(shù)方法不斷推陳出新，經(jīng)皮椎體后凸成形術(shù)(percutaneous kyphoplasty，PKP)、經(jīng)皮椎體成形術(shù)(percutaneous vertebroplasty，PVP)逐漸成為 OVCF 的治療趨勢[3]。筆者通過研究發(fā)現(xiàn)：過伸狀態(tài)下手法聯(lián)合PKP或PVP治療OVCF能有效減輕術(shù)后疼痛，有利于傷椎高度的恢復(fù)?，F(xiàn)將手法復(fù)位聯(lián)合微創(chuàng)手術(shù)治療骨質(zhì)疏松性椎體壓縮骨折的有限元分析研究進(jìn)展綜述如下，以期為臨床治療提供參考依據(jù)。

1 中醫(yī)過伸復(fù)手法

中醫(yī)過伸復(fù)位手法歷史悠久。中醫(yī)學(xué)傳統(tǒng)的功能復(fù)位理論與西醫(yī)學(xué)治療骨折的理論是一致的，對于椎體高度壓縮<50%的穩(wěn)定性壓縮骨折、受傷椎骨節(jié)段的后柱尚完整、無脊髓損傷癥狀的病例一般認(rèn)為采取保守治療[4]。保守治療有很多種方法，復(fù)位手法基本上都是采取逆其受傷機(jī)制的過伸復(fù)位法。在過伸狀態(tài)下，患者的前縱韌帶張應(yīng)力增大，傷椎椎體骨質(zhì)受到縱向牽張力作用，從而達(dá)到復(fù)位目的。羅仕華等[5]將60例OVCF患者隨機(jī)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(chǔ)上加用手法整復(fù)及外用三七斷骨巴布膏，結(jié)果表明：手法復(fù)位后恢復(fù)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(jìn)而促進(jìn)功能恢復(fù)。吳云強(qiáng)等[6]對比腰部墊枕組26例和過伸牽引復(fù)位組30例OVCF患者治療前后的骨折復(fù)位情況，分別觀察治療1周后和治療6個(gè)月后的壓縮率和復(fù)位率，結(jié)果表明：過伸位腰椎牽引治療OVCF優(yōu)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(jī)分為手法組(腰后伸位徒手按壓復(fù)位)和對照組(不加手法復(fù)位)，結(jié)果表明：手法復(fù)位治療新鮮OVCF在臥床期間可以恢復(fù)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(jī)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(chǔ)上采用過伸復(fù)位手法，結(jié)果表明：手法復(fù)位結(jié)合藥物治療能更好地恢復(fù)椎體高度，增加椎體前段的支撐。

2 手法復(fù)位聯(lián)合PKP或PVP治療OVCF

OP患者一旦發(fā)生椎體壓縮骨折，雖然通過臥床休息、服用止痛藥和補(bǔ)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(zhì)疏松、形成惡性循環(huán)，另一方面會導(dǎo)致深靜脈血栓、肺炎及心腦血管疾病等內(nèi)科并發(fā)癥的出現(xiàn)，故選擇手術(shù)治療[9]。PVP 及 PKP 手術(shù)是一種微創(chuàng)手術(shù)，近幾年來成為國內(nèi)外治療OP及OVCF最有效和常用的手術(shù)方法。其基本原理是將呈液體狀態(tài)的骨水泥加壓注入到椎體內(nèi)，從而達(dá)到疼痛治療及恢復(fù)一定的椎體高度的目的[10]。劉賢平等[11]采用PKP聯(lián)合過伸牽引復(fù)位治療OVCF 80例，結(jié)果表明：該療法能夠明顯減輕患者術(shù)后腰背部疼痛感，縮小脊柱后凸Cobb角。豆賁等[12]對比手法復(fù)位結(jié)合PVP及單純PVP治療OVCF的療效，結(jié)果表明：過伸牽引復(fù)位手法結(jié)合PVP能夠降低雙側(cè)穿刺率及骨水泥的滲漏率，彌補(bǔ)手術(shù)的不足之處。福全等[13]采用手法復(fù)位結(jié)合PKP治療OVCF患者70例，結(jié)果表明：治療后，患者疼痛顯著改善，椎體高度恢復(fù)較好，減少了術(shù)中及術(shù)后的并發(fā)癥。杜云峰等[14]將108例OVCF老年患者隨機(jī)分成兩組，研究結(jié)果表明：手法復(fù)位結(jié)合PVP組能有效改善脊柱畸形，恢復(fù)傷椎高度，減輕骨水泥滲透率，更好地緩解術(shù)后疼痛，改善患者生活質(zhì)量。

OVCF的臨床表現(xiàn)復(fù)雜多樣，其主要治療目標(biāo)是恢復(fù)傷椎高度、減輕腰背部疼痛，從而減少臥床并發(fā)癥的發(fā)生，并不是一味追求傷椎高度的恢復(fù)。吳晗等[15]采用PKP術(shù)治療62例OVCF患者，在術(shù)后3 d統(tǒng)計(jì)傷椎高度恢復(fù)比，結(jié)果顯示：傷椎高度的恢復(fù)情況對改善疼痛和功能障礙、提高生活質(zhì)量并無明顯影響，反而會增加骨水泥滲漏的風(fēng)險(xiǎn)。因此，PKP 術(shù)中不必過于追求椎體高度的恢復(fù)。

還有學(xué)者認(rèn)為手法復(fù)位聯(lián)合PKP會增加麻醉及脊髓損傷風(fēng)險(xiǎn)。吳超等[16]對16例OVCF患者行手法復(fù)位后再進(jìn)行PKP治療，觀察組18例單純采用PKP治療，對比兩組療效，結(jié)果顯示：前者不僅在恢復(fù)骨折椎體高度、緩解疼痛及改善功能障礙方面與單純PKP術(shù)對比并無明顯優(yōu)勢，還會增加麻醉風(fēng)險(xiǎn)及手術(shù)時(shí)間，且手法復(fù)位的要求較高，如有不當(dāng)還會加重鄰近椎體損傷。

PVP和PKP統(tǒng)稱為椎體強(qiáng)化術(shù)(vertebral augmentation)，其優(yōu)點(diǎn)包括手術(shù)療效確切、創(chuàng)傷微乎其微、安全、手術(shù)操作相對簡單、并發(fā)癥較少等?，F(xiàn)今，椎體強(qiáng)化術(shù)已經(jīng)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(xiàn)調(diào)研發(fā)現(xiàn)：這些問題也是目前國際微創(chuàng)骨科領(lǐng)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(yùn)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(jìn)程的一個(gè)方法，即研究者對所研究物體進(jìn)行標(biāo)注分類，并且賦予分類物體相對的變化區(qū)間，再將分類物體數(shù)據(jù)導(dǎo)入模擬軟件中，觀察其變化并得出結(jié)果，整個(gè)過程的操作稱之為有限元分析法(finite element analysis，F(xiàn)EA)。FEA已被公認(rèn)為各種生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的重要計(jì)算工具，并廣泛用于解決脊柱生物力學(xué)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(jié)果顯示：其與正常人體組織的彈性相似，但屈服應(yīng)力較低。ZYSSET P K等[20]建立橈骨遠(yuǎn)端、椎體和股骨近端的骨質(zhì)疏松模型，研究認(rèn)為：FEA方法提供了最可靠的骨強(qiáng)度預(yù)測。余曉棟等[21]總結(jié)了FEA在脊柱生物力學(xué)研究中的優(yōu)缺點(diǎn)，為醫(yī)學(xué)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(yī)生只能通過平面影像資料和臨床經(jīng)驗(yàn)對病患處的具體情況進(jìn)行判斷，這種情況會有誤差，因此治療也難以達(dá)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(jì)算機(jī)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(jù)結(jié)構(gòu)之間的空間關(guān)系確定具體的病患處，最終制定較為準(zhǔn)確的治療方案。仰嘉軒等[22]建立單個(gè)腰椎(L2)的有限元模型，對模型進(jìn)行骨強(qiáng)度分析，模擬其生物力學(xué)特性，為臨床提供預(yù)測骨折風(fēng)險(xiǎn)和部位的方法。劉祥飛等[23]建立PVP手術(shù)單、雙側(cè)入路L1椎體治療OVCF的有限元模型，比較其生物力學(xué)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(tài)模型，運(yùn)用FEA分析鄰近椎體終板應(yīng)力，對降低臨床治療OVCF后鄰近椎體發(fā)生再骨折的機(jī)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(qiáng)化術(shù)前后不同椎體高度的生物力學(xué)效應(yīng)。Ottardi C等[26]通過FEA對比PVP和PKP治療OVCF后椎體高度的恢復(fù)情況，結(jié)果表明：PKP能更好地減少鄰近椎體終板的應(yīng)力和骨折的風(fēng)險(xiǎn)。PENG Y等[27]通過FEA分析骨水泥的強(qiáng)度對椎體強(qiáng)化術(shù)治療OVCF患者增強(qiáng)的椎體及鄰近椎體的生物力學(xué)，找到最合適的骨水泥強(qiáng)度范圍，為椎體強(qiáng)化術(shù)的臨床運(yùn)用提供了參考。

4 小結(jié)與展望

中醫(yī)傳統(tǒng)手法臨床運(yùn)用效果顯著，在基層運(yùn)用中得到廣泛推廣，具有簡單操作、成本低、效果明顯的特點(diǎn)，更容易被患者接受。然而，傳統(tǒng)手法復(fù)位也有其不足的地方，如手法輕重的掌握、每個(gè)個(gè)體復(fù)位程度的差異等。如何把先進(jìn)的研究方法和傳統(tǒng)手法的相關(guān)生物力學(xué)問題結(jié)合起來非常重要。近年來，已有不少學(xué)者利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和有限元分析方法研究傳統(tǒng)手法，為手法作用機(jī)制的研究提供了一個(gè)廣闊的前景和新的思路[28]。另外，在研究脊柱的病理狀態(tài)時(shí)，有限元主要用于了解病變定位的機(jī)制，評價(jià)不同治療工具的效果，輔助和完成治療工具的選擇和改進(jìn)，按順序?yàn)榧怪∽兊目祻?fù)提供理論依據(jù)[29]。

在循證醫(yī)學(xué)不斷得到重視的今天，如何運(yùn)用先進(jìn)的方法研究傳統(tǒng)手法建立胸腰稚壓縮性骨折有限元模型及過伸復(fù)位治療的生物力學(xué)分析法的作用機(jī)制顯得非常重要，尤其是對其生物力學(xué)原理研究的意義更為突出[30]。近年來，已有不少學(xué)者通過不同的手段展開了相關(guān)研究，也取得了不少成果[31]。過伸復(fù)位法治療OVCF是臨床長久廣泛使用的傳統(tǒng)方法，在臨床運(yùn)用中主要依靠醫(yī)者的經(jīng)驗(yàn)，缺乏規(guī)范性和客觀的定量標(biāo)準(zhǔn)。筆者正是從這一點(diǎn)出發(fā)，運(yùn)用有限元分析法來探討過伸復(fù)位手法的作用機(jī)制，為該手法的臨床運(yùn)用和優(yōu)化提供一定的理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。