胸腰段骨质疏松性椎体骨折的影像学特点及有限元分析

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目的:
  对胸腰段骨质疏松性椎体骨折(OVF)患者的中医证型进行总结,分析证型分布与性别和年龄的关系,为临床中医药的辨证施治提供参考。
  对胸腰段骨质疏松性椎体骨折患者的影像学资料进行观察,分析总结终板损伤情况、骨折线分布等影像学特点,为临床诊断、鉴别诊断及治疗等提供依据。
  建立骨质疏松胸腰段脊柱三维有限元模型,并通过改变椎间盘材料参数分别模拟正常椎间盘、轻度退化和中度退化,对比分析椎体上下终板的应力特点和最大应力值。
  方法:
  (1)选取2010年12月至2017年12月期间在广州中医药大学第一附属医院脊柱骨科收治的诊断为OVF的患者,收集患者的中西医诊断信息、四诊信息等病例资料,根据症候诊断标准进行辩证分型,分析患者的中医证型分布和不同性别、年龄的证型情况。
  (2)选取2011年6月1日至2018年6月1日期间在广州中医药大学第一附属医院脊柱骨科因OVF住院的患者,收集患者的性别、年龄、骨折节段、身高、体重、身体质量指数(BMI,Body Mass Index)、骨密度、诊断信息等一般资料,在X线上观察患者的骨折形态和骨折程度,CT上观察患者的终板骨折情况和位置、骨折线分布及骨折类型。
  (3)建立胸腰段脊柱有限元模型,并通过改变椎间盘材料参数模拟正常椎间盘、轻度退变以及中度退变的三维有限元模型,分别对比同一椎体上下终板、同一节段椎间盘上下位终板、同一节段终板不同退变程度的最大应力值以及应力分布特点。
  结果:
  (1)中医证型的研究中一共纳入患者307例,其中男性69例,占总数22.50%;女性238例,占总数77.50%。肝肾阴虚129例,占总数42.02%;脾肾阳虚83例,占总数27.03%;肾阳虚40例,占总数13.03%;血瘀气滞55例,占总数17.92%。对比不同性别,证型都以肝肾阴虚和脾肾阳虚为主。不同年龄段证型均是肝肾阴虚证所占的比例最大,肾阳虚证在高龄段中的比例较高。
  (2)影像学的研究中共纳入患者245例,其中男性52例(21.2%),女性193例(78.8%)。患者总体平均年龄74.06±8.57岁,骨密度T值平均值为-3.60±0.84。BMI指数中超重和肥胖患者占了骨折患者总数的43.3%。骨折节段的分布上以L1椎体骨折的患者最多,其次是T12椎体,T11椎体骨折患者最少。患者骨折程度以轻度和中度为主,椎体骨折形态中楔形变占了绝大部分,椎体骨折类型以嵌插为主。骨折线分布上以上部和前部分布为主,分别有118例(48.16%)和42例(17.14%)。发生终板骨折的患者共有190例(77.55%),其中上终板骨折患者161例(65.71),下终板骨折患者24例(9.80%),上下终板均骨折患者5例(2.04%);终板骨折位置分布上,有123例(66.49%)终板中部发生骨折,前部有58例(31.35),后部骨折最少,仅有4例(2.16%)。终板骨折的发生与性别、BMI指数分级、年龄段、骨密度T值、骨折节段、骨折类型、骨折形态无显著关系(P>0.05),与骨折程度和骨折线的分布显著相关(P<0.05),骨折程度越严重、骨折线分布于上部和前部的患者更容易出现终板骨折。
  (3)对终板的应力云图分析显示,在前屈、后伸、侧屈和旋转方向上,椎体上、下终板的应力均主要分布在终板的四周,终板中间所受应力较少;终板应力分布特点不随椎间盘退变而发生明显变化。对终板所受最大应力的分析显示,在前屈、后伸、侧屈和旋转方向上上,三组中同一椎体上终板的最大应力值均大于下终板;除了T11/12节段椎间盘在前屈方向的上外,其他所有节段椎间盘的上位终板最大应力值均小于下位椎板。对比三种不同退变程度的同一节段椎体上终板或下终板最大应力值的大小,结果显示无论退变程度如何,同一节段椎体的上终板或下终板在不同方向上的最大应力值基本相等,终板的最大应力值不随椎间盘退变而发生显著变化。
  结论:
  胸腰段骨质疏松性椎体骨折患者的中医证型分布中肝肾阴虚证所占的比例最大最多,其次是脾肾阳虚证,肾阳虚证在四种证型中所占的比例最少;在高龄段的患者中,肾阳虚证所占的比例相对较高。临床上,对于骨质疏松性椎体骨折的患者,中医治疗主要从肝脾肾入手,以补益肝肾为主,对于高龄患者还要注意肾阳的亏虚。
  胸腰段骨质疏松性椎体骨折以L1和T12最为高发,患者以中老年女性为主,发病人群中超重和肥胖的患者占了总数接近一半。终板骨折在OVF患者中的发病率很高,占了骨折患者将近80%,骨折程度越严重以及骨折线分布于上部和前部的患者伴有终板骨折的发病率较高。终板骨折大部分发生于椎体的上终板,在CT中矢位上以终板的中部区域最为高发,造成此现象的原因可能有两个方面,一方面是上终板在解剖上较下终板薄弱,另一方面是上终板所受的应力大于下终板。
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