经皮椎体成形术骨水泥渗漏的回顾性分析

目的　分析经皮椎体成形术（PVP）骨水泥渗漏的特点,探讨PVP骨水泥渗漏的风险因素。 方法　选择我院2016年1月~2018年12月行PVP治疗的111例骨质疏松性椎体压缩骨折（osteoporotic vertebral compression fracture,OVCF）患者（147个椎体）,骨折椎体所在节段术前均行DR、三维CT及MRI检查,术后行DR或/和三维CT复查。分析性别、年龄、椎体位置及椎体损伤情况（裂隙征、骨皮质损伤）对骨水泥渗漏率的影响,及骨水泥渗漏的特点。 结果　性别、年龄及椎体位置对骨水泥渗漏率的影响无统计学意义;椎体裂隙征合并骨皮质损伤骨水泥渗漏率最高,骨皮质损伤骨水泥渗漏数量最多,差异均有统计学意义（P<0.001）;骨水泥椎旁渗漏发生率最高,椎间盘渗漏次之,椎管内渗漏率最低,差异有统计学意义（P=0.005）。 结论　椎体损伤是PVP治疗骨水泥渗漏发生的重要原因,术前仔细观察椎体损伤的影像学特点对预防骨水泥渗漏具有重要意义。     

单针骨水泥技术治疗老年椎体压缩骨折的临床分析

目的探讨单针经单侧椎弓根经皮椎体成形术（percutaneous vertebroplasty,PVP）治疗老年人新鲜胸腰椎骨折的方法及临床疗效。方法将2010年3月～2011年9月治疗胸腰椎骨折100例110椎,分为两组,A组50例60椎行单针经单侧椎弓根PVP术,B组50例50椎行经双侧椎弓根PVP术。两组均行术前及术后进行疼痛视觉模拟评分（visual analoguescale,VAS）、活动能力评分（locomotor activityscale,LAS）、椎体前后缘高度比及两组间骨水泥注入量、骨水泥渗漏及手术时间进行比较。结果两组术前与术后2天VAS评分、LAS评分及椎体前后缘高度比均有显著差异,症状改善明显（P〈0．01）;两组平均随访时间6．5个月,患者术后骨折椎体无疼痛,复查X线片显示术后6月与术后2天椎体前后缘高度比无明显差异（P〉0．05）。A组平均单椎体手术时间20．1min,注入骨水泥2．8ml（2-4．5m1）;B组手术时间35．2min,注入骨水泥3．7ml（2．5～6ml）。两组间平均单椎体手术时间及平均骨水泥注入量均有明显差异（P〈0．05）。两组发生骨水泥渗漏情况为椎间盘渗漏A组5例、B组6例,椎旁渗漏A组7例、B组7例,无严重并发症发生,两组骨水泥渗漏发生率无显著差异（P〉0．05）。结论单针骨水泥技术可即刻缓解疼痛,恢复伤椎高度,提高患者的活动能力,明显缩短手术时间,降低住院费用及X线暴露时间,是一种微创、安全、有效的治疗老年人新鲜胸腰椎骨折的技术。     

椎体成形术中明胶海绵填塞治疗椎体前壁破损的 OVCFs的临床疗效观察

目的 分析椎体成形术（PVP）中明胶海绵填塞治疗椎体前壁破损的胸腰椎骨质疏松性骨折（OVCFs）的临床疗效。方法 通过回顾性分析我科2016年1月~2018年10月采用PVP手术治疗老年性OVCFs椎体前壁破裂80例,根据手术方法不同分为明胶绵组和对照组,各40例。明胶体海绵组PVP手术中对椎体前壁破损者联合明胶海绵填塞,对照组行常规PVP手术治疗椎体前壁破损患者。比较两组患者手术时间、单个椎体骨水泥注入量、椎体数、手术前后VAS 评分、ODI指数、椎体前缘高度、Cobb角以及骨水泥前方渗漏率。结果 80例患者均顺利完成手术。两组患者手术时间、单个椎体骨水泥注入量以及椎体数比较,差异无统计学意义（P＞0.05）;两组患者VAS评分、ODI指数、椎体前缘高度和Cobb角手术后比较,差异无统计学意义（P＞0.05）;明胶海绵组术后3 d VAS评分和ODI指数均低于术前[（2.68±1.34）分 vs （7.08±0.61）分,（20.91±6.09）vs（74.59±6.46）],对照组术后3 d VAS评分和ODI指数均低于术前[（2.73±1.28）分 vs （6.81±0.87）分,（21.95±5.20）vs（75.96±5.12）],差异有统计学意义（P＜0.05）。明胶海绵组术后椎体前缘高度大于术前[（22.09±2.41）mm vs （18.05±2.74）mm],Cobb角小于术前[（11.01±2.42）° vs （20.80±5.23）°],对照组术后椎体前缘高度大于术前[（21.81±2.31）mm vs （18.36±2.67）mm],Cobb角小于术前[（12.74±3.06）° vs （22.41±4.48）°],差异有统计学意义（P＜0.05）。明胶海绵组骨水泥前方渗漏率低于对照组（5.00% vs 25.00%）,差异有统计学意义（P＜0.05）。结论 对于椎体前壁破裂者椎体成形术中是否使用明胶海绵填塞与其临床疗效无明显差异,但可有效降低椎体前方骨水泥的渗漏。     

骨水泥弥散类型影响胸腰段椎体成形后相邻椎体应力的三维有限元分析

背景:椎体成形术后出现邻近椎体骨折已得到广泛关注,骨水泥弥散类型影响邻椎应力改变的有限元研究国内外未见报道。目的:利用有限元方法分析3种骨水泥弥散类型对胸腰段椎体成形术后患椎相邻椎体在不同载荷下的应力变化。方法:选取1例L1椎体压缩性骨折患者,以及3例L1椎体成形术后骨水泥呈弥散型、混合型、团块型分布患者的原始CT数据,利用Mimics 19.0、Geomagic Studio 2013及SolidWorks 2017等软件,通过划分网格、定义材料属性、装配模型,建立T11-L2椎体功能单元压缩性骨折及3种骨水泥弥散类型的有限元模型。分别施加0.3 MPa(低压力)、1.0 MPa(中压力)、4.0 MPa(高压力)3级压力和前屈、后伸、侧屈、旋转4种载荷方向,观察模型T12、L2椎体在不同压力、载荷下的应力分布情况。结果与结论:①注入骨水泥后邻椎应力的增加与轴向压力的增加呈正相关;②骨水泥呈团块型分布时,在4种载荷方向下邻椎的最大应力值明显高于弥散型及混合型,其中在前屈、侧弯载荷下,混合型邻椎应力低于团块型、弥散型;③结果发现,骨水泥呈团块型分布是导致邻椎应力增高的重要因素,骨水泥呈混合型分布可能降低了相邻椎体骨折的风险。     

高粘度骨水泥不同注入量在经皮椎体成形术中治疗骨质疏松椎体压缩性骨折的临床对比研究

目的观察分析高粘度骨水泥经皮椎体形成术不同骨水泥注入量治在治疗骨质疏松椎体压缩性骨折的临床疗效和安全性。方法将入组的确诊骨质疏松椎体压缩性骨折患者125例,按随机数字表分为高剂量组(43例)、中剂量组(38例)和低剂量组(44例)。所有患者均进行高粘度骨水泥经皮椎体形成术治疗,高、中、低剂量组骨水泥注入量分别为5.0~7.0m L、3.0~5.0 m L和不超过3.0 m L。治疗结束后,比较各组患者临床疗效和并发症。结果各组术后1周和12个月的VAS评分和ODI评分较手术前均有明显改善,差异均有统计学意义(0.05),组间比较差异均无统计学意义(0.05);各组术后1d和3个月的伤椎椎体高度和Cobb角较手术前均有明显改善,差异均有统计学意义(0.05),各组间术前差异无统计学意义(0.05),术后差异具有显著性(0.05),其中高剂量组最优(0.05);低剂量组骨水泥渗漏率最低,与其它组比较有显著性差异(0.05),各组无其它并发症,未发生椎体再骨折。结论高粘度骨水泥经皮椎体形成术不同的骨水泥注入量治疗骨质疏松椎体压缩性骨折均有良好临床疗效;高剂量组可更好的恢复伤椎椎体高度和Cobb角;低剂量组能显著降低骨水泥的渗漏率,安全性更高,因此可作为治疗OVCFs的首选方案。     

椎体成形与弯角椎体成形治疗骨质疏松性椎体压缩骨折：骨水泥注射后分布与渗漏率的比较

背景:弯角椎体成形为椎体成形的改良术式,其最大的特点是能使骨水泥对称均匀分布,平衡椎体两侧强度,理论上能保证骨水泥在椎体内的均匀分布,解决传统经皮椎体成形单点、单次注射骨水泥分布不均导致骨折区疼痛缓解效果不佳的问题。目的:对比椎体成形与弯角椎体成形行骨水泥注射治疗骨质疏松性椎体压缩骨折的临床疗效,探讨弯角椎体成形在临床应用中的价值。方法:选择2017至2018年安徽医科大学第三附属医院收治的单椎体骨质疏松性椎体压缩骨折患者70例,随机分2组:椎体成形组(n=35)进行椎体成形聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥注射治疗,弯角椎体成形组(n=35)进行弯角椎体成形聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥注射治疗,观察两组骨水泥分布与渗漏情况;术前、术后1 d进行目测类比评分与Oswestry功能障碍指数评估;术后随访1年,观察伤椎椎体前缘高度恢复情况与邻近椎体骨折发生的情况。试验获得安徽医科大学医科大学第三附属医院伦理委员会批准。结果与结论:①与椎体成形组比较,弯角椎体成形组骨水泥分布较均匀、较满意(P<0.05),骨水泥渗漏率较低(P<0.05);②两组术后1 d的目测类比评分与Oswestry功能障碍指数均较术前明显改善(P<0.05),且弯角椎体成形组术后1 d的Oswestry功能障碍指数改善优于椎体成形组(P<0.05);③两组术后1年的伤椎椎体前缘高度均较术前明显改善(P<0.05),两组间比较差异无显著性意义(P>0.05);④两组邻近椎体骨折发生率比较差异无显著性意义(P>0.05);⑤结果表明与椎体成形治疗比较,弯角椎体成形行骨水泥注射治疗骨质疏松性椎体压缩骨折可降低骨水泥的渗漏率,提高患者生活质量。     

PVP与PKP治疗无神经损害症状的老年人胸腰椎骨折不愈合疗效比较

目的 比较分析PVP与PKP治疗单节段无神经损害症状的老年人胸腰椎骨折不愈合的临床疗效。方法 选择2013年1月至2019年1月期间南京医科大学附属淮安第一医院治疗的38例单节段无神经损害症状的老年人胸腰骨折不愈合患者。其中,男16例,女22例,年龄68 ～ 92岁,分为PVP组（n=21）和PKP组（n=17）。比较两组的手术时间、住院费用,比较两组术前、术后末次随访时的腰背痛VAS评分、ODI评分、椎体高度和受累椎体后凸角等,比较两组的骨水泥使用量和骨水泥渗漏率。结果 PVP组的手术时间（36.09±7.43）min比PKP组手术时间（43.29±5.97）min短,且PVP组住院费用（20 427.57±1 724.31）元比PKP组住院费用（28 798.53±1 983.94）元低（P<0.05）。所有病例随访12 ～ 18个月,术前、术后的VAS评分、ODI评分、椎体前缘高度、椎体中线高度以及受累椎体后凸角,各自组内比较差异具有统计学意义（P<0.05）,但组间比较差异无统计学意义（P>0.05）。两组骨水泥注入量及骨水泥渗漏率比较,差异无统计学意义（P>0.05）。结论 采用PVP与PKP治疗无神经损害症状的老年人胸腰椎骨折不愈合均能取得令人满意的临床疗效,前者较后者手术时间短、住院费用低。     

椎体强化术后恢复高度对邻近椎体的影响:一项有限元分析

背景:椎体压缩骨折是当前骨科领域中常见的疾病,椎体强化术后邻近椎体发生再骨折是一个不可忽视的问题,这对患者的正常生活产生了严重的影响。目的:旨在利用CT图像,建立不同恢复高度的椎体强化后模型。采用有限元分析的方法得出不同恢复高度下邻近椎体的应力情况,并进一步探讨椎体强化术后伤椎高度恢复的重要性。方法:建立并验证了胸腰椎(T_(11)-L3)有限元模型,并在此基础上构建了4种不同恢复高度(100%,80%,60%,40%)的L1术后有限元模型,其中骨水泥容量随着恢复高度的变化而变化。具体模型如下:Model 1为正常恢复高度的术后模型,骨水泥容量为8.3 mL;Model 2为L1前部高度切除20%,后凸角变为10.41°的术后模型,骨水泥容量为6.9 mL;Model 3为L1前部高度切除40%,后凸角变为20.17°的术后模型,骨水泥容量为4.7 mL;Model 4为L1前部高度切除60%,后凸角变为28.85°的术后模型,骨水泥容量为3.6 mL。对术后模型进行评估时,施加了7Nm的力矩和500N的轴向力,记录并分析L2上终板和T12下终板的峰值应力,以及L2和T12松质骨的峰值应力。结果与结论:①L2上终板、T12下终板、L2松质骨、T12松质骨各工况的最高峰值应力都出现在Model 1和Model 4,特别是T12下终板(除后伸工况外),前屈、左右侧弯和左右旋转工况都在Model 4达到了最高峰值应力,应力分别为50.3,33.1,44.9,34.3,31.9 MPa;②根据邻近椎体终板和松质骨的峰值应力,排除Model 1和Model 4两个模型后,大部分工况的最小峰值应力都是出现在Model 2模型上,且Model 2模型出现最小峰值应力的情况占据了66.6%,尤其是在L2的上终板和松质骨(除后伸工况外),最小峰值应力都是出现在了Mode 2上;③因此将恢复高度控制在原高度的100%和40%左右是比较危险的恢复高度,对邻近椎体的影响较大;将恢复高度控制在原高度的80%左右可能是一个较为理想的选择;恢复高度在原高度的80%左右,邻近椎体所承受的应力较小,从而减小了患者发生邻近椎体再骨折的风险。     

比较椎体后凸成形术与短节段固定联合患椎骨水泥强化术治疗Ⅱ、Ⅲa期Kümmell病疗效对比研究

目的 比较椎体后凸成形术（percutaneous kyphoplasty, PKP）与短节段固定联合患椎骨水泥强化术（short segment fixation combined with vertebroplasty, SSF+VP）治疗Ⅱ、Ⅲa期Kümmell病的临床疗效。方法 回顾性分析2016年1月至2020年10月期间在河北北方学院附属第一医院进行手术治疗的Ⅱ、Ⅲa期Kümmell病的患者55例。其中，30例行PKP，25例行SSF+VP。比较两组患者的手术时间、术中出血量、住院时间、患椎骨水泥注入量、术中透视次数及术前1 d、术后3 d、6个月、24个月的疼痛视觉模拟评分（VAS）、Oswestry功能障碍指数（ODI）、椎体Cobb角、侧位患椎前缘高度及术后并发症的发生情况。结果 55例患者术后随访24个月以上，PKP组在手术时间、术中出血量、住院时间及患椎骨水泥注入量方面小于SSF+VP组，但术中透视次数明显多于SSF+VP组，两组间比较差异有统计学意义（P＜0.05）。PKP组术后3 d的VAS、ODI评分小于SSF+VP组（P＜0.05），术后6、24个月的VAS、ODI评分大于SSF+VP组（P＜0.05）。影像学方面，SSF+VP组术后椎体Cobb角较PKP组明显减小（P＜0.05）；术后患椎前缘高度值显著大于PKP组（P＜0.05）。并发症情况：PKP组出现了10例椎体矢状位失衡病例，其中5例出现了骨水泥移位、1例继发神经症状、10例均出现了患椎内骨水泥失效；7例术中出现骨水泥渗漏。SSF+VP组有3例骨水泥渗漏。PKP组术后并发症发生率显著高于SSF+VP组（P＜0.05）。结论 对于治疗Ⅱ、Ⅲa期Kümmell病，PKP具有术后疼痛改善及功能恢复快、出血少、手术时间及住院时间短的优点，SSF+VP在术后恢复患椎高度、椎体Cobb角、患椎平衡稳定、远期的疼痛缓解及功能恢复方面有更大的优势。SSF+VP在患椎内可注入更多的骨水泥，且术后并发症较低。     

高粘稠度骨水泥PVP术和PKP术治疗老年椎体压缩性骨折的临床效果对比

目的对比高粘稠度骨水泥PVP术和PKP术治疗老年椎体压缩性骨折的临床效果。方法回顾性分析2014年1月至2016年4月于我院治疗的椎体压缩性骨折的老年患者共102例,采用高粘稠度骨水泥PVP术47例(PVP组),高粘稠度骨水泥PKP术55例(PKP组),对比两组患者骨水泥用量和渗漏率,治疗24 h及术后6个月后脊柱后凸Cobb's角、椎体高度、腰背部VAS评分、ODI评分和JOA评分。结果两组患者的手术椎体数量比较差异无统计学意义(0.05),PKP组患者中单个椎体骨水泥使用量显著高于PVP组(0.05),两组患者治疗后1、3、6月的JOA得分比较差异无统计学意义(0.05),治疗前、治疗后24 h、6个月的脊柱后凸Cobb's角、腰背部VAS评分、ODI评分和椎体高度比较差异均无统计学意义(0.05)。结论高粘度骨水泥PVP和PKP治疗老年椎体压缩性骨折,PVP使用骨水泥量少于PKP,骨水泥渗漏率相当,均可显著改善疼痛及腰部的功能。     

椎体后凸成形骨水泥注射治疗的有限元模型数字化评价

背景:由于经皮椎体后凸成形的治疗原理、远期疗效、并发症均与其生物力学密切相关,其生物力学引起了广泛关注。目的:建立椎体后凸成形骨水泥注射治疗后的生物力学变化及骨水泥泄漏虚拟数字化评价系统。方法:在前期实验已建立的L3-L5三维模型的基础上进行椎体后凸成形骨水泥注射操作,并导入Abaqus2016软件将模型立体化,进行有限元分析,分析骨水泥注射方式、注射压力及注射量对L4骨折椎体终板应力的影响。结果与结论:①模拟经皮椎体后凸成形手术操作填充骨水泥后,L4骨折椎体终板在骨水泥的承载分压作用下应力明显降低。不同注射方式对L4骨折椎体终板所受应力影响不显著(P> 0.05),但双侧注射使骨水泥分布更加均匀,效果最好;②不同注射压力对L4骨折椎体终板所受应力影响不显著(P> 0.05),但随着注射压力的增加,骨水泥分布更加分散,更容易出现渗漏;③随着骨水泥注射剂量逐渐增加,L4骨折椎体终板应力逐渐降低(P<0.05),注射2 mL时不能恢复椎体的生理刚度,4 mL时骨水泥分布更加集中,8 mL时达到屈服点;④骨水泥注射后,下位椎体上终板比上位椎体下终板更容易出现再骨折的情况:⑤结果表明,模拟手术前后L4椎体终板应力发生明显转移,即L4上终板应力增加,L4下终板应力减少;不同注射方式对手术结果影响不大,但双侧注入的骨水泥分布更加均匀,降低了术后再次骨折和塌陷的概率;选用低注射压力可降低术后骨水泥泄露风险;4 mL注射量既能使病椎恢复较好的刚度及生理曲度又未达到屈服点而引起再次骨折。     

单侧与双侧入路椎体成形术治疗老年骨质疏松性椎体压缩骨折的有限元分析及临床应用

目的探讨单、双侧经皮椎体成形术(percutaneous vertebroplasty,PVP)治疗老年骨质疏松性胸腰椎椎体压缩性骨折的生物力学特点及临床疗效。方法建立有限元模型模拟分析单、双侧椎弓根入路PVP术后椎体的应变及应力变化。回顾性研究接受单、双侧椎弓根入路PVP治疗老年骨质疏松性椎体压缩骨折患者85例,分析两组间手术时间、术中透视次数、骨水泥注射量、骨水泥渗漏率以及所有阶段视觉模拟量表(visual analogue scale,VAS)评分。结果有限元分析表明,单侧入路模型最大应变、应力分别是双侧入路模型的1.18倍、1.15倍;临床研究发现,单侧入路组手术时间、术中透视次数均明显少于双侧入路组(P0.001)。两组骨水泥注射量、骨水泥渗漏率以及所有阶段VAS评分比较均无统计学意义(P0.05)。结论单侧入路椎体成形术生物力学效果与双侧入路接近;利用穿刺针定位单侧PVP治疗老年骨质疏松性胸腰椎椎体压缩性骨折与双侧入路PVP相比具有手术时间短、X线暴露次数少的特点。     

椎体成形术后相邻椎体终板应力变化的有限元分析

目的：利用有限元方法分析椎体成形术对相邻椎体终板应力变化的影响。方法：在已建立的胸腰段骨质疏松性椎体压缩性骨折三维有限元模型上，模拟经皮穿刺椎体成形术(PVP)过程在胸12椎体中置入骨水泥，分析轴向压缩、前屈和后伸3种加载状态下手术前后相邻椎体终板的应力变化。结果：胸11下位终板和腰1上位终板手术前后总体应力变化不大。但两终板中间部分的应力在各种状态下术后较术前均有增加。结论：注入较小剂量(胸124．0ml)骨水泥，PVP不足以引起由于应力集中而造成相邻椎体骨折可能性增加。PVP中较小剂量的骨水泥注入是安全有效的。     

Investigation of thoracolumbar T12-L1 burst fracture mechanism using finite element method

A finite element model of the T12-L1 motion segment was subjected to dynamic vertical impact to investigate vertebral burst fracture mechanism at the thoracolumbar junction. A rigid ball was directed vertically towards a rigid plate fixed on top of the T12 vertebral body to simulate the axial impact. The results show that upon impact, the T12 vertebra exhibited a vibratory motion. At its maximum compression, the endplates bulged towards their vertebral bodies. The central parts of the endplates adjacent to the nucleus experienced the highest effective stress, and localized stress concentration developed correspondingly within the central parts of the cancellous bone adjacent to the endplates. This appears to confirm the hypothesis that nucleus material is forced to enter the vertebral body, pressurizing it further and squeezing the fat and marrow contents out of the cancellous bone. When the nucleus material enters the vertebral body faster than fat and marrow being expulsed, the vertebral body could burst through the anterior and posterior cortical shell. Upon sudden posterior cortex fracture, the transient fragment encroachment could be further into the spinal canal than the final observed locations, as the fragments are retropulsed to the vertebral body during the bursting process.     

胸腰段椎体内血管分布与安全区内穿刺减少骨水泥的渗漏

背景：研究发现骨水泥渗漏大多与椎体成形治疗椎体压缩性骨折中椎体静脉回流相关。 目的：分析胸腰段椎体血管分布规律,为施行椎体成形治疗时预防骨水泥渗漏提供理论依据。 方法：选择100例胸腰段压缩性骨折患者,其中T11椎体骨折组30例,T12椎体骨折组17例,L1椎体骨折组25例,L2椎体骨折组28例,术前CT检查观察及测量椎体血管沟角度分布、安全区位置、血管沟所处于椎体内的位置。 结果与结论：各组椎体血管沟角度分布差异无显著性意义,表明椎体间血管沟走向及安全区范围相对恒定。各组椎体平均高度、椎弓根平均高度和血管沟平面占椎体的平均高度差异无显著性意义,表明椎弓根位于椎体的上2/3,血管沟所在位置相对恒定于椎弓根的上2/3。提示胸腰段椎体都有相对恒定的安全区范围,椎体成形治疗时改善穿刺角度且穿刺至安全区可减少骨水泥渗漏。     

腰椎椎体有限元建模的最优单元尺寸和材料属性分布及建模方法

目的研究人体腰椎椎体有限元建模中有限元的单元尺寸和类型、松质骨材料属性分配方式以及皮质骨结构模拟方法对有限元结果的影响。方法基于定量CT扫描人体腰椎的影像,采用6种不同的单元尺寸(0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mm)、2种松质骨材料属性分配方法、2种松质骨非均匀材料属性分配梯度(150、300)、2种皮质骨结构建模方法,建立22个去除后部结构的腰椎L2段椎体有限元模型,计算获得22个有限元模型的最大位移、应变能、平均应力、轴向刚度,并对这些结果进行统计分析和验证。结果单元尺寸为0.5 mm时,10、150、300三种非均匀材料属性分配梯度下,模型的轴向刚度值出现明显差异;不同单元尺寸下,松质骨在150种非均匀材料属性分配梯度下,模型的平均应力波动变化平缓;利用最外层六面体单元模拟皮质骨结构方法,其平均应力大于利用在最外层添加蒙皮(skin)模拟皮质骨结构方法。结论在进行腰椎椎体有限元建模时,选取0.5 mm尺寸的六面体单元、为椎体松质骨分配150种非均匀材料属性、利用最外层六面体单元模拟椎体皮质骨结构的建模方法,建立的有限元模型更加合理和有效。研究结果为后续大批量、个体化腰椎椎体模型的建立奠定基础。     

Rapid and reliable biomechanical screening of injectable bone cements for autonomous augmentation of osteoporotic vertebral bodies: appropriate values of elastic constants for finite element models

We performed finite element analysis studies on 3 three-dimensional representations of a single vertebral body: a regular cube, made of low-density polyurethane foam (foam cube analog); a regular cube considered composed of cancellous bone only (bone cube analog)); and the body of the L2 vertebra (full anatomical body model). Each finite element model was subjected to a compressive load of 2300 N, uniformly distributed over its superior surface. The cancellous and cortical bones were assigned anisotropic elastic properties, while the foam and the endplate material were considered to have isotropic properties. In each representation, the elastic properties of the material(s) were adjusted (from the initial values that were used) to give a stiffness of the representation that was equal to that of the mean result for fresh cadaveric osteoporotic single vertebral bodies, as obtained from ex vivo experimental studies reported in the literature (1226 +/- 996 N mm(-1)). Thus, any one of these representations, when used with the final adjusted value(s) of the elastic constants and modified to include a cylindrical hole filled with a specific volume of bolus of an injected bone cement, may be utilized in the rapid and reliable experimental ex vivo and/or numerical screening of these cements for use in autonomous vertebral body augmentation. This approach has many advantages over those that are currently being used, which are either characterization of the cement in isolation from the vertebral body or use of cadaveric vertebral bodies.     

经皮穿刺椎体后凸成形中骨水泥渗漏入椎管与胸腰椎椎体后壁形态的关系

背景:经皮穿刺椎体后凸成形术(percutaneous kyphoplasty,PKP)是治疗骨质疏松性椎体压缩骨折的有效方法,虽然临床效果满意,但骨水泥渗漏仍然为其主要并发症,既往文献报道骨水泥渗漏进入椎管的因素较多,但由于缺少对于胸、腰椎椎体后壁形态的观察,胸腰椎椎体后壁形态差异可能也是导致骨水泥渗漏进入椎管的重要因素之一。目的:探讨胸、腰椎椎体后壁形态对骨质疏松性椎体压缩骨折患者行PKP术骨水泥渗漏入椎管的影响。方法:选取行PKP术治疗的临床资料完整并同时具有T6-L5的CT平扫及三维重建影像资料的骨质疏松性椎体压缩骨折患者98例。采用CT三维重建及多平面重建技术测量非骨折椎体后壁凹入椎体的深度及相应椎体中矢状径,计算各椎体后壁凹入椎体深度占同一椎体中矢状径百分比。将测量椎体分为胸椎组(T6-T12)和腰椎组(L1-L5)进行比较观察。选择同期内行PKP手术治疗无CT三维重建资料的骨质疏松性椎体压缩骨折患者357例(548个椎体),也分为胸椎组和腰椎组观察比较骨水泥渗漏侵占椎管程度。结果与结论:①测量98例患者椎体后壁参数发现,椎体后壁凹入椎体深度在T6-T12逐渐加深,平均4.6 mm;L1-L5逐渐变浅,平均0.6mm,椎体后壁凹入椎体深度占同一椎体中矢状径百分比T6-T12均为16%(1/6);L1-L5平均为3%,腰椎较胸椎明显小于16%(1/6);②观察同期行PKP手术治疗的357例患者发现:胸椎行PKP术骨水泥脉渗漏入椎管渗漏率为10.2%(31/304),腰椎渗漏率为3.7%(9/244)。胸椎组骨水泥渗漏侵占椎管最大矢状径平均为(3.1±0.2)mm,侵占椎管面积平均为(30.8±0.3)mm2,椎管侵占率为(22.5±0.2)%;腰椎组骨水泥渗漏侵占椎管最大矢状径为(1.4±0.1)mm,侵占椎管面积为(14.9±0.2)mm2,椎管侵占率为(11.4±0.3)%,胸椎组骨水泥渗漏发生率、侵占椎管最大矢状径、面积明显大于腰椎组(P<0.05)。③结果证实,中下胸椎行PKP术应尽量避免骨水泥分布达到椎体后16%(1/6),因中下胸椎、腰椎椎体后壁凹入椎体深度差异会对PKP术骨水泥渗漏进入椎管的观察造成影响,可能是导致中下胸椎椎管内骨水泥渗漏率明显高于腰椎的原因之一。该试验获得西南医科大学附属医院伦理委员会批准(批准号:K2018008)。