皮质骨轨迹螺钉与传统椎弓根螺钉固定对短节段腰椎融合术患者临床疗效影响的Meta分析

【摘要】 目的：通过Meta分析系统评价皮质骨轨迹（cortical bone trajectory,CBT）螺钉与传统椎弓根螺钉（pedicle screw,PS）固定对短节段腰椎融合术患者临床疗效的影响,为脊柱外科医生选择相应的内固定方式提供理论参考。方法：检索PubMed、Scopus、Web of Science、EI和知网数据库自建库至2022年7月1日发表的对比CBT螺钉（CBT组）和PS（PS组）固定对腰椎椎间融合术疗效影响的文献,提取椎间融合率、手术并发症发生率、术后邻近节段退变（adjacent segment degeneration,ASD）发生率、术中失血量、手术时间、平均住院时间、背部疼痛视觉模拟评分（visual analog scale,VAS）、Oswestry功能障碍指数（Oswestry disability index,ODI）和日本骨科协会（Japanese Orthopaedic Association,JOA）评分等指标,采用RevMan 5.3进行Meta分析。随机对照试验采用Cochrane风险偏倚评估标准,队列分析采用Newcastle-Ottawa Scale（NOS）风险偏倚评估标准对纳入文献质量进行评估。结果：共纳入15篇文献,其中3篇为随机对照试验,12篇为队列研究,文献质量评估结果显示纳入文献质量较高。通过Meta分析得出,与PS固定相比,CBT组手术并发症发生率[RR=0.49,95%CI（0.34,0.70）,P<0.05]、术后ASD发生率[RR=0.33,95%CI（0.16,0.65）,P<0.05]更低;术中出血量[SMD=-0.81,95%CI（-0.98,-0.63）,P<0.05]更少;手术时间[SMD=-0.49,95%CI（-0.67,-0.30）,P<0.05]及平均住院时间[SMD=-0.60,95% CI（-0.81,-0.38）,P<0.05]更短;JOA评分[SMD=0.23,95%CI（0.02,0.43）,P<0.05]更高;而两者在椎间融合率、背部疼痛VAS评分和ODI方面无统计学差异。结论：与应用PS固定相比,在短节段腰椎固定融合术中应用CBT螺钉固定的手术并发症发生率、术后ASD发生率较低,手术时间、住院时间较短,术中出血量较少,JOA评分较高。     

股骨头坏死中松质骨微观力学特性的演变规律

目的采用结合显微CT和显微有限元分析方法,即基于显微CT图像建立三维有限元模型并进行数值模拟仿真分析,无创研究不同分期的坏死股骨头松质骨的微结构和微观力学性能,以期了解在股骨头坏死的发展过程中,松质骨微结构和微观力学特性的变化规律,为临床预测股骨头坏死提供理论基础。方法采集10例股骨头坏死患者的股骨头标本的显微CT图像,按照国际骨循环研究学会分期标准分为Ⅱ期样本3例,Ⅲ期3例,Ⅳ期4例。将图像中骨组织进行阈值分割,分区域建立坏死区、侧向区、硬化区和远端区的松质骨块三维有限元模型(边长8 mm),并根据CT值赋予非均匀材料属性。利用ImageJ软件中的BoneJ插件通过识别显微CT组图像,计算测量各区域松质骨的微结构参数,包括骨体积分数、骨小梁厚度、骨小梁间隙、结构模型指数。对松质骨块施加表观应变为1%的压缩载荷,计算骨组织应力和松质骨表观刚度等参数,对比分析各分期、各分区结果。结果在松质骨微结构方面,Ⅳ期较Ⅱ期的股骨头内部硬化区和坏死区的变化最为明显,硬化区的骨体积分数不断上升,骨小梁间隙下降,结构模型指数减小,而坏死区域与之相反;在骨组织微观受力方面,Ⅱ期到Ⅲ期坏死区域的应力并没有明显变化,而硬化区域随着分期增加应力不断上升,侧向区的应力不断下降。表观刚度变化与应力变化一致。结论随着股骨头坏死程度的加剧,硬化区的松质骨微结构和力学性能变化最大,应作为临床早期诊断中重点关注的区域。此外,微结构参数并不能准确体现松质骨的力学行为,而股骨头塌陷最终取决于其力学特性,因此结合有限元分析方法可更加全面了解股骨头坏死的微观力学演变规律。     

基于临床CT数字体相关和有限元分析的股骨内部变形场研究

目的 验证基于临床CT的数字体相关(digital volume correlation, DVC)方法在测量股骨内部变形场时的准确性,并通过DVC进一步测量股骨在跌倒情况下的内部变形,验证基于临床CT的有限元分析方法(finite element analysis, FEA)在计算股骨内部变形场的准确性。方法 使用猪股骨,模拟侧向跌倒姿态,进行分步力学加载实验,同步进行多次CT成像。通过重复扫描和虚拟位移验证DVC方法的准确性。DVC以子体积作为配准两组图像的研究对象,分别设置8、12、16和20 mm的子体积进行测试。量化误差指标包括位移系统误差-平均值(mean)、位移随机误差-标准差(standard deviation, SD)、应变准确度-平均绝对误差(mean absolute error, MAER)和应变精确度-标准差误差(standard deviation of the error, SDER)。基于CT图像建立股骨有限元模型,模拟实验条件,计算股骨内部位移,与DVC测量的内部变形场对比验证。结果 基于临床CT的DVC方法重复扫描位移偏差小于0.013 mm, M...     

骨质疏松与血管钙化

骨质疏松症与血管钙化是严重威胁中老年人健康的两类重要疾病,通常认为它们与增龄相关且相互独立,但越来越多的临床和基础研究表明,二者密切联系,且可能拥有共同的危险因素,并受同样的通路、蛋白质和激素等的调控,包括RANKLRANK-OPG通路、Wnt通路及甲状旁腺激素等。典型Wnt通路的抑制剂硬骨素不仅在骨重建中发挥着关键作用,在血管钙化中也扮演着重要角色。研究发现,血管钙化发生时,血管平滑肌细胞发生骨样细胞转分化并分泌硬骨素,但硬骨素在血管钙化中起到保护或损害作用仍存在争议。近期临床研究表明,靶向Wnt通路、用于治疗骨质疏松症的硬骨素抗体(罗莫单抗)具有促进骨形成和抑制骨吸收的双重作用,其治疗效果优于其他抗骨质疏松药物;但第三期临床试验发现,其会增加心血管疾病的患病风险,而其机制尚不清楚,有待深入研究。总之,研究骨质疏松和血管钙化之间关系及其共性机制,对避免某种特异性药物的不良反应、以及同时防治两种疾病有重要意义。     

评估椎体骨质疏松性骨折风险的生物力学 CT 方法

骨质疏松症以骨强度下降和骨折风险增大为特征,其最严重的后果是引发骨折,且以椎体骨折最为常见。早期精准评估骨折风险是鉴别高风险人群进而预防骨质疏松性骨折的关键。目前临床评估椎体骨折风险主要依靠双能X射线吸收测定法(dual energy X-ray absorptiometry, DXA)或定量计算机断层扫描(quantitative computed tomography, QCT)检测骨密度,但其不能完全体现骨强度和抗骨折特性,存在评估不准确的问题。基于CT数字建模和有限元分析的生物力学CT(biomechanical CT, BCT)技术,以无创计算椎体骨强度为目标,架起了生物力学应用于临床评价骨折风险的桥梁。椎体离体力学实验已证实,BCT较骨密度可更准确地评估椎体骨折强度。临床研究也表明,BCT在鉴别既存骨折和预测新发骨折方面显著优于DXA骨密度。本文介绍BCT技术的实现流程,以及各环节中影响计算结果的关键参数,并总结BCT离体验证和在体评估椎体骨折风险的研究进展,以期推动BCT技术在临床评估中国人椎体骨折风险中的应用。     

固定器刚度对不同类型骨折愈合的影响

目的 系统探讨固定器刚度变化（0.05~7.50 kN/mm）对AO/OTA分型下7种不同类型骨折（A1：简单螺旋、A2：简单斜形、A3：简单横形、B2：楔形螺旋形、B3：楔形碎片形、C2：复杂多段、C3：复杂不规则）愈合效果的影响。方法 以长骨骨折髓内钉固定为研究对象,基于应变调控组织分化理论,结合模糊逻辑控制算法和有限元分析技术,数值模拟骨折愈合过程。结果 中等固定器刚度（1.5~2.5 kN/mm）可以在保证骨折生物力学性能恢复的情况下缩短愈合时间。但是,每种骨折类型对应的适宜刚度不尽相同,且其愈合效果对固定器刚度变化的敏感度不一。对于A型骨折,当固定器刚度为1.5 kN/mm时,骨折断端生物力学性能恢复最佳,并且固定器刚度变化对愈合效果影响较大;对于B、C型骨折,当固定器刚度在1.5 kN/mm以上时,刚度变化对生物力学性能恢复没有显著影响。结论 骨折愈合效果受固定器刚度和骨折类型的共同影响。在临床骨折治疗中,固定器的选用应充分考虑骨折类型。     

狭窄几何参数评估稳定型冠心病心肌灌注效能的指导价值

目的 探讨狭窄病变严重程度和病变累及长度等狭窄形态特征对稳定型冠心病心肌灌注效能的评估价值,提出一项定性定量描述冠心病局域心肌灌注效能的预测指标.方法 将54例稳定型冠心病患者纳入统计研究,对其行冠状动脉造影及FFR检查测量,对反映心肌灌注效能的狭窄病变严重程度和病变累及长度等狭窄形态几何参数进行量化分析,包括α值(反映病变严重程度,α=Dmin/Dnormal)、β值(反映病变累及长度)、α×β值(反映局部心肌血流供需关系).结果 纳入分析的54组病变数据中,未发生心肌灌注不良者(FFR≥0.8)43例,心肌灌注不良者(FFR<0.8)11例,心肌灌注不良组α值、β值与未发生心肌灌注不良组间无显著相关性(P>0.05),但心肌灌注不良组的α×β明显大于未发生心肌灌注不良组(P<0.05).ROC曲线分析显示,通过α×β值评估病变对于心肌灌注影响的曲线下面积为0.783(95％CI:0.603～0.964),敏感度为63.6％,特异度为93.0％,阳性预测值为70.0％,阴性预测值为90.9％,评估准确度为92.6％.结论 α×β值较大组别对应的临床FFR值更小,该项指标与心肌灌注效能之间具有较强敏感性,这与临床现象一致.提示α×β这一指标可定性定量描述冠心病心肌灌注效能,为辅助评价狭窄血管是否发生局域心肌灌注不足提供理论支持.     

传统与皮质骨轨迹椎弓根螺钉内固定术的生物力学对比

目的 比较皮质骨轨迹(cortical bone trajectory, CBT)和传统轨迹(traditional trajectory, TT)椎弓根螺钉内固定对正常和骨质疏松性脊柱活动度(range of motion, ROM)和钉棒系统受力的影响。方法 建立正常骨质和骨质疏松腰椎L3～S1有限元模型,使用两种轨迹的螺钉钉棒系统对L4～5节段进行内固定,分别模拟人体前屈、后伸、左右侧弯和左右旋转6种生理载荷,对比两种内固定术式对正常和骨质疏松脊柱ROM和螺钉最大等效应力的影响。结果 对于两种骨质情况,相比于未置钉的节段模型,CBT和TT手术均显著降低了固定节段(L4～5)和下腰椎整个节段(L3～S1)ROM;但是,CBT组较TT组ROM下降的幅度略小,两者在屈伸时相近,而在侧弯和轴向旋转时差别明显;此外,在正常骨质模型和骨质疏松模型中,CBT组螺钉最大等效应力均较TT组有明显增加,正常骨质模型中CBT组螺钉最大等效应力在屈伸、侧弯、轴向旋转时比TT组分别提高27%、268%、58%。但在同时采用CBT技术时,骨质疏松模型较正常骨质模型有更小的螺钉应力分布。结论 骨质疏松条件下,...