骨质疏松性椎体压缩骨折不同骨水泥分布的临床观察及生物力学的有限元分析

摘要

目的研究在经皮椎体后凸成形术(percutaneous kyphoplasty,PKP)中两种不同分布骨水泥对术后骨折椎体及邻近椎体的临床及生物力学结果。方法回顾性分析西安交通大学第二附属医院2018年9月—2020年11月51例单节段骨质疏松性椎体压缩骨折患者,男性21例,女性30例;年龄61~82岁,平均68.1岁;受伤椎体均为腰椎。根据术后患者影像学资料,按椎体中的双侧骨水泥是否连接分为两组,未连接组32例,连接组19例。比较两组患者的围术期资料,同时应用L_(2)~L_(4)的椎体三维有限元模型进行有限元分析验证。设定站立位状态下脊柱承受的轴向压缩生理载荷和边界条件,分别在5种运动状态(压缩、前屈、后伸、侧弯和旋转)中加载模型进行受力分析,并比较在不同骨水泥分布下连接组、未连接组两组模型之间骨折椎体及邻近椎体的应力差。结果51例患者平均随访时间14.4(6~24)个月。末次随访时,两组患者后凸角(Cobb)和视觉模拟评分的术后改善程度相似,组间差异无统计学意义(P>0.05)。相邻椎体骨折共8例(16%,8/51),其中未连接组2例(6%,2/32),连接组6例(32%,6/19);骨水泥渗漏10例(20%,10/51),其中未连接组3例(9%,3/32),连接组7例(37%,7/19);末次随访时椎体再压缩骨折5例(10%,5/51),其中未连接组1例(3%,1/32),连接组4例(21%,4/19);两组差异有统计学意义(P0.05);在旋转状态下,连接组模型最大应力为9.6N,未连接组模型最大应力为18.4N。同时在5种运动状态下的连接组模型椎体所受平均应力均大于未连接组模型平均应力,两者比较差异有统计学意义(P<0.05)。结论无论是否连接双侧骨水泥,PKP均可改善患者局部Cobb角和疼痛情况,提高生活质量。如果PKP术中骨水泥分布于椎体两侧可能会使骨折椎体及邻近椎体所受应力较小,同时也可能会降低骨水泥渗漏、骨折椎体再次骨折及邻近椎体新发骨折的概率,使骨质疏松性椎体压缩骨折在PKP术后疗效更好。