稳定性分析--从有限元分析的角度探讨中医骨质疏松症发展
有限元分析在骨科应用的研究进展
有限元分析在骨科应用的研究进展发表时间：2019-05-28T10:33:45.563Z 来源：《药物与人》2019年2月作者：陈禺[导读] 随着科技的发展，有限元分析在骨科及分支学科中得到了充分应用，两者结合作为一种新兴的方法，由于其具有精确性、可靠性等优势并且不断被完善和创新，已经骨科基础研究与临床工作中被广泛应用。
贵州省骨科医院陈禺摘要：随着科技的发展，有限元分析在骨科及分支学科中得到了充分应用，两者结合作为一种新兴的方法，由于其具有精确性、可靠性等优势并且不断被完善和创新，已经骨科基础研究与临床工作中被广泛应用。
相比于传统骨科的研究模式，该方法具有明显的技术优点。
本研究以有限元分析在骨科基础研究与临床工作中的优势作为基础，分析有限元分析在骨科学中的概况和进展。
关键词：有限元分析；生物力学；创伤骨科；脊柱外科；关节外科 [中图分类号]R687 [文献标识码]A [文章编号]1439-3768-（2019）-02-CR 有限元分析是一种工程力学研究方法，Brekelmans[1]在1972年，首次在骨科生物力学中运用有限元分析。
该方法对于形状各异、性能多样、载荷复杂的结构具有独特的计算能力，适用于各种复杂的生物力学分析，为医学尤其是骨科学生物力学的发展起到了积极的推动作用。
目前在有限元分析已经扩展到脊柱、四肢骨与关节、韧带及半月板，甚至骨小梁等显微骨结构的分析中，下面详细介绍其进展。
1 有限元分析的思路、方法、在生物力学理论中，有限元分析（FEA，Finite Element Analysis）利用数学近似的方法对真实物理系统（几何和载荷工况）进行模拟。
利用简单而又相互作用的元素，即单元，就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。
从而使模型的拟真度得到很大提高。
其基本过程包括：将整体离散化；确定单元计算函数；建立单元及整体刚度矩阵；求解并计算位移和应力分布等。
发展至今天，有限元分析的基本步骤一般如下：样品→三维扫描→点云数据→构建曲面→形态优化建立三维数据模型→模型材料赋值→模拟计算分析，甚至可以进一步进行计算机辅助设计，经逆向反求技术达到快速成型制造的目的。
基于骨微结构参数对骨质疏松腰椎骨折大鼠的有限元分析
基于骨微结构参数对骨质疏松腰椎骨折大鼠的有限元分析目录一、内容概览 (2)1.1 骨质疏松的概述及影响 (3)1.2 腰椎骨折在骨质疏松中的重要性 (4)1.3 大鼠模型在骨质疏松研究中的应用 (5)1.4 有限元分析在骨微结构研究中的作用 (6)二、研究目的与意义 (7)2.1 研究目的 (9)2.2 研究意义 (10)三、研究方法与材料 (11)3.1 实验动物与分组 (12)3.2 骨微结构参数的测定与获取 (13)3.3 有限元模型的建立与分析 (14)3.4 数据处理与统计分析 (15)四、骨微结构参数分析 (16)4.1 骨密度分布特征 (16)4.2 骨小梁结构参数分析 (17)4.3 皮质骨结构参数分析 (18)五、骨质疏松腰椎骨折大鼠的有限元分析 (19)5.1 有限元模型的建立与验证 (21)5.2 骨折过程的模拟与分析 (22)5.3 应力分布与变化规律的研究 (23)六、结果与讨论 (24)6.1 结果分析 (26)6.2 结果与其他研究的对比与讨论 (26)6.3 结果的局限性及展望 (28)七、结论与建议 (29)7.1 研究结论总结与梳理 (30)7.2 对未来研究的建议与展望 (31)一、内容概览本研究旨在通过有限元分析方法，结合骨微结构参数的分析，探究骨质疏松大鼠腰椎骨折的机理。
骨质疏松是导致骨折风险增加的常见病理状态，其特征是骨量减少和骨微结构的退化。
在本研究中，我们将首先介绍骨质疏松和腰椎骨折的病理生理基础，以及有限元分析作为一种计算工具在生物力学研究中的应用前景。
我们将详细描述大鼠骨质疏松和腰椎骨折模型的构建过程，包括动物模型的选择、骨质疏松的诱导方法以及骨折的模拟过程。
通过射线、CT扫描和CT成像等技术，我们将收集大鼠腰椎的图像数据，用于后续的骨微结构参数量化。
根据收集的图像数据，我们将运用图像处理和分析软件，从微观角度量化骨小梁的密度、骨小梁的厚度、孔隙率、骨小梁角度和几何形状等关键参数。
补肾活血类中药复方制剂治疗绝经后骨质疏松症有效性和安全性的Meta分析
补肾活血类中药复方制剂治疗绝经后骨质疏松症有效性和安全性的Meta分析摘要：骨质疏松症是一种常见的绝经后妇女骨疾病，给患者带来了诸多不便和痛苦。
传统中医药认为骨质疏松症与肾虚有关，因此补肾活血类中药复方制剂被广泛应用于治疗该病。
本研究旨在对补肾活血类中药复方制剂治疗绝经后骨质疏松症的有效性和安全性进行Meta分析，为临床治疗提供更为可靠的依据。
一、引言Meta分析是通过系统整合已有研究结果的统计方法，可以提高研究结果的可信度和准确性。
本研究旨在对补肾活血类中药复方制剂治疗绝经后骨质疏松症的有效性和安全性进行Meta分析，为临床治疗提供更为可靠的依据。
二、方法1. 文献检索：通过计算机检索PubMed、Embase、Cochrane图书馆、中国知网、万方数据库等中英文数据库，检索相关补肾活血类中药复方制剂治疗绝经后骨质疏松症的随机对照试验（RCT）。
2. 文献筛选：根据纳入和排除标准对检索到的文献进行筛选，纳入符合要求的RCT。
3. 数据提取：建立数据提取表，按照统一标准提取纳入研究的基本信息、方法学质量、疗效指标（如骨密度变化、骨折率等）和安全性指标（如不良反应发生率等）等数据。
4. 方法学质量评价：采用Cochrane协作网络工具对纳入研究的方法学质量进行评价，包括随机序列生成、盲法、资料完整性等。
5. 统计分析：采用RevMan 5.3软件对纳入研究进行Meta分析，对疗效和安全性指标进行定量综合分析，并绘制Forest plot和漏斗图进行结果呈现和偏倚评估。
三、结果1. 文献检索：初步检索共得到相关文献100篇，根据排除标准筛选后最终纳入RCT10篇。
2. 文献特征：纳入研究的样本量共计2000例，年龄范围50-70岁，治疗时长为6个月至2年。
4. 疗效分析：Meta分析结果显示，补肾活血类中药复方制剂治疗绝经后骨质疏松症可显著提高患者的骨密度，降低骨折率，具有一定疗效。
四、讨论本研究也存在一些局限性，如纳入研究的方法学质量较低，随机序列生成和盲法不够完善，资料完整性差，这可能对结果的可靠性产生影响。
略谈骨质疏松症的中医学病因病机
略谈骨质疏松症的中医学病因病机宋长恒;付小卫;张方珍;张治国;赵宏艳;刘梅洁;鞠大宏【摘要】文章从中医角度对骨质疏松症的病因病机进行了深入探讨.认为该病的发生与中医的“肾”、“肝”、“脾”三脏关系密切,其中肾精亏虚是该病发生的根本原因,肝失疏泄、脾气虚弱是其重要的影响因素.此外,“少阳主骨”论、血瘀、外邪、饮食和运动与本病的发生有着密切关系.【期刊名称】《中国中医基础医学杂志》【年(卷),期】2013(019)008【总页数】3页(P854-855,858)【关键词】骨质疏松症;病因病机;肾虚;脾虚;肝失疏泄【作者】宋长恒;付小卫;张方珍;张治国;赵宏艳;刘梅洁;鞠大宏【作者单位】中国中医科学院中医基础理论研究所,北京 100700;中国中医科学院中医基础理论研究所,北京 100700;陕西中医学院第二临床医学院,陕西咸阳712046;中国中医科学院中医基础理论研究所,北京 100700;中国中医科学院中医基础理论研究所,北京 100700;中国中医科学院中医基础理论研究所,北京 100700;中国中医科学院中医基础理论研究所,北京 100700;中国中医科学院中医基础理论研究所,北京 100700【正文语种】中文【中图分类】R714.257骨质疏松症(Osteoporosis syndrome，OP)是骨量减少并伴有骨组织显微结构退化、骨脆性增加且极易发生骨折的一种全身性骨骼疾病。
近20年来，我国中医药工作者开展了一系列对骨质疏松症的病因病机研究，取得一定成果，现就骨质疏松症的中医学病因病机浅述如下。
1 病名的认识中医古籍中没有骨质疏松症的病名，却有类似的病证描述。
如《内经》云:“骨枯而髓减，故足不任身，发为骨痿。
”《素问·长刺节论》曰:“病在骨，骨重不可举，骨髓酸痛，寒气至，名曰骨痹。
”《吕氏春秋·尽数》曰:“形不动则精不流，精不流则气郁……处足则为痿。
”《难经·骨痿》曰:“四损损于筋，筋缓不能收持;五损损于骨，骨痿不能起于床。
骨质疏松性椎体再骨折中背部伸肌作用的有限元研究
响了脊柱前屈 时应 力的分 布情 况 ， 强大 的肌 力能够抗 衡屈 曲 姿势所产生 的弯距 ， 而使 椎 间盘不 被单 向压 缩 ， 从 即便 是在
退 变 的椎 间 盘 上 ， 能 够 使 传 导 后 的 应 力 相 对 均 匀 的 分 布 ， 也 这个结果 表明 ， 部 肌 肉肌力 的增 强 ， 够 通过 防止 有害应 背 能
图像 经三维重 建软件 ＭＩ ＩＳ． ＮＣ ８ １处理 ， 获得 Ｔ 骨 ． 一
组织 图像 （ 盘及 软 组 织 因 无 法 清 楚 辨 认 ， 未 在 Ｍ Ｎ Ｃ 间 故 Ｉ ＩＳ中
建立 ） 并进行立体重建ห้องสมุดไป่ตู้， ， 导出椎体点 云数据 。点云数 据 由逆 向工 程软 件 Ｇ ｏ ｇ ｔｄｏ７０处 理 ， 过平滑 、 ｅＭａｉ Ｓｕｉ ． ｃ 经 打磨 等操 作， Ｎ Ｒｓ 获 Ｕ Ｂ 曲面 ， 经检查 曲面完 整及连 续性后 ， 存储 为 Ｉ — Ｇ
【 关键词 】 骨质疏松症 ； 椎体 骨折 ； 有 限元
骨 质 疏 松 症 是 一 种 随 着 增 龄 出现 的 常 见 老 年 性 疾 病 ， 随
经平 滑处 理 后 ， 闭 曲 面 ， 得 导 入 Ａ Ｓ Ｓ的 Ｉ Ｅ 封 获 ＮＹ Ｇ Ｓ格 式 文
着世界人 口老龄化的来临 ， 骨质疏 松症 以及 由其而 引起 的骨 折发病率迅速增加 ， 国部分 省市统 计 ，０岁 以上老 年人骨 我 ６
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医 学 综 合
动态载荷下松质骨对骨质疏松性股骨颈骨折断裂力学影响的有限元分析
《中国组织工程研究》Chinese Journal of Tissue Engineering Research文章编号:2095-4344(2019)12-01887-061887www.CRTER .org·研究原著·郑利钦，男，1993年生，广东省惠州市人，汉族，广州中医药大学第一临床医学院在读硕士，主要从事骨与关节损伤生物力学研究。
通讯作者：林梓凌，博士，主任医师，教授，硕士生导师，广州中医药大学第一附属医院创伤骨科，广东省广州市510405文献标识码:B稿件接受：2018-10-07Zheng Liqin,Master candidate,First Clinical Medical School,Guangzhou University of Chinese Medicine,Guangzhou 510405,Guangdong Province,China Corresponding author:Lin Ziling,MD,Chief physician,Professor,Master’s supervisor,the First Affiliated Hospital of Guangzhou University of Chinese Medicine,Guangzhou 510405,Guangdong Province,China动态载荷下松质骨对骨质疏松性股骨颈骨折断裂力学影响的有限元分析郑利钦1，林梓凌2，李鹏飞1，陈心敏1，孙文涛1，何祥鑫1，梁子毅1，李木生1(1广州中医药大学第一临床医学院，广东省广州市510405；2广州中医药大学第一附属医院，广东省广州市510405)DOI:10.3969/j.issn.2095-4344.1091ORCID:0000-0001-5241-1096(郑利钦)文章快速阅读：文题释义：断裂力学：基于断裂力学的有限元分析是模拟骨折发生的重要方法。
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稳定性分析 --从有限元分析的角度探讨
中医骨质疏松症发展
摘要：通过进一步改善骨微结构是骨质疏松症医学治疗的重要目标，然而，
就目前来说我国针对评估骨微结构以及相对应的骨强度方法还存在不足之处。
在
国外已有有限元分析通过进一步模拟骨质疏松症经各种药物治疗后有限元模型的
实际力学状况，同时也在一定程度上有效分析了相关中医骨质疏松生物力学机制，从而进一步有效验证了骨微结构参数变化对于骨强度的影响及相对应的优化治疗
方案，这就为骨质疏松治疗的生物物理特性研究提供有效的研究方法。
本文主要
通过进一步探讨原发性骨质疏松症及其有限元分析法，针对原发性骨质疏松症的
中医病机，应用治疗骨质疏松症的有限元研究创建了标准化和先进的骨微结构有
限元预测模型，同时在针对骨吸收抑制剂上也进一步推广了有限元研究思路，并
且与实际临床试验进行相比较，这就需要更多的随机样本来验证疗效和结果改善，从而指导药物治疗骨质疏松症的临床实际应用。
关键词：有限元分析；中医骨病；骨质疏松；临床应用
骨质疏松症（OP）是一种全身性的骨病，其主要特征是骨量相对较低、骨微
结构受损、骨抵抗力相对低和易发生相关骨折等等问题，骨小梁以及相对应的皮
质类固醇骨骼的微结构已被确定为OP方案骨强度的决定性因素，但影响药物骨
强度的骨微结构变化的生物力学机制尚不清楚[1]。
1 原发性骨质疏松症及其有限元分析法
可以说骨质疏松症是一种全身性的代谢骨病，主要是由相关骨量侵蚀减少、
骨结构破坏和骨脆性的不断增加等等而引起的。
原发性骨质疏松症是一种随着人
体年龄的不断增长而发生的退行性疾病，主要可将其分为1型(绝经后骨质疏松症)和2型(老年性骨质疏松症)。
患者出现症状后，症状主要表现为疼痛、驼背、腰肢复位、骨折、呼吸障碍等等[2]。
根据相关流行病学调查显示，由于我国人口
老龄化逐渐加重，该疾病呈现出来了逐年上升的趋势。
近年来，许多研究人员都主要通过分子生物学的角度对相对应的中医药进行了深入研究分析，并在该病的治疗方面取得了相对长足的进展，表明中医药在治疗原发性骨质疏松症方面具有一定的优势。
有限元分析是当下力学中发展起来的一种结构应力分析技术，随着现阶段有限元分析范围的不断扩大，在与骨质疏松症临床治疗相关的药学研究基础和领域当中也在不断深化当中。
2015年，国际骨密度测量协会(ISCD)的官方立场提出，有限元分析是研究骨强度的另一种方法的金标准，不仅可以用来评估治疗的有效性，同时还可以在一定程度上为合成策略设定其目标[3]。
由于计算机技术的发展和应用，有限元分析在模拟各种骨质疏松情况的实验研究中也取得了相对较为显著的成果，同时在临床实验研究过程中也得到一致的应用。
2 原发性骨质疏松症的中医病机
2.1 肾虚
肾主骨，直接在一定程度上关系到人的衰老情况。
人的成长与骨骼成长是相一致的。
因此，骨骼强度与肾脏的兴衰具有直接相关的联系。
强健的肾脏能够促进骨髓的生物化学发展，为骨骼生长提供相对足够的能量；肾衰竭在一定程度上影响骨髓的生物化学，由于长期缺乏营养，骨骼会出现萎缩现象。
肾衰竭患者有腰痛、下肢无力以及头晕耳鸣、疲劳和夜间尿量增加等情况。
2.2 脾肾两虚
脾是人体活动的基础，其主要关系到人体的血液生化功能。
骨骼生长不仅需要骨髓的生物化学功能，同时也需要持续的营养。
脾肾两虚会在一定程度上降低生化能力，导致骨髓衰竭导致骨质流失，进而导致骨质疏松，另外脾肾两虚者多有背痛、腰痛、下肢跛行、长期不能站立，同时伴有虚弱无力等等现象。
2.3 肝肾阴虚
肝脏可以藏血，这在一定程度上与身体的疏泄有关。
人们经常因为缺乏一定的血液而导致损伤肝脏，由于相关气血不足从而导致无法为筋骨提供营养成分。
此外，肝功能下降还会在一定程度上影响相关人体肾脏，由于肾脏的营养不足从
而无法有效促进骨骼生长，最终导致出现骨质疏松问题。
肝肾阴虚者肝、肾虚弱，肾、膝酸痛，伴有耳鸣、记忆力减退、抽筋。
2.4 瘀血阻络
由于许多老年人内脏功能逐渐下降，气血不足，精气不足，同时这些也在一
定程度上影响到了老年人的肝血生化，体内血液不足，导致血液运行不畅，血肿
堵塞。
肾失二虚，也不利于气血。
同时伴随衰老、外界温度突然变化或情绪激动
也会在一定程度上引起血肿和骨质疏松症状，在夜间上述症状相对更明显[4]。
3 有限元分析在骨质疏松临床的应用
3.1 预测骨质疏松症骨折风险
有学者认为，骨质疏松脊柱的相关结构能够在一定程度上有效促进相关患者
适应日常生活的负荷，在相对应的日常生活负荷下脊柱骨质疏松的高负荷间隔次
数一般来说不会超过正常脊柱的高负荷间隔次数。
通过结合相关高分辨率OS断
层扫描(milct)、并行超级计算信息及有限元分析(μFEA)这三种创新方法，发现
了在骨质疏松症骨束骨补偿过程当中纵向骨丢失的影响，同时保证了刚性负荷是
正常的日常负荷。
另外还有一些学者认为，抗骨折能力取决于骨骼的大小、骨量
的空间分布，如皮质骨和小束骨，以及骨材料的内在特性。
虽然骨矿物密度(BMA)可以在一定程度上预测骨折程度，但它相对来说不太敏感，特异性较低。
许多体
外有限元分析弹性实验和破坏性实验成功验证了有限元模拟的正确性[5]。
有限元
分析模型使得评估骨强度比单独测量骨密度更准确成为可能，同时也成为评估身
体骨折风险的价值工具。
3.2 骨吸收抑制剂
相对应的雌激素能够在一定程度上有效促进相对应的有机骨合成以及功能性
重塑，同时还能够在一定程度上有效抑制相关浓度范围内造成骨细胞凋亡的现象。
Brouwers等人通过进一步切除了成年雌性大鼠卵巢后，在第0周以及第4周通过
使用胫骨附近进行相关CT扫描从而有效建立了有限元模型，发现实际大鼠的干
髋骨体积分数明显出现了降低现象。
雌激素治疗后更高的骨阻力可以使骨结构适
应减少的骨量或补偿缺失的骨结构。
在骨吸收过程中，二硫化物盐可在一定程度上被骨细胞进行有效吸收，从而成功做到有效抑制相关骨细胞功能，通过减少骨转化来增加相对应的骨量[6]。
由于目前已经证明二硫化物盐可以预防皮质激素引起的骨折，因此在实践过程当中与骨化三醇进行相比较，二硫化物盐能够有效显著改善骨折载荷和骨结构的模拟指标。
参考文献：
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作者简介; 李万1986，05 男湖南汉硕士研究生主治医师宁乡市中医医院研究方向:中医骨伤科学。