骨质疏松性椎体骨折(OVF)是老年人中普遍存在的骨骼疾病，其发生是由于骨密度的净损失和不可避免的衰老开始。不幸的是，直到临床医生通过放射线扫描发现它们之前，它们的诊断仍很不足。由于脊柱负责身体的运动和稳定性，因此这些骨折对日常生活产生巨大影响。然而，由于脊柱节段之间复杂的生理相互作用，这些骨折背后的机制仍不清楚。因此，这些骨折无症状，直到患者坚持治疗才在临床上发现。

正在进行广泛的研究，以研究替代性生物标志物以评估骨骼强度，从而在骨折持续之前预测骨折的发生。一种这样的生物标记是通过数值模拟对失效载荷的计算预测，通常也称为有限元分析。通过这种分析，不仅可以对脊柱进行非侵入性检查，而且可以对骨强度进行全面的定量评估。

然而，大多数研究集中在孤立地对椎骨节段进行生物力学分析。脊柱由许多不同的脊柱节段组成，大部分负荷由椎骨和椎间盘承担。因此，考虑到脊柱的结构强度时，必须包括这些上述承重段。脊柱功能单元的优势在于，比孤立的椎骨节段更好地模仿了脊柱的生物力学要求。

这项研究最近与新加坡技术大学合作，在新加坡科技与设计大学(SUTD)的医学工程与设计(MED)实验室发表在《脊柱杂志》上，引入了一种半自动计算临床工具，旨在提取使用功能性脊柱单元对患者进行放射学扫描得到的结构信息，例如失效负荷。通过这项研究，证明了常规的临床扫描可以作为使用功能性脊柱单位的患者特定有限元分析准确预测OVF的可行资源。这些结果将为临床医生开发和使用脊柱风险评估工具铺平道路(参见图片)。

在当前的临床挑战中，改善OVF的管理至关重要。详细了解OVF的原因将有助于寻求应对老龄化的发病率和死亡率上升的组织，这对社会造成不必要的社会经济负担。使用半自动临床工具椎体强度评估工具还可以更准确地预测骨质疏松性骨折的风险，并为临床医生提供更好的针对性早期治疗策略。

“考虑到世界正在迅速老龄化，骨质疏松性骨折也正在急剧增加。因此，由于它是无创评估骨强度的有力工具，因此迫切需要在临床情况下进行生物力学分析计算。因此，这项工作为从改善的脊柱模型(例如功能性脊柱单元)中提取有价值的结构信息，以诊断骨质疏松症和预测OVF奠定了基础。”首席研究员，SUTD工程产品开发部门的副教授Subburaj Karupppasamy说。