骨质疏松症患者，磕碰两下，骨头就可能断裂。那他们的骨折风险究竟有多大呢？维也纳学者开发的一个数学模拟软件就可以回答这个问题。他们根据患者的X光片就可以计算患病骨头的强度还剩多少。下面是德国之声记者的相关采访报道。

如今，骨质疏松症已经发展成大众疾病，单在德国就有大约700万人患有此症，其中大部分为处于更年期或已绝经的女性。维也纳工业大学生物力学专业的屈塞特(Philippe Zysset)教授介绍说： "随着年龄的增长，人的骨质会变得稀疏，因此容易断裂。特别是过了更年期的女性，尤其厉害。容易发生骨折的部位主要是髋部、手腕和脊椎骨。"

这种病，虽然不会一下致命，但对生活质量还是大有影响。值得安慰的是市场上已经有治疗骨质疏松的药物，其原理是刺激人体生成新的骨质。只不过，医生们迄今并不完全清楚的问题是，用药之后，患者体内有没有生成足够的新骨质？这些新骨质是不是真的生成在它们应该生成的地方，也就是容易发生骨折的地方？通过用药，患者的骨头真的变结实了吗？

为了解答这些问题，以屈塞特为首的科研小组开发了一个计算机模拟软件。该软件利用的是计算机断层扫描仪提供的有关患者骨骼的详细数据，其中包括骨骼准确的三维形状、骨骼内骨质的密度分布等等。屈塞特介绍说： "我们把这些数据输入到一个数学模型，即所谓的有限元模型里。利用这个模型，我们就可以计算出骨骼受力后会有什么变化、会怎么变形。变形太厉害，骨骼就会断裂。这样我们就可以计算出骨骼可以承受的最大负荷是多少。"

有限元模型的计算原理是把计算对象也就是一定的骨骼分解成成千上万个小方块。在力的作用下，每个小方块所发生的细微变化是比较容易计算出来的，那么所有小方块的变化总和就是模拟计算的结果。屈塞特说： "小方块分得越细，结果就越精确。"

科学家们用网格来表达这些小方块，在计算机屏幕上看去，就好像是在骨骼上罩上了一个细密的网。屈塞特利用鼠标就可以改变作用在骨骼上的力。力越大，变色的小方块就越多，意味着骨骼变形在增大，破坏也在增大，直到断裂。这个模拟过程，屈塞特可以对用药之前和用药之后的骨骼对比着做。

不久前，这位奥地利学者和德国石荷州大学的医学物理学家一起对一种治疗骨质疏松症的药物进行了测试。该药名为特立帕肽(Teriparatid)，2003年底获准在许多国家使用，其功能是促进生成新骨质。科学家们对44名患者进行了历时两年的跟踪研究，看他们用药以后，新生骨质是否真的使他们的脊椎骨变结实了。屈塞特介绍说： "结果令人非常高兴。我们发现，骨骼强度平均提高了28%。这项研究对我的鼓舞特别大，毕竟，我们花费多年心血，在生物力学领域进行的科研成果，终于得到了实际临床研究的应用。"

科学家们也曾测试过真的脊椎骨，并将测试结果和他们的模拟计算结果进行比较，以验证计算机模拟的可用性。现在，他们又上一层楼，利用一台特殊的、可以以极高的成像精度拍摄手腕细节的计算机断层扫描仪提供的数据，进一步开发他们的模拟方法。这台断层扫描仪对患者的辐射负荷低，做一次只相当于坐飞机飞过一次大西洋，是通常的全身断层扫描检查的千分之一。选择手腕作为下一个攻关目标还有另一个优点。屈塞特说： "手腕骨折往往也被称为是骨质疏松症的前兆。那么利用生物力学方法计算手腕的骨折风险，有助于医生更好地诊断骨质疏松症。"

他们的目标是尽可能准确地计算出患者手腕骨骼的强度还有多大，以便协助医生采取合适的治疗方法。

文章来源：DW