腰椎内镜下髓核摘除术对不同退变程度邻近节段椎间盘生物力学影响的有限元分析

Biomechanical affect of percutaneous transforaminal endoscopic discectomy on adjacent segments with different de-grees of degeneration:a finite element analysis

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摘要目的:探讨腰椎侧后路经皮内镜下髓核摘除术(percutaneous transforaminal endoscopic discectomy,PTED)对不同退变程度邻近节段椎间盘的生物力学的影响以及由该术式导致的邻椎病(adjacent segment diseases,ASD)发病风险.方法:选择成年健康男性志愿者1名,CT扫描获得其腰骶椎影像数据,重建骨性结构外轮廓,并以此为基础在3D-CAD软件中使用平滑曲线拟合骨性结构外轮廓,正向绘制完整无退变的L3-S1节段三维有限元模型和L3-L4及L5-S1节段退变模型.在L4-L5节段右侧通过切除部分关节突、髓核组织模拟纤维环破口完成PTED手术仿真模拟后,在屈曲、后伸、左右侧屈、左右扭转6个工况下完成数字模拟分析,并通过采集纤维环冯米塞斯应力和椎间盘内压力的变化评估邻近节段椎间盘生物力学环境的变化,以评估术后ASD的风险.结果:在无邻近节段椎间盘退变的有限元模型中,PTED术后模型纤维环冯米塞斯应力和椎间盘内压在绝大多数受力工况下均仅出现轻度上升,在少部分工况下出现轻度下降,术前术后并无显著变化趋势.在原有退变邻近节段椎间盘模型中,PTED术前术后模型的间盘退变相关生物力学指标均出现显著恶化,导致潜在的邻椎病发病风险上升.结论:PTED手术不会导致无退变邻近节段椎间盘的术后生物力学环境明显恶化,而邻近节段椎间盘原有的退变是术后ASD发病的重要危险因素.