椎间孔镜下腰椎间盘髓核摘除治疗腰椎间盘突出症的生物力学优势

背景:腰椎间盘突出症的手术方式较多,各有优缺点,通过有限元分析方法进行脊柱生物力学研究可以指导临床工作.目的:建立L3-5三维有限元模型,分析不同术式在椎间盘摘除后对脊柱力学的影响.方法:选择1名无腰椎病史的35岁男性志愿者,收集腰椎CT数据构建有限元模型并验证.在L3/L5脊柱正常模型(模型Ⅰ)的基础上建立L4/5节段单纯开窗髓核摘除模型(模型Ⅱ)、椎间盘镜手术模型(模型Ⅲ)、经皮椎间孔镜腰椎间盘髓核摘除模型(模型Ⅳ)、关节突关节切除模型(模型Ⅴ),在7种加载工况下测定L4/L5节段椎体、椎间盘和左右关节软骨应力分布及L4椎体位移.结果 与结论:①建立的三维有限元模型有效,方差分析模型有效;②L4-5椎间盘两两比较后模型Ⅲ、Ⅳ在椎间盘应力集中最小;L4椎体应力,模型Ⅳ对椎体影响最小;L4椎体位移,模型Ⅲ和Ⅳ对椎体稳定影响最小;③从加载方式看,关节突关节损伤越小,椎间盘应力越小,模型Ⅳ最小;左侧关节突模型Ⅲ和Ⅳ均保持关节完整;右侧关节左右旋转加载下手术侧关节越完整,应力越大,故模型Ⅳ较大;左右侧倾加载下反而相反,模型Ⅴ最大;L4椎体应力模型Ⅳ最小;椎体位移,模型Ⅲ和Ⅳ位移最小,接近模型Ⅰ;④提示经皮椎间孔镜腰椎间盘髓核摘除模型在椎体、椎间盘和关节突关节应力分布最小,有明显优势;椎间盘镜手术模型和经皮椎间孔镜腰椎间盘髓核摘除模型位移均较其他手术模型稳定,二者无差异;故经皮椎间孔镜腰椎间盘髓核摘除目前是较理想的术式.