腰椎椎間孔外椎體間融合術(shù)的三維有限元建模及分析

楊明杰;曾誠;李立鈞;潘杰淳B松;譚軍【摘要】目的采用三維有限元方法比較椎間孔外腰椎椎體間融合術(shù)（extraforaminallumbarinterbodyfusion,ELIF）與傳統(tǒng)經(jīng)椎間孔腰椎椎體間融合術(shù)（transforaminallumbarinterbodyfusion,TLIF）,在不同固定方式下的生物力學(xué)穩(wěn)定性.方法將健康成年男性志愿者腰椎CT片讀入Simpleware2.0,建立L3~L5的三維幾何模型利用Hypermesh,對模型進(jìn)行有限元網(wǎng)格劃分，建立完整L3~L5節(jié)段有限元模型.對完整模型進(jìn)行不同處理，分為正常標(biāo)本對照組（C組）,單邊固定ELIF（E1組）,單邊固定TLIF（T1組）,雙邊固定ELIF（E2組）,雙邊固定TLIF（T2組）,單邊固定ELIF+對側(cè)經(jīng)椎板關(guān)節(jié)突螺釘內(nèi)固定（E3組）,單邊固定TLIF+對側(cè)經(jīng)椎板關(guān)節(jié)突螺釘內(nèi)固定（T3組）.利用Abaqus6.10,對處理組模型施加相應(yīng)的載荷及運(yùn)動附加力,計算腰椎前屈、后伸、左右側(cè)屈及左右旋轉(zhuǎn)6種工況下的L4~L5節(jié)段角位移及其他生物力學(xué)指標(biāo).結(jié)果E1與T1組L4~L5活動度均較C組明顯減小（P<0.01）.E1組各工況下的活動度小于T1組,尤以左側(cè)屈及右旋時明顯（Pv0.05）;E1組在各工況下的活動度明顯高于T2組（P<0.05）;E3組活動度明顯低于E1組（P<0.05）.在400N的載荷下,E2組與T2組、E3組與T3組活動度差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）.結(jié)論ELIF聯(lián)合使用對側(cè)經(jīng)椎板關(guān)節(jié)突螺釘固定后穩(wěn)定性得以提高，與TLIF雙側(cè)椎弓根螺釘固定在限定載荷下相當(dāng)，是一種安全有效，更加微創(chuàng)的腰椎椎體間融合術(shù)式.％ObjectiveToestablisha3D-finiteelementmodelforevaluationofbiomechanicalstabilityofextraforaminallumbarinterbodyfusion（ELIF）andtraditionaltransforaminallumbarinterbodyfusion（TLIF）underdifferentinternalfixation.MethodsTheCTimagesofhealthadultmaleswereappliedtoestablishtheL3-L5level3DgeometricmodelwithSimpleware2.0software.HypermeshwasusedtodividethefiniteelementmeshforestablishmentofL3-L5levelintactfiniteelementmodel.Thebiomechanicalstabilitywasanalyzedbytheestablishedmodelwiththefollowingtreatment:E1(unilateralfixationELIF),T1(unilateralfixationTLIF),E2(bilateralfixationELIF),T2(bilateralfixationTLIF),E3(unilateralfixationELIF+contralateraltranslaminarfacetscrew),T3(unilateralfixationTLIF+contralateraltranslaminarfacetscrew).Thecorrespondingloadandadditionalmovementforcewereexertedinalltreatmentgroups.TheangulardisplacementofL4-L5andotherbiomechanicsindexwerecalculatedinanteflexion,extension,lateralflexionandrotationmovementusingAbaqus6.10software.ResultsTherangeofmotion(ROM)ofElandT1wassignificantlylowerthanthatofCintheintactmodel(P<0.01).ComparedwithT1,theROMofE1waslower,especiallyinleftlateralflexionandrightrotation(P<0.05).ComparedwithT2,theROMofE1wassignificantlyhigher(P<0.05).TheROMofE3wassignificantlydecreasedcomparedwithE1(P<0.05).Moreover,theROMofE3wasnotsignificantlydifferentwiththatofT2.Undertheloadof400N,therewerenosignificantdifferencesbetweenT2andT3,andbetweenT3andE3(P>0.05).ConclusionTheestablished3D-finiteelementmodelshowsthatthestabilityofsinglepediclescrewsfixationELIFwillbeimprovedbyuseofcontralateraltranslaminarfacetscrew,anditisasafe,moreefficientandlessinvasiveoperationapproach.【期刊名稱】《同濟(jì)大學(xué)學(xué)報（醫(yī)學(xué)版）》【年(卷)，期】2018(039)003【總頁數(shù)】7頁(P41-47)【關(guān)鍵詞】腰椎椎間融合;微創(chuàng);三維有限元分析【作者】楊明杰;曾誠;李立鈞;潘杰;郭松;譚軍【作者單位】同濟(jì)大學(xué)附屬東方醫(yī)院脊柱外科，上海200120;同濟(jì)大學(xué)附屬東方醫(yī)院脊柱外科，上海200120洞濟(jì)大學(xué)附屬東方醫(yī)院脊柱外科，上海200120洞濟(jì)大學(xué)附屬東方醫(yī)院脊柱外科，上海200120;同濟(jì)大學(xué)附屬東方醫(yī)院脊柱外科，上海200120;同濟(jì)大學(xué)附屬東方醫(yī)院脊柱外科，上海200120【正文語種】中文【中圖分類】R681.5目前，腰椎融合術(shù)仍為治療腰椎退變性疾病的最常用術(shù)式［1］，臨床上達(dá)到的共識是盡可能保留后方的張力結(jié)構(gòu)，減小附加創(chuàng)傷，可以保證術(shù)后短期的穩(wěn)定性以及長期的融合率。本研究設(shè)計的椎間孔外腰椎椎體間融合術(shù)(extraforaminallumbarinterbodyfusion,ELIF)，術(shù)中只切除增生內(nèi)聚的上關(guān)節(jié)突，而保留下關(guān)節(jié)突及其后方附著軟組織，較之傳統(tǒng)的經(jīng)椎間孔椎體間融合術(shù)(transforaminallumbarinterbodyfusion,TLIF)更加完整地保留后方結(jié)構(gòu)，提高腰椎術(shù)后即刻穩(wěn)定性［2-4］。本研究建立了正常L3~L5的三維有限元模型，并在此基礎(chǔ)上建立了采用不同內(nèi)固定融合方式的有限元模型，測量前屈、后伸、左右側(cè)屈及左右旋轉(zhuǎn)各工況下模型的穩(wěn)定性、椎弓根螺釘連接棒上的應(yīng)力及各種固定融合方式對于鄰近節(jié)段的影響，為臨床應(yīng)用提供理論力學(xué)依據(jù)。本研究比較ELIF手術(shù)與傳統(tǒng)經(jīng)典TLIF手術(shù)在各種內(nèi)固定條件下的腰椎運(yùn)動節(jié)段的穩(wěn)定性。1資料與方法1.1建立三維有限元模型健康成年男性志愿者1例（26歲，身高172cm，體質(zhì)量67kg），既往無腰椎疾病史，拍攝腰椎X線片排除腰椎病變。用64排螺旋CT機(jī)從L3上終板至L5下終板進(jìn)行連續(xù)掃描，層厚3mm，以通用DICOM3.0格式讀入醫(yī)學(xué)有限元建模軟件Simpleware2.0，建立L3~L5的三維幾何模型。利用有限元軟件Hypermesh,采用合適的單元類型和材料性質(zhì)，對模型進(jìn)行有限元網(wǎng)格劃分，將各部位材料的彈性模量、泊松比等材料系數(shù)及特征值輸入模型[5-9],見表1,完成人正常L3~L5節(jié)段有限元模型（INT）的建立，見圖1。表1有限元模型各部分材料力學(xué)參數(shù)Tab.1Mechanicalparametersof3D-finiteelementmodel項目楊氏模量/MPa泊松比橫截面積/mm2材料皮質(zhì)骨12000.00.30—終板1200.00.29—松質(zhì)骨100.00.30—后部結(jié)構(gòu)3500.00.25—椎間盤髓核1.00.49—基質(zhì)4.20.45—纖維環(huán)450.00.45—韌帶前縱韌帶20.00.3063.7后縱韌帶20.00.3020.0橫突間韌帶58.70.303.6黃韌帶19.50.3040.0棘突間韌帶11.60.3040.0棘上韌帶15.00.3030.0關(guān)節(jié)囊韌帶32.90.3060.0脊柱內(nèi)固定（鈦）110000.00.2820.0椎間融合器（PEEK）3600.00.25—1.2建立不同融合內(nèi)固定模型將IGES格式的椎弓根螺釘系統(tǒng)與椎間融合器（DePuyspine,美國強(qiáng)生公司）圖像文件導(dǎo)入Hyperm-esh，根據(jù)以下要求分別對ELIF組與TLIF組進(jìn)行有限元網(wǎng)格劃分。兩組螺釘彈性模量為110000MPa,泊松比為0.3。椎間融合器為子彈頭型融合器，尺寸為9mmx11mmx27mm，彈性模量為3700MPa，泊松比為0.25。螺釘直徑6.0mm，長45mm。ELIF組融合器與矢狀面成80°,從右側(cè)斜行置入椎間隙內(nèi)。TLIF組融合器與矢狀面成45°,從右側(cè)斜行置入椎間隙內(nèi)。利用三維重建軟件分別建立正常標(biāo)本對照組（C組），單邊固定ELIF（E1組），單邊固定TLIF（T1組），雙邊固定ELIF（E2組），雙邊固定TLIF（T2組），單邊固定ELIF+對側(cè)經(jīng)椎板關(guān)節(jié)突螺釘內(nèi)固定（E3組），單邊固定TLIF+對側(cè)經(jīng)椎板關(guān)節(jié)突螺釘內(nèi)固定（T3組）。試驗?zāi)Ｐ偷脑O(shè)計完全按臨床手術(shù)方法：E1，去除L5上關(guān)節(jié)突，切除L4~L5間隙全部髓核及右后2/3纖維環(huán)，保留后方的棘上韌帶、棘間韌帶、棘突及左側(cè)結(jié)構(gòu)，于L4、L5右側(cè)椎弓根各置入1枚螺釘（螺釘?shù)娜朦c(diǎn)選擇上關(guān)節(jié)突與橫突轉(zhuǎn)折部中點(diǎn)，角度約與矢狀面呈45°）;T1，去除L4下關(guān)節(jié)突及L5上關(guān)節(jié)突，切除L4~L5間隙全部髓核及右后2/3纖維環(huán)，保留后方的棘上韌帶、棘間韌帶、棘突及左側(cè)結(jié)構(gòu)，于L4、L5右側(cè)椎弓根各置入1枚螺釘（螺釘?shù)娜朦c(diǎn)選擇人字嵴的頂點(diǎn)，角度約與矢狀面呈30°）;T2減壓范圍同T1,于L4、L5雙側(cè)椎弓根各置入2枚螺釘（置釘方法同T1）;E2為雙邊固定ELIF;E3減壓范圍同E1,于L4、L5右側(cè)椎弓根各置入1枚螺釘，并經(jīng)椎板置入對側(cè)關(guān)節(jié)突螺釘；T3為單邊固定TLIF并經(jīng)椎板置入對側(cè)關(guān)節(jié)突螺釘，見圖2和圖3。圖1正常腰椎L3~L5三維有限元建模Fig.13D-finiteelementmodelsofnormallumbar圖2ELIF的三維有限元建模Fig.23D-finiteelementmodelofELIFA:單邊固定，B:雙邊固定，C:單邊+關(guān)節(jié)突螺釘固定圖3TLIF三維有限元建模Fig.33D-finiteelementmodelofTLIFA:單邊固定，B:雙邊固定，C:單邊+關(guān)節(jié)突螺釘固定1.3加載和記錄方法將L5椎體的下表面全固定，在L3椎體上表面施加面載荷，壓力方向垂直向下，均勻分布在整個L3椎體的上終板。對模型所施加的載荷為400N，運(yùn)動附加力為6N?m。進(jìn)入Abaqus6.10，在腰椎前屈、后伸、左右側(cè)屈及左右旋轉(zhuǎn)六種工況下進(jìn)行計算。主要觀察指標(biāo)有：（1）L4~L5活動范圍（rangeofmotion,ROM），用節(jié)段角位移表示，測量L4、L5上表面最前點(diǎn)、最后點(diǎn)、最左點(diǎn)、最右點(diǎn)共4點(diǎn)的空間位置坐標(biāo)連接成線，各線間夾角代表相鄰兩椎體上表面間的夾角，加載前后夾角差值的絕對值即為L4~L5節(jié)段角位移。（2）以應(yīng)力云圖的形式表示各工況下椎弓根螺釘連接棒及上位椎間盤的應(yīng)力。（3）記錄L3~L4活動范圍，用L3~L4節(jié)段角位移表示。1.4統(tǒng)計學(xué)方法采用SPSS17.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計處理，所有計量資料采用表示.數(shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗。以P<0.05有差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。2結(jié)果2.1模型有效性驗證整個L3~L5三維非線性有限元模型包括皮質(zhì)骨殼、松質(zhì)骨核心、后部結(jié)構(gòu)（包括關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)）、椎間盤（基質(zhì)、膠原纖維和髓核）和7種韌帶，共14種材料。模型總共含124528個單元、49235個節(jié)點(diǎn)。定義好模型的約束和載荷條件后，在腰椎前屈、后伸、左右側(cè)屈及左右旋轉(zhuǎn)六種工況下，計算L4~L5節(jié)段角位移。結(jié)果表明正常腰椎有限元模型在不同工況下L4~L5節(jié)段角位移與Vadapalli等［10］、陳志明等［11］的有限元研究結(jié)果基本一致，見圖4。認(rèn)為本模型在一定條件下有效，可以應(yīng)用于臨床和試驗研究。圖4本實(shí)驗所用模型與正常模型的比較Fig.4Comparisonofdifferentmodels2.2L4~L5活動范圍單側(cè)椎弓根螺釘固定時E1組與T1組活動度均較正常模型C組明顯減小。當(dāng)E1組與T1組相比時，E1組各工況下的活動度小于T1組，尤以左側(cè)屈及右旋時明顯。這可能是由于在E1組中，減壓側(cè)保留的部分上關(guān)節(jié)突能夠與下關(guān)節(jié)突相關(guān)節(jié)，限制了腰椎的左側(cè)屈及右旋，使得穩(wěn)定性有所提高，另外在E1組中，螺釘?shù)耐鈨A更大，也有助于穩(wěn)定性的提高。當(dāng)E1組與T2組相比時，E1組活動度明顯高于T2組，這表明即使ELIF單邊固定較傳統(tǒng)TLIF單邊固定穩(wěn)定性明顯提高，但是仍無法達(dá)到經(jīng)典TLIF雙邊固定的穩(wěn)定性。在E1組基礎(chǔ)上輔以對側(cè)經(jīng)椎板關(guān)節(jié)突螺釘固定的E3組各工況下的活動度，較E1組的活動度明顯減小，并且在試驗載荷范圍內(nèi)與T2相比未見明顯差異，見表2。表2各模型在不同工況下L4~L5節(jié)段角位移Tab.2TheangulardisplacementofL4-L5indifferentloads(°)組別前屈后伸左屈右屈左旋右旋C組2.161.701.401.840.900.96E1組0.710.410.380.110.260.28T1組0.880.480.870.120.280.60E2組0.560.060.120.050.080.10T2組0.630.080.220.060.100.14E3組0.600.170.16T3組0.650.150.24L3~L4活動范圍4試驗組L3~L4節(jié)段的活動度與正常對照組相比無明顯差異，這表明無論采用椎弓根螺釘固定或椎弓根螺釘固定輔以對側(cè)經(jīng)椎板關(guān)節(jié)突螺釘固定，均不會對鄰近椎體間的活動造成明顯影響，見表3。表3各模型在不同工況下L3~L4節(jié)段角位移Tab.3TheangulardisplacementofL3-L4indifferentloads(°)組別前屈后伸左屈右屈左旋右旋C組2.240.891.451.380.760.75E1組2.240.911.441.330.740.75T1組2.250.821.451.360.690.73E2組2.230.881.411.380.740.75T2組2.231.431.381.321.041.02E3組31.331.020.89T3組01.351.060.92ELIF及TLIF有限元模型椎弓根螺釘連接棒及椎間融合器的應(yīng)力分析ELIF組及TLIF組連接棒上的最大應(yīng)力集中部位在釘帽結(jié)合處，而且近端應(yīng)力大于遠(yuǎn)端；單側(cè)椎弓根螺釘固定時各工況下的連接棒應(yīng)力大于雙側(cè)椎弓根螺釘固定，見圖5。比較E1組與T1組連接棒應(yīng)力時，E1組應(yīng)力小于T1組，尤以右側(cè)屈時明顯，見圖6。這是因為在ELIF組中所保留的下關(guān)節(jié)突能夠分擔(dān)連接棒上的部分應(yīng)力，所以，理論上看ELIF組斷棒的概率較TLIF組偏低。在單側(cè)椎弓根螺釘固定的基礎(chǔ)上輔以對側(cè)經(jīng)椎板關(guān)節(jié)突螺釘，連接棒的應(yīng)力較單側(cè)固定時減小。腰椎模型前屈后伸時，上位椎間盤纖維環(huán)的最大應(yīng)力出現(xiàn)在其前部；左側(cè)彎時，最大應(yīng)力出現(xiàn)在其左半部分；右側(cè)彎時，最大應(yīng)力出現(xiàn)在其右半部分；椎弓根螺釘固定組與完整組并無明顯差異。當(dāng)比較ELIF與TLIF的融合器所受的應(yīng)力時，兩組在各工況下無明顯差異，因融合器的作用在于前柱支撐，后柱結(jié)構(gòu)的保留對其應(yīng)力影響不大，見圖7。圖5單邊固定ELIF(A)及雙邊固定ELIF(B)之連接棒的應(yīng)力比較Fig.5Comparisonofloadshareinrodbetweenunilateral(A)andbilateralELIF(B)圖6單邊固定ELIF(A)與單邊固定TLIF(B)的連接棒的應(yīng)力比較Fig.6ComparisonofloadshareinrodbetweenunilateralELIF(A)andTLIF(B)圖7單邊固定ELIF(A)與單邊固定TLIF(B)的融合器的應(yīng)力比較Fig.7ComparisonofloadshareincagebetweenunilateralELIF(A)andTLIF(B)3討論腰椎退變性疾病主要表現(xiàn)為腰椎間盤突出癥、腰椎管狹窄癥，該病已成為腰腿痛的最常見原因［12-14］。研究［1］表明，腰椎融合術(shù)已成為保守治療無效的腰椎病的重要治療手段。腰椎融合術(shù)包括減壓、固定、融合三大內(nèi)容。減壓是解除患者癥狀的關(guān)鍵步驟；固定以提供術(shù)后的即刻穩(wěn)定性，便于早期活動，避免臥床并發(fā)癥；而融合則是長期效果的保障。腰椎管狹窄癥包含了中央椎管狹窄和側(cè)方椎管狹窄兩種類型，對于側(cè)方椎管狹窄，椎間隙高度降低、椎間盤突出特別是上關(guān)節(jié)突的相對內(nèi)聚、增生肥大是最主要的原因。相對于PLIF手術(shù)，TLIF手術(shù)對側(cè)方椎管的減壓具有更好的針對性，但是為了達(dá)到手術(shù)目的首先切除了與病變無關(guān)的下關(guān)節(jié)突。因為下關(guān)節(jié)突在大多數(shù)情形下不涉及椎管，不參與椎間孔區(qū)域結(jié)構(gòu)構(gòu)成，切除下關(guān)節(jié)突的惟一目的是為切除上關(guān)節(jié)突創(chuàng)造視野和空間條件，所以切除入路必經(jīng)的下關(guān)節(jié)突屬于無效創(chuàng)傷［15-16］，破壞了脊柱穩(wěn)定性。因此，常規(guī)TLIF手術(shù)均需要輔以后方雙側(cè)椎弓根螺釘固定，以提高術(shù)后即刻穩(wěn)定性。然而，雙側(cè)椎弓根螺釘固定使得手術(shù)時間及出血增加，神經(jīng)損傷風(fēng)險增加，手術(shù)費(fèi)用加大。近年來，TLIF單邊固定成為研究熱點(diǎn)［10,17-19］，但是在該技術(shù)中，Sluckv等［20］的生物力學(xué)研究表明，單側(cè)椎弓根螺釘?shù)墓潭◤?qiáng)度僅有雙側(cè)椎弓根螺釘固定時的一半；而且由于其固有的不對稱，使得抗旋轉(zhuǎn)力較差，容易出現(xiàn)應(yīng)力集中；另外，單側(cè)內(nèi)固定有造成側(cè)凸及內(nèi)固定失效的風(fēng)險［21］。在保證手術(shù)療效的基礎(chǔ)上，本著更加微創(chuàng)、更加穩(wěn)定的原則，本研究設(shè)計了ELIF手術(shù)，其手術(shù)理念即是在TLIF入路的基礎(chǔ)上繼續(xù)向外側(cè)延伸，將下關(guān)節(jié)突旋出視野，完全暴露上關(guān)節(jié)突，就可以在不切除下關(guān)節(jié)突的基礎(chǔ)上切除上關(guān)節(jié)突，對側(cè)方椎管進(jìn)行有效的減壓，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)椎間融合。ELIF手術(shù)較TLIF手術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于：最大程度保留了后方結(jié)構(gòu)、下關(guān)節(jié)突及其背側(cè)關(guān)節(jié)囊以及附著的韌帶、肌肉組織，對保證脊柱術(shù)后即刻穩(wěn)定性優(yōu)勢明顯。此外，ELIF的手術(shù)入路決定了術(shù)中植入椎間融合器的外卜傾角度較傳統(tǒng)入路加大（例如本模型的椎間融合器的植入角度為80°，能夠有效避免TLIF手術(shù)植入單側(cè)椎間融合器不對稱的問題［22］，提高穩(wěn)定性，防止沉降；同時由于手術(shù)入路偏外，椎弓根螺釘?shù)娜朦c(diǎn)可以較常規(guī)TLIF更加偏外，加大螺釘?shù)南Σ穬A角度，增加穩(wěn)定性。為明確以上穩(wěn)定性的增加能否使得ELIF手術(shù)單邊固定成為可能，本試驗構(gòu)建了不同內(nèi)固定條件下的有限元模型，并將經(jīng)典TLIF雙邊固定模型的穩(wěn)定性作為參照。該模型數(shù)據(jù)分析表明，ELIF單邊固定后，各工況下的穩(wěn)定性均優(yōu)于TLIF單邊固定，其中尤以左側(cè)屈及右旋時明顯；但明顯弱于TLIF雙邊固定模型。這點(diǎn)提示，ELIF單邊固定后即使其穩(wěn)定性較TLIF單邊固定有所提高，但仍無法達(dá)到雙側(cè)固定時的穩(wěn)定性。因此，不論TLIF與ELIF均存在單邊固定失穩(wěn)的可能。此時，當(dāng)在ELIF單邊固定的基礎(chǔ)上，輔以對側(cè)經(jīng)椎板關(guān)節(jié)突螺釘時，其活動度均較ELIF單邊固定時明顯減小，與經(jīng)典TLIF雙邊固定模型相比活動度無明顯差異。該結(jié)果提示ELIF單邊固定加用對側(cè)經(jīng)椎板關(guān)節(jié)突螺釘可以明顯提高穩(wěn)定性，而且其穩(wěn)定性與雙側(cè)椎弓根螺釘固定相當(dāng)，因此該技術(shù)滿足融合手術(shù)所需的穩(wěn)定性要求。近年來，為避免常規(guī)腰椎融合術(shù)(PLIF與TLIF)的創(chuàng)傷較大的弊端，融合方法的改進(jìn)頗多，如ALIF和XLIF分別采用前方入路和側(cè)方入路［23-24］，完全保留了后方結(jié)構(gòu)，具有明顯微創(chuàng)優(yōu)勢；但是該兩種手術(shù)目前只能對后方椎管及神經(jīng)根管進(jìn)行間接減壓，手術(shù)適應(yīng)證相對較窄。而ELIF較ALIF和XLIF，則可以進(jìn)行更有效的直接減壓操作，且手術(shù)范圍局限在脊柱外科醫(yī)生熟悉的后方入路，避免了經(jīng)前路手術(shù)及側(cè)路手術(shù)的并發(fā)癥，增加手術(shù)的安全性、可靠性。此外，ELIF單邊固定輔以對側(cè)經(jīng)椎板關(guān)節(jié)突螺釘，僅需單側(cè)切開皮膚，既能完成減壓，融合過程又可以固定對側(cè)關(guān)節(jié)突，提高術(shù)后即刻穩(wěn)定性，手術(shù)創(chuàng)傷更小，出血更少，美容效果更佳。因此，該手術(shù)能夠成為一種更加有效的微創(chuàng)腰椎融合術(shù)。然而，ELIF也有其一定的局限性：由于其暴露范圍小，術(shù)中切除的骨性結(jié)構(gòu)較少。減壓的范圍較傳統(tǒng)術(shù)式(TLIF和PLIF)相對較小。隨著手術(shù)技巧的提高，其減壓范圍可以達(dá)到椎管中線。另外，對于L5~S1側(cè)方椎管狹窄，由于髂骨的遮擋，使得手術(shù)操作難以完成。Park等［25］關(guān)于腰椎鄰近節(jié)段退變(adjacentsegmentdegeneration,ASD)的研究認(rèn)為，內(nèi)固定可能是ASD早期發(fā)展的危險因素。但本研究通過分析不同手術(shù)組L3~L4椎間盤的活動度和纖維環(huán)的最大應(yīng)力，發(fā)現(xiàn)各內(nèi)固定組并沒有增加L3~L4的活動度及椎間盤的應(yīng)力。Adams等［26］研究表明，退變的椎間盤，其應(yīng)力分布高度不規(guī)則，纖維環(huán)特別是后外側(cè)部位應(yīng)力明顯升高。退變椎間盤即使較小的活動度變化也可能導(dǎo)致明顯的應(yīng)力升高，加速其退變。然而，對于健康沒有退變的椎間盤，其分布應(yīng)力是基本均勻的，活動度的變化不會導(dǎo)致應(yīng)力的明顯升高，因此，本試驗未出現(xiàn)固定后L3~L4椎間盤應(yīng)力的增加。本研究存在的不足：（1）是對模型進(jìn)行部分簡化和材料特性的理想化，雖然這些簡化都是在合理的前提下進(jìn)行的，但是不可避免對模型的計算結(jié)果產(chǎn)生一定影響，所得的結(jié)果并不是精確的數(shù)值，而是代表一種趨勢。（2）未建立包括椎旁肌肉在內(nèi)的全腰椎模型，僅選取了其中2個腰椎的運(yùn)動節(jié)段，不能完全模擬ELIF與TLIF的軟組織環(huán)境。（3）受條件所限，研究僅停留在三維幾何模型分析，對尸體標(biāo)本的生物力學(xué)研究將在后期開展?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】【相關(guān)文獻(xiàn)】PHILLIPSFM,SLOSARPJ,YOUSSEFJA,etal.Lumbarspinefusionforchroniclowbackpainduetodegenerativediscdisease:asystematicreview[J].Spine,2013,38(7):E409.YANGM,ZENGC,GUOS,etal.Digitalizeddesignofextraforaminallumbarinterbodyfusion:acomputer-basedsimulationandcadavericstudy[J].PLoSOne,2014,9(8):e105646.李立鈞,韓應(yīng)超，潘杰，等.微創(chuàng)極夕M則經(jīng)椎間孔腰椎椎間融合術(shù)的數(shù)字化解剖研究[J].中華創(chuàng)傷骨科雜志,2013,15(1):50-54.楊明杰，嚴(yán)浩然,李立鈞，等.腰椎微創(chuàng)極夕M則經(jīng)椎間孔椎體間融合術(shù)的生物力學(xué)評價[J].中華外科雜志,2012,50(1):62-65.LUYM,HUTTONWC,GHARPURAYVM.Dobending,twisting,anddiurnalfluidchangesinthediscaffectthepropensitytoprolapse?Aviscoelasticfiniteelementmodel[J].Spine,1996,21(22):2570-2579.POLIKEITA,FERGUSONSJ,NOLTELP,etal.Factorsinfluencingstressesinthelumbarspineaftertheinsertionofintervertebralcages:finiteelementanalysis[J].EurSpineJ,2003,12(4):413-420.GOELVK,MONROEBT,GILBERTSONLG,etal.Interlaminarshearstressesandlaminaeseparationinadisc.FiniteelementanalysisoftheL3-L4motionsegmentsubjectedtoaxialcompressiveloads[J].Spine,1995,20(6):689-698.ROHLMANNA,ZANDERT,BERGMANNG.Effectsoffusion-bonestiffnessonthemechanicalbehaviorofthelumbarspineaftervertebralbodyreplacement[J].ClinBiomech,2006,21(3):221-227.SCHMIDTH,HEUERF,DRUMMJ,etal.Applicationofacalibrationmethodprovidesmorerealisticresultsforafiniteelementmodelofalumbarspinalsegment[J].ClinBiomech,2007,22(4):377-384.VADAPALLIS,SAIRYOK,GOELVK,etal.Biomechanicalrationaleforusingpolyetheretherketone(PEEK)spacersforlumbarinterbodyfusion-Afiniteelementstudy[J].Spine,2006,31(26):992-998.陳志明，馬華松，趙杰，等.腰椎單側(cè)椎弓根螺釘固定的三維有限元分析[J].中國脊柱脊髓雜志,2010,20(8):684-688.CHRISTOPHW,MERCEDESLR,MICHAELMH,etal.Histologicalanalysisofsurgicallumbarintervertebraldisctissueprovidesevidenceforanassociationbetweendiscdegenerationandincreasedbodymassindex[J].BMCResNotes,2011,4:497.CHOIYS.Pathophysiologyofdegenerativediscdisease[J].AsianSpineJ,2009,3(1)39-44.QUINTU,WILKEHJ.Gradingofdegenerativediskdiseaseandfunctionalimpairment:imagingversuspatho-anatomicalfindings[J].EurSpineJ,2008,17(12):1705-1713.KAIBARAT,KARAHALIOSDG,PORTERRW,etal.Biomechanicsofalumbarinterspinousanchorwithtransforaminallumbarinterbodyfixation[J].WorldNeurosurgery,2010,73(5):572-577.NTOUKASV,MULLERA.Minimallyinvasiveapproachversustraditionalopenapproachforonelevelposteriorlumbarint