全可视椎间孔镜治疗腰椎椎间隙感染:脊柱稳定性的有限元分析

张俊辉; 陈锦旭; 梁卓贤; 邓德礼; 刘俊

doi:10.12307/2026.684

摘要：背景:全可视椎间孔镜技术是治疗腰椎椎间隙感染的可靠方式,现阶段,对于椎间隙感染椎间孔镜治疗术后患者腰椎稳定性的生物力学研究还比较欠缺. 目的:分析全可视椎间孔镜治疗腰椎椎间隙感染术前术后腰椎稳定性的生物力学变化,明确此术式是否会对腰椎稳定性产生影响,术后是否需要二期坚强内固定稳定腰椎. 方法:选择1例行椎间隙感染全可视椎间孔镜手术并回访2年患者的术前CT图像,利用Mimics、Geomagic、SolidWorks、Ansys软件建立术前腰椎L4/5(椎间隙感染节段)有限元模型M1;在此基础上,仿照患者术后CT椎间盘处理、椎板关节突截骨情况,还原全可视椎间孔镜治疗椎间隙感染的术后模型M2,在两组模型的L4椎体上施加相同的测试应力,L5椎体固定支撑,分析6个方向(前屈、后伸、左旋转、有旋转、左侧弯、右侧弯)下关节的活动度及纤维环的Von Mises 应力极值. 结果与结论:①与M1模型相比,模型M2在前屈、后伸、左侧弯、右侧弯、左旋转、右旋转的整体关节活动度分别增加0.863°,0.326°,0.580°,0.476°,0.283°,0.054°,模型M1与模型M2活动度变化不大,整体活动度变化均小于2°,稳定性影响较小;②与M1模型相比,模型M2在前屈、后伸、左侧弯、右侧弯、左旋转、右旋转下的纤维环Von Mises应力极值分别增加0.290 9,0.407 6,0.933 6,0.195 5,0.349 7,0.061 5 MPa,模型M1与模型M2不同受力状态下的纤维环Von Mises 应力极值变化不明显,远远小于导致纤维环破坏的阈值(2 MPa);③提示全可视椎间孔镜治疗腰椎椎间隙感染患者术后责任节段稳定性变化不大,积极控制感染病灶后,或许不必强求二期行脊柱内固定确保脊柱稳定性.