联合PETD和PEID在不同椎间盘退变程度下的腰椎段生物力学效应有限元研究

《Journal of Orthopaedic Surgery and Research》：Biomechanical effects of combined transforaminal and interlaminar endoscopic decompression for lumbar spinal stenosis across different degrees of disc degeneration: a finite element analysis

　　

摘要

背景

经皮内镜椎间孔减压术（PETD）和经皮内镜椎间板减压术（PEID）是治疗腰椎管狭窄症（LSS）的有效微创手术方式。然而，对于同一责任节段的椎管多区域狭窄，单一术式可能不足以完成减压。联合PETD和PEID可扩大减压范围，但其在不同程度椎间盘退变下的生物力学效应尚不明确。

方法

基于一名健康男性志愿者的腰椎CT数据，建立并验证了L1–S1的三维有限元模型（M0）。在正常、轻度、中度和重度椎间盘退变条件下，在L4–L5节段分别建立PETD（M1）、PEID（M2）及联合PETD和PEID（M3）模型。生物力学评价指标包括运动范围（ROM）、椎间盘内压力（IDP）和关节突关节应力（FJS）。以正常未手术的M0模型为基准计算百分比变化。

结果

在正常椎间盘条件下，所有手术模型的ROM、IDP和FJS均高于M0，其中M3数值最高。随椎间盘退变程度加重，ROM总体呈下降趋势，而IDP持续升高。在同一椎间盘退变分级下，各运动方向中M3的ROM、IDP和FJS均高于M1和M2。重度椎间盘退变下，M3的ROM较M0降低46.9%–61.2%，而IDP较M0升高70.2%至104.0%。FJS呈方向依赖性变化模式：随椎间盘退变进展，后伸时FJS降低，轴旋时升高，前屈和侧屈时呈波动变化。重度椎间盘退变下，M3在左旋时FJS增加87.1%，右旋时增加91.8%。在所有退变分级和运动方向中，M3的FJS均高于M1和M2。

结论

在相同椎间盘退变背景下，联合PETD和PEID相较于单一术式产生了更显著的节段生物力学改变。椎间盘退变与ROM降低、IDP升高以及FJS的运动依赖性变化相关，尤其在轴旋时表现明显。这些发现提示，椎间盘退变可能影响内镜减压术后的节段生物力学。在评估联合PETD和PEID减压术时，应考虑术前椎间盘退变程度和预计的结构切除范围。

背景

经皮内镜椎间孔减压术（PETD）和经皮内镜椎间板减压术（PEID）是治疗腰椎管狭窄症（LSS）的有效微创手术方式。然而，对于同一责任节段的椎管多区域狭窄，单一术式可能不足以完成减压。联合PETD和PEID可扩大减压范围，但其在不同程度椎间盘退变下的生物力学效应尚不明确。

方法

基于一名健康男性志愿者的腰椎CT数据，建立并验证了L1–S1的三维有限元模型（M0）。在正常、轻度、中度和重度椎磁盘退变条件下，在L4–L5节段分别建立PETD（M1）、PEID（M2）及联合PETD和PEID（M3）模型。生物力学评价指标包括运动范围（ROM）、椎间盘内压力（IDP）和关节突关节应力（FJS）。以正常未手术的M0模型为基准计算百分比变化。

结果

在正常椎间盘条件下，所有手术模型的ROM、IDP和FJS均高于M0，其中M3数值最高。随椎间盘退变程度加重，ROM总体呈下降趋势，而IDP持续升高。在同一椎间盘退变分级下，各运动方向中M3的ROM、IDP和FJS均高于M1和M2。重度椎间盘退变下，M3的ROM较M0降低46.9%–61.2%，而IDP较M0升高70.2%至104.0%。FJS呈方向依赖性变化模式：随椎间盘退变进展，后伸时FJS降低，轴旋时升高，前屈和侧屈时呈波动变化。重度椎间盘退变下，M3在左旋时FJS增加87.1%，右旋时增加91.8%。在所有退变分级和运动方向中，M3的FJS均高于M1和M2。

结论

在相同椎间盘退变背景下，联合PETD和PEID相较于单一术式产生了更显著的节段生物力学改变。椎间盘退变与ROM降低、IDP升高以及FJS的运动依赖性变化相关，尤其在轴旋时表现明显。这些发现提示，椎间盘退变可能影响内镜减压术后的节段生物力学。在评估联合PETD和PEID减压术时，应考虑术前椎间盘退变程度和预计的结构切除范围。