腰椎椎间孔外椎体间融合术的三维有限元建模及分析

目的 采用三维有限元方法比较椎间孔外腰椎椎体间融合术(extraforaminal lumbar interbody fusion, ELIF)与传统经椎间孔腰椎椎体间融合术(transforaminal lumbar interbody fusion, TLIF)，在不同固定方式下的生物力学稳定性。方法 将健康成年男性志愿者腰椎CT片读入Simpleware 2.0，建立L3～L5的三维几何模型。利用Hypermesh，对模型进行有限元网格划分，建立完整L3～L5节段有限元模型。对完整模型进行不同处理，分为正常标本对照组（C组），单边固定ELIF（E1组），单边固定TLIF（T1组），双边固定ELIF（E2组），双边固定TLIF（T2组），单边固定ELIF+对侧经椎板关节突螺钉内固定（E3组），单边固定TLIF+对侧经 椎板关节突螺钉内固定（T3组）。利用Abaqus 6.10，对处理组模型施加相应的载荷及运动附加力，计算腰椎前屈、后伸、左右侧屈及左右旋转6种工况下的L4～L5节段角位移及其他生物力学指标。结果E1与T1组L4～L5活动度均较C组明显减小(P<0.01)。E1组各工况下的活动度小于T1组，尤以左侧屈及右旋时明显(P<0.05)；E1组在各工况下的活动度明显高于T2组(P<0.05)；E3组活动度明显低于E1组(P<0.05)。在400N的载荷下，E2组与T2组、E3组与T3组活动度差异均无统计学意义(P>0.05)。结论 ELIF联合使用对侧经椎板关节突螺钉固定后稳定性得以提高，与TLIF双侧椎弓根螺钉固定在限定载荷下相当，是一种安全有效，更加微创的腰椎椎体间融合术式。

Establishment of 3D-finite element model for analysis of biomechanical stability of extraforaminal or transforaminal lumbar interbody fusion