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研究目的对于腰椎间盘突出症(lumbar disc herniation,LDH)等腰椎退行性疾病(lumbar degenerative diseases,LDD)的手术治疗,传统开放手术创伤较大,会导致硬膜外瘢痕、潜在医源性不稳定、术后邻近节段退变(adjacent segment degeneration,ASDeg)的发生或加剧。在开放手术中,术前邻近节段原有退变已被证实是术后ASDeg发生或加剧的危险因素。而以腰椎经皮椎间孔内镜下髓核摘除术(percutaneous transforaminal endoscopic discectomy,PTED)为代表的内窥镜技术已成为治疗LDH的常用手段,尽管PTED十分微创,关节突的精准成形也不会造成术后腰椎生物力学环境的广泛恶化,但是PTED对术后ASDeg发生或加剧的影响尚不明确。本团队前期证实“加味三痹汤”有降低椎间盘内炎性反应、减少髓核细胞凋亡、促进细胞外基质增殖等药理作用,可延缓早中期椎间盘退变(intervertebral disc degeneration,IDD)的进展。因此本文通过回顾性病例研究,探讨“加味三痹汤”对原有不同程度邻近节段退变患者PTED术后ASDeg发病风险的影响,并运用有限元分析采集详细的生物力学指标参数,评估PTED对腰椎术后生物力学总体环境的变化,进而为术后ASDeg发病的风险提供参考。研究方法(1)选取2017年01月至2020年01月江苏省中西医结合医院骨伤科行PTED手术治疗的L4/5节段LDH病例。进行回顾性分析,记录术前、术后1年的MRI检查并行Pfirrmann分级,记录、总结患者ODI、JOA、VAS评分,以及术后1个月及1年的随访。根据术后1年邻近节段(L5/S1)退变有无加剧的情况以及术后有无服用加味三痹汤,将病例分为无ASD组、无ASD+中药组、ASDeg组、ASDeg+中药组、ASDis组和ASDis+中药组共6组。观察PTED手术临床疗效,以及加味三痹汤对PTED术后ASD发生或加剧有无影响。(2)基于本研究团队前期已完成模型重建和建模有效性验证的L3-S1节段三维有限元模型。通过CT数据导入、密度划分、区域增长、逐层涂擦、导入3MATIC软件、光滑操作导出模型逆向重建部分,再通过零件导入、逐层剖分、平滑曲线拟合、模型切割进行正向建模及手术模型重建。最后通过对模型进行有限元前处理(包括材料属性设定、网格划分、边界条件设定)、应力加载与仿真计算、数据采集。在不同邻近节段椎间盘退变程度的腰椎模型中完成PTED手术仿真模拟,并在屈曲、后伸、左右侧屈、左右扭转六个工况下评估邻近节段椎间盘生物力学环境的变化,以评估术后ASD的风险。研究结果(1)回顾性病例研究共纳入292例患者,其中L5/S1术前Pfirrmann分级示1级108例,2级69例,3级115例;无ASD组109例,无ASD+中药组124例,ASDeg组27例,ASDeg+中药组15例,ASDis组12例,ASDis+中药组5例。①服用加味三痹汤患者共144例,术后20例出现ASD加剧(包括ASDeg和ASDis),术后未服用加味三痹汤患者共148例,术后39例出现ASD加剧(包括ASDeg和ASDis),说明服用加味三痹汤可减少术后ASD发病率,且差异有统计学意义。χ2=7.031,P=0.008。②术前Pfirrmann1级的患者术后有6例出现ASD加剧(包括ASDeg和ASDis),术前Pfirrmann2级的患者术后有12例出现ASD加剧(包括ASDeg和ASDis),术前Pfirrmann3级的患者术后有41例出现ASD加剧(包括ASDeg和ASDis),表明术前Pfirrmann不同分级术后ASD发病率不同,术前Pfirrmann分级等级越高,术后ASD发病率越高,且差异有统计学意义。χ2=31.734,P=0.000。③疗效评价:经重复测量设计的方差分析检验可知,同一组观察对象在不同的评定时间点之间的ODI评分差异存在统计学意义(F=6080.177,P=0.000);就观察全过程而言,不同分组间的ODI评分总体上差异存在统计学意义(F=5.245,P=0.000);不同分组及评定时间点对ODI评分的差异存在交互作用(F=5.338,P=0.000),共同导致了 ODI评分的差异产生;同一组观察对象在不同的评定时间点之间的JOA评分差异存在统计学意义(F=782.434,P=0.000);就观察全过程而言,不同分组间的JOA评分总体上差异存在统计学意义(F=5.083,P=0.000);不同分组及评定时间点对JOA评分的差异存在交互作用(F=8.345,P=0.000),共同导致了 JOA评分的差异产生;同一组观察对象在不同的评定时间点之间的VAS评分差异存在统计学意义(F=779.424,P=0.000);就观察全过程而言,不同分组间的VAS评分总体上差异存在统计学意义(F=12.186,P=0.000);不同分组及评定时间点对VAS评分的差异存在交互作用(F=10.176,P=0.000),共同导致了 VAS评分的差异产生;“术后ASDis”与“中药+术后ASDis组”的ODI均值曲线在“术后1月至术后1年”时间段内与其余四组明显不平行,存在反折并发生交叉,考虑该处为差异产生的主要原因。由此可知,6组病例术后1月、术后1年的ODI、JOA、VAS评分较术前均有改善,差异有统计学意义,说明PTED术后临床疗效较术前明显改善,无论有无服用加味三痹汤。术后术后1年的ODI、VAS评分较术前“术后ASDis”与“中药+术后ASDis组”与其余四组评分再次回升,术后术后1年的JOA评分较术前“术后ASDis”与“中药+术后ASDis组”与其余四组评分再次下降,且差异有统计学意义。说明ASDis尚未表现出症状,仅仅出现ASDeg的时候,ODI、JOA、VAS评分并无明显变化。而ASDis一旦出现相应临床症状,ODI、VAS评分显著性回升,JOA评分显著性下降,术后临床疗效较差。(2)在无邻近节段椎间盘退变的有限元模型中,PTED术后模型纤维环冯米塞斯应力和椎间盘内压在绝大多数受力工况下均仅出现轻度上升,在少部分工况下出现轻度下降,术前术后并无显著变化趋势。在原有退变邻近节段椎间盘模型中,PTED术前术后模型的间盘退变相关生物力学指标均出现显著恶化,导致潜在的ASD发病风险上升。研究结论(1)PTED手术治疗LDH临床疗效显著,无论有无服用加味三痹汤。(2)PTED术后的患者ASDeg发病隐匿,无明显临床症状。ASDis一旦出现相应临床症状,术后临床疗效较差。(3)临床回顾性研究表明术前邻近节段椎间盘Pfirrmann分级等级越高,术后ASD发病率越高,术前邻近节段原有退变是PTED术后ASD发病的重要危险因素。(4)加味三痹汤可降低PTED手术后ASD的发病率。(5)有限元分析表明PTED手术不会导致无退变邻近节段椎间盘的术后生物力学环境明显恶化,而邻近节段椎间盘原有的退变是术后ASD发病的重要危险因素。