腰椎硬脊膜粘连对神经受压应力分布影响的有限元分析

摘要

目的通过有限元模拟阐述腰椎管内周围组织粘连对神经受压的生物力学影响,为神经粘连松解的重点区域选择提供参考。方法以L 4-5节段为例,利用有限元方法建立后纵韧带、黄韧带和硬脊膜的有限元模型。固定后纵韧带及黄韧带,改变接触面条件以模拟不同组织粘连,在各模型上模拟椎间盘突出对硬脊膜的压迫作用,分析不同组间硬膜表面应力分布和位移变化。结果以结构间的摩擦系数不同共生成了四组模型,包括不粘连组(A组)、后纵韧带粘连组(B组)、黄韧带粘连组(C组)和全粘连组(D组)。该模型结果中,硬脊膜的应力分布和最大主应变分别在A、B两组和C、D两组间呈现出不同的趋势,后两组显著高于前两组。当摩擦系数设置为0.05时,C组的硬脊膜应力峰值(0.487 MPa)和最大主应变(0.364 mm)最高,分别为A组的1.3倍和1.8倍;摩擦系数增大,模拟粘连的严重程度加大对神经受压的影响则越小,此时神经松解的潜在获益与风险比呈下降趋势。结论本研究提示,手术医生在行硬脊膜粘连松解术时,需重点松解黄韧带与硬脊膜的粘连,但严重粘连时不宜强行分离松解。