在腰椎融合内固定手术中由椎弓根螺钉置入导致的上关节突关节破坏虽不常见，但这种现象是否会对邻近节段（特别是上位邻近节段）的稳定性产生影响目前仍不清楚。为此，韩国学者Kim等进行了一项有限元分析(finite element analysis，FEA)研究，探讨了椎弓根螺钉置入的位置与角度对上方邻近节段的生物力学效应，该研究结果最近发表在Spine杂志上。
在该研究中，作者基于L4-5腰椎融合手术中椎弓根螺钉在L4椎体上的位置，模拟出4个L4-5融合模型，包括代表椎弓根螺钉植入导致的双侧L3/4关节突关节破坏状态的FV模型、代表椎弓根螺钉对双侧L3/上关节突关节均无侵犯（non-encroachment）状态的FP模型、代表FV模型去除椎弓根螺钉状态的rFV 模型以及FC模型，其代表状态为椎弓根螺钉并没有侵犯任何一个关节突关节但置入位置却接近L3-4关节突关节表面。此外，还建立一个代表L4-5非内固定融合状态的UF模型。分析每一种状态下，腰椎伸展和扭转时L2-3 与L3-4节段椎间盘内的压力（intradiscal pressures）与关节突之间的接触应力（facet contact forces）。
结果发现，腰椎伸展和扭转时，FV模型L3-4节段盘内压力与关节突之间的接触应力增加最明显，其次是FC模型、再次是FP模型。此外，rFV模型的L3-4节段的盘内压力与关节突之间的接触应力较FV模型显著减少。
该研究结果表明，在单节段腰椎融合手术中，椎弓根螺钉置入的位置与相应的椎间盘压力和关节突之间的接触应力均密切相关。在融合完成后取出椎弓根螺钉，可以减少腰椎伸展和扭转时的椎间盘压力和关节突之间的接触应力，甚至对于关节突破坏的患者也同样有效。
图1.该研究中的完整模型与5种FE融合模型
图2. 该研究中的完整模型与先前研究报道中模型的比较
图 3. 椎间盘压力和关节突之间的接触应力百分百变化值的比较
图 4.五个模型中 L2-3 与 L3-4节段关节突之间的接触应力
图5.五个模型中 L2-3 与 L3-4节段椎间盘压力
表1. FE模型中的资料特征
