李寶強，于澤，徐志浩，董樂樂

（1.內蒙古科技大學包頭醫(yī)學院 研究生院，內蒙古 包頭 014040；2.內蒙古科技大學包頭醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院 骨科，內蒙古 包頭 014010）

頸椎前路椎間盤切除減壓植骨融合術（anterior cervical discectomy and fusion,ACDF）是頸椎神經(jīng)根或脊髓減壓的常用手術，至今被認為是保守治療方案無效后用以治療退變性頸椎間盤疾病的“金標準”［1-2］。隨著脊柱融合術的年輕化及其手術率的增多，人們對于融合術附近脊柱運動節(jié)段的長期穩(wěn)定性愈來愈重視，其中最常見的并發(fā)癥之一便是相鄰節(jié)段病變（adjacent segment pathology,ASP）。

為了解決臨床上越來越突出的頸椎ASP 問題，人們開始進一步評估頸椎ASP 的各種風險因素。其中對于單節(jié)段的ACDF，是否需要聯(lián)合鋼板內固定一直是臨床上較為爭議的話題。許多研究人員發(fā)現(xiàn)頸椎前路鋼板對ASP 存在影響。JI 和AHN等［3-4］分別在其研究中指出ACDF 中的前路鋼板系統(tǒng)可能會增加相鄰節(jié)段活動，減少相鄰節(jié)段的椎間盤高度，從而更易導致相鄰節(jié)段疾病的發(fā)生。CHEUNG 和ZHOU 等［5-6］通過研究也指出單獨使用融合器能減少術后吞咽困難，并且降低ASP 的風險。另有一些學者使用新型自鎖式獨立融合器，發(fā)現(xiàn)不使用鋼板內固定能夠降低不連續(xù)雙節(jié)段手術后ASP 的發(fā)生率［7］。

本研究借助有限元分析方法，構建C3-C7 的有限元模型，比較ACDF 聯(lián)合鋼板與否對相鄰節(jié)段活動度及應力的差異，從而分析ACDF 中鋼板的使用與ASP 進展的關系，現(xiàn)報道如下。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

將一位年齡18 歲的健康女性作為研究對象，既往無頸椎疾病史，影像學排除頸椎畸形、骨折、腫瘤、感染以及退行性疾病。

1.2 正常C3-C7 有限元模型的構建及有效性驗證

1.2.1 正常C3-C7 三維模型的建立 將實驗對象的醫(yī)學數(shù)字成像和通信（DICOM）數(shù)據(jù)導入Mimics Research 21.0，生成C3-C7 椎體三角面片的三維結構，將C3-C7 椎體分別導出為STL 格式。將STL 數(shù)據(jù)導入Geomagic Wrap 2017中，對每節(jié)椎體擬合非均勻有理B 樣條（NURBS）曲面，導出為STEP 格式。將所有椎體整體向內偏移0.5 mm［8］，偏移后的結構即是對應的松質骨，同樣擬合為曲線NURBS 曲面，導出為STEP 格式。

將C3-C7 的STEP 格式文件導入SpaceClaim，完整復制所有下頸椎的皮質骨表面，并刪除原有完整椎體，保留松質骨模型。將皮質骨的表面設定0.5 mm 厚度，以殼單元來模擬椎體皮質骨。在上下椎體之間構建椎間盤模型，劃分0.6 mm 軟骨終板［9］，接著使用Spline、Pull、Move 和Combine等操作劃分纖維環(huán)和髓核，髓核位于椎間盤后部，將髓核與椎間盤的體積比控制在50%～60% 之間［10］。將上下關節(jié)突關節(jié)面等距0.5 mm 構建上下關節(jié)軟骨的實體模型，該3D 模型與關節(jié)突解剖面相貼合［11］。使用桿單元模擬頸椎的前縱韌帶、后縱韌帶、黃韌帶、棘間韌帶和關節(jié)囊韌帶，按照韌帶的各自附著點將其連接于相應位置，隨后為每種韌帶單元賦予相應的截面屬性（見表1）。頸部的橫突間韌帶由少量不規(guī)則纖維組成，且大部分被橫突間肌所取代，故本研究未單獨構建橫突間韌帶；棘上韌帶是連接第7 頸椎至第3 腰椎或第4 腰椎之間棘突頂端的堅韌纖維索，故本研究中未單獨劃分棘上韌帶，而統(tǒng)一用棘間韌帶指代頸椎棘突間的韌帶連接［12］。最終建成的C3-C7 三維實體模型（以下簡稱“無損模型”）如圖1。

圖1 C3-C7 三維實體模型

1.2.2 材料參數(shù)的賦予 將構建完整的C3-C7 三維模型導入Ansys Workbench 2021 R1 進行靜力學結構分析，分別為皮質骨、松質骨、纖維環(huán)、髓核、軟骨終板、關節(jié)軟骨和韌帶賦予相應的彈性模量和泊松比，以明確他們的材料屬性［9,13-14］（見表1）。

表1 頸椎結構及內植物的材料屬性

1.2.3 接觸關系的設定 將關節(jié)突關節(jié)的上下軟骨接觸關系設定為摩擦接觸，摩擦系數(shù)為0.1［15］。皮質骨、松質骨、椎間盤、軟骨、韌帶等相互接觸關系設定為綁定。

1.2.4 有限元網(wǎng)格劃分 在本研究的有限元模型中，將終板、纖維環(huán)、髓核以及皮質骨劃分為六面體為主的網(wǎng)格，松質骨則劃分為四面體網(wǎng)格。劃分單元總數(shù)為319 111，節(jié)點總數(shù)為976 257。

1.2.5 邊界條件的約束、載荷條件的施加以及有效性驗證 首先約束C7 椎體下表面6 個自由度作為邊界條件，然后在C3 椎體上表面施加1 N·m 的力矩。測量C3-C7 各節(jié)段在前屈、后伸、左側彎、右側彎、左扭轉、右扭轉共六個方向上的活動度，并記錄各節(jié)段纖維環(huán)與髓核的最大von Mises 應力。將下頸椎各節(jié)段活動度與經(jīng)典體外生物力學實驗的結果作對比，以驗證模型有效性；將本模型所得的椎間盤最大von Mises 應力與既往文獻中有限元研究的數(shù)據(jù)進行對比，再次驗證該模型有效性。

1.3 構建ACDF 術式模型

1.3.1 內植物的三維建模 以山東威高集團的頸前路鋼板系統(tǒng)為原型，在SpaceClaim 中頸前路鋼板、螺釘、融合器的近似三維模型見圖2、圖3。

圖2 鋼板螺釘尺寸示意圖

圖3 融合器尺寸示意圖

1.3.2 以C4/5 為融合節(jié)段建立ACDF 模型①C4/5 椎間盤切除減壓植骨融合模型的建立。在SpaceClaim 模塊下，以經(jīng)過有效性驗證的正常無損模型為基礎，將C4/5 椎間盤完整摘除，包括上下軟骨終板，纖維環(huán)及髓核，并去除C4/5 節(jié)段的前縱韌帶和后縱韌帶。然后將融合器植入C4/5 椎間隙，并在融合器內部及兩側模擬植骨，進而構建出C4/5 椎間盤切除減壓植骨融合的模型（以下簡稱“C4/5 單純融合模型”）（見圖4 左），為融合器和植骨塊分別賦予材料參數(shù)（見表1）；同時，為模擬遠期植骨融合的效果，將皮質骨、融合器和植骨塊的接觸關系設定為綁定接觸。②C4/5 椎間盤切除減壓植骨融合聯(lián)合鋼板內固定模型的建立。以單純融合模型為基礎，在C4/5 節(jié)段前方安裝鋼板，并將螺釘分別打入C4 和C5 椎體，去除椎體與螺釘?shù)母缮娌糠郑源藰嫿ǔ鯟4/5 椎間盤切除減壓植骨融合聯(lián)合鋼板內固定的模型（以下簡稱“C4/5 聯(lián)合鋼板模型”）（見圖4 右）。接著為鋼板和螺釘賦予相應的材料屬性（見表1）。將鋼板與螺釘、螺釘與皮質骨、螺釘和松質骨之間的接觸關系設定為綁定接觸。

圖4 以C4/5 為融合節(jié)段構建的ACDF 模型

1.3.3 以C5/6 為融合節(jié)段建立ACDF 模型①C5/6 椎間盤切除減壓植骨融合模型的建立。將無損模型導入SpaceClaim，摘除C5/6 椎間盤，包括上下軟骨終板，纖維環(huán)及髓核，并去除C5/6 節(jié)段的前縱韌帶和后縱韌帶。將融合器植入C5/6 椎間隙，并在融合器內部及兩側模擬植骨，進而構建出C5/6 椎間盤切除減壓植骨融合的模型（以下簡稱“C5/6 單純融合模型”）（見圖5 左），為融合器和植骨塊分別賦予材料參數(shù)（見表1）；同時，為模擬遠期植骨融合的效果，將皮質骨、融合器和植骨塊的接觸關系設定為綁定接觸。②C5/6 椎間盤切除減壓植骨融合聯(lián)合鋼板內固定模型的建立。以單純融合模型為基礎，在C5/6 節(jié)段前方安裝鋼板，并將螺釘分別打入C5 和C6 椎體，去除椎體與螺釘?shù)母缮娌糠郑瑯嫿–5/6 椎間盤切除減壓植骨融合聯(lián)合鋼板內固定的模型（以下簡稱“C5/6 聯(lián)合鋼板模型”）（見圖5 右）。為鋼板和螺釘賦予相應的材料屬性（見表1）。將鋼板與螺釘、螺釘與皮質骨、螺釘與松質骨之間的接觸關系設定為綁定接觸。

圖5 以C5/6 為融合節(jié)段構建的ACDF 模型

1.4 無損模型及ACDF 手術模型的邊界約束和載荷施加

以上述構建的正常無損模型、C4/5 單純融合模型、C4/5 聯(lián)合鋼板模型、C5/6 單純融合模型以及C5/6 聯(lián)合鋼板模型作為研究對象，約束C7 椎體的下表面，于C3 椎體的上表面施加73.6 N 的軸向力以模擬頭重，并施加1 N·m 的力矩，使模型完成各方向活動。

1.5 有限元計算和指標分析

以有限元模型中的相鄰兩節(jié)椎體及椎間盤作為脊柱最小的運動節(jié)段，經(jīng)過有限元運算后，分析活動度和應力指標。

1.5.1 分析活動度指標 測量并記錄無損模型、單純融合模型與聯(lián)合鋼板模型共5 個模型的各節(jié)段在屈伸、側彎和扭轉六個方向活動度。計算所有手術模型的活動度變化率（rate of change in range of motion,RROM），具體包括以下指標：

單純融合模型活動度的變化率（rate of change in range of motion of the simple fusion model,RROMSFM），計算公式為RROM-SFM=（單純融合模型活動度-無損模型活動度）×100/無損模型活動度。

聯(lián)合鋼板模型活動度的變化率（rate of change in rang of motion of the combined plate model,RROMCPM），計算公式為RROM-CPM=（聯(lián)合鋼板模型活動度-單純融合模型活動度）×100/單純融合模型活動度。

根據(jù)以上指標，分析相鄰節(jié)段活動度變化情況，比較上下級水平的活動度差異。

1.5.2 分析最大von Mises 應力指標 計算所有手術模型的最大von Mises 應力變化率（rate of change in maximum von Mises stress,RMVMS），具體包括以下指標：

單純融合模型應力的變化率（rate of change in maximum von Mises stress of the simple fusion model,RMVMS-SFM），計算公式為RMVMS-SFM=（單純融合模型應力-無損模型應力）×100/無損模型應力。

聯(lián)合鋼板模型應力的變化率（rate of change in maximum von Mises stress of the combined plate model,RMVMS-CPM），計算公式為RMVMS-CPM=（聯(lián)合鋼板模型應力-單純融合模型應力）×100/單純融合模型應力。

根據(jù)以上指標，分析相鄰節(jié)段應力變化，比較上下級水平的應力差異。

2 結果

2.1 模型有效性驗證

本研究選取了一些較為經(jīng)典的體外頸椎標本的生物力學實驗，通過數(shù)據(jù)對比，證明本研究中頸椎有限元模型的活動度與體外標本數(shù)據(jù)具有良好的一致性［16-18］（見圖6）。此外，本研究回顧了既往關于頸椎有限元模型的文章，對其中無損模型的椎間盤最大應力值作了匯總（見表2），發(fā)現(xiàn)其最大應力值從0.2～10 MPa 不等，而本研究中的纖維環(huán)的最大應力值多位于2～5 MPa內，髓核應力則集中在0.2～0.5 MPa內，故本研究的有限元模型應力值與文獻數(shù)據(jù)，差異無統(tǒng)計學意義［9,13,19-25］。

圖6 C3-C7 有限元模型活動度的有效性驗證

表2 既往文獻中無損模型椎間盤的最大von Mises 應力

2.2 以C4/5 為融合節(jié)段的ACDF 模型活動度與應力

2.2.1 C4/5 相鄰節(jié)段的活動度 無損模型、C4/5單純融合模型與C4/5 聯(lián)合鋼板模型在屈伸、側彎和扭轉方向的活動度見圖7，其變化率（RROMSFM、RROM-CPM）見圖8、圖9。

圖7 無損模型、C4/5 單純融合模型和C4/5 聯(lián)合鋼板模型的C3-C7 各節(jié)段的活動度

圖8 相比于無損模型，C4/5 單純融合模型的各節(jié)段活動度變化率

圖9 相比于C4/5 單純融合模型，C4/5 聯(lián)合鋼板模型的各節(jié)段活動度變化率

2.2.2 C4/5 相鄰節(jié)段的纖維環(huán)與髓核應力 無損模型、單純融合模型與聯(lián)合鋼板模型的相鄰節(jié)段纖維環(huán)與髓核在各方向上的最大von Mises 應力云圖，見圖10、圖11。三種模型的變化率（RMVMS-SFM、RMVMS-CPM）見圖12～15。

圖10 無損模型、C4/5 單純融合模型和C4/5 聯(lián)合鋼板模型相鄰節(jié)段纖維環(huán)在各方向上的應力云圖

圖11 無損模型、C4/5 單純融合模型和C4/5 聯(lián)合鋼板模型相鄰節(jié)段髓核在各方向上的應力云圖

圖12 相比于無損模型，C4/5 單純融合模型的各節(jié)段纖維環(huán)最大von Mises 應力變化率

2.3 以C5/6 為融合節(jié)段的ACDF 模型活動度與應力

2.3.1 C5/6 相鄰節(jié)段的活動度 無損模型、C5/6單純融合模型與C5/6 聯(lián)合鋼板模型在屈伸、側彎和扭轉方向的活動度見圖16，其變化率（RROMSFM、RROM-CPM）見圖17、圖18。

圖16 無損模型、C5/6 單純融合模型和C5/6 聯(lián)合鋼板模型的C3-C7 各節(jié)段的活動度

圖17 相比于無損模型，C5/6 單純融合模型的各節(jié)段活動度變化率

圖18 相比于C5/6 單純融合模型，C5/6 聯(lián)合鋼板模型的各節(jié)段活動度變化率

2.3.2 C5/6 相鄰節(jié)段的纖維環(huán)與髓核應力 無損模型、單純融合模型與聯(lián)合鋼板模型的相鄰節(jié)段纖維環(huán)與髓核在各方向上的最大von Mises 應力云圖見圖19、圖20。三種模型的變化率（RMVMSSFM、RMVMS-CPM）見圖21～24。

圖19 無損模型、C5/6 單純融合模型和C5/6 聯(lián)合鋼板模型相鄰節(jié)段纖維環(huán)在各方向上的應力云圖

圖20 無損模型、C5/6 單純融合模型和C5/6 聯(lián)合鋼板模型相鄰節(jié)段髓核在各方向上的應力云圖

圖21 相比于無損模型，C5/6 單純融合模型的各節(jié)段纖維環(huán)最大von Mises 應力變化率

圖13 相比于無損模型，C4/5 單純融合模型的各節(jié)段髓核最大von Mises 應力變化率

圖14 相比于C4/5 單純融合模型，C4/5 聯(lián)合鋼板模型的各節(jié)段纖維環(huán)最大von Mises 應力變化率

圖15 相比于C4/5 單純融合模型，C4/5 聯(lián)合鋼板模型的各節(jié)段髓核最大von Mises 應力變化率

圖22 相比于無損模型，C5/6 單純融合模型的各節(jié)段髓核最大von Mises 應力變化率

圖23 相比于C5/6 單純融合模型，C5/6 聯(lián)合鋼板模型的各節(jié)段纖維環(huán)最大von Mises 應力變化率

圖24 相比于C5/6 單純融合模型，C5/6 聯(lián)合鋼板模型的各節(jié)段髓核最大von Mises 應力變化率

3 討論

ACDF 的關鍵在于充分減壓和植骨融合，其中植骨融合有利于恢復椎間隙高度，維持頸椎的穩(wěn)定性。手術中使用的鋼板和融合器均為了提供早期的穩(wěn)定支持，增加頸椎融合成功率。但鋼板的使用不可避免地帶來了一些問題，包括術中增加軟組織剝離與出血量，延長手術時間；術后增加患者吞咽困難的發(fā)生率。在患者以后的恢復中，還會伴隨鋼板松動、螺釘拔出及斷裂的風險［26］。有些研究表明，鋼板會增加患者相鄰節(jié)段退變的幾率。除此之外，在患者的后續(xù)翻修手術中，前次手術鋼板螺釘?shù)氖褂脮斐深i部組織的粘連和疤痕增生，再加上需要拆除之前的內固定，這些無疑會增加再次手術的困難和危險。因此，近些年獨立融合器在ACDF 中的應用得到了較大發(fā)展，許多研究都指出在ACDF 中使用獨立椎間融合器能夠取得和傳統(tǒng)的融合器聯(lián)合鋼板一樣的臨床療效，并且獨立融合器能夠規(guī)避前述鋼板所帶來的的諸多問題［27-36］。這些單獨融合器的設計樣式也是各不相同，不僅包括新興的零切跡融合器與自鎖式融合器，還有PEEK 或鉭金屬材質的普通融合器，這些融合器在臨床上均有獨立使用的先例，并獲得了良好的療效。因此雖然目前獨立融合器在臨床的應用較少，但其單獨應用是具有相當可行性的。

關于頸前路融合手術加裝鋼板系統(tǒng)的優(yōu)劣，學界一直爭論不斷。部分研究認為加裝鋼板有助于節(jié)段性前凸的恢復，恢復椎間盤高度［37-38］。但在一場26 年的隨訪研究中，作者指出單純融合與聯(lián)合鋼板均能取得較好的臨床效果［39］。相反，鋼板的使用不僅會促進ASP 的進展，還會增加二次翻修手術的困難［40］。另外，減少鋼板的使用能夠降低吞咽困難的發(fā)生率［41］。

RAGAB 等［42］通過對頸椎融合術后相鄰節(jié)段應變的定量分析，指出在單節(jié)段融合術后，上級水平受影響最大，從而造成上級椎體間的活動度增大。CHANG 等［43］通過直接測量椎間盤壓力，指出ACDF 會導致融合部位上級水平的椎間盤壓力增加，但是在下級水平，椎間盤壓力的變化并不明顯。SHIN 等［44］通過對165 名接受ACDF 治療的患者進行超過2 年的隨訪，對其影像學表現(xiàn)及臨床效果進行評估，指出接受多級融合的病人表現(xiàn)出更多的整體活動度下降和相鄰上部節(jié)段代償性運動的增加［44］。本研究結果與這些體外生物力學實驗數(shù)據(jù)和臨床觀察結果是相符的。在本研究中，相比于無損模型，在C4/5 單純融合模型中，上級側彎活動度最高增幅為14.07%，下級最高5.23%，在C5/6 單純融合模型中，上級側彎活動度最高增幅為6.84%，下級最高2.68%。由此可以看出，上級活動度的增幅幾近于下級的3倍。這表明在頸椎融合術后，融合部位相鄰節(jié)段的活動度是增加的，而且上級節(jié)段的增幅要高于下級，這種增大意味著患者在一定程度上可以自行代償因手術而喪失的頸椎活動度。

相比于單純融合模型，聯(lián)合鋼板模型的相鄰節(jié)段的活動度與纖維環(huán)、髓核應力表現(xiàn)出較為一致的變化。在活動度方面，與C4/5 單純融合模型相比，C4/5 聯(lián)合鋼板模型上級節(jié)段活動度在各方向上均增長，其最大增幅為屈伸方向的5.44%；而下級節(jié)段C5/6 和C6/7 節(jié)段活動度在各方向上均降低，其最大降幅為17.29%。與C5/6 單純融合模型相比，C5/6 聯(lián)合鋼板模型上級節(jié)段C3/4、C4/5 活動度主要表現(xiàn)為增長，其最大增幅為4.64%；而下級節(jié)段C6/7 活動度主要表現(xiàn)為降低，其最大降幅為7.85%。這些結果表明，在C3/4 與C4/5 單節(jié)段融合術后，加裝鋼板內固定會導致融合部位上級水平活動度增大，而下級水平活動度降低。

在纖維環(huán)與髓核的應力方面，與C4/5 單純融合模型相比，C4/5 聯(lián)合鋼板模型上級節(jié)段C3/4 的纖維環(huán)與髓核應力在各方向上均呈增長趨勢，二者最大增幅皆為后伸方向的8.10%；而下級節(jié)段C5/6、C6/7 的纖維環(huán)與髓核應力表現(xiàn)為下降，其最大降幅為21.96%。與C5/6 單純融合模型相比，C5/6 聯(lián)合鋼板模型上級節(jié)段C3/4、C4/5 的纖維環(huán)與髓核應力主要表現(xiàn)為增長，其最大增幅為7.16%；而下級節(jié)段C6/7 的纖維環(huán)與髓核應力主要呈降低趨勢，二者最大降幅為12.52%。本實驗數(shù)據(jù)表明，在C3/4 與C4/5 單節(jié)段融合術后，加裝鋼板內固定會導致融合部位上級水平的纖維環(huán)與髓核應力增大，而下級水平的纖維環(huán)與髓核應力降低。

綜合考慮相鄰節(jié)段活動度與應力的變化，本研究發(fā)現(xiàn)，相比于單純減壓融合的術式，采用減壓融合聯(lián)合鋼板內固定后，融合部位上級水平各方向的活動度增加，最大增幅為5.44%，纖維環(huán)與髓核的最大von Mises 應力增加，最大增幅為8.10%；而融合部位下級水平各方向的活動度呈下降狀態(tài)，最大降幅為17.29%，纖維環(huán)與髓核的最大von Mises 應力減小，最大降幅為21.96%。因此，較單純融合術式而言，ACDF 中鋼板的使用可能會在一定程度上促進融合部位上級水平椎間盤的退變；而對于下級水平，鋼板可能在一定程度上能夠減緩由融合所帶來的退變影響。

雖然單純融合術式與聯(lián)合鋼板術式的遠期結果均為融合頸椎手術部位的上下椎體，但融合節(jié)段由融合器以及融合骨所組成，這兩者的性質完全不同于鋼板與螺釘，所以鋼板的使用很有可能會改變手術部位附近的應力傳導方式，因此不能簡單地將鋼板與融合節(jié)段看作一個整體而忽視鋼板可能導致的影響。另外有研究人員已經(jīng)在臨床上觀察到兩種術式對相鄰節(jié)段椎間盤的高度變化產(chǎn)生不同的影響，在術后兩年的隨訪中，他們發(fā)現(xiàn)較之于獨立融合器，聯(lián)合鋼板會導致患者相鄰節(jié)段椎間盤高度下降更為明顯，發(fā)生ASP 的風險更高，這進一步表明鋼板的使用的確可能對融合后的頸椎相鄰部位生物力學造成一些影響。本研究的結果表明即使是遠期融合以后，鋼板仍然對相鄰節(jié)段的活動度和應力產(chǎn)生不同的影響，而探明這些影響將會幫助脊柱外科醫(yī)生進一步理解頸椎ACDF 后相鄰節(jié)段的生物力學效應，并為其選擇術式提供一定參考。

根據(jù)本研究得出的單純融合模型與聯(lián)合鋼板模型的應力變化規(guī)律，脊柱外科醫(yī)生可以更加靈活的選擇術式，針對不同疾病程度的病人制定不同的手術方案。例如，對于頸椎單節(jié)段病變的患者，如果術前發(fā)現(xiàn)其病變節(jié)段上級水平有退變趨勢，可以考慮使用單純減壓植骨融合的術式，這樣可以避免ACDF 中鋼板增大融合部位上級水平的椎間盤應力；相反如果術前其病變節(jié)段下級水平有退變趨勢，可以優(yōu)先選擇減壓融合聯(lián)合鋼板內固定的術式，這樣加裝鋼板后下級水平椎間盤應力的相對降低可能會降低該部位ASP 的發(fā)生率。

與任何通過有限元手段來模擬真實結構的研究一樣，本研究的頸椎有限元模型也存在一些不足。第一，本研究的頸椎原型為正常頸椎結構，不包括頸椎相關退行性變化，因此模型代表性會有一定不足；第二，因為缺乏肌肉組織的相關參數(shù)，該模型未能構建頸椎相關肌肉，而且所有結構均采用材料特性不依賴于載荷方向的線性、各向同性材料來模擬，所以該模型與真實結構有一定出入；第三，本研究的結果是由有限元分析計算而來，后續(xù)仍然需要體外標本的生物力學實驗進行基礎驗證，并在臨床結果中得到有效證明。

綜上，與單純的頸椎間盤減壓融合相比，聯(lián)合鋼板會導致融合部位上級水平的活動度增加，椎間盤最大von Mises 應力上升，而下級水平活動度減小，椎間盤最大von Mises 應力下降。因此，較單純融合而言，ACDF 中鋼板的使用可能會在一定程度上促進融合部位上級水平椎間盤的退變；而對于下級水平，鋼板可能在一定程度上能夠減緩由融合造成的退變。