Caractéristiques IRM préopératoires et résultats pour la hernie discale lombaire traitée par discectomie lombaire endoscopique percutanée : une étude rétrospective

Résumé

Cette étude rétrospective menée auprès de 101 patients ayant subi une PELD a montré que les caractéristiques IRM préopératoires, en particulier les Modic II (défavorables) et un DHI > 25 % (protecteur), étaient étroitement associées au pronostic à un an. Ces résultats peuvent orienter les décisions chirurgicales et ne doivent pas être utilisés comme des facteurs prédictifs fixes. La décompression neurologique complète reste le facteur déterminant ultime du succès.

Résumé

La discectomie lombaire endoscopique percutanée (PELD) est largement utilisée pour le traitement de l'hernie discale lombaire (LDH), mais les résultats varient. Les caractéristiques préopératoires obtenues par imagerie par résonance magnétique (IRM) pourraient prédire le pronostic, mais des recherches systématiques sur leur corrélation avec l'efficacité chirurgicale font défaut. L'objectif de cette étude est d'analyser rétrospectivement la relation entre les caractéristiques morphologiques de l'IRM préopératoire et les résultats cliniques chez des patients traités par PELD pour une hernie discale lombaire, dans le but de fournir une référence pour l'évaluation préopératoire, la prédiction des résultats et l'optimisation de la stratégie chirurgicale. Dans cette étude rétrospective, 101 patients présentant une LDH uniségmentaire ayant subi une PELD (2022.1–2024.9) avec un suivi d'au moins un an ont été inclus. Les paramètres d'IRM préopératoires [grade de Pfirrmann, modifications de Modic, type/emplacement/migration de l'hernie, rapport d'occupation du canal, index de hauteur discale (DHI)] et les résultats cliniques [échelle visuelle analogique (VAS), indice de handicap d'Oswestry (ODI), critère modifié de MacNab] ont été analysés. Les patients ont été regroupés selon leurs scores MacNab à un an. Les caractéristiques d'IRM ont été comparées entre les groupes, et des analyses de corrélation de Pearson ainsi qu'une régression logistique multivariée ont été utilisées pour identifier les prédicteurs d'un bon pronostic. Sur les 101 patients, 76 (75,2 %) ont présenté des résultats favorables et 25 (24,8 %) des résultats défavorables au suivi à un an. Le groupe défavorable présentait des taux significativement plus élevés d'extrusion/séquestration discale, une surface d'hernie plus importante et des modifications de type II de Modic, mais une hauteur intervertébrale et une surface foraminale plus faibles (P < 0,05). Le rapport d'occupation du canal et la surface d'hernie étaient positivement corrélés aux scores VAS de douleur et à l'ODI, tandis que le DHI et la surface foraminale montraient des corrélations négatives. Les modifications de type II de Modic prédisaient indépendamment un pronostic défavorable, tandis qu'un DHI > 25 % constituait un facteur protecteur. Les caractéristiques d'IRM préopératoires sont étroitement associées aux résultats de la PELD, les modifications de type II de Modic et une diminution du DHI permettant d'identifier les patients à haut risque. Cette évaluation multidimensionnelle par IRM permet une stratification préopératoire du risque et guide la prise de décision chirurgicale individualisée, notamment en envisageant une foraminoplastie ou des approches alternatives en présence de signes d'imagerie défavorables. Toutefois, la décompression neurologique complète reste le déterminant ultime du succès.

Introduction

La hernie discale lombaire (HDL) est principalement caractérisée par une dégénérescence du disque, une rupture de l'anneau fibreux et une hernie du noyau pulpeux comprimant les racines nerveuses ou la queue de cheval. Cliniquement, cette affection se manifeste par des symptômes tels que la sciatique, des engourdissements et une faiblesse des membres inférieurs, ainsi qu'une claudication intermittente. Ces symptômes compromettent gravement la vie quotidienne et la capacité de travail des patients, imposant ainsi un fardeau économique considérable aux individus, aux familles et à la société^1,2. Bien que la chirurgie ouverte traditionnelle pour le traitement de l'HDL permette l'ablation directe du noyau pulpeux hernié, elle présente des inconvénients tels qu'un traumatisme important, des pertes sanguines significatives, une récupération postopératoire retardée et une perturbation de la stabilité spinale³. La discectomie lombaire endoscopique percutanée (DLEP) a évolué au cours des deux dernières décennies depuis que Yeung et Tsou⁴ ont décrit pour la première fois la discectomie endoscopique transforaminale (technique YESS) en 1997, et est désormais devenue une approche courante et peu invasive pour traiter l'HDL. La DLEP utilise un canal opératoire d'environ 6 à 7 mm de diamètre pour retirer le tissu discale hernié sous visualisation endoscopique directe, offrant des avantages notables tels qu'un traumatisme minimal et le maintien de la stabilité spinale^5,6. De nombreuses études cliniques ont confirmé que la DLEP permet d'obtenir des résultats excellents ou bons dans 84 % à 94 % des cas d'HDL, comparables à ceux de la chirurgie ouverte traditionnelle⁷. Toutefois, la pratique clinique montre que, même avec un respect strict des indications chirurgicales et des procédures standardisées réalisées par la même équipe chirurgicale, les résultats postopératoires après DLEP présentent une variabilité interindividuelle importante. Alors que certains patients connaissent un soulagement significatif de la douleur et une récupération fonctionnelle, environ 20 % à 30 % d'entre eux rapportent des douleurs résiduelles au niveau du bas du dos ou des jambes, des anomalies sensorielles, une récupération fonctionnelle sous-optimale, voire une récidive^8,9. Ce phénomène constitue un défi clinique majeur pour les chirurgiens de la colonne vertébrale. Récemment, le concept de définition d’« extrémités de la décompression » objectives et subjectives a été proposé comme stratégie essentielle pour réduire au minimum les échecs chirurgicaux et optimiser les résultats en chirurgie endoscopique lombaire transforaminale¹⁰.

L'imagerie par résonance magnétique (IRM) préopératoire est la modalité d'imagerie privilégiée pour l'évaluation de l'hernie discale lombaire (LDH), offrant une visualisation claire de la morphologie du disque, de l'étendue de l'hernie, de la compression nerveuse, ainsi que de la structure du canal rachidien et des foraminas neurocrâniens. Les paramètres morphologiques à l'IRM aident non seulement à confirmer le diagnostic et les indications chirurgicales, mais peuvent également présenter une valeur prédictive pour les résultats postopératoires. Le système de classification de Pfirrmann, basé sur l'intensité du signal en IRM pondérée en T2, la structure du disque, la hauteur du disque et la distinction entre le noyau pulpeux et l'anneau fibreux, classe la dégénérescence discale en cinq grades (1 à 5) et est largement utilisé dans l'évaluation clinique¹¹. Les modifications de Modic désignent des modifications du signal aux niveaux des plaques vertébrales terminales et de la moelle osseuse adjacente en IRM, classées en type I (œdémateux), type II (graisseux) et type III (scléreux), étroitement associées à la dégénérescence discale, aux douleurs lombaires et aux récidives postopératoires¹². Un nombre croissant d'études s'intéresse à l'association entre les caractéristiques morphologiques en IRM et les résultats cliniques après discectomie endoscopique percutanée (PELD). Toutefois, les recherches actuelles se concentrent principalement sur un ou quelques paramètres IRM isolés, sans évaluation systématique de plusieurs indicateurs morphologiques. De plus, les études sur la relation entre des paramètres quantitatifs—tels que le rapport d'occupation du canal rachidien, la surface foraminale et l'indice de hauteur discale (DHI)—et les résultats de la PELD restent insuffisantes¹³. En outre, les progrès récents en chirurgie rachidienne mini-invasive ont fait évoluer les techniques endoscopiques ou canalaires isolées vers des approches mini-invasives intelligentes intégrant la robotique, l'intelligence artificielle et le guidage par imagerie. L'intégration de systèmes assistés par robot a en outre permis de surmonter les difficultés liées à l'instrumentation dans des espaces chirurgicaux confinés, marquant ainsi une avancée majeure dans la technologie de la chirurgie rachidienne mini-invasive¹⁴.

Sur la base du contexte de recherche susmentionné et des lacunes actuelles dans les connaissances, cette étude observationnelle rétrospective monocentrique vise à recueillir systématiquement les données cliniques et les caractéristiques morphologiques en IRM préopératoire chez des patients subissant une PELD pour une hernie discale lombaire uniradiculaire. Un système d'évaluation morphologique multidimensionnel en IRM sera construit, et en lien avec les résultats cliniques à un an après l'intervention, les associations entre divers paramètres morphologiques en IRM et le pronostic de la PELD seront analysées en profondeur afin d'identifier les facteurs de risque indépendants et les facteurs protecteurs influant sur les résultats postopératoires défavorables. Les objectifs principaux de cette étude sont les suivants : déterminer l'efficacité clinique globale de la PELD dans le traitement de l'hernie discale lombaire uniradiculaire ainsi que la répartition des pronostics à un an ; comparer les différences des paramètres morphologiques en IRM préopératoire entre les patients ayant un pronostic favorable et ceux ayant un pronostic défavorable ; identifier, par analyse de régression logistique multivariée, les prédicteurs indépendants de résultats postopératoires favorables ; et établir un système d'évaluation préopératoire en IRM multidimensionnel intégrant à la fois des paramètres qualitatifs (sous-types de Modic, grade d'hernie) et quantitatifs (rapport d'occupation du canal, DHI, surface foraminale, surface d'hernie) afin de permettre une stratification plus précise des risques postopératoires et de guider la prise de décision chirurgicale individualisée.

Protocole

Cette étude a été menée en stricte conformité avec les principes de la Déclaration d'Helsinki¹⁵ et a été approuvée par le Comité d'éthique institutionnel du groupe médical North China Medical Health Group XingTai General Hospital (numéro d'approbation : ZCKT-2026-0018). Tous les patients ont été informés de l'objectif de l'étude, des protocoles de traitement et des risques potentiels, et ont donné leur consentement éclairé par écrit. Toutes les données de l'étude ont été rendues anonymes afin de garantir la confidentialité des patients.

Sujets de recherche
Cette étude observationnelle rétrospective monocentrique a inclus des patients atteints d'une hernie discale lombaire unilatérale ayant subi une discectomie endoscopique percutanée (PELD) au service d'orthopédie de notre hôpital entre janvier 2022 et septembre 2024. Parmi les 123 patients initialement sélectionnés, 101 ont finalement été inclus après application de critères d'inclusion et d'exclusion stricts, tous ayant bénéficié d'un suivi d'au moins un an. Selon les critères modifiés de MacNab à un an après l'intervention chirurgicale, les patients ont été répartis en un groupe favorable (n = 76) et un groupe défavorable (n = 25). Le processus détaillé est présenté dans Figure 1.

Figure 1 : Organigramme de la recherche. Organigramme de la sélection et du regroupement des patients. Parmi les 123 patients évalués, 101 patients présentant une hernie discale lombaire uniradiculaire et ayant subi une discectomie endoscopique percutanée (PELD) ont été inclus et répartis en deux groupes, favorable (n = 76) et défavorable (n = 25), selon les critères modifiés de MacNab à un an. Le cadre analytique comprenait les données cliniques générales, les paramètres d'IRM et les résultats cliniques (EVA, IOD, MacNab). Veuillez cliquer ici pour visualiser une version agrandie de cette figure.

Critères d'inclusion
Âge compris entre 18 et 75 ans ; diagnostic de hernie discale lombaire unilatérale au niveau L3/4, L4/5 ou L5/S1 établi selon les symptômes cliniques, l'examen physique et les résultats d'IRM ou de tomodensitométrie ; présence de symptômes et de signes nets de compression radiculaire, sans réponse à au moins 6 semaines de traitement conservateur systématique (repos au lit, médicaments, rééducation physique, etc.) ; chirurgie par discectomie endoscopique percutanée (PELD) réalisée ; durée de suivi postopératoire d'au moins 1 an avec données cliniques complètes.

Critères d'exclusion
DHLP multiségmentaire ou antécédent de chirurgie lombaire préalable ; spondylolisthésis lombaire, sténose spinale lombaire, tumeurs de la colonne vertébrale, infections de la colonne vertébrale ou fractures vertébrales concomitantes ; présence d'un syndrome de la queue de cheval nécessitant une chirurgie d'urgence ; qualité médiocre des images IRM préopératoires empêchant une mesure précise ; comorbidités médicales sévères (par exemple, insuffisance cardiaque, pulmonaire, hépatique ou rénale) rendant les patients inaptes à la chirurgie ; perte de vue en suivi ou données cliniques incomplètes.

Procédure chirurgicale
Toutes les interventions chirurgicales ont été réalisées par la même équipe expérimentée de chirurgiens de la colonne vertébrale. L'abord chirurgical (transforaminal, TF, ou interlaminar, IL) a été déterminé en fonction d'une évaluation complète de la morphologie de l'hernie et des contraintes anatomiques. Plus précisément, l'abord TF a été privilégié pour les hernies foraminales, extraforaminales ou centrales/para-centrales situées au-dessous du niveau du pédoncule. En revanche, l'abord IL a été choisi pour les fragments fortement migrés ou séquestrés, en particulier ceux qui migrent en direction céphalique par rapport au pédoncule de L5 ou chez les patients présentant une crête iliaque élevée, comme décrit précédemment par Choi et al.¹⁶. Cette stratégie différenciée de sélection a permis d'assurer un alignement optimal de la trajectoire chirurgicale avec la lésion ciblée.

Les interventions ont été réalisées sous anesthésie locale avec ou sans sédation intraveineuse, les patients étant placés en décubitus ventral. L'espace disque cible a été localisé à l'aide d'une fluoroscopie en C. Une aiguille de ponction a été avancée dans le canal rachidien par le triangle de Kambin ou par l'espace interlaminaire, suivie de l'insertion d'un fil-guide et d'une dilatation séquentielle afin d'établir un canal opératoire. Un endoscope opératoire (diamètre 6,9 mm, angle de vision de 30°) a été introduit, et le tissu du noyau pulposus hernié a été retiré sous visualisation directe afin d'obtenir une décompression de la racine nerveuse. Une annuloplastie et une hémostase ont été réalisées à l'aide d'une sonde à radiofréquence. Le canal opératoire a ensuite été retiré, et l'incision cutanée a été suturée.

Dans les cas présentant un DHI préopératoire ≤25 % ou un rétrécissement sévère du foramen en IRM, une foraminoplastie supplémentaire à l’aide d’un fraise ou d’un foret à grande vitesse a été réalisée selon le jugement du chirurgien responsable afin d’agrandir la zone de travail de Kambin et de faciliter le positionnement du canal. Toutefois, en raison du caractère rétrospectif de l’étude, la réalisation de cette foraminoplastie n’a été ni strictement standardisée ni systématiquement documentée dans les comptes rendus opératoires, ce qui exclut une analyse quantitative de son impact spécifique sur les résultats cliniques dans cette cohorte.

Indicateurs d'observation
Dans cette étude, T0, T1, T2 et T3 ont été définis respectivement comme le moment préopératoire, une semaine après l'opération, trois mois après l'opération et un an après l'opération.

Données cliniques générales
Les données des patients, y compris l'âge, le sexe, l'indice de masse corporelle (IMC), la durée de la maladie, les antécédents de tabagisme, les antécédents de diabète sucré, les antécédents d'hypertension artérielle, le niveau chirurgical et l'abord chirurgical, ont été recueillies.

Mesure des paramètres morphologiques par IRM
Tous les patients ont subi une IRM lombaire préopératoire, comprenant des séquences sagittales en T1WI, en T2WI et des séquences axiales en T2WI. Deux radiologues expérimentés ont mesuré indépendamment les paramètres de manière double-aveugle, les valeurs moyennes étant utilisées pour l'analyse. Grade de Pfirrmann : évalué sur les images sagittales en T2WI en fonction de l'intensité du signal du disque, de sa structure, de sa hauteur et de la distinction entre le noyau pulposus et l'anneau fibreux, noté de 1 à 5¹¹. Modifications de Modic : évaluées comme des modifications du signal au niveau des plateaux vertébraux et de la moelle osseuse adjacente, classées en aucune modification, type I (hypointense en T1WI, hyperintense en T2WI), type II (hyperintense en T1WI, iso- ou légèrement hyperintense en T2WI) ou type III (hypointense en T1WI et en T2WI)¹². Type de hernie : classé sur les images axiales en T2WI en bourrelet, protrusion, extrusion ou séquestration¹⁷. Localisation de la hernie : catégorisée comme centrale, paracentrale, foraminale ou latérale distale⁴. Importance de la migration : mesurée sur les images sagittales en T2WI comme la distance verticale entre la marge supérieure ou inférieure du fragment hernié et le niveau du disque, classée selon Lee et al.¹⁸ en absence de migration (grade 0), migration de bas grade (<50 % de la hauteur du disque, grades 1–2) ou migration de haut grade (≥50 % de la hauteur du disque, grades 3–4). Rapport d'occupation du canal rachidien : calculé sur les images axiales en T2WI au niveau de la hernie maximale selon la formule : (diamètre antéropostérieur de la hernie / diamètre antéropostérieur du canal rachidien) × 100 %^19,20. DHI : mesuré sur les images sagittales en T2WI selon la formule : [(hauteur antérieure du disque + hauteur postérieure du disque) / 2] / [(diamètre antéropostérieur du corps vertébral supérieur + diamètre antéropostérieur du corps vertébral inférieur) / 2] × 100 %²¹. Surface du foramen : délimitée manuellement et mesurée sur les images axiales en T2WI au niveau maximal du foramen à l'aide du logiciel ImageJ^22,23. Surface maximale de la hernie : mesurée comme la surface en coupe transversale du fragment hernié sur les images axiales en T2WI au niveau de la hernie maximale²⁴.

Évaluation du résultat clinique
Évaluation de la douleur : L'intensité de la douleur a été évaluée à l'aide de l'échelle visuelle analogique (EVA) pour la douleur lombaire (EVA-Dos) et la douleur sciatique (EVA-Jambe), avec des scores variant de 0 (aucune douleur) à 10 (douleur imaginable la plus intense)^25,26. Incapacité fonctionnelle : La fonction lombaire a été évaluée à l'aide de l'indice de handicap d'Oswestry (IHO)^27,28. Critères modifiés de MacNab : Évalués lors du suivi à 1 an, les résultats ont été classés comme excellents (résolution complète des symptômes, retour aux activités normales), bons (douleur occasionnelle, aucune interférence avec le travail ou la vie quotidienne), passables (amélioration des symptômes mais limitations d'activité) ou médiocres (absence d'amélioration ou aggravation des symptômes)^29,30. Les résultats « excellents » et « bons » ont été définis comme un pronostic favorable, tandis que les résultats « passables » et « médiocres » ont été définis comme un pronostic défavorable. Les critères modifiés de MacNab ont été choisis comme mesure principale du résultat car ils fournissent une évaluation globale centrée sur le patient du succès chirurgical, intégrant le soulagement de la douleur, le rétablissement fonctionnel et le retour aux activités quotidiennes — des domaines qui, pris ensemble, sont plus pertinents pour la prise de décision clinique que n'importe quelle échelle continue unique. De plus, la classification de MacNab a été largement utilisée et validée dans la littérature sur la discectomie endoscopique par voie postérieure (PELD)^29,30, permettant une comparaison directe avec les études antérieures.

Estimation de la taille de l'échantillon
L'estimation de la taille de l'échantillon a été réalisée à l'aide du logiciel G*Power³¹. En tant qu'étude observationnelle rétrospective, la taille de l'échantillon a été déterminée en fonction du nombre total de patients répondant aux critères d'inclusion et d'exclusion pendant la période d'étude, et son adéquation a été vérifiée par une analyse de puissance a posteriori. D'après des études antérieures pertinentes⁸, en supposant une incidence d'un pronostic défavorable après PELD d'environ 25 % et en utilisant l'extrusion/séquestration discale comme facteur d'exposition principal, un minimum de 89 participants était requis avec un seuil de significativité bilatéral α = 0,05 et une puissance (1-β) de 80 %. Au total, 101 patients ont été inclus dans cette étude, satisfaisant ainsi aux exigences statistiques.

Analyse statistique
Les analyses statistiques ont été réalisées à l'aide du logiciel SPSS. La normalité des variables continues a été évaluée par le test de Shapiro-Wilk. Les données normalement distribuées ont été exprimées en moyenne ± écart-type (ET) et comparées à l'aide de tests t pour échantillons indépendants et pour échantillons appariés. Les données non normalement distribuées ont été présentées sous forme de médiane (Q1, Q3) et analysées à l'aide du test de Mann-Whitney U. Les variables catégorielles ont été comparées par le test du chi-deux. Une corrélation de Pearson et une régression logistique multivariée ont été appliquées. Tous les tests étaient bilatéraux, et une valeur de P < 0,05 a été considérée comme statistiquement significative.

Pour l'analyse de régression logistique multivariée, la variable dépendante a été codée comme suit : pronostic favorable = 1 et pronostic défavorable = 0, ce qui a donné 76 événements positifs. Le nombre de covariables inclus dans le modèle final doit respecter le principe EPV³². Le facteur d'inflation de la variance (VIF) a été utilisé pour évaluer la multicolinéarité entre les paramètres IRM ; une valeur de VIF <5 est considérée comme acceptable.

Résultats

Informations générales concernant les patients
Au total, 101 patients ont été inclus dans cette étude. Comme indiqué dans le Tableau 1, les patients du groupe défavorable étaient significativement plus âgés (P < 0,05) et présentaient une durée de maladie plus longue (P < 0,05). Aucune différence statistiquement significative n’a été observée entre les deux groupes en ce qui concerne le sexe, l’IMC, l’historique de tabagisme, les comorbidités, le niveau chirurgical ou l’abord chirurgical (P > 0,05).

Variables	Groupe favorable (n = 76)	Groupe défavorable (n = 25)	t/χ²/Z	P
Âge (années)	45,2 ± 11,8	51,6 ± 12,9	2,322	0,022
Homme	42 (55,3)	16 (64,0)	0,587	0,444
IMC (kg/m2)	24,4 ± 3,0	25,4 ± 3,6	1,531	0,129
Durée de la maladie (mois)	9 (8, 13)	15 (12, 17)	4,174	<0,001
Antécédents de tabagisme	18 (23,7)	9 (36,0)	1,457	0,227
Antécédents de diabète	8 (10,5)	5 (20,0)	0,779	0,337
Antécédents d'hypertension	12 (15,8)	6 (24,0)	0,396	0,529
Segment opéré
L3/4	11 (14,5)	1 (4,0)
L4/5	40 (52,6)	16 (64,0)
L5/S1	25 (32,9)	8 (32,0)	2,18	0,336
Approche opératoire
Approche transforaminale	59 (77,6)	19 (76,0)
Approche interlaminée	17 (22,4)	6 (24,0)	0,029	0,866

Tableau 1 : Caractéristiques de base [moyenne±ET, n (%), M(Q1, Q3)]. Caractéristiques de base stratifiées selon le groupe pronostique. Les données sont exprimées en moyenne ± écart-type, n (%), ou médiane (Q1, Q3). Le groupe défavorable était significativement plus âgé (P = 0,022) et présentait une durée de maladie plus longue (P < 0,001). Aucune autre variable n'a montré de différence significative entre les groupes. IMC, indice de masse corporelle.

Comparaison des paramètres morphologiques de l'IRM préopératoire
Les paramètres morphologiques de l'IRM préopératoire de 101 patients sont présentés dans le Tableau 2. Des différences significatives (P < 0,05) existent entre les deux groupes concernant les proportions des modifications de Modic et des types d'hernie ; le DHI et la surface foraminale du groupe Favorable étaient significativement plus élevés que ceux du groupe Défavorable (P < 0,05), tandis que le rapport d'occupation du canal rachidien et la surface maximale d'hernie du groupe Favorable étaient significativement inférieurs à ceux du groupe Défavorable (P < 0,05) ; aucune différence statistiquement significative (P > 0,05) n'a été observée pour le stade de Pfirrmann, la localisation de l'hernie et les grades de migration. Ces résultats suggèrent que ces paramètres pourraient constituer des indicateurs prédictifs potentiels du pronostic postopératoire de la PELD.

	Groupe favorable (n = 76)	Groupe défavorable (n = 25)	t/χ²	P
Grade de Pfirrmann
I-II	28(36,8)	5(20,0)
III	32(42,1)	10(40,0)
IV-V	16(21,1)	10(40,0)	4,277	0,118
Modifications de Modic
Aucune	48(63,2)	8(32,0)
Type I	12(15,8)	3(12,0)
Type II	14(18,4)	13(52,0)
Type III	2(2,6)	1(4,0)	11,529	0,009
Type d'hernie
Bulbeuse	8(10,5)	1(4,0)
Protrusion	44(57,9)	7(28,0)
Extrusion	20(26,3)	12(48,0)
Séquestration	4(5,3)	5(20,0)	11,605	0,009
Localisation de l'hernie
Centrale	12(15,8)	2(8,0)
Paracentrale	48(63,2)	18(72,0)
Foraminale	12(15,8)	4(16,0)
Extraforaminale	4(5,3)	1(4,0)	1,11	0,775
Degré de migration
Absence de migration (Grade 0)	25(32,9)	6(24,0)
Migration de bas grade (Grade 1–2)	32(42,1)	10(40,0)
Migration de haut grade (Grade 3–4)	19(25,0)	9(36,0)	1,326	0,515
Taux d'occupation du canal rachidien (%)	35,6 ± 6,9	47,2 ± 8,4	6,892	<0,001
Taux d'occupation du canal rachidien > 40 %	30(39,5)	14(56,0)
DHI (%)	28,5 ± 5,2	24,5 ± 4,8	3,392	0,001
DHI > 25 %	58(76,3)	11(44,0)
Surface foraminale (cm²)	1,1 ± 0,3	0,8 ± 0,3	4,029	<0,001
Surface foraminale > 1 cm²	49(64,5)	13(52,0)
Surface maximale d'hernie (mm²)	59,8 ± 11,9	86,0 ± 15,7	8,764	<0,001
Surface maximale d'hernie > 75 mm²	21(27,6)	13(52,0)

Tableau 2 : Comparaison des paramètres morphologiques à l'IRM préopératoire [moyenne±ET, n (%)]. Paramètres à l'IRM préopératoire comparés entre les groupes. Les données sont exprimées en moyenne ± écart-type ou n (%). Des différences significatives ont été observées concernant les modifications de Modic, le type d'hernie, le degré de migration, le rapport d'occupation du canal, l'IDH, la surface foraminale et la surface d'hernie (tous les P < 0,05), mais non concernant le stade de Pfirrmann ou la localisation de l'hernie. IDH, indice de hauteur discale.

Modifications des indicateurs de résultat clinique
Tableau 3 présente les résultats cliniques des 101 patients évalués selon les critères modifiés de MacNab lors du suivi à 1 an. Les résultats ont montré des résultats excellents chez 51 patients (50,5 %) et de bons résultats chez 25 patients (24,8 %), soit un total de 76 patients (75,2 %) dans le groupe favorable. Des résultats médiocres ont été observés chez 16 patients (15,8 %) et un pronostic défavorable chez 9 patients (8,9 %), soit 25 patients (24,8 %) dans le groupe défavorable, ce qui indique une efficacité clinique globalement favorable.

Classement du résultat	Nombre de cas (n)	Pourcentage (%)	Définition du résultat clinique
Excellent	51	50,50 %	Groupe favorable
Bon	25	24,80 %	Groupe favorable
Moyen	16	15,80 %	Groupe défavorable
Médiocre	9	8,90 %	Groupe défavorable

Tableau 3 : Évaluation de l'efficacité clinique à un an après l'intervention chirurgicale selon les critères modifiés de MacNab. Résultats à un an après l'intervention selon les critères modifiés de MacNab. Les résultats classés comme Excellent/Correct constituaient le groupe Favorable (75,2 %), tandis que les résultats Médiocre/Mauvais constituaient le groupe Défavorable (24,8 %).

Tableau 4 illustre les changements dynamiques des résultats cliniques postopératoires. Préopératoirement, aucune différence statistiquement significative n’a été observée entre les deux groupes concernant les scores VAS de la douleur lombaire, les scores VAS de la douleur sciatique ou les scores ODI (P > 0,05). À tous les moments postopératoires, les scores des deux groupes ont montré une amélioration significative par rapport aux valeurs préopératoires (comparaisons intragroupes P < 0,001), indiquant l'efficacité globale de la PELD. Toutefois, les comparaisons intergroupes ont révélé que le groupe favorable présentait des scores VAS (lombaire et sciatique) et ODI significativement meilleurs à tous les moments postopératoires par rapport au groupe défavorable (P < 0,001). De plus, l'amélioration de l'ODI un an après l'intervention était significativement plus importante dans le groupe favorable que dans le groupe défavorable. Ces résultats démontrent que, bien que la chirurgie elle-même entraîne une amélioration significative, les patients stratifiés selon les caractéristiques morphologiques préopératoires à l'IRM présentent des différences persistantes dans leurs trajectoires de récupération clinique, confirmant ainsi la valeur prédictive des caractéristiques préopératoires à l'IRM pour les résultats à long terme.

	Temps	Groupe favorable (n = 76)	Groupe défavorable (n = 25)	P (intragroupe)	P (intergroupe)
VAS-Dos	T0	6(6, 7)	7(6, 7)	-	0,212
	T1	3(3, 4)	4(4, 5)	<0,001	<0,001
	T2	2(1, 2)	3(2, 4)	<0,001	<0,001
	T3	1(1, 1)	2(2, 3)	<0,001	<0,001
VAS-Jambe	T0	8(7, 9)	8(7, 8)	-	0,486
	T1	3(2, 3)	5(4, 5)	<0,001	<0,001
	T2	2(1, 2)	3(3, 4)	<0,001	<0,001
	T3	1(1, 1)	3(2, 3)	<0,001	<0,001
ODI (%)	T0	68,4 ± 9,6	70,2 ± 10,4	-	0,408
	T1	30,1 ± 7,4	42,4 ± 8,9	<0,001	<0,001
	T2	18,7 ± 5,5	29,5 ± 6,4	<0,001	<0,001
	T3	10,1 ± 4,0	21,8 ± 5,5	<0,001	<0,001
Score de variation de l'ODI	T3-T0	58,2 ± 10,9	48,5 ± 11,5	-	<0,001

Tableau 4 : Modifications des indicateurs de résultats cliniques avant et après la chirurgie [moyenne ± SD, M(Q1, Q3) Évolution longitudinale des scores EVA et IOD. Les données sont exprimées en médiane (Q1, Q3) ou en moyenne ± SD. Les deux groupes ont enregistré une amélioration significative après l'intervention (au sein du groupe) P < 0,001), mais le groupe Favorable a montré des scores systématiquement meilleurs à tous les moments (différence entre groupes P < 0,001). Les comparaisons au sein des groupes sont effectuées à l’aide du test de Wilcoxon, tandis que les comparaisons entre les groupes sont réalisées à l’aide de tests de Mann-Whitney U.

Analyse de corrélation entre les paramètres morphologiques de l'IRM et les résultats cliniques Tableau 5 présente l'analyse de corrélation de Pearson, qui a révélé que le ratio d'occupation du canal rachidien et la surface maximale de hernie étaient significativement corrélés positivement avec les scores postopératoires de l'échelle visuelle analogique (VAS) de la douleur lombaire, de la douleur sciatique et de l'indice de invalidité de Oswestry (ODI) (r : 0,375–0,538, P < 0,001). Cela indique qu'une plus grande gravité du rétrécissement du canal rachidien et un volume plus important de hernie sont associés à des symptômes résiduels plus marqués et à une récupération fonctionnelle moins bonne. En revanche, la hauteur discale intervertébrale (DHI) et la surface du foramen ont montré des corrélations négatives significatives avec toutes les mesures de résultats cliniques (r : -0,637 à -0,240, P < 0,05). Parmi celles-ci, la corrélation entre la surface du foramen intervertébral et le score ODI était proche de la significativité (P = 0,053). Ces résultats suggèrent qu'un maintien de la hauteur du disque intervertébral et un espace foraminale adéquat facilitent la décompression neurologique postopératoire et l'atténuation des symptômes. Ces observations de corrélation quantifient davantage l'intensité des associations entre les paramètres d'IRM et le pronostic. La DHI présente la corrélation la plus forte avec le VAS-dos (r = -0,637), soulignant sa valeur prédictive particulière pour la récupération fonctionnelle postopératoire et fournissant une base quantitative à l'évaluation préopératoire par imagerie.

	VAS-Dos		VAS-Jambe		IDM
Paramètres IRM	r	P	r	P	r	P
Ratio d'occupation du canal rachidien	0,501	<0,001	0,52	<0,001	0,404	<0,001
IDI	-0,637	<0,001	-0,608	<0,001	-0,323	0,001
Surface du foramen	-0,24	0,016	-0,298	0,002	-0,193	0,053
Surface maximale de hernie	0,475	<0,001	0,538	<0,001	0,375	<0,001

Tableau 5 : Analyse de corrélation de Pearson entre les paramètres morphologiques IRM et les indicateurs cliniques d'issue à 1 an après la chirurgie. Corrélations de Pearson entre les paramètres IRM et les résultats à un an. Le rapport d'occupation du canal et la surface de hernie étaient corrélés positivement avec les scores VAS/ODI (r = 0,457–0,653), tandis que le DHI et la surface foraminale étaient corrélés négativement (r = –0,627 à –0,311), tous P < 0,01.

Analyse de régression logistique multivariée
En utilisant les critères modifiés de MacNab à 1 an après la chirurgie comme variable dépendante (pronostic favorable = 1, pronostic défavorable = 0), les variables ayant une valeur P < 0,1 dans l'analyse univariée des paramètres morphologiques de l'IRM (modifications de Modic, type d'hernie, étendue de la migration, taux d'occupation du canal rachidien, DHI, surface foraminale et surface maximale d'hernie) ont été incluses dans l'analyse de régression logistique multivariée. En raison de la colinéarité entre le type d'hernie et la surface maximale d'hernie, et parce que la surface maximale d'hernie, en tant que variable continue, fournit davantage d'informations, cette dernière a été incluse dans le modèle au lieu du type d'hernie. Comme indiqué dans Tableau 6, après ajustement multivarié, la présence de modifications de type II de Modic (OR = 0,213, IC à 95 % : 0,062–0,728, P = 0,014) s'est révélée être un facteur de risque indépendant de pronostic défavorable, tandis qu'un DHI > 25 % (OR = 5,154, IC à 95 % : 1,622–16,376, P = 0,005) constituait un facteur protecteur indépendant en faveur d'un pronostic favorable. Le Tableau 6 montre que les facteurs d'inflation de la variance (VIF) de toutes les covariables sont inférieurs à 2, indiquant l'absence de problème de colinéarité significatif.

						IC à 95 % pour OR
	B	EE	Wald	P	OR	Inférieur	Supérieur	VIF
Modifications de Modic de type I	-0.542	0.853	0.404	0.525	0.581	0.109	3.095	1.082
Modifications de Modic de type II	-1.547	0.627	6.082	0.014	0.213	0.062	0.728
Modifications de Modic de type III	-0.802	1.452	0.305	0.581	0.449	0.026	7.72
Migrations de faible grade	-0.539	0.707	0.583	0.445	0.583	0.146	2.329	1.073
Migrations de haut grade	-0.953	0.738	1.669	0.196	0.386	0.091	1.637
Ratio d'occupation du canal rachidien > 40 %	-0.813	0.563	2.084	0.149	0.444	0.147	1.337	1.016
DHI > 25 %	1.64	0.59	7.729	0.005	5.154	1.622	16.376	1.026
Surface foraminale > 1 cm²	0.84	0.582	2.084	0.149	2.316	0.741	7.245	1.047
Surface maximale de hernie > 75 mm²	-1.153	0.614	3.526	0.06	0.316	0.095	1.052	1.154
Constante	1.596	0.782	4.173	0.041	4.936	-	-

Tableau 6 : Analyse de régression logistique multivariée des résultats cliniques postopératoires. Régression logistique multivariée pour les prédicteurs d'un pronostic favorable. Le type Modic II constituait un facteur de risque indépendant (OR = 0,213, P = 0,014), tandis qu'un DHI > 25 % représentait un facteur protecteur (OR = 5,154, P = 0,005). Un VIF < 2 indiquait l'absence de colinéarité (test de Hosmer-Lemeshow P = 0,933). Test de Hosmer-Lemeshow χ² = 3,017, P = 0,933, R² de Nagelkerke = 0,353.

Analyse pronostique des patients présentant différents types de modifications de Modic
Tableau 7 présente les résultats pronostiques des patients stratifiés selon les différents types de modifications de Modic. Des scores EVA compris entre 4 et 6 indiquent une douleur modérée, et des scores IDO compris entre 21 % et 40 % indiquent un handicap modéré. Les patients présentant des modifications de type II de Modic ont affiché le taux le plus faible de pronostic favorable (51,9 %) et un taux relativement élevé d'incapacité fonctionnelle (33,3 %).

Modifications de Modic	n	Prognostic favorable	Douleur modérée du dos	Douleur modérée des jambes	Handicap modéré
Aucune	56	48(85,7)	2(3,6)	1(1,8)	5(8,9)
I	15	12(80,0)	0	0	2(13,3)
II	27	14(51,9)	2(7,4)	2(7,4)	8(33,3)
III	3	2(66,7)	0	0	1(33,3)
χ²/F	-	11,529	1,608	2,668	6,617
P	-	0,009	0,658	0,446	0,085

Tableau 7 : Comparaison des résultats cliniques selon les différents types de modifications de Modic [n (%)]. Résultats cliniques selon le type de modification de Modic. Les données sont exprimées en n (%). Le groupe Modic II présentait le taux de pronostic favorable le plus faible (51,9 %) et le taux d'incapacité modérée le plus élevé (32,0 %, P = 0,048).

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Discussion

This retrospective study analyzed 101 patients with single-level LDH who underwent PELD, aiming to investigate the correlation between preoperative MRI morphological features, clinical factors, and 1-year postoperative clinical outcomes. The findings demonstrated that PELD achieved favorable overall clinical efficacy for LDH, with an excellent-to-good rate (favorable group) of 75.2% at the 1-year follow-up. However, 24.8% of patients experienced unfavorable outcomes (unfavorable group). This result is highly consistent with recent multicenter large-sample studies reporting residual symptoms or recurrence rates ranging from 10% to 25% following PELD^33,34. By comparing baseline data and morphological features between the two groups, this study confirmed that MRI morphological features, including Modic type II changes, are closely associated with unfavorable clinical outcomes.

To contextualize our findings within the existing body of literature, we summarized recent large-scale clinical series that investigated MRI predictors for outcomes after transforaminal PELD (Table 8)^33,34,35. Compared to previous studies that predominantly focused on single parameters such as herniation type or Modic changes in isolation, our study provides a multidimensional morphological evaluation integrating qualitative (Modic subtypes, herniation grade) and quantitative metrics (DHI, foraminal area, and herniation cross-sectional area). This comprehensive approach allows for a more nuanced risk stratification, particularly highlighting the independent protective role of DHI > 25%, which has been underreported in earlier series. Therefore, the main contribution of this study is not only to identify individual MRI predictive factors, but also to establish a systematic and multidimensional preoperative evaluation framework that can accurately predict results and provide actionable guidance for tailoring surgical strategies based on the patient's specific imaging phenotype, including deciding to undergo intervertebral foramen shaping surgery or considering alternative methods.

Author (Year)	N	MRI Parameters Evaluated	Key Prognostic Findings	Limitations
Shen et al. (2019)	241	Herniation type, Modic	Extrusion & Modic I as risk factors	No quantitative foraminal/DHI analysis
Li et al. (2021)	582	Canal occupation ratio	Occupation > 50% predicted poor outcome	Did not analyze Modic subtypes separately
Zhu et al. (2022)	120	Modic type II	Modic II linked to higher residual back pain	Focused only on Modic changes
Present study	101	Modic type, DHI, Foraminal area, Herniation area	Modic II (OR=0.213) risk; DHI>25% (OR=5.154) protective	Single-center, no post-op MRI, limited 1-year F/U

Table 8: Summary of recent clinical series reporting MRI predictors for outcomes after transforaminal PELD. Comparison with recent PELD outcome studies. Unlike prior single-parameter studies, the present study integrates qualitative and quantitative MRI metrics, highlighting DHI > 25% as an independent protective factor. Shen et al. (2019)³³; Li et al. (2021)³⁴; Zhu et al. (2022)³⁵.

Before further exploring the predictive value of individual MRI parameters, it is important to validate the clinical relevance of the outcome grouping itself. In our cohort, the MacNab-based classification demonstrated strong consistency with VAS and ODI changes. The favorable group (excellent/good MacNab) showed a mean ODI improvement from 68.4% preoperatively to 10.1% at 1 year (a reduction of 58.3 percentage points), whereas the unfavorable group improved from 70.2% to 21.8% (a reduction of 48.4 percentage points). These improvements substantially exceeded the established minimal clinically important difference (MCID) for ODI in lumbar disc surgery, generally accepted as a 10–15 percentage point reduction³⁶. The marked between-group difference in ODI improvement (58.3% vs. 48.4%) further confirms that the modified MacNab criteria effectively distinguish patients with clinically meaningful functional recovery from those with suboptimal outcomes, reinforcing the validity of this grouping for subsequent prognostic analysis.

Univariate analysis revealed a significant association between disc extrusion/sequestration, maximum herniation area, and unfavorable postoperative outcomes, along with a strong positive correlation between maximum herniation area and postoperative pain and disability scores. These findings indicate that morphological features of disc herniation are closely related to functional recovery following surgery for LDH. From a pathophysiological standpoint, while a sequestered fragment may occasionally undergo spontaneous resorption³⁷, the persistence of suboptimal outcomes following PELD is often rooted in structural pathologies extending beyond the herniated nucleus itself. Annular tears, cartilaginous endplate injuries, posterior ring apophyseal fractures (PRAF), and calcified disc components, all of which may be overlooked or inadequately addressed during standard endoscopic procedures, can impair disc healing, create non-resorbable fragments, and lead to incomplete decompression^38,39. Furthermore, it is critical to recognize that the severity of clinical symptoms does not strictly correlate with herniation size⁴⁰; rather, symptom severity and postoperative recovery are modulated by the local inflammatory response triggered by exposure of the nucleus pulposus to the epidural space. While some studies have identified extrusion/sequestration and fragment weight as predictors of residual symptoms and slower recovery^41,42, others have found no direct correlation between herniation size and symptom severity³⁹, reflecting the complex interplay of mechanical compression, anatomical disruption, and chemical radiculopathy. Nevertheless, as an objective baseline parameter, maximum herniation area retains predictive value for postoperative prognosis.

In this study, Modic type II changes were identified as an independent risk factor for unfavorable outcomes (OR = 0.213, P = 0.014), consistent with previous research^35,43. While our findings establish a clear statistical association, the underlying mechanisms remain incompletely understood. Based on prior literature, several hypotheses have been proposed. First, Rajasekaran et al.³⁸ demonstrated that endplate damage is the most common anatomical failure mode in lumbar disc herniation, impairing disc nutrition and predisposing to irreversible degeneration. Second, Kjaer et al.⁴³ reported that Modic changes are closely associated with chronic low back pain, suggesting that endplate-derived pain may persist even after adequate nerve root decompression. Third, a meta-analysis by Luo et al.⁴⁴ (n = 5,446) reported that Modic changes increased the risk of recurrence after PELD by 2.48-fold (OR = 2.48, 95% CI: 1.54–3.99). Additionally, Zhu et al.³⁵ specifically found that patients with Modic type II changes had significantly higher rates of persistent low back pain and recurrence following PELD compared to those without. In summary, our study confirms the prognostic relevance of Modic type II changes as an imaging biomarker, but the mechanistic pathways linking these changes to unfavorable prognosis are multifactorial and not fully elucidated. Future prospective studies incorporating histologic or biochemical analyses are needed to clarify the causal mechanisms.

DHI and foraminal area were significantly reduced in the unfavorable group and showed negative correlations with postoperative outcomes, with DHI demonstrating the strongest correlation with low back pain VAS (r = -0.637). Disc height loss triggers a cascade of anatomical changes, such as facet subluxation, ligamentum flavum buckling, and secondary foraminal stenosis, thereby reducing Kambin's triangle and increasing surgical difficulty^45,46. Moreover, the resulting stenosis is osseous or ligamentous in nature; PELD primarily targets soft disc tissue, and without adequate foraminoplasty, removing the herniated fragment alone cannot fully address the stenotic volume^47,48. These findings support the routine use of power instruments for foraminoplasty or consideration of alternative approaches when DHI is severely reduced or foraminal stenosis is present.

This study inevitably has certain limitations. First, as a single-center retrospective observational study, inherent selection bias may exist, and the findings may not be representative of broader population characteristics. Second, the follow-up duration was limited to one year. While this captures short- to medium-term clinical outcomes, it is insufficient for evaluating long-term recurrence rates and adjacent segment degeneration, necessitating future studies with 5- to 10-year follow-up periods. Third, all MRI morphological parameters were manually measured on two-dimensional images by two radiologists, with averaged values used for analysis. Despite the double-blind design, subjective measurement errors and variations in image slice selection may have influenced the results. Fourth, we did not routinely perform postoperative MRI to verify the adequacy of decompression. Thus, we cannot definitively exclude the possibility that incomplete resection of occult calcified fragments, missed PRAF, or untreated secondary stenosis contributed to the unfavorable outcomes. Fifth, although two radiologists independently measured all MRI parameters, we did not formally calculate interobserver reliability coefficients (ICC or kappa). This represents a methodological limitation, as reproducibility of imaging measurements cannot be quantified. Sixth, this study did not incorporate potentially confounding factors such as individual history of heavy occupational labor and postoperative rehabilitation adherence into the multivariate model, as these variables are difficult to quantify, which may have had some impact on the findings. Seventh, this study has several additional methodological constraints that should be considered. The single-center retrospective design inherently carries selection bias, and the relatively modest sample size (101 patients) limits the generalizability of our findings. Moreover, the absence of an external validation cohort precludes assessment of the reproducibility and transportability of our proposed multidimensional MRI evaluation model. Finally, there is the issue of selection bias related to surgical indications. Because the same surgical team believes that all patients are suitable candidates for PELD, this may introduce confusion that cannot be fully adjusted in our analysis.

In summary, this study confirms that preoperative MRI features are significantly associated with 1-year clinical outcomes, yet these findings should not be interpreted deterministically. Instead, they serve as a roadmap for surgical decision-making. For patients presenting with Modic type II changes, DHI ≤ 25%, or large calcified/sequestered fragments, the surgeon must recognize the inherent technical limitations of standard transforaminal PELD. In this high-risk phenotype, achieving the endpoint of decompression, which is the ultimate determinant of surgical success, may require assisted foraminal reconstruction, switching to interlayer or UBE approaches, or even open microdissection. Therefore, preoperative MRI empowers the surgeon not merely to predict outcomes, but to critically assess whether the chosen approach can adequately address both the disc fragment and the concomitant secondary stenotic pathology.

Preoperative MRI morphological features, particularly Modic type II changes (independent risk factor) and DHI > 25% (protective factor), are closely linked to 1-year outcomes after PELD. However, the clinical value of these imaging biomarkers lies in their ability to guide proactive and adaptable surgical planning rather than serving as static prognosticators. The pivotal lesson for spine surgeons is to respect the limitations of their chosen approach and to prioritize the achievement of objective decompression endpoints. If standard PELD is unlikely to achieve these endpoints based on preoperative MRI traits (e.g., severe foraminal stenosis, calcified discs), alternative strategies such as UBE or fusion should be considered. Future prospective studies with mandatory post-operative imaging are warranted to validate whether adapting surgical aggressiveness based on these MRI features can effectively convert a predicted “unfavorable” prognosis into a favorable one.

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Fluoroscope en C	Philips	718133	Localisation peropératoire de l'espace disque cible
G*Power	Heinrich-Heine-Universitätät DüDüsseldorf	Version 3.1.9.7	Analyse a posteriori de la puissance statistique effectuée pour la taille de l'échantillon.
Logiciel ImageJ	National Institutes of Health (NIH)	Version 1.54r	Mesurer la surface du foramen & zone d'hernie
Scanneur IRM (3,0 T Siemens Skyra)	Siemens Healthineers, Erlangen, Allemagne	syngo MR E11	IRM lombaire préopératoire : séquences sagittales en pondération T1, pondération T2 et séquences axiales en pondération T2, réalisées à l'aide d'une bobine dédiée à la colonne vertébrale.
Système de radiofréquence	Elliquence	IEC6-SU170	Annuloplastie et hémostasie peropératoires
Statistical Package for the Social Sciences (SPSS)	IBM	Version 25.0	Utilisé pour toutes les analyses statistiques.