采用有限元方法建立和分析枢椎的生物力学行为

目的采取有限元的方法,建立第二颈椎(枢椎)的三维有限元模型,模拟该枢椎模型在外力作用下的生物力学行为,分析枢椎骨折的生物力学条件。方法利用螺旋CT扫描获得健康成年男性上颈椎原始DICOM数据图像,采用Mimics软件对数据进行处理并导入ANSYS软件,得到枢椎骨性结构的三维实体模型。并且此模型上模拟头颅位于中立位、屈曲位及后伸位等条件下,枢椎承受的应力分布状况,分析枢椎可能出现的骨折类型。结果实验所构建枢椎骨性的有限元模型外形逼真,三维网格化后枢椎模型共包含1 717个节点,5 772个单元。模拟结果:头颅在中立、前屈、后伸位时枢椎最大应力集中于齿突基底部,次级应力集中区域为枢椎椎弓峡部;直接于齿突加载力模拟头部过度屈曲时,最大应力集中于齿突基底部。结论头颅位于中立位,屈曲位或者后伸位,枢椎齿突基底部及枢椎椎弓峡部是应力最集中的部位。头部过度屈曲时,齿突基底部是应力最集中的部位。     

建立计算机模型探索颅底凹陷导致寰枢椎脱位的力学机制的研究

目的建立计算机模型,测量并分析颅底凹陷程度、寰枢椎脱位程度、侧方关节畸形程度和齿状突畸形程度之间形态学参数的相关性,为研究齿状突、侧方关节畸形引发寰枢椎脱位的生物力学机制提供形态学依据。方法收集60位志愿者颈椎断层CT扫描序列图像数据并分为正常对照组、颅底凹陷不伴有寰枢椎脱位组、颅底凹陷伴有寰枢椎脱位组,每组各20例。利用Mimics Research 20.0软件建立三维模型,测量形态学参数并利用IBM SPSS 21软件进行统计学分析。结果齿状突尖部到Chamberlain线距离、ADI、齿状突高度、齿状突高度/基底宽度、齿状突倾角1和2、矢状位关节倾角、颅颈倾角整体差异有统计学意义(P<0.05)。齿状突高度/基底宽度与矢状位关节倾角显著负相关(r=-0.687,P<0.001),齿状突高度和齿状突高度/基底宽度与颅底凹陷和寰枢椎脱位显著负相关(r=-0.573,P<0.001)。矢状位关节倾角与颅底凹陷和寰枢椎脱位显著正相关(r=0.691,P<0.001),颅颈倾角仅与颅底凹陷显著正相关(r=0.644,P<0.001)。结论齿状突畸形、侧方关节畸形是颅底凹陷患者出现寰枢椎脱位的重要原因。     

齿突游离小骨的诊断及其外科治疗

目的：探讨齿突游离小骨的诊断和治疗方式。方法：对２５例齿突游离小骨患者的诊断及治疗进行回顾总结，术前诊断依据齿突基底部缺知的影像学表现。所有患者均行后路融合术，寰枢椎融合８例，枕颈融合术１７例，结果：所有患者经６个月至１８年随访，均获骨性融合，取得满意效果。结论：当齿突游离小骨伴有寰枢椎不稳时，应行手术治疗，对寰枢椎能复位者选择寰椎融合，脱位不能复位者应行枕颈融合术。     

一种枢椎“椎弓根”进钉技术的建立及其解剖学测量

目的通过研究枢椎的相关解剖学标记,建立枢椎＂椎弓根＂螺钉新的进钉参考标记及进钉技术。方法取40套成人枢椎干骨标本,测量枢椎下关节突、枢椎横突孔内缘与枢椎＂椎弓根＂的位置关系,建立枢椎＂椎弓根＂螺钉新的进钉技术。结果①枢椎横突孔内缘与正中矢面的垂直距离为（18.24±1.34）mm;枢椎下关节突的中点与正中矢面的垂直距离为（17.31±1.35）mm,枢椎横突孔内缘位于枢椎下关节突中点外侧1mm处,枢椎＂椎弓根＂峡部中点位于枢椎下关节突中点内侧2.45mm处。②枢椎＂椎弓根＂新的进钉技术的内倾角为（25.03±3.82）°,上倾角为（20.00±2.34）°,螺钉在枢椎＂椎弓根＂内行走距离为（27.77±1.88mm）。结论可以采用横突孔内缘为进钉解剖学标志,枢椎下关节突中点外侧1mm及枢椎＂椎弓根＂峡部中点作为枢椎＂椎弓根＂螺钉的进钉点和进钉方向。     

通辽与长春两地区成人枢椎的测量

[1]目的 了解枢椎形态和结构的性别和地区差异.[2]方法 对通辽与长春两地区129套成人枢椎(男76套,女53套)进行了测量,指标包括齿突高、全高、椎体高、矢径、全宽、椎孔矢径和椎孔横径,并计算了椎体指数和椎孔指数.对所得数据进行统计学处理.[3]结果 枢椎的7项测量指标,除椎孔矢径与横径(长春地区的椎孔横径除外)以及通辽地区齿突高外,其性别差异均具极显著性(t＝2.34~7.68,p<0.01或0.05);两地区比较,除女性齿突高外,其他指标差异均无显著性(t＝0.03~1.95,p均>0.05).指数比较,除两地区女性椎体指数外,均无性别和地区间差异(t＝0.04~1.86,p均>0.05).[4]结论 通辽和长春两地区成人枢椎的形态和结构无明显差异.     

枢椎有限元模型的建立及齿状突骨折的三维有限元分析

 目的建立枢椎有限元模型,探索不同受力状态下齿状突发生Ⅱ、Ⅲ型骨折的趋势。方法用64层螺旋CT对健康成人进行颈部扫描,利用MIMICS软件重建枢椎的面模型及优化网格,而后导入有限元分析软件ANSYS中,生成体网格,即生成枢椎有限元模型。模型加载,force/moment200N分别施于枢椎齿状突中部、尖部、底部及侧方节点。结果force/moment施于齿状突中部节点时应力集中分布在齿状突基底部及中下部;施于尖部时应力集中于齿状突基底部及双侧上关节突;施于底部时应力集中于齿状突基底部及双侧上关节突;施于侧部时应力集中于枢椎齿状突基底部两侧。结论所建立的枢椎有限元模型可有效用于模拟生物力学分析。颈椎在旋转状态下遭受暴力更易产生Ⅱ型齿状突骨折,后伸及前屈时则易发生Ⅲ型骨折。     

通辽与长春两地区成人枢椎的测量

（１）目的了解枢椎形态和结构的性别地区差异，（２）方法对通辽与长春两地区１２９套成人枢椎（男７６套，女５３套）进行了测量，指标包括齿突高，全高，椎体高，矢径，全宽，椎孔矢径和椎孔横径，计算了椎体指数和椎孔指数，对所得数据进行统计学处理。（３）结果枢椎７项测量指标，除椎孔矢径与横径（长春地区的椎孔横径除外）以及通辽地区齿突高外，其性别差异均具有显著性（ｔ＝０．０３～１．９５，Ｐ均〉０．０５），指数比     

经寰椎后弓侧块螺钉固定治疗齿突骨折并寰枢椎脱位一例

1 病例资料 患者男,51岁,因车祸致颈项部疼痛伴活动障碍.在当地医院行颅骨牵引治疗3天后转来我院.查体:颈项部压痛,顶部扣击痛,头颈活动受限,四肢肌力Ⅴ级,肌张力正常,病理征阴性.X线片:齿突基底骨折,伴纵向骨折,向前移位.CT:齿突基底部骨折,向右前方移位,寰枢椎脱位,脊髓无受压.诊断:齿突骨折、寰枢椎脱位.手术行后路寰椎后弓侧块螺钉与枢椎侧块螺钉杆固定(螺钉长24mm、直径3.5mm)并植骨融合.寰椎定位点位于距正中线19mm, 后弓下缘上方2mm,进钉方向为矢状面向头侧5°、冠状面0°.枢椎定位点位于距侧块内侧缘和下缘分别为2mm,进钉方向矢状面向头侧45°,冠状面0°.手术顺利完成.     

国人枢椎的观察与测量

前言枢椎为颈椎中最肥厚者,其直径小而活动度大。枢椎与寰椎同是动物发展到陆地生活以后适应头部运动而产生的。枢椎与一般颈椎相似,但自椎体向上发出一指状突起——齿突,齿突突入寰椎,与寰椎前弓的齿突关节面及寰椎横韧带相接,形成寰齿前、后关节,成为头部的旋转枢纽,可作屈伸及旋转运动,具有极大的灵活性。由于枢椎所处的位置及其特异的形态特点,再加上枢椎极大的活动度及齿突的胚胎学特征,使枢椎处于常见病及多发病所在区。为此对枢椎进行观察与测量,为临床应用提供解剖学资料,并为体质人类学调查积累资料。     

寰枢椎脱位手术镁合金与钛合金TARP内固定系统在屈佃秧态下的三维有限元夯析

目的：对前路寰枢椎脱位的患者,应用三维有限元分析法对镁合金与钛合金材料TARP钢板固定,进行屈伸状态下对比分析,为临床提供理论依据。方法：选择一例寰枢椎脱位患者,进行cT扫描和三维重建,将数据导入有限元分析软件,对结果进行统计学分析。结果：表明上颈椎的有限元模型外形逼真,几何相似性好,共包含67846个节点,225368个单元。在模拟前屈时,寰枢椎在颈l／2关节突关节应力比较集中,其次是齿状突基底部。镁合金和钛合金固定材料有显著性差异（P〈0．05）。结论：应用cT扫描获取上颈椎空间结构信息建立的上颈椎模型可用于生物力学实验,镁合金材料比钛合金材料临床固定效果更好,值得在临床进一步推广应用。