目的:比较半螺纹、双螺纹、全螺纹C2椎弓根拉力螺钉系统固定治疗枢椎环骨折的生物力学特性,为临床选择椎弓根螺钉提供参考.方法:获取1名28岁健康成年男性志愿者的C0～C3节段薄层CT扫描数据,建立正常颈椎C0～C3节段三维六面体网格有限元原始模型.参照既往枢椎环骨折C2椎弓根骨折分型,通过弱化网格单元强度的方法在原始模型上建立A、B、C三种枢椎环骨折模型:A型骨折模型,双侧椎弓根对称性骨折;B型骨折模型,单侧上关节突及椎体后壁骨折,伴对侧椎弓根骨折;C型骨折模型,双侧上关节突骨折,伴椎体后壁骨折.分别用单螺纹、双螺纹及全螺纹椎弓根拉力螺钉系统模拟固定C2-3节段,在模型枕骨髁部施加50N垂直向下压力模拟头颅重力,同时施加1.5N·m力矩使模型加载前屈、后伸、侧屈及旋转四种生理载荷,比较各固定模型在各工况下节点路径上的位移及应力分布情况.结果:固定A型骨折模型后,单螺纹螺钉在各工况下节点路径上的最大位移均小于双螺纹螺钉和全螺纹螺钉;固定B型骨折模型后,单螺纹及双螺纹螺钉各工况下节点路径上的最大位移小于全螺纹螺钉,单螺纹螺钉在前屈、后伸工况下节点路径上的最大位移小于双螺纹螺钉,在侧屈及旋转工况下节点路径上的最大位移大于双螺纹螺钉;固定C型骨折模型后,单螺纹螺钉各工况下节点路径各方向上的最大位移均大于双螺纹螺钉和全螺纹螺钉.固定不同类型骨折的应力极值,A型骨折模型,单螺纹螺钉的应力极值最小,全螺纹螺钉在前屈及后伸工况下应力极值大于双螺纹螺钉,侧曲与旋转小于双螺纹螺钉;B型骨折模型,除旋转工况外,单螺纹螺钉的应力极值均最小;C型骨折模型,单螺纹螺钉的应力极值最小,全螺纹螺钉的应力极值最大.单螺纹螺钉应力主要集中在骨折断端附近及尾端钉帽与椎体表面接触区域,应力极值在骨折断端螺杆处;双螺纹螺钉和全螺纹螺钉应力主要集中在头端螺纹与尾端螺纹,钉帽与椎体后表面接触部位应力较小,应力极值在尾端螺纹与骨皮质交接处.结论:单螺纹螺钉固定B型骨折椎体后壁及上关节突一侧及C型骨折的生物力学效果更佳;双螺纹螺钉固定A型骨折及B型骨折椎弓根骨折一侧生物力学效果更好;全螺纹螺钉在固定所有骨折类型的生物力学性能均不及单螺纹和双螺纹螺钉.

目的 测量枢椎体前表面顶棒系统相关的解剖学数据,探讨其临床意义,为顶棒系统设计提供数据支撑.方法 选取2013年1月至2016年12月在我院行颈椎CT三维重建的18岁以上患者100例,男性51例,女性49例,年龄28~85岁,平均(56.4±6.2)岁;身高150~178 cm,平均(161.7±6.6)cm.通过多平面重建技术(multiplanar re-construction,MPR)和CT三维重建技术获得枢椎体三维立体图像及前表面图像.测量:A线-枢椎体前表面双侧上关节突与枢椎体移行处之间距离;B线-A线中点与C线中点之间的距离;C线-枢椎体前唇的宽度;D线-枢椎体前表面双侧凹陷顶点之间的距离;E线-D线到B线的垂直距离.比较男女之间、身高>160 cm和身高≤160 cm对应的上述五组数据是否存在差异,并分析五组数据与性别、身高的相关性.结果 A线数据测量结果为(12.7±2.1)mm;B线数据(14.4±1.3)mm;C线数据(15.8±1.5)mm;D线数据(19.3±1.6)mm;E线数据(5.8±0.6)mm.男女之间比较、身高>160 cm和身高≤160 cm之间比较,上述五组数据均存在显著统计学差异(P<0.01).上述五组数据与性别、身高之间存在明显相关性.结论 a)枢椎体前表面形态因身高和性别不同而存在明显差异;b)顶棒系统需依据枢椎体前表面解剖学数据设计出特有形态,才能增加与枢椎体前表面的适应性,以减少顶棒系统相关并发症.

目的 探讨个性化3D打印导板辅助寰椎侧块结合枢椎椎弓根置钉在临床应用中的可行性,并进行置钉准确性及安全性分析.方法 选择2013-06/2017-09月作者医院收治的寰枢椎脱位患者21例,其中男14例,女7例;年龄21～59岁,平均42岁.术前行颈椎电子计算机断层扫描(computed tomography,CT)平扫及三维重建,将数据导入计算机软件后重建颈椎椎体模型,设计理想置钉钉道,并结合寰枢椎后方表面骨性结构数据设计出个性化导板.术中使用导板辅助寰椎侧块及枢椎椎弓根置钉.术后行颈椎CT平扫及三维重建,测量并比较术前理想钉道与术后实际钉道的位置,同时通过观察寰椎侧块及枢椎椎弓根螺钉的穿透位置与穿透程度,来进行螺钉的安全性分析.结果 所有患者手术顺利,手术时间(165±75)min,术中出血量(385±150)ml.寰枢椎术后实际钉道与术前理想钉道的内倾角、头倾角差异均无统计学意义(P>0.05).患者术中未出现脊髓及椎动脉损伤并发症.结论 个体化3D打印导板辅助寰椎侧块结合枢椎椎弓根置钉能有效提高临床手术置钉的准确性和安全性,减少手术并发症.

背景:寰枢椎与其他椎体相比具有独特的解剖上和功能上的差异,如果寰枢椎损伤,由于寰枢椎主要承重是前中柱,传统的后路固定并不能达到理想修复效果,所以需要探索更有效的固定方式.目的:对青少年经口寰枢椎钢板前路固定力学参数进行计算机有限元分析,为该年龄段手术的开展及改进提供参考.方法:选取2016年2月于内蒙古医科大学第二附属医院就诊检查的符合实验条件的患者影像学资料1例,男,12岁,体质量52 kg,非颅底-寰枢椎疾病患者.采用Mimics 16.01软件对影像资料进行重建,参照患者寰枢椎解剖径线,利用Pro/ENGINEER 4.0软件对经口寰枢椎前路钢板进行设计,将设计后的钢板螺钉三维模型导入Mimics 16.01中,按照经典经口寰枢椎前路手术要求进行配准,并对模型进行面、体网格划分和材料赋值,垂直方向加载60 N,表面施加15 N?m力矩,模拟前屈、后伸和侧弯3种运动状态,测量螺钉和棒的应力.试验于2017年1月24日经内蒙古医科大学伦理委员会批准,批准号为20170124.结果与结论:寰枢椎三维重建模型共划分14541个体网格,5247个节点,对模型进行加载后,与其余部位螺钉相比,上位螺钉根部前屈应力最大,为(54.21±4.32)MPa(F=69.15,P<0.05);下位螺钉根部和尖端侧弯应力最大,分别为(69.22±4.12)MPa(F=89.34,P<0.05)和(87.15±6.57)MPa(F=57.23,P<0.05).前屈和后伸状态下上位螺钉根部应力大于下位(P<0.05),而在侧弯时下位螺钉根部应力大于上位;在相同运动状态下,下位螺钉顶端应力大于根部(P<0.05).结果显示经口寰枢椎固定系统对该青少年应力分布较为合理,能够承受正常寰枢椎运动承载的应力.

目的 探讨3D打印导板技术辅助寰枢椎后路椎弓根螺钉固定术治疗寰枢椎骨折脱位的可行性及临床疗效.方法 回顾性分析2015年1月—2017年6月长沙医学院附属石门医院,采用3D打印导板技术辅助寰枢椎后路椎弓根螺钉内固定术治疗的11 例寰枢椎骨折脱位患者的临床资料.其中男9例、女2例,年龄52~69岁.寰椎骨折4例,其中前弓骨折2例、前后弓骨折2例;枢椎骨折5例,其中ⅡC型齿状突骨折4例、Hangman骨折1例;寰枢关节脱位2例.术前将患者颈椎CT扫描断层Dicom数据导入逆向工程软件Mimics 17. 0,对目标椎体进行分割重建,选取目标椎体后方结构表面形态蒙版扩张,采用布尔运算获得导板模型,分别使用聚乳酸高分子材料和光敏树脂材料3D打印快速成型制作寰枢椎骨折脱位模型以及导板模型.术前利用聚乳酸高分子材料打印的寰枢椎骨折脱位模型进行模拟手术操作,确认导板设计的准确性.光敏树脂材料导板采用环氧乙烷消毒后封装以备术中使用.手术采用常规颈椎后入路切口,术中充分暴露椎体后方表面结构形态,根据术前模拟操作,利用导板辅助置入寰枢椎椎弓根螺钉.记录患者手术时间、术中出血量以及并发症的发生情况.术后6个月根据CT扫描判断螺钉与椎弓根位置关系,采用Kawaguchi等方法评价螺钉置入质量;术后1年采用VAS评估患者颈肩部疼痛情况,采用JOA评分评价患者颈髓神经功能情况.结果 11例患者均顺利完成手术,手术时间(130. 55 ± 18. 83) min;术中出血量(266. 36 ± 72. 43) mL.11例患者共置入44枚椎弓根螺钉,术后6个月采用Kawaguchi等级评价标准评价螺钉置入质量:0级41枚(93. 18% ),1级2枚(4. 55% ),2级1枚(2. 27% ).所有患者获随访,随访时间12~26个月,平均17. 18个月.随访期间无切口感染、脑脊液漏等并发症出现.术后1 年患者颈肩部疼痛 VAS (1. 00 ± 0. 77)分,明显低于术前的(7. 91 ± 1. 04)分;颈髓神经功能JOA评分(13. 45 ± 1. 69)分,明显高于术前的(8. 18 ± 1. 17)分:差异均有统计学意义(t=3. 020、14. 685,P值均<0. 05).结论 3D打印导板技术辅助寰枢椎后路椎弓根螺钉固定术治疗寰枢椎骨折脱位,可降低寰枢椎椎弓根螺钉置入的手术难度,提高置钉精准度,安全有效,可获得良好的近期临床疗效.

目的:探讨成入新鲜尸体枢椎的显微压痕骨硬度的分布特征及生理意义.方法:取3具新鲜尸体标本(62岁男性,45岁女性,58岁男性)的枢椎,通过X线和定量CT检查除外影响骨量的疾病,将其分为齿状突椎体区和附件区2个测量部位,每个区域使用高精慢速锯精确切取1片厚约3mm的标本,3块枢椎共计6片.齿状突椎体区选取上侧、下侧、前侧和后侧四个部位的皮质骨区域以及中部松质骨区;附件区选取椎弓根、横突、椎板和侧块皮质骨区域以及中部侧块松质区.每块枢椎选取10个区域,合计30个区域.标本固定于纯平玻片上,应用维氏显微硬度测量仪测量标本表面硬度,每个区域随机选取5个有效硬度值,合计获得150个有效压痕硬度值.记录并分析枢椎的显微硬度分布规律.结果:枢椎整体硬度变化范围为17.70～40.60HV,其中皮质骨硬度范围17.70～40.60HV,平均硬度30.10±4.96HV;松质骨硬度范围20.40～37.40HV,平均硬度29.06±4.42HV;齿状突椎体区皮质骨平均硬度30.25±5.06HV,松质骨平均硬度28.78±4.17HV;附件区皮质骨平均硬度29.95±4.90HV,松质骨平均硬度29.33±4.79HV;同一部位的皮质骨硬度值均高于该部位的松质骨硬度值.附件区硬度值最高为椎弓根皮质(32.92±4.06HV),组间比较差异具有统计学意义(F=3.5832,P=0.014).齿状突椎体区硬度值最高为后侧皮质(33.23±4.80HV),组间比较差异具体统计学意义(F=3.363,P=0.025).结论:齿状突椎体区的后侧皮质硬度值与附件区椎弓根皮质硬度值均较高,可能与枢椎后侧皮质区域和椎弓根区域较其他部位承受着更大的应力有关.

目的 分析解剖型顶棒辅助后路C2椎弓根钉内固定治疗寰枢椎不稳对咽后壁软组织的影响.方法 回顾性分析自2015-08-2017-12采用解剖型顶棒辅助后路C2椎弓根钉内固定治疗的31例寰枢椎不稳,记录随访期间咽后壁黏膜损伤与软组织增厚情况,记录黏膜损伤者与非黏膜损伤者、软组织增厚者与非软组织增厚者置入导针所需的压力与时间.结果 31例均顺利完成手术,共置入62枚椎弓根钉,6例出现轻微咽痛,5例出现咽后壁黏膜Ⅰ度损伤,7例出现软组织增厚.黏膜损伤者置入导针所需压力平均7.0 N;非黏膜损伤者置入导针所需压力平均5.5 N.黏膜损伤者置入导针所需时间平均32.5 s;非黏膜损伤者置入导针所需时间平均27.3 s.软组织增厚者置入导针所需压力平均7.1 N;非软组织增厚者置入导针所需压力平均6.0 N.软组织增厚者置入导针所需时间平均32.4 s;非软组织增厚者置入导针所需时间平均26.3 s.结论 解剖型顶棒与枢椎椎体前表面契合程度较高,辅助后路C2椎弓根钉内固定治疗寰枢椎不稳操作简易,安全性较高.