镁合金与钛合金经口咽前路寰枢椎复位内固定钢板治疗寰枢椎脱位的三维有限元分析

目的 应用三维有限元分析评价镁合金与钛合金制备的经口咽前路寰枢椎复位内固定钢板(transoralpharyngeal atlantoaxial reduction plate,TARP)系统治疗寰枢椎脱位后的生物力学性能,测试镁合金材料制备TARP系统的可行性,为临床手术治疗提供理论依据. 方法 选择1例典型寰枢椎骨折脱位患者,并与临床已经应用的钛合金材料制备的TARP系统进行CT薄层扫描,获得DICOM图像数据.导入三维有限元分析软件,分别模拟使用钛合金与镁合金两种不同材料制备TARP系统进行复位与内固定,应用三维有限元分析法计算两种不同材料内固定后寰椎、枢椎、内固定材料以及C2/3的关节突关节应力变化,并进行统计学分析. 结果 (1)所建寰枢椎脱位复位与内固定有限元模型几何相似性好,共包含53586个节点、180784个单元;(2)在模拟头颅位于中立时,应力集中区域分别为C2/3关节突,其次是寰椎前弓、后弓和侧块;再次为C2椎弓;(3)镁合金和钛合金两种材料制备的TARP系统,在相应的力学分布上差异有统计学意义(P＜0.05) 结论 (1)应用CT扫描获取寰枢椎空间结构信息建立的寰枢椎模型可用于生物力学试验;(2)采用现有的钛合金TARP系统治疗寰枢椎脱位,保持寰椎前弓、后弓完整,侧块处植骨融合确实,可以更好保持寰枢椎的稳定性;寰枢椎融合后,相邻节段的关节突受力增加,加速退变,应密切随访;(3)相对于钛合金TARP,采用镁合金材料制备TARP系统进行复位固定,前述应力集中区域的峰值降低,应力分布均匀性提高.     

三维CT成像在小儿寰枢椎旋转性移位中的应用

目的　探讨三维CT成像 ( 3DCT)对小儿寰枢椎旋转性移位 (atlanto axialrotatorydisplacement,AARD)的诊断价值。材料与方法　分析和比较 6例小儿AARD在普通CT扫描 ( 2DCT)和 3DCT中的影像表现。结果　 ( 1) 2DCT和 3DCT测量 6例患儿寰齿前间距和齿状突侧距的结果基本相同 ;( 2 ) 3DCT显示 6例患儿侧块均有不同程度的移位和旋转 ,2DCT不能显示侧块有无移位和旋转 ;( 3) 6例中 ,2DCT显示 1例同时有寰椎 (C1)和枢椎 (C2 )的异常旋转 (分别为 8°和 35°) ,3例有C2 异常旋转 ( 7°～ 30° ,平均 18.7°) ,2例未发现寰枢椎的旋转异常。 3DCT显示 2例同时有C1和C2 旋转异常 (分别为 11°、30°和 11°、40°) ,4例有C2 旋转异常 ( 9°～ 34° ,平均 16 .5°)。相同病例 ,2DCT对C1和C2 旋转程度的测量低于 3DCT所测得的结果 ;( 4 ) 3DCT发现 1例齿状突发育不良 ,表现为齿状突短平和齿突尖消失 ,2DCT不能观察齿状突的发育状况。结论　 3DCT对AARD的诊断作用明显优于 2DCT。 3DCT不仅能准确地、直观地评估齿状突和侧块的移位程度、方向以及寰枢椎的旋转程度 ,而且能发现伴发的寰枢椎尤其是齿状突发育畸形 ,对全面明确AARD诊断和指导治疗具有重要意义     

螺旋CT三维重建诊断寰枢椎骨折与脱位

近几年 ,螺旋ＣＴ三维重建诊断骨关节损伤非常广泛 ,对骨关节损伤的诊断、分型、手术指导取得了良好的临床价值。有关寰枢椎骨折与脱位的螺旋ＣＴ三维重建国内报道甚少。本组对 16例寰枢椎骨折与脱位患者进行螺旋ＣＴ三维重建 ,就其应用意义进行探讨。1　资料和方法本组 16例寰     

寰枢椎椎弓根螺钉技术治疗陈旧性齿状突骨折并寰枢椎失稳

目的 探讨后路寰枢椎椎弓根钉技术治疗陈旧性齿状突骨折并寰枢椎失稳的疗效.方法 2005年1月-2010年1月,对48例陈旧性齿状突骨折并寰枢椎失稳患者行后路寰枢椎椎弓根钉复位固定,其中男30例,女18例;年龄19～56岁,平均45.1岁.本组术前均行颅骨牵引.结果 本组48例患者共置入寰椎和枢椎椎弓根螺钉各96枚,寰枢椎复位满意,术中无脊髓损伤.术中出血250～900 ml,平均370 ml,手术时间110～280 min,平均155 min.术中3例出现椎动脉损伤,3例出现寰椎后弓下壁破裂.术后均获随访9～64个月,平均46.6个月.所有患者均在术后6个月获得骨性融合,未发现螺钉松动、移位、螺钉断裂和寰枢椎再移位、失稳现象.日本骨科学会(JOA)评分由术前的(7.1±2.8)分改善至术后的(13.3±2.1)分(P＜0.05).结论 寰枢椎椎弓根螺钉内固定技术具有良好的复位效果,为寰枢椎不稳患者治疗提供了一种较好的内固定术式.

Abstract：

Objective To explore the clinical effect of the trans-atlantoaxial pedicle screw-rod internal fixation and fusion in treatment of old odontoid fracture combined with atlantoaxial instability.Methods The study involved 48 patients with old odontoid fractures combined with atlantoaxial instability treated with trans-atlantoaxial pedicle screw-rod internal fixation and fusion from January 2005 to January 2010.There were 30 males and 18 females,at average age of 45.1 years old(19-56 years).All the patients underwent the skull traction preoperatively.Results A total of 192 pedicle screws(96 screws for the atlas and another 96 for the axis)were implanted in all the 48 patients who obtained satisfactory atlantoaxial reduction,with no spinal cord injuries.The operation lasted for average 155 min,with blood loss for average 370 ml.There were three patients with vertebral artery injury and three with inferior posterior arch fracture of the atlas during operation.All the patients were followed up for average of 46.6 months(range,9-64 months),which showed bone fusion at 6 months after operation,with no loosening,displacement,instability or breakage of the screws.The JOA score was improved from preoperative 7.1 ±2.8 to postoperative 13.3 ± 2.1(P ＜ 0.05).Conclusion Atlantoaxial pedicle screw fixation is a reliable and effective method for the treatment of the atlantoaxial instability.     

不稳性寰椎骨折的外科治疗策略

目的 探讨枕颈或寰枢椎内固定融合技术治疗不稳性寰椎骨折的临床疗效和应用价值.方法 对2004年10月-2009年3月收治的不稳性寰椎骨折38例进行回顾性分析,其中6例寰椎爆裂性骨折合并寰枕关节不稳(5例行C0～C2固定融合术,其中1例同时合并有C7椎体压缩性骨折行C0～C3固定融合术),7例典型的Jefferson骨折,3例半环骨折,8例寰椎骨折合并Ⅱ型齿状突骨折,3例寰椎骨折合并Hangman骨折(其中2例Levine-Edwards Ⅲ型行C0～C3固定融合术,1例Ⅱ型行C1～C2固定融合术),3例寰椎骨折合并下颈椎损伤,6例寰椎横韧带断裂(Dickman Ⅰ型)伴寰枢关节不稳,2例寰椎粉碎性骨折合并寰椎侧块内侧骨性结构附着处横韧带撕裂(DickmanⅡ型).5例行C0～C2固定融合术,3例行C0～C3固定融合术,30例行C1～C2固定术并行自体髂骨植骨融合.结果 所有患者术后均获得随访,平均随访时间为28个月(12～46个月).临床症状均得到不同程度的改善.平均手术时间135 min(80～190 min),平均失血量460ml(200～3 300 ml),平均透视时间60 s.38例患者术中均未发生神经、椎动脉和其他手术相关并发症.全部患者均于术后3 d颈托固定后下地行走;术后脊髓损伤症状无加重.3例因电刀灼伤C1～C2间血管静脉丛导致出血,行止血纱布、脑棉片填塞止血,未出现颅脑缺血症状.复查X线片和CT未发现上颈椎失稳或复位丢失,螺钉位置良好,无松动、断钉,寰枢椎或枕颈部均获骨性融合.在晚期随访中,4例(11%)有颈部疼痛和僵硬感,1例枕神经痛.结论 对具有不稳定性寰椎骨折或合并寰椎横韧带损伤的患者,采用枕颈或寰枢椎内固定融合技术及短期外固定对于重建上颈椎永久稳定性是较好的手术方式,并且能阻止神经和脊髓功能的进一步损伤.

Abstract：

Objective To evaluate the clinical effect and safety of the occiput-cervicle or C1-C2 internal fixation and bone graft fusion in treatment of the unstable atlas fracture.Methods A retrospective study was performed in 38 patients with unstable atlas fractures treated by the occiput-cervicle or C1-C2 internal fixation and bone graft fusion from October 2004 to March 2009.Six patients with comminuted atlas fracture combined with instability of the occipito-atlantoid articulations were treated with occiput-C2 fusion(five patients)and with occiput-C3 fusion(one patient).There were seven patients with typical Jefferson fractures,three with semiring fractures,eight with atlas fractures combined with Anderson type Ⅱ odontoid process fractures,three with atlas fractures combined with Hangman's fractures (two patients with Levine and Edwards type Ⅲ Hangman's fractures were treated with occiput-C3 fusion and one patient Levine and Edwards type Ⅱ Hangman's fracture was treated with C1-C2 fusion),three with atlas fracture combined with lower cervicle injury,six with rupture of transverse ligament combined with instability of atlanto-axial joint(Dickman transverse ligament type Ⅰ injury)and two with comminuted fracture of the lateral mass associated with bony avulsion of the medial tubercle and transverse ligament(Dickman transverse ligament type Ⅱ injury).Of all,five patients were treated with occiput-C2 fusion,three treated with occiput-C3 fusion and 30 treated with C1-C2 fusion.Results All the patients were followed up for a range of 12-46 months(average 28 months),which showed improvement of clinical symptoms in some extent postoperatively.The operation time ranged from 80 to 190 min ates(average 135 minates),with intraoperative blood loss for 200-3 300 ml(average 460 ml)and average fluoroscopic time for 60 seconds.There were no neurological deficits,vertebral artery related complications or other complications in all the patients during the surgical operation.No neurological deficit was aggravated after the patient's mobilization with brace three days after operation.The enous plexus of blood vessel at C1-C2 rupture induced by the use of electrocautery was found in three patients who showed no cerebral hemodynamic deficit after hemostasis with hemostatic sponge and cotton piece.The follow-up X-ray and CT manifested osseous fusion in all the patients,with no looseness or breakage of the screws.The late follow-up showed pain associated with movement and limited range of motion in four patients(11%)and occipital neuralgia in one.Conclusions An occiput-cervicle fixation fusion or a C1-C2 fixation fusion combined with short external fixation can reestablish the upper cervical stability and prevent further injury of the spinal cord and nerve function and hence is an ideal option for C1 burst fracture with or without rupture of the transverse ligament.     

寰枢椎损伤的CT诊断(附50例分析)

目的 探讨ＣＴ对寰枢椎损伤的诊断价值。方法 回顾性分析５０例寰枢椎损伤４ ＣＴ扫描资料。结果 寰椎骨折８例,齿状突骨折２４例,枢椎椎体骨折４例,枢椎椎弓骨折１１例,单纯性寰枢关节间脱位３例。ＣＴ全部诊断正确;Ｘ线平片诊断正确３４例。结论 ＣＴ能够清楚地显示寰枢椎骨折和脱位的情况,能准确确定骨折的类型和骨折的稳定性。ＣＴ是寰枢椎损伤最好的检查方法,应该常规应用。     

经后路治疗寰枢椎骨折脱位的围手术期护理

寰枢椎骨折是一种严重损伤,常合并脊髓损伤致截瘫,伤情严重且复杂。寰枢椎位置较高且易并发脊髓损伤致全瘫,围手术期易并发肺部感染、尿路感染或褥疮等。我科自2011-08~2012-08共收治16例,均采用经后路椎弓根螺钉内固定术和个体     

创伤性寰枢椎不稳的手术治疗

目的 探讨创伤性寰枢椎不稳的手术治疗。方法 对６３例创作性寰枢椎不稳患者进行后路融合术。其中齿突骨折４６例,横韧带断裂１３例,陈旧性椎椎弓骨折４例。４５例行枕颈融合术,１８例行寰枢椎融合术。结果 术后颈椎侧位Ｘ线片检查,５８例平均随访８个月（６～９６个月）,均获得骨性愈合。结论 陈旧性不稳定齿突骨折、伴有不愈合倾向齿突骨折、横韧带断裂、寰枢椎不稳引起神经症状者均适合于后路融合手术。     

寰枢椎骨折与脱位的外科治疗

目的提高上颈椎骨折与脱位的诊断和手术治疗水平。方法自１９８７年１月～１９９７年１月１０年间共收治颈椎骨折或骨折脱位１６２例，上位颈椎损伤３６例，占颈椎损伤病例的２２．２％。其中枕寰关节脱位１例，寰椎横韧带损伤３例，寰椎骨折３例，齿状突骨折或合并寰枢椎脱位２６例，Ｈａｎｇｍａｎ骨折３例。交通事故伤３０例，高处坠落伤６例。临床均有颈部疼痛、活动受限。有不同程度神经受压症状与体征者２５例。根据损伤类型，分别采用枕颈框架植骨融合术，Ｂｒｏｏｋ－Ｊｅｎｋｉｎ寰枢椎融合术，齿状突直接加压螺钉内固定术，前路椎体双螺钉固定术。所有病例，术前首先行头颈部双向牵引复位。结果３６例病人随访６～９６个月，平均４８个月，Ｘ线显示所有病人术后上颈椎稳定性可靠，脊髓受压症状与体征消失。结论早期诊断、正确处理是获得良好预后的关键，直接内固定，能保持解剖复位。     

构建国人头颈三维有限元模型

目的研究构建国人头颈三维有限元模型。方法依据正常国人头颅CT、MRI断层扫描图像，识别确定重建对象，对皮肤、颅骨采用灰度阈值法、轮廓跟踪算法及B样条曲线拟合法进行自动重建；对其他结构采用人机对话方式提取边界关键点，进行重建实体。定义结构材料参数后划分网格。筛选相邻体积交接面节点，粘连节点完成建模。结果完成包含皮肤、颅骨、硬膜、静脉窦、脑灰白质、脑干、小脑、脑室系统、颈椎及颈髓的国人头颈三维有限元模型。模型单元及节点数分别为168733，80535，总质量约5．14kg。结论利用医学影像资料，采用轮廓跟踪算法等数字图像技术可半自动实现人颅脑复杂结构的三维重建。     

应用Mimics软件辅助重建人体胸廓三维有限元模型的研究

目的建立人体胸廓三维有限元模型,为研究人体胸外按压的临床效果与机制提供生物力学仿真基础。方法获取1例20岁男性胸部CT扫描图像,将断层影像输入到Mimics10.1软件,利用Mimics软件的三维模型重建和有限元网格辅助划分功能,在Ansys软件中建立完整的人体胸廓三维有限元模型。结果完整重现了人体胸廓的复杂形态,建立了包括锁骨、肋骨、脊柱等结构在内的鲜明、直观的人体胸廓三维有限元模型,共1 158 085个节点、736 022个单元,并依据CT图像灰度值将胸廓模型从骨皮质到髓核区分为6种材料性质。结论利用Mimics软件辅助建立的人体胸廓三维有限元模型具有较高的真实性和精确度,能够满足人体胸廓生物力学分析的需要,为下一步人体胸廓有限元模型的分析提供了基础。     

A finite element model investigation of gunshot injury

Multiple gunshot suicide can be a controversial subject mainly because of wrong opinions concerning immediate incapacitation or alleged backwards hurling. For the last 20 years, experts in medicine and physics have tried to demonstrate what really happens during a gunshot wound. Different methods have been used to achieve this aim such as basic physics or the use of empirical evidence. In this paper, using a finite element model of the human head, we demonstrate that no incapacitation or backwards hurling can occur from a gunshot fired between the eyes which did not enter the cerebrum.     

Dicom标准和Mimics软件辅助建立下颌骨三维有限元模型

目的：寻求一种更为快捷、精确的下颌骨三维有限元模型建立方法.方法：应用薄层CT,Dicom标准和Mimics软件,结合Ansys三维有限元专用软件对157层,层厚为0.5 mm的CT断层影像进行分析处理.结果：建立了更为精确,应用更为广泛的下颌骨三维有限元模型.使用Dicom标准和Mimics软件获取三维模型直接写入Ansys三维有限元软件,提高了建模效率.结论：薄层CT,Dicom标准的应用使得有限元模型的建立更为精确,同时Mimics软件直接建立三维模型,极大程度提高了建模效率.     

节段性缺失的犬下颌骨有限元模型的建立

 目的 建立犬下颌骨节段缺失的有限元模型.方法 运用Mimics软件读取基于实验犬下颌骨CT资料的DICOM数据形成几何模型,在Magics软件中使用cut工具对几何模型进行切割,模型由缺损侧和非缺损侧下颌骨、重建钛板组成,每个部分依靠Magics的粘接功能粘在一起,生成实体单元后在MARC软件中完成模型的力学分析.结果 建立了犬下颌骨节段缺失的有限元模型,可模拟牵张过程,观察任意点的应力、位移情况,并可选取模型的任意部分,查看其相应计算结果.结论 犬下颌骨节段缺失的有限元模型的建立,为进一步研究节段缺损下颌骨的各种生物力学状况奠定了基础.     

人颅面骨三维有限元模型的建立

目的利用计算机辅助技术,建立颅面骨三维有限元模型,为颌面部火器伤的生物力学分析奠定基础。方法通过薄层螺旋CT扫描正常志愿者颌面部,将获得的颅面骨数据通过Mimics软件进行三维实体重建,利用ANSA软件进行布尔运算,生成颅面骨骼,进行网格划分。结果建立了上颌骨、下颌骨等颅面骨三维有限元模型。结论利用薄层CT,结合Mimics、ANSA软件建立的颅面骨有限元模型真实准确,建立方法实用,可根据枪弹伤情况进行不同的生物力学分析。     

计算机辅助髋关节囊韧带重建三维有限元分析及其生物力学意义

目的 从生物力学角度,采用三维有限元方法,探讨关节囊韧带重建对髋关节的稳定机制.方法 利用功能强大的有限元分析软件Unigraphics NX 2.0和SolidWorks 2006构建出包括坐股韧带重建的全髋关节置换术(total hip arthroplasty,THA)三维有限元模型,模拟坐位腿交叉动作载荷,获取假体脱位过程的角活动度和相应的阻力矩值.结果 所构建坐股韧带为多体连接非线性、大界面划移、高弹性的结构模型,客观反映坐股韧带真实解剖形态及其生物力学行为.增加坐股韧带重建的模型与仅有金属的模型相比,降低了撞击点和脱位点峰应力分别为17%和31%.峰阻力矩增加了57%,并提供了2.29倍的稳定性.结论 坐股韧带作为髋关节后方关节囊一个确切的解剖结构,对后方稳定装置的力学完整性起到重要的作用,髋关节成形术中应该重建髋关节囊韧带.     

A new design for a three-channel surface gradient coil employing a three-dimensional finite element model

A new design of a three-channel surface gradient coil (SGC) is presented. The optimal objective of this design is to minimize parasitic field gradients by modifying the wire arrangement in the individual coils. A 3D finite element (FE) model is employed to analyze the SGC's field predictions. The numerical analysis results of the new SGC design indicate improved field behaviors when compared with those of a previously reported SGC designed by Cho and Yi (J. Magn. Resort. 94, 471–485 (1991)). To confirm the predicted improvement, two G_y (y-axis) gradient coils, based on the old and new designs, have been constructed and installed in a General Electric CSI 2 Tesla MRI system with a 15-cm bore. Based on the resulting MR images, the new gradient coil configuration provides more uniform field gradients and less parasitic field gradients, which results in higher quality images than the previously reported SGC design. This paper also demonstrates the remarkable accuracy of the 3D FE simulation model.     

下颌第一磨牙种植体三维有限元模型的建立

目的详细展现三维有限元建模过程,特别是种植体模型的建立,为三维有限元分析提供数学模型,为更多关注这一领域的研究者提供参考。方法论述Pro／Engineer软件建立种植体三维模型的详细步骤;mimics软件读取cT数据,通过去噪、平滑、减点建立下颌骨模型,magcis进行网格优化。结果成功建立下颌骨及种植体模型。结论该法建立下颌骨及种植体模型简便且易操作,为以后进行三维有限元分析提供了精确的模型。