寰枢椎不稳后路椎弓根螺钉固定的三维有限元分析

目的:建立寰枢椎后路椎弓根螺钉固定系统三维有限元模型,分析寰枢椎后路椎弓根螺钉固定的稳定性。方法:1例寰枢椎不稳标本行后路椎弓根螺钉系统固定,采用螺旋CT扫描,通过工作站将扫描获得的图像导入计算机中,利用ANSYS8.0软件建立寰枢椎不稳三维有限元模型。给予模型加载不同边界条件,模拟寰枢椎的不同运动,分析寰枢椎不稳采用后路椎弓根螺钉固定的稳定性。结果:寰枢椎不稳采用后路椎弓根螺钉系统固定在不同运动状态下应力主要集中在枢椎椎弓根螺钉的根部。前屈运动时,椎弓根螺钉根部的应力为0.350×109Pa,前屈角度为0.7°;后伸运动时,椎弓根螺钉根部的应力为0.427×109Pa,后伸角度为1.2°;侧弯运动时,椎弓根螺钉根部的应力为0.295×109Pa,侧弯角度为0.3°;旋转运动时,椎弓根螺钉根部的应力0.635×109Pa,旋转角度为0.8°。结论:寰枢椎不稳采用后路椎弓根螺钉系统固定具有良好的术后即时稳定性。     

经后路寰椎侧块螺钉、枢椎椎弓根螺钉内固定的临床应用

目的:探讨寰椎侧块螺钉、枢椎椎弓根螺钉内固定的临床应用.方法:应用寰椎侧块螺钉14枚,枢椎椎弓根螺钉20枚及连接板或棒稳定上颈椎10例,回顾性分析临床疗效,手术设计和并发症的预防.结果:进钉点显露过程中出现静脉丛出血3例,两例两处寰椎后弓下壁破裂,改为经寰椎后弓下置钉,无椎动脉损伤、感染、脑脊液漏,全部病例随访3个月～3 a,平均1.4 a,无内固定松动,骨折不愈合.结论:寰椎侧块螺钉,枢椎椎弓根螺钉及连接板或棒固定技术稳定上颈椎具有肯定的三维固定效果,操作简便,固定可靠,只要正确掌握适应症,术前以三维CT为基础进行科学设计,术中仔细操作,大多数并发症可避免,安全可靠.     

枢椎前后路三种螺钉内固定的安全性比较*

目的 观察计算机辅助枢椎前路椎弓根螺钉（AAPS）置钉优势,并测量AAPS、椎弓根螺钉及椎体螺钉（VBS）的最大拔出力,为临床手术操作选取适当的内固定方式,提供生物力学理论依据。方法 从2019年10月至2021年1月,收集人体实体颈椎防腐标本16例,除去畸形标本1例。剩余标本,包括男10例,女5例,行CT扫描后将数据导入Mimics软件,形成三维重建图并观察。参考Kolle法,在每节枢椎上分别采用前路椎弓根螺钉、后路椎弓根螺钉、前路椎体螺钉三种形式固定方法。在生物力学试验机上测试每种固定方式的最大拔出力。结果 Mimics软件中的三维重建图,可以从任意视角直接观察并了解结构状况。前路椎弓根螺钉最大轴向拔出力平均为（635.95±220.35）N,后路椎弓根螺钉组的最大轴向拔出力平均为（772.95±230.55）N,VBS组螺钉的最大轴向拔出力平均为（451.45±181.13）N。采用配对样本t检验,两两比较AAPS组与后路椎弓根钉组,以及AAPS组与VBS组测值。P值均<0.05,差异有统计学意义。这显示在单皮质固定的条件下,椎弓根螺钉的置钉拔出力大于前路椎弓根螺钉（AAPS）,AAPS置钉拔出力大于VBS置钉法。结论 计算机辅助有利于了解枢椎结构特点,便于个体化的AAPS置钉操作,AAPS钉道固定性能良好,有较明显生物力学优势,可作为手术内固定选择的较理想方式。     

寰枢椎不稳经后路椎弓根钉固定融合手术治疗

目的 探讨寰枢椎不稳经后路椎弓根螺钉固定融合手术治疗的方法及临床疗效.方法 对15寰枢椎不稳的患者应用直视下椎弓根钉固定并行自体骼骨植骨融合.结果 15例60枚螺钉均成功植入,复位固定满意,全组病例未发生椎动脉、脊髓损伤,术后临床症状得到不同程度的改善,所有患者均获得6～24个月随访,平均7.5个月;患者均在3～6个月寰枢椎骨性融合,未发现螺钉松动、断裂现象.结论 直视下寰枢椎椎弓根螺钉植入技术具有置钉相对安全、准确、融合率高等特点,是治疗寰枢椎不稳的一种有效手术技术.     

寰椎后路椎弓根螺钉固定的解剖可行性研究

目的：探讨寰椎后路椎弓根螺钉固定的可行性。方法：利用50例干燥寰椎标本，电子游标卡尺测量其侧块中部、椎弓根以及后弓的宽度和高度。结果：寰椎侧块中部的宽度和高度分别是12．78mm和12．95mm；寰椎椎弓根的宽度和高度分别是8．57mm和5．83mm；椎动脉沟下方寰椎后弓的宽度为8．46mm，该部内侧1／3和外侧1／3的高度分别是3．88mm和4．25mm。结论：进行寰椎椎弓根螺钉固定是可行的，其决定因素是椎动脉沟处的寰椎后弓高度。     

1~6岁儿童枢椎经椎板螺钉内固定的可行性研究

目的　探讨1~6岁儿童枢椎经椎板行3.5 mm螺钉内固定的可行性。 方法 选取1~6岁儿童45例,每两岁一组分为A、B、C 3组,将其颈椎CT原始数据行三维重建后测量椎板上、中、下缘宽度,椎板高和长度,椎板上倾角及内倾角等参数。 结果　椎板各指标随年龄增长呈上升趋势。限制枢椎板螺钉置钉的主要因素是椎板中缘宽（LWM）和进钉点至椎板外缘距离（ELE）,LWM中A组为（4.69±0.45）mm;B组（7.13±1.61）mm;C组（7.72±1.28）mm。ELE中A组为（15.44±6.98）mm,B组（23.67±1.86）mm;C组（27.75±2.39）mm。模拟椎板螺钉置入时,A组入钉点为同侧棘突左、右分支交界处;B组入钉点为螺钉所在椎板对侧的棘突分支中缘;C组入钉点为螺钉所在椎板对侧的棘突分支上缘。 结论 1~6岁儿童枢椎板均具有置入3.5 mm螺钉的可行性,但不同年龄置钉方式应有所不同。     

三维CT重建参照下徒手寰枢椎椎弓根螺钉置入内固定治疗外伤性寰枢椎不稳

背景：寰枢椎椎弓根螺钉内固定在三维CT重建参照下比传统方法能提高置钉的准确率,减少置入并发症。 目的：探讨以寰枢椎三维CT重建为参照,进行寰枢椎椎弓根螺钉内固定治疗外伤性寰枢椎不稳的方法,明确其手术指导意义以及临床治疗效果。　 方法：对30例因外伤导致寰枢椎不稳需行寰枢椎椎弓根螺钉内固定治疗的患者内固定置入前行三维CT重建。 结果与结论：与螺钉置入前设计钉道内倾度、设计钉道测得进钉点与中线的距离比较,经C1、C2椎弓根螺钉实际钉道内倾角及进钉点与中线的距离差异均无显著性意义。30例患者观察到的C1后弓及C2椎弓表面解剖特征与置入前CT容积再现的影像一致。说明根据三维CT重建图像为参照进行寰枢椎椎弓根螺钉内固定,徒手置入,节省时间,并减少术中接收X线辐射,个性化置钉,精确、安全性高、疗效优良。     

寰枢椎内固定的应用解剖学进展

近年随着对上颈椎疾病病理生理认识的加深和内固定器材的发展，出现了前路经口咽钢板固定术、前路经寰枢侧块关节螺钉固定术；后路寰椎侧块螺钉技术、枢椎椎弓根螺钉技术等寰枢椎内固定的新术式。本文试就针对这些新技术进行的应用解剖学研究作一综述。     

经后路寰枢椎椎弓根螺钉内固定治疗陈旧性齿突骨折

目的探讨经后路寰枢椎椎弓根螺钉内固定治疗陈旧性齿突骨折的临床疗效。方法 7例患者中,AndersonⅡ型陈旧性齿突骨折6例,不稳定Ⅲ型1例,术前日本骨科协会（JOA）评分为6~13分,平均9.6分,影像学检查均伴有寰枢椎不稳或脱位表现。采用经寰枢椎椎弓根螺钉进行固定,并在寰枢椎后弓间植入自体颗粒状骨。结果 7例患者全部得到随访,平均随访15个月,所有患者螺钉植入位置和复位均满意。寰枢椎植骨于术后6~9个月达骨性融合。术后3个月JOA评分12~17分,平均14.6分。所有患者颈部运动功能恢复良好,但轴向旋转活动部分丧失。结论应用寰枢椎椎弓根螺钉内固定治疗陈旧性齿突骨折可使寰枢椎获得即刻的坚强固定,有利于寰枢间植骨融合,疗效满意。     

Vertex万向螺钉系统在寰枢椎后路固定中的应用

研究Vertex万向螺钉系统在寰枢椎后路固定中的作用及价值。使用Vertex万向螺钉治疗寰枢椎不稳定,寰椎进钉点在寰椎后弓上,寰椎中线外侧,距正中矢状线18～20mm,距寰椎后弓下缘2.0mm,进钉时向内倾斜10°,向头侧倾斜5°;枢椎椎弓根螺钉进钉应在直视下平行枢椎峡部内侧缘及上面的平面进入。寰枢螺钉之间使用钛棒连接固定。结果表明置钉顺利,无并发症,所有病例获随访,平均9个月,寰枢椎复位固定良好。JOA评分法术前平均9.6分,术后平均15.9分。研究结果表明Vertex万向螺钉系统治疗寰枢椎不稳定效果良好,是寰枢椎后路固定可供选择的术式之一,并适用于年幼患者的固定。     

手舟骨腰部骨折3种内固定方式的有限元分析

目的　通过建立手舟骨腰部骨折三维模型来比较3种不同内固定方式的生物力学差异,为临床内固定方式的选择提供依据。 方法　选取健康志愿者的腕关节CT数据,应用软件建立舟骨腰部骨折的3种内固定方式模型：克氏针固定组、Herbert螺钉固定组、钉脚固定器组。分别在中立握拳位和腕背伸桡偏位施加载荷,并分析舟骨变形量、内固定器械的应力。 结果　在3种内固定装置下舟骨的变形量,克氏针最大,钉脚固定器最小。在两种工况下,舟骨变形量和固定装置的最大应力值不等,但趋势相同,均为钉脚固定器的舟骨变形量最小、所受的最大应力最小。钉脚固定器存在偏心效应,当载荷达到临界值时,易使舟骨愈合面出现开裂或不对称偏心现象。 结论　克氏针固定效果最差,钉脚固定器的固定效果最佳,钉脚固定器术后应适当限制手部负重。     

手舟骨腰部骨折3种内固定方式的有限元分析

目的　通过建立手舟骨腰部骨折三维模型来比较3种不同内固定方式的生物力学差异,为临床内固定方式的选择提供依据。 方法　选取健康志愿者的腕关节CT数据,应用软件建立舟骨腰部骨折的3种内固定方式模型：克氏针固定组、Herbert螺钉固定组、钉脚固定器组。分别在中立握拳位和腕背伸桡偏位施加载荷,并分析舟骨变形量、内固定器械的应力。 结果　在3种内固定装置下舟骨的变形量,克氏针最大,钉脚固定器最小。在两种工况下,舟骨变形量和固定装置的最大应力值不等,但趋势相同,均为钉脚固定器的舟骨变形量最小、所受的最大应力最小。钉脚固定器存在偏心效应,当载荷达到临界值时,易使舟骨愈合面出现开裂或不对称偏心现象。 结论　克氏针固定效果最差,钉脚固定器的固定效果最佳,钉脚固定器术后应适当限制手部负重。     

髋臼部T形骨折四种不同内固定方式的生物力学有限元分析

目的　髋臼部T形骨折解剖结构较为复杂,损伤机制多种多样,在临床治疗中难以制定统一的手术金标准。本文通过建立有效的髋臼部T形骨折有限元模型,比较四种不同内固定方式的生物力学稳定性之间的差别。 方法　利用有限元建模软件建立髋臼T形骨折模型后,应用相关有限元软件建立双柱逆行拉力螺钉（A）、前柱重建钢板联合后柱拉力螺钉（B）、后柱重建钢板联合前柱拉力螺钉（C）和双柱重建钢板（D）这4种不同内固定术后的模型,分别予以模拟站位和坐位并进行加载分析。 结果　分别在站位、坐位下,在加载方式相同的情况下髋臼T形骨折前后柱骨折线上最大位移及骨折线上节点位移均数表现为A＞B＞C＞D。 结论　应用双柱重建钢板内固定方式治疗髋臼T形骨折具有良好的生物力学稳定性,后柱重建钢板联合前柱拉力螺钉次之。     

寰枢椎椎弓根螺钉治疗寰枢椎不稳的临床疗效和手术策略

目的探讨运用寰枢椎椎弓根螺钉治疗创伤性寰枢椎不稳的临床效果和手术策略。方法 2007年～2010年中运用寰枢椎椎弓根螺钉治疗创伤性寰枢椎不稳15例,观察术后近期疗效、植骨融合及并发症。结果 14例患者均顺利完成手术,1例患者由于置钉困难改行寰枢椎后方植骨融合术。寰椎置钉28枚,未发现神经损伤。枢椎置钉28枚,未出现椎动脉损伤。术后渗血1例,颈部肿胀3例,无神经症状加重,无切口感染和脑脊液漏,随访3个月～3年,平均1.8年,所有病例均成功寰枢椎融合,颈椎序列和生理曲度良好,无明显丢失,未见内固定松动或断裂。随访时,脊髓功能Frankel分级评分3例D级均恢复到E级。结论寰枢椎椎弓根螺钉内固定技术治疗创伤性寰枢失稳的可操作性、力学稳定性及融合率均取得满意效果,虽然操作上技术要求较高,并有损伤C2神经根、寰枢椎间静脉丛及椎动脉的可能性,但仍不失为一种疗效可靠的方法,可以在有条件的基层医院开展。     

后路椎弓根螺钉系统治疗特发性腰椎侧凸的有限元分析

目的通过有限元计算与刚体动力学相结合的方法,模拟后路椎弓根螺钉系统治疗脊柱侧凸的矫形过程,研究矫形过程中的生物力学特性,探讨不同矫形策略对临床结果的影响,为脊柱侧凸的手术规划提供依据。方法通过病体腰椎CT切片进行三维几何重构,利用ANSYS有限元软件建立了右凸40o腰椎L1-L5和椎弓根螺钉器械的三维有限元模型,联合ADAMS刚体动力学软件模拟了矫形手术中的反旋转与回弹,得到了矫形全过程中植入物所受载荷以及脊椎的应力应变场。结果不同矫形手术过程中,植入器械承受的最大反力范围约为1961099N,椎骨的极少数单元应力超过强度极限120MPa。结论后路椎弓根螺钉系统矫正腰椎侧凸具有较好的治疗效果,脊椎骨性结构的应力水平整体较低。在满足矫形效果的前提下,临床上可考虑选择不同的矫形策略,以减少需植入螺钉的腰椎节段数量并提高手术质量。     

钢板骨折区增加螺钉帽对胫骨骨折内固定影响的有限元分析

目的　探讨固定胫骨骨折时骨折区钢板置入螺钉帽对固定结构生物力学性能的影响。 方法　通过CT扫描数据和三维图像重建,模拟临床手术固定建立胫骨中段粉碎性骨折锁定钢板固定有限元模型,13孔钢板布钉位置为1、2、4、5、9、10、12、13孔,骨折区钉孔为6,7,8,并设计两种钢板固定方式：A（骨折区置入螺钉帽）和B（骨折区不置螺钉帽）,对模型A和模型B分别进行600N压缩试验和1000N三点弯曲试验,计算分析模型各部位的力学指标并进行比较分析。 结果　压缩试验中,模型A钢板最大应力出现在钢板下端,模型B钢板最大应力出现在骨折区,模型A钢板最大应力明显小于模型B;三点弯曲试验中,两种模型钢板最大应力均出现在骨折区,模型A钢板最大应力明显小于模型B。 结论　在钢板骨折区空螺钉孔处增加螺钉帽,可以明显降低钢板的最大应力,减少钢板骨折区的应力集中,从而减少在骨折端处钢板发生疲劳性断裂的风险。     

下颈椎三种侧块内固定方式的有限元分析*

目的 分析下颈椎三种内固定方式的应力分布情况。方法 本文对验证合格的下颈椎C3-C7节段模型在Solidworks中进行C4-C6三节段全椎板切除,在三维建模软件中建立三种内固定方式,即Magerl法、Magerl改良法1（以下统称Magerl-1法）和Magerl改良法2（以下统称Magerl-2法）的模型。在Hypermesh中对建立完成的模型,采用相同的方法进行网格划分,然后在Abaqus中进行下颈椎材料属性的定义、韧带的添加以及加载等。分析模型在前屈、后伸、左右侧屈和左右旋转6种动作下3种内固定技术的应力分布情况。结果 Magerl法与Magerl-1在6种动作下的应力峰值没有明显的差异,而Magerl-2在左右旋转动作下的应力峰值明显比其他2种方法大,且超出其他动作平均应力峰值约69.2%。结论Magerl-2方法在人体颈部左右旋转活动情况下,内固定系统更容易产生疲劳或断裂;三种方法内固定结构应力都主要集中在第二根螺钉与钛棒的连接部分,后续的内固定技术研究中可以适当关注钛棒的强度设计优化;螺钉矢状面头倾在小于40°的范围内,倾角越大连接螺钉的稳定越高,范围内偏斜角度大的稳定性高于偏斜角度小的固定方式。     

腰椎后路椎间融合内固定有限元模型的建立及内固定物力学分析

目的　建立腰骶椎椎间融合椎弓根钉内固定的有限元力学模型,并对椎弓根螺钉和融合器的应力分布进行生物力学评价。 方法　通过CT扫描、Mimics三维重建、Freeform表面处理和Ansys前处理等方法建立正常腰骶椎L4~S1节段有限元模型,并据此建立去除L5~S1椎间盘后椎弓根钉后路固定加椎间融合模型固定。并对模型进行前屈、后伸、侧弯和旋转加载分析,观察模型的钉棒结构、Cage在4种加载状态下的应力分布情况。 结果　前屈、后伸、侧弯和旋转加载时椎弓根钉应力主要集中在钉的尾部和钉棒交界处。 Cage在旋转加载时应力集中在中部,在其它三种状态下的应力集中在前缘。在4种加载状态下棒钉结构和椎间融合器的最大应力值分别如下,前屈：2.96×107 N/m2 , 5.65×106 N/m2 ; 后伸：2.98×107 N/m2 , 6.08×106 N/m2;侧弯：3.06×107 N/m2 ,9.71×106 N/m2;旋转：2.96×107 N/m2, 1.00×106 N/m2; 结论　本实验成功建立了L4~S1节段后路椎间融合内固定的有限元模型,模型加载后的内固定应力分布符合临床观察,具有一定临床指导意义。