寰椎椎弓根螺釘與側塊螺釘有限元分析比較△

趙文龍，王 洋，孫 姣，陳 飛，郭群峰，郭 翔，楊 軍，倪 斌*

（1.東部戰區總醫院骨科，南京市210018；2.連云港市第三人民醫院康復科，連云港市222000；3.海軍軍醫大學附屬長征醫院脊柱外科，上海市200003）

近年寰樞椎后路內固定技術不斷發展，成為手術治療寰樞椎不穩的關鍵技術［1-4］。寰椎作為重要的內固定錨定點，既往研究顯示寰椎椎弓根螺釘（pedi?cle screws,PS） 和側塊螺釘 （lateral mass screws,LMS）均能提供良好的生物力學穩定性［5，6］。但上頸椎疾病患者時常因高齡、類風濕性關節炎、強直性脊柱炎、腫瘤等合并骨質疏松的情況［7-9］，此類患者出現螺釘松動、拔出、斷裂的幾率增加，極易導致手術失敗。但是大多數骨質疏松條件下的椎弓根螺釘穩定性研究都主要為胸腰椎體，再加上寰樞椎特殊的骨性結構和并不少見解剖變異，以往研究結果并不能適用于上頸椎患者［10～12］。故本研究以有限元分析（finite element analysis,FEA）比較寰椎PS和LMS在骨質疏松條件下的生物力學穩定性，以期為合并骨質疏松的寰樞椎不穩患者置釘選擇和螺釘改進提供一定理論依據。

1 資料與方法

1.1 實驗對象

1名成年男性作為志愿者，34歲，身高175 cm，體重70 kg，排除既往頸椎病史，X線檢查無明顯上頸椎病變，其自愿作為此次實驗研究對象。

1.2 骨質疏松寰椎三維模型的建立

利用西門子公司256排螺旋CT，在志愿者頸椎自然狀態下掃描枕骨至C3椎體，獲得層厚0.75 mm的斷層影像205張，點陣距離0.799 mm，導出DI?COM通用格式資料。用Mimics 17（比利時Materi?alise公司）對前期采集的CT圖像逆向重建出頸椎的三維點云模型，利用Geomagic Studio 2012（美國Geomagic公司）把Mimics建立的點云模型擬合成可編輯的幾何實體模型（NURBS曲面模型）；……