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人工寰齿关节研究进展
探讨如何既可达到牢固的固定,同时又可大限度地保留脊柱的运动功能,这将是未来脊柱内固定生物力学发展的趋势.人工寰齿关节的研制是既能重建寰枢关节稳定性,又能保留寰枢关节旋转功能的可行性技术.作者从人工寰齿关节的理念、人工寰齿关节解剖、生物力学、人工寰齿关节置入的可行性分析等方面综述了近年来的一些研究进展.
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多层螺旋CT在成人寰齿关节炎分级诊断中的应用
目的：通过多层螺旋CT( MDCT)观察寰齿关节炎的发病及分级情况。方法回顾性分析2011年5月—2012年5月山东大学附属济南市传染病医院影像科和山东省医学影像学研究所行上颈椎MDCT检查的700例成人的临床资料。其中男313例,女387例；年龄18.2~88.8岁,平均46.4岁。患者按不同年龄段分成≥18~25、>25~30、>30~40、>40~50、>50~60、>60~70,>70岁组,每组100例。使用16层MDCT机,运用多层面重建后处理技术,从任意角度观察寰齿关节情况,参照关节炎的四分之一分类标准对病例进行分级,观察统计不同年龄组寰齿关节炎的发病及分级构成情况。从700例中随机选出100例,评价采用MDCT对寰齿关节炎进行诊断及分级的稳定性。结果本组700例,寰齿关节炎男女发病率分别为54.3%(170/313)、53.2%(206/387),差异无统计学意义(χ2=0.082, P>0.05)；随年龄的增加,寰齿关节炎的发病率逐渐增加,差异均有统计学意义(χ2=229.725, P值均<0.01)。采用 MDCT对寰齿关节炎进行分级,结果稳定性较好( K =0.720)。结论寰齿关节炎不同性别的发病率无差异,但随年龄的增加发病率逐渐增加。 MDCT可以很好的显示并诊断寰齿关节炎,采用MDCT进行分级,稳定性良好。
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人工寰齿关节置换后各寰枢椎部件生物力学性能的有限元分析
目的 通过有限元分析方法评估人工寰齿关节置换后寰枢椎各部件的生物力学性能,以便对其结构优化提供理论依据.方法 对人体正常新鲜寰枢椎尸体标本和人工寰齿关节行薄层CT扫描,利用Mimics软件、Freeform Plus软件及Ansys软件,模拟临床前路减压术,将人工寰齿关节模型装配于寰枢椎模型上,构建人工寰齿关节置换后寰枢关节几何模型.对实体模型进行网格划分,并在网格模型基础上添加相关韧带结构,终建立人工寰齿关节置换后寰枢关节的有限元网格模型.给予模型分别施加前屈、后伸、侧屈、旋转4种生理载荷,计算分析不同载荷下人工寰齿关节置换后寰枢椎各部件的应力分布情况.结果 在前屈和后伸状态下,枢椎螺钉钉尾处表现高应力,而寰椎螺钉钉尾未出现高应力；在各种运动状态下,应力集中区分别为人工寰齿关节钢板钉孔处和两部件接触处,枢椎钢板与椎骨接触处也出现应力集中.结论 人工寰齿关节钢板钉孔处、枢椎螺钉钉尾和寰枢椎部件接触处容易出现应力集中,人工寰齿关节表面需要涂层处理及其材料硬度和耐磨性有待进一步优化.
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人工寰齿关节置换后的解剖学测量
目的:探讨在寰枢关节骨性标本上置换自行设计的人工寰齿关节的可行性,为经口咽入路置换人工寰齿关节提供解剖学依据.方法:在10具正常成年人尸体寰枢关节湿性标本上行人工寰齿关节置换后,测量寰椎前弓骨窗宽、枢椎椎体骨窗宽、寰椎部件上位进钉点间距、寰椎部件下位进钉点间距、枢椎部件上位进钉点间距、枢椎部件下位进钉点间距等.结果:寰椎前弓骨窗宽为16.5±1.9 mm、枢椎椎体骨窗宽为14.5±1.9 mm、寰椎上位进钉点间距和下位进钉点间距分别为36.0±2.4 mm和30.0±2.1 mm;枢椎上位进钉点间距和下位进钉点间距分别为18.0±1.0 mm和16.0±1.4 mm.结论:自行研制的人工寰齿关节在形态学上具有置换的可行性.
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寰椎横韧带损伤的诊断与治疗
寰椎横韧带位于枢椎齿状突后侧,两侧止于寰椎侧块内侧的骨突上.寰椎前弓、侧块、横韧带和枢椎齿状突一起,构成了寰齿关节.横韧带损伤可导致寰齿关节、寰椎与枢椎间不稳,继而发生寰椎前脱位,严重者可伤及延髓,导致患者高位四肢瘫甚至危及生命.
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颅颈交界处损伤的影像表现及其漏、误诊原因分析
颅颈交界处是指头颅与颈部的过渡区域,主要解剖结构包括枕骨、寰椎、枢榷及各种韧带等,由于强健的韧带维系和灵活的骨性关节结构,颅颈交界处的损伤临床少见,但并不罕见,多由车祸或高空坠落造成,且多在现场立即死亡,能够存活来诊者寥寥无几.颅颈交界处涉及3组关节及9条韧带.3组关节是寰枕关节、寰齿关节和椎间关节(寰枢外侧关节),后两者均属寰枢关节;9条韧带包括前纵韧带、十字韧带(包括横部和竖部,横部又称寰横韧带)、顶盖膜、寰齿韧带、翼韧带、齿状尖韧带、前枕寰膜、后寰枕膜和项韧带.当作用力来得突然而迅猛,力量集中时,则可引起此处损伤,包括骨质的损伤(骨折)、韧带的损伤(脱位)或复合伤等.
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人工寰齿关节结构优化设计及仿真分析
背景：有研究表明传统的各种寰枢关节模型具有良好的生物力学特性，然而不能完全满足人体的要求。基于前人研究的基础，拟通过对寰枢椎关节的要求进行分析，探讨出一种不仅能预防寰枢关节不稳，而且能使枢椎部件具有一定的灵活性的结构，使之更满足人体的需要。
目的：利用有限元法分析颅颈交界处寰枢椎外侧关节受扭矩后变化，利用静力学分析探讨寰齿关节模型的三维运动力学性能和疲劳寿命以及安全系数。
方法：利用三维造型和有限元软件建立寰齿关节三维有限元模型，对优化后的结构在静力学分析里面进行疲劳分析，围绕模型中心轴施加0.5 N?m的转矩，通过对仿真分析的结果进行分析，从而评估优化后的寰齿关节模型的性能和寿命。
结果与结论：传统的寰齿关节模型是通过销钉固定在体内，枢椎不能转动且外形有缺陷，优化后的结构不仅能使寰齿关节保持良好的稳定性又能使其具有关节运动功能，限位块的添加使其有一定的转动角度且不至于超出限制的旋转角度。由于实际要求，应考虑到操作方便、安置牢固、较少甚至消除副损伤，寰齿关节应选用钛合金材质，各部分零件尺寸的选取都需要达到实际要求。结果说明，优化后的寰齿关节模型实现了创新性和实用性的要求，通过实验证明在机械学上是可行的，优化后的结构各项指数均达到要求。 -
寰齿关节退行性变与枕颈痛相关因素分析
目的确定寰齿关节退行性改变与枕颈痛的关系 . 方法随机对 50例患者的寰齿关节进行 CT扫描评价 , 并观察 60例寰椎骨骨性标本寰齿关节面的增生情况 . 结果枕颈痛与寰齿关节退变的程度密切相关 (P
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人工寰齿关节生物力学及临床前期研究进展
探讨如何既可达到牢固的固定,同时又可大限度地保留脊柱的运动功能,这将是未来脊柱内固定生物力学发展的趋势.人工寰齿关节的研制是既能重建寰枢关节稳定性,又能保留寰枢关节旋转功能的可行性技术.作者从人工寰齿关节的生物力学学研究、人工寰齿关节设计要求及原理、人工寰齿关节置入的可行性分析、人工寰齿关节置换术适应证等方面综述了近年来的一些研究进展.
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人工寰齿关节置换后寰枢关节三维稳定性的有限元分析
目的 通过有限元分析的方法评估人工寰齿关节置换对寰枢关节三维活动度的影响.方法 将CT扫描数据导入Mimics软件重建寰枢椎体及人工寰齿关节三维模型,去除模型中寰椎前弓、齿状突和枢椎部分椎体,模拟前路减压术,将人工寰齿关节模型装配于处理过的寰枢椎模型上.导入Ansys软件分析计算模型的三维活动度.结果 人工寰齿关节在前屈、后伸、右侧弯、右旋转状态下的位移分别为1.109、3.310、0.528、9.678 mm,活动度分别为1.6°、5.1°、4.6°和22.0°.结论 改良人工寰齿关节置换既可稳定寰枢关节又可保留寰枢关节运动.
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人工寰齿关节置换后寰枢椎部件抗拔出强度的生物力学研究
目的 观察人工寰齿关节置换后寰枢椎部件抗拔出力强度,评价其生物力学性能.方法 在10具正常成年人尸体寰枢关节湿性标本上行人工寰齿关节置换后,在MTS858 Mini Bion-ix生物力学实验机上行寰枢椎部件大轴向拔出力(F-max)实验.结果 寰椎部件大拔出力(894.36±102.30)N,枢椎部件大拔出力(1227.59±143.35)N,寰椎部件钉道长度(20.69±1.43)toni,枢椎部件钉道长度(24.03±1.31)mm,寰椎部件屈服长度(1.51±0.11)mm,枢椎部件屈服长度(1.59±0.12)mm.寰枢椎部件的大拔出力之间和寰枢椎部件的钉道长度之间差异有统计学意义(P<0.05).寰枢椎部件的屈服长度之间差异无统计学意义(P>0.05).寰枢椎部件大拔出力与钉道长度呈显著正相关(r1=0.880,P<0.05).寰枢椎部件大拔出力与屈服长度也呈显著正相关(r2=0.606,P<0.05).结论 人工寰齿关节置换后寰枢椎部件具有较好的抗拔出力性能.寰椎部件螺钉采用单皮质固定,枢椎部件螺钉采用双皮质固定,钉道长度是影响寰枢椎部件拔出力的蕈要因素.
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人工寰齿关节置换后寰枢关节有限元模型的建立
目的 建立具有详细解剖结构的人工寰齿关节置换后寰枢关节有限元模型.方法 对人体正常新鲜寰枢椎尸体标本和人工寰齿关节进行薄层CT扫描,扫描数据导入Mimics软件进行寰枢椎椎骨模型和人工寰齿关节三维模型重建,然后将模型数据导入Free form软件,以临床操作为参考,将人工寰齿关节模型装配于寰枢椎模型,再导入Ansys有限元软件构建人工寰枢关节几何模型,网格划分后添加相关韧带结构,终建立人工寰齿关节置换后寰枢关节有限元模型,模型中关节面均定为有摩擦系数的表面滑动接触关节.固定C2椎体下缘,在寰椎侧块上关节面施加40N的垂直向下载荷模拟头颅重力,并分别施加不同方向的1.53 N/m扭矩载荷,计算求解此模型在前屈、后伸、侧屈及旋转状态下的三维活动度,并与尸体标本实验测得实验数据对比进行验证.结果 建立了具有详细解剖结构的人工寰齿关节置换后寰枢关节有限元模型,整个模型有103 053个单元和26 324个节点,在前屈、后伸、右侧屈及右旋转状态下,人工寰齿关节模型的活动度分别为1.6°、5.1°、4.6°和22.0°.结论 初步建立人工寰齿关节置换后寰枢关节有限元模型.
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人工寰齿关节寰枢椎部件固定钉道的影像学分析
目的 探讨自行设计的人工寰齿关节( AAOJ)在寰枢关节骨性标本上置换后寰枢椎部件固定螺钉通道的安全性和可行性.方法 在32具正常成年人尸体寰枢关节湿性标本上行人工寰齿关节置换术后,行寰枢椎薄层CT扫描及三维重建,测量与AAOJ内固定的相关指标,并观察寰枢椎部件固定螺钉通道与横突孔、椎动脉沟、椎管等重要解剖结构安全空间.结果 寰椎部件固定螺钉的长度(L)为(21.5±3.7) mm,寰椎部件固定螺钉外倾角(d)为(12.9±4.8)°,寰椎部件固定螺钉下倾角(δ)为(3.0±1.2)°.枢椎部件固定螺钉的长度(S)是(28.6±3.7) mm,枢椎部件固定螺钉的外倾角度(β)是(22.6±4.3)°,枢椎部件固定螺钉的下倾角度(θ)是(15.8±2.6)°.结论 固定人工寰齿关节寰枢椎部件的螺钉通道与横突孔、椎动脉沟、椎管等重受解剖结构之间有安全空间范围.
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人工寰齿全关节置换后对寰枢关节稳定性和三维运动生物力学评价
目的 探讨人工寰齿关节置换后对寰枢关节稳定性和三维运动的生物力学性能.方法 选用12具新鲜尸体颈椎标本(包括枕骨基底部和C1～C4颈椎节段)置入1.53 Nm载荷下,依次轮流测试其完整状态、前路减压术后、Magerl螺钉固定后、人工寰齿关节置换后、疲劳实验后C1、C2节段标本的三维运动范围(ROM).结果 人工寰齿关节置换后,寰枢关节旋转运动范围和中性区接近正常状态,但屈伸和侧屈运动范围较前路减压术后和正常状态明显减少,差异有统计学意义(P＜0.05).在控制属伸和侧屈方向上,人工寰齿关节置换后同Magerl螺钉固定后表现出了小的ROM(P＞0.05),但在控制寰枢关节旋转方向上,两者差异有统计学意义(P＜0.05).各进行2000次屈伸、侧屈和旋转疲劳实验后对人工寰齿关节置换后三维运动范围无明显影响,差异无统计学意义(P＞0.05).结论 自行研制的人工寰齿关节置换后既能重建寰枢关节良好的即刻稳定性又能保留其关节运动功能.
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寰齿关节退行性骨关节病CT表现及临床相关性分析
目的 探讨寰齿关节退行性骨关节病的CT表现及其临床相关因素.资料与方法 回顾性分析114例颈椎CT表现.结果 寰齿关节退行性骨关节病67例,40例有慢性颈枕部疼痛症状,63例合并中下颈椎退行性骨关节病.骨质增生、齿状突周围钙化及关节间隙狭窄或消失发生率分别为95.52%、32.84%和17.91%.结论 寰齿关节退行性骨关节病与下颈椎退变密切相关,影像学特征包括关节边缘骨赘、关节间隙狭窄及齿状突周围钙化.
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寰椎骨折误诊1例
患者,女,30岁,农民,因车祸伤后头痛、头晕、颈枕不适1 h,昏迷10 min,无四肢麻痹、运动障碍入院.体查:颈椎无畸形,无抵抗,颈部活动轻度受限,尤以摆动时明显,四肢肌力、肌张力正常,全身皮肤感觉正常.辅助检查:颈椎正侧位片示各颈椎椎骨形态完整,排列整齐,椎间隙无狭窄;CT未见颅内有创伤性改变.诊断:脑震荡,颈部皮肤软组织挫伤.住院1周出院,间中因颈部疼痛,活动受限多次在门诊复诊,伤后1个月颈椎CT示颈椎前后弓及右侧块粉碎性骨质断裂伴寰齿关节半脱位,拟收入院行Halo氏架固定治疗,患者要求到上级医院治疗.
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寰齿关节和寰枢外侧关节退变性骨关节病的CT表现
目的：对寰枢外侧关节与寰齿关节之间退变的关系进行分析与探讨。方法选取自2011年1月~2015年1月间在我院进行颈椎CT检查的患者共计328例，对患者的寰齿(AO)及寰枢(AA)外侧关节进行CT扫描。并对其扫描结果进行观察与分析。结果在影像学方面，寰枢关节退变性骨关节病(AAOA)主要表现为骨赘与关节间隙变窄，二关节退变存在着相关性。结论寰枢外侧关节与寰齿关节之间的退变分别表现在50岁~40岁之后，两者间存在着一定的关联性。
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寰齿关节定量解剖研究及人工寰齿关节的研制
目的 通过解剖观察和测量国人寰齿关节以获取形态学参数,为研制能替代寰齿关节功能的人工寰齿关节提供解剖数据.方法 用电子游标卡尺和量角器测量32套正常成年人寰齿关节新鲜标本的相关参数,包括寰椎前弓宽度(AW)、寰椎前弓与侧块相连处厚度(AD)、寰椎前结节厚度(AT)和高度(AH)、寰椎侧块中点高度(MHL)和长度(L)、寰椎侧块宽度(LW)、齿状突高度(DH)、齿状突横径(DW)和前后径(DD)、齿状突后倾角(β)和齿面角(θ)等19项内容.并进行统计学分析,为研制人工寰齿关节提供形态学参数范围.据此设计仿生人工寰齿关节,在3具成人尸体标本进行模拟人工寰齿关节置入手术.结果 测得AW为(20.45±1.53)mm、AD为(3.91±1.32)mm、AT和AH分别为(9.43±1.93)mm和(10.23±1.32)mm、MHL和LW分别为(13.68±1.38)mm和(12.98±1.52)mm、DH为(15.25±2.11)mm、DW和DD分别为(9.69±1.38)mm和(11.26±1.02)mm、齿状突后倾角(β)为(12.23±4.27)°,齿面角(θ)为(65.48±2.17)°.人工关节由寰椎部件、枢椎部件和配件构成.模拟手术中无椎动脉损伤和假体压迫脊髓.结论 人工寰齿关节的研制在形态学上具有可行性;人工寰齿关节的研制是既能重建寰枢关节稳定性,又能大限度地保留寰枢关节旋转功能的可行性技术;为了安放牢固、操作方便、保持运动功能以及避免副损伤,各部件参数有一定的选取范围,适用于一切需做前路齿突切除减压的患者.
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人工寰齿关节置换后寰枢椎骨性结构生物力学性能的有限元分析
目的 利用三维有限元分析研究人工寰齿关节固定模型在不同工况下寰枢椎骨性结构的应力特点,并从应力角度探讨改良人工寰齿关节的方向. 方法 通过CT扫描获取人工寰齿关节和颈椎图像信息,应用Mimics软件、Freeform软件和Ansys软件建立人工寰齿关节固定的三维有限元模型,观察前屈、后伸、侧弯、旋转载荷下固定整体的应力特点,分析人工寰齿关节固定模型中骨性结构的生物力学特性. 结果 在前屈状态下,寰椎侧块与后弓交界处大应力值为0.138×108 N/m2,枢椎钉孔处、钢板与枢椎接触处和枢椎椎弓处大应力值为0.201×108 N/m2.在后伸运动状态下,寰椎侧块与椎弓根交界处高应力值为0.666×107 N/m2,枢椎椎弓处应力高应力值为0.254×108 N/m2.寰枢椎钉孔处出现应力集中.在右侧弯状态下,寰椎右侧块钉孔处高应力值为0.124×108 N/m2,枢椎与钢板右侧接触处大应力值为0.178×108 N/m2.在右旋转状态下,寰椎两侧后弓与侧块交界处大应力值为0.847×107 N/m2,枢椎与钢板接触处大应力值为0.170×109 N/m2.所建立的有限元模型较好地描绘了人工寰齿关节固定的结构特点,共包含28 620个结点、107 441个单元.在不同的工况下,应力主要分布在金属与椎体接触处、钉孔处、寰椎侧块-后弓交界处和枢椎椎弓根处. 结论 人工寰齿关节置换后寰枢椎应力分布较其完整状态时发生改变,对应力有一定的分载作用.利用有限元法可以较完整分析人工寰齿关节固定模型的受力情况.
