颅底凹陷寰枢椎脱位不同材料关节间融合器力学性能的有限元分析

目的:研究颅底凹陷寰枢椎脱位(Basilar invagination with atlantoaxial dislocation, BI-AAD)后路内固定治疗技术中不同材料寰枢椎关节间融合器对颈椎生物力学性能的影响。方法:根据BI-AAD患者寰枢椎侧方关节形态结构,结合临床后路内固定手术方案,建立枕骨–上颈椎植入寰枢椎关节间融合器结合悬臂复位技术的三维有限元模型,分析Ti/PEEK和Ti两种材料的寰枢椎关节间融合器对颈椎寰枢关节稳定性的影响、关节间融合器和C2终板的应力分布特征。结果:Ti/PEEK和纯Ti材料的寰枢椎关节间融合器结合悬臂复位技术治疗BI-AAD后,颈椎在前屈、后伸、侧弯和旋转工况下寰枢椎关节活动度(Range of motion, ROM)较BI-AAD病变模型分别降低了98.76%、97.36%、97.74%、97.97%和99.2%、97.74%、97.74%、98.07%;C2终板、关节间融合器上下撑开壳体和内支撑环的应力峰值均呈现Ti/PEEK材料最低,壳体断裂风险相对较小。结论:Ti/PEEK和纯Ti材料的寰枢椎关节间融合器均可提供BI-AAD手术后椎体的稳定性,Ti/PEEK材料关节间融合器整体结构的应力较小,使沉降风险降低,更为安全可行。

适用于BI-AAD患者的寰枢椎侧块关节融合器的研究与设计

目的测量BI-AAD患者侧方关节的几何形态,设计松解工具和相应的关节间融合器。方法收集我院及外院2015年11月至2016年4月间收治的28例颅底凹陷合并寰枢椎脱位患者设为实验组,及25例正常人设为对照组。收集所有研究对象的的临床资料及颅颈薄层CT扫描数据,通过RadiAnt DICOM Viewer(32-bit)软件测量两组对象的寰枢侧块关节冠状位及矢状位的最长径、寰齿间隙、侧方关节倾角、钱氏线、颅颈角,再通过SPSS 17.0软件比较两组数据的统计学差异。分析并设计出满足BI-AAD患者的寰枢侧块关节融合器。结果数据分析结果表明,两组研究对象左右两侧关节相关数据均无显著差异(P>0.05),因此将两组对象的左右两侧数据合并进行研究;实验组寰枢椎侧方关节矢状径、冠状径、寰齿间距均显著小于对照组(P<0.001);实验组寰枢椎侧方关节矢状面关节倾角、颅颈角均显著大于对照组(P<0.001)。以BI-AAD患者寰枢椎侧方关节测量数据为根据设计适用于BI-AAD患者的寰枢侧方关节间的关节间隙松解工具及融合器。结论 BI-AAD患者的寰枢椎侧方关节存在不同程度的畸形,与正常人群有显著差异,而本文根据患者侧方关节畸形的形态设计了寰枢椎侧方关节融合器和松解工具。