两种改良Goel技术治疗颅底凹陷症稳定性的有限元分析

摘要

目的应用有限元分析评价C2双皮质椎板螺钉和C2椎弓根螺钉联合关节内Cage在寰枢固定中的生物力学差异。方法采集1名35岁正常男性上颈椎(C0~2)CT数据,通过Mimics10.01和Abaqus6.11软件建立C0~2节段三维有限元完整模型并进行有效性验证。在失稳模型上分别建立后路C1侧块螺钉+Cage+C2双皮质椎板螺钉组成的钉棒系统模型(C1 lateral mass screw+Cage+bicortical C2laminar screw, C1L+Cage+BC2L)、后路C1侧块螺钉+Cage+C2椎弓根螺钉组成的钉棒系统模型(C1 lateral mass screw+Cage+C2pedicle screw, C1L+Cage+C2P)。在枕骨髁上施加40 N轴向压力模拟头颅重力,同时在枕骨上施加1.5 Nm力矩使模型产生前屈、后伸、侧弯、旋转运动,记录C1L+Cage+BC2L组及C1L+Cage+C2P组的应力云图及应力峰值,计算C1~2节段活动度(range of motion,ROM)。结果在任何工况下C1L+Cage+BC2L组和C1L+Cage+C2P组的C1~2节段ROM差异均小于0.1°,且两组内固定所有螺钉的应力分布和应力峰值无明显差异。在后伸工况下两组内固定Cage内植骨应力最小,存在明显应力遮挡,尤其是C1L+Cage+C2P组。结论对于BI的治疗,C1L+Cage+BC2L内固定系统的稳定性与C1L+Cage+C2P相当,与C2P技术相比,BC2L技术简单、易行,同时能有效避免椎动脉和脊髓的损伤。为了避免内固定失效和应力遮挡,术后患者应避免颈部后伸运动。