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颅颈交界区畸形中寰枢外侧关节的结构变异与生物力学研究

尹一恒  
【摘要】:研究背景:(1)颅颈交界区先天发育异常导致的寰枢脱位是国人自发性寰枢脱位最主要的原因,目前其发病机制尚不清楚。(2)寰枢外侧关节是寰枢间的承重关节,其结构变异会影响寰枢间的运动模式及承重方式,导致寰枢稳定性的改变,因此从寰枢外侧关节的结构形态及其生物力学方面来探讨寰枢稳定性的变化以及先天性寰枢脱位的发病机理具有重要的基础及临床意义。(3)寰枢外侧关节位置深在,周边解剖结构复杂,X线平片及两维CT对其显示不满意,目前尚缺乏对寰枢外侧关节形态详细描述的报道。 目的:(1)对正常人群和颅颈交界区畸形患者的寰枢外侧关节进行三维结构描述、功能分析和临床分型;(2)探讨寰枢外侧关节结构变异与寰枢稳定性的联系以及其在先天性寰枢脱位中的作用;(3)分析寰枢外侧关节不同临床分型与寰枢脱位可复位性的关系;(4)建立具有一定畸形特点的枕寰枢复合体有限元模型,初步模拟和分析其运动特点和生物力学特性。 方法:(1)分析47例正常人群和141例颅颈交界区畸形患者的临床资料及枕颈部中立位CT数据;(2)利用Mimics软件进行多维重建,以Frankfort眼耳平面作为标准的轴位平面重新分割,建立颅颈区三维结构;(3)测量矢状位、冠状位上寰枢外侧关节面与水平面的角度,分别称作前倾角/后倾角和外倾角;(4)研究寰枢外侧关节的解剖结构和形态学变异,总结其结构变异特征;(5)建立枕寰枢复合体有限元模型进行有效性验证,通过改变模型条件和调整寰枢关节面角度建立畸形的枕寰枢模型并进行生物力学分析。 结果:(1)正常的寰枢外侧关节面是平坦的,无明显倾斜;依据关节面滑脱程度及倾斜方向,将变异的关节归纳为四种临床类型:I型特点是关节面向前轻度倾斜,但无滑脱;II型特点是关节面间有部分滑脱,关节结构明显前倾;III型以关节面间的完全滑脱或分离为特征;IV型特点是关节面向后倾斜。(2)寰枢外侧关节前倾型(I、II或III型)患者共91例,其中87例存在寰枢脱位;后倾型(IV型)45例均无寰枢脱位。(3)寰枢外侧关节前倾角度大小与患者发病年龄呈负相关。(4)寰枢外侧关节前倾角度增大与寰枢稳定性的改变以及颅底凹陷的进展有明显相关性,并通过有限元方法得到初步验证。 结论:寰枢外侧关节的结构变异与前倾可能是先天性颅颈交界区畸形中寰枢不稳发生的直接原因,这种不稳定性随寰枢外侧关节面前倾角度的增大而加重。分析寰枢外侧关节的结构变异和临床分型,对于诊断寰枢不稳提供了一个新方法,并对临床治疗策略选择也有指导作用。


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