目的:通过建立正常上颈椎(含枕骨髁)三维有限元模型,应用有限元分析软件研究枕骨髁骨折受伤机制,验证经典枕骨髁骨折分型方法,为枕骨髁骨折的治疗提供理论依据及指导,为颈椎及颅颈交界区的生物力学研究提供力学模型。方法:选取一名在我院门诊检查并完成颈部CT扫描的健康成年男性志愿者作为研究对象,无头颈外伤、手术、畸形、风湿免疫、肿瘤、结核等其他病史。将CT图像导入软件,建立上颈椎三维有限元模型。在有限元软件中模拟颈椎的正常生理活动,计算在屈伸、侧弯及旋转不同状态下上颈椎各个节段的活动度,将实验结果与体外生物力学实验数据进行对比验证。验证模型有效后,在模型上加载轴向压缩及旋转侧弯暴力模拟外伤受力,通过分析应力云图判断骨折发生部位及周围应力变化情况。在正常上颈椎模型的基础上建立三种枕骨髁骨折模型,对骨折模型施加相同的边界条件和加载方式,进行有限元分析,研究应力分布,并通过计算上颈椎各个节段的活动度评估骨折模型稳定性。结果:1.本实验成功建立了上颈椎C0-C3节段三维模型,此模型总共包括366820个四面体单元,83521个节点。经过验证,此模型在不同运动状态下颈椎各个节段活动度数据与体外实验数据一致,应力分布结果与Brolin实验结果一致,可用此模型进行后续有限元分析。2.正常上颈椎模型在运动中,应力集中在同侧椎体的前后缘、同侧侧块、寰椎前后弓及枢椎齿状突附近,并有向对侧及周围结构扩散的趋势。3.在屈伸及侧弯运动状态下,颅底应力主要分布在同侧枕骨髁附近,在旋转运动状态下,应力集中分布在对侧枕骨髁附近。4.当颅骨受到轴向暴力时,双侧枕骨髁附近的应力较无外力作用时急剧上升,应力集中在枕骨髁边缘;右侧弯和旋转暴力时,右侧枕骨髁附近的应力上升明显,应力主要集中在枕骨髁四周。5.在骨折模型中左侧枕骨髁应力有不同程度的丢失,右侧枕骨髁应力有不同幅度的上升,以III型枕骨髁骨折模型变化最大。6.在骨折模型中颈椎各个节段活动度有不同程度的提高,以C0-C1节段变化最大。结论:1.轴向压缩暴力时,应力集中在枕骨髁边缘,发生枕骨髁局部粉碎性骨折或者大块状骨折可能性大,韧带完整,骨折趋于稳定,符合I型和II型枕骨髁骨折发生机制;2.侧弯和旋转暴力时,应力集中在枕骨髁四周,韧带可受损,发生撕脱性骨折可能性大,骨折不稳定,符合III型枕骨髁骨折发生机制;3.骨折后关节活动度增大,可能与结构缺失和应力偏倚有关。