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目的利用Mimics软件设计枢椎前路椎弓根螺钉的理想置钉通路,并测试枢椎前路椎弓根螺钉的生物力学性能,旨在为枢椎前路椎弓根螺钉技术提供解剖学及生物力学依据。方法征集具有正常颈椎结构的成年人,共40名,行颈椎CT扫描。使用Mimics软件导入颈椎CT数据,重建枢椎,根据中心线确定枢椎前路椎弓根螺钉的理想置钉通道。测量理想置钉通道的相关指标:钉道OO’长度、枢椎两侧上关节面内侧缘顶点的连线至进钉点O的距离、枢椎正中矢状面至进钉点O的距离、钉道外倾角、钉道下倾角、椎弓根内中心线上可拟合的最小直径,以及枢椎椎体前方“人”字嵴顶点(由枢椎上关节突下方凹面与椎体外侧缘凹面相交而成的顶点)至进钉点O的距离。获得15个枢椎标本,并通过螺旋CT进行扫描。使用Mimics17转换CT图像,生成三维模型,测量椎弓根长度及进钉角度。根据测量结果,选取合适直径及长度的螺钉。将标本随机分成两组,一组从前路在枢椎左右两侧椎弓根分别置入螺钉;一组分别从枢椎前路及后路椎弓根置入单皮质螺钉。将颈椎置于具有环氧树脂的嵌入盒中,测算其最大轴向拔出力。结果测得枢椎前路椎弓根螺钉理想钉道长度(34.15±2.93)mm;进钉点至枢椎两侧上关节突上缘的连线距离(4.39±0.67)mm;进钉点至枢椎正中矢状面的距离为(3.95±0.44)mm;钉道外倾角α为(30.8±2.79)°;钉道下倾角β为(36.35±3.26)°;枢椎椎弓根内中心线上可拟合的最小直径(7.04±0.87)mm;进钉点至枢椎椎体前方“人”字嵴顶点的距离(1.45±0.19)mm。在生物力学实验,即第二部分实验中,1标本由于椎弓根较为狭窄,无法置入螺钉。最后共纳入14个椎体,其中6个椎体置入螺钉于枢椎前路左右侧椎弓根。其左侧螺钉的最大拔出力(693.53±85.64)N,右侧最大拔出力(732.89±64.78)N。采用配对样本t检验比较左右侧的测定值,两侧差异无统计学意义。两组合并得出最大轴向拔出力为(721.56±83.76)N。共8个椎体从后路及前路枢椎的椎弓根置入单皮质螺钉。前路最大轴向拔出力(718.39±73.68)N,后路(976.95±93.55)N。采取配对样本t检验比较前后路两组的测定值,差异有统计学意义。结论对于大部分患者来说,理论上可以在枢椎前路椎弓根置入螺钉,可使用枢椎椎体前方“人”字嵴顶点作为进钉点,能够避免损伤脊髓、神经根等重要组织。且其生物力学能力较为可靠,可使螺钉松动、拔出等风险下降。但由于枢椎解剖结构个体差异较大,临床上仍需针对每个个体的情况,进行前路椎弓根螺钉的置入。