上颈椎是连接头颅和躯干的重要结构，是颈椎伤病高发部位，车祸、运动损伤、肿瘤、先天性畸形、退变性疾病以及类风湿关节炎等均可以导致寰枢关节不稳；而且上颈椎解剖结构与下颈椎及胸腰椎明显不同；由于上颈椎解剖结构的复杂性和生理功能的重要性，上颈椎融合固定术长期以来一直被认为是脊柱外科手术治疗的“禁区”，是个高难度、高风险的领域。　　 目前流行的后路寰枢椎固定融合术主要包括钢丝固定融合、椎板夹固定融合、寰枢椎经关节螺钉固定融合和钉棒系固定融合等。这些临床上常用的上颈椎融合固定术发生椎动脉和神经损伤的危险系数比较高。近年来，出现了一种新型的上颈椎后路融合固定术，即枢椎椎板螺钉固定。该技术与其它内固定相比，适用人群相对广泛，解剖限制较少，具有操作简单、血管和神经损伤几率小等优点，因而应用逐渐增多。　　 上颈椎不稳外科治疗的主要目的在于稳定性重建。本文对寰枢椎进行三维重建，建立了枢椎椎板螺钉固定的三维有限元模型对其进行分析并评估其术后稳定性。本课题的研究有助于外科医生选择合适的手术方案以及给患者提供有用的术后康复建议。　　 随着计算机技术、有限元法及计算机图形学等学科的迅猛发展，基于数值模拟的计算机辅助工程技术在医学领域得到了广泛应用。由于具有非破坏性、体外和可进行反复试验等优越性，有限元法被广泛应用于分析不规则物体的力学特点，在骨骼尤其是上颈椎内固定的生物力学研究中得到广泛应用。有限元法可以给单个患者提供以具体病人为导向的诊断和治疗。　　 本文通过扫描自健康成人男性志愿者的CT图像重建了具有精确几何形状的寰枢椎三维模型，采用HyperMesh对枢椎椎板螺钉固定进行网格划分，并用自主研发的程序对其赋予非均质材料，最后运用大型通用有限元软件ABAQUS分析其在头颅中立、屈伸、侧弯、旋转和平移等姿势下的应力、应变和刚度，评估其稳定性。　　 有限元分析结果表明：上述状态下螺钉存在明显的高应力区，都在骨-钉交界处应力达到最大值；除侧弯外，同侧的寰椎侧块螺钉所受应力均大于枢椎椎板螺钉，即寰椎侧块螺钉承受更多载荷；旋转时，螺钉所受应力明显大于其他状态，这可能与临床上螺钉松动、脱出或断裂相关；除前屈外，连接棒从上至下应力逐渐增大，在枢椎椎板螺钉的钉棒连接处达到最大值。旋转位时刚度最小，过度旋转可能导致内固定系统的松动与脱出。各姿势下，钉道的最大应变远小于骨骼所能承受的最大应变。有限元研究结果表明枢椎椎板螺钉固定是安全可行的，可以替代C1侧块和C2椎弓根螺钉固定。