背景寰枢椎（C1-C2）融合术可用于寰枢椎不稳患者的治疗，随着颈椎外科学技术的发展，后路寰枢椎融合术在改善寰枢椎不稳病人的临床症状、提高寰枢椎稳定性及融合率等方面有很大的进步。虽然每一种手术方法都是以达到手术预期结果和保证患者满意度为目标，然而一些术后并症却极大的降低了患者生活质量，比如许多病人术后出现下颈椎曲度变直、后凸畸形、鹅颈畸形等下颈椎曲度异常，一些患者还出现相应的临床病症，严重的甚至需要手术治疗，近些年C1-C2融合术后下颈椎曲度异常，成为学者们关心的课题。目的1、通过建立不同寰枢椎融合角度全颈椎三维有限元模型，通过对下颈椎各节段活动度、前纵韧带拉力、椎间盘应力、关节突关节囊应力数据的对比分析，探索理想的寰枢椎融合角度。2、通过建立C1-C2融合术后同时C2C3椎板自发融合的全颈椎三维有限元模型，分析C2C3椎板融合对下颈椎生物力学的影响，为C2C3椎板融合导致下颈椎曲度异常提供理论依据。3、通过模拟椎间盘不同程度退变，建立全颈椎正常、中度、严重退变三种全颈椎三维有限元模型，通过对下颈椎活动度、横韧带拉力、椎间盘应力、关节突关节囊应力的比较，分析椎间盘退变对下颈椎生物力学的影响。为椎间盘退变导致下颈椎曲度异常提供理论依据。方法1、应用健康志愿者的CT资料，构建颅底至颈7全颈椎三维有限元模型，并将模型在前屈、后伸、侧屈、旋转工况下各节段活动度与参考文献的试验数据进行比较，验证模型的有效性。2、在全颈椎三维有限元基础上根据手术操作加载两侧经寰椎侧块及枢椎椎弓根螺钉内固定系统（Harms技术），并通过改变C1前倾角，构建C1-C2不同融合角度的全颈椎三维有限元模型（C1-C2过屈10°、过屈5°、正常角度、过伸5°、过伸10°），对5种颈椎C1-C2融合术角度模型下颈椎各节段活动度及应力进行分析比较。3、在C1-C2正常角度融合全颈椎三维有限元模型基础上，通过对C2C3椎板间的棘间韧带、棘上韧带和黄韧带变更为皮质骨材质进行仿真模拟C2C3椎板融合。比较C1-C2融合术后C2C3椎板融合模型与C1-C2融合术后C2C3椎板未融合模型下颈椎各节段活动度及应力并分析。4、在正常全颈椎三维有限元模型及C1-C2正常角度融合全颈椎三维有限元模型基础上，参考文献调整椎间盘高度、髓核及纤维环的弹性模量及泊松比等参数，构建不同程度椎间盘退变全颈椎三维有限元模型。比较不同程度椎间盘退变模型下颈椎各节段活动度及应力并分析；比较C1-C2融合内固定加载前后下颈椎各节段活动度及应力并分析。结果1、全颈椎三维有限元模型共有506564单元，173655节点，外形逼真，与文献数据对比验证，证明本实验所用颈椎三维有限元模型可用来进行颈椎生物力学方面的研究。2、C1-C2融合角度为过伸10°与过屈10°模型在前屈、后伸、侧屈、旋转工况中，下颈椎大多数节段活动度、前纵韧带拉力、关节突关节囊应力大于过伸5°、过屈5°及正常角度模型；C1-C2融合角度为过伸10°与过屈10°模型在后伸工况中，下颈椎多数节段椎间盘应力大于过伸5°、过屈5°及正常角度模型，在前屈、侧屈、旋转工况中，各模型间差异不明显。3、C2C3椎板融合模型对比C2C3椎板非融合模型，总体上在前屈、后伸、侧屈、旋转工况时下颈椎各节段活动度、前纵韧带拉力、椎间盘应力、关节突关节囊应力在C2C3节段明显大幅降低，但在C3C4、C4C5、C5C6、C6C7节段两模型下颈椎各节段活动度、应力差异不明显。4、总体上无论是否加载C1-C2内固定，不同程度椎间盘退变模型下颈椎各节段活动度：无退变模型＞中度退变模型＞严重退变模型；椎间盘应力：严重退变模型＞中度退变模型＞无退变模型。加载内固定前后两模型对比，下颈椎各节段活动度、前纵韧带拉力：手术模型＜未手术模型；椎间盘应力：手术模型＞未手术模型；关节突关节囊应力：总体上未手术模型＞手术模型，但某些情况下手术模型＞未手术模型。结论1、C1-C2融合角度为±10°时能严重影响C1-C2融合术后下颈椎各节段活动度、前纵韧带拉力、椎间盘应力、关节突关节囊应力，最终可能导致下颈椎各节段退变，引起下颈椎曲度异常；根据本实验研究，如无特殊情况如寰枢椎畸形、或解剖异常等我们建议C1-C2融合角度固定在正常角度±5°范围内。2、C2C3椎板融合后下颈椎在C2C3节段活动明显受限。但在C3C4、C4C5、C5C6、C6C7节段C2C3椎板融合后下颈椎各节段活动度、前纵韧带拉力、椎间盘应力、关节突关节囊应力没有明显改变，这一方面说明在这些节段C2C3椎板自发融合对下方颈椎生物力学的影响不如寰枢椎融合角度这一因素大，另一方面也说明由C2C3椎板自发融合造成的下方节段退变可能是一个慢性的病程。3、C1-C2融合术后颈椎椎间盘退变能导致下颈椎各节段活动度降低、椎间盘应力增大，有加剧椎间盘退变可能，而下颈椎椎间盘退变加剧最终可能导致下颈椎曲度变直、后凸畸形等曲度异常，我们得出椎间盘退变是导致下颈椎曲度异常的重要原因。