脊柱侧凸是一种复杂的脊柱三维畸形,脊柱侧凸的矫形手术被公认为脊柱外科的难点和热点之一。椎弓根螺钉技术对脊柱侧凸矫形手术起了积极的推动应用,但椎弓根螺钉技术也日益暴露出其自身的局限性,特别是在中上胸椎,由于椎弓根的横径过小,导致螺钉不能植入,或者植入后造成副损伤。为了解决这一问题,“椎弓根-肋骨复合体”的概念被提出,并得到了广泛认可,但在实际应用中还是遇见了困难。为了更充分地了解和使用“椎弓根-肋骨复合体”螺钉,本课题进行了如下研究:一、胸椎椎弓根-肋骨复合体的解剖及影像学研究目的:了解胸椎椎弓根-肋骨复合体的立体结构,进行胸椎椎弓根-肋骨复合体的相关参数测量。方法:取4具成人新鲜尸体胸椎脊柱标本。主要测量参数（数据）包括:椎弓根横径及椎弓根-肋骨复合体横径,椎弓根螺钉及复合体螺钉最长值,椎弓根纵径、椎弓根-肋骨复合体纵径及椎弓根-肋骨重叠纵径,椎弓根及椎弓根-肋骨复合体矢状角等。测量中将尸体标本测量与CT影像测量（含二维、三维重建）相结合。结果:椎弓根-肋骨复合体是一立体结构,椎弓根与肋骨不在同一平面,且两者位置关系随不同节段而发生变化。椎弓根-肋骨复合体纵径T₁最小,12.58±0.76mm,T₁₁最大,16.93±1.09mm。椎弓根-肋骨重叠纵径T₁最小,7.18±0.31mm,T₁₀最大,11.83±1.03mm。椎弓根纵径与椎弓根-肋骨复合体纵径间无显著性差异,椎弓根纵径、椎弓根-肋骨复合体纵径均与椎弓根-肋骨重叠纵径间有显著性差异。结论:椎弓根-肋骨重叠纵径应被视为复合体的真实或有效纵径,只有将螺钉置于这一重叠纵径内,才能保证手术的安全以及螺钉的力学性能。二、胸椎椎弓根-肋骨复合体螺钉与椎弓根螺钉固定的抗拔出力比较目的:比较胸椎经椎弓根-肋骨复合体螺钉与椎弓根螺钉的抗拔出力。方法:5例新鲜尸体脊柱T6-T₁₀段椎骨,脊柱自椎间盘、小关节及上位椎体下肋椎关节处分解为单椎体-肋骨复合体25个。根据配对随机分组的原则,随机选取椎体一侧作椎弓根螺钉组,另一侧则为配对的椎弓根-肋骨复合体螺钉组,共组成25个配对组。设定同组中复合体螺钉长度较椎弓根螺钉长10mm,直径与椎弓根螺钉相同。将25组50个螺钉分别进行拔出测试（5mm/min的速度垂直方向拔出）。对配对资料进行t检验。结果:对21组有效数据进行统计学分析后表明:椎弓根-肋骨复合体螺钉的抗拔出力显著小于椎弓根螺钉（P=0.002）。结论:椎弓根-肋骨复合体螺钉的力学性能可能不及椎弓根螺钉,建议仅将前者作为后者的一种补充,特别是在无法完成椎弓根螺钉植入的胸椎平面。三、脊柱侧凸矫形手术策略的有限元分析目的:通过有限元计算和刚体动力学结合的方法,模拟矫形手术,探讨不同矫形策略的效果。方法:建立L₁-L₅椎体的三维实体有限元模型,应用ANSYS和ADAMS软件,计算矫形过程中反旋转和回弹时植入物所受载荷以及脊椎的应力应变场。根据植入椎弓根螺钉的腰椎节段位置,设计了5种（1-5）不同的矫形策略。结果:5种策略矫形结束后的侧凸角分别为30°、23°、25°、22°、29°。第2、4策略所需最大扭矩分别为3.3 Nm和3.4 Nm,比第3策略所需的最大扭矩4.6 Nm小30%左右。在合力和拔出力的比较中,第2、4策略的结果均低于其他三种策略。结论:（1）、应用后路椎弓根螺钉系统进行脊柱侧凸的矫形是安全、有效的。（2）、在保持一定固定节段条件下,在固定节段内间隔减少固定螺钉,仍可以得到较好的冠状面、矢状面矫形结果。