目的:(1)建立正常人枕颈部三维非线性有限元模型并且验证其有效性。(2)研究枕颈部节段在四种不同融合方式下融合人阶段的稳定性(3)研究枕颈部融合后椎体、椎间盘、椎小关节各部分的应力分布以及融合骨块的应力分布和椎间盘应力的变化。 方法:选择一29岁正常男性,用CT薄层扫描的方法,借助CATIAV5和MSC.Marc/MSC.Mentat软件,建立正常人枕颈部的三维非线性有限元模型。参照前人尸体标本生物力学测试结果,验证模型的有效性。将验证有效的模型通过模拟寰枢椎后路Brooks法和寰枢椎前路融合两种不同融合方式,生成相应的有限元模型。各模型施加载荷,记录模型的应力分布图、融合节段的角位移变化及邻近结构的椎间盘的最大Von Mises应力。 结果:(1)建立了枕颈部活动节段的非线性有限元模型,模型验证有效。(2)两种融合方式均可以获得寰枢椎的稳定性。(3)寰枢椎的后路融合方案邻近结构的生物力学环境改变较小,但是融合骨块本身处于张力环境下。前路寰枢椎融合对邻近结构的生物力学环境改变比较大,除在侧屈体位外,植骨块处于压力环境下。 结论:(1)正常人枕颈部非线性有限元模型经验证有效。(2)两种融合方法均可以获得寰枢椎的稳定性。(3)各种方法均可能引起邻近节段的退变危险性增加,但是后路Brooks法引起邻近结构退变的危险性比前路寰枢椎融合法小。尽管后路Brooks法融合率可能不及前路寰枢椎融合,但是由于手术暴露容易,创伤相对较小,且远期并发症发生危险性小,是首选手术方案。