寰椎骨折多发生于前后弓与侧块的交界处，此处骨性结构较细且骨质相对疏松［1］，合并有横韧带断裂的寰椎骨折更容易导致侧块的侧方分离移位，而现有的内固定方法均无法直接对侧块进行复位。笔者所在研究团队在传统螺钉基础上设计了一种新型螺钉，其尾端螺钉套可以同时安装一枚横连接，增加了术中对侧块横向加压复位的功能。本研究采用有限元分析法建立新型螺钉与传统螺钉内固定模型，通过比较2种模型的各节段活动度及应力分布特点，验证新型螺钉离体生物力学的稳定性。

花样跳绳的形式较为多样，教师可以根据小学生的运动能力为其开展合适的跳绳活动。单人跳的形式主要包括将跳绳进行左右甩、开合跳、交叉跳以及双脚交替等。不同的跳法在难度以及运动量方面也存在一定的差异，教师可以带领学生从简单的动作开始练习，逐渐融入难度较大的动作，从而使学生接受到循序渐进的过程。

1 材料与方法

1.1 建立 C0～3三维有限元模型

选择1名成年男性志愿者，身高175 cm，体质量70 kg。经颈椎X线检查排除颈椎外伤、肿瘤、感染和畸形等情况。采用双源CT扫描（SOMATOM Definition，Siemens，德国），层厚1.0 mm，冠状位和矢状位扫描C0～3，获得136幅骨窗二维断层图像，以dicom格式保存。使用Simple ware图像处理软件读取CT图像数据并建立stl三角网格模型，使用Geomagic 2012软件将其转化为C0～3实体模型（图1a），在大型前处理软件Hypermesh 12.0中完成C0～3关键韧带（寰枕前膜、寰枕后膜、关节囊、横韧带、尖韧带、翼状韧带、黄韧带、棘间韧带等）的建立、网格划分［2］，并对C0～3实体模型进行材料附值（表1），最后形成C0～3三维有限元模型（图1b）。在网格划分时，皮质骨采用平均厚度为1.0 mm的C3D6单元（6节点线性单元即三棱柱单元），松质骨采用C3D4单元（4节点线性单元即四面体单元），终板采用0.5 mm厚的C3D6单元，韧带采用只有轴向平移自由度的双节点SPINGA单元进行划分，椎间盘（含髓核）采用增强沙漏控制的C3D8R单元（三维六面体减缩积分单元），网格质量Jacobian比控制在0.6以上。

1.2 有限元模型边界约束、载荷设置及有效性验证

约束C3下终板全部6个自由度作为边界条件。在C0旋转轴上选择1个参考点，建立此参考点与C0上表面所有单元节点的分布耦合。对参考点施加扭矩为1.5 N·m，方向分别为X、Y、Z全局坐标的纯扭矩，测量模拟生理载荷下寰枢椎的三维运动范围（前屈载荷见图1c，其余载荷图略），将所得结果与Panjabi等［3］建立的标准参考模型数据进行比较，验证该有限元模型的有效性。

  

图1 C0～3三维有限元模型的建立和前屈载荷设置Fig. 1 C0-3 three dimensional fi nite element model and sketch map of fl exion loading

 

a：C0～3实体模型 b ：C0～3三维有限元模型 c：前屈载荷示意图a：C0-3 entity model b：C0-3 three dimensional finite element model c：Sketch map of flexion loading

 

表1 材料属性Tab. 1 Material property

  

结构名称Structure name弹性模量/MPa Modulus of elasticity/MPa泊松比Poisson ratio单元数Unit number皮质骨Cortical bone 12 000 0.3 35 208松质骨Cancellous bone 500 0.3 97 588终板Endplate 500 0.4 9 088 Ti 120 000 0.3 -

1.3 在三维有限元模型中加载寰枢椎内固定

在C0～3三维有限元模型基础上参考谭明生等［4］及Ebraheim等［5］所描述的进针点及置钉角度分别置入新型螺钉（图2a）并枢椎椎弓根螺钉，并添加螺帽、纵向连接棒及横连接，建立内固定三维有限元模型（图2b～d），并对内固定材料进行相关附值。以传统螺钉并枢椎椎弓根螺钉作为对照（图2e～g）。其中，螺钉长度为26.0 mm、直径为3.5 mm，纵向连接棒直径为3.0 mm，横连接直径为2.7 mm，均采用C3D4单元建模。本研究使用“嵌入”设置来模拟螺钉置入椎体中的效果，“嵌入”设置方式简单，常用来模拟钢筋在混凝土中的作用效果，而螺钉与椎体的相互作用与此类似，因此置入螺钉后不会破坏原有模型的网格。理想状态下经定扭矩器械锁紧后各部件之间应无相对位移，经布尔加运算后各部件成为整体，然后进行网格划分，得到整体共节点的钉棒有限元模型。

［12］ Ni B，Zhou F，Guo Q，et al. Modified technique for C1-2 screw-rod fixation and fusion using autogenous bicortical iliac crest graf［tJ］. Eur Spine J，2012，21（1）：156-164.

1.4 测定C0～3不同加载条件下的活动度及应力

分别测定C0～3在无损状态、置入新型螺钉及传统螺钉后在屈伸、侧曲、扭转条件下C0/C1、C1/C2、C2/C3的活动度及应力分布情况。

  

图2 加载寰枢椎内固定的三维有限元模型Fig. 2 Three dimensional fi nite element model of atlas pedicle screw

 

a：新型螺钉实体图（1，纵向连接杆；2，球头钉；3，横连接；4，螺钉套；5，外锁紧螺母；6，锁紧螺母） b～d：新型螺钉并枢椎椎弓根螺钉模型（b，后面观；c，上面观；d，侧面观） e～g：传统螺钉并枢椎椎弓根螺钉模型（e，后面观；f，上面观；g，侧面观）a：Entity graphof new type screw（1，longitudinal rod；2，screw；3，crosslink rod；4，screw sleeve；5，outer nut；6，nut） b - d：Model of new type screw and axis pedicle screw（b，norma posterior；c，norma superior；d，norma lateralis） e - g ：Model of traditional type screw and axis pedicle screw（e，norma posterior；f，norma superior；g，norma lateralis）

2 结 果

所建立的三维有限元模型逼真地描绘了正常成人C0～3的结构特点，模型中C1/C2的三维运动范围分别为屈伸23.442 88°、侧曲6.659 78°、扭转57.898 76°，与Panjabi［3］的标准参考模型一致，证明该模型有效（表2）。

“这我能理解。但那些女人的想法跟你不一样，至少，她们给了S这样的感受。他们相互需要，但他从不依赖。那些女人可能有爱，但他没有。后来才发现，他的相好几乎都是有夫之妇，换言之，这些女人全是外遇者。他潜意识里可能担心会有再次结婚的危险，而从理论上说已婚者的风险就相对小一点——但没想到，其中大多数的情人都为他疯狂，想把他占为己有或要嫁给他，幸好他一次次逃离或摆脱了诱惑。”

置入新型螺钉及传统螺钉的C0～3模型，各节段在屈伸、侧曲状态的活动度基本等同；扭转状态时，新型螺钉模型C1/C2的活动度为0.323 15°，明显小于传统螺钉模型的活动度0.405 62°，比传统螺钉模型活动度减少20.331 8%（表3）。

 

表2 C0～3三维有限元模型与标准参考模型活动度Tab. 2 Activity of C0-3 three dimensional fi nite element model and standard reference model（°）

  

扭转Torsion C0/C1 C1/C2 C2/C3 C0/C1 C1/C2 C2/C3 C0/C1 C1/C2 C2/C3标准参考［3］Standard reference［3］ 26±8 25±12 6.8±3 8.5±3 6.3±4.5 9.5±4 9.8±2 55±10 5.2±3模型Model屈伸Flexion and extension侧曲Lateral bending三维有限元Three dimensional finite element 22.568 12 23.442 88 8.701 96 6.217 37 6.659 78 11.912 45 8.716 37 57.898 76 5.528 85

 

表3 C0～3三维有限元模型不同加载条件下的活动度Tab. 3 Activity of C0-3 three dimensional finite element model under different loading conditions（°）

  

加载条件Loading condition屈伸Flexion and extension侧曲Lateral bending扭转Torsion C0/C1 C1/C2 C2/C3 C0/C1 C1/C2 C2/C3 C0/C1 C1/C2 C2/C3无损Non-destructive 22.568 12 23.442 88 8.701 96 6.217 37 6.659 78 11.912 45 8.716 37 57.898 76 5.528 85新型螺钉New type screw 23.789 78 0.956 34 8.712 87 6.322 40 0.635 53 11.855 57 10.727 51 0.323 15 5.511 62传统螺钉Traditional type screw 23.806 38 0.956 89 8.711 11 6.325 35 0.631 53 11.855 52 10.799 72 0.405 62 5.515 18

在屈伸状态下，新型螺钉内固定的最大应力与传统螺钉相当；但在侧曲与扭转状态下，新型螺钉内固定的最大应力均小于传统螺钉（表4）。左扭转时Mises 应力分布云图见图3。

2.2 两组患者治疗前后焦虑-抑郁状况 未治疗时，在SAS、SDS两者分值上，两组差异无统计学意义（P＞0.05）。经过治疗，两组的SAS及SDS均较治疗前SAS及SDS得分差异，观察组分值下降幅度明显高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表2。

 

表4 新型与传统螺钉在不同加载条件下的最大应力Tab. 4 Maximum stress of new type and traditional screws under different loading conditions MPa

  

前屈Flexion螺钉Screw后伸Extension左曲Left bending右曲Right bending左扭转Left torsion右扭转Right torsion新型New type 153.1 86.6 122.9 107.6 120.2 115.0传统Traditional 156.4 87.0 125.9 128.5 123.1 126.8

  

图3 左扭转时Mises应力分布云图Fig. 3 Mises stress distribution nephogram during left torsion

 

a：传统螺钉 b：新型螺钉a：Traditional type screw b：New type screw

3 讨 论

［8］ 李金泉 ，龚冰南，徐皓，等.寰枢椎融合与颈枕融合治疗上颈椎疾患的临床疗效比较［J］.中华临床医师杂志（电子版），2013，7（4）：1544-1548.

Jefferson骨折是不稳定寰椎骨折中的典型类型，即前后弓各有2处骨折［13-14］，往往伴有横韧带的完全断裂以及侧块的侧方移位。然而上述内固定方法并不能在术中直接复位侧块。Tessitore等［15］报道了1例在双侧寰椎侧块螺钉与枢椎峡部螺钉之间的连接棒上添加1枚横连接，横向加压连接棒后锁定，术后1年随访侧块复位未丢失，骨折线愈合良好。但本研究组认为，在双侧连接棒正中增加1枚横连接不仅占据了寰枢间有限的植骨空间，而且横向加压力是通过连接棒传递至寰椎螺钉的钉尾，传递过程中的应力遮挡作用可能影响复位效果。Li等［16］提出上颈椎纵向韧带的“浮标原理”，仅仅使用寰椎侧块螺钉加1枚横连接的方法治疗2例Jefferson骨折患者，术中对双侧螺钉施加横向压力以复位侧块及缩小骨折断端距离便于断端间植骨，术后1年随访，骨折愈合良好且未见寰枢椎不稳定。马维虎等［17］采用类似方法治疗不稳定性寰椎骨折患者23例，在随访结束时骨折均获得骨性融合。然而，这种有限内固定方法仅适用于较为单纯的寰椎骨折，对于同时存在横韧带损伤而寰枢椎不稳等其他情况的患者，无法重建其寰枢椎稳定性。前人的实践虽不尽完美，但初步验证了在现有寰枢椎内固定基础上增加1枚横连接的可行性。

本研究组设计的新型寰椎椎弓根螺钉，其钉尾的螺钉套能同时安装纵向连接棒及1枚横连接，在术中实际应用时，先安装锁定双侧寰枢间纵向连接棒，然后置入横连接，通过后续配套设计的加压工具横向缓慢收紧双侧寰椎螺钉后锁定横连接。该螺钉可通过已穿过侧块的螺钉缩小双侧块之间以及前后弓骨折断端之间的距离，恢复寰椎环的完整性。根据Li等［16］的“浮标原理”，侧块复位带来的枕-枢间高度的恢复有利于纵向韧带发挥生理性内固定作用，进一步增强寰枢椎的稳定性。

［7］ Kandziora F，Chapman JR，Vaccaro AR，et al. Atlas fractures and atlas osteosynthesis：a comprehensive narrative review［J］. J Orthop Trauma，2017，31（Suppl 4）：S81-S89.

本研究的不足：①新型螺钉设计上同样采用万向螺钉套，但实际应用添加横连接后，万向螺钉套的方向可能不同于传统螺钉。但本研究并未对此作出区别，将螺钉与纵向连接杆、横连接的连接部位一体化，并将椎弓根螺钉头端螺纹结构简单替换为光滑圆柱体，虽然排除了次要因素的干扰，但可能造成最终实验结果的误差［18］。②本次研究所使用的CT图像采集自正常人，模型中未体现寰椎骨折，故无法直接在寰枢椎病理状态下说明新型螺钉较传统螺钉的优势。③本次研究未考虑枕颈部肌肉软组织因素，而实际应用中肌肉软组织对内固定、枕颈部活动的影响也不容忽视。目前新型螺钉还处于有限元分析阶段，需进一步完成在实物标本上的生物力学测试；横连接的形态还可优化设计，比如设计成弧形以贴合寰椎后弓，尽量减小横连接切迹可能造成的术后枕颈部不适感等。

参 考 文 献

［1］ Ivancic PC. Atlas injury mechanisms during head-first impact［J］. Spine（Phila Pa 1976），2012，37（12）：1022-1029.

［2］ Brolin K，Halldin P. Development of a finite element model of the upper cervical spine and a parameter study of ligament characteristics［J］. Spine（Phila Pa 1976），2004，29（4）：376-385.

［3］ Panjabi MM. Cervical spine models for biomechanical research［J］. Spine（Phila Pa 1976），1998，23（24）：2684-2700.

［4］ 谭明生，唐向盛，移平，等.寰椎椎弓根显露置钉法的临床应用［J］.脊柱外科杂志，2011，9（3）：148-152.

［5］ Ebraheim N，Rollins JR Jr，Xu R，et al. Anatom ic consideration of C2 pedicle screw placement［J］. Spine（Phila Pa 1976），1996，21（6）：691-695.

［11］ Guo X，Ni B，Wang M，et al. Bilateral atlas laminar hook combined with transarticular screw fixation for an unstable bursting atlantal fracture［J］. Arch Orthop Trauma Surg，2009，129（9）：1203-1209.

本研究借助三维有限元分析方法测试置入新型寰椎螺钉与传统螺钉后枕颈部各节段在不同加载条件下的活动度及应力分布情况。结果显示新型螺钉内固定系统的生物力学稳定性与传统螺钉系统相当，在对抗扭转活动方面新型螺钉内固定系统甚至要优于传统螺钉系统，并且在侧曲与扭转状态时最大应力均小于传统螺钉系统，说明新型螺钉系统使得应力更加合理分散，内固定的最大应力减小，这些特点将有助于降低内固定疲劳、断裂等风险。

你能猜出AlphaZero花了多长时间完成如下的工作吗？从头开始学习国际象棋，准备与Stockfish8的比赛，培养自己的天才本能。答案是4个小时。几个世纪以来，国际象棋被认为是人类智慧的最高荣耀之一。AlphaZero在没有任何人类的帮助下，在4个小时内从完全无知达到了创造性的掌握。

不稳定寰椎骨折非手术治疗周期长，疗效差，并发症多，现多主张早期手术治疗［6-7］。后路手术主要采用寰枢融合和枕颈融合的方法。枕颈融合后大大限制了枕颈部活动［8］，目前仅建议用于无法复位的陈旧性骨折、C1侧块粉碎性骨折无法置钉、寰枕关节严重破坏的患者［9］。寰枢融合由最早使用钢丝或钛缆固定的Gallie法和Brooks法逐步发展到2种方法与经寰枢关节螺钉的联用，以及侧块螺钉、椎弓根螺钉、椎板螺钉、寰椎椎板钩等多种方法的组合使用［10-11］。内固定的应用既可提供较强的即刻稳定性，又可提高植骨融合率，临床疗效良好［12］。

采用SPSS 20.0进行统计学处理，计量资料采用（均数±标准差）描述，组间差异比较采取t检验，等级资料采取Wilcoxon Mann-Whitney U检验，计数资料采用率或百分比表示，组间差异比较采取χ2检验，以P＜0.05表示差异具有统计学意义。

［9］ Koller H，Kammermeier V，Ulbricht D，et al. Anterior retropharyngeal fixation C1-2 for stabilization of atlantoaxial instabilities：study of feasibility，technical description and preliminary results［J］. Eur Spine J，2006，15（9）：1326-1338.

［10］ Huang DG，Hao DJ，He BR，et al. Posterior atlantoaxial fixation ：a review of all techniques［J］. Spine J，2015，15（10）：2271-2281.

1.4 疗效判定标准 治愈：患者治疗后下腹不适、腹痛及阴道出血等临床症状消失，超声复查结果提示包块消失或缩小范围大于50% ，血β-hCG水平恢复正常范围。出现以下任何一项评估为失败：患者治疗前后腹痛、阴道出血、下腹不适等临床症状未见缓解甚至加重，超声复查包块未缩小或进展；血β-hCG水平未恢复正常。

［6］ 徐荣明 ，胡勇.对新鲜寰椎骨折的临床治疗选择［J］.中国脊柱脊髓杂志，2013，23（5）：395-397.

第3,知识讲座。患者出院后,护理人员需定时组织专科医生及护理人员进行知识讲座,并将讲座内容上传至医院健康护理网站、微信群等平台,以便患者更加方便的进行浏览,更深入的掌握术后健康护理知识。

第一，一些企业在编写财务预算管理计划时，常常会出现目光短浅的问题，只看好的当前的利益，没有为企业的长远的发展方向是上考虑。对市场的调研不够全面。这导致了企业虽然近期发展的不错但往后慢慢的被市场所抛弃。因为这种目光短浅的方式，使得企业经受不起市场的突然变动，如果市场的变动过大就可能对企业造成意想不到的打击。

［14］ 陈诚 ，王新伟.寰椎骨折的诊断与治疗进展［J］.中国脊柱脊髓杂志，2017，27（1）：75-78.

［13］ Jefferson G. Fracture of the atlas vertebra. Report of four cases，and a review of those previously recorded［J］.BJS，1919，7（27）：407-422.

［15］ Tessitore E，Momjian A，Payer M. Posterior reduction and fixation of an unstable Jefferson fracture with C1 lateral mass screws，C2 isthmus screws，and crosslink fixation ：technical case report［J］. Neurosurgery，2008，63（1 Suppl 1）：ONSE100-101.

［16］ Li L，Teng H，Pan J，et al. Direct pos terior C1 lateral mass screws compression reduction and osteosynthesis in the treatment of unstable jefferson fractures［J］. Spine（Phila Pa 1976），2011，36（15）：E1046-1051.

［17］ 马维虎，许楠健，徐荣明，等. 经后路单纯寰椎椎弓根螺钉内固定治疗不稳定性寰椎骨折［J］. 脊柱外科杂志，2011，9（3）：140-143.

［18］ Bianco RJ，Arnoux PJ，Wagnac E，et al. Minimizing pedicle screw pullout risks：a detailed biomechanical analysis of screw design and placement［J］. Clin Spine Surg，2017，30（3）：E226-232.