1、本文內容分為五部分進行論述：
　　第一部分 上胸椎前路椎弓根釘板系統(tǒng)設計的相關影像解剖學研究
　　目的:通過影像學測量與上胸椎前路椎弓根釘板系統(tǒng)設計相關的解剖學數(shù)據(jù)，為內固定系統(tǒng)的設計和安放提供完整的數(shù)據(jù)依據(jù)。
　　方法:取20例包含完整C7～Th5的成年體檢患者CT資料，將每一位體檢者的CT數(shù)據(jù)，分別單獨以DICOM格式導入Mimics軟件并進行三維重建。在Mimics軟件中測量與內固定設計相關的解剖學數(shù)據(jù)，并對所獲

2、得的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學分析。
　　結果:椎體高度約15.4mm～16.9mm。兩側椎弓根內壁對應的椎體前皮質骨的軸向弧線長距約17.4mm～21.7mm、短距約4.3mm～6.5mm;該弧線所對應的椎體深度約13.1 mm～20.3mm。在正中矢狀面上，跨越3個椎體的弧線長距約54.4mm～54.8mm、短距約1.4mm～2.0mm，后凸Cobb角約7.2°～9.0°;跨越4椎體的弧線長距約為73.5mm、短距約2.5mm，后凸Cob

3、b角約9.9°。椎弓根的內徑寬度約1.8mm～4.0mm，外徑寬度約5.2mm～8.9mm，內徑高度約4.3mm～5.3mm，外徑高度約6.7mm～11.4mm，長度約35.8mm～38.0mm。前路椎弓根螺釘最佳進釘點與上終板距離約57mm～7.6mm，與下終板的距離約9.4～9.8mm，與正中矢狀面的距離約2.4mm～4.0mm。橫斷面（軸位）進釘角度（TSA角）約12.3°～32.1°，矢狀面進釘角度(SSA角)約100.7°～1

4、03.6°。
　　結論:所獲得的解剖學數(shù)據(jù)具有完整性和系統(tǒng)性，能為內固定系統(tǒng)的設計和安放提供參考。
　　第二部分 上胸椎前路椎弓根釘板系統(tǒng)的設計及其有限元分析
　　目的:依據(jù)第一部分獲取的解剖學數(shù)據(jù)，對上胸椎前路椎弓根釘板系統(tǒng)的各組成部件進行模型初步設計，并通過計算機對所設計的模型進行受力分析，初步評價各部件的機械性能。
　　方法:使用頻數(shù)分布法，對第一部分所獲取的解剖學數(shù)據(jù)進行深度分析，以便為內固定的設計提供更

5、精確的數(shù)據(jù)。椎體的高度與固定板的高度相關;椎體的深度與椎體釘?shù)拈L度相關;椎體的橫向弧度與固定板的橫向弧度和寬度相關;多椎體的縱向弧度與固定板的縱向弧度和高度相關;椎弓根的寬度與椎弓根螺釘?shù)闹睆较嚓P;椎弓根的長度與椎弓根螺釘?shù)拈L度相關;椎弓根螺釘?shù)倪M釘點和進釘方向與固定板上的椎弓根開口槽相關。根據(jù)這些解剖學數(shù)據(jù)與內固定設計參數(shù)之間的相關性，通過計算機軟件設計出各個部件的模型，然后在軟件上使用有限元分析方法進行受力分析，初步檢驗各部件的機械

6、性能可否達到實際需要。
　　結果:根據(jù)解剖數(shù)據(jù)，能順利設計出上胸椎前路椎弓根釘板系統(tǒng)的各個組成部件，對內固定系統(tǒng)各主要部件的有限元分析結果提示各部件的機械性能可以滿足實際需要。
　　結論:所設計的內固定模型的機械性能滿足實際需要，可進行生產，為下一步生物力學實驗提供樣本實體。
　　第三部分 上胸椎三種不同螺釘?shù)陌纬鲈囼灡容^
　　目的:對比上胸椎三種不同螺釘?shù)淖畲蟀纬隽Α?br>　　方法:取6例含C7-Th5的頸胸

7、段成人防腐尸體標本，排除畸形、腫瘤、嚴重骨質疏松等結構性病變。納入實驗的Th1-Th4椎體各有6個。實驗分3組:前路椎弓根螺釘(ATPS)組、后路椎弓根螺釘(PTPS)組和前路普通椎體釘(AVBS)組。實驗前對標本的各個椎體進行隨機化處理，每個椎體的左右側椎弓根作為兩個不同的數(shù)字參與隨機化，每次按隨機結果分別置入ATPS或PTPS，同時，在同一椎體的前方置入1枚AVBS。在力學試驗機上對各螺釘進行軸向拔出試驗，記錄各螺釘?shù)尼數(shù)篱L度和最大

8、拔出力，并對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學分析。
　　結果:ATPS組和PTPS組的組內各椎體(Th1-Th4)釘?shù)篱L度和最大拔出力差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)，AVBS組的組內各椎體釘?shù)篱L度和最大拔出力差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)。將組內數(shù)據(jù)合并后，三組間的釘?shù)篱L度和最大拔出力差異均有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。其中，ATPS組、PTPS組和AVBS組的釘?shù)篱L度分別為（37.0±1.2）mm、（29.6±1.1）mm和(17.03±1.

9、4) mm;最大拔出力分別為（382.2±12.4）N、（290.3±11.7）N和(135.5±7.1)N。螺釘?shù)尼數(shù)篱L度與最大拔出力呈正相關性(r=0.997，P=0.000)。
　　結論:螺釘釘?shù)篱L度與最大拔出力呈正相關性，釘?shù)涝介L，螺釘?shù)目拱纬隽υ酱?。在上胸椎，ATPS的最大拔出力大于PTPS和AVBS，具有更好生物力學穩(wěn)定性，可能有助于提高內固定系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。
　　第四部分 上胸椎前路兩套不同內固定系統(tǒng)的整體拔

10、出試驗
　　目的:比較上胸椎前路椎弓根釘板系統(tǒng)(anterior transpedicularscrews-plate system，ATPSPS)和前路普通椎體釘板系統(tǒng)(anterior vertebralbody screws-plate system，AVBSPS)的最大拔出力。
　　方法:取上胸椎防腐尸體標本8具，處理成8個包含完整C7-Th5的脊柱節(jié)段。將其隨機分成ATPSPS組和AVBSPS組，每組4具，于ATP

11、SPS組和AVBSPS組分別植入自行設計生產的上胸椎前路椎弓根釘板系統(tǒng)和前路普通椎體釘板系統(tǒng)。然后在力學試驗機上行鋼板的垂直拔出強度試驗。分別記錄兩套系統(tǒng)的總釘?shù)篱L度和最大拔出力，并對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學分析。
　　結果:ATPSPS組的平均總釘?shù)篱L度大于AVBSPS組(P＜0.05);ATPSPS組的平均最大抗拔出力高于AVBSPS組(P＜0.05)。ATPSPS組的總釘?shù)篱L度平均為（114±4.0）mm、最大拔出力為（1242±79

12、.6）N; AVBSPS組的總釘?shù)篱L度平均為（69±4.4）mm、最大拔出力為（637±12.8）N。經(jīng)Pearson相關系數(shù)分析，ATPSPS組與AVBSPS組的螺釘總釘?shù)篱L度與最大拔出力呈正相關性(r=0.987，P=0.000)。
　　結論:上胸椎ATPSPS的最大拔出力大于AVBSPS，具有更好的生物力學穩(wěn)定性。
　　第五部分 上胸椎三種不同內固定方式的剛度試驗
　　目的:比較上胸椎前路椎弓根釘板內固定系統(tǒng)(a

13、nterior transpedicularscrews-plate system，ATPSPS)、后路椎弓根釘棒內固定系統(tǒng)(posteriortranspedicle screw-rod system，PTPSRS)和前路普通椎體釘板內固定系統(tǒng)(anterior transpedicular screws-plate system，ATPSPS)的對脊柱穩(wěn)定性的影響。
　　方法:取12例含C7-Th5的防腐尸體標本，用隨機表法將

14、標本分成3組，每組4具。3組標本隨機分配使用三組不同的內固定器械。首先測試各標本在完整狀態(tài)下的軸向壓縮、前屈、后伸、左右側屈等各方向的剛度。將所有標本模擬手術行Th2椎體次全切除（損傷模型）后，再測試各方向的剛度。最后，按標本所在組別，選擇對應的內固定系統(tǒng)進行安裝，按上述流程安裝內固定后各標本在各個方向上的剛度。對比組內不同狀態(tài)下和相同狀體下不同組之間，各標本在各個方向上的剛度。
　　結果:各標本在組內不同狀態(tài)下各向的剛度均有差異

15、(P＜0.05)。在完整狀態(tài)及模擬Th2椎體次全切除后，三組標本之間的各向剛度無統(tǒng)計學差異(P＞0.05)。安裝內固定后，三組標本之間在各個方向上的剛度均有統(tǒng)計學差異(P＜0.05)。前屈剛度:ATPSPS組大于其他兩組，三組間比較差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。軸向壓縮剛度和后伸剛度:PTPSRS組大于其他兩組，三組間比較差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。左右側屈剛度:AVBSPS組小于其他兩組，差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)，而