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本病发生于由高处落下的物体撞击于头顶部，或由高处坠落，头顶垂直触地所致。寰椎连接枕骨和其他颈椎，是一节非典型的脊椎，外观呈椭圆环状，无椎体，在环形两侧增厚变粗，称之侧块，其上下表面为斜向内前方的关节面。从侧块伸出的前后椎弓在伸出部位为寰椎最薄弱部，也是最常见的骨折部位。当暴力和反作用力聚积作用于寰椎时，因寰椎上下关节面的内向性，暴力和反作用力的合力使寰椎侧块受到离心性暴力，从而在寰椎前后弓与其侧块连接处的最薄弱部位发生骨折，这种骨折也称为Jefferson骨折。其特点是寰椎骨折呈四处对应的骨折，形成四块骨折段，即两个侧块和前后两弓。当暴力作用方向不正，仅作用于头部一侧或当头部倾向一侧受到暴力时，可致一侧椎弓骨折，偶尔也可引起侧块骨折。