機器人導航下經皮置入實心釘行短節段內固定手術治療胸腰椎骨折

李強，王永勝，王家寶，周丙玲，李明，朱緊跟，李奇，沈明海，段方方，馬方軍

(宿州市第一人民醫院骨科，安徽宿州 234000)

近年來，機器人導航技術逐漸應用于胸腰椎骨折的治療，顯著提高了置釘準確率[1,2]。在釘棒固定手術中，臨床多采用空心椎弓根螺釘，其生物力學強度偏弱，術中作椎體撐開復位和復位后的維持強度均有所不足，且術后斷釘的風險較高[3]。本院骨科自2018年1月～2020年1月，采用機器人導航下經皮置入實心釘行短節段內固定治療胸腰椎骨折，取得了較好的療效，現報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2018年1月～2020年1月本院骨科收治的胸腰椎骨折患者82例，AO分型均為A3型，傷后1～7 d內接受手術。依據手術方式分為兩組：常規組42例，采用常規經皮置釘手術；機器人組40例，采用“天璣”骨科手術機器人導航下經皮置釘手術。兩組患者的一般資料比較，差異均無統計學意義(P>0.05)，見表1。

表1 兩組患者的一般資料比較

1.2 手術方法

機器人組(以L2椎體骨折為例)：①患者全麻，取俯臥位，保持腰部適度過伸位，以手法牽引整復L2傷椎，使椎體高度及椎間隙均有所恢復。在3D C臂透視下，以克氏針行L1、L2、L3正位相椎弓根體表定位，MARK筆標記。②將天璣骨科手術機器人光學跟蹤系統置于患者頭側，示蹤器固定于肩胛骨之間，并對準機器人光學跟蹤系統且保持穩定可靠。安裝基座及標尺(大號無菌套保護)，將標尺置于L2棘突位置，3D C臂對準患者胸腰段，測試C臂圍繞患者軀干旋轉360°無阻擋。操控3D C臂采集胸腰段3D圖像信息并上傳到機器人主控臺上，在主控臺屏幕上分別設計L1、L2、L3椎弓根螺釘適宜的入釘點、直徑、長度以術中備用。撤離3D C臂，將機器人標尺更換為P30導向器，操控機械臂將導向器移動到手術區域。③依據患者影像學資料及術中情況，依次向傷椎及其上下相鄰椎體兩側共植入6枚椎弓根釘。首先準備置入L1左側椎弓根釘：按照事先規劃的手術路徑，將2級鉆套沿P30導向器置入，作皮膚小切口，將2級鉆套插入切口直至入釘點骨皮質(貼緊)，拔除內芯，更換為限深平頭磨鉆，將入釘點骨皮質適度打磨2 mm(防止導針偏移)，去除2級鉆套，更換為第一級空心擴張器并貼緊骨面，沿擴張器置入1.2 mm直徑的克氏針，深度3 cm；同法置入另外5枚克氏針，3D C臂透視克氏針位置滿意。沿克氏針依次擴張軟組織通道，去除第一級套筒、沿克氏針行開口器開口，去除第二級套筒、沿克氏針行空心絲攻攻絲，去除克氏針及第三級擴張套筒，保留第四級外套筒(助手把持保持穩定)，沿椎弓根通道植入6.0 mm×45 mm規格的實心椎弓根釘，同理植入剩余5枚螺釘，3D C臂透視見螺釘位置滿意。置入通道拉鉤，順利植入2枚長度合適的連接棒，安裝螺釘尾帽，適度撐開復位后，鎖緊尾帽。3D C臂再次透視見螺釘均在位穩妥，椎體及椎間隙高度恢復均滿意。去除尾帽翼，沖洗、清點無誤后，依次縫合關閉諸小切口(見圖1)。常規組：患者的麻醉方式、體位、安裝連接棒、撐開復位等步驟均與機器人組一致。術中在X線正側位透視下確定椎弓根的皮膚投影點并作體表定位后，在X線透視引導下進行徒手置釘，不采用機器人導航置釘。

圖1 機器人導航實心椎弓根螺釘固定術。A:圖像采集；B:軟件規劃手術路徑；C:機器人定位進針點；D:置入磨鉆；E:置入導針；F:四級套筒逐級擴張；G:進行開口(限深)；H:進行攻絲(限深)；I:置入實心椎弓根螺釘；J:置入通道拉鉤(穿棒)。

1.3 評價指標

比較兩組患者手術時間、術中出血量、術后住院時間、圍手術期并發癥等圍手術期指標。分別于術前、術后5 d及末次隨訪時進行VAS評分，測量椎體角(vertebral angle,VBA)及Cobb角；術前及術后隨訪時，評估患者的Oswestry功能障礙指數(Oswestry disability index,ODI)。術后復查X線及CT，依據按Gertzbein-Robbins分級法[4]評估椎弓根釘置入的準確性，A級：螺釘未侵及皮質；B級：皮質穿透<2 mm；C級：2 mm≤皮質穿透<4 mm；D級：4mm ≤皮質穿透<6 mm；E級：皮質穿透≥6 mm)。

1.4 統計方法

2 結果

所有患者獲得隨訪，平均隨訪10.3個月；未出現感染、內固定斷裂等嚴重并發癥。常規組1例術后因脂肪液化致創面延遲愈合，予以換藥處理后正常愈合；經常規組有2例出現下肢靜脈血栓，請血管外科會診予以抗凝等對癥治療后定期復診，未出現栓塞等嚴重并發癥。

2.1 圍手術期指標比較

與常規組相比，機器人組術中C臂透視次數均顯著減少，但手術時間顯著延長，差異均有統計學意義(P<05)。見表2。

表2 兩組患者的圍手術期指標比較

2.2 療效指標比較

末次隨訪時，所有患者均已實現骨折愈合。兩組患者術后5 d的VAS評分、VBA角和Cobb角差異均無統計學意義(P>05)；末次隨訪時，兩組患者VAS評分、ODI指數、VBA、Cobb角方面，差異均無統計學意義(P>0.05)。見表3。

表3 兩組患者的療效指標比較

2.3 置釘準確率比較

機器人組的置釘準確率為96.25%，顯著高于常規組的74.21%(P<0.05)。見表4。

表4 兩組患者胸腰椎置釘準確率比較

3 討論

本研究采用“天璣”骨科手術機器人輔助系統治療胸腰椎壓縮性骨折，獲得了良好的療效。機器人導航組手術時間長于常規組，考慮是由于機器人導航操作步驟較多的原因所致，在機器人導入數據和匹配方面耗費了較多時間，但總體平均時間約為90 min，在臨床可接受范圍內；隨著后期經驗的積累，手術時間仍然存在減少的空間。與常規組相比，機器人組術中C臂透視次數均顯著減少(P<0.05)，考慮是由于機器人組通過術中采集CT影像學資料進行實時定位導航，無需反復C臂透視。

本研究結果顯示，在術后5 d、末次隨訪時，兩組VAS評分、ODI指數、VBA角、Cobb角等資料差異均無統計學意義(P>0.05)，可見采用機器人導航進行手術，經皮操作也可達到良好的椎體復位和固定效果。機器人組的置釘準確率為96.25%，顯著高于常規組的74.21%(P<0.05)，兩組置釘準確度的結果，與既往文獻報道相近[5-6]，可見機器人輔助手術置釘具有高精確度、高穩定性的優點。

本研究采用機器人導航下經皮置入實心釘治療胸腰椎骨折，具有以下創新及優勢：(1)有文獻報道，空心釘治療胸腰椎術后可出現螺釘斷裂[7,8]。本研究采用實心釘，能夠改善空心釘生物力學強度的問題，改善術中椎體撐開復位和復位后維持強度方面的不足，避免出現斷釘。(2)手術操作過程中，對部分器械進行了改進優化，使得操作更加便捷安全：①設計了軟組織保護鉆套，能夠避免操作過程中損傷肌肉組織，減少出血；②設計了限深平口磨鉆，用以克服導針植入過程出現滑動的問題；③開口器增加了限深功能，避免開口器進入過深傷及深層結構；④四級擴張套筒邊緣進行了鋸齒狀設計，避免置釘點發生偏移；(3)手術過程中C臂透視次數少，外科醫師射線暴露明顯減少；(4)機器人導航下手術，提高了置釘的精確性以及穩定性；(5)在具備開放置釘經驗的基礎上，該技術學習曲線短，術者易于掌握[9]。

相對于常規徒手置釘，機器人導航下經皮置釘也存在局限性：①機器人導航下置入實心螺釘需要助手的良好配合，需要助手對設備及手術熟練掌握；②該術式需要特殊的導航設備，并非所有醫療機構均具備。

綜上所述，“天璣”骨科手術機器人輔助經皮置釘治療無脊髓損傷的胸腰椎壓縮性骨折，具有置釘準確度和穩定性高的優勢，創傷小、輻射暴露少、并發癥少，符合ERAS理念。