于笑笙，陳修遠(yuǎn)，陳 皓，勞立峰，王淑容，涂志朋，韓應(yīng)超，陳 智，張煜輝，沈洪興

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院脊柱外科，上海 200127

近年來(lái)，計(jì)算機(jī)輔助導(dǎo)航和機(jī)器人技術(shù)在脊柱外科領(lǐng)域發(fā)展迅速。天璣骨科機(jī)器人是中國(guó)自主研發(fā)的手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)，是一種基于術(shù)中3D影像進(jìn)行手術(shù)空間映射和手術(shù)路徑規(guī)劃的機(jī)器人定位系統(tǒng)，由手術(shù)計(jì)劃和控制軟件系統(tǒng)、光學(xué)跟蹤系統(tǒng)和機(jī)器人等構(gòu)成［1］。有文獻(xiàn)報(bào)道，應(yīng)用天璣骨科機(jī)器人輔助經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)可有效治療無(wú)神經(jīng)癥狀的胸腰椎骨折［2］。本研究回顧性分析2018年2月—2019年6月在本院接受治療的52例無(wú)神經(jīng)癥狀胸腰段骨折患者資料，旨在分析比較機(jī)器人輔助經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)、C形臂X線機(jī)透視導(dǎo)航經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)和傳統(tǒng)后路椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)治療無(wú)神經(jīng)癥狀胸腰段骨折的臨床療效，探討機(jī)器人輔助手術(shù)的微創(chuàng)化與精準(zhǔn)化價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

本研究為回顧性研究，經(jīng)上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（審批號(hào)：RA-2020-383）。納入標(biāo)準(zhǔn) ：①年齡18 ～ 70歲，隨訪時(shí)間＞ 6個(gè)月；②術(shù)前常規(guī)檢查及影像學(xué)檢查確診為胸腰段骨折（T12～ L2），接受椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)治療；③單節(jié)段骨折；④美國(guó)脊髓損傷協(xié)會(huì)（ASIA）分級(jí)［3］為E級(jí)；⑤胸腰椎脊柱脊髓損傷程度（TLICS）評(píng)分［4］≥4分 ；⑥受傷至手術(shù)時(shí)間＜ 14 d。排除標(biāo)準(zhǔn)：①由脊柱腫瘤、感染或結(jié)核等導(dǎo)致的病理骨折；②骨質(zhì)疏松性壓縮性骨折；③站立跌倒或非暴力磕碰的脊柱骨折。按上述標(biāo)準(zhǔn)共納入患者52例，18例接受機(jī)器人輔助經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)治療（機(jī)器人組），其中男12例、女6例，年齡28 ～ 68（45.1±12.8）歲 ；骨折節(jié)段T126例、L15例、L27例 ；TLICS評(píng)分（4.6±0.5）分。15例接受C形臂X線機(jī)透視導(dǎo)航經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)治療（透視組），其中男9例、女6例，年齡27 ～ 70（43.8±10.0）歲，骨折節(jié)段T125例、L14例、L26例 ；TLICS評(píng)分（4.5±0.5）分。19例接受傳統(tǒng)后路椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)治療（傳統(tǒng)組），其中男14例、女5例，年齡30 ～ 69（44.1±10.0）歲；骨折節(jié)段T126例、L16例、L27例；TLICS評(píng)分（4.7±0.6）分。3組患者術(shù)前一般情況差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞ 0.05），具有可比性。

1.2 手術(shù)方法

機(jī)器人組術(shù)中使用Jackson全碳素手術(shù)床，患者全身麻醉后取俯臥位，采用天璣骨科機(jī)器人輔助手術(shù)，C形臂X線機(jī)（西門子，德國(guó)）定位骨折椎體，采用SextantⅡ微創(chuàng)經(jīng)皮脊柱內(nèi)固定系統(tǒng)（美敦力，美國(guó)）或Viper微創(chuàng)經(jīng)皮脊柱內(nèi)固定系統(tǒng)（強(qiáng)生，美國(guó)）經(jīng)傷椎固定。常規(guī)消毒鋪巾，于手術(shù)區(qū)域上方2個(gè)節(jié)段做1個(gè)1.5 cm小切口，切開(kāi)皮膚、皮下組織及筋膜，用骨膜剝離器分離棘突兩旁肌肉，深度1.0 ～ 1.5 cm，安裝棘突夾，妥善固定示蹤器，并安裝定位標(biāo)尺。用三維C形臂X線機(jī)掃描需固定的節(jié)段并將圖像傳輸至工作站。由脊柱外科醫(yī)師進(jìn)行釘?shù)酪?guī)劃并確定置入物方向及規(guī)格，規(guī)劃完畢后機(jī)械臂將自動(dòng)運(yùn)行至指定位置。安裝導(dǎo)針套筒于機(jī)械臂套筒定位卡槽內(nèi)，在機(jī)械臂定位下做1個(gè)約1.0 cm小切口并鈍性分離軟組織，插入套筒使尖端頂至骨面入針點(diǎn)，使用電鉆依次置入特制導(dǎo)針，注意導(dǎo)針深度應(yīng)小于規(guī)劃螺釘長(zhǎng)度。透視確認(rèn)導(dǎo)針位置后置入椎弓根螺釘，并使用專用置棒器經(jīng)皮安裝雙側(cè)連桿，使用體內(nèi)撐開(kāi)器撐開(kāi)復(fù)位骨折椎體，最后經(jīng)X線正側(cè)位透視檢查螺釘位置，不放置引流管，縫合切口（圖1）。

圖1 機(jī)器人輔助經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)一般流程Fig. 1 General operation steps of robot-assisted percutaneous pedicle screw fixation

透視組術(shù)中使用Jackson全碳素手術(shù)床，患者全身麻醉后取俯臥位，用SextantⅡ微創(chuàng)經(jīng)皮脊柱內(nèi)固定系統(tǒng)或Viper微創(chuàng)經(jīng)皮脊柱內(nèi)固定系統(tǒng)經(jīng)傷椎固定。手法復(fù)位后使用C形臂X線機(jī)透視定位標(biāo)記傷椎及上下相鄰椎體椎弓根體表投影。在標(biāo)記處做1個(gè)約1.0 cm小切口，穿刺針透視下進(jìn)入相應(yīng)椎弓根并使同側(cè)脊柱穿刺針位于同一軸線，置入導(dǎo)針，擴(kuò)張建立工作通道后置入椎弓根螺釘。安裝置棒器穿入弧形棒，體內(nèi)撐開(kāi)器復(fù)位骨折椎體，最后經(jīng)X線正側(cè)位透視檢查螺釘位置，不放置引流管，縫合切口。

傳統(tǒng)組術(shù)中使用Jackson全碳素手術(shù)床，患者全身麻醉后取俯臥位，采用Legacy脊柱內(nèi)固定系統(tǒng)（美敦力，美國(guó)）經(jīng)傷椎固定。C形臂X線機(jī)透視標(biāo)記傷椎位置，以傷椎為中心行后正中縱行切口，剝離椎旁肌，顯露傷椎及鄰椎椎板和關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)，視固定節(jié)段相應(yīng)置入椎弓根螺釘并透視確認(rèn)位置，安裝預(yù)彎連接棒撐開(kāi)復(fù)位骨折椎體，常規(guī)放置引流管，逐層縫合切口。

1.3 術(shù)后處理

術(shù)后根據(jù)患者情況應(yīng)用抗生素48 ～ 72 h，常規(guī)給予鎮(zhèn)痛、預(yù)防壓瘡、下肢肌肉關(guān)節(jié)功能鍛煉等治療。機(jī)器人組與透視組術(shù)后2 ～ 3 d可佩戴支具下床活動(dòng)，傳統(tǒng)組2 ～ 3 d拔除引流管后佩戴支具下床活動(dòng)。所有患者術(shù)后3個(gè)月內(nèi)佩戴支具，避免彎腰負(fù)重，6個(gè)月內(nèi)避免重體力活動(dòng)。

1.4 觀察和隨訪指標(biāo)

記錄并比較3組的圍手術(shù)期指標(biāo)（手術(shù)時(shí)間、透視時(shí)間、輻射劑量、術(shù)中出血量、臥床時(shí)間、住院天數(shù)）。術(shù)后置釘準(zhǔn)確率通過(guò)CT冠狀位、矢狀位和橫斷面重建圖像，根據(jù)Gertzbein-Robbins分級(jí)系統(tǒng)［5］進(jìn)行評(píng)估：A級(jí)，螺釘完整位于椎弓根內(nèi)；B級(jí)，螺釘突破椎弓根皮質(zhì)距離＜ 2 mm；C級(jí)，螺釘突破椎弓根皮質(zhì)距離≥2 mm且＜ 4 mm ；D級(jí)，螺釘突破椎弓根皮質(zhì)距離≥4 mm且＜ 6 mm ；E級(jí)，螺釘突破椎弓根皮質(zhì)距離＞ 6 mm。置釘準(zhǔn)確率（%）=（A級(jí)螺釘數(shù)量+B級(jí)螺釘數(shù)量）/全部螺釘數(shù)量×100%。術(shù)后定期隨訪，記錄并比較3組影像學(xué)資料（術(shù)前、術(shù)后6個(gè)月傷椎前緣相對(duì)高度及Cobb角），以及術(shù)前、術(shù)后3 d、術(shù)后6個(gè)月的疼痛視覺(jué)模擬量表（VAS）評(píng)分［6］、日本骨科學(xué)會(huì)（JOA）評(píng)分［7］。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS 25.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。計(jì)量資料以表示，組內(nèi)術(shù)前、術(shù)后比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)，組間比較采用單因素方差分析并用Bonferroni法進(jìn)行兩兩比較；計(jì)數(shù)資料以例和百分?jǐn)?shù)表示，組間比較采用z檢驗(yàn)，并用Bonferroni法和CMH-χ2檢驗(yàn)進(jìn)行兩兩比較 ；以P＜ 0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 圍手術(shù)期指標(biāo)

所有手術(shù)順利完成，3組圍手術(shù)期指標(biāo)見(jiàn)表1。機(jī)器人組與透視組的手術(shù)時(shí)間、術(shù)中出血量、臥床時(shí)間、住院天數(shù)均少于傳統(tǒng)組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜ 0.05，表1）；機(jī)器人組手術(shù)時(shí)間少于透視組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜ 0.05，表1），術(shù)中出血量、臥床時(shí)間和住院天數(shù)與透視組相比差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞ 0.05，表1）。透視組透視時(shí)間最長(zhǎng)、輻射劑量最大，機(jī)器人組透視時(shí)間最短、輻射劑量最少，組間比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜ 0.05，表1）。

表1 3組患者圍手術(shù)期指標(biāo)Tab. 1 Perioperative clinical data of 3 groups

2.2 置釘準(zhǔn)確度

機(jī)器人組共置入椎弓根螺釘116枚，根據(jù)Gertzbein-Robbins分類標(biāo)準(zhǔn)，A級(jí)105枚、B級(jí)7枚、C級(jí)4枚，置釘準(zhǔn)確率為96.6%；透視組共置入椎弓根螺釘98枚，其中A級(jí)71枚、B級(jí)18枚、C級(jí)9枚，置釘準(zhǔn)確率為90.8%；傳統(tǒng)組共置入螺釘122枚，A級(jí)91枚、B級(jí)21枚、C級(jí)10枚，置釘準(zhǔn)確率為91.8%。機(jī)器人組置釘準(zhǔn)確率高于透視組與傳統(tǒng)組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜ 0.05），透視組與傳統(tǒng)組置釘準(zhǔn)確率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞ 0.05）。機(jī)器人組典型病例影像學(xué)資料見(jiàn)圖2。

圖2 機(jī)器人組典型病例影像學(xué)資料Fig. 2 Imaging data of a typical case in robot group

2.3 術(shù)后影像學(xué)資料及隨訪結(jié)果

所有患者隨訪6 ～ 12個(gè)月，平均8個(gè)月，未出現(xiàn)感染、釘棒斷裂、骨折不愈合、神經(jīng)損傷等手術(shù)相關(guān)并發(fā)癥。3組術(shù)后6個(gè)月傷椎前緣相對(duì)高度、Cobb角、VAS評(píng)分與JOA評(píng)分均較術(shù)前改善，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜ 0.05，表2）。3組術(shù)前、術(shù)后6個(gè)月傷椎前緣相對(duì)高度、Cobb角及JOA評(píng)分差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞ 0.05，表2）；機(jī)器人組與透視組術(shù)后3 d VAS評(píng)分優(yōu)于傳統(tǒng)組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜ 0.05，表2），術(shù)后6個(gè)月時(shí)3組VAS評(píng)分差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞ 0.05，表2）。

表2 3組患者影像學(xué)參數(shù)、VAS評(píng)分和JOA評(píng)分Tab. 2 Radiological parameters，VAS and JOA scores of 3 groups

3 討 論

胸腰段骨折通常由高能外傷引起，表現(xiàn)為疼痛、畸形和功能障礙等癥狀，嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量。傳統(tǒng)的后路椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)可提供符合生物力學(xué)的三柱固定，療效已被廣泛認(rèn)可。然而，有研究［8］表明，傳統(tǒng)后路椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)可能導(dǎo)致術(shù)后肌肉萎縮和瘢痕纖維化，進(jìn)而造成術(shù)后慢性疼痛及功能受限等并發(fā)癥。這可能是廣泛剝離椎旁肌與多裂肌、直接損傷血管和牽拉引起肌內(nèi)壓力增高所致。此外，傳統(tǒng)開(kāi)放手術(shù)常伴隨出血量、感染風(fēng)險(xiǎn)和住院天數(shù)的增加。因此，近年來(lái)具有損傷小、恢復(fù)快等特點(diǎn)的微創(chuàng)手術(shù)得到了快速發(fā)展，為胸腰椎骨折的治療提供了全新的視角。經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)主要包括透視輔助下經(jīng)皮置釘技術(shù)、導(dǎo)航系統(tǒng)輔助技術(shù)以及機(jī)器人輔助技術(shù)等。多項(xiàng)研究表明，相較于傳統(tǒng)后路椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)，經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)手術(shù)時(shí)間更短、住院時(shí)間更短、術(shù)中出血量更少、感染率更低［9-12］。然而，經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定技術(shù)學(xué)習(xí)曲線陡峭，且術(shù)中需要反復(fù)透視調(diào)整穿刺點(diǎn)與穿刺方向，醫(yī)患均會(huì)受到更多輻射。本研究中，透視組的手術(shù)時(shí)間、術(shù)中出血量、臥床時(shí)間、住院天數(shù)均優(yōu)于傳統(tǒng)組，而透視時(shí)間與輻射劑量高于傳統(tǒng)組，與上述研究結(jié)論相符。

隨著機(jī)器人技術(shù)的迅猛發(fā)展，機(jī)器人輔助脊柱外科手術(shù)的應(yīng)用日益廣泛［13-14］。本研究結(jié)果顯示，治療無(wú)神經(jīng)癥狀胸腰段骨折，機(jī)器人組置釘準(zhǔn)確率為96.6%，與林書(shū)等［2］的報(bào)道類似；田野等［15］的研究表明，與透視輔助下經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)相比，機(jī)器人輔助置釘準(zhǔn)確率更高（93.75%）；Feng等［16］報(bào)道，機(jī)器人輔助置釘準(zhǔn)確率為98.2%，高于傳統(tǒng)開(kāi)放手術(shù)；楊俊松等［17］的研究發(fā)現(xiàn)，機(jī)器人輔助經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)治療腰椎滑脫癥的置釘準(zhǔn)確率為95.5%；Laudato等［18］對(duì)85例患者的569枚胸腰椎椎弓根螺釘進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，機(jī)器人輔助置釘?shù)臏?zhǔn)確率為94.4%，與其他文獻(xiàn)［19-22］報(bào)道相似。此外，相關(guān)文獻(xiàn)［23-26］還指出，機(jī)器人輔助脊柱手術(shù)在術(shù)中出血量、輻射劑量、手術(shù)時(shí)間、患者術(shù)后恢復(fù)等方面相較傳統(tǒng)開(kāi)放手術(shù)具有明顯優(yōu)勢(shì)。

本研究中機(jī)器人組的手術(shù)時(shí)間、術(shù)中出血量、透視時(shí)間、輻射劑量、臥床時(shí)間及住院天數(shù)均優(yōu)于傳統(tǒng)組；手術(shù)時(shí)間、透視時(shí)間及輻射劑量也優(yōu)于透視組。其原因可能是機(jī)器人輔助置釘準(zhǔn)確度、成功率較高，減少了術(shù)中螺釘調(diào)整次數(shù)，進(jìn)而縮短了手術(shù)時(shí)間，且機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行C形臂X線機(jī)掃描時(shí)，醫(yī)療團(tuán)隊(duì)在手術(shù)室外進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，幾乎不會(huì)對(duì)工作人員產(chǎn)生輻射。張海平等［27］的研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)最常見(jiàn)的并發(fā)癥為螺釘位置不良（2.29%）。本研究中各組并未發(fā)生螺釘位置不良，但機(jī)器人組置釘準(zhǔn)確率高于透視組和傳統(tǒng)組，認(rèn)為機(jī)器人輔助手術(shù)可能有助于進(jìn)一步減少這一并發(fā)癥的發(fā)生。在復(fù)位效果方面，術(shù)后3組傷椎前緣相對(duì)高度與Cobb角均較術(shù)前明顯改善，提示機(jī)器人輔助手術(shù)的復(fù)位效果滿意。本研究中機(jī)器人組與透視組術(shù)后3 d VAS評(píng)分優(yōu)于傳統(tǒng)組，術(shù)后6個(gè)月VAS和JOA評(píng)分與傳統(tǒng)組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說(shuō)明機(jī)器人輔助手術(shù)術(shù)后恢復(fù)快，療效與開(kāi)放手術(shù)相當(dāng)。

然而，也有文獻(xiàn)［2，28］報(bào)道機(jī)器人輔助手術(shù)的手術(shù)時(shí)間更長(zhǎng)，這可能與學(xué)習(xí)曲線和機(jī)器人的型號(hào)差異有關(guān)。由于本研究為小樣本量回顧性研究，且隨訪時(shí)間較短，故未來(lái)需要更進(jìn)一步開(kāi)展高質(zhì)量的隨機(jī)對(duì)照研究以評(píng)估患者的長(zhǎng)期預(yù)后。作為治療無(wú)神經(jīng)癥狀胸腰段骨折的有效方法，機(jī)器人輔助經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)也有其局限性，如無(wú)法進(jìn)行椎管減壓和植骨融合等操作、矯形及撐開(kāi)能力有限［29］等。曾有前瞻性研究報(bào)道，對(duì)于合并神經(jīng)損傷的胸腰椎骨折，使用經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)聯(lián)合4 cm正中切口行后路減壓融合術(shù)的效果評(píng)價(jià)優(yōu)于傳統(tǒng)開(kāi)放手術(shù)［30］。由此可以推測(cè)，機(jī)器人輔助經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)聯(lián)合減壓術(shù)在治療合并神經(jīng)損傷的胸腰段骨折中具有一定的應(yīng)用前景。隨著科技的蓬勃發(fā)展，機(jī)器人輔助手術(shù)憑借其精準(zhǔn)度高等優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用會(huì)日趨廣泛。

綜上所述，機(jī)器人輔助經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)是治療無(wú)神經(jīng)癥狀胸腰段骨折的有效方法。與傳統(tǒng)后路椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)和透視導(dǎo)航經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)相比，其具有手術(shù)時(shí)間短、精度高、創(chuàng)傷小、輻射少、患者恢復(fù)快等優(yōu)勢(shì)，滿足適應(yīng)證的情況下可作為優(yōu)先選擇。