費(fèi)音嬌， 曹曉建， 眭濤， 常杰， 張建， 徐迪， 殷國(guó)勇， 唐金海

乳腺癌是女性最常見(jiàn)的惡性腫瘤，在女性癌癥死亡的相關(guān)原因中位居第二[1]。盡管近年來(lái)在乳腺癌篩查、診斷和治療方面取得了進(jìn)展，但仍有一部分乳腺癌患者最終會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)移，而轉(zhuǎn)移性乳腺癌目前尚無(wú)治愈的方法[2]。骨組織是晚期乳腺癌最常見(jiàn)的轉(zhuǎn)移部位，腫瘤細(xì)胞從原發(fā)腫瘤部位逃逸，并定植于骨微環(huán)境，通過(guò)激活破骨細(xì)胞介導(dǎo)的骨溶解導(dǎo)致骨破壞[3-5]。乳腺癌骨轉(zhuǎn)移常引起頑固性骨痛、病理性骨折、高鈣血癥等一系列骨相關(guān)疾病，若轉(zhuǎn)移部位存在于脊柱椎體中，甚至可能導(dǎo)致截癱，嚴(yán)重影響乳腺癌患者的生活質(zhì)量和生存率[3, 6-7]。因此，對(duì)乳腺癌患者應(yīng)密切隨訪觀察，早期發(fā)現(xiàn)骨轉(zhuǎn)移灶并且明確病灶性質(zhì)，針對(duì)患者是否需要手術(shù)作出準(zhǔn)確判斷，爭(zhēng)取在骨折前、壓迫神經(jīng)前、截癱前進(jìn)行有效的外科治療，維持和改善患者活動(dòng)能力。

然而，乳腺癌骨轉(zhuǎn)移手術(shù)治療取樣的精準(zhǔn)性和有效性依舊是一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。目前，骨轉(zhuǎn)移的組織活檢取材主要是通過(guò)徒手穿刺技術(shù)，但是該方法活檢陽(yáng)性率低且容易造成周圍組織損傷[8-9]。隨著技術(shù)進(jìn)步，機(jī)器人輔助穿刺技術(shù)已經(jīng)成為臨床研究熱點(diǎn)，本研究初步探討了數(shù)字機(jī)器人在乳腺癌骨轉(zhuǎn)移灶活檢中應(yīng)用以及對(duì)臨床診療的影響。

1 資料與方法

1.1 研究設(shè)計(jì)和病例分組方法 本研究為臨床隨機(jī)對(duì)照研究。入組患者依據(jù)隨機(jī)數(shù)字表法進(jìn)行隨機(jī)分組，分為機(jī)器人輔助活檢組(機(jī)器人組)和經(jīng)皮徒手活檢組(對(duì)照組)。

1.2 研究對(duì)象 本研究納入2018年5月至2021年5月江蘇省人民醫(yī)院收治的符合選擇標(biāo)準(zhǔn)的12例乳腺癌骨轉(zhuǎn)移患者，均為女性患者，2例在機(jī)器人輔助下行骨轉(zhuǎn)移病灶穿刺活檢術(shù)，10例行經(jīng)皮徒手活檢術(shù)。

1.3 納入標(biāo)準(zhǔn)與排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn)：年齡18～75周歲；乳腺癌疑似局限部分椎體骨轉(zhuǎn)移患者；均自愿參與本項(xiàng)研究并簽署知情同意書；按試驗(yàn)方案要求接受治療和隨訪。

排除標(biāo)準(zhǔn)：椎弓根發(fā)育畸形的患者；嚴(yán)重骨質(zhì)疏松無(wú)法手術(shù)的患者；孕期或哺乳期女性以及不適宜進(jìn)行外科手術(shù)的患者；研究者評(píng)估不適合進(jìn)行經(jīng)脊柱椎弓根活檢的患者；正在參加其它任何器械或藥物臨床試驗(yàn)的患者；依從性差，難以配合完成治療和隨訪的患者。

1.4 機(jī)器人手術(shù)設(shè)備 采用骨科手術(shù)導(dǎo)航定位數(shù)字機(jī)器人系統(tǒng)NS100，主要由機(jī)械臂臺(tái)車、光學(xué)跟蹤系統(tǒng)臺(tái)車、導(dǎo)航定位工具包和軟件組成(如圖1A)，機(jī)器人本體及軟件由南京佗道醫(yī)療科技有限公司與江蘇省人民醫(yī)院聯(lián)合研發(fā)。該系統(tǒng)可借助移動(dòng)式三維C形臂X射線機(jī)(簡(jiǎn)稱為“C形臂”)掃描影像實(shí)現(xiàn)術(shù)中實(shí)時(shí)導(dǎo)航，其機(jī)械臂可沿規(guī)劃路徑輔助穿刺。在手術(shù)過(guò)程中，該系統(tǒng)在獲得的3D影像上設(shè)計(jì)規(guī)劃穿刺路徑，同時(shí)，系統(tǒng)實(shí)時(shí)追蹤患者及機(jī)械臂末端的位置變化，并不斷更新兩者的相對(duì)位置關(guān)系。完成路徑導(dǎo)航后，切開患者的皮膚，插入工作套筒至穿刺點(diǎn)骨面，放入隔絕套管，打入麻花鉆，取出麻花鉆，用環(huán)鋸鉆至合適位置后取組織活檢并送病理(如圖1B)。

1.5 手術(shù)方法 兩組患者均為全麻后取俯臥位，消毒鋪巾。

機(jī)器人組：將示蹤器用獨(dú)創(chuàng)裝置固定于病椎尾側(cè)2～3節(jié)段的椎體棘突上，并用無(wú)菌貼膜加固。調(diào)整機(jī)械臂末端定位標(biāo)尺在病椎上方并同時(shí)在C臂機(jī)透視視野中央，行病椎椎體CT掃描，并在電腦上進(jìn)行三維重建，利用機(jī)器人系統(tǒng)的軟件進(jìn)行術(shù)前規(guī)劃，規(guī)劃進(jìn)針路線至病椎腫瘤占位所在位置，使穿刺針的針尖對(duì)準(zhǔn)病灶。規(guī)劃好穿刺路徑后，給機(jī)器人發(fā)出指令，待機(jī)械臂運(yùn)行至預(yù)先設(shè)定的路線后，尖刀破皮，使用電鉆通過(guò)套筒鉆入穿刺導(dǎo)針。C臂機(jī)行正側(cè)位透視確認(rèn)穿刺針的位置無(wú)誤，沿導(dǎo)針置入工作套管，拔除導(dǎo)針，建立工作通道，沿該通道置入活檢裝置，取出標(biāo)本送病理(如圖2)。切口消毒，皮膚縫合。

對(duì)照組：使用C臂機(jī)定位目標(biāo)椎體，于目標(biāo)椎體棘突旁開2～4 cm處取切口，在透視輔助下將穿刺針置于目標(biāo)椎體椎弓根外緣的外上方，側(cè)位針尖達(dá)椎體后壁時(shí)，正位在椎弓根側(cè)緣，拔除導(dǎo)針，建立工作通道，沿該通道置入活檢裝置，取出標(biāo)本送病理。切口消毒，皮膚縫合。

1.6 觀察指標(biāo) 觀察并記錄活檢成功率、手術(shù)時(shí)間、術(shù)中出血量、手術(shù)并發(fā)癥發(fā)生率、術(shù)后病理結(jié)果。

注：圖1A為骨科手術(shù)導(dǎo)航定位機(jī)器人的組成；圖1B為機(jī)器人輔助活檢過(guò)程圖圖1 骨科手術(shù)導(dǎo)航定位數(shù)字機(jī)器人系統(tǒng)

注：2A為套筒和隔絕套管放入末端引導(dǎo)套筒，套筒前端位于骨頭表面;2B為建立工作通道；2C為置入活檢裝置；2D為取出的組織標(biāo)本圖2 機(jī)器人輔助下乳腺癌骨轉(zhuǎn)移穿刺活檢術(shù)

2 結(jié)果

2.1 一般資料 本研究共納入乳腺癌疑似骨轉(zhuǎn)移患者12例，均為女性患者，年齡為(56.92±11.73)歲，無(wú)基礎(chǔ)疾病史。其中，機(jī)器人輔助活檢組2例，年齡(65.00±2.83)歲，腰椎病變和骶椎病變各1例；徒手活檢組10例，年齡(55.30±12.24)歲，胸椎病變3例，腰椎病變5例，骶椎病變2例。患者在年齡和病變部位的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，見(jiàn)表1。

表1 乳腺癌骨轉(zhuǎn)移穿刺活檢患者一般資料比較

2.2 手術(shù)情況 所有患者手術(shù)順利，穿刺活檢成功率均為100%。術(shù)中出血少量，未發(fā)生血管、神經(jīng)和周圍臟器的損傷，術(shù)后穿刺部位未見(jiàn)出血和血腫，無(wú)傷口感染。其中，機(jī)器人輔助活檢組所有患者均一次性規(guī)劃路徑，順利置入工作套筒并取出組織標(biāo)本。在12例乳腺癌骨轉(zhuǎn)移的患者中，機(jī)器人輔助活檢組平均手術(shù)時(shí)間為(52.50±3.54)min，與對(duì)照組平均手術(shù)時(shí)間(71.00±8.43)min相比，機(jī)器人輔助活檢組的手術(shù)時(shí)間顯著縮短(P=0.014)。此外，機(jī)器人輔助活檢組術(shù)后患者住院時(shí)間少于對(duì)照組，但差別無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見(jiàn)表2。

表2 乳腺癌骨轉(zhuǎn)移中機(jī)器人輔助活檢組和徒手活檢組圍手術(shù)期觀察指標(biāo)的比較

2.3 術(shù)后病理 機(jī)器人輔助活檢組和對(duì)照組均取得有效病理結(jié)果，明確臨床診斷為乳腺癌骨轉(zhuǎn)移，術(shù)后有效病理結(jié)果也再次驗(yàn)證機(jī)器人輔助穿刺活檢成功率為100%。

2.4 典型病例 患者女性，63歲，2017年10月于江蘇省人民醫(yī)院行左乳腫塊穿刺術(shù)，確診為浸潤(rùn)性乳腺癌(左側(cè))，“EC-T方案”新輔助治療8周期后，行左乳乳腺癌改良根治術(shù)。術(shù)后病理結(jié)果顯示：浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌；免疫組化：ER(>95%++)，PR(>90%++)，Her-2(1+)，Ki67(20%)，CK5/6(部分+)。2020年4月患者因“雙下肢乏力伴感覺(jué)減退1月余”入院，影像學(xué)檢查(如圖3A、3B)：MR顯示腰椎生理曲度稍顯僵直，椎體邊緣骨質(zhì)增生變尖，L4椎體信號(hào)異常，欠均質(zhì)，壓脂序列T2WI呈高信號(hào)，輕度壓縮變扁，前后徑增大，后緣膨隆，增強(qiáng)掃描椎體及附件強(qiáng)化，L4骨破壞，考慮轉(zhuǎn)移瘤；CT顯示腰椎生理性曲度變直，椎體及椎體附件、椎小關(guān)節(jié)骨質(zhì)增生變尖。L4錐體稍變扁，骨質(zhì)密度不均，可見(jiàn)多發(fā)斑片狀密度減低影，后方椎管變窄，考慮轉(zhuǎn)移伴病理性骨折。與患者溝通后，行機(jī)器人輔助病灶穿刺活檢術(shù)，手術(shù)順利，時(shí)間為55 min，術(shù)中出血量少，未輸血，無(wú)手術(shù)并發(fā)癥發(fā)生，術(shù)后患者恢復(fù)良好。穿刺標(biāo)本常規(guī)病理檢查(如圖3C)：骨小梁間見(jiàn)少許上皮細(xì)胞巢，巢內(nèi)見(jiàn)少量異形細(xì)胞。免疫組化結(jié)果：腫瘤細(xì)胞GATA3(+)，Ki67(25%+)，CK-pan(+)，ER(+)。綜上，結(jié)合病史，診斷該患者為乳腺癌骨轉(zhuǎn)移。

3 討論

乳腺癌是影響全球婦女最常見(jiàn)的癌癥。據(jù)報(bào)道，20%～30%的乳腺癌患者在診斷和初步治療后可能發(fā)生轉(zhuǎn)移，從而導(dǎo)致不良預(yù)后[10]。而在轉(zhuǎn)移性乳腺癌中，骨轉(zhuǎn)移患者占比73%[11]，5年總生存率僅為22.8%[12]。骨微環(huán)境中的乳腺癌細(xì)胞通過(guò)模擬骨內(nèi)成骨信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)破骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞的分化、招募和功能，促進(jìn)骨內(nèi)乳腺癌細(xì)胞的歸巢、侵襲、定植、存活和增殖，造成骨質(zhì)破壞，導(dǎo)致骨相關(guān)疾病，對(duì)患者的活動(dòng)能力、日常工作能力、生活質(zhì)量和精神狀態(tài)產(chǎn)生負(fù)面影響，顯著增加了社會(huì)的負(fù)擔(dān)[13-14]。在臨床修治過(guò)程中，當(dāng)考慮乳腺癌患者可能發(fā)生骨轉(zhuǎn)移時(shí)，除了影像學(xué)檢查外，病理診斷依舊是金標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于多數(shù)患者而言，仍需至少1個(gè)轉(zhuǎn)移病灶部位的活檢，才能明確病變性質(zhì)并制定后續(xù)治療方案。

注：3A為術(shù)前病灶MR檢查(L4椎體信號(hào)異常，欠均質(zhì)，壓脂序列T2WI呈高信號(hào)，輕度壓縮變扁，前后徑增大，后緣膨隆，增強(qiáng)掃描椎體及附件強(qiáng)化)；3B為術(shù)前病灶CT檢查(L4椎體稍扁，骨質(zhì)密度不均，可見(jiàn)多發(fā)斑片狀密度減低影，后方椎管變窄)；3C為活檢組織標(biāo)本術(shù)后常規(guī)病理(骨小梁間見(jiàn)少量異形細(xì)胞He ×100)圖3 機(jī)器人輔助活檢組病灶影像學(xué)和病理學(xué)檢查情況

脊柱是人體最重要最復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，隨著透視技術(shù)的發(fā)展，影像引導(dǎo)下(如B超、X射線、CT等)的經(jīng)皮徒手穿刺活檢術(shù)逐漸成為臨床明確脊柱病變性質(zhì)的重要手段[15]。但經(jīng)皮徒手穿刺活檢術(shù)主要通過(guò)醫(yī)生手工完成,過(guò)于依賴醫(yī)生的能力和經(jīng)驗(yàn)，其復(fù)雜的三維解剖結(jié)構(gòu)可能會(huì)造成取材困難，損傷周圍重要的神經(jīng)和血管，穿刺的質(zhì)量和準(zhǔn)確性不穩(wěn)定。據(jù)報(bào)道，經(jīng)皮穿刺置釘可導(dǎo)致58%患者的關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)和50%患者的近側(cè)小關(guān)節(jié)受損[8-9]。除了這些與患者相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)外，人們也越來(lái)越關(guān)注外科醫(yī)生和工作人員在使用術(shù)中透視時(shí)接觸輻射的風(fēng)險(xiǎn)[16]，研究認(rèn)為，透視時(shí)所產(chǎn)生的電離輻射會(huì)對(duì)術(shù)者造成一系列的負(fù)面影響，包括睡眠障礙、記憶力減退、脫發(fā)等癥狀，并對(duì)眼睛、皮膚等一些人體的敏感器官造成影響[17]，同時(shí)，長(zhǎng)期過(guò)量輻射還會(huì)影響人體的血液系統(tǒng)，造成紅細(xì)胞、白細(xì)胞和血小板的異常[18]。因此，如何減少手術(shù)過(guò)程中的輻射量為手術(shù)參與者創(chuàng)造一個(gè)相對(duì)安全的環(huán)境也是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

近年來(lái)，在外科手術(shù)精準(zhǔn)化和微創(chuàng)化的發(fā)展趨勢(shì)下，數(shù)字機(jī)器人系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)成為智能醫(yī)療的重要發(fā)展方向之一[19]。機(jī)器人輔助技術(shù)已被應(yīng)用于多種骨科手術(shù)，包括關(guān)節(jié)置換術(shù)、脊柱手術(shù)、骨腫瘤手術(shù)、關(guān)節(jié)鏡檢查和創(chuàng)傷性手術(shù)骨折固定，提高了精準(zhǔn)度，減少住院時(shí)間和翻修率，在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的應(yīng)用中越來(lái)越受到認(rèn)可[20-22]。此外，機(jī)器人輔助穿刺可以有效減少醫(yī)務(wù)人員術(shù)中與輻射及污染環(huán)境的接觸，克服了外界因素的干擾，減少了術(shù)者由于疲勞或生理性震顫等因素造成的操作誤差，有效避免了人工手動(dòng)所造成的錯(cuò)誤，全面提高了穿刺的精準(zhǔn)性和穩(wěn)定性[23]。

本研究中，我們初步探討了機(jī)器人輔助技術(shù)在乳腺癌骨轉(zhuǎn)移病灶活檢中的應(yīng)用價(jià)值。我們發(fā)現(xiàn)，機(jī)器人系統(tǒng)可以快速、準(zhǔn)確地規(guī)劃出病灶部位的穿刺路徑，并通過(guò)實(shí)時(shí)追蹤患者及機(jī)械臂末端的位置變化，不斷更新兩者的相對(duì)位置關(guān)系，精準(zhǔn)定位，大大提高了手術(shù)穩(wěn)定性，顯著縮短了手術(shù)時(shí)間。同時(shí)，應(yīng)用機(jī)器人輔助穿刺術(shù)活檢成功率高，手術(shù)過(guò)程中出血少，可以有效避免血管、神經(jīng)和周圍臟器的損傷，活檢術(shù)后并發(fā)癥少，具有較高的安全性。此外，在椎體特殊部位的病變，徒手穿刺難以做出準(zhǔn)確判斷時(shí)，機(jī)器人輔助穿刺存在明顯優(yōu)勢(shì)，通過(guò)精準(zhǔn)規(guī)劃軌跡，直達(dá)病變部位，提高活檢效率。但由于本研究機(jī)器人輔助穿刺技術(shù)應(yīng)用時(shí)間短，此次納入的樣本量較少，研究結(jié)果仍需要擴(kuò)大樣本量進(jìn)行驗(yàn)證。

綜上，數(shù)字機(jī)器人輔助穿刺技術(shù)是一種安全可行的確診疾病方法，具有較高的精準(zhǔn)度和穩(wěn)定性，有助于乳腺癌骨轉(zhuǎn)移的診斷和治療，具有巨大的臨床應(yīng)用潛能和良好的發(fā)展前景。