于笑笙，陳修遠，陳 皓，勞立峰，王淑容，涂志朋，韓應超，陳 智，張煜輝，沈洪興

上海交通大學醫(yī)學院附屬仁濟醫(yī)院脊柱外科，上海 200127

近年來，計算機輔助導航和機器人技術(shù)在脊柱外科領域發(fā)展迅速。天璣骨科機器人是中國自主研發(fā)的手術(shù)機器人系統(tǒng)，是一種基于術(shù)中3D影像進行手術(shù)空間映射和手術(shù)路徑規(guī)劃的機器人定位系統(tǒng)，由手術(shù)計劃和控制軟件系統(tǒng)、光學跟蹤系統(tǒng)和機器人等構(gòu)成［1］。有文獻報道，應用天璣骨科機器人輔助經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)可有效治療無神經(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例無神經(jīng)癥狀胸腰段骨折患者資料，旨在分析比較機器人輔助經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)、C形臂X線機透視導航經(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)治療無神經(jīng)癥狀胸腰段骨折的臨床療效，探討機器人輔助手術(shù)的微創(chuàng)化與精準化價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

本研究為回顧性研究，經(jīng)上海交通大學醫(yī)學院附屬仁濟醫(yī)院倫理委員會批準（審批號：RA-2020-383）。納入標準 ：①年齡18 ～ 70歲，隨訪時間＞ 6個月；②術(shù)前常規(guī)檢查及影像學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美國脊髓損傷協(xié)會（ASIA）分級［3］為E級；⑤胸腰椎脊柱脊髓損傷程度（TLICS）評分［4］≥4分 ；⑥受傷至手術(shù)時間＜ 14 d。排除標準：①由脊柱腫瘤、感染或結(jié)核等導致的病理骨折；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。按上述標準共納入患者52例，18例接受機器人輔助經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)治療（機器人組），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評分（4.6±0.5）分。15例接受C形臂X線機透視導航經(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評分（4.7±0.6）分。3組患者術(shù)前一般情況差異均無統(tǒng)計學意義（P＞ 0.05），具有可比性。

1.2 手術(shù)方法

機器人組術(shù)中使用Jackson全碳素手術(shù)床，患者全身麻醉后取俯臥位，采用天璣骨科機器人輔助手術(shù)，C形臂X線機（西門子，德國）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）或Viper微創(chuàng)經(jīng)皮脊柱內(nèi)固定系統(tǒng)（強生，美國）經(jīng)傷椎固定。常規(guī)消毒鋪巾，于手術(shù)區(qū)域上方2個節(jié)段做1個1.5 cm小切口，切開皮膚、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，并安裝定位標尺。用三維C形臂X線機掃描需固定的節(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)劃完畢后機械臂將自動運行至指定位置。安裝導針套筒于機械臂套筒定位卡槽內(nèi)，在機械臂定位下做1個約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，使用電鉆依次置入特制導針，注意導針深度應小于規(guī)劃螺釘長度。透視確認導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)撐開器撐開復位骨折椎體，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。手法復位后使用C形臂X線機透視定位標記傷椎及上下相鄰椎體椎弓根體表投影。在標記處做1個約1.0 cm小切口，穿刺針透視下進入相應椎弓根并使同側(cè)脊柱穿刺針位于同一軸線，置入導針，擴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)撐開器復位骨折椎體，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）經(jīng)傷椎固定。C形臂X線機透視標記傷椎位置，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)段相應置入椎弓根螺釘并透視確認位置，安裝預彎連接棒撐開復位骨折椎體，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)患者情況應用抗生素48 ～ 72 h，常規(guī)給予鎮(zhèn)痛、預防壓瘡、下肢肌肉關(guān)節(jié)功能鍛煉等治療。機器人組與透視組術(shù)后2 ～ 3 d可佩戴支具下床活動，傳統(tǒng)組2 ～ 3 d拔除引流管后佩戴支具下床活動。所有患者術(shù)后3個月內(nèi)佩戴支具，避免彎腰負重，6個月內(nèi)避免重體力活動。

1.4 觀察和隨訪指標

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

1.5 統(tǒng)計學處理

采用SPSS 25.0軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學分析。計量資料以表示，組內(nèi)術(shù)前、術(shù)后比較采用配對t檢驗，組間比較采用單因素方差分析并用Bonferroni法進行兩兩比較；計數(shù)資料以例和百分數(shù)表示，組間比較采用z檢驗，并用Bonferroni法和CMH-χ2檢驗進行兩兩比較 ；以P＜ 0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié) 果

2.1 圍手術(shù)期指標

所有手術(shù)順利完成，3組圍手術(shù)期指標見表1。機器人組與透視組的手術(shù)時間、術(shù)中出血量、臥床時間、住院天數(shù)均少于傳統(tǒng)組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜ 0.05，表1）；機器人組手術(shù)時間少于透視組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜ 0.05，表1），術(shù)中出血量、臥床時間和住院天數(shù)與透視組相比差異無統(tǒng)計學意義（P＞ 0.05，表1）。透視組透視時間最長、輻射劑量最大，機器人組透視時間最短、輻射劑量最少，組間比較差異均有統(tǒng)計學意義（P＜ 0.05，表1）。

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

2.2 置釘準確度

機器人組共置入椎弓根螺釘116枚，根據(jù)Gertzbein-Robbins分類標準，A級105枚、B級7枚、C級4枚，置釘準確率為96.6%；透視組共置入椎弓根螺釘98枚，其中A級71枚、B級18枚、C級9枚，置釘準確率為90.8%；傳統(tǒng)組共置入螺釘122枚，A級91枚、B級21枚、C級10枚，置釘準確率為91.8%。機器人組置釘準確率高于透視組與傳統(tǒng)組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜ 0.05），透視組與傳統(tǒng)組置釘準確率差異無統(tǒng)計學意義（P＞ 0.05）。機器人組典型病例影像學資料見圖2。

圖2 機器人組典型病例影像學資料Fig. 2 Imaging data of a typical case in robot group

2.3 術(shù)后影像學資料及隨訪結(jié)果

所有患者隨訪6 ～ 12個月，平均8個月，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個月傷椎前緣相對高度、Cobb角、VAS評分與JOA評分均較術(shù)前改善，差異有統(tǒng)計學意義（P＜ 0.05，表2）。3組術(shù)前、術(shù)后6個月傷椎前緣相對高度、Cobb角及JOA評分差異無統(tǒng)計學意義（P＞ 0.05，表2）；機器人組與透視組術(shù)后3 d VAS評分優(yōu)于傳統(tǒng)組，差異均有統(tǒng)計學意義（P＜ 0.05，表2），術(shù)后6個月時3組VAS評分差異無統(tǒng)計學意義（P＞ 0.05，表2）。

表2 3組患者影像學參數(shù)、VAS評分和JOA評分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的三柱固定，療效已被廣泛認可。然而，有研究［8］表明，傳統(tǒng)后路椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)可能導致術(shù)后肌肉萎縮和瘢痕纖維化，進而造成術(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)開放手術(shù)常伴隨出血量、感染風險和住院天數(shù)的增加。因此，近年來具有損傷小、恢復快等特點的微創(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)、導航系統(tǒng)輔助技術(shù)以及機器人輔助技術(shù)等。多項研究表明，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)時間更短、住院時間更短、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)學習曲線陡峭，且術(shù)中需要反復透視調(diào)整穿刺點與穿刺方向，醫(yī)患均會受到更多輻射。本研究中，透視組的手術(shù)時間、術(shù)中出血量、臥床時間、住院天數(shù)均優(yōu)于傳統(tǒng)組，而透視時間與輻射劑量高于傳統(tǒng)組，與上述研究結(jié)論相符。

隨著機器人技術(shù)的迅猛發(fā)展，機器人輔助脊柱外科手術(shù)的應用日益廣泛［13-14］。本研究結(jié)果顯示，治療無神經(jīng)癥狀胸腰段骨折，機器人組置釘準確率為96.6%，與林書等［2］的報道類似；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，機器人輔助置釘準確率更高（93.75%）；Feng等［16］報道，機器人輔助置釘準確率為98.2%，高于傳統(tǒng)開放手術(shù)；楊俊松等［17］的研究發(fā)現(xiàn)，機器人輔助經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)治療腰椎滑脫癥的置釘準確率為95.5%；Laudato等［18］對85例患者的569枚胸腰椎椎弓根螺釘進行分析發(fā)現(xiàn)，機器人輔助置釘?shù)臏蚀_率為94.4%，與其他文獻［19-22］報道相似。此外，相關(guān)文獻［23-26］還指出，機器人輔助脊柱手術(shù)在術(shù)中出血量、輻射劑量、手術(shù)時間、患者術(shù)后恢復等方面相較傳統(tǒng)開放手術(shù)具有明顯優(yōu)勢。

本研究中機器人組的手術(shù)時間、術(shù)中出血量、透視時間、輻射劑量、臥床時間及住院天數(shù)均優(yōu)于傳統(tǒng)組；手術(shù)時間、透視時間及輻射劑量也優(yōu)于透視組。其原因可能是機器人輔助置釘準確度、成功率較高，減少了術(shù)中螺釘調(diào)整次數(shù)，進而縮短了手術(shù)時間，且機器人系統(tǒng)進行C形臂X線機掃描時，醫(yī)療團隊在手術(shù)室外進行遠程操作，幾乎不會對工作人員產(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，但機器人組置釘準確率高于透視組和傳統(tǒng)組，認為機器人輔助手術(shù)可能有助于進一步減少這一并發(fā)癥的發(fā)生。在復位效果方面，術(shù)后3組傷椎前緣相對高度與Cobb角均較術(shù)前明顯改善，提示機器人輔助手術(shù)的復位效果滿意。本研究中機器人組與透視組術(shù)后3 d VAS評分優(yōu)于傳統(tǒng)組，術(shù)后6個月VAS和JOA評分與傳統(tǒng)組差異無統(tǒng)計學意義，說明機器人輔助手術(shù)術(shù)后恢復快，療效與開放手術(shù)相當。

然而，也有文獻［2，28］報道機器人輔助手術(shù)的手術(shù)時間更長，這可能與學習曲線和機器人的型號差異有關(guān)。由于本研究為小樣本量回顧性研究，且隨訪時間較短，故未來需要更進一步開展高質(zhì)量的隨機對照研究以評估患者的長期預后。作為治療無神經(jīng)癥狀胸腰段骨折的有效方法，機器人輔助經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)也有其局限性，如無法進行椎管減壓和植骨融合等操作、矯形及撐開能力有限［29］等。曾有前瞻性研究報道，對于合并神經(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)的效果評價優(yōu)于傳統(tǒng)開放手術(shù)［30］。由此可以推測，機器人輔助經(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用前景。隨著科技的蓬勃發(fā)展，機器人輔助手術(shù)憑借其精準度高等優(yōu)勢，應用會日趨廣泛。

綜上所述，機器人輔助經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)是治療無神經(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)和透視導航經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)相比，其具有手術(shù)時間短、精度高、創(chuàng)傷小、輻射少、患者恢復快等優(yōu)勢，滿足適應證的情況下可作為優(yōu)先選擇。