机器人导航下经皮置入实心钉行短节段内固定手术治疗胸腰椎骨折

李强，王永胜，王家宝，周丙玲，李明，朱紧跟，李奇，沈明海，段方方，马方军

(宿州市第一人民医院骨科，安徽宿州 234000)

近年来，机器人导航技术逐渐应用于胸腰椎骨折的治疗，显著提高了置钉准确率[1,2]。在钉棒固定手术中，临床多采用空心椎弓根螺钉，其生物力学强度偏弱，术中作椎体撑开复位和复位后的维持强度均有所不足，且术后断钉的风险较高[3]。本院骨科自2018年1月～2020年1月，采用机器人导航下经皮置入实心钉行短节段内固定治疗胸腰椎骨折，取得了较好的疗效，现报告如下。

1.1 一般资料

回顾性分析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分型均为A3型，伤后1～7 d内接受手术。依据手术方式分为两组：常规组42例，采用常规经皮置钉手术；
机器人组40例，采用“天玑”骨科手术机器人导航下经皮置钉手术。两组患者的一般资料比较，差异均无统计学意义(P>0.05)，见表1。

表1 两组患者的一般资料比较

1.2 手术方法

机器人组(以L2椎体骨折为例)：①患者全麻，取俯卧位，保持腰部适度过伸位，以手法牵引整复L2伤椎，使椎体高度及椎间隙均有所恢复。在3D C臂透视下，以克氏针行L1、L2、L3正位相椎弓根体表定位，MARK笔标记。②将天玑骨科手术机器人光学跟踪系统置于患者头侧，示踪器固定于肩胛骨之间，并对准机器人光学跟踪系统且保持稳定可靠。安装基座及标尺(大号无菌套保护)，将标尺置于L2棘突位置，3D C臂对准患者胸腰段，测试C臂围绕患者躯干旋转360°无阻挡。操控3D C臂采集胸腰段3D图像信息并上传到机器人主控台上，在主控台屏幕上分别设计L1、L2、L3椎弓根螺钉适宜的入钉点、直径、长度以术中备用。撤离3D C臂，将机器人标尺更换为P30导向器，操控机械臂将导向器移动到手术区域。③依据患者影像学资料及术中情况，依次向伤椎及其上下相邻椎体两侧共植入6枚椎弓根钉。首先准备置入L1左侧椎弓根钉：按照事先规划的手术路径，将2级钻套沿P30导向器置入，作皮肤小切口，将2级钻套插入切口直至入钉点骨皮质(贴紧)，拔除内芯，更换为限深平头磨钻，将入钉点骨皮质适度打磨2 mm(防止导针偏移)，去除2级钻套，更换为第一级空心扩张器并贴紧骨面，沿扩张器置入1.2 mm直径的克氏针，深度3 cm；
同法置入另外5枚克氏针，3D C臂透视克氏针位置满意。沿克氏针依次扩张软组织通道，去除第一级套筒、沿克氏针行开口器开口，去除第二级套筒、沿克氏针行空心丝攻攻丝，去除克氏针及第三级扩张套筒，保留第四级外套筒(助手把持保持稳定)，沿椎弓根通道植入6.0 mm×45 mm规格的实心椎弓根钉，同理植入剩余5枚螺钉，3D C臂透视见螺钉位置满意。置入通道拉钩，顺利植入2枚长度合适的连接棒，安装螺钉尾帽，适度撑开复位后，锁紧尾帽。3D C臂再次透视见螺钉均在位稳妥，椎体及椎间隙高度恢复均满意。去除尾帽翼，冲洗、清点无误后，依次缝合关闭诸小切口(见图1)。常规组：患者的麻醉方式、体位、安装连接棒、撑开复位等步骤均与机器人组一致。术中在X线正侧位透视下确定椎弓根的皮肤投影点并作体表定位后，在X线透视引导下进行徒手置钉，不采用机器人导航置钉。

图1 机器人导航实心椎弓根螺钉固定术。A:图像采集；
B:软件规划手术路径；
C:机器人定位进针点；
D:置入磨钻；
E:置入导针；
F:四级套筒逐级扩张；
G:进行开口(限深)；
H:进行攻丝(限深)；
I:置入实心椎弓根螺钉；
J:置入通道拉钩(穿棒)。

1.3 评价指标

比较两组患者手术时间、术中出血量、术后住院时间、围手术期并发症等围手术期指标。分别于术前、术后5 d及末次随访时进行VAS评分，测量椎体角(vertebral angle,VBA)及Cobb角；
术前及术后随访时，评估患者的Oswestry功能障碍指数(Oswestry disability index,ODI)。术后复查X线及CT，依据按Gertzbein-Robbins分级法[4]评估椎弓根钉置入的准确性，A级：螺钉未侵及皮质；
B级：皮质穿透<2 mm；
C级：2 mm≤皮质穿透<4 mm；
D级：4mm ≤皮质穿透<6 mm；
E级：皮质穿透≥6 mm)。

1.4 统计方法

所有患者获得随访，平均随访10.3个月；
未出现感染、内固定断裂等严重并发症。常规组1例术后因脂肪液化致创面延迟愈合，予以换药处理后正常愈合；
经常规组有2例出现下肢静脉血栓，请血管外科会诊予以抗凝等对症治疗后定期复诊，未出现栓塞等严重并发症。

2.1 围手术期指标比较

与常规组相比，机器人组术中C臂透视次数均显著减少，但手术时间显著延长，差异均有统计学意义(P<05)。见表2。

表2 两组患者的围手术期指标比较

2.2 疗效指标比较

末次随访时，所有患者均已实现骨折愈合。两组患者术后5 d的VAS评分、VBA角和Cobb角差异均无统计学意义(P>05)；
末次随访时，两组患者VAS评分、ODI指数、VBA、Cobb角方面，差异均无统计学意义(P>0.05)。见表3。

表3 两组患者的疗效指标比较

2.3 置钉准确率比较

机器人组的置钉准确率为96.25%，显著高于常规组的74.21%(P<0.05)。见表4。

表4 两组患者胸腰椎置钉准确率比较

本研究采用“天玑”骨科手术机器人辅助系统治疗胸腰椎压缩性骨折，获得了良好的疗效。机器人导航组手术时间长于常规组，考虑是由于机器人导航操作步骤较多的原因所致，在机器人导入数据和匹配方面耗费了较多时间，但总体平均时间约为90 min，在临床可接受范围内；
随着后期经验的积累，手术时间仍然存在减少的空间。与常规组相比，机器人组术中C臂透视次数均显著减少(P<0.05)，考虑是由于机器人组通过术中采集CT影像学资料进行实时定位导航，无需反复C臂透视。

本研究结果显示，在术后5 d、末次随访时，两组VAS评分、ODI指数、VBA角、Cobb角等资料差异均无统计学意义(P>0.05)，可见采用机器人导航进行手术，经皮操作也可达到良好的椎体复位和固定效果。机器人组的置钉准确率为96.25%，显著高于常规组的74.21%(P<0.05)，两组置钉准确度的结果，与既往文献报道相近[5-6]，可见机器人辅助手术置钉具有高精确度、高稳定性的优点。

本研究采用机器人导航下经皮置入实心钉治疗胸腰椎骨折，具有以下创新及优势：(1)有文献报道，空心钉治疗胸腰椎术后可出现螺钉断裂[7,8]。本研究采用实心钉，能够改善空心钉生物力学强度的问题，改善术中椎体撑开复位和复位后维持强度方面的不足，避免出现断钉。(2)手术操作过程中，对部分器械进行了改进优化，使得操作更加便捷安全：①设计了软组织保护钻套，能够避免操作过程中损伤肌肉组织，减少出血；
②设计了限深平口磨钻，用以克服导针植入过程出现滑动的问题；
③开口器增加了限深功能，避免开口器进入过深伤及深层结构；
④四级扩张套筒边缘进行了锯齿状设计，避免置钉点发生偏移；
(3)手术过程中C臂透视次数少，外科医师射线暴露明显减少；
(4)机器人导航下手术，提高了置钉的精确性以及稳定性；
(5)在具备开放置钉经验的基础上，该技术学习曲线短，术者易于掌握[9]。

相对于常规徒手置钉，机器人导航下经皮置钉也存在局限性：①机器人导航下置入实心螺钉需要助手的良好配合，需要助手对设备及手术熟练掌握；
②该术式需要特殊的导航设备，并非所有医疗机构均具备。

综上所述，“天玑”骨科手术机器人辅助经皮置钉治疗无脊髓损伤的胸腰椎压缩性骨折，具有置钉准确度和稳定性高的优势，创伤小、辐射暴露少、并发症少，符合ERAS理念。

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