術(shù)中O型臂CT導(dǎo)航技術(shù)在骨科中的應(yīng)用現(xiàn)狀

羅益濱，顧慶國，陳誠，王占超，姜東杰，時國華，王新偉，袁文

術(shù)中O型臂CT導(dǎo)航技術(shù)在骨科中的應(yīng)用現(xiàn)狀

羅益濱，顧慶國，陳誠，王占超，姜東杰，時國華，王新偉，袁文

（第二軍醫(yī)大學(xué)附屬上海長征醫(yī)院脊柱一科，上海 200003）

術(shù)中O型臂CT導(dǎo)航技術(shù)是計算機輔助骨科手術(shù)的新成員之一，該技術(shù)能提供優(yōu)質(zhì)的二、三維成像，清晰顯示各骨骼的解剖結(jié)構(gòu)，使得術(shù)者能夠近乎“直視下”完成操作，且在操作完畢后無需再次透視驗證，減少了術(shù)者的放射暴露。應(yīng)用該技術(shù)能減少手術(shù)時間、出血等并發(fā)癥，提高骨折復(fù)位、椎弓根置釘、螺釘內(nèi)固定等操作的成功率，目前已經(jīng)在創(chuàng)傷、關(guān)節(jié)、脊柱等骨科各亞專業(yè)取得了初步的成果。

O型臂CT；脊柱外科；計算機導(dǎo)航技術(shù)

隨著醫(yī)學(xué)科學(xué)的發(fā)展和現(xiàn)代大型醫(yī)學(xué)設(shè)備的不斷涌現(xiàn)，現(xiàn)代骨科手術(shù)學(xué)一直朝著微創(chuàng)、安全、符合生物學(xué)理念的方向發(fā)展，計算機輔助骨科手術(shù)（Computer-Assisted Orthopedic surgery，CAOS）應(yīng)運而生，近幾十年來受到了不少學(xué)者的擁簇。O型臂CT導(dǎo)航（O-arm Computed Tomography Navigation，OCTN）作為新近開發(fā)的一種計算機導(dǎo)航技術(shù)，得到了初步的臨床應(yīng)用。大多數(shù)學(xué)者認為其優(yōu)點明顯，但也有人提出并沒有表現(xiàn)出比C型臂X線機或徒手操作更為明顯的好處?，F(xiàn)將骨科各亞專業(yè)術(shù)中O型臂CT導(dǎo)航的應(yīng)用情況綜述如下，以備臨床醫(yī)師參考。

1 計算機輔助骨科手術(shù)及O型臂CT導(dǎo)航技術(shù)

計算機輔助骨科手術(shù)是上世紀九十年代出現(xiàn)的新概念。該技術(shù)利用先進的成像設(shè)備如CT、MRI、PET-CT、DSA等，對骨骼進行立體定位，幫助術(shù)者更精準的完成操作，尤其是和內(nèi)固定相關(guān)的手術(shù)[1]。O型臂CT導(dǎo)航技術(shù)是這個大家族的后起之秀，該系統(tǒng)的設(shè)計初衷在于可以術(shù)前設(shè)計內(nèi)固定器械的進入軌道、分辨組織結(jié)構(gòu)、術(shù)中進行導(dǎo)引等[2]。其實時獲取的二維、三維圖像成像質(zhì)量高，能夠清晰顯示各骨骼的解剖結(jié)構(gòu)，使得術(shù)者能夠近乎“直視下”完成操作，且在操作完畢后無需再次透視驗證，減少了術(shù)者的放射暴露[3]。其術(shù)中追蹤手術(shù)器械的能力還能讓操作者避免損傷重要的神經(jīng)血管等組織，提高了手術(shù)的成功率，降低了手術(shù)風(fēng)險。

2 術(shù)中O型臂導(dǎo)航技術(shù)在骨科各亞專業(yè)中的應(yīng)用

2.1 術(shù)中O型臂導(dǎo)航技術(shù)在創(chuàng)傷骨科的應(yīng)用

創(chuàng)傷骨科的病例通常較為復(fù)雜，個體化特點明顯，對解剖復(fù)位要求高。傳統(tǒng)的直視下開放手術(shù)操作方便，但創(chuàng)傷較大，出血較多，可能影響術(shù)后的功能恢復(fù)。術(shù)中使用C型臂X線透視輔助可以一定程度上提高復(fù)位成功率，減少反復(fù)置釘次數(shù)，但仍不夠完美。比如，跗舟骨疲勞骨折可以導(dǎo)致足部小關(guān)節(jié)脫位、骨壞死、畸形愈合甚至骨不連，臨床治療方案分歧較大。在普通的X線透視下能夠完成跗舟骨的復(fù)位和內(nèi)固定，但難以達到解剖復(fù)位。Hsu等[4]通過使用術(shù)中O型臂CT導(dǎo)航技術(shù)輔助進行跗舟骨骨折復(fù)位，發(fā)現(xiàn)在導(dǎo)航下能夠快速、可靠的實現(xiàn)復(fù)位，并且術(shù)中能夠確認導(dǎo)針方向、骨折線、以及導(dǎo)針越過骨折線的長度，減少了手術(shù)的時間以及提高了復(fù)位準確性。另外，對于涉及需要修復(fù)的骶叢神經(jīng)損傷的骨創(chuàng)傷病例，術(shù)中O型臂導(dǎo)航能提供栩栩如生的骶骨骨性結(jié)構(gòu)，操作人員能迅速按照提示到達需要操作的手術(shù)區(qū)域。同時，獲取的3D影像數(shù)據(jù)能根據(jù)解剖結(jié)構(gòu)自動進行注冊，較其他透視設(shè)備減少了人工操作的步驟，加快了手術(shù)進程[5]。還有學(xué)者應(yīng)用術(shù)中O型臂CT導(dǎo)航進行脛腓聯(lián)合復(fù)位程度的判斷等[6]。針對解剖結(jié)構(gòu)變異、復(fù)雜、翻修的病例，該技術(shù)的優(yōu)勢將更為明顯。

2.2 術(shù)中O型臂導(dǎo)航技術(shù)在脊柱外科的應(yīng)用

脊柱外科涉及的解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重要神經(jīng)、血管較多，手術(shù)難度較大。脊柱內(nèi)固定技術(shù)近二十年來經(jīng)歷了巨大的發(fā)展，尤其是手術(shù)器械、內(nèi)置物的進步給手術(shù)帶來了很大方便。然而椎弓根螺釘置釘技術(shù)等操作仍是脊柱外科醫(yī)師的挑戰(zhàn)之一，并且徒手置釘技術(shù)學(xué)習(xí)曲線較長。失敗或者不完美的置釘可能導(dǎo)致術(shù)后疼痛、神經(jīng)功能障礙、術(shù)中出血過多、重復(fù)置釘甚至術(shù)后翻修。目前多使用術(shù)者C型臂X線進行輔助。國內(nèi)學(xué)者郭乃銘等[7]通過比較O型臂CT導(dǎo)航系統(tǒng)和X線片引導(dǎo)下實驗動物椎弓根置釘?shù)男Ч?，認為應(yīng)用前者的技術(shù)可以提高置釘?shù)臏蚀_性，縮短手術(shù)時間，減少手術(shù)并發(fā)癥。Kim等[8]對使用術(shù)中O型臂CT導(dǎo)航置釘?shù)幕颊哌M行術(shù)后CT復(fù)查，觀察其椎體破壁情況，并按照螺釘與椎體壁的距離將其分為3個等級（2 mm，2～4 mm，4 mm以上），以此評價該技術(shù)的安全性和有效性，研究結(jié)果得到了肯定，95%以上的患者沒有出現(xiàn)椎體前壁和椎管側(cè)的破損。有學(xué)者統(tǒng)計分析了266例1651個椎弓根的置釘效果，結(jié)果表明使用O型臂CT導(dǎo)航系統(tǒng)能大大提高胸腰椎椎弓根置釘成功率（94.7%～97.5%）[9，10]。然而使用該技術(shù)的最初6個月內(nèi)，由于操作經(jīng)驗不足，失敗率可能稍高，隨著技術(shù)掌握的熟練程度提高，誤置率會大大下降。值得一提的是，由于其高精度的導(dǎo)航，在脊柱畸形矯治領(lǐng)域有更為廣闊的應(yīng)用空間，如及時發(fā)現(xiàn)誤置釘導(dǎo)致的假性氣胸等[11，12]。這些都是O型臂CT導(dǎo)航的優(yōu)勢，但也有一些不同意見。比如有尸體標(biāo)本研究指出，和常用的C型臂X線機相比，O型臂CT導(dǎo)航下置釘保持椎體壁完整、手術(shù)時間等指標(biāo)上無明顯優(yōu)勢，而且O型臂CT導(dǎo)航雖然對術(shù)者的輻射量較小，但對患者的輻射量較大[13]。O型臂導(dǎo)航在脊柱外科中的應(yīng)用還有很多，有人將其應(yīng)用到椎體球囊擴張成形術(shù)、Hangman’s骨折、骶髂部置釘?shù)萚14，15]。

2.3 術(shù)中O型臂導(dǎo)航技術(shù)在關(guān)節(jié)外科的應(yīng)用

關(guān)節(jié)外科手術(shù)要求術(shù)者有較強的三維空間想象能力，并且術(shù)中復(fù)查X線片往往不能觀察到理想的復(fù)位情況，仍需術(shù)后行CT掃描，來回運送患者增加了醫(yī)護及患者家屬的負擔(dān)。尤其是關(guān)節(jié)翻修、關(guān)節(jié)畸形矯正等復(fù)雜手術(shù)，通常要結(jié)合MRI、CT、X線等許多影像學(xué)資料進行術(shù)中定位，延緩了手術(shù)時間。且往往由于術(shù)中定位不準確，或者手術(shù)中影像學(xué)復(fù)查不夠理想，可能產(chǎn)生較高的手術(shù)并發(fā)癥甚至需要翻修。O型臂CT導(dǎo)航可以部分解決上述問題。L dermann等[16]的臨床研究認為，通過術(shù)中O型臂CT導(dǎo)航技術(shù)行肩關(guān)節(jié)融合術(shù)，不僅能顯著減少手術(shù)創(chuàng)傷，而且能準確進行螺釘內(nèi)固定。特別在骨量有限或者關(guān)節(jié)畸形的患者中，該技術(shù)能顯著減少置釘次數(shù)，避免反復(fù)置釘導(dǎo)致骨質(zhì)流失引起螺釘松動等后果。Sullivan 等[17]使用該技術(shù)對胸鎖關(guān)節(jié)后脫位的患者進行術(shù)中復(fù)查，觀察脫位復(fù)位情況，可以避免將患者術(shù)后再次送到影像科行CT掃描。在關(guān)節(jié)外科中O型臂CT導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用尚處于初步階段，更有力的評價需要繼續(xù)擴大該技術(shù)的使用范圍。

2.4 術(shù)中O型臂導(dǎo)航技術(shù)在骨腫瘤外科的應(yīng)用

骨腫瘤外科涉及的組織、結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，腫瘤切除范圍判斷、內(nèi)固定物植入、大塊植骨等難度較大，目前尚沒有理想的方法能讓腫瘤更為直觀地展現(xiàn)在術(shù)者面前。但學(xué)者們沒有停止研究，有人使用熒光顯影、3D打印技術(shù)、超聲引導(dǎo)等顯示骨腫瘤的界限、轉(zhuǎn)移情況、分布等，提高了腫瘤切除率和預(yù)后[18]。雖然目前尚沒有O型臂CT導(dǎo)航技術(shù)在該亞專業(yè)應(yīng)用的報道，但相信這是未來可以開發(fā)的應(yīng)用領(lǐng)域之一。因為O型臂CT導(dǎo)航技術(shù)具有高度清晰的組織分辨能力，預(yù)設(shè)內(nèi)固定軌道等特性可以幫助術(shù)中判斷腫瘤切除的效果、內(nèi)固定位置，術(shù)中及時調(diào)整手術(shù)方案，減少翻修率、出血、手術(shù)時間，提高手術(shù)成功率。

綜上所述，術(shù)中O型臂CT導(dǎo)航是新近出現(xiàn)的一項計算機輔助醫(yī)學(xué)技術(shù)，在骨科已經(jīng)取得了初步的應(yīng)用，不失為一種十分有益的探索。它的精確定位功能是主要的亮點之一，能減少手術(shù)時間和并發(fā)癥，提高骨折復(fù)位、椎弓根置釘、螺釘內(nèi)固定等操作的一次成功率。但和其他計算機導(dǎo)航技術(shù)或術(shù)中定位技術(shù)一樣，術(shù)中O型臂CT導(dǎo)航只是一種較為有效的輔助手段，不能過分拔高該技術(shù)的作用，也不能認為其可以替代傳統(tǒng)的徒手內(nèi)固定技術(shù)。甚至有人對其提出質(zhì)疑，認為該技術(shù)并沒有比徒手置釘表現(xiàn)出顯著的優(yōu)越性，還存在系統(tǒng)設(shè)置時間長等問題[19]?？偟膩碚f，為提高骨科疾病的治療成功率，患者病情的充分評估、圍手術(shù)期的各種檢查、影像學(xué)測量、術(shù)者的操作熟練程度、對解剖結(jié)構(gòu)的熟悉、術(shù)后的觀察及指導(dǎo)功能鍛煉等仍然是治療過程的核心。O型臂CT導(dǎo)航技術(shù)作為計算機輔助骨科手術(shù)中的新成員，在骨科中的進一步應(yīng)用，以及該技術(shù)的優(yōu)缺點分析，有待于更多設(shè)計嚴密的實驗或者大宗臨床病例的研究。

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R814.42

A

1005-7234（2015）05-0417-03

10.3969/j.issn.1005-7234.2015.05.003

2015-02-16；

2015-04-27

國家自然科學(xué)基金（編號：81472128）

羅益濱（1987-），男，浙江籍，碩士研究生

研究方向：脊柱外科

王新偉

電 話：021-81886807

電子郵箱：gaoge1987@126.com