骨科機器人輔助下微創(chuàng)經(jīng)椎間孔腰椎椎間融合術(shù)治療輕度腰椎滑脫的早期療效觀察

張同同 牛建雄 史宇悰 金濤 王增平 楊陽 文杰 張輝 薛文 劉林

隨著我國人口老齡化的加劇，腰椎滑脫已逐漸成為脊柱外科的常見疾病之一，患者通常具有下肢疼痛、間歇性跛行等臨床癥狀。當(dāng)保守治療無效時，腰椎融合術(shù)是治療腰椎滑脫的重要方式。Foley 等于 2003 年首次提出微創(chuàng)經(jīng)椎間孔腰椎椎間融合術(shù) （ minimally invasive transforaminal lumbar interbody fusion，MIS-TLIF ），常規(guī) MIS-TLIF 需要在C 型臂 X 線機輔助下徒手置入椎弓根螺釘，存在反復(fù)透視、多次穿刺定位、螺釘置入失誤率較高等不足之處。近來骨科機器人迅速發(fā)展，已有相關(guān)文獻報道機器人輔助下椎弓根螺釘置入較常規(guī)透視下徒手置入螺釘?shù)臏?zhǔn)確性及安全性顯著提高。但目前鮮有關(guān)于機器人輔助下 MIS-TLIF 治療輕度腰椎滑脫的臨床研究?；仡櫺苑治龈拭C省人民醫(yī)院脊柱外科 2019 年 12 月至 2020 年 8 月接受骨科機器人輔助MIS-TLIF 治療的 21 例輕度單節(jié)段腰椎滑脫患者的臨床資料和療效，現(xiàn)報道如下。

資料與方法

一、納入標(biāo)準(zhǔn)與排除標(biāo)準(zhǔn)

1. 納入標(biāo)準(zhǔn)：（ 1 ） 腰痛或下肢放射痛，影像學(xué)檢查明確腰椎滑脫者；（ 2 ） 保守治療 3 個月以上癥狀未緩解或加重者；（ 3 ） Meyerding 分型 Ⅰ、Ⅱ 度滑脫；（ 4 ） 腰椎 X 線片、MRI 檢查結(jié)果均提示單節(jié)段腰椎滑脫。

2. 排除標(biāo)準(zhǔn)：（ 1 ） 伴有腰椎腫瘤、感染等疾病；（ 2 ） 既往有腰椎手術(shù)史；（ 3 ） 合并有嚴(yán)重的心肺功能疾病，不能耐受手術(shù)者。

二、一般資料

本組共納入 21 例，其中男 11 例，女 10 例；年齡 37～75 歲，平均 （ 57.29±11.04 ） 歲；病程 3～12個月，平均 （ 8.47±2.92 ） 個月。L滑脫 4 例，L滑脫 12 例，L滑脫 5 例，滑脫椎體的椎弓根均完整；Meyerding 分型 Ⅰ 度滑脫 15 例，Ⅱ 度滑脫 6 例。

三、手術(shù)方法

患者全身麻醉后取俯臥位，常規(guī)消毒鋪單。將骨科機器人系統(tǒng) （ 北京天智航醫(yī)療科技股份有限公司，國械注準(zhǔn) 20163542280。由機械臂主機、光學(xué)跟蹤系統(tǒng)、主控臺車構(gòu)成 ） 與 3D-C 型臂 X 線機系統(tǒng)連接，用無菌塑料外罩覆蓋機械臂，并將機器人放置于手術(shù)臺側(cè)面，要確保機械臂的活動范圍能夠覆蓋手術(shù)區(qū)域，將示蹤器用無菌貼膜固定于體表，將光學(xué)跟蹤相機置于患者頭側(cè)，朝向手術(shù)區(qū)域，3D-C 型臂 X 線機掃描需手術(shù)的椎體節(jié)段，將獲得的數(shù)據(jù)傳輸至主控臺車，完成患者的三維重建及機器人系統(tǒng)工作空間的自動配準(zhǔn)，在主控臺車上進行螺釘置入及手術(shù)減壓部位的規(guī)劃，依據(jù)圖像規(guī)劃椎弓根螺釘?shù)闹萌朦c、方向及螺釘?shù)拇笮?，?guī)劃完畢后下達運行指令，機械臂運行至預(yù)先規(guī)劃位置，在機械臂固定方向插入套筒，確定切口位置，做 1 cm 的小切口，鈍性分離，置入導(dǎo)針。依據(jù)在主控臺車規(guī)劃的減壓部位做長約 4～5 cm切口，依次切開皮膚和肌筋膜，用手指沿肌間隙鈍性分離椎旁肌，依次插入逐級擴張?zhí)淄?，清理局部殘留的軟組織，確定截骨水平，咬除上下關(guān)節(jié)突，留做植骨材料，充分減壓，去除椎間盤及軟骨終板，置入大小合適并帶有填塞自體骨粒的椎間融合器，經(jīng)導(dǎo)針置入椎弓根螺釘，安裝長短合適的鈦棒，適當(dāng)進行椎間隙加壓，并用螺釘尾帽鎖緊鈦棒，沖洗切口、放置引流后逐層縫合。

四、術(shù)后處理

術(shù)后 24 h 內(nèi)應(yīng)用抗生素預(yù)防感染。當(dāng)引流量 ＜25 ml 時拔出引流管。鼓勵患者進行腰背肌鍛煉，佩戴腰圍適當(dāng)下床活動，3 個月內(nèi)避免劇烈及負重活動。

五、觀察項目與方法

一般情況觀察，記錄所有患者的術(shù)中出血量、術(shù)中透視次數(shù)、手術(shù)時間、住院天數(shù)。實驗室及影像學(xué)觀察，記錄術(shù)后第 1 天的血清肌酸激酶 （ 肌肉型 ） （ creatine kinase, muscle，CKMM ） 含量，計算椎弓根螺釘置入的準(zhǔn)確率，術(shù)后第 3 天所有患者均完成 CT 掃描，由同一外科醫(yī)師依據(jù) Gertzbein-Robbins分類標(biāo)準(zhǔn)，評估在外側(cè)、內(nèi)側(cè)、頭側(cè)和尾側(cè) 4 個方向上椎弓根螺釘是否存在穿透骨皮質(zhì)的情況，詳細標(biāo)準(zhǔn)：A 類：無皮質(zhì)侵犯；B 類：皮質(zhì)穿透 ＜2 mm；C 類：皮質(zhì)穿透 2～＜ 4 mm；D 類：皮質(zhì)穿透 4～＜ 6 mm；E 類：皮質(zhì)穿透 ≥ 6 mm；椎弓根螺釘置入的準(zhǔn)確率 = （ A 類螺釘數(shù)目 + B 類螺釘數(shù)目 ） /組內(nèi)所有置入螺釘數(shù)目×100%，對所置入的螺釘進行評價，并計算椎弓根螺釘置入點的準(zhǔn)確率。臨床癥狀觀察，記錄術(shù)前疼痛視覺模擬評分 （ visual analogue scale，VAS ）、日本骨科協(xié)會 （ Japanese Orthopaedic Association，JOA ） 評分，術(shù)后 1 周、末次隨訪的 VAS評分、JOA 評分。采用 Suk 等法評估植骨融合情況。末次隨訪時依據(jù)改良 MacNab療效評定標(biāo)準(zhǔn)評價術(shù)后療效：優(yōu)，癥狀完全消失，恢復(fù)原來的工作和生活；良，有輕微癥狀，活動輕度受限，對工作生活無影響；可，癥狀減輕，活動受限，影響正常工作和生活；差，治療前后無差別，甚至加重。

六、統(tǒng)計學(xué)處理

結(jié) 果

本組 21 例均順利完成手術(shù)，手術(shù)時間 136～184 min，平均 （ 156.24±13.40 ） min，術(shù)中失血量125～166 ml，平均 （ 149.18±11.66 ） ml，術(shù)中透視次數(shù) 8～12 次，平均 （ 9.83±1.42 ） 次，住院天數(shù)3～5 天，平均 （ 3.94±2.41 ） 天，術(shù)后第 1 天肌酸激酶 CK-MM 含量 388～432 U / L，平均 （ 411.18±15.20 ） U / L，術(shù)后隨訪時間 6～14 個月，平均（ 8.94±2.41 ） 個月。術(shù)后 1 周及末次隨訪時的 VAS評分和 JOA 評分與術(shù)前比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（＜ 0.01 ） （ 表 1、2 ）。所有病例均獲骨性融合，無椎弓根螺釘斷裂及椎間融合器移位。依據(jù) Gertzbein-Robbins 分類標(biāo)準(zhǔn)，21 例共置入螺釘 84 枚，其中A 類 71 枚，B 類 10 枚，C 類 3 枚，D 類 0 枚，E 類0 枚，置釘準(zhǔn)確率 = 96.4% （ 80 / 84 ）。末次隨訪時改良 MacNab 療效評定結(jié)果：優(yōu) 11 例，良 9 例，可1 例，優(yōu)良率為 95.2%。典型病例見圖 1。

圖1 患者，男，53 歲，主因“腰背部疼痛 1 年，加重1 個月”入院，術(shù)前診斷為腰椎滑脫癥 a：術(shù)前側(cè)位 X線片示 L3～4 Ⅰ 度滑脫；b：術(shù)前 MRI 示 L3～4 Ⅰ 度滑脫、椎管狹窄；c：在骨科機器人主控臺車上預(yù)先進行螺釘置入路徑規(guī)劃；d：術(shù)中在機器人輔助下置入導(dǎo)針；e：在通道系統(tǒng)下行減壓、融合操作；f：術(shù)后第 3 天行 CT 檢查，螺釘完全在椎弓根內(nèi)，依據(jù) Gertzbein-Robbins 評分為 A 類；g、h：術(shù)后 6 個月正側(cè)位 X 線片示融合器、內(nèi)固定位置良好；i：術(shù)后 6 個月 CT 示椎間融合良好Fig.1 A 53-year-old male with low back pain for 1 year( aggravation for 1 month ).lumbar Spondylolisthesis was confirmed a: Preoperative lateral X-ray showed L3-4 spondylolisthesis Ⅰ; b:Preoperative MRI showed L3-4 spondylolisthesis Ⅰ and spinal canal stenosis; c: Preoperative screw placement path planning on the main control trolley of orthopedic robot; d: Insertion of the guide needle assisted by robot during operation; e:Decompression and fusion under the canal system; f: CT examination on the 3rd day after operation showed that the screw was completely in the pedicle, which was classified as class A according to Gertzbein Robbins score;g - h: AP and lateral X-ray films showed good fusion cage and internal fixation 6 months after operation; i: CT showed good interbody fusion 6 months after operation

表1 術(shù)前、術(shù)后 1 周及末次隨訪 VAS 評分 （ n =21， ）Tab.1 VAS preoperatively, 1 week after operation and at the last follow-up ( n = 21, )

表2 術(shù)前、術(shù)后 1 周及末次隨訪 JOA 評分 （ n =21， ）Tab.2 JOA scores preoperatively, 1 week after operation and at the last follow-up ( n = 21, )

討 論

一、骨科機器人的特點

脊柱外科領(lǐng)域中手術(shù)精準(zhǔn)化、微創(chuàng)化是醫(yī)師的關(guān)注點，骨科機器人的臨床使用為脊柱外科領(lǐng)域帶來了一次革新。已有相關(guān)文獻報道，常規(guī) C 型臂 X 線機引導(dǎo)下醫(yī)師徒手置釘?shù)氖д`率在 4.9%～37.5%。但在骨科機器人的輔助下椎弓根螺釘置入的失誤率明顯降低，一次性準(zhǔn)確置入螺釘，有效地避免了因椎弓根螺釘置入失誤所致的神經(jīng)、硬脊膜等軟組織的損傷，同時也使得置入的螺釘具有最大的抗拔出力，防止滑脫椎體在復(fù)位過程中椎弓根螺釘拔出、松動。依據(jù) Gertzbein-Robbins 評分標(biāo)準(zhǔn)，此次研究中在機器人輔助下椎弓根螺釘?shù)闹萌霚?zhǔn)確率達到了 96.4%，這與 Yu 等報道的機器人輔助下椎弓根螺釘置入準(zhǔn)確率為 97%～99% 結(jié)果相近。其中有3 枚螺釘置入被評為 C 類，考慮可能由以下原因所致：（ 1 ） 因術(shù)中患者呼吸運動所致，在機器人主控臺車經(jīng)行路徑規(guī)劃時，可將呼吸機暫時關(guān)閉，待機械臂確定好位置后在開啟呼吸機；（ 2 ） 患者自身肥胖因素所致，腰背肌發(fā)達，軟組織壓力過大，導(dǎo)致套筒偏移，最終螺釘置入位置不良。傳統(tǒng)手術(shù)過程中透視輔助下徒手椎弓根螺釘?shù)闹萌雽πg(shù)者和手術(shù)室護士輻射較大，而機器人無懼輻射，這可以減少術(shù)者與輻射環(huán)境的接觸。Roser 等研究發(fā)現(xiàn)，與 C 型臂 X 線機透視輔助下椎弓根螺釘置入相比，機器人輔助下置釘手術(shù)室相關(guān)工作人員在射線下暴露的時間減少了將近 50%。但對患者而言，機器人輔助手術(shù)中需要對患者進行高分辨率 CT 掃描，與原來 C 型臂 X 線機透視輔助相比，患者所受總輻射劑量是增加還是減少，目前尚無明確結(jié)論。學(xué)習(xí)曲線，隨著術(shù)者對儀器設(shè)備及手術(shù)方式方法的熟練，學(xué)習(xí)曲線會趨于穩(wěn)定狀態(tài)，有文獻報道，運用骨科機器人輔助下 MIS-TLIF 治療 10 例腰椎滑脫患者后，整個手術(shù)過程更加流暢，術(shù)中透視時間及手術(shù)時間趨于穩(wěn)定。

二、骨科機器人與 MIS-TLIF 聯(lián)合的優(yōu)勢

1. 對脊柱穩(wěn)定性的影響?。阂罁?jù) Denis 三柱分類的概念，后方韌帶復(fù)合體是脊柱穩(wěn)定的重要因素之一，MIS-TLIF 技術(shù)經(jīng)椎間孔入路切除椎間盤及置入椎間融合器，使得后方韌帶復(fù)合體得到完整的保留，其產(chǎn)生的張力作用對椎間融合器起到壓力作用，能夠有效地避免椎間融合器后移。術(shù)前可在骨科機器人主控臺車上對需要減壓的部位規(guī)劃，在骨科機器人機械臂的指引下快速達到減壓部位，在視野有限的通道下快速地判斷關(guān)節(jié)突截骨范圍，減少不必要的軟組織及骨性結(jié)構(gòu)的去除，這很大程度上減少了對脊柱穩(wěn)定性的干擾。

2. 減輕術(shù)后疼痛且軟組織肌肉損傷?。汗强茩C器人輔助 MIS-TLIF 對多裂肌起到了很好的保護作用，可擴張?zhí)坠茉诙嗔鸭￠g隙逐級置入，肌肉損傷程度輕。本研究表明，術(shù)后各個時間點的 VAS評分、JOA 評分較術(shù)前明顯改善，差異有統(tǒng)計學(xué)意義 （＜ 0.01 ），這與 Chen 等和 Keorochana 等研究相似，這表明 MIS-TLIF 明顯改善了術(shù)后疼痛及功能障礙。CK-MM 主要存在于各種肌肉細胞，當(dāng)肌肉細胞損傷時其會釋放入血，因此血清中 CK-MM 的含量可間接地反映肌肉的損傷程度，此次研究結(jié)果表明術(shù)后患者的 CK-MM 與文杰等研究結(jié)果相似，這表明機器人輔助 MIS-TLIF 治療腰椎滑脫對肌肉的損傷更小，筆者認(rèn)為，這是由于在骨科機器人的輔助下導(dǎo)針一次性置入，避免了因?qū)п樜恢貌患?，反?fù)調(diào)整導(dǎo)針位置造成的肌肉損傷，這更加體現(xiàn)了骨科機器人輔助 MIS-TLIF 的優(yōu)勢之處。

綜上所述，骨科機器人輔助 MIS-TLIF 治療輕度腰椎滑脫近期效果顯著，具有置釘準(zhǔn)確、創(chuàng)傷小，效果好等優(yōu)點。但本研究病例較少，今后仍需設(shè)計大樣本長期隨訪的前瞻性研究來驗證臨床的安全性、有效性。骨科機器人的廣泛應(yīng)用使得復(fù)雜的手術(shù)簡單化，傳統(tǒng)的徒手置釘可能會被機器人所取代，徒手獨立開展手術(shù)的能力將會被弱化，如何處理人工智能與人工徒手手術(shù)，需要廣大學(xué)者進一步探究。本研究存在納入病例較少、缺乏對照組等不足之處，因此后續(xù)研究中需進行擴充樣本量、設(shè)置對照組及完善觀察指標(biāo)。