機(jī)器人輔助置釘在成人退變性脊柱側(cè)彎矯形術(shù)中的應(yīng)用

楊昆，宋旆文，張銀順，董福龍，李偉，章仁杰，錢軍，申才良

(安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院骨科脊柱外科，安徽合肥 230022)

成人退變行脊柱側(cè)彎(adult degenerative scoliosis,ADS)是一種復(fù)雜的三維畸形，主要癥狀為軸性痛、神經(jīng)根痛和神經(jīng)功能缺失，甚至癱瘓[1]。椎弓根釘棒系統(tǒng)廣泛用于脊柱手術(shù)以重建術(shù)后穩(wěn)定性，而椎弓根螺釘準(zhǔn)確置入是釘棒系統(tǒng)完成良好矯形的前提[2]。ADS患者由于椎體合并了旋轉(zhuǎn)和退變?cè)錾?，使得置釘?zhǔn)確性受到影響，由此給患者帶來了很多不可逆損傷甚至癱瘓[3]。近年來，骨科手術(shù)機(jī)器人輔助導(dǎo)航置釘?shù)膽?yīng)用提高了置釘準(zhǔn)確性[4]。本研究分析后路短節(jié)段矯形植骨融合內(nèi)固定術(shù)治療的ADS患者臨床資料，比較徒手與機(jī)器人輔助置釘?shù)男g(shù)中出血量、平均置釘時(shí)間、植釘準(zhǔn)確率及手術(shù)相關(guān)并發(fā)癥發(fā)生情況，以進(jìn)一步明確ADS矯形術(shù)中機(jī)器人輔助植釘是否存在優(yōu)勢(shì)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2021年1月～2021年12月因ADS就診于安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院脊柱外科行后路短節(jié)段矯形植骨融合內(nèi)固定術(shù)的患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：①術(shù)前診斷為ADS，影像學(xué)存在脊柱冠狀面失衡；②有明顯脊柱軸性痛、神經(jīng)根痛或神經(jīng)功能缺失，其中以根性癥狀為主，經(jīng)保守治療無效；③術(shù)前充分溝通，行短節(jié)段側(cè)彎矯形融合內(nèi)固定術(shù)，并簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：①合并脊柱腫瘤、畸形、感染者；②存在嚴(yán)重骨質(zhì)疏松者；③身體不能耐受手術(shù)；④術(shù)后失訪者。

共32例患者符合本研究，其中機(jī)器人組15例，徒手組17例。兩組患者性別、年齡、身高體重指數(shù)等一般資料比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表1。

表1 兩組患者一般資料比較

1.2 手術(shù)方法

患者術(shù)前均需完善腰椎正側(cè)位片、過伸過屈側(cè)位片、腰椎三維CT及MRI等相關(guān)檢查，行腰椎后路短節(jié)段矯形融合內(nèi)固定術(shù)，做好術(shù)前規(guī)劃后，由科室高年資醫(yī)師行椎弓根螺釘置入。

徒手組：全麻后，均取俯臥位，透視確定固定節(jié)段，沿后正中線切開皮膚，逐層切開皮下組織、腰背筋膜，骨膜下剝離椎旁肌及至兩側(cè)關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)，充分顯露固定節(jié)段棘突、椎板及椎弓根釘進(jìn)釘點(diǎn)。選取“人字嵴”或橫突中線和上關(guān)節(jié)突外緣切線交點(diǎn)處為進(jìn)釘點(diǎn)，經(jīng)開口、開路后插入定位針，C臂透視調(diào)整孔道滿意，用絲攻擴(kuò)大釘?shù)?，探針探查釘?shù)浪谋诮詾楣切裕来沃萌肼葆敗?/p>

機(jī)器人組：全麻后，均取俯臥位，在棘突上安裝示蹤器，行置釘區(qū)域CT薄層掃描，并將數(shù)據(jù)導(dǎo)入天璣手術(shù)機(jī)器人工作站，重建三維圖像，從冠狀面、矢狀面、橫斷面確定進(jìn)釘點(diǎn)及方向，同時(shí)規(guī)劃螺釘直徑及深度。規(guī)劃完成后，更換導(dǎo)向器，運(yùn)行機(jī)器人，機(jī)械臂運(yùn)行至預(yù)定軌跡位置后，用電鉆在導(dǎo)向器引導(dǎo)下依次置入導(dǎo)針，C臂透視確定導(dǎo)針無誤后，沿導(dǎo)針方向經(jīng)絲攻后置入螺釘。

兩組螺釘置入后，再繼續(xù)行相應(yīng)節(jié)段的減壓植骨融合，彎棒矯形、透視滿意后，逐層關(guān)閉切口，術(shù)畢。

1.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)

①統(tǒng)計(jì)兩組患者平均置釘時(shí)間、術(shù)中出血量及手術(shù)并發(fā)癥發(fā)生率；平均置釘時(shí)間=患者皮膚切開至全部螺釘置入完成時(shí)間/該例患者全部螺釘數(shù)目；②兩組患者術(shù)后均行腰椎三維CT檢查，以檢查椎弓根螺釘?shù)闹冕敎?zhǔn)確性，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)選取Gertzbein-Robbins A-E分級(jí)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)[5]。其中，A、B級(jí)為置釘準(zhǔn)確，C、D、E級(jí)為置釘不良，計(jì)算置釘準(zhǔn)確率。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié)果

兩組手術(shù)均順利結(jié)束，均未出現(xiàn)椎弓根螺釘相關(guān)的神經(jīng)、血管損傷及深部感染。機(jī)器人組平均置釘時(shí)間和出血量均顯著少于徒手組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見表2。

術(shù)后影像學(xué)復(fù)查，機(jī)器人組置釘60枚，除1枚螺釘位置不佳，其余螺釘均達(dá)到準(zhǔn)確置釘標(biāo)準(zhǔn)，置釘準(zhǔn)確率高達(dá)98.33%。徒手組置釘102枚，置釘位置不佳11枚，置釘準(zhǔn)確率89.22%，明顯低于機(jī)器人組，組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見表2。典型病例見圖1-2。

表2 兩組患者平均置釘時(shí)間、出血量、置釘準(zhǔn)確率比較

圖1 機(jī)器人組術(shù)前術(shù)后腰椎正側(cè)位X線片

圖2 徒手組術(shù)前術(shù)后腰椎正側(cè)位X線片

3 討論

ADS病程一般較長(zhǎng)，退變的椎間盤和關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)，造成不對(duì)稱的負(fù)荷和隨后的畸形，會(huì)給老年人帶來嚴(yán)重的疼痛和殘疾[6-7]，對(duì)于癥狀較重的患者，目前釘棒矯形植骨融合手術(shù)仍是其主要的治療方法[8]，但對(duì)于固定節(jié)段的長(zhǎng)短目前沒有統(tǒng)一的意見[9-10]，為減少長(zhǎng)節(jié)段機(jī)器人手術(shù)需多次掃描置釘可能帶來的誤差，本研究?jī)山M患者均為短節(jié)段固定。相對(duì)于其他常規(guī)的腰椎后路手術(shù)，ADS患者置釘?shù)某晒?duì)于下一步矯形的效果顯得尤為重要。ADS患者由于長(zhǎng)期異常的活動(dòng)，腰椎小關(guān)節(jié)代償性增生、骨贅形成，進(jìn)釘點(diǎn)的選擇較為困難[2]。

為了提高脊柱側(cè)彎畸形患者椎弓根螺釘?shù)闹冕敎?zhǔn)確性，減少神經(jīng)血管及臟器損傷，提高手術(shù)成功率，骨科機(jī)器人的應(yīng)用，彌補(bǔ)了以上不足[11]。天璣機(jī)器人屬于我國首個(gè)自主研發(fā)的通用型骨科手術(shù)機(jī)器人，不僅能夠起到輔助導(dǎo)航作用，還可通過精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)處理，將椎弓根螺釘位置、角度和深度以三維平面進(jìn)行呈現(xiàn)[12]，在術(shù)前即可精準(zhǔn)地規(guī)劃螺釘達(dá)到的預(yù)定位置，大大減少了手術(shù)時(shí)間，避免了反復(fù)穿刺和透視調(diào)整，同時(shí)機(jī)器人的使用也減少了因外科醫(yī)師技術(shù)水平差異而導(dǎo)致的手術(shù)效果差異，縮短了學(xué)習(xí)周期[13]。本研究機(jī)器人組的置釘準(zhǔn)確率明顯高于徒手組，精準(zhǔn)的置釘率也使得調(diào)釘次數(shù)減少，進(jìn)而使機(jī)器人組置釘時(shí)間及出血量也顯著低于徒手組。然而，機(jī)器人手術(shù)本身也有一定的局限性：首先，機(jī)器人設(shè)備較昂貴，短期內(nèi)難以在基層醫(yī)院廣泛推廣；其次，機(jī)器人手術(shù)技術(shù)的開展早期需要專門的人員培訓(xùn)，對(duì)機(jī)器人操作軟件熟練度要求高；最后，機(jī)器人手術(shù)單次三維CT掃描有一定的范圍(一般不超過4個(gè)椎體)，如固定節(jié)段較多，可能需要多次掃描，增加了患者的輻射暴露[12]。

綜上所述，本研究認(rèn)為，機(jī)器人輔助置釘在ADS手術(shù)中能夠更加精準(zhǔn)地置入椎弓根螺釘，縮短置釘時(shí)間、減少出血量，為ADS手術(shù)提供了一種新的技術(shù)方法。但本研究樣本量較少，仍需多中心、大樣本研究進(jìn)一步驗(yàn)證。