機(jī)器人輔助單體位和雙體位斜外側(cè)腰椎椎間融合內(nèi)固定術(shù)療效比較

房彥名，袁強(qiáng)，韓曉光，何達(dá)，田偉*

(1.北京大學(xué)第四臨床醫(yī)學(xué)院，北京 100035；2.北京積水潭醫(yī)院脊柱外科，北京 100035)

1944年，Briggs和Milligan首次開展腰椎椎間融合術(shù)治療不穩(wěn)定、狹窄和畸形等腰椎退行性疾病[1-2]。但由于手術(shù)過程中過多的組織損傷常常導(dǎo)致患者術(shù)后腰部麻木、疼痛、僵硬難以忍受。隨著微創(chuàng)手術(shù)的進(jìn)步，醫(yī)生和患者已不再滿足于創(chuàng)傷過大的后路腰椎椎間融合術(shù)。因此，為最大限度地減少手術(shù)中肌肉和軟組織的損傷，侵入性較小的斜外側(cè)腰椎椎間融合術(shù)(oblique lumbar interbody fusion，OLIF)逐步發(fā)展并成為治療腰椎退行性疾病的一種重要的手術(shù)方法[3-5]。與傳統(tǒng)的脊柱融合技術(shù)相比，斜外側(cè)入路可以減少背部肌肉韌帶的破壞，維持背部力量。同時(shí)還可以放置更大的椎間植入物，有效地恢復(fù)節(jié)段序列和椎間孔高度[6]。目前，運(yùn)用OLIF手術(shù)治療脊柱疾病的外科醫(yī)生數(shù)量以每年10%的速度迅速增加。經(jīng)典的OLIF方法是手術(shù)過程中患者側(cè)臥位，于腹部側(cè)面做一個(gè)切口，小心分離軟組織以到達(dá)腰椎進(jìn)行減壓，同時(shí)放置骨移植物或合適的墊片進(jìn)行椎體融合，然后俯臥位進(jìn)行后路椎弓根螺釘置入用于額外的支撐。整個(gè)手術(shù)過程中，患者在麻醉情況下進(jìn)行一次由側(cè)臥位向俯臥位的體位變換。變換體位消耗額外的手術(shù)時(shí)間，同時(shí)需要對(duì)手術(shù)區(qū)域重新消毒，這會(huì)增加麻醉相關(guān)和手術(shù)時(shí)間延長(zhǎng)可能導(dǎo)致的并發(fā)癥的費(fèi)用。為提高手術(shù)效率，Blizzard等[7]于2018年報(bào)道了CT引導(dǎo)下側(cè)臥位單一體位下分步進(jìn)行脊柱減壓及椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)。Tanaka[8]提出了一種手術(shù)導(dǎo)航引導(dǎo)下同步進(jìn)行OLIF及經(jīng)皮椎弓根螺釘置入術(shù)式。文獻(xiàn)表明同時(shí)置入Cage和螺釘可顯著減少手術(shù)時(shí)間和輻射暴露[9]。此后，圖像引導(dǎo)下單體位OLIF聯(lián)合椎弓根螺釘內(nèi)固定的研究逐漸完善[10]。隨著骨科機(jī)器人的出現(xiàn)和發(fā)展，單體位OLIF手術(shù)進(jìn)入新的階段。2020年，Huntsman等[11]報(bào)道機(jī)器人引導(dǎo)下單體位外側(cè)腰椎椎間融合手術(shù)效果。自此，外科醫(yī)生開始逐步探索機(jī)器人輔助下單體位進(jìn)行OLIF和椎弓根螺釘內(nèi)固定手術(shù)[12-14]。目前，對(duì)機(jī)器人輔助下單體位進(jìn)行OLIF和椎弓根螺釘內(nèi)固定手術(shù)的臨床效果研究尚不充分，缺乏比較單體位和雙體位兩種方式的臨床研究。

本研究回顧性收集了2018年7月至2021年9月在北京積水潭醫(yī)院接受機(jī)器人輔助下行單體位OLIF和椎弓根螺釘內(nèi)固定的12例患者，同時(shí)通過匹配年齡、性別、身體質(zhì)量指數(shù)(body mass index，BMI)和手術(shù)節(jié)段納入24例變換體位(雙體位)下行機(jī)器人輔助下OLIF和椎弓根螺釘內(nèi)固定患者，通過收集并分析兩組患者的人口學(xué)特征、圍手術(shù)期指標(biāo)及螺釘置入?yún)?shù)，比較機(jī)器人輔助下OLIF和椎弓根螺釘內(nèi)固定在單體位手術(shù)和雙體位手術(shù)中的臨床效果，為進(jìn)一步研究奠定基礎(chǔ)。

1 資料與方法

1.1 納入與排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)患者于北京積水潭醫(yī)院行機(jī)器人輔助下OLIF合并椎弓根螺釘內(nèi)固定治療；(2)患者由同一術(shù)者實(shí)施手術(shù)；(3)患者具有完整病歷資料及手術(shù)前后影像資料。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)患者年齡<18歲；(2)患者既往接受過脊柱手術(shù)；(3)患者有腫瘤或結(jié)核病史；(4)患者有身體其他部位創(chuàng)傷；(5)患者合并嚴(yán)重骨質(zhì)疏松患者(骨密度T值≤-2.5 SD)。

1.2 一般資料 根據(jù)納入和排除標(biāo)準(zhǔn)，本研究共納入2018年7月至2021年9月的36例患者。其中由單一術(shù)者行天璣骨科手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)輔助下單體位OLIF合并椎弓根螺釘內(nèi)固定手術(shù)患者12例。按照1︰2匹配比例年齡、性別、BMI和手術(shù)節(jié)段，共納入機(jī)器人輔助下雙體位OLIF合并椎弓根螺釘內(nèi)固定患者24例。36例患者中男性12例，女性24例；平均年齡(59.39±7.97)歲；BMI為(25.30±3.69) kg/m2；單節(jié)段患者33例，雙節(jié)段患者3例。將患者分為單體位組和變換體位組(雙體位組)兩個(gè)組，單體位組12例，其中男性4例，女性8例；平均年齡(59.17±8.72)歲；BMI為(24.48±4.32) kg/m2。雙體位組24例，其中男性8例，女性16例；平均年齡(59.50±7.76)歲；BMI為(25.71±3.35) kg/m2。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.3 手術(shù)方法 所有手術(shù)步驟均由同一位脊柱外科醫(yī)師進(jìn)行?；颊呷蝹?cè)臥位，氣管插管麻醉充分后使用C型臂定位手術(shù)節(jié)段。單體位組消毒鋪單預(yù)留后路行螺釘內(nèi)固定范圍，術(shù)前患者體位擺放時(shí)患者背部位置應(yīng)距手術(shù)臺(tái)邊緣10～15 cm。雙體位組按常規(guī)步驟消毒鋪單。外科醫(yī)生首先進(jìn)行了OLIF手術(shù)。從腹部外側(cè)前投影切出一個(gè)平行于髂骨的5 cm斜切口。然后逐層切開皮膚和皮下組織，鈍性分離腹外、內(nèi)斜肌及橫肌。示指鈍性分離探查至腰大肌前緣并推開髂血管[15]。置入導(dǎo)針，C型臂透視確定椎間盤前1/3，將微創(chuàng)牽開器沿導(dǎo)針插入，連接光源確認(rèn)無出血。用刀切開纖維環(huán)，然后切除相應(yīng)的椎間盤和韌帶。用牽開器打開椎間隙并插入試驗(yàn)?zāi)Ｐ?。用生理鹽水沖洗椎間隙并將Cage置入椎間隙。在逐層縫合皮下組織和皮膚之前，確定Cage大小和位置并清洗傷口。在單體位手術(shù)中，在預(yù)留的消毒范圍行后路螺釘內(nèi)固定。首先將機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)放置在患者外側(cè)，將示蹤器通過小皮膚切口固定在髂骨上，助手使用C型臂確定手術(shù)節(jié)段并獲取圖像信息，術(shù)者行腰部小切口，通過機(jī)器人操作系統(tǒng)規(guī)劃螺釘長(zhǎng)度、直徑、角度和軌跡并完成螺釘置入和桿固定，確認(rèn)螺釘位置無誤后縫合傷口。雙體位手術(shù)時(shí)，變換患者體位為俯臥位，重新消毒鋪無菌單。在腰部切開皮膚和皮下組織，將示蹤器固定在手術(shù)節(jié)段上一節(jié)段的棘突上，然后使用C型臂確定操作區(qū)域并獲取圖像信息，采用相同的手術(shù)方式置入螺釘，透視確認(rèn)螺釘位置無誤后用生理鹽水沖洗創(chuàng)面，逐層縫合(見圖1)。

a 椎管減壓 b 皮膚小切口 c 示蹤器固定于髂骨

1.4 觀測(cè)指標(biāo) 本研究統(tǒng)計(jì)分析了患者的基本人口統(tǒng)計(jì)學(xué)特征，即性別、年齡、BMI、手術(shù)節(jié)段和圍手術(shù)期結(jié)局即手術(shù)時(shí)間、術(shù)中失血量、輻照次數(shù)、術(shù)后住院時(shí)間和計(jì)劃外二次手術(shù)。根據(jù)手術(shù)前后CT結(jié)果，我們對(duì)上位椎間盤高度、腰椎前凸角、手術(shù)節(jié)段椎間孔高度、小關(guān)節(jié)侵犯、螺釘偏離距離(實(shí)際軌跡偏離設(shè)計(jì)軌跡的距離)、螺釘安全等級(jí)進(jìn)行了測(cè)量。Gertzbein和Robbins量表[16]用于評(píng)估螺釘安全等級(jí)，A級(jí)：螺釘完全在椎弓根內(nèi)；B級(jí)：螺釘穿過椎弓根皮質(zhì)的距離<2 mm；C級(jí)：螺釘穿過椎弓根皮質(zhì)的距離≥2 mm且<4 mm；D級(jí)：螺釘穿透椎弓根皮質(zhì)的距離≥4 mm且<6 mm；E級(jí)：螺釘穿過椎弓根皮質(zhì)的距離>6 mm。計(jì)算螺釘放置的可接受率：(A級(jí)螺釘數(shù)量+B級(jí)螺釘數(shù)量)/螺釘總數(shù)×100%。

2 結(jié) 果

2.1 圍手術(shù)期指標(biāo) 單體位組輻照次數(shù)12(10，14)次，低于雙體位組14(12，14)次，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P=0.038)。36例患者總體手術(shù)時(shí)間為222.5(180，240) min，術(shù)中出血100(75，200) mL，術(shù)后住院5(3.5，5.0) d，術(shù)中輻照14(12，14)次。兩組手術(shù)時(shí)間、失血量和術(shù)后住院時(shí)間比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。兩組均未出現(xiàn)非計(jì)劃的二次手術(shù)(見表1)。

d 機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行圖像采集 e 螺釘置入規(guī)劃 f 置入螺釘

表1 人口學(xué)數(shù)據(jù)及圍手術(shù)期評(píng)價(jià)指標(biāo)

2.2 影像學(xué)指標(biāo) 兩組間術(shù)前及術(shù)后手術(shù)節(jié)段上段椎間盤高度、腰椎前凸角、椎間孔高度比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。而兩組組內(nèi)術(shù)后手術(shù)節(jié)段的椎間孔高度較術(shù)前均增加(見表2)。

表2 不同體位手術(shù)前后影像學(xué)資料比較

2.3 螺釘置入效果評(píng)價(jià) 單體位組螺釘偏差為0.75(0.66，1.00) mm，雙體位組為0.72(0.43，1.04) mm，兩組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。進(jìn)一步分析單體位組患者著力側(cè)(靠近手術(shù)臺(tái)側(cè))和對(duì)應(yīng)側(cè)(遠(yuǎn)離手術(shù)臺(tái)側(cè))螺釘偏移距離，遠(yuǎn)離手術(shù)臺(tái)側(cè)螺釘偏差為0.73(0.55，0.91) mm，靠近手術(shù)臺(tái)側(cè)螺釘偏差為0.79(0.66，1.23) mm。雖然著力側(cè)螺釘、對(duì)應(yīng)側(cè)螺釘和雙體位組螺釘偏移距離比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，但結(jié)果顯示患者著力側(cè)螺釘?shù)钠钕鄬?duì)較大。螺釘安全等級(jí)方面，單體位組A級(jí)螺釘47枚，B級(jí)螺釘2枚，C級(jí)螺釘1枚，螺釘可接受率為98%。雙體位組A級(jí)螺釘91枚，B級(jí)螺釘6枚，C級(jí)螺釘3枚，螺釘可接受率為97%。單體位組3枚螺釘穿透皮質(zhì)，其中1枚位于椎弓根頭側(cè)壁，1枚位于椎弓根外側(cè)壁，1枚位于椎弓根內(nèi)側(cè)壁。雙體位組9枚螺釘突破了皮質(zhì)。其中螺釘椎弓根頭側(cè)壁2枚，椎弓根外側(cè)壁6枚，椎弓根內(nèi)壁突破1枚。兩組均未發(fā)現(xiàn)小關(guān)節(jié)侵犯。螺釘置入安全等級(jí)和皮質(zhì)穿透位置的分布差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05，見表3)。

表3 螺釘置入效果評(píng)估

3 討 論

OLIF聯(lián)合椎弓根螺釘置入技術(shù)已成為治療腰椎疾病安全有效的手術(shù)方法[8，17]。雙體位OLIF合并后路椎弓根螺釘內(nèi)固定手術(shù)中，體位變換有時(shí)會(huì)增加手術(shù)難度甚至發(fā)生麻醉事故[11]。隨著骨科機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，椎管減壓聯(lián)合經(jīng)皮螺釘置入可在一個(gè)體位實(shí)現(xiàn)，為OLIF手術(shù)的改進(jìn)提供了可能。目前機(jī)器人輔助下OLIF合并單體位螺釘置入的研究比較缺乏，單體位能否在提高手術(shù)效率的同時(shí)維持安全性仍需探究。

本研究發(fā)現(xiàn)單體位組輻照次數(shù)低于雙體位組(P<0.05)。兩組手術(shù)時(shí)間、出血量及術(shù)后住院時(shí)間比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。其中，單體位組手術(shù)時(shí)間為215(195，293) min，雙體位組手術(shù)時(shí)間為233(180，240) min。Ouchida等[9]報(bào)道的單體位OLIF和后路經(jīng)皮螺釘置入的手術(shù)時(shí)間為(93.3±19.3) min，雙體位組為(121.0±37.1) min。其手術(shù)室占用時(shí)間分別為(176.6±36.4) min和(272.4±42.7) min。Hiyama等[10]報(bào)告其放置Cage和椎弓根螺釘?shù)臅r(shí)間為(87.9±25.1) min，其研究結(jié)果和本研究的差異可能是由于本研究采用的是從皮膚切開到手術(shù)結(jié)束的時(shí)間作為手術(shù)時(shí)間所導(dǎo)致。與上述研究導(dǎo)航引導(dǎo)的手術(shù)相比，機(jī)器人輔助手術(shù)需要更多的時(shí)間來進(jìn)行術(shù)前圖像掃描和配準(zhǔn)。其次本研究是在OLIF手術(shù)完成后進(jìn)行螺釘置入，也會(huì)導(dǎo)致時(shí)間相對(duì)于其他研究的延長(zhǎng)。另外，其他幾項(xiàng)關(guān)于OLIF手術(shù)時(shí)間的研究與我們的結(jié)果相似[18-19]。本研究結(jié)果顯示單體位組和雙體位組的手術(shù)時(shí)間沒有差異，這可能與患者側(cè)臥位時(shí)螺釘橫向插入困難和機(jī)械臂位置的調(diào)整復(fù)雜有關(guān)。

單體位組和雙體位組手術(shù)節(jié)段的椎間孔高度在術(shù)后均較術(shù)前有所增加(P<0.05)。這表明單體位組有比擬雙體位組的間接椎管減壓能力。有研究表明雙體位組OLIF可使腰椎前凸角顯著增加4°～10°[18-20]，與本研究雙體位組術(shù)后前凸角無明顯改善的結(jié)果不同。而Hiyama等[10]報(bào)道單體位OLIF術(shù)后腰椎前凸較術(shù)前無明顯變化(P<0.05)。這與本研究觀察到的單體位組結(jié)果相同。筆者分析其差異可能由于以下原因?qū)е拢杭韧芯繄?bào)道的OLIF可以顯著改善腰椎前凸角納入患者術(shù)前腰椎前凸角多為35°，術(shù)后角度在40°左右[18-20]，而本研究中患者術(shù)前腰椎前凸角度約為40°，較大的術(shù)前腰椎前凸角度可能會(huì)導(dǎo)致術(shù)后改善不明顯。此外，筆者比較發(fā)現(xiàn)單體位組患者著力側(cè)(靠近手術(shù)臺(tái)側(cè))和對(duì)應(yīng)側(cè)(遠(yuǎn)離手術(shù)臺(tái)側(cè))螺釘偏移距離，與雙體位組螺釘偏移距離差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，螺釘可接受率也保持在較高水平(兩組分別為98%，97%)，和既往研究報(bào)道的單體位組0.8%～2.0%，雙體位組4%皮質(zhì)突破率吻合[7，9-10]。這意味機(jī)器人輔助OLIF單體位手術(shù)與雙體位手術(shù)具有同等的安全性和準(zhǔn)確性。

本研究還有很多需要改進(jìn)的地方。本研究樣本量較小，需要前瞻性招募更多患者。同時(shí)需要細(xì)化手術(shù)過程中各部分操作對(duì)應(yīng)的時(shí)間，以明確哪一步影響手術(shù)效率。我們將努力收集由同一術(shù)者執(zhí)行的機(jī)器人輔助OLIF合并螺釘置入病例數(shù)據(jù)，為未來提高工作效率構(gòu)建基礎(chǔ)。

機(jī)器人輔助OLIF單體位手術(shù)與變換體位手術(shù)具有同等的安全性和準(zhǔn)確性。單體位手術(shù)可以減少手術(shù)輻照次數(shù)，提高椎間孔高度，但無法減少手術(shù)時(shí)間和失血量。