机器人辅助经皮椎弓根螺钉内固定在基层医院的应用_黄之春.pdf

379中国矫形外科杂志Orthopedic Journal of ChinaVol.31,No.4Feb.2023第 31 卷 第 4 期2 0 2 3 年 2 月基层工作机器人辅助经皮椎弓根螺钉内固定在基层医院的应用黄之春，李洪波，吴自强，陶伟，刘明军*（南昌县人民医院骨科，江西南昌 330200）摘要：目的探讨机器人辅助经皮椎弓根螺钉内固定在基层医院的应用价值。方法南昌县人民医院 2020 年 9 月-2021年 9 月内固定治疗 46 例胸腰椎骨折患者，根据医患沟通结果，22 例采用机器人辅助置钉，24 例采用传统徒手置钉，比较两组早期临床和影像资料。结果机器人组平均透视次数和手术时间均显著少于徒手组（P0.05）。机器人组置钉准确率 Gertzbein-Robbins 分级显著优于徒手组（P0.05），两组术后 VAS 和 ODI 评分均较术前显著降低（P0.05）。两组患者术后伤椎前缘高度和 Cobb 角均较术前显著改善（P0.05）。结论机器人辅助基层医生行经皮椎弓根螺钉内固定，能够减少透视次数和手术时间，提高置钉准确率，对于基层医院具有应用价值。关键词：基层医院，机器人，椎弓钉置入中图分类号：R687文献标志码：A文章编号：1005-8478（2023）04-0379-04Robot assisted percutaneous pedicle screw placment in primary medical institution/HUANG Zhi-chun,LI Hong-bo,WU Zi-qiang,TAO Wei,LIU Ming-jun.Department of Orthopaedics,Peoples Hospital of Nanchang County,Nanchang330220,ChinaAbstract:Objective To explore and analyze the application value of robot-guided percutaneous pedicle screw placement in the primary medical institution.Methods A total of 46 patients received internal fixation of thoracolumbar fracture in Peoples Hospital of Nanchang County from September 2020 to September 2021.Based on preoperative patient-doctor communication,22 patients underwent robotassisted pedicle screw placement,while the remaining 24 patients had pedicle screw placed by traditional free-hand technique.The clinical and image data were compared between the two groups.Results The robot group proved significantly superior to the free-hand groupin terms of number of fluoroscopy and operation time(P0.05).The VAS scores and ODI scores significantly reduced in bothgroups postoperatively(P0.05).The robot group was significantly superior to the free-hand group in Gertzbein-Robbins scale of screw placement accuracy(P0.05).The anterior vertebral height and local kyphotic Cobb angle of the injured vertebrae in the two groups were significantly improved after operation(P0.05).Conclusion The robot-assisted percutaneous pedicle screw insertion does reduce the number of fluoroscopy and operation time,improvethe accuracy of screw placement,which has application value for primary hospitals.Key words:primary hospital,robot,pedicle screw placement胸腰椎骨折约占脊柱骨折的 50%，常因交通事故等高能量暴力所致1。椎弓根内固定术是治疗胸腰椎骨折的主要方法，临床效果显著2。传统的后路切开复位内固定手术创口较大，术后恢复时间长3。微创经皮置钉则由于操作难度大，对术者要求较高4，在基层医院中难以有效开展。近年来，机器人逐渐被应用于治疗胸腰椎骨折，能有效提高置钉准确性，减少术中透视次数，但由于大多数机器人价格昂贵，还需额外配备术中 CT、O 臂机等大型设备5，6，限制了机器人在基层医院的应用。本研究使用的机器人由杭州三坛医疗科技有限公司自主研发，无需添置其他设备。选取本院 2020 年 9 月2021 年 9 月收治的 46例胸腰椎骨折患者，探讨机器人辅助经皮椎弓根螺钉内固定胸腰椎骨折在基层医院的应用价值。DOI:10.3977/j.issn.1005-8478.2023.04.20作者简介：黄之春，主治医师，研究方向：脊柱微创、骨科手术机器人微创，（电话）18317919609，（电子信箱）lmj18317919609 *通信作者：刘明军，（电子信箱）380Vol.31,No.4Feb.2023中国矫形外科杂志Orthopedic Journal of China第 31 卷 第 4 期2 0 2 3 年 2 月图 1患者，男，41 岁，T12椎体压缩性骨折1a:安装校准板1b:校准板校准1c:机器人术前规划与图像融合配准1d:机械臂辅助置入导针1e:术中确认导针位置1f:术中透视确认导针位置1g:术后透视确认螺钉位置1h:术后 CT 确认螺钉位置1e1f1g1h1a1b1c1d1临床资料1.1一般资料2020 年 9 月2021 年 9 月南昌县人民医院骨科共收治 46 例胸腰椎骨折患者，均为伤后 2 周内新鲜的单节段胸腰椎骨折，AO 分型为 A 型，符合脊柱内固定手术指征且无神经损伤症状，胸腰椎损伤分类和损伤程度评分（TLICS 评分）47。根据医患沟通结果将患者分为两组，22 例采用机器人置钉，24 例采用常规徒手置钉。两组患者术前性别、年龄、骨折节段、TLICS 评级的差异均无统计学意义（P0.05）。本研究已获得医院伦理委员的批准，所有患者均知情并签署同意书。1.2手术方法患者全麻后取俯卧位，以软垫垫空胸腹部。机器人组：术前将患者 CT 导入机器人智能规划系统，在病灶三维虚拟模型上设计手术路径。术中安装校准板于机械臂末端（图 1a），获取患者正侧位透视片（图 1b），将 C 形臂 X 线机图像与术前 CT 进行多模态图像融合配准，保证虚拟规划路径匹配患者实际位姿（图 1c）。点击通道定位，在机械臂的引导下定位手术通道，确定进针点和进针方向，置入导针（图 1d）；完成所有钉道导针置入（图 1e），透视确认位置良好（图 1f）；根据导针方向，依次置入工作套管后，置入椎弓根螺钉；透视确认螺钉位置良好（图1g），选择合适长度的固定棒安装于椎弓根螺钉尾槽中，依次拧入固定螺帽，撑开复位，锁紧螺钉并固定，逐层缝合切口。徒手组：C 形臂 X 线机透视定位置钉椎体，确定手术节段，在体表标记双侧椎弓根位置。X 线持续透视引导下，不断调整穿刺针进针点、进针方向，直至穿刺针经椎弓根置入椎体。余处理与机器人组相同。1.3评价指标记录两组患者手术时间、切口长度、术中出血量、透视次数、切口愈合等级、住院时间。采用完全负重活动时间、腰痛视觉模拟评分（visual analoguescale,VAS）、ODI 评分（The Oswestry Disability Index,ODI）评价临床效果。行影像检查，置钉准确性按 Gertzbein-Robbins 分级，置钉准确率（%）=（A级螺钉数量+B 级螺钉数量）/全部螺钉数量100%。测量伤椎前缘高度及 Cobb 角。1.4统计学方法采用 SPSS 25.0 统计软件对数据进行统计学分析。计量数据以x s表示，资料符合正态分布，两组间比较采用独立样本 t 检验，两组内比较采用配对381中国矫形外科杂志Orthopedic Journal of ChinaVol.31,No.4Feb.2023第 31 卷 第 4 期2 0 2 3 年 2 月资料 T 检验。置钉准确 G-R 分级比较采用 Mann-whitney U 检验。P0.05 为差异有统计学意义。2结果2.1临床结果46 例患者均顺利完成手术，无相关手术并发症。两组患者临床资料比较见表 1。机器人组平均透视次数和手术时间均显著优于徒手组（P0.05）。两组均获随访 68 个月，两组完全负重活动时间的差异无统计学意义（P0.05），术后 3 个月及末次随访两组 VAS 和 ODI 评分均较术前显著降低（P0.05）。随访过程中，两组患者均无疼痛加剧及再次损伤等；无椎弓根螺钉松动或断钉现象，两组均无再次手术者。2.2影像评估影像评估结果见表 2。机器人组置钉准确率Gertzbein-Robbins 分级显著优于徒手组（P0.05），典型影像见图 1h。与术前相比，术后 1 d 及末次随访时两组伤椎前缘高度和 Cobb 角均显著改善（P0.05）。3讨论椎弓根螺钉内固定术能恢复脊柱结构和稳定性，是治疗胸腰椎骨折的重要方法2。传统开放手术需要进行充分肌肉剥离和显露，手术创伤较大。微创经皮内固定术虽然能减小创伤和术中出血量9，但对术者的经验和技术要求较高。而国内大多数基层医师经验技术相对缺乏，是影响微创脊柱手术在基层医院发展的重要因素之一。近年来机器人辅助治疗胸腰椎骨折在国内外临床应用越来越多10。本研究中的机器人是通过国内自研的“无创配准板”技术，将术中二维X 线片图像与术前的三维 CT 图像配准融合，实现手术路径规划和机械通道定位，无需配备其他大型设备，更适合基层医院。Hyun11、Kim 等12研究表明机器人辅助置钉可以减少透视次数和手术时间。本研究结果显示机器人组的平均透视次数和手术时间均明显优于徒手组（P0.05），机器人帮助精确定位、引导穿刺，可以避免反复调整进针，减少了透视次数和手术时间，提升了手术效率。两组术后 VAS 评分、ODI 评分、伤椎前缘高度及 Cobb 角均较术前改善，两组间比较无显著差异，说明机器人组与徒手组在减轻疼痛、促进骨折愈合方面均能达到较为理想的临床疗效。本研究机器人组置钉准确率与近年大多数脊柱机器人的置钉准确性一致，且明显高于徒手组（P0.05）13，14。因此作者认为该脊柱机器人在没有额外增加其他设备的前提下，也能明显提高置钉准确性。既往大型三甲医院的徒手置钉准确率约为 87.9%91.8%，通过机器人提升至 95.6%98.2%14，15；本研表 1两组患者临床结果（x s）与比较指标术中出血量（ml）平均透视次数（次）手术时间（min）住院时间（d）完全负重活动时间（d）VAS 评分（分）术前术后 3 个月末次随访P 值ODI 评分（%）术前术后 3 个月末