脊柱機(jī)器人輔助下皮質(zhì)骨軌跡螺釘技術(shù)在脊柱外科手術(shù)中的應(yīng)用

王巖 郭建偉 許德榮 張豪 周傳利 馬學(xué)曉

(青島大學(xué)附屬醫(yī)院脊柱外科，山東 青島 266100)

椎弓根螺釘內(nèi)固定技術(shù)是脊柱外科最常用的固定方式之一，然而在骨質(zhì)疏松的患者中往往存在螺釘松動(dòng)、拔出等問題，致椎弓根螺釘固定強(qiáng)度不足，進(jìn)一步致內(nèi)固定失敗；另外，在進(jìn)行鄰近節(jié)段退變性疾病等的翻修手術(shù)時(shí)，往往需要廣泛地剝離軟組織和取出內(nèi)固定物，因此該技術(shù)在臨床應(yīng)用中存在一定的局限性[1]。SANTONI等[2]于2009年提出了皮質(zhì)骨軌跡(CBT)螺釘技術(shù)，該技術(shù)適用于骨質(zhì)疏松、脊柱畸形、脊柱感染等疾病的手術(shù)治療以及脊柱內(nèi)固定失敗的翻修手術(shù)。CBT螺釘技術(shù)通過增加螺釘與皮質(zhì)骨的接觸面來提高固定強(qiáng)度，而且操作上更加微創(chuàng)化。但CBT螺釘在置釘過程中需多次透視，同時(shí)手術(shù)操作技術(shù)難度大，學(xué)習(xí)曲線長，特別是在椎弓根和椎體解剖關(guān)系異常時(shí)，或者二次置入CBT螺釘時(shí)，置釘技術(shù)難度大幅度增加。如何提高螺釘置入的精準(zhǔn)性是CBT螺釘應(yīng)用中迫切需要解決的技術(shù)難題[1,3-4]。近年來，隨著脊柱機(jī)器人手術(shù)在脊柱外科領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，其學(xué)習(xí)曲線短、置釘精準(zhǔn)性高、射線暴露時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)凸顯[5-7]。鑒于此，本研究對(duì)我院脊柱外科以脊柱機(jī)器人輔助下采用CBT螺釘技術(shù)治療的25例患者的臨床資料進(jìn)行分析，以評(píng)估該技術(shù)的治療效果。

1 對(duì)象與方法

1.1

2017年7月—2021年2月我院脊柱外科擬行脊柱機(jī)器人輔助下CBT螺釘固定手術(shù)的患者25例，其中男14例，女11例；年齡59～77歲，平均68.6歲；腰椎術(shù)后鄰近節(jié)段退變性疾病患者5例，腰椎管狹窄癥患者8例，胸腰椎壓縮性骨折繼發(fā)性椎管狹窄患者10例，腰椎椎間隙感染患者2例。

1.2

患者術(shù)前均行手術(shù)部位的薄層CT掃描(層厚0.625 mm)，將CT原始數(shù)據(jù)(Dicom格式)導(dǎo)入脊柱機(jī)器人(Mazor Renaissance，以色列)行術(shù)前設(shè)計(jì)，在手術(shù)節(jié)段對(duì)應(yīng)的CT矢狀面、冠狀面、橫斷面圖像上設(shè)定CBT螺釘?shù)睦硐腴L度、直徑、進(jìn)釘點(diǎn)和置釘角度，在三維圖像中整體確定CBT螺釘?shù)奈恢谩?/p>

1.3

患者全麻成功后俯臥位于手術(shù)臺(tái)上，安裝棘突固定針和多功能床邊軌平臺(tái)，確保框架穩(wěn)定后，安裝 3D定位裝置。“C型”臂下進(jìn)行正斜位X線透視，將透視數(shù)據(jù)導(dǎo)入脊柱機(jī)器人的Renaissance系統(tǒng)，使之與術(shù)前CT數(shù)據(jù)按照單椎體配準(zhǔn)的方式進(jìn)行匹配注冊(cè)，然后進(jìn)行誤差評(píng)定，微調(diào)個(gè)別釘?shù)牢恢谩８鶕?jù)脊柱機(jī)器人工作臺(tái)指示將機(jī)器人安置于固定支架軌道的合適位置。工作站根據(jù)導(dǎo)入的術(shù)前計(jì)劃將機(jī)器人精確引導(dǎo)到預(yù)定位置，隨后放置相應(yīng)機(jī)械臂及套管組件。電鉆鉆孔后放置導(dǎo)絲，鉆孔過程中注意由淺入深緩慢推進(jìn)，避免穿透弓根皮質(zhì)。正側(cè)位透視確認(rèn)導(dǎo)絲位置無誤后進(jìn)行攻絲。后進(jìn)行相應(yīng)責(zé)任節(jié)段的減壓操作，減壓完成后按照常規(guī)步驟進(jìn)行釘?shù)捞讲楹吐葆斨萌搿Ｔ俅瓮敢曈^察內(nèi)固定物的位置是否準(zhǔn)確，止血、沖洗、放置引流后關(guān)閉切口。術(shù)中觀察記錄有無螺釘把持力不足、椎弓根或峽部劈裂及置釘操作致周圍的神經(jīng)、硬膜囊、血管損傷等情況。

1.4

患者，男，65歲，因腰腿痛2年，加重20 d入院，既往有腰椎融合手術(shù)病史。專科查體顯示雙膝關(guān)節(jié)以下感覺減退，雙下肢伸膝和足背伸肌力Ⅳ級(jí)，雙膝腱反射以及跟腱反射均為(-)，雙BABINSKI征為(-)。術(shù)前X線檢查示腰椎融合、L4～S1椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)后(圖1A)。MRI檢查示L2/3、L3/4椎管狹窄(圖1B～D)。診斷為腰椎術(shù)后鄰近節(jié)段退變性疾病(L3/4)、腰椎管狹窄癥(L2/3)、腰椎融合術(shù)后(L4～S1)。術(shù)前應(yīng)用Mazor脊柱機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)CBT螺釘冠狀位釘?shù)?圖2A)和矢狀位釘?shù)?圖2B)。術(shù)中透視下分別于正位和斜位行圖像注冊(cè)匹配(圖3A～B)，機(jī)器人引導(dǎo)下放置相應(yīng)機(jī)械臂及套管組件，電鉆根據(jù)套管引導(dǎo)鉆孔，完成L2～L4雙側(cè)CBT螺釘釘?shù)乐苽洹Ｐg(shù)中經(jīng)“C型”臂透視確認(rèn)釘?shù)牢恢脺?zhǔn)確(圖3C～D)，保留L2/3雙側(cè)部分關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)，應(yīng)用超聲骨刀進(jìn)行L2～L3椎板切除以及椎管和神經(jīng)根管減壓，完成L3/4椎間融合和L2/3關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)融合。減壓及融合步驟完成后置入CBT螺釘，“C型”臂透視下確認(rèn)螺釘位置是否準(zhǔn)確(圖3E～F)。術(shù)后3～5 d 行X線和CT檢查顯示CBT螺釘位置準(zhǔn)確滿意(圖4A～D)，末次隨訪影像學(xué)檢查顯示CBT螺釘位置滿意(圖4E～F)。

A：X線檢查結(jié)果，B～D：MRI檢查結(jié)果

A:冠狀位CBT螺釘釘?shù)涝O(shè)計(jì)，B:矢狀位CBT螺釘釘?shù)涝O(shè)計(jì)

A～B:正位和斜位透視下行圖像注冊(cè)，C～D:正位和側(cè)位透視圖像示CBT螺釘釘?shù)牢恢茫珽～F:正位和側(cè)位透視圖像示CBT螺釘位置

A～D：術(shù)后X線和CT檢查示CBT螺釘位置滿意，E～F：末次隨訪X線檢查示CBT螺釘位置滿意

1.5

術(shù)后3～5 d 行X線、CT、MRI檢查評(píng)估CBT螺釘位置置入的準(zhǔn)確性及手術(shù)減壓效果，并按照Gertzbein-Robbins分類標(biāo)準(zhǔn)，通過CBT螺釘與椎弓根頭尾側(cè)、內(nèi)外側(cè)皮質(zhì)的位置關(guān)系對(duì)CBT螺釘置入的準(zhǔn)確性進(jìn)行評(píng)估[5]。分別于術(shù)后3個(gè)月、6個(gè)月及末次隨訪時(shí)行X線檢查評(píng)估螺釘位置，觀察并記錄螺釘松動(dòng)、斷裂、穿透椎弓根皮質(zhì)、椎間融合器移位、椎間隙高度丟失等不良事件。分別于術(shù)前和末次隨訪時(shí)應(yīng)用日本骨科學(xué)會(huì)(JOA)腰背痛手術(shù)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)和視覺模模擬評(píng)分法(VAS)評(píng)估患者癥狀恢復(fù)情況。

1.6

采用統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件SPSS 18.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，以配對(duì)t驗(yàn)比較手術(shù)前后各項(xiàng)評(píng)分，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

25例患者隨訪時(shí)間為3～46個(gè)月，平均隨訪24.85個(gè)月。25例患者共置入CBT螺釘116枚，其中腰椎98枚，胸椎18枚。手術(shù)置釘過程中均未出現(xiàn)螺釘把持力不足、椎弓根或峽部劈裂情況，也未出現(xiàn)置釘導(dǎo)致的神經(jīng)、硬膜囊、血管損傷情況。患者術(shù)中透視6～11次，平均8.85次。術(shù)后3～5 d CT檢查結(jié)果顯示，A類螺釘114枚，B類螺釘2枚，CBT螺釘置入準(zhǔn)確率為98.28%。所有患者術(shù)后3～5 d MRI檢查均示減壓效果滿意。術(shù)后3～5 d、術(shù)后3個(gè)月、6個(gè)月及末次隨訪中未見螺釘松動(dòng)、斷裂、穿透椎弓根皮質(zhì)、椎間融合器移位、椎間隙高度丟失等不良事件。 25例患者術(shù)前腰痛VAS評(píng)分為(5.8±1.6)分，腿痛VAS評(píng)分為(6.8±1.0)分，JOA腰背痛手術(shù)評(píng)分為(11.3±8.4)分；末次隨訪時(shí)患者腰痛VAS評(píng)分為(2.4±0.5)分，腿痛VAS評(píng)分為(2.1±0.3)分，JOA腰背痛手術(shù)評(píng)分為(24.9±5.4)分，上述所有指標(biāo)術(shù)后較術(shù)前均有明顯的差異(t=8.94～12.84，P<0.05)。

3 討 論

近年來，機(jī)器人輔助下的外科手術(shù)應(yīng)用廣泛，并取得了良好的手術(shù)效果[5-7]。脊柱機(jī)器人輔助下的脊柱外科手術(shù)具有置釘精準(zhǔn)、醫(yī)患射線暴露少、手術(shù)創(chuàng)傷小、學(xué)習(xí)曲線短等優(yōu)點(diǎn)，在脊柱外科的復(fù)雜手術(shù)中，如脊柱畸形矯正、經(jīng)皮椎弓根螺釘固定手術(shù)、椎板關(guān)節(jié)突螺釘置釘手術(shù)的操作過程中更能體現(xiàn)出脊柱機(jī)器人“精準(zhǔn)”的優(yōu)勢(shì)[6-7]。CBT螺釘技術(shù)也是近年來應(yīng)用比較廣泛的一項(xiàng)技術(shù)，與傳統(tǒng)的椎弓根螺釘置釘技術(shù)相比，置釘方向在矢狀面上由下向上，冠狀面上由內(nèi)向外，依次通過峽部的背側(cè)、椎弓根后內(nèi)側(cè)、椎弓根前外側(cè)以及椎體側(cè)壁的四個(gè)部位的皮質(zhì)骨，皮質(zhì)骨對(duì)螺釘?shù)陌殉至^高，因此CBT螺釘?shù)目拱纬隽涂古まD(zhuǎn)力高于常規(guī)椎弓根螺釘[2，8-10]；同時(shí)CBT螺釘技術(shù)需暴露的軟組織更少，可減少鄰近節(jié)段退變的發(fā)生[11]，更加“微創(chuàng)”[1-2，12-13]。CBT螺釘技術(shù)在骨質(zhì)疏松癥、翻修手術(shù)、鄰椎病、脊柱感染、脊柱畸形、腰椎后路融合等手術(shù)中均得到了廣泛應(yīng)用，并療效顯著[1，14-18]。但CBT螺釘技術(shù)具有一定的學(xué)習(xí)曲線，尤其是患者存在椎弓根解剖變異的情況下或者翻修手術(shù)時(shí)，對(duì)CBT螺釘置入的精準(zhǔn)性要求更高，從而限制了該技術(shù)在脊柱外科中的應(yīng)用。

目前臨床上所應(yīng)用的脊柱機(jī)器人主要的有以色列Mazor公司的Renaissance機(jī)器人、美國Globus Medical公司的Excelsius GPS機(jī)器人、法國Med-tech公司的ROSA Spine機(jī)器人和我國的天璣骨科手術(shù)機(jī)器人[3，6-7]。脊柱機(jī)器人與常規(guī)術(shù)中X線透視和術(shù)中導(dǎo)航相比，優(yōu)勢(shì)主要有手術(shù)安全性和準(zhǔn)確性更高，螺釘尺寸的選擇和術(shù)前計(jì)劃更加精準(zhǔn)，注冊(cè)簡便，縮短了射線暴露的時(shí)間，抗疲勞和重復(fù)性強(qiáng)等[3]。目前脊柱機(jī)器人中Mazor脊柱機(jī)器人的應(yīng)用最為廣泛，其主要應(yīng)用于常規(guī)椎弓根螺釘和CBT螺釘?shù)闹萌耄凑誈enzbein-Robbins分類標(biāo)準(zhǔn)，其置釘準(zhǔn)確率可達(dá)95%～99%。本研究中CBT螺釘置入準(zhǔn)確率為98.28%，與相關(guān)研究結(jié)果一致[3，7]。脊柱機(jī)器人輔助下CBT螺釘置入安全性和有效性的相關(guān)研究較少，AGYEI等[19]報(bào)道了1例腰椎間盤突出癥行Mazor脊柱機(jī)器人輔助下CBT螺釘固定和椎間孔椎間融合治療的病例，指出通過機(jī)器人輔助可提高CBT螺釘置入的準(zhǔn)確性。VER等[20]對(duì)經(jīng)椎間孔腰椎椎間融合(TLIF)、后路正中腰椎椎間融合(MIDLIF)以及Mazor脊柱機(jī)器人輔助下MIDLIF的手術(shù)效果進(jìn)行比較，顯示Mazor脊柱機(jī)器人輔助下MIDLIF具有術(shù)中出血量少、患者住院時(shí)間短、手術(shù)時(shí)間短的優(yōu)勢(shì)。LE等[4]對(duì)常規(guī)CBT螺釘技術(shù)和天璣骨科手術(shù)機(jī)器人輔助下CBT螺釘技術(shù)在脊柱外科手術(shù)中的治療效果進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)天璣骨科手術(shù)機(jī)器人輔助下CBT螺釘技術(shù)能夠減少鄰近節(jié)段關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)損傷的發(fā)生率。BUZA等[3]對(duì)Mazor脊柱機(jī)器人輔助下CBT螺釘技術(shù)的手術(shù)技巧進(jìn)行了總結(jié)，在驗(yàn)證脊柱機(jī)器人輔助CBT螺釘技術(shù)安全性與有效性的同時(shí)，指出該技術(shù)也存在一定的誤差，其中系統(tǒng)誤差的產(chǎn)生與患者體位變動(dòng)、圖像配準(zhǔn)等環(huán)節(jié)有關(guān)；同時(shí)因術(shù)者經(jīng)驗(yàn)的差異及學(xué)習(xí)曲線等問題，術(shù)者在制備釘?shù)肋^程中會(huì)出現(xiàn)釘?shù)澜嵌群臀恢玫钠疲虼酥冕斶^程除脊柱機(jī)器人輔助外，同常規(guī)的椎弓根釘置釘技術(shù)一樣，也需進(jìn)行釘?shù)赖奶讲橐约靶g(shù)中結(jié)合透視結(jié)果對(duì)CBT螺釘置入的準(zhǔn)確性進(jìn)行判斷，以確保CBT螺釘技術(shù)的安全性。

本研究將脊柱機(jī)器人技術(shù)與CBT螺釘技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用，將脊柱機(jī)器人手術(shù)的“精準(zhǔn)”同CBT螺釘技術(shù)的“微創(chuàng)”相融合，25例患者的手術(shù)均取得了良好的效果，術(shù)中平均透視次數(shù)僅需8.85次；手術(shù)置釘過程中均未出現(xiàn)螺釘把持力不足、椎弓根或峽部劈裂情況，同時(shí)也未因置釘操作導(dǎo)致神經(jīng)、硬膜囊、血管等的損傷；術(shù)后影像學(xué)隨訪均沒有出現(xiàn)螺釘松動(dòng)、斷裂、椎間融合器移位、椎間隙高度丟失等不良事件；末次隨訪25例患者JOA腰背痛手術(shù)評(píng)分、腰痛和腿痛VAS評(píng)分均較術(shù)前有明顯差異。本研究經(jīng)驗(yàn)體會(huì)主要有：因CBT螺釘存在一定的外展角度，使用Renaissance機(jī)器人平臺(tái)中的多功能床邊軌平臺(tái)，能滿足較大范圍的置釘角度；因置入CBT螺釘時(shí)棘突遮擋部分系統(tǒng)不納入計(jì)算，所以手術(shù)過程中制備釘?shù)狼靶枰コ糠旨徽趽醪糠帧Ｔ贑BT釘?shù)乐苽溥^程中若系統(tǒng)顯示機(jī)械臂(Arm)部分為紅色標(biāo)注，提示CBT螺釘?shù)尼數(shù)牢捕说姆较蚱驅(qū)?cè)，是正常CBT螺釘?shù)闹冕敺较颉Ｔ卩徸挡』蚱渌闆r需要同時(shí)置入椎弓根螺釘和CBT螺釘時(shí)，椎弓根螺釘?shù)尼數(shù)榔馄虏拍軌驗(yàn)镃BT螺釘預(yù)留足夠的置釘空間，同時(shí)提供最佳的置釘角度。

綜上所述，在脊柱外科手術(shù)中應(yīng)用脊柱機(jī)器人輔助下CBT螺釘技術(shù)安全有效，能夠替代和補(bǔ)充傳統(tǒng)椎弓根螺釘固定技術(shù)。但本研究樣本量較少、隨訪時(shí)間短，尚需要大樣本的長時(shí)間隨訪以驗(yàn)證該技術(shù)的遠(yuǎn)期效果。微創(chuàng)和精準(zhǔn)是脊柱外科手術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，脊柱外科機(jī)器人輔助下CBT螺釘技術(shù)是對(duì)脊柱外科傳統(tǒng)手術(shù)技術(shù)的有效補(bǔ)充，尤其是在脊柱復(fù)雜手術(shù)中具有重要的價(jià)值和巨大的潛能。