TiRobot手術機器人輔助經皮無頭加壓螺釘內固定治療腕舟骨骨折

高廣輝，尹成國，胡亮，姚保兵，王大釗，王業本

（濟南市第三人民醫院 手及上肢外科，山東 濟南 250132）

舟骨骨折在腕部骨折中最常見，占腕部骨折的60%以上[1-2]。由于特殊的解剖結構及血供特點，骨折延遲愈合、骨不愈合及缺血性壞死等是腕舟骨骨折預后常見并發癥。傳統觀點認為移位＜1.0 mm的舟骨骨折可采取拇指人字管型石膏外固定保守治療。但長期制動會導致腕關節功能康復時間長，甚至關節僵硬等并發癥。隨著患者對臨床療效與早日恢復工作或運動的要求不斷提高，微創手術治療腕舟骨骨折越來越多[3-4]。為避免傳統經皮內固定術中反復透視定位、多次調整導針位置等缺點，我科2017年1月-2020年1月采用TiRobot手術機器人輔助經皮無頭加壓螺釘內固定治療新鮮腕舟骨腰部骨折10例，取得了非常滿意的臨床效果，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

本組10例，男8例，女2例；年齡17～50歲，平均34.6歲。致傷原因：摔傷7例，交通事故傷3例。受傷至手術時間：3～15 d。根據Herbert分型：A 2型3例，B1型4例，B2型3例，骨折移位均＜1.0mm。

1.2 相關器械及設備

⑴自制腕部背伸固定支具：將手術用無菌單包裹一塊40.0 cm×20.0 cm×10.0 cm無菌木塊，將另一塊無菌單卷成寬約20.0 cm、直徑約8.0 cm的圓柱體，應用繃帶及刀口無菌薄膜將其固定于木塊上方；⑵TiRobot手術機器人系統（北京天智航醫療科技股份有限公司)；⑶C臂機（德國西門子公司）；⑷全螺紋無頭加壓螺釘（山東威高公司）。

1.3 手術方法

患者取平臥位，臂叢神經阻滯麻醉，術區消毒鋪巾后患肢外展于手術桌。前臂旋前后位繃帶固定，腕關節位于柱狀無菌單上方，以刀口無菌貼膜固定于背伸位，手部用無菌單墊高，調整腕關節背伸角度，透視證實腕舟骨解剖復位或移位＜1.0 mm。將示蹤器安裝于腕尺側支具上，調試機器，機身位置鎖定。C臂機透視腕關節正側位，將獲取圖像數據傳送至機器人系統工作站，進行路徑規劃。術者規劃出擬置入螺釘的最佳入釘點和角度，測量長度。路徑規劃完成后，機器人機械臂自動運行至規劃位置，于進釘點做0.5 cm的小切口，應用電鉆經套筒置入1.0 mm導針1枚，注意緩慢進針避免針尖滑動，當導針鉆至舟骨近側皮質骨時有明顯阻擋感，C臂機透視確認導針位于舟骨中央軸，針尖位于軟骨下骨，測量長度。應用電鉆打入第2枚1.0 mm導針以避免擰螺釘時骨折斷端旋轉移位，兩枚導針平行并相距＞5.0 mm。應用空心鉆沿第1枚導針擴髓后，擰入短于規劃長度2.0 mm的舟骨加壓空心螺釘。透視腕關節正側位及舟骨位，確認骨折對位良好，螺釘長度及位置滿意，縫合切口，敷料包扎，短臂石膏外固定。

術前半小時預防性應用抗生素1次，術后第2天換藥并更換高分子材料腕關節支具，術后2周拆線。術后第2天肩肘關節及手指開始主動活動，術后第6周拍X線片證實骨折線模糊后拆除支具開始腕關節屈伸功能康復訓練。

1.4 評價指標

⑴術中記錄切口長度、導針調整次數、螺釘位置及長度、手術時間、X線透視時長；⑵根據術后影像學表現，骨小梁是否通過骨折線判斷骨折愈合時間；⑶Mayo腕關節功能評分；⑷術后并發癥：切口感染、腕關節疼痛、關節僵硬、骨折不愈合。

2 結果

本組病例的切口長度為（6.30±1.16）mm；主導針調整次數為（1.50±0.53）次；螺釘均位于舟骨中央位置，螺釘長度為（24.10±1.37）mm，螺釘與軸線角度為（7.10±4.09）°；手術時間為（58.80±10.32）min；X 線曝光時間為（17.24±1.50）s；骨折愈合時間為（10.40±2.80）周；術后12周腕關節活動度均達到正常范圍，Mayo評分為（93.50±4.74）分。所有患者切口無感染，末次隨訪時患者均無腕關節疼痛，骨折均愈合，未見創傷性關節炎、腕關節僵硬等相關并發癥。

典型病例：患者男，17歲，摔傷導致右腕舟骨腰部骨折A 2型。臂叢神經阻滯麻醉下行機器人輔助經皮無頭加壓螺釘內固定術，術后腕關節功能恢復良好（圖1-10）。

圖1，2 術前腕舟骨正側位X線片

圖3,4 示蹤器安裝于支具上，調試機器及支具，確定骨折對位滿意

圖5,6 規劃擬置入螺釘最佳釘點和角度

圖7,8 置入螺釘透視腕關節正側位片示骨折對位及螺釘位置良好

圖9,10 術后復查X線片示骨折對位及螺釘固定良好

3 討論

腕舟骨腰部新鮮骨折的治療存在一定的爭議，有學者將石膏固定與手術進行對比研究，發現腕舟骨腰部骨折的預后，手術治療明顯優于保守治療[5-6]。國內文獻報道，腕舟骨骨折因其特殊結構，保守治療舟骨骨折骨不愈合發生率高達5%～25%[6]。對于無移位或輕度移位的腕舟骨骨折，石膏固定可以取得較為滿意臨床效果，但長時間石膏固定易導致關節僵硬；如果治療方式不當，部分移位的舟骨骨折可能發生延遲愈合甚至骨折不愈合，導致創傷性關節炎、腕關節不穩，以及嚴重的關節功能障礙[5]。加壓螺釘內固定術是目前公認的手術方式，切開顯露骨折斷端復位固定會進一步破壞舟狀骨血供，影響骨折愈合，且術后刀口瘢痕影響美觀[7]。因此，閉合復位經皮無頭加壓螺釘治療無移位或輕度移位新鮮舟骨腰部骨折得到臨床推廣[7]。由于舟骨形態不規則，閉合穿針時需要反復透視和多次穿針才能達到理想的固定效果，不僅增加術中放射劑量且易破壞舟骨血運。

第三代TiRobot骨科手術機器人系統由機器人臂、手術規劃工作站和光學跟蹤系統組成。其工作原理為光學跟蹤系統可以通過機器臂上及腕關節支具的示蹤器確定機器人臂和術區的相對空間位置。因此，伴隨著該機器人系統的出現，既微創又精準的置釘得以實現。國內文獻報道[8-9]，第三代TiRobot骨科手術機器人輔助下手術已經在骨盆骨折中廣泛應用，并且取得了良好的臨床效果。由于機器人導航系統置釘時要求肢體固定穩妥，不能產生任何微動，否則置釘時會偏離規劃路徑，而且腕關節由多個關節組成，活動度相對較大，如果不能有效固定腕關節，示蹤器的細微移動都會給手術操作帶來較大誤差。且計算機導航系統要求在手術部位附近放置示蹤器，如果將示蹤器固定于尺橈骨上會給患者增加額外的創傷。因此如何有效穩妥地固定腕關節正確體位以及有效固定示蹤器，是臨床急需解決的一項關鍵環節，也是導航機器人沒有在手外科廣泛開展的一個重要原因。隨著專用腕部支具的制作及開發，近幾年來機器人輔助下舟骨骨折手術逐步開展。郭陽等[4]報道應用滅菌的三維打印模板安置于患肢腕部，為有效防止術中患肢移動，應用兩根斯氏針將模具固定于硬塑料背板上，一側斯氏針針尾固定示蹤器，手術順利完成，術后隨訪取得了良好的臨床效果。季亮等[10]應用熱塑性聚氨酯顆粒溶解成透熔流體，通過塑形使之成為能夠固定腕關節于最大背伸位的三角形實體支架，完成后送供應室低溫消毒，術中將腕關節固定于支架上，臨床效果良好。本研究中自行制作的簡易腕關節固定支具，應用過程中可以有效穩妥地固定腕部，而且示蹤器可以固定于支具上。應用手術用無菌單包裹一40.0 cm×20.0 cm×10.0 cm無菌木塊，將一塊無菌單卷成寬約20.0 cm、直徑約8.0 cm的圓柱狀，應用繃帶及刀口無菌薄膜將其固定于木塊上方；手術時，將自行設計的支具置于鋪好無菌單的手術桌面上，利用無菌繃帶及刀口無菌薄膜將腕背伸、尺偏位固定于支具上，手掌朝向上方。首先C臂機透視腕關節正側位，確定舟骨解剖復位或移位＜1.0 mm，或移位＞1.0 mm，需要調整腕關節背伸角度以糾正骨折端移位。透視滿意后，利用無菌紗布填充腕及手下方的間隙，以確保術中腕部固定穩妥，不會隨著鉆頭的置入而改變體位，導致不能按照規劃路徑置釘。

TiRobot手術機器人系統由機械臂主機、光學跟蹤系統、主控臺車構成；光學跟蹤系統不僅透視明確骨折對位、內固定位置，還實時監控每一個手術環節；機械臂運動靈活、操作穩定，精度達到亞毫米；主控電腦系統如同機器人的大腦，智能傳達著術者的設計方案，進行“路徑規劃”，而且機器人手臂位置可以進行一定的自動補償，確保規劃路徑與手術路徑保持一致。手術注意事項：⑴腕關節支具的設計以及腕部有效固定，為避免大多角骨遮擋位于舟骨結節的進針點，腕關節要固定于背伸45°位左右，盡量尺偏位，并且透視確定骨折對位滿意；⑵示蹤器安裝于腕部尺側避免影響機械臂運動軌跡；⑶路徑規劃；⑷為防止置釘時骨折斷端旋轉，置釘前再鉆入一枚直徑0.8 mm克氏針固定斷端；⑸規劃路徑盡量與舟骨長軸重合，螺釘的長度應為測量值再減去2.0 mm，螺釘尖部盡量達到軟骨下骨，釘尾埋入軟骨下。

TiRobot手術機器人輔助下經皮空心加壓螺釘治療新鮮腕舟骨腰部骨折，可以達到精準、微創，避免對骨折端血運的進一步破壞，同時對術者和患者放射性損害均明顯減小；而且術后可以早期進行腕部功能康復訓練，明顯降低了傳統手術并發癥的發生幾率，臨床效果滿意。為進一步證實該方法的優越性，下一步我們將開展前瞻性對照研究。