機器人輔助單體位和雙體位斜外側腰椎椎間融合內固定術療效比較

房彥名，袁強，韓曉光，何達，田偉*

(1.北京大學第四臨床醫學院，北京 100035；2.北京積水潭醫院脊柱外科，北京 100035)

1944年，Briggs和Milligan首次開展腰椎椎間融合術治療不穩定、狹窄和畸形等腰椎退行性疾病[1-2]。但由于手術過程中過多的組織損傷常常導致患者術后腰部麻木、疼痛、僵硬難以忍受。隨著微創手術的進步，醫生和患者已不再滿足于創傷過大的后路腰椎椎間融合術。因此，為最大限度地減少手術中肌肉和軟組織的損傷，侵入性較小的斜外側腰椎椎間融合術(oblique lumbar interbody fusion，OLIF)逐步發展并成為治療腰椎退行性疾病的一種重要的手術方法[3-5]。與傳統的脊柱融合技術相比，斜外側入路可以減少背部肌肉韌帶的破壞，維持背部力量。同時還可以放置更大的椎間植入物，有效地恢復節段序列和椎間孔高度[6]。目前，運用OLIF手術治療脊柱疾病的外科醫生數量以每年10%的速度迅速增加。經典的OLIF方法是手術過程中患者側臥位，于腹部側面做一個切口，小心分離軟組織以到達腰椎進行減壓，同時放置骨移植物或合適的墊片進行椎體融合，然后俯臥位進行后路椎弓根螺釘置入用于額外的支撐。整個手術過程中，患者在麻醉情況下進行一次由側臥位向俯臥位的體位變換。變換體位消耗額外的手術時間，同時需要對手術區域重新消毒，這會增加麻醉相關和手術時間延長可能導致的并發癥的費用。為提高手術效率，Blizzard等[7]于2018年報道了CT引導下側臥位單一體位下分步進行脊柱減壓及椎弓根螺釘內固定術。Tanaka[8]提出了一種手術導航引導下同步進行OLIF及經皮椎弓根螺釘置入術式。文獻表明同時置入Cage和螺釘可顯著減少手術時間和輻射暴露[9]。此后，圖像引導下單體位OLIF聯合椎弓根螺釘內固定的研究逐漸完善[10]。隨著骨科機器人的出現和發展，單體位OLIF手術進入新的階段。2020年，Huntsman等[11]報道機器人引導下單體位外側腰椎椎間融合手術效果。自此，外科醫生開始逐步探索機器人輔助下單體位進行OLIF和椎弓根螺釘內固定手術[12-14]。目前，對機器人輔助下單體位進行OLIF和椎弓根螺釘內固定手術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月在北京積水潭醫院接受機器人輔助下行單體位OLIF和椎弓根螺釘內固定的12例患者，同時通過匹配年齡、性別、身體質量指數(body mass index，BMI)和手術節段納入24例變換體位(雙體位)下行機器人輔助下OLIF和椎弓根螺釘內固定患者，通過收集并分析兩組患者的人口學特征、圍手術期指標及螺釘置入參數，比較機器人輔助下OLIF和椎弓根螺釘內固定在單體位手術和雙體位手術中的臨床效果，為進一步研究奠定基礎。

1 資料與方法

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

1.2 一般資料 根據納入和排除標準，本研究共納入2018年7月至2021年9月的36例患者。其中由單一術者行天璣骨科手術機器人系統輔助下單體位OLIF合并椎弓根螺釘內固定手術患者12例。按照1︰2匹配比例年齡、性別、BMI和手術節段，共納入機器人輔助下雙體位OLIF合并椎弓根螺釘內固定患者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；單節段患者33例，雙節段患者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。本研究經醫院倫理委員會批準。

1.3 手術方法 所有手術步驟均由同一位脊柱外科醫師進行。患者取單側臥位，氣管插管麻醉充分后使用C型臂定位手術節段。單體位組消毒鋪單預留后路行螺釘內固定范圍，術前患者體位擺放時患者背部位置應距手術臺邊緣10～15 cm。雙體位組按常規步驟消毒鋪單。外科醫生首先進行了OLIF手術。從腹部外側前投影切出一個平行于髂骨的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]。置入導針，C型臂透視確定椎間盤前1/3，將微創牽開器沿導針插入，連接光源確認無出血。用刀切開纖維環，然后切除相應的椎間盤和韌帶。用牽開器打開椎間隙并插入試驗模型。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。在單體位手術中，在預留的消毒范圍行后路螺釘內固定。首先將機器人導航系統放置在患者外側，將示蹤器通過小皮膚切口固定在髂骨上，助手使用C型臂確定手術節段并獲取圖像信息，術者行腰部小切口，通過機器人操作系統規劃螺釘長度、直徑、角度和軌跡并完成螺釘置入和桿固定，確認螺釘位置無誤后縫合傷口。雙體位手術時，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節段上一節段的棘突上，然后使用C型臂確定操作區域并獲取圖像信息，采用相同的手術方式置入螺釘，透視確認螺釘位置無誤后用生理鹽水沖洗創面，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 觀測指標 本研究統計分析了患者的基本人口統計學特征，即性別、年齡、BMI、手術節段和圍手術期結局即手術時間、術中失血量、輻照次數、術后住院時間和計劃外二次手術。根據手術前后CT結果，我們對上位椎間盤高度、腰椎前凸角、手術節段椎間孔高度、小關節侵犯、螺釘偏離距離(實際軌跡偏離設計軌跡的距離)、螺釘安全等級進行了測量。Gertzbein和Robbins量表[16]用于評估螺釘安全等級，A級：螺釘完全在椎弓根內；B級：螺釘穿過椎弓根皮質的距離<2 mm；C級：螺釘穿過椎弓根皮質的距離≥2 mm且<4 mm；D級：螺釘穿透椎弓根皮質的距離≥4 mm且<6 mm；E級：螺釘穿過椎弓根皮質的距離>6 mm。計算螺釘放置的可接受率：(A級螺釘數量+B級螺釘數量)/螺釘總數×100%。

2 結 果

2.1 圍手術期指標 單體位組輻照次數12(10，14)次，低于雙體位組14(12，14)次，差異具有統計學差異(P=0.038)。36例患者總體手術時間為222.5(180，240) min，術中出血100(75，200) mL，術后住院5(3.5，5.0) d，術中輻照14(12，14)次。兩組手術時間、失血量和術后住院時間比較，差異無統計學意義(P>0.05)。兩組均未出現非計劃的二次手術(見表1)。

d 機器人系統進行圖像采集 e 螺釘置入規劃 f 置入螺釘

表1 人口學數據及圍手術期評價指標

2.2 影像學指標 兩組間術前及術后手術節段上段椎間盤高度、腰椎前凸角、椎間孔高度比較，差異均無統計學意義(P>0.05)。而兩組組內術后手術節段的椎間孔高度較術前均增加(見表2)。

表2 不同體位手術前后影像學資料比較

2.3 螺釘置入效果評價 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，兩組比較差異無統計學意義(P>0.05)。進一步分析單體位組患者著力側(靠近手術臺側)和對應側(遠離手術臺側)螺釘偏移距離，遠離手術臺側螺釘偏差為0.73(0.55，0.91) mm，靠近手術臺側螺釘偏差為0.79(0.66，1.23) mm。雖然著力側螺釘、對應側螺釘和雙體位組螺釘偏移距離比較差異無統計學意義(P>0.05)，但結果顯示患者著力側螺釘的偏差相對較大。螺釘安全等級方面，單體位組A級螺釘47枚，B級螺釘2枚，C級螺釘1枚，螺釘可接受率為98%。雙體位組A級螺釘91枚，B級螺釘6枚，C級螺釘3枚，螺釘可接受率為97%。單體位組3枚螺釘穿透皮質，其中1枚位于椎弓根頭側壁，1枚位于椎弓根外側壁，1枚位于椎弓根內側壁。雙體位組9枚螺釘突破了皮質。其中螺釘椎弓根頭側壁2枚，椎弓根外側壁6枚，椎弓根內壁突破1枚。兩組均未發現小關節侵犯。螺釘置入安全等級和皮質穿透位置的分布差異無統計學意義(P>0.05，見表3)。

表3 螺釘置入效果評估

3 討 論

OLIF聯合椎弓根螺釘置入技術已成為治療腰椎疾病安全有效的手術方法[8，17]。雙體位OLIF合并后路椎弓根螺釘內固定手術中，體位變換有時會增加手術難度甚至發生麻醉事故[11]。隨著骨科機器人技術的發展，椎管減壓聯合經皮螺釘置入可在一個體位實現，為OLIF手術的改進提供了可能。目前機器人輔助下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效率的同時維持安全性仍需探究。

本研究發現單體位組輻照次數低于雙體位組(P<0.05)。兩組手術時間、出血量及術后住院時間比較，差異無統計學意義(P>0.05)。其中，單體位組手術時間為215(195，293) min，雙體位組手術時間為233(180，240) min。Ouchida等[9]報道的單體位OLIF和后路經皮螺釘置入的手術時間為(93.3±19.3) min，雙體位組為(121.0±37.1) min。其手術室占用時間分別為(176.6±36.4) min和(272.4±42.7) min。Hiyama等[10]報告其放置Cage和椎弓根螺釘的時間為(87.9±25.1) min，其研究結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結束的時間作為手術時間所導致。與上述研究導航引導的手術相比，機器人輔助手術需要更多的時間來進行術前圖像掃描和配準。其次本研究是在OLIF手術完成后進行螺釘置入，也會導致時間相對于其他研究的延長。另外，其他幾項關于OLIF手術時間的研究與我們的結果相似[18-19]。本研究結果顯示單體位組和雙體位組的手術時間沒有差異，這可能與患者側臥位時螺釘橫向插入困難和機械臂位置的調整復雜有關。

單體位組和雙體位組手術節段的椎間孔高度在術后均較術前有所增加(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后前凸角無明顯改善的結果不同。而Hiyama等[10]報道單體位OLIF術后腰椎前凸較術前無明顯變化(P<0.05)。這與本研究觀察到的單體位組結果相同。筆者分析其差異可能由于以下原因導致：既往研究報道的OLIF可以顯著改善腰椎前凸角納入患者術前腰椎前凸角多為35°，術后角度在40°左右[18-20]，而本研究中患者術前腰椎前凸角度約為40°，較大的術前腰椎前凸角度可能會導致術后改善不明顯。此外，筆者比較發現單體位組患者著力側(靠近手術臺側)和對應側(遠離手術臺側)螺釘偏移距離，與雙體位組螺釘偏移距離差異無統計學意義(P>0.05)，螺釘可接受率也保持在較高水平(兩組分別為98%，97%)，和既往研究報道的單體位組0.8%～2.0%，雙體位組4%皮質突破率吻合[7，9-10]。這意味機器人輔助OLIF單體位手術與雙體位手術具有同等的安全性和準確性。

本研究還有很多需要改進的地方。本研究樣本量較小，需要前瞻性招募更多患者。同時需要細化手術過程中各部分操作對應的時間，以明確哪一步影響手術效率。我們將努力收集由同一術者執行的機器人輔助OLIF合并螺釘置入病例數據，為未來提高工作效率構建基礎。

機器人輔助OLIF單體位手術與變換體位手術具有同等的安全性和準確性。單體位手術可以減少手術輻照次數，提高椎間孔高度，但無法減少手術時間和失血量。