骨科手術機器人在骨盆骨折手術中的應用

摘 要 目的：分析骨科手術機器人在骨盆骨折手術治療中的應用價值。方法：回顧性分析2021年2月—2022年11月收治的82例骨盆骨折患者的臨床資料，將其分為研究組（41例）和對照組（41例）。兩組患者均接受手術治療，研究組患者行天璣?骨科手術機器人輔助下內固定術，對照組患者則行C型臂X射線機輔助下內固定術。記錄兩組患者手術時間、術中出血量、螺釘置入透視時間、住院時間、術后1周疼痛評分、術后6個月Majeed骨盆評分、骨盆功能優良率及并發癥情況。結果：兩組患者的平均住院時間比較，差異無統計學意義（Pgt;0.05），與對照組相比，研究組患者的螺釘置入平均透視時間和平均手術時間更短、平均術中出血量更少（Plt;0.05）；比較兩組患者的平均骨折愈合時間、術后6個月平均Majeed骨盆評分、術后6個月功能優良率、術后6個月骨折復位Matta評分優良率，差異無統計學意義（Pgt;0.05）；研究組患者術后1周平均VAS評分低于對照組（Plt;0.05）；研究組患者并發癥發生率低于對照組（Plt;0.05）。結論：骨科手術機器人輔助手術在骨盆骨折患者中可有效縮短手術操作時間，減少術中出血量，改善術后疼痛程度，降低并發癥發生率。

關鍵詞 骨科手術機器人；內固定術；骨盆骨折

中圖分類號 R608 R687.3 文獻標識碼 A 文章編號 2096-7721（2024）05-0771-06

Application of orthopaedic surgical robot in pelvic fracture

LI Ming， LI Qiang， DUAN Fangfang

（No.1 Department of Orthopedics， Suzhou First People’s Hospital， Suzhou 234000， China）

Abstract Objective： To analyze the application value of TiRobot? orthopedic robotic system in the treatment of pelvic fracture. Methods： Clinical data of 82 patients with pelvic fracture who were treated in Suzhou First People’s Hospital from February 2021 to November 2022 were retrospectively analyzed. They were divided into the study group （n=41） and the control group （n=41）. Patients in the study group underwent internal fixation assisted by TiRobot? orthopedic robotic system， while patients in the control group underwent internal fixation with the assistance of C-arm X-ray machine. Operative time， intraoperative blood loss， screw fluoroscopy time， length of hospital stay， pain score 1 week after surgery， Majeed score 6 months after surgery， good-to-excellent rate of pelvic function and complications of patients in the two groups were recorded for comparison. Results： There was no significant difference in the average length of hospital stay between the two groups （Pgt;0.05）. Compared with the control group， the average fluoroscopy time and operative time in the study group were shorter and the average intraoperative blood loss was less （Plt;0.05）. No significant difference in the mean fracture healing time， the mean Majeed score half a year after surgery， the superior and good rate of pelvic function half a year after surgery， and the Matta score for good-to-excellent rate of fracture reduction half a year after surgery was found between the two groups （Pgt;0.05）. The average VAS score of the study group was lower than that of the control group one week after surgery （Plt;0.05）. The complication rate of the study group was lower than that of the control group （Plt;0.05）.

Conclusion： Application of TiRobot? orthopedic robotic system in the treatment of pelvic fracture can effectively shorten the operative time， reduce the amount of intraoperative blood loss， alleviate postoperative pain and lower the incidence rate of complications.

Key words Orthopedic Surgical Robot; Internal Fixation; Pelvic Fracture

骨盆骨折通常由高能量損傷所致，發生率約為3%，以骨盆區域劇烈疼痛、腫脹、淤血以及步行困難為主要癥狀[1-3]。由于患者常伴有多臟器損傷，加之骨盆區域的血運較為豐富，促使部分患者在骨折時易出現失血性休克[4-5]。而在治療過程中通常需要先行急診處理并穩定生命體征后，再擇期選擇手術治療。在骨盆骨折中，后環不穩定損傷約占盆骨骨折的20%～30%，既往常采用切開復位內固定術恢復患者盆骨功能，降低致殘風險[6-7]。但該術式的切口較大，且術中軟組織剝離較多，易增加術中出血量和術后并發癥風險，故而存在局限性。近年來，隨著微創外科理念和微創術式的不斷發展，經皮骶髂螺釘內固定術在各種骨折疾病中也得以廣泛應用[8-9]。特別是在手術機器人的輔助作用下，促使骨科醫生的螺釘置入精準度和置釘能力得到了極大提升，同時手術機器人對優化臨床療效和提高手術安全性方面也具有重要作用[10-11]。本研究通過分析采用手術機器人和C型臂X射線機輔助下行手術治療患者的相關資料，對比上述兩種手術方法的應用效果，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 回顧性分析2021年2月—2022年

11月于宿州市第一人民醫院骨一科收治的82例骨盆骨折患者的臨床資料，將其分為研究組（行天璣?骨科手術機器人輔助下內固定術，41例）和對照組（行C型臂X射線機輔助下內固定術，41例）。兩組患者臨床資料比較，差異無統計學意義（Pgt;0.05），見表1。納入標準：①因外傷致骨盆骨折，通過體征診斷為新鮮骨折者；②按照損傷控制骨科標準進行預處理后行內固術治療者；③符合手術指征，麻醉耐受者；④臨床資料齊全，且完成隨訪者。排除標準：①伴有失血性休克或嚴重多發傷者；②既往存在髖關節或骨盆損傷者；③術區感染，無法進行手術者；④非創傷性骨盆骨折。本研究已通過醫院倫理會批準同意。

1.2 方法

1.2.1 術前處理 入院后先予以患者補液，抗休克，并處理相關合并傷，待生命征穩定后再行X線、骨盆CT掃描等影像學檢查。對患肢進行骨牽引處理，待生命體征穩定后5～14 d行手術治療。開腹手術：使用鋼板、螺釘或其他固定物來穩定骨折部位，確保骨骼的正確對位和愈合。

1.2.2 對照組 行C型臂X射線機輔助下內固定術。對照組使用常規C型臂X射線機透視輔助下經皮骶髂拉力螺釘內固定進行手術。術前進行必要檢查，包括三維CT重建患者骨折部位形態，了解骨折類型、骨折移位情況以及螺釘內固定治療指征，初步確定相關治療參數（如圖1）。術前進行常規準備，并針對垂直不穩定的患者進行下肢牽引以糾正骨折部位。術中進行氣管插管確保通氣通暢，隨后將患者置于仰臥位行全身麻醉，對復位不滿意的患者麻醉后進行閉合復位，并借助Starr架順利完成閉合復位。術中使用常規C型臂X射線機透視導針進行引導，確保準確的操作位置，使用電鉆建立通道，選擇經皮骶髂拉力螺釘進行內固定，然后使用徒手置釘的方法進行置釘操作。

1.2.3 研究組 行天璣骨科手術機器人輔助下內固定術。術前準備同對照組。①圖像采集：將手術機器人轉移到手術床旁，然后在足端無菌區外放置光學跟蹤相機和髂前上棘處放置示蹤器。三維C型臂放置在術者對側，并在C型臂透視的中央位置放置定位標尺。圖像采集時需確保入口和出口位的5個定點都清晰可見，術中三維透視影像將被上傳至工作站，并進行配準計算。

②路徑規劃：使用工作站選擇相應符合的注冊圖像，根據骨性標志結構和典型標識點規劃螺釘大小、長度、進針位置以及進針角度，另需要注意入針點是否處于骨質斜坡上，以避免精度偏差并預留1～2 mm的糾正空間（如圖2A）。③手術機器人置釘：通過啟動按鈕運行機械臂，通過電腦操作界面點擊“運動”，由預設的軟件程序控制機械臂按照預定路徑移動。然后在患者身體相應位置放置導針套管，并在入針點處做2 cm切口，使用鈍器將皮下組織和肌肉分離，另將套筒尖端抵在入針點的骨皮質上（如圖2B）。實時校準導針位置并進行位置偏差補償，在持續微調和透視監測下套筒沿骨性通道插入導針，長度以骶骨中線為宜。隨后再次確認導針位置后，將空心螺釘沿著導針擰入切口，待螺釘位置確認后，緩慢撤出導針并進行常規清潔與縫合包扎。

1.2.4 術后處理 所有患者術后回院通過Ｘ線片及CT進行骨盆復查，并保留相關影像學資料（如圖3）。術后予以鎮痛、防感染、防血栓形成等干預措施，并根據患者個體情況進行康復訓練。

1.3 觀察指標 記錄所有患者手術時間（復位結束至完成縫皮時間）、術中出血量、螺釘置入透視時間（手術開始到結束手術的累計時間，若患者需置入2枚或以上螺釘，則以平均值為準）、住院時間；于患者術后1周采用視覺模擬評分法（Visual Analogue Scale，VAS）評估患者疼痛程度，總分范圍0～10分，分數越高則提示疼痛更嚴重；術后6個月采用Majeed骨盆評分評估患者恢復情況，總分0～100分，分數越高則提示恢復情況越好；術后6個月根據患者Ｘ線片及CT等復查資料評估骨盆功能優良率；記錄患者感染、神經損傷、螺釘松動、血管損傷等并發癥發生情況。

1.4 統計學方法 所有數據采用SPSS 25.0軟件進行統計學分析。采用Kolmogorov-Smirnov法進行正態性檢驗，符合正態分布的計量資料以均數±標準差（x±s）表示，組間比較采用兩獨立樣本t檢驗；組間比較采用非參數秩和檢驗。計數資料以例數（百分比）[n（%）]表示，組間比較采用 χ2檢驗，以Plt;0.05表示差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 手術相關指標 兩組患者均順利完成手術。兩組患者的平均住院時間比較，差異無統計學意義（Pgt;0.05），與對照組相比，研究組的螺釘置入平均透視時間和平均手術時間更短、平均術中出血量更少，差異具有統計學意義（Plt;0.05），見表2。

2.2 術后相關指標 兩組患者的平均骨折愈合時間、術后6個月平均Majeed骨盆評分、術后6個月功能優良率、術后6個月骨折復位Matta評分優良率比較，差異無統計學意義（Pgt;0.05），研究組患者術后1周平均VAS評分低于對照組，差異具有統計學意義（Plt;0.05），見表3。

2.3 術后并發癥發生率 研究組有1例患者發生了感染，并發癥發生率為2.44%（1/41）。對照組有3例患者發生了感染，1例患者發生了神經損傷，1例患者發生了螺釘松動，1例患者發生了血管損傷，并發癥發生率為14.63%（6/41）。研究組患者并發癥發生率低于對照組，差異具有統計學意義（Plt;0.05）。

3 討論

骨盆的解剖結構較為復雜，且富含血管和神經，而骨盆后環是骨盆的重要組成部分，位于骨盆后部，同時在骨盆中發揮了支撐、保護和穩定等作用[12-13]。傳統的切開復位內固定術雖然能夠實現骨折復位和骨折固定，但手術創傷大，易損傷骨盆鄰近部位的血管和神經，不利于術后康復。近年來，在交通事故、高空墜落等事件的影響下，導致骨盆骨折患病率不斷升高，促使經皮骶髂螺釘內固定逐漸成為骨盆不穩定或骨盆骨折等患者的主流術式[14-15]。相較于傳統的切開復位內固定術，該術式具有創傷小，術后恢復期短等優勢，加之術中無需大面積剝離軟組織，因而術后疼痛小，創面感染風險較低，有助于縮短患者骨折愈合時間，提高治療效果[16-18]。

骨盆后環的解剖結構復雜且不規則，加上軟組織擠壓、骨質損傷、引導針套管位移、患者體型等因素影響，使得螺釘置入操作較為困難，術中難以準確判斷螺釘位置和螺釘置入方向，因而需要反復鉆孔定位。然而，反復鉆孔定位不僅會增加組織損傷程度，延長手術時間，還會破壞周圍骨質[19-20]。因而在骶髂螺釘內固定手術過程中，如何提高螺釘置入的精準度，減少置釘錯位和螺釘移位就顯得尤為重要。

既往臨床中，骨盆骨折患者常接受傳統的二維C型臂引導技術輔助骶髂螺釘內固定術，手術過程中需要持續調整二維C型臂擺放位置，并通過多平面攝像觀察導航工具位置，但這種操作既復雜又缺乏立體感的圖像，導致醫生在手術過程中難以實時動態監測螺釘置入部位。近年來，醫用機器人在外科手術中的應用逐漸受到廣泛關注[21]。在骨盆骨折微創手術中，相較于二維影像技術，三維C型臂輔助技術能夠提供軸向圖像，且不受骨骼結構疊加、體位變化以及異常解剖結構等因素影響，且成像質量更高。同時三維C型臂輔助技術還可為術者提供骨折線的形狀、方向和程度，骨折片段位置，骨折解剖關系等更為豐富的影像學信息，有助于術者設計更為適合的置釘點和置釘通道。此外，通過操作手術機器人的機械臂還可實現螺釘的自動精確定位，引導術者順利完成螺釘置入手術，縮短手術時間，提高手術安全性。既往相關研究在骨盆骨折患者術中予以天璣?骨科手術機器人輔助治療[14]發現，90例骨盆骨折患者術中出血量為5～200 mL，術中未出現血管神經損傷，所有患者的術后切口均為Ⅰ期愈合，由此說明天璣骨科手術機器人輔助治療具有較好的應用效果。另有研究通過比較采用手術機器人輔助置釘和傳統透視下徒手置釘方式在骨盆骨折患者中的臨床療效[16]發現，實驗組患者采用手術機器人輔助置釘的精準度更高，螺釘透視時間和導針調整次數也相對更少。本研究結果發現，研究組患者術中平均出血量少于對照組，平均手術時間、螺釘置入平均透視時間均短于對照組，且VAS評分低于對照組，結果與既往相關報道[19]具有一致性。分析原因可能為手術機器人輔助治療提高了術者術中的置釘準確性，繼而減少了損傷風險和術中出血量，縮短了手術時間，降低了疼痛程度。此外，本研究結果顯示，研究組患者術后并發癥發生率明顯低于對照組，與既往報道相符[22]。分析原因可能為手術機器人輔助治療克服了二維C型臂引導技術輔助下徒手置釘難度大的問題，同時手術機器人輔助治療亦按照手術規劃調整路徑，繼而確保螺釘置入在更為適合的骨性通道，從而使術者在術中的操作更加精準且穩定，有效減少了術后并發癥發生率。

綜上所述，天璣?骨科手術機器人在骨盆骨折患者中可有效縮短手術操作時間，減少術中出血量，改善術后疼痛程度，降低并發癥發生率，具有較好的應用前景。

利益沖突聲明：本文不存在任何利益沖突。

作者貢獻聲明：李明負責擬定寫作思路，設計論文框架，數據收集，論文修改；李強負責擬定寫作思路，指導撰寫文章并最后定稿；段方方負責統計學分析，繪制圖表；李明、李強、段方方均負責實驗操作，研究過程的實施。

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編輯：趙敏