天璣骨科機器人輔助椎弓根螺釘內固定術的臨床應用

【摘要】 目的 探究天璣骨科機器人輔助椎弓根螺釘內固定術的臨床效果。方法 選取2022年8月—2023年12月興義市人民醫院收治的60例脊柱骨折或畸形患者作為研究對象，應用隨機數字表法分為對照組和研究組，各30例。對照組采取椎弓根螺釘內固定術治療，研究組應用天璣骨科機器人輔助置釘，比較2組圍術期情況、導針偏差、螺釘準確性及疼痛情況，分析影響機器人置釘準確性的因素。結果 研究組術中出血量為（198.41±20.23）mL，與對照組的（202.59±20.97）mL比較，差異無統計學意義（P＞0.05）；研究組手術時間為（134.58±15.64）min，長于對照組的（115.83±12.93）min，差異有統計學意義（P＜0.05）；研究組住院時間為（8.45±1.62）d，短于對照組的（11.23±2.21）d，差異有統計學意義（P＜0.05）；研究組導針入點、導針止點、軸位角度、矢狀位角度偏差依次為（1.53±0.26）°、（1.50±0.24）°、（2.01±0.29）°、（1.01±0.15）°，小于對照組的（2.24±0.31）°、（2.13±0.33）°、（2.86±0.43）°、（1.54±0.26）°，差異有統計學意義（P＜0.05）；研究組螺釘位置優良率為100.00%（30/30），高于對照組的86.67%（26/30），差異有統計學意義（P＜0.05）；術后1周，研究組視覺模擬疼痛評分（visual analogue scale，VAS）（3.04±0.52）分，低于對照組的（3.67±0.63）分，差異有統計學意義（P＜0.05）；研究組末次隨訪時VAS評分（1.45±0.31）分，與對照組的（1.46±0.29）分比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。經機器人規劃后，導絲植入成功率為93.33%（28/30），導絲位置不良考慮術中釘道規劃、機器人安裝穩定性、圖像配準等因素。結論 天璣骨科機器人輔助椎弓根螺釘內固定術治療脊柱骨折或畸形可提升置釘精準度，減少創傷，加快患者康復，可推薦開展。多種因素可影響機器人置釘準確性，通過解決相關因素，可進一步發揮機器人輔助系統在嚴重畸形、高位頸椎、椎弓根變異等復雜病例中的優勢。

【關鍵詞】 天璣骨科機器人；椎弓根螺釘；內固定術；胸腰椎骨折

文章編號：1672-1721（2024）32-0033-04" " "文獻標志碼：A" " "中國圖書分類號：R687.3

脊柱骨折或畸形是常見的脊柱外科疾病類型，其治療方式包括保守治療與手術治療。手術治療涉及椎弓根螺釘的應用。椎弓根螺釘內固定術能重建脊柱高度與序列，減少患者臥床時間，常用來治療胸腰椎骨折[1]。術式對置釘的準確性提出了較高要求，若螺釘位置不準確，可能引發周圍神經血管損傷、胸腹臟器損傷等多種并發癥。為了保障螺釘位置準確，術中需要進行大量的X射線透視，增加患者的輻射劑量。如何進一步提升治療精準度與安全性成為臨床關注的重點問題[2]。

近年來，隨著智能化技術發展，機器人輔助設施出現，大大提高了手術操作精確度。機器人能更好地執行重復性任務，有效降低操作者疲勞程度，提高椎弓根置釘的準確性與安全性，獲得更理想的手術效果[3]。本研究選取2022年8月—2023年12月興義市人民醫院收治的60例脊柱骨折或畸形患者作為研究對象，就天璣骨科機器人輔助椎弓根螺釘內固定術的實際效果展開探究，報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2022年8月—2023年12月興義市人民醫院收治的60例脊柱骨折或畸形患者作為研究對象，應用隨機數字表法分為對照組和研究組，各30例。對照組中男性19例，女性11例；年齡20～67歲，平均（43.25±5.47）歲；受傷原因，高處墜落13例，車禍10例，重物砸傷4例，其他3例；疾病類型，胸腰椎骨折15例，椎管狹窄8例，腰椎滑脫5例，其他2例。研究組中男性18例，女性12例；年齡21～65歲，平均（43.21±5.54）歲；受傷原因，高處墜落14例，車禍11例，重物砸傷3例，其他2例；疾病類型，胸腰椎骨折16例，椎管狹窄7例，腰椎滑脫6例，其他1例。2組基線資料比較，差異無統計學意義（P＞0.05），有可比性?；颊呒捌浼覍僦獣员狙芯坎⒑炇鹬橥鈺?。

納入標準：骨折時間不超過2周或后天獲得性脊柱畸形；一般狀況良好，可耐受手術治療；無明顯骨質疏松情況；認知和意識正常，可配合完成研究。

排除標準：間質病變引起的脊柱畸形情況；非外傷因素導致的椎體骨折情況；腫瘤、結核等病理因素導致脊柱形態異常；合并嚴重基礎疾病或內科疾病無法耐受手術。

1.2 方法

2組術前均進行影像學檢查，明確骨折性質與分型或脊柱畸形情況，制定完善的手術方案。

對照組采取椎弓根螺釘內固定術治療。患者全身麻醉后，依據患者情況及手術需要選擇體位，常規消毒鋪巾，利用C型臂X射線機定位骨折段，標記椎弓根體。在術區正中做縱行切口，切開皮膚并依次分離皮下組織，顯露手術區域。直視下定位進針點，開口、鉆孔后將椎弓根螺釘擰入進針點。在C型臂X射線機透視下確認進針點是否正確及螺釘長度是否合適，滿意后取合適長度的鈦棒預彎，確保相似于胸腰椎生理曲度，隨后將之置入釘槽并擰緊一端螺帽，撐開復位或矯正畸形后將剩余螺釘螺帽擰緊。透視效果滿意后止血，用質量分數為0.9%的氯化鈉注射液沖洗，放置引流管，逐層縫合切口。

研究組采取天璣骨科機器人輔助椎弓根螺釘內固定術治療，依據手術指南展開操作[4]。對患者進行全身麻醉，協助患者俯臥于手術床上，利用C型臂X射線機采集術區三維影像，將得到的數據資料傳輸至機器人工作站。操作者于工作站對釘道進行手術規劃與設計，按照設計的螺釘位置，利用機械臂將之送至螺釘通道。將定位套筒放在引導器上，于皮膚上做1 cm左右的縱行切口，鈍性分離皮下軟組織，插入套筒，確保與脊柱骨性結構接觸。沿著定位套筒將導針鉆入骨組織，依照規劃置入導針，利用三維掃描圖像確認位置，滿意后將空心椎弓根螺釘置入并安置長度和彎曲度合適的鈦棒，撐開復位或矯正畸形后擰緊螺母，位置滿意后將機器人系統撤離，沖洗切口，逐層縫合。

2組術前術后均做好預防感染、止痛等處理，術后依據患者身體情況做好康復訓練指導。

1.3 觀察指標

（1）圍術期情況。統計2組手術時間、術中出血量及住院時間。（2）導針偏差。利用規劃軟件進行圖像融合處理后在統一坐標系下完成精度計算，包括術中導針規劃位置與實際位置入點和止點的偏差及路徑方向上軸位與矢狀位的偏差。（3）螺釘準確性。分為5個等級，A級、B級、C級、D級、E級分別表現為螺釘位于椎弓根內、椎弓根皮質侵犯不超過2 mm、椎弓根皮質侵犯超過2 mm但不足4 mm、椎弓根皮質侵犯超過4 mm但不足6 mm、椎弓根皮質侵犯不低于6 mm，其中A級、B級代表螺釘位置優良。（4）疼痛程度。分別在術前、術后1周、術后3個月隨訪時應用VAS評估患者疼痛程度，選用兩頭分別標有0、10的游標卡尺，每個數對應不同疼痛程度，數值越高痛感越強烈。（5）分析影響機器人置釘準確性的因素。

1.4 統計學方法

采用SPSS 21.0統計學軟件處理數據，計數資料以百分比表示，行χ2檢驗；計量資料以x±s表示，行t檢驗，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 圍術期情況

2組術中出血量比較，差異無統計學意義（P＞0.05）；與對照組比，研究組手術時間更長、住院時間更短，差異有統計學意義（P＜0.05），見表1。

2.2 導針偏差

研究組導針入點、導針止點、軸位角度、矢狀位角度偏差均小于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05），見表2。

2.3 螺釘準確性

研究組螺釘位置優良率高于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05），見表3。

2.4 疼痛程度

術前及術后3個月，2組VAS評分比較，差異無統計學意義（P＞0.05）；術后1周，研究組VAS評分低于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05），見表4。

2.5 導絲精確性評估及影響因素

經機器人規劃后，導絲植入成功率為93.33%（28/30），導絲位置不良考慮術中釘道規劃、機器人安裝穩定性、圖像配準等因素，見表5。

3 討論

在交通和建筑業快速發展的社會背景下，相關風險事件逐漸增加，脊柱骨折就是其中之一。人體的胸椎與肋骨相連，穩定性較好，腰椎卻較為靈活，兩者在胸腰椎處連接會產生較大的生物學應力。在所有脊柱骨折中，胸腰椎骨折最為常見[5]。經皮椎弓根螺釘內固定術是治療胸腰椎骨折或脊柱畸形的最常用方法，創傷度較低，能減少對神經和肌肉的損傷，有效避免遠期腰背疼痛。該術式還能有效避免對后韌帶與骨骼結構的二次傷害，為后張力帶的重建創造有利條件，有利于改善患者遠期生活質量[6]。椎弓根螺釘內固定術也存在一定局限性。亞洲人的椎弓根平均寬度相對較小，置釘時須小心操作，否則可能穿破皮質，損傷周圍神經。為了提升置釘精準性，需要進行大量X射線透視調整進針點及進針方向，增加輻射暴露風險。近年來，機器人輔助技術迅速發展，本研究使用的天璣骨科機器人是其中的佼佼者[7]。與傳統徒手置釘技術相比，機器人置釘有著更高的準確性。機器人輔助系統能為置釘路線規劃提供指導，即使面對存在解剖畸形或退行性病變明顯的患者，操著者也能依據工作站中的三維圖像來制定置釘路線，選擇合適椎弓釘，進一步提升治療安全性[8]。機器人輔助系統提升了操作精準度，術中減少X射線透視操作，降低了患者承受的輻射量。本次研究結果顯示，研究組導針入點、導針止點、軸位角度、矢狀位角度偏差依次為（1.53±0.26）°、（1.50±0.24）°、（2.01±0.29）°、（1.01±0.15）°，小于對照組的（2.24±0.31）°、（2.13±0.33）°、（2.86±0.43）°、（1.54±0.26）°，差異有統計學意義（P＜0.05）；研究組螺釘位置優良率為100.00%（30/30），高于對照組86.67%（26/30），差異有統計學意義（P＜0.05）。上述結果體現了天璣骨科機器人的輔助價值。

本研究中，研究組手術時間為（134.58±15.64）min，長于對照組的（115.83±12.93）min，差異有統計學意義（P＜0.05），這可能與機器人輔助置釘操作更加煩瑣有關。有學者指出，術者完成一定量的手術后，對機器人操作精確度和熟練度增加，可有效縮短手術時間[9]。研究組住院時間為（8.45±1.62）d，短于對照組的（11.23±2.21）d，差異有統計學意義（P＜0.05）。這可能是由于機器人手術操作精準度更高，對軟組織傷害更小，不會形成明顯的手術腔隙，患者術后能盡早開展功能鍛煉，早日實現身體機能恢復，縮短住院時間[10]。

本研究中，術后1周研究組VAS評分（3.04±0.52）分，低于對照組的（3.67±0.63）分，差異有統計學意義（P＜0.05）。這是由于機器人輔助置釘只需要在機械臂引導下，在骨折節段做較小切口，可有效避免損傷骨折周圍組織，從而降低了早期疼痛感。機器人輔助置釘手術創傷較小，患者術后不必留置引流管，進一步降低患者術后疼痛，有利于患者盡快投入到康復訓練中[11]。

雖然天璣骨科機器人輔助置釘精確性很高，但仍存在導絲及螺釘位置偏差的情況。術前規劃階段，需在匹配的三維圖像上完成對螺釘置入路徑的設定。如果植入參數錯誤，則會導致入釘點位置偏差。即使正確規劃，由于軟組織壓力過大、鉆孔力量不當、術中操作等多種因素，依舊會影響到套筒的具體位置。在安裝機器人時，需要在機械臂末端安裝示蹤器及工具基座。如果安裝不結實，很容易出現松動情況，也會引起誤差。在患者體質量過大情況下，由于椎體距離皮膚距離較深，可能影響到圖像的配準度，導致誤差出現。椎弓根過細、嚴重的脊柱畸形等也會造成相似的結果。天璣骨科機器人輔助置釘對操作者的綜合素養提出了更高的要求，只有經過嚴格訓練并熟悉掌握機器人各項功能后，醫師才能很好地利用該技術，這需要一定的學習曲線。天璣骨科機器人輔助置釘也對操作者開放及微創手術經驗提出了要求，相關經驗會直接影響到機器人手術的效果[12]。在實際操作中，應當注意控制相關影響因素，降低置釘誤差，最大化天璣骨科機器人的臨床應用價值。

綜上所述，天璣骨科機器人輔助椎弓根螺釘內固定術治療脊柱骨折或畸形能提升置釘準確性，減少創傷，加快患者康復，值得推廣。

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（編輯：徐亞麗）