引用本文： 曹晶, 夏京花, 趙丹, 王超, 王軍強, 彭貴凌, 賈云洋, 魯雪梅. 基于傾向評分匹配的骨科機器人輔助治療跟骨骨折的安全性及費用分析. 華西醫學, 2022, 37(10): 1476-1480. doi: 10.7507/1002-0179.202207155 復制
跟骨骨折是最常見的跗骨骨折，占跗骨骨折的 65%，占所有骨折的 1%～2%[1-2]。跟骨骨折通常由高能量縱向暴力所致，如高處墜落或車禍傷，多發生于中青年男性人群，占 80%～90%[3-5]。跟骨骨折后若治療不及時或治療不當，可導致足部嚴重功能障礙，致殘率較高[6]。研究顯示，60%～85%的跟骨骨折為移位的關節內骨折，手術是常用治療方式，臨床上多采用傳統的切開復位內固定術，創傷較大且切口并發癥風險高[7]。近年來，骨科手術機器人輔助對手術精準化、微創化起到極大推動作用。有學者應用骨科機器人輔助治療脊柱、股骨頸、骨盆及髖臼骨折，在減少并發癥、縮短手術時長、精準定位、減少 X 線輻射方面優勢顯著，療效滿意[8-11]。目前，國內外有關骨科機器人輔助治療跟骨骨折的報道多為病例報道，病例數有限且易受混雜因素影響，證據強度不足，且多集中于探討臨床效果，而關于安全性及經濟負擔的分析報道較少。因此，本研究基于傾向評分匹配探討了骨科手術機器人輔助和傳統手術治療跟骨骨折的安全性和費用。
1 資料與方法
1.1 研究對象
回顧性收集 2021 年 1 月－2022 年 7 月北京積水潭醫院收治的跟骨骨折患者的病歷資料。研究對象納入標準（全部滿足）：① 閉合性跟骨骨折患者；② 年齡≥18 歲；③ 行手術治療。排除標準（滿足任意一條）：① 病理性跟骨骨折；② 合并周圍血管病變及皮膚感染等疾病；③ 合并其他部位骨折且行手術治療者；④ 合并嚴重骨質疏松癥者；⑤ 合并惡性腫瘤、嚴重心血管疾病者；⑥ 隨訪資料不完整者。本研究方案經北京積水潭醫院倫理委員會審查通過（倫理批號：201911-05）。
1.2 術前處理
患者入院后觀察患肢的腫脹程度、血液循環情況，注意觀察足趾末梢皮膚的顏色、溫度、足背動脈搏動情況，足趾的屈伸活動、感覺情況。使用氣墊抬高患肢，高于心臟 20～30 cm，同時輔以柔軟襯墊，保證患者的舒適性。對患者的腫脹及疼痛給予對癥治療。
1.3 手術方法
1.3.1 跟骨骨折切開復位內固定
采用跟骨外側切口入路，于外踝尖部至跖骨基底方向作 L 型切口，長 8～12 cm，逐層切開皮膚、皮下組織、筋膜，暴露跟骨，直視距下關節、跟骨外側壁。于跟骨結節處置入斯氏針，應用撬撥、牽引等方法復位骨折及移位，克氏針臨時固定，C 臂 X 線機透視滿意后應用跟骨鋼板螺絲釘固定。縫合切口并加壓包扎，必要時留置引流管。
1.3.2 骨科機器人輔助下跟骨骨折閉合復位內固定
術中固定架固定患側小腿，使用三維 C 臂 X 線機透視下復位骨折端，將數據傳輸至機器人系統，規劃螺釘位置及長度，機械臂按照規劃自動運行至置釘位置，按規劃路徑螺釘入釘點切開皮膚，鈍性分離至骨質，置入空心螺釘，C 臂 X 線機透視確認無誤，縫合小切口。
1.4 術后護理
兩組患者術后根據情況使用抗生素 24～48 h，協助患者抬高患肢至高于心臟 20～30 cm，觀察患肢腫脹程度、血液循環、感覺、活動情況，關注患肢的血液供應情況及神經功能狀態，同時給予常規階梯式疼痛管理方案，實施個體化鎮痛措施。指導患者術后當日即可進行膝關節及足趾屈曲活動，術后第 1 天開始踝關節屈伸功能鍛煉，以促進血液循環，消除腫脹，促進骨折愈合。
1.5 觀察指標
觀察兩組患者手術時長、術中出血量、住院時長及住院總費用、護理費用等指標，并采用視覺模擬評分法[12]評估兩組患者術后疼痛程度。
1.6 傾向評分匹配
本研究為回顧性研究，不同手術組之間存在性別、年齡等混雜因素。因此，采用傾向評分匹配方法的最近鄰匹配法按照 1∶4 匹配后進一步分析，匹配的資料變量為年齡、性別、診斷及合并癥，匹配過程通過 R 語言（4.1.3 版本）的 Matchit 程序包實現。
1.7 統計學方法
所有數據用 SAS 9.4 統計軟件進行分析。符合正態分布的計量資料以均數±標準差描述，組間比較用 t 檢驗（方差不齊時用 t’檢驗），不符合正態分布的計量資料以中位數（下四分位數，上四分位數）描述，組間比較用 Mann-Whitney U 檢驗。計數資料以例數（百分比）描述，組間比較用χ2 檢驗或 Fisher 確切概率法。雙側檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 兩組患者基線情況比較
本研究共計納入 253 例患者，根據手術方式不同分為骨科機器人組（11 例）和傳統手術組（242 例）。傾向評分匹配前，兩組患者的年齡、性別、診斷及合并癥差異無統計學意義（P>0.05）。傾向評分匹配后，骨科機器人組 11 例患者，傳統手術組 44 例患者，兩組患者的年齡、性別、診斷及合并癥差異無統計學意義（P>0.05）。見表1。
表1
兩組患者基線情況比較
2.2 兩組患者安全性結果比較
兩組患者身高、體重、體質量指數、手術時長、術后疼痛平均分、術后疼痛最高分差異無統計學意義（P>0.05）。骨科機器人組術中出血量、住院總時長、術后住院時長比傳統手術組少（P<0.05）。見表2。骨科機器人組 11 例患者均未發生切口愈合相關并發癥，傳統手術組有 1 例患者術后切口近端愈合欠佳，持續換藥治療，切口殘留竇道，少量滲出，于 5 個月后入院行內固定取出、擴創、皮瓣轉移手術治療，之后跟骨骨折及傷口愈合良好。
表2
兩組患者安全性結果比較
2.3 兩組患者費用比較
兩組患者住院總費用、康復費用、檢查和檢驗費用差異無統計學意義（P>0.05）。骨科機器人組手術費用、病房總費用、病房耗材費用、病房用藥費用、病房診療費用、護理費用、術后總費用、術后護理費用比傳統手術組低（P<0.05）。見表3。
表3
兩組患者費用比較
3 討論
3.1 骨科機器人輔助治療跟骨骨折具有較好的安全性
跟骨骨折后常伴有嚴重的組織腫脹，若在未消腫的情況下行手術治療，置入鋼板螺釘等內固定物后皮膚張力增大，同時由于手術對皮瓣下方血管網的破壞，術后皮膚壞死率較高[13]。傳統切開復位內固定術通常采用外側 L 形切口入路行復位內固定，但軟組織的廣泛剝離可能導致切口感染、皮緣壞死和腓腸神經損傷等并發癥[14-15]。因此，為了減少切口愈合相關并發癥，傳統手術通常需要組織腫脹消退、皮膚皺褶形成后進行，一般為傷后 7～14 d[16-17]，且術后患者需較長時間的愈合及康復過程，上述眾多因素導致患者住院時長增加，周轉效率降低。
本研究顯示，骨科機器人輔助治療跟骨骨折可有效減少術中出血量，縮短住院時長，具有較好的安全性，這與既往的研究結果[18-19]一致。骨科機器人通過獲取患者手術部位影像數據，協助手術醫師準確規劃螺釘置入位置、軌跡和長度，與傳統手術相比，具有定位精準、微創的優勢。手術切口較小，減少了對軟組織的破壞，從而有效降低術中出血量，且無需等待患者腫脹消退形成皮膚褶皺即可手術，縮短了患者術前等待時間及住院時長。既往研究顯示，與傳統 L 型切口手術相比，微創手術術中出血量明顯減少，骨折愈合時間和住院時長明顯縮短[18]。此外，骨科機器人輔助治療跟骨骨折術中無需剝離切口處以外的軟組織，對足踝外側皮瓣血供影響小，有利于術后切口恢復，降低了切口并發癥發生風險，進而間接縮短了住院時長。本研究中骨科機器人組患者均未發生切口愈合相關并發癥，而傳統手術組有 1 例患者術后切口近端愈合欠佳。Kline 等[19]的一項回顧性研究也顯示，切開復位內固定與微創治療相比，微創組治療跟骨骨折后切口并發癥和二次手術發生率顯著降低。
同時，骨科機器人輔助手術還進一步推動了加速康復外科理念在創傷骨科中的應用。加速康復外科理念倡導微創技術，不主張常規放置引流管、尿管等，若因病情需要放置后，應盡早移去，避免圍手術期過度補液，術后提倡早期活動[20]。骨科機器人輔助手術以小切口微創技術減少術中出血，術后無需放置引流管，術后用藥減少，從而降低補液量。患者術后當日即可進行康復活動鍛煉，有效促進了患者康復進程及降低了下肢靜脈血栓等并發癥的發生風險。
3.2 骨科機器人輔助治療跟骨骨折可在一定程度上減少費用
微創精準外科手術技術迅速發展，有效提升了骨科手術的精準度，減少了創傷及術中放射損害，進一步提升治療效果，減輕患者經濟負擔。劉奎民等[21]通過比較骨科手術機器人與傳統手術治療股骨頸骨折的直接經濟負擔，結果發現手術機器人組住院總費用、藥物費用低于傳統手術組；王永成等[22]將骨科手術機器人應用于骨盆骨折治療，發現其具有顯著的患者經濟效益。與這些研究不同，本研究結果顯示兩組患者住院總費用差異無統計學意義，這可能是因為不同骨科手術機器人及手術種類之間費用差別導致結果的差異。另外，本研究中骨科機器人組僅納入 11 例患者，樣本量較小且包含 1 例雙側跟骨骨折行雙側手術治療的患者，這可能會對結果造成一定影響，后期將擴大樣本量進一步探討骨科機器人對跟骨骨折治療費用的影響。
骨科機器人的應用可有效降低運行成本，減少經濟負擔。本研究顯示，骨科機器人組患者手術費用、病房總費用、病房用藥費用及護理費用等均低于傳統手術組患者，這與劉奎民等[21]的研究結果一致。骨科機器人手術患者受益于微創技術，手術切口較小，術后切口愈合相關并發癥發生風險低，部分患者術后無需使用抗生素，從而降低用藥費用，減少藥物成本支出。機器人的精準定位使手術過程中無需剝離切口處以外軟組織，術中出血量降低且術后無需放置引流管，從而減少引流管護理工作，加之患者術后用藥減少、護理人員給藥操作減少、住院時長縮短等因素，骨科機器人組患者護理工作量隨之減少，從而護理費用降低。由此可見，骨科機器人的應用有效降低了醫院衛生材料、藥品、人員經費等成本支出，有利于費用管控和建立公立醫院科學的補償機制，同時提高了床位使用率，進一步促進了衛生資源有效利用。目前關于骨科機器人的研究多集中于臨床應用效果、技術培訓、護理配合等方面，經濟效益及考核管理尚處于探索階段。如何對骨科機器人進行全面的成本效益分析，以及結合衛生政策、醫療機構現況、手術量、床位使用率、工作量等建立科學有效的管理體系有待進一步研究。
綜上所述，骨科機器人輔助治療跟骨骨折可有效減少術中出血量，縮短住院時長，具有較好的安全性；同時可降低患者手術費用、住院總費用、用藥費用及護理費用，能在一定程度上減輕經濟負擔。然而，本研究僅為單中心、小樣本的回顧性研究，后期仍需要實施多中心、大樣本、前瞻性隨機對照研究以進一步明確骨科機器人的臨床價值。
利益沖突：所有作者聲明不存在利益沖突。
跟骨骨折是最常見的跗骨骨折，占跗骨骨折的 65%，占所有骨折的 1%～2%[1-2]。跟骨骨折通常由高能量縱向暴力所致，如高處墜落或車禍傷，多發生于中青年男性人群，占 80%～90%[3-5]。跟骨骨折后若治療不及時或治療不當，可導致足部嚴重功能障礙，致殘率較高[6]。研究顯示，60%～85%的跟骨骨折為移位的關節內骨折，手術是常用治療方式，臨床上多采用傳統的切開復位內固定術，創傷較大且切口并發癥風險高[7]。近年來，骨科手術機器人輔助對手術精準化、微創化起到極大推動作用。有學者應用骨科機器人輔助治療脊柱、股骨頸、骨盆及髖臼骨折，在減少并發癥、縮短手術時長、精準定位、減少 X 線輻射方面優勢顯著，療效滿意[8-11]。目前，國內外有關骨科機器人輔助治療跟骨骨折的報道多為病例報道，病例數有限且易受混雜因素影響，證據強度不足，且多集中于探討臨床效果，而關于安全性及經濟負擔的分析報道較少。因此，本研究基于傾向評分匹配探討了骨科手術機器人輔助和傳統手術治療跟骨骨折的安全性和費用。
1 資料與方法
1.1 研究對象
回顧性收集 2021 年 1 月－2022 年 7 月北京積水潭醫院收治的跟骨骨折患者的病歷資料。研究對象納入標準（全部滿足）：① 閉合性跟骨骨折患者；② 年齡≥18 歲；③ 行手術治療。排除標準（滿足任意一條）：① 病理性跟骨骨折；② 合并周圍血管病變及皮膚感染等疾病；③ 合并其他部位骨折且行手術治療者；④ 合并嚴重骨質疏松癥者；⑤ 合并惡性腫瘤、嚴重心血管疾病者；⑥ 隨訪資料不完整者。本研究方案經北京積水潭醫院倫理委員會審查通過（倫理批號：201911-05）。
1.2 術前處理
患者入院后觀察患肢的腫脹程度、血液循環情況，注意觀察足趾末梢皮膚的顏色、溫度、足背動脈搏動情況，足趾的屈伸活動、感覺情況。使用氣墊抬高患肢，高于心臟 20～30 cm，同時輔以柔軟襯墊，保證患者的舒適性。對患者的腫脹及疼痛給予對癥治療。
1.3 手術方法
1.3.1 跟骨骨折切開復位內固定
采用跟骨外側切口入路，于外踝尖部至跖骨基底方向作 L 型切口，長 8～12 cm，逐層切開皮膚、皮下組織、筋膜，暴露跟骨，直視距下關節、跟骨外側壁。于跟骨結節處置入斯氏針，應用撬撥、牽引等方法復位骨折及移位，克氏針臨時固定，C 臂 X 線機透視滿意后應用跟骨鋼板螺絲釘固定。縫合切口并加壓包扎，必要時留置引流管。
1.3.2 骨科機器人輔助下跟骨骨折閉合復位內固定
術中固定架固定患側小腿，使用三維 C 臂 X 線機透視下復位骨折端，將數據傳輸至機器人系統，規劃螺釘位置及長度，機械臂按照規劃自動運行至置釘位置，按規劃路徑螺釘入釘點切開皮膚，鈍性分離至骨質，置入空心螺釘，C 臂 X 線機透視確認無誤，縫合小切口。
1.4 術后護理
兩組患者術后根據情況使用抗生素 24～48 h，協助患者抬高患肢至高于心臟 20～30 cm，觀察患肢腫脹程度、血液循環、感覺、活動情況，關注患肢的血液供應情況及神經功能狀態，同時給予常規階梯式疼痛管理方案，實施個體化鎮痛措施。指導患者術后當日即可進行膝關節及足趾屈曲活動，術后第 1 天開始踝關節屈伸功能鍛煉，以促進血液循環，消除腫脹，促進骨折愈合。
1.5 觀察指標
觀察兩組患者手術時長、術中出血量、住院時長及住院總費用、護理費用等指標，并采用視覺模擬評分法[12]評估兩組患者術后疼痛程度。
1.6 傾向評分匹配
本研究為回顧性研究，不同手術組之間存在性別、年齡等混雜因素。因此，采用傾向評分匹配方法的最近鄰匹配法按照 1∶4 匹配后進一步分析，匹配的資料變量為年齡、性別、診斷及合并癥，匹配過程通過 R 語言（4.1.3 版本）的 Matchit 程序包實現。
1.7 統計學方法
所有數據用 SAS 9.4 統計軟件進行分析。符合正態分布的計量資料以均數±標準差描述，組間比較用 t 檢驗（方差不齊時用 t’檢驗），不符合正態分布的計量資料以中位數（下四分位數，上四分位數）描述，組間比較用 Mann-Whitney U 檢驗。計數資料以例數（百分比）描述，組間比較用χ2 檢驗或 Fisher 確切概率法。雙側檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 兩組患者基線情況比較
本研究共計納入 253 例患者，根據手術方式不同分為骨科機器人組（11 例）和傳統手術組（242 例）。傾向評分匹配前，兩組患者的年齡、性別、診斷及合并癥差異無統計學意義（P>0.05）。傾向評分匹配后，骨科機器人組 11 例患者，傳統手術組 44 例患者，兩組患者的年齡、性別、診斷及合并癥差異無統計學意義（P>0.05）。見表1。
表1
兩組患者基線情況比較
2.2 兩組患者安全性結果比較
兩組患者身高、體重、體質量指數、手術時長、術后疼痛平均分、術后疼痛最高分差異無統計學意義（P>0.05）。骨科機器人組術中出血量、住院總時長、術后住院時長比傳統手術組少（P<0.05）。見表2。骨科機器人組 11 例患者均未發生切口愈合相關并發癥，傳統手術組有 1 例患者術后切口近端愈合欠佳，持續換藥治療，切口殘留竇道，少量滲出，于 5 個月后入院行內固定取出、擴創、皮瓣轉移手術治療，之后跟骨骨折及傷口愈合良好。
表2
兩組患者安全性結果比較
2.3 兩組患者費用比較
兩組患者住院總費用、康復費用、檢查和檢驗費用差異無統計學意義（P>0.05）。骨科機器人組手術費用、病房總費用、病房耗材費用、病房用藥費用、病房診療費用、護理費用、術后總費用、術后護理費用比傳統手術組低（P<0.05）。見表3。
表3
兩組患者費用比較
3 討論
3.1 骨科機器人輔助治療跟骨骨折具有較好的安全性
跟骨骨折后常伴有嚴重的組織腫脹，若在未消腫的情況下行手術治療，置入鋼板螺釘等內固定物后皮膚張力增大，同時由于手術對皮瓣下方血管網的破壞，術后皮膚壞死率較高[13]。傳統切開復位內固定術通常采用外側 L 形切口入路行復位內固定，但軟組織的廣泛剝離可能導致切口感染、皮緣壞死和腓腸神經損傷等并發癥[14-15]。因此，為了減少切口愈合相關并發癥，傳統手術通常需要組織腫脹消退、皮膚皺褶形成后進行，一般為傷后 7～14 d[16-17]，且術后患者需較長時間的愈合及康復過程，上述眾多因素導致患者住院時長增加，周轉效率降低。
本研究顯示，骨科機器人輔助治療跟骨骨折可有效減少術中出血量，縮短住院時長，具有較好的安全性，這與既往的研究結果[18-19]一致。骨科機器人通過獲取患者手術部位影像數據，協助手術醫師準確規劃螺釘置入位置、軌跡和長度，與傳統手術相比，具有定位精準、微創的優勢。手術切口較小，減少了對軟組織的破壞，從而有效降低術中出血量，且無需等待患者腫脹消退形成皮膚褶皺即可手術，縮短了患者術前等待時間及住院時長。既往研究顯示，與傳統 L 型切口手術相比，微創手術術中出血量明顯減少，骨折愈合時間和住院時長明顯縮短[18]。此外，骨科機器人輔助治療跟骨骨折術中無需剝離切口處以外的軟組織，對足踝外側皮瓣血供影響小，有利于術后切口恢復，降低了切口并發癥發生風險，進而間接縮短了住院時長。本研究中骨科機器人組患者均未發生切口愈合相關并發癥，而傳統手術組有 1 例患者術后切口近端愈合欠佳。Kline 等[19]的一項回顧性研究也顯示，切開復位內固定與微創治療相比，微創組治療跟骨骨折后切口并發癥和二次手術發生率顯著降低。
同時，骨科機器人輔助手術還進一步推動了加速康復外科理念在創傷骨科中的應用。加速康復外科理念倡導微創技術，不主張常規放置引流管、尿管等，若因病情需要放置后，應盡早移去，避免圍手術期過度補液，術后提倡早期活動[20]。骨科機器人輔助手術以小切口微創技術減少術中出血，術后無需放置引流管，術后用藥減少，從而降低補液量。患者術后當日即可進行康復活動鍛煉，有效促進了患者康復進程及降低了下肢靜脈血栓等并發癥的發生風險。
3.2 骨科機器人輔助治療跟骨骨折可在一定程度上減少費用
微創精準外科手術技術迅速發展，有效提升了骨科手術的精準度，減少了創傷及術中放射損害，進一步提升治療效果，減輕患者經濟負擔。劉奎民等[21]通過比較骨科手術機器人與傳統手術治療股骨頸骨折的直接經濟負擔，結果發現手術機器人組住院總費用、藥物費用低于傳統手術組；王永成等[22]將骨科手術機器人應用于骨盆骨折治療，發現其具有顯著的患者經濟效益。與這些研究不同，本研究結果顯示兩組患者住院總費用差異無統計學意義，這可能是因為不同骨科手術機器人及手術種類之間費用差別導致結果的差異。另外，本研究中骨科機器人組僅納入 11 例患者，樣本量較小且包含 1 例雙側跟骨骨折行雙側手術治療的患者，這可能會對結果造成一定影響，后期將擴大樣本量進一步探討骨科機器人對跟骨骨折治療費用的影響。
骨科機器人的應用可有效降低運行成本，減少經濟負擔。本研究顯示，骨科機器人組患者手術費用、病房總費用、病房用藥費用及護理費用等均低于傳統手術組患者，這與劉奎民等[21]的研究結果一致。骨科機器人手術患者受益于微創技術，手術切口較小，術后切口愈合相關并發癥發生風險低，部分患者術后無需使用抗生素，從而降低用藥費用，減少藥物成本支出。機器人的精準定位使手術過程中無需剝離切口處以外軟組織，術中出血量降低且術后無需放置引流管，從而減少引流管護理工作，加之患者術后用藥減少、護理人員給藥操作減少、住院時長縮短等因素，骨科機器人組患者護理工作量隨之減少，從而護理費用降低。由此可見，骨科機器人的應用有效降低了醫院衛生材料、藥品、人員經費等成本支出，有利于費用管控和建立公立醫院科學的補償機制，同時提高了床位使用率，進一步促進了衛生資源有效利用。目前關于骨科機器人的研究多集中于臨床應用效果、技術培訓、護理配合等方面，經濟效益及考核管理尚處于探索階段。如何對骨科機器人進行全面的成本效益分析，以及結合衛生政策、醫療機構現況、手術量、床位使用率、工作量等建立科學有效的管理體系有待進一步研究。
綜上所述，骨科機器人輔助治療跟骨骨折可有效減少術中出血量，縮短住院時長，具有較好的安全性；同時可降低患者手術費用、住院總費用、用藥費用及護理費用，能在一定程度上減輕經濟負擔。然而，本研究僅為單中心、小樣本的回顧性研究，后期仍需要實施多中心、大樣本、前瞻性隨機對照研究以進一步明確骨科機器人的臨床價值。
利益沖突：所有作者聲明不存在利益沖突。
