引用本文： 楊俊松, 郝定均, 劉團江, 劉鵬, 賀寶榮, 許曉舟, 拓源, 章雪芳, 李輝. 脊柱機器人與透視輔助下經皮植釘治療腰椎滑脫癥中植釘精度的對比研究. 中國修復重建外科雜志, 2018, 32(11): 1371-1376. doi: 10.7507/1002-1892.201804049 復制
腰椎滑脫癥是脊柱外科常見疾病之一，以腰部及下肢疼痛為主要臨床表現，經規范化的保守治療效果不佳時應考慮手術干預。與傳統后路減壓椎間融合術相比，經椎間孔椎間融合術（transforaminal lumbar interbody fusion，TILF）對術區周圍軟組織損傷更輕、手術時間更短、神經根和硬膜囊損傷風險更低[1]。但是傳統開放 TLIF 對椎旁肌剝離很大，需要充分顯露關節突甚至橫突，術后腰背肌肉的瘢痕愈合對近期或遠期臨床療效都有不利影響。隨著經皮技術及通道技術的發展，微創 TLIF（minimally invasive TLIF，MIS-TLIF）被逐漸引入到單節段腰椎滑脫癥的治療中。 Meta 分析提示，與開放 TLIF 相比，MIS-TLIF 并不會增加手術時間、術中及術后早期并發癥，也不會影響遠期融合率；此外，MIS-TLIF 在減少患者術中出血量和住院時間的同時可早期緩解術后疼痛并促進功能恢復，表明 MIS-TLIF 是治療單節段腰椎滑脫癥比較理想的手術方式[2]。經皮固定技術進一步減少了植入螺釘時對椎旁肌肉的剝離，結合 MIS-TLIF 可以進一步減少腰背部肌肉的醫源性損傷。但有研究表明與開放植釘相比，經皮植入的螺釘更易侵及上關節突[3-4]。生物力學試驗、有限元分析及臨床研究均表明，螺釘侵入上關節突會改變關節突關節應力分布，導致關節突關節自發性融合及鄰椎病變的發生，增加后期翻修手術的發生率[5-8]。近年來，隨著微創脊柱外科的深入發展，機器人及計算機輔助技術日漸成熟，在脊柱外科的應用也取得了初步成功。我們回顧性分析 2017 年 1 月–12 月采用脊柱機器人與透視輔助下經皮植釘結合 TLIF 治療的腰椎滑脫癥患者臨床資料，比較兩種方式植釘精度及上關節突關節侵犯率。報告如下。
1 臨床資料
1.1 患者選擇標準
納入標準：① 單節段輕中度（Meyerding Ⅰ、Ⅱ度）腰椎滑脫；② 腰痛或下肢疼痛嚴重，疼痛視覺模擬評分（VAS）>5 分，經 3 個月以上系統規范化保守治療，癥狀無明顯緩解，嚴重影響生活及工作；③ 術前 CT 及 MRI 提示椎間盤突出或關節突關節內聚、峽部軟組織及骨贅增生導致側隱窩、椎間孔狹窄。排除標準：① 既往曾行腰椎手術者；② 腰椎感染、腫瘤、滑脫椎體的上位椎體存在失穩者；③ 伴有退變性脊柱側凸或嚴重后凸畸形者。2017 年 1 月—12 月共 56 例患者符合選擇標準納入研究，其中采用脊柱機器人經皮植釘 28 例（A 組），透視輔助下植釘 28 例（B 組）。本研究獲西安交通大學附屬紅會醫院倫理委員會批準，患者均簽署知情同意書。
1.2 一般資料
A 組：男 12 例，女 16 例；年齡 42～68 歲，平均 55.2 歲。體質量指數（23.1±3.2）kg/m2。其中退變性滑脫 23 例，峽部裂滑脫 5 例。根據 Meyerding 分度，Ⅰ度 21 例，Ⅱ度 7 例。手術節段：L3、4 2 例，L4、5 16 例，L5、S1 10 例。B 組：男 10 例，女 18 例；年齡 46～65 歲，平均 52.8 歲。體質量指數（23.4±2.6）kg/m2。其中退變性滑脫 22 例，峽部裂滑脫 6 例。根據 Meyerding 分度，Ⅰ度 20 例，Ⅱ度 8 例。手術節段：L3、4 1 例，L4、5 15 例，L5、S1 12 例。兩組患者性別、年齡、體質量指數、滑脫類型、Meyerding 分度及手術節段分布等一般資料比較差異均無統計學意義（P>0.05），具有可比性。
1.3 手術方法
1.3.1 A 組
術前將薄層 CT 數據輸入 Renaissance 工作站（Mzaor Robotics 公司，以色列）進行術前設計：對椎體進行逐一分割，按照理想的進釘點及進釘角度，選定合適的螺釘長度、直徑。術中放置體位標識，將初始校準圖像發送至 Renaissance 工作站。患者采用氣管插管全麻，取俯臥位，腹部懸空，雙上肢前伸放置于手架上，透視區避免金屬物體遮擋。根據所需螺釘外展角度選擇合適的工作平臺，安裝多功能橋。分別在正位和斜位進行透視，將正位和斜位圖像傳送給主機，通過計算機計算、對應術前 CT 影像學資料，對每個椎體進行注冊，評估誤差率，并對個別釘道進行微調；滿意后在機器人輔助下按照設定的釘道軌跡確定皮膚切口，用限深電鉆鉆取骨性通道并植入導絲。對于單側癥狀者于癥狀側進行減壓；對于雙側癥狀者，可行單側通道雙側減壓或直接行雙側通道下減壓，首先于癥狀輕側減壓。將減壓側的上端豎行切口向下延伸，與下端的皮膚切口對合，逐層切開皮下及肌筋膜，依次置入逐級擴張套管，置入可擴張工作通道，鎖緊固定臂，連接冷光源系統。徹底去除通道內殘存肌肉組織，顯露一側關節突關節及椎板外緣，去除關節突關節表面的增生骨贅。切除一側關節突關節及部分椎板，打開黃韌帶，暴露硬膜囊，對中央管、側隱窩及神經根管進行徹底減壓，切除椎間盤，刮除軟骨終板。減壓的對側在導絲引導下植入螺釘，安裝連接棒，上緊螺釘并提拉椎體復位；于減壓側的椎間隙前方行椎間打壓植骨，后方植入椎體間融合器。減壓側在導絲引導下植入螺釘，經皮植入預彎棒。再次探查確認出口神經根和行走神經根松弛。沖洗縫合切口，切口內留置負壓引流管 1 根。
1.3.2 B 組
患者于全麻后取俯臥位，保持腹部懸空。C 臂 X 線機透視定位滑脫椎體，確定手術間隙，并在體表標記雙側椎弓根投影。在雙側椎弓根投影區作一 1 cm 豎切口，在 C 臂 X 線機正位與側位透視下，于手術節段上下鄰近椎體經雙側椎弓根穿刺并置入穿刺針；正側位透視確認穿刺針位置滿意后，拔除穿刺針內芯，并插入導絲，退出穿刺針外鞘。減壓、復位及螺釘植入方式同 A 組。
1.4 術后處理
術后 24～48 h 拔除引流管，抗生素常規使用不超過術后 48 h。術后 2 d 囑患者開始行直腿抬高鍛煉，并復查腰椎 X 線片及 CT，確認滑脫復位情況及內固定物位置是否理想，酌情囑患者佩戴腰圍下床活動。術后禁止患者腰部劇烈扭轉及過度負重。術后 3 個月去除腰圍，并加強腰背肌鍛煉。
1.5 影像學評估
術后對所有患者均采用 64 排多層螺旋 CT 系統行 CT 掃描，層厚 1 mm，通過 CT 的軸位片測量每枚椎弓根螺釘與中垂線的夾角，即螺釘外展角。參考 Neo 等[9]制定的標準，根據螺釘與椎弓根側壁的位置，評估植釘準確性；采用 Babu 等[10]的方法，評判螺釘對上關節突的侵犯情況。由 2 名未參與手術的脊柱外科醫生對植釘準確性和上關節突侵犯率進行評估；當兩者評估結果存在分歧時，再與本文通信作者進行討論，確定最終評定結果。
1.6 統計學方法
采用 SPSS19.0 統計軟件進行分析。計量資料以均數±標準差表示，組間比較采用獨立樣本 t 檢驗；組間率的比較采用 χ2 檢驗；等級資料組間比較采用秩和檢驗；檢驗水準 α=0.05。
2 結果
兩組分別植入 112 枚螺釘，A、B 組分別有 5 枚（4.5%）和 26 枚（23.2%）螺釘穿破椎弓根側壁，差異有統計學意義（χ2=9.157，P=0.002）；參考 Neo 等[9]制定的標準評估植釘準確性，A 組 0 度 107 枚、1 度 3 枚、2 度 2 枚，B 組 0 度 86 枚、1 度 16 枚、2 度 6 枚、3 度 4 枚，差異有統計學意義（Z=4.915，P=0.031）。B 組有 20 枚（17.9%）螺釘穿過上關節突；A 組由于減壓側部分截取關節突關節，共計 80 枚螺釘關節突關節完好，僅有 3 枚（3.8%）螺釘穿過上關節突。根據 Babu 等[10]的方法評估螺釘侵入上關節突關節的程度，A 組 0 級 77 枚、1 級 2 枚、2 級 1 枚，B 組 0 級 92 枚、1 級 13 枚、2 級 4 枚、3 級 3 枚，差異有統計學意義（Z=7.814，P=0.029）。A、B 組螺釘外展角分別為（23.5±6.6）°和（18.1±7.5）°，比較差異有統計學意義（t=3.100，P=0.003）。
3 討論
3.1 MIS-TLIF 治療腰椎滑脫
傳統切開 TLIF 于 1982 年由 Harms 等[11]首次報道，其后被逐漸應用于腰椎滑脫癥的治療。為了盡可能減少開放手術帶來的創傷、降低圍手術期失血、促進患者快速康復，Foley 等[12]將通道技術與 TLIF 術式相結合，于 2002 年首次介紹了 MIS-TLIF 術式。MIS-TLIF 微創撐開器進行肌肉間隙的分離、顯露，并在通道下減壓，行椎間植骨，治療腰椎滑脫癥具有術中出血少、術后疼痛輕、術后感染率低等優點[13-15]。傳統 MIS-TLIF 術中植釘多采用切開肉眼直視下進行，而經皮植釘無需對關節突周圍附著的肌肉進行徹底剝離，可進一步減輕肌肉損傷。因此對于輕中度（Meyerding Ⅰ、Ⅱ度）的單節段腰椎滑脫癥，MIS-TLIF 結合經皮固定是一種較為理想的術式。
3.2 傳統透視下經皮植釘存在的問題
由于經皮釘道的建立多通過穿刺針觸覺反饋并結合多平面透視逐步完成，切開手術更加立體且直觀，有助于螺釘進針點的確定。近年來已有研究指出經皮螺釘植入較傳統切開植釘，術后發生上關節突關節損傷的風險更高[3-4]。Kim 等[7]的有限元分析提示螺釘侵入椎間關節，會隨著侵入程度的增加，增大關節突關節的應力及鄰近椎間盤的壓力。Proietti 等[8]也發現在經皮螺釘植入術后 6～8 個月，螺釘侵入關節突關節會增加關節突關節的退變速度。Wang 等[16]近期的一項研究也指出，過度肥胖、術前鄰近椎間盤影像學上已存在退變以及螺釘侵入關節突關節均為術后鄰椎病變發生的高危因素。由于腰段脊柱為生理性前凸，局部肌肉及脂肪組織肥厚，采用經皮植釘對于切口設計的精準性要求很高，否則不易給出理想的螺釘內傾角度。退變性滑脫患者多為老年患者，多存在關節突關節肥大增生，僅僅通過穿刺的觸感可能無法準確辨認理想進針點。同時由于腰椎前凸存在，術中透視角度不佳時，可能無法獲得理想的正位圖像，當切口設計不佳、螺釘外展角不夠時，需要加大外展角度穿刺，可能導致穿刺向內滑移，增大后期螺釘侵入關節突關節的風險。Yson 等[17]報道低位腰椎手術螺釘更容易侵入關節突關節；Park 等[18]甚至指出 L5、S1 椎弓根螺釘侵入關節突關節的風險比其他節段大 3.3 倍。Teles 等[19]近期的一項研究則指出，關節突關節與中垂線的夾角才是影響螺釘侵入關節突關節的主要影響因素，隨著關節突關節夾角度數增大，螺釘侵入關節突關節的發生率也隨之增加；當角度>45°時，螺釘對關節突關節的侵犯率僅有 7.5%，當角度>60°時，關節突關節的侵犯率高達 40%。腰段脊柱從頭側至尾側椎弓根髓腔大小不斷增加，但是關節突關節卻變得更加內聚，關節突關節面由斜矢狀位逐漸變為冠狀位。因此對于上腰椎手術來說，螺釘破入內壁的風險更大；但對于下腰段植入的椎弓根螺釘，應該更加警惕螺釘侵入關節突關節的可能。
3.3 機器人輔助經皮植釘的優勢
機器人輔助腰椎植釘的優勢主要有以下幾點：① 由于術前可在工作站上進行規劃，根據不同椎弓根的走行和大小，確定最佳的螺釘進入點、理想的螺釘軌跡、合適的螺釘直徑及長度，有助于增強螺釘的把持力，利于術中椎體復位，降低了螺釘拔出風險，對于骨質質量較差的患者，這一點尤為重要。② 傳統透視僅可定位椎弓根的骨性標志，而對于切口的選擇主要依據術者經驗。當切口選擇偏外或靠內時，筋膜層無法充分切開，由于軟組織的阻擋，穿刺針很難按照理想的穿刺角度進行穿刺。與之不同的是，手術機器人可根據術前規劃的螺釘軌跡，在術中準確標記切口位置，利于維持理想的螺釘角度。這一點對于肥胖患者尤為重要。③ 從學習曲線上看，透視下植釘需要掌握熟練的椎弓根穿刺技術，尤其對于部分年齡較大的腰椎滑脫患者，關節突關節骨贅增生嚴重，為了保證理想的穿刺角度，術中可能需要反復穿刺，當植釘位置不佳時可能需要調整釘道，但這會降低螺釘的把持力，增加術后內固定物松動風險。而機器人輔助植釘手術學習曲線相對較低，只要掌握了機器人的基本操作后，便可在機器人輔助下精確植釘，降低了由于螺釘位置不佳所繼發的神經血管損傷等并發癥，同時也有助于手術教學及住院醫師的培養。
3.4 手術導航與機器人輔助技術
數字化骨科是計算機數字技術與骨科臨床緊密結合的一門新型數字化醫學學科，以骨科為基礎，計算機圖像技術為輔助。目前已被成功運用于臨床上的技術主要包括機器人輔助技術、手術導航與三維虛擬仿真、有限元技術及 3D 打印技術等。已有研究表明手術導航輔助植釘的精確度明顯高于徒手植釘。Lau 等[20]比較了 O 型臂導航與透視下植釘術后螺釘侵入關節突關節的發生率，發現 O 型臂導航僅有 4.8%，大大低于透視組的 10%。Ohba 等[21]也觀察到了類似結果，CT 導航下植釘螺釘侵入關節突關節的發生率僅有 2.5%，但透視組卻高達 13.9%。機器人輔助技術、手術導航均以 CT 等醫學影像數據為基礎，通過對數據的成像，無需切開顯露，即可對局部結構進行結構化、立體化地重建，使其可視化。但是手術導航系統多需采用手控尾端帶有傳感器的器械，當器械與骨面接觸時，可按照顯示屏上規劃的軌跡進行植釘。與之不同的是，手術機器人在術中注冊完成后，通過機械臂的調節，使其處于術前規劃的軌道上，按照設定的方向輔助完成切皮及植釘操作。由于避免了手控調節帶來的誤差，理論上講手術機器人輔助植釘的準確度更高。我們近期一項研究也表明[22]，在成人退行性脊柱側凸的治療中，機器人輔助植釘的精確度明顯高于 CT 導航系統，尤其是對于側彎嚴重，螺釘植入困難的患者更有優勢。
本研究中我們首次比較了脊柱機器人與透視引導下經皮植入椎弓根螺釘的準確性差異。本研究從椎弓根螺釘滑出側壁、侵入關節突關節兩方面進行分級評估，結果顯示 A 組機器人輔助螺釘植入的總體優良率優于 B 組，且差異有統計學意義。A 組中并無嚴重的植釘偏移（Neo 分度為 3 度）及侵入上位椎體下關節突（Babu 分級為 3 級）的發生。對于輕度的螺釘偏移（Neo 分度為 1、2 度）及螺釘侵入關節突關節（Babu 分級為 1、2 級），A 組分別有 5 枚和 3 枚，均無神經癥狀且未行翻修手術。由于此部分患者為早期病例，我們分析植釘偏移的主要原因可能是早期經驗不足，在螺釘植入時未對椎弓根“人”字脊表面斜坡骨面用開口器進行處理，在磨鉆置入時與定位點有所偏差所致。本研究中 B 組有部分患者體質量指數大，皮下組織肥厚可能影響透視的成像質量；同時切口設計不佳、軟組織的限制，也可能是導致經皮植釘偏移的因素。從螺釘外展角方面分析，A 組植入的螺釘外展角更大。對于經皮植釘，皮下脂肪及軟組織厚度是影響植釘精確度的因素，因此合理且精確的切口設計是維持螺釘按照理想角度植入的先決條件。機器人輔助手術不僅能在術前規劃出理想的釘道，并能在術中精確制定皮膚切口，并按照規劃的角度鉆取釘道，因此可以在高精度螺釘植入的前提下獲得更大的外展角度。對于滑脫患者的復位來說，良好的螺釘植入提供了足夠的把持力，為后期滑脫椎體的復位創造了有利條件，同時也降低了復位時由于提拉過度，導致螺釘拔出的風險。
綜上述，與傳統透視經皮植釘相比，機器人輔助經皮植釘的螺釘精確度高，螺釘穿破椎弓根側壁及侵入關節突關節的發生率更低，并具有更大的螺釘外展角，與 MIS-TLIF 術式相結合，可用于腰椎滑脫癥的微創治療。本研究不足在于樣本量較少，為單中心研究；通過螺旋 CT 判定螺釘偏移時可能由于金屬偽影的存在影響植釘精確度的評估。后續仍需行大樣本量、多中心研究，改良螺釘的評定方法，進一步探討機器人輔助技術在腰椎滑脫癥治療中的應用價值。
腰椎滑脫癥是脊柱外科常見疾病之一，以腰部及下肢疼痛為主要臨床表現，經規范化的保守治療效果不佳時應考慮手術干預。與傳統后路減壓椎間融合術相比，經椎間孔椎間融合術（transforaminal lumbar interbody fusion，TILF）對術區周圍軟組織損傷更輕、手術時間更短、神經根和硬膜囊損傷風險更低[1]。但是傳統開放 TLIF 對椎旁肌剝離很大，需要充分顯露關節突甚至橫突，術后腰背肌肉的瘢痕愈合對近期或遠期臨床療效都有不利影響。隨著經皮技術及通道技術的發展，微創 TLIF（minimally invasive TLIF，MIS-TLIF）被逐漸引入到單節段腰椎滑脫癥的治療中。 Meta 分析提示，與開放 TLIF 相比，MIS-TLIF 并不會增加手術時間、術中及術后早期并發癥，也不會影響遠期融合率；此外，MIS-TLIF 在減少患者術中出血量和住院時間的同時可早期緩解術后疼痛并促進功能恢復，表明 MIS-TLIF 是治療單節段腰椎滑脫癥比較理想的手術方式[2]。經皮固定技術進一步減少了植入螺釘時對椎旁肌肉的剝離，結合 MIS-TLIF 可以進一步減少腰背部肌肉的醫源性損傷。但有研究表明與開放植釘相比，經皮植入的螺釘更易侵及上關節突[3-4]。生物力學試驗、有限元分析及臨床研究均表明，螺釘侵入上關節突會改變關節突關節應力分布，導致關節突關節自發性融合及鄰椎病變的發生，增加后期翻修手術的發生率[5-8]。近年來，隨著微創脊柱外科的深入發展，機器人及計算機輔助技術日漸成熟，在脊柱外科的應用也取得了初步成功。我們回顧性分析 2017 年 1 月–12 月采用脊柱機器人與透視輔助下經皮植釘結合 TLIF 治療的腰椎滑脫癥患者臨床資料，比較兩種方式植釘精度及上關節突關節侵犯率。報告如下。
1 臨床資料
1.1 患者選擇標準
納入標準：① 單節段輕中度（Meyerding Ⅰ、Ⅱ度）腰椎滑脫；② 腰痛或下肢疼痛嚴重，疼痛視覺模擬評分（VAS）>5 分，經 3 個月以上系統規范化保守治療，癥狀無明顯緩解，嚴重影響生活及工作；③ 術前 CT 及 MRI 提示椎間盤突出或關節突關節內聚、峽部軟組織及骨贅增生導致側隱窩、椎間孔狹窄。排除標準：① 既往曾行腰椎手術者；② 腰椎感染、腫瘤、滑脫椎體的上位椎體存在失穩者；③ 伴有退變性脊柱側凸或嚴重后凸畸形者。2017 年 1 月—12 月共 56 例患者符合選擇標準納入研究，其中采用脊柱機器人經皮植釘 28 例（A 組），透視輔助下植釘 28 例（B 組）。本研究獲西安交通大學附屬紅會醫院倫理委員會批準，患者均簽署知情同意書。
1.2 一般資料
A 組：男 12 例，女 16 例；年齡 42～68 歲，平均 55.2 歲。體質量指數（23.1±3.2）kg/m2。其中退變性滑脫 23 例，峽部裂滑脫 5 例。根據 Meyerding 分度，Ⅰ度 21 例，Ⅱ度 7 例。手術節段：L3、4 2 例，L4、5 16 例，L5、S1 10 例。B 組：男 10 例，女 18 例；年齡 46～65 歲，平均 52.8 歲。體質量指數（23.4±2.6）kg/m2。其中退變性滑脫 22 例，峽部裂滑脫 6 例。根據 Meyerding 分度，Ⅰ度 20 例，Ⅱ度 8 例。手術節段：L3、4 1 例，L4、5 15 例，L5、S1 12 例。兩組患者性別、年齡、體質量指數、滑脫類型、Meyerding 分度及手術節段分布等一般資料比較差異均無統計學意義（P>0.05），具有可比性。
1.3 手術方法
1.3.1 A 組
術前將薄層 CT 數據輸入 Renaissance 工作站（Mzaor Robotics 公司，以色列）進行術前設計：對椎體進行逐一分割，按照理想的進釘點及進釘角度，選定合適的螺釘長度、直徑。術中放置體位標識，將初始校準圖像發送至 Renaissance 工作站。患者采用氣管插管全麻，取俯臥位，腹部懸空，雙上肢前伸放置于手架上，透視區避免金屬物體遮擋。根據所需螺釘外展角度選擇合適的工作平臺，安裝多功能橋。分別在正位和斜位進行透視，將正位和斜位圖像傳送給主機，通過計算機計算、對應術前 CT 影像學資料，對每個椎體進行注冊，評估誤差率，并對個別釘道進行微調；滿意后在機器人輔助下按照設定的釘道軌跡確定皮膚切口，用限深電鉆鉆取骨性通道并植入導絲。對于單側癥狀者于癥狀側進行減壓；對于雙側癥狀者，可行單側通道雙側減壓或直接行雙側通道下減壓，首先于癥狀輕側減壓。將減壓側的上端豎行切口向下延伸，與下端的皮膚切口對合，逐層切開皮下及肌筋膜，依次置入逐級擴張套管，置入可擴張工作通道，鎖緊固定臂，連接冷光源系統。徹底去除通道內殘存肌肉組織，顯露一側關節突關節及椎板外緣，去除關節突關節表面的增生骨贅。切除一側關節突關節及部分椎板，打開黃韌帶，暴露硬膜囊，對中央管、側隱窩及神經根管進行徹底減壓，切除椎間盤，刮除軟骨終板。減壓的對側在導絲引導下植入螺釘，安裝連接棒，上緊螺釘并提拉椎體復位；于減壓側的椎間隙前方行椎間打壓植骨，后方植入椎體間融合器。減壓側在導絲引導下植入螺釘，經皮植入預彎棒。再次探查確認出口神經根和行走神經根松弛。沖洗縫合切口，切口內留置負壓引流管 1 根。
1.3.2 B 組
患者于全麻后取俯臥位，保持腹部懸空。C 臂 X 線機透視定位滑脫椎體，確定手術間隙，并在體表標記雙側椎弓根投影。在雙側椎弓根投影區作一 1 cm 豎切口，在 C 臂 X 線機正位與側位透視下，于手術節段上下鄰近椎體經雙側椎弓根穿刺并置入穿刺針；正側位透視確認穿刺針位置滿意后，拔除穿刺針內芯，并插入導絲，退出穿刺針外鞘。減壓、復位及螺釘植入方式同 A 組。
1.4 術后處理
術后 24～48 h 拔除引流管，抗生素常規使用不超過術后 48 h。術后 2 d 囑患者開始行直腿抬高鍛煉，并復查腰椎 X 線片及 CT，確認滑脫復位情況及內固定物位置是否理想，酌情囑患者佩戴腰圍下床活動。術后禁止患者腰部劇烈扭轉及過度負重。術后 3 個月去除腰圍，并加強腰背肌鍛煉。
1.5 影像學評估
術后對所有患者均采用 64 排多層螺旋 CT 系統行 CT 掃描，層厚 1 mm，通過 CT 的軸位片測量每枚椎弓根螺釘與中垂線的夾角，即螺釘外展角。參考 Neo 等[9]制定的標準，根據螺釘與椎弓根側壁的位置，評估植釘準確性；采用 Babu 等[10]的方法，評判螺釘對上關節突的侵犯情況。由 2 名未參與手術的脊柱外科醫生對植釘準確性和上關節突侵犯率進行評估；當兩者評估結果存在分歧時，再與本文通信作者進行討論，確定最終評定結果。
1.6 統計學方法
采用 SPSS19.0 統計軟件進行分析。計量資料以均數±標準差表示，組間比較采用獨立樣本 t 檢驗；組間率的比較采用 χ2 檢驗；等級資料組間比較采用秩和檢驗；檢驗水準 α=0.05。
2 結果
兩組分別植入 112 枚螺釘，A、B 組分別有 5 枚（4.5%）和 26 枚（23.2%）螺釘穿破椎弓根側壁，差異有統計學意義（χ2=9.157，P=0.002）；參考 Neo 等[9]制定的標準評估植釘準確性，A 組 0 度 107 枚、1 度 3 枚、2 度 2 枚，B 組 0 度 86 枚、1 度 16 枚、2 度 6 枚、3 度 4 枚，差異有統計學意義（Z=4.915，P=0.031）。B 組有 20 枚（17.9%）螺釘穿過上關節突；A 組由于減壓側部分截取關節突關節，共計 80 枚螺釘關節突關節完好，僅有 3 枚（3.8%）螺釘穿過上關節突。根據 Babu 等[10]的方法評估螺釘侵入上關節突關節的程度，A 組 0 級 77 枚、1 級 2 枚、2 級 1 枚，B 組 0 級 92 枚、1 級 13 枚、2 級 4 枚、3 級 3 枚，差異有統計學意義（Z=7.814，P=0.029）。A、B 組螺釘外展角分別為（23.5±6.6）°和（18.1±7.5）°，比較差異有統計學意義（t=3.100，P=0.003）。
3 討論
3.1 MIS-TLIF 治療腰椎滑脫
傳統切開 TLIF 于 1982 年由 Harms 等[11]首次報道，其后被逐漸應用于腰椎滑脫癥的治療。為了盡可能減少開放手術帶來的創傷、降低圍手術期失血、促進患者快速康復，Foley 等[12]將通道技術與 TLIF 術式相結合，于 2002 年首次介紹了 MIS-TLIF 術式。MIS-TLIF 微創撐開器進行肌肉間隙的分離、顯露，并在通道下減壓，行椎間植骨，治療腰椎滑脫癥具有術中出血少、術后疼痛輕、術后感染率低等優點[13-15]。傳統 MIS-TLIF 術中植釘多采用切開肉眼直視下進行，而經皮植釘無需對關節突周圍附著的肌肉進行徹底剝離，可進一步減輕肌肉損傷。因此對于輕中度（Meyerding Ⅰ、Ⅱ度）的單節段腰椎滑脫癥，MIS-TLIF 結合經皮固定是一種較為理想的術式。
3.2 傳統透視下經皮植釘存在的問題
由于經皮釘道的建立多通過穿刺針觸覺反饋并結合多平面透視逐步完成，切開手術更加立體且直觀，有助于螺釘進針點的確定。近年來已有研究指出經皮螺釘植入較傳統切開植釘，術后發生上關節突關節損傷的風險更高[3-4]。Kim 等[7]的有限元分析提示螺釘侵入椎間關節，會隨著侵入程度的增加，增大關節突關節的應力及鄰近椎間盤的壓力。Proietti 等[8]也發現在經皮螺釘植入術后 6～8 個月，螺釘侵入關節突關節會增加關節突關節的退變速度。Wang 等[16]近期的一項研究也指出，過度肥胖、術前鄰近椎間盤影像學上已存在退變以及螺釘侵入關節突關節均為術后鄰椎病變發生的高危因素。由于腰段脊柱為生理性前凸，局部肌肉及脂肪組織肥厚，采用經皮植釘對于切口設計的精準性要求很高，否則不易給出理想的螺釘內傾角度。退變性滑脫患者多為老年患者，多存在關節突關節肥大增生，僅僅通過穿刺的觸感可能無法準確辨認理想進針點。同時由于腰椎前凸存在，術中透視角度不佳時，可能無法獲得理想的正位圖像，當切口設計不佳、螺釘外展角不夠時，需要加大外展角度穿刺，可能導致穿刺向內滑移，增大后期螺釘侵入關節突關節的風險。Yson 等[17]報道低位腰椎手術螺釘更容易侵入關節突關節；Park 等[18]甚至指出 L5、S1 椎弓根螺釘侵入關節突關節的風險比其他節段大 3.3 倍。Teles 等[19]近期的一項研究則指出，關節突關節與中垂線的夾角才是影響螺釘侵入關節突關節的主要影響因素，隨著關節突關節夾角度數增大，螺釘侵入關節突關節的發生率也隨之增加；當角度>45°時，螺釘對關節突關節的侵犯率僅有 7.5%，當角度>60°時，關節突關節的侵犯率高達 40%。腰段脊柱從頭側至尾側椎弓根髓腔大小不斷增加，但是關節突關節卻變得更加內聚，關節突關節面由斜矢狀位逐漸變為冠狀位。因此對于上腰椎手術來說，螺釘破入內壁的風險更大；但對于下腰段植入的椎弓根螺釘，應該更加警惕螺釘侵入關節突關節的可能。
3.3 機器人輔助經皮植釘的優勢
機器人輔助腰椎植釘的優勢主要有以下幾點：① 由于術前可在工作站上進行規劃，根據不同椎弓根的走行和大小，確定最佳的螺釘進入點、理想的螺釘軌跡、合適的螺釘直徑及長度，有助于增強螺釘的把持力，利于術中椎體復位，降低了螺釘拔出風險，對于骨質質量較差的患者，這一點尤為重要。② 傳統透視僅可定位椎弓根的骨性標志，而對于切口的選擇主要依據術者經驗。當切口選擇偏外或靠內時，筋膜層無法充分切開，由于軟組織的阻擋，穿刺針很難按照理想的穿刺角度進行穿刺。與之不同的是，手術機器人可根據術前規劃的螺釘軌跡，在術中準確標記切口位置，利于維持理想的螺釘角度。這一點對于肥胖患者尤為重要。③ 從學習曲線上看，透視下植釘需要掌握熟練的椎弓根穿刺技術，尤其對于部分年齡較大的腰椎滑脫患者，關節突關節骨贅增生嚴重，為了保證理想的穿刺角度，術中可能需要反復穿刺，當植釘位置不佳時可能需要調整釘道，但這會降低螺釘的把持力，增加術后內固定物松動風險。而機器人輔助植釘手術學習曲線相對較低，只要掌握了機器人的基本操作后，便可在機器人輔助下精確植釘，降低了由于螺釘位置不佳所繼發的神經血管損傷等并發癥，同時也有助于手術教學及住院醫師的培養。
3.4 手術導航與機器人輔助技術
數字化骨科是計算機數字技術與骨科臨床緊密結合的一門新型數字化醫學學科，以骨科為基礎，計算機圖像技術為輔助。目前已被成功運用于臨床上的技術主要包括機器人輔助技術、手術導航與三維虛擬仿真、有限元技術及 3D 打印技術等。已有研究表明手術導航輔助植釘的精確度明顯高于徒手植釘。Lau 等[20]比較了 O 型臂導航與透視下植釘術后螺釘侵入關節突關節的發生率，發現 O 型臂導航僅有 4.8%，大大低于透視組的 10%。Ohba 等[21]也觀察到了類似結果，CT 導航下植釘螺釘侵入關節突關節的發生率僅有 2.5%，但透視組卻高達 13.9%。機器人輔助技術、手術導航均以 CT 等醫學影像數據為基礎，通過對數據的成像，無需切開顯露，即可對局部結構進行結構化、立體化地重建，使其可視化。但是手術導航系統多需采用手控尾端帶有傳感器的器械，當器械與骨面接觸時，可按照顯示屏上規劃的軌跡進行植釘。與之不同的是，手術機器人在術中注冊完成后，通過機械臂的調節，使其處于術前規劃的軌道上，按照設定的方向輔助完成切皮及植釘操作。由于避免了手控調節帶來的誤差，理論上講手術機器人輔助植釘的準確度更高。我們近期一項研究也表明[22]，在成人退行性脊柱側凸的治療中，機器人輔助植釘的精確度明顯高于 CT 導航系統，尤其是對于側彎嚴重，螺釘植入困難的患者更有優勢。
本研究中我們首次比較了脊柱機器人與透視引導下經皮植入椎弓根螺釘的準確性差異。本研究從椎弓根螺釘滑出側壁、侵入關節突關節兩方面進行分級評估，結果顯示 A 組機器人輔助螺釘植入的總體優良率優于 B 組，且差異有統計學意義。A 組中并無嚴重的植釘偏移（Neo 分度為 3 度）及侵入上位椎體下關節突（Babu 分級為 3 級）的發生。對于輕度的螺釘偏移（Neo 分度為 1、2 度）及螺釘侵入關節突關節（Babu 分級為 1、2 級），A 組分別有 5 枚和 3 枚，均無神經癥狀且未行翻修手術。由于此部分患者為早期病例，我們分析植釘偏移的主要原因可能是早期經驗不足，在螺釘植入時未對椎弓根“人”字脊表面斜坡骨面用開口器進行處理，在磨鉆置入時與定位點有所偏差所致。本研究中 B 組有部分患者體質量指數大，皮下組織肥厚可能影響透視的成像質量；同時切口設計不佳、軟組織的限制，也可能是導致經皮植釘偏移的因素。從螺釘外展角方面分析，A 組植入的螺釘外展角更大。對于經皮植釘，皮下脂肪及軟組織厚度是影響植釘精確度的因素，因此合理且精確的切口設計是維持螺釘按照理想角度植入的先決條件。機器人輔助手術不僅能在術前規劃出理想的釘道，并能在術中精確制定皮膚切口，并按照規劃的角度鉆取釘道，因此可以在高精度螺釘植入的前提下獲得更大的外展角度。對于滑脫患者的復位來說，良好的螺釘植入提供了足夠的把持力，為后期滑脫椎體的復位創造了有利條件，同時也降低了復位時由于提拉過度，導致螺釘拔出的風險。
綜上述，與傳統透視經皮植釘相比，機器人輔助經皮植釘的螺釘精確度高，螺釘穿破椎弓根側壁及侵入關節突關節的發生率更低，并具有更大的螺釘外展角，與 MIS-TLIF 術式相結合，可用于腰椎滑脫癥的微創治療。本研究不足在于樣本量較少，為單中心研究；通過螺旋 CT 判定螺釘偏移時可能由于金屬偽影的存在影響植釘精確度的評估。后續仍需行大樣本量、多中心研究，改良螺釘的評定方法，進一步探討機器人輔助技術在腰椎滑脫癥治療中的應用價值。