引用本文: 林書, 譚科, 胡豇, 萬侖, 王躍. 改良骨科機器人輔助椎體后凸成形術治療骨質疏松性椎體壓縮骨折療效分析. 中國修復重建外科雜志, 2022, 36(9): 1119-1125. doi: 10.7507/1002-1892.202204013 復制
近年來,骨質疏松性椎體壓縮骨折(osteoporotic vertebral compression fracture,OVCF)發病率不斷上升,嚴重影響老年人生活質量[1]。經皮椎體后凸成形術(percutaneous kyphoplasty,PKP)具有創傷小、恢復快、有效改善后凸畸形的特點,逐漸成為治療OVCF的主要方案之一[2-4]。與傳統C臂X線機透視下PKP相比,機器人輔助PKP具有穿刺準確的特點,但也存在一些不足,例如安裝示蹤器需要增加手術切口以及全身麻醉等[5-7]。通過總結臨床經驗,我們改良了患者示蹤器固定方式,將其黏貼固定于皮膚表面,在滿足局部麻醉的同時,還可以減少患者術中疼痛,提高患者術中滿意度。現回顧分析2017年12月—2021年1月采用該改良示蹤器固定方式的骨科機器人(以下簡稱改良骨科機器人)輔助PKP治療的OVCF患者臨床資料,并與同期采用C臂X線機透視下PKP 治療的OVCF患者進行療效比較。報告如下。
1 臨床資料
1.1 患者選擇標準
納入標準:① T8~L5椎體單節段OVCF患者且年齡≥60歲;② 傷椎節段無脊髓和神經根受壓;③ 雙能X線骨密度儀檢查提示骨質疏松;④ 采用C臂X線機透視或改良骨科機器人輔助PKP治療。排除標準:病例資料不全者、難以配合局部麻醉手術者。2017年12月—2021年1月共155例患者符合選擇標準納入研究,根據手術方式分為機器人組(87例,采用改良骨科機器人輔助PKP治療)和C臂組(68例,采用C臂X線機透視下PKP治療)。
1.2 一般資料
機器人組:男19例,女68例;年齡65~87歲,平均71.7歲。身體質量指數(body mass index,BMI)為(23.42±3.69)kg/m2;骨密度T值為?3.20±0.53。治療節段:T8 2例,T9 2例,T10 5例,T11 15例,T12 23例,L1 25例,L2 8例,L3 5例,L4 1例,L5 1例。致傷原因:跌倒80例,交通事故傷7例。受傷至手術時間1~31 d,中位數6 d。根據Genant目視半定量判定方法[8]評價椎體壓縮程度,Ⅰ度(輕度)29例、Ⅱ度(中度)46例、Ⅲ度(重度)12例。
C臂組:男15例,女53例;年齡64~85歲,平均69.6歲。BMI為(22.70±4.02)kg/m2;骨密度T值為?3.15±0.55。治療節段:T9 1例,T10 5例,T11 12例,T12 20例,L1 20例,L2 6例,L3 2例,L4 1例,L5 1例。致傷原因:跌倒60例,交通事故傷8例。受傷至手術時間:1~26 d,中位數6 d。根據Genant目視半定量判定方法[8]評價椎體壓縮程度,Ⅰ度(輕度)20例、Ⅱ度(中度)39例、Ⅲ度(重度)9例。
兩組患者性別、年齡、BMI、骨密度T值、治療節段、椎體壓縮程度及術前疼痛視覺模擬評分(VAS)、椎體中線高度、Cobb角等一般資料比較差異均無統計學意義(P>0.05),具有可比性。見表1、2。




1.3 手術方法
手術均由3位高年資脊柱專業醫師主刀完成。在本研究前,主刀醫師均獨立完成C臂X線機透視下PKP 100例以上,且完成骨科機器人輔助脊柱手術10例以上。患者均于局部麻醉下取俯臥位,采用經椎弓根單側穿刺入路。機器人組應用天璣第3代骨科機器人(北京天智航醫療科技股份有限公司),該機器人系統由機械臂系統、光學跟蹤系統、手術規劃系統及導航系統組成。兩組骨水泥由德國Heraeus Medical公司提供,椎體成形器等材料由上海凱利泰醫療科技有限公司提供。
機器人組:C臂X線機定位傷椎,常規消毒,皮膚表面貼大號3M無菌薄膜;鋪巾范圍需寬泛,以滿足示蹤器周圍有足夠空間。于傷椎頭側10 cm左右安置示蹤器,用3M無菌薄膜將示蹤器牢固黏貼于皮膚表面。在機械臂末端安裝無菌保護套和定位標尺,定位標尺緊貼治療傷椎的皮膚表面,三維C臂X線機對傷椎進行270° 連續掃描,收集術中實時數據。將掃描數據傳輸到機器人工作站,在工作站行穿刺路徑規劃,經椎弓根路徑穿刺,穿刺末端選擇在椎體矢狀面中線和椎體橫截面前1/3交匯處。將機械臂末端器械更換為引導器,根據指令將機械臂運行至指定位置。在機械臂引導器內安置二級套筒,在二級套筒定位下行局部麻醉,于皮膚表面作小切口,將二級套筒插入皮膚至骨表面,使用電鉆置入1.5 mm導針。置入深度達1 cm后C臂X線機透視確認導針位置合適后繼續置入達3 cm左右,沿導針放入帶內芯的工作套筒;取出導針和內芯,骨鉆鉆出1條骨性隧道。將含有對比劑的球囊置入傷椎進行球囊擴張,擴張滿意后取出球囊。將拉絲期骨水泥通過推桿注入傷椎,骨水泥硬化后取出套管,術畢。
C臂組:C臂X線機透視下對傷椎椎弓根進行體表標記,常規消毒鋪巾。按照標記點局部麻醉,于皮膚表面作小切口,在C臂X線機透視下進行穿刺;使用帶內芯的工作套筒自椎弓根外上方穿入病變椎體,反復透視下掌控方向進入傷椎,取出內芯,骨鉆鉆出1條骨性隧道。其余操作同機器人組。
1.4 術后處理
術后根據患者病情給予鎮痛、補液、抗骨質疏松等對癥治療;術后6 h指導患者進行“小燕飛”、直腿抬高等功能鍛煉;術后24 h佩戴支具下床活動。
1.5 療效評價指標
臨床指標:① 工作通道建立時間:以切開皮膚開始,至工作套筒到達合適位置時結束。② 術中透視劑量:由專業C臂X線機技師根據主屏顯示數值記錄透視劑量。③ 術前、術中、術后1 d及末次隨訪時,采用VAS評分評價疼痛程度。④ 記錄兩組并發癥發生情況,包括感染、神經血管損傷、肺栓塞、相鄰節段骨折等。⑤ 術中骨水泥注入量。
影像學指標:① 穿刺偏移程度:術后1 d復查CT,參考Gertzbein-Robbins 分級標準[9]評價穿刺偏移程度。② 骨水泥彌散程度:術后1 d復查CT,根據前期研究結果將骨水泥彌散程度分為4個等級[6]:A級,骨水泥未越過椎體中線、不充盈的單側分布;B級,骨水泥主體到達椎體中線但未超過此橫截面最大寬度10%、充盈的單側分布;C級,越過椎體中線最大寬度10%但充盈面積未超過椎體面積3/5、不充盈的雙側分布;D級,越過椎體中線且充盈面積達到椎體面積3/5、充盈的雙側分布。③ 骨水泥滲漏:包括椎間隙滲漏、椎旁軟組織滲漏、椎體前方滲漏、靜脈叢滲漏、椎管內滲漏。④ 術前、術后1個月及末次隨訪時,于側位X線片測量椎體中線高度及Cobb角。
1.6 統計學方法
采用SPSS22.0統計軟件進行分析。計量資料行正態性檢驗,均符合正態分布,數據以均數±標準差表示,兩組各時間點VAS評分、椎體中線高度及Cobb角比較采用重復測量方差分析,若不滿足球形檢驗,采用Greenhouse-Geisser法進行校正,同一組別不同時間點比較采用 Bonferroni 法,同一時間點不同組別間比較采用多因素方差分析;其余計量資料兩組間比較采用獨立樣本t檢驗。計數資料以率表示,組間比較采用χ2檢驗;等級資料比較采用秩和檢驗。檢驗水準α=0.05。
2 結果
機器人組工作通道建立時間明顯少于C臂組,術中透視劑量明顯大于C臂組,差異均有統計學意義(P<0.001);兩組骨水泥注入量差異無統計學意義(t=1.149,P=0.252)。所有患者均獲隨訪,隨訪時間10~14個月,平均12個月。兩組患者術后各時間點VAS評分均較術前顯著改善,差異有統計學意義(P<0.05);除機器人組術中VAS評分顯著優于C臂組(P<0.05)外,其余各時間點兩組VAS評分比較差異均無統計學意義(P>0.05)。見表1、圖1a。兩組均無感染、脊髓或神經損傷、肺栓塞等嚴重并發癥發生;機器人組5例(5.7%)、C臂組7例(10.2%)發生相鄰節段骨折,發生率比較差異無統計學意義(χ2=1.105,P=0.293)。

a. VAS評分;b. 椎體中線高度;c. Cobb角
Figure1. Change trend of VAS score, midline vertebral height, and Cobb angle in the two groupsa. VAS score; b. Midline vertebral height; c. Cobb angle
機器人組術后1 d穿刺偏移程度、術后1 d骨水泥彌散程度以及術后1個月、末次隨訪時的椎體中線高度和Cobb角均明顯優于C臂組,差異有統計學意義(P<0.05)。見表2及圖1b、c。機器人組8例(9.1%)發生骨水泥滲漏,其中椎間隙滲漏5例、椎旁軟組織滲漏2例、靜脈叢滲漏1例;C臂組16例(23.5%)發生骨水泥滲漏,其中椎間隙滲漏7例,椎旁軟組織滲漏7例,靜脈叢滲漏2例;機器人組骨水泥滲漏發生率明顯低于C臂組(χ2=5.993,P=0.014);兩組均無椎管內滲漏。見圖2。


a. 術前側位X線片;b. 術前CT;c. 術前MRI;d. 改良示蹤器固定方法;e. 術中機器人輔助下置入導針;f. 置入工作套筒;g、h. 術后1 d 正側位X線片示骨水泥彌散良好;i. 術后1 d CT示無骨水泥滲漏;j、k. 術后12個月正側位X線片示椎體高度保持良好
Figure2. A 69-year-old female patient with OVCF at L1 caused by falling in robot groupa. Preoperative lateral X-ray film; b. Preoperative CT; c. Preoperative MRI; d. Modified tracer fixation method; e. Inserted the guide wire assisted by robot; f. Inserted the sleeve; g, h. Anteroposterior and lateral X-ray films at 1 day after operation showed great diffusion of bone cement; i. CT at 1 day after operation showed no cement leakage; j, k. Anteroposterior and lateral X-ray films at 12 monthes after operation showed that the vertebral height maintained well
3 討論
雖然對于骨科機器人的穿刺精準性已達成共識[10],但需要額外增加手術切口固定示蹤器,在PKP治療中仍存在不少爭議[5-7]。本研究中,機器人組改良了患者示蹤器固定方式,通過三角形結構黏貼固定,使示蹤器固定牢靠,且避免了額外手術切口。另外,還減小了患者術中疼痛刺激,提高了患者手術滿意度。常規C臂X線機透視下采用局部麻醉行PKP時,患者常感受到明顯疼痛刺激,平均VAS評分可達6.6分[11-12]。本研究中,機器人組的工作通道建立時間和術中VAS評分均明顯小于C臂組,考慮原因為傳統C臂X線機透視下的穿刺點常需要根據透視結果進行多次調整,工作通道建立時間長,患者受到的疼痛刺激較大;而機器人輔助下可以一次性準確置入導針,再順導針準確置入工作通道,患者疼痛刺激較小。
骨科機器人輔助PKP矯正脊柱后凸畸形效果是否優于傳統C臂X線機透視下PKP,目前尚存在爭議[7,13-15]。Alsalmi等[13]研究結果顯示,機器人輔助PKP術后椎體后凸Cobb角及椎體高度改善率明顯優于傳統C臂X線機。袁偉等[7]認為通過機器人輔助能將球囊精準置入椎體正中或骨折塌陷最嚴重部位,能更有效地使椎體撐開復位。而郭松等[14]和鄭博隆等[15]的相關研究認為,兩者在改善脊柱后凸畸形方面無明顯差異。本研究中,C臂組骨水泥滲漏發生率較高,且骨水泥注入量略低于機器人組,術后可能存在椎體高度丟失,可能是脊柱后凸畸形改善情況較機器人組差的原因之一。
骨水泥滲漏和彌散與多種因素相關,如術式選擇、骨水泥材料選擇、骨水泥填充方式選擇、骨水泥黏度選擇、穿刺精度不同等[16-23]。相關研究認為,機器人輔助時可以一次性穿刺成功,避免穿刺通道因反復調整造成骨質破壞,并且穿刺準確,因此可減少骨水泥滲漏,骨水泥彌散更好[14-15,24-25]。Yuan等[24]研究發現機器人輔助手術的穿刺成功率95.8%明顯高于C臂組的63.2%,認為準確的穿刺使球囊在椎體中央位置擴張,可降低骨水泥滲漏的風險。郭松等[14]的研究發現常規C臂X線機透視組的骨水泥以單側彌散為主,而機器人輔助下椎體成形術的骨水泥彌散情況優于常規C臂X線機透視手術。
在胸腰椎植釘或多節段PKP研究結果中,機器人輔助可以減少患者所受輻射傷害[6,10]。本研究中,機器人組輻射劑量明顯高于C臂組,原因主要是天璣骨科機器人為了實現人機協同運動功能,減少圖像漂移現象,術中需要1次連續掃描進行實時數據收集[26-29]。以色列Mazor手術機器人通過術前CT圖像與術中正側位/斜位透視結合定位配準,可減少術中透視劑量,但患者術中體位與術前存在一定偏差,精準性難免受到一定影響[30-32]。天璣骨科機器人在術中連續掃描收集實時數據時,能否通過降低掃描頻率或者使用更低放射量的X線機來降低患者術中受到的輻射傷害,是未來研究方向。
綜上述,相比傳統C臂X線機輔助下單節段PKP,改良示蹤器固定方式的骨科機器人PKP可明顯減輕術中患者疼痛,提高患者手術滿意度,在減少穿刺偏移程度、減少骨水泥滲漏和改善骨水泥彌散程度方面具有明顯優勢。但骨科機器人仍存在放射劑量較大的不足,如何在降低放射劑量的同時維持良好的精準率是未來研究方向。
利益沖突 在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突;經費支持沒有影響文章觀點和對研究數據客觀結果的統計分析及其報道
倫理聲明 研究方案經四川省人民醫院醫學倫理委員會批準(2019年第298號)
作者貢獻聲明 林書:數據收集、整理、統計分析、繪圖、文章撰寫等;譚科、胡豇、萬侖:文章起草、科研設計、既往研究成果收集;王躍:文章的整體設計與內容修改、審閱
近年來,骨質疏松性椎體壓縮骨折(osteoporotic vertebral compression fracture,OVCF)發病率不斷上升,嚴重影響老年人生活質量[1]。經皮椎體后凸成形術(percutaneous kyphoplasty,PKP)具有創傷小、恢復快、有效改善后凸畸形的特點,逐漸成為治療OVCF的主要方案之一[2-4]。與傳統C臂X線機透視下PKP相比,機器人輔助PKP具有穿刺準確的特點,但也存在一些不足,例如安裝示蹤器需要增加手術切口以及全身麻醉等[5-7]。通過總結臨床經驗,我們改良了患者示蹤器固定方式,將其黏貼固定于皮膚表面,在滿足局部麻醉的同時,還可以減少患者術中疼痛,提高患者術中滿意度。現回顧分析2017年12月—2021年1月采用該改良示蹤器固定方式的骨科機器人(以下簡稱改良骨科機器人)輔助PKP治療的OVCF患者臨床資料,并與同期采用C臂X線機透視下PKP 治療的OVCF患者進行療效比較。報告如下。
1 臨床資料
1.1 患者選擇標準
納入標準:① T8~L5椎體單節段OVCF患者且年齡≥60歲;② 傷椎節段無脊髓和神經根受壓;③ 雙能X線骨密度儀檢查提示骨質疏松;④ 采用C臂X線機透視或改良骨科機器人輔助PKP治療。排除標準:病例資料不全者、難以配合局部麻醉手術者。2017年12月—2021年1月共155例患者符合選擇標準納入研究,根據手術方式分為機器人組(87例,采用改良骨科機器人輔助PKP治療)和C臂組(68例,采用C臂X線機透視下PKP治療)。
1.2 一般資料
機器人組:男19例,女68例;年齡65~87歲,平均71.7歲。身體質量指數(body mass index,BMI)為(23.42±3.69)kg/m2;骨密度T值為?3.20±0.53。治療節段:T8 2例,T9 2例,T10 5例,T11 15例,T12 23例,L1 25例,L2 8例,L3 5例,L4 1例,L5 1例。致傷原因:跌倒80例,交通事故傷7例。受傷至手術時間1~31 d,中位數6 d。根據Genant目視半定量判定方法[8]評價椎體壓縮程度,Ⅰ度(輕度)29例、Ⅱ度(中度)46例、Ⅲ度(重度)12例。
C臂組:男15例,女53例;年齡64~85歲,平均69.6歲。BMI為(22.70±4.02)kg/m2;骨密度T值為?3.15±0.55。治療節段:T9 1例,T10 5例,T11 12例,T12 20例,L1 20例,L2 6例,L3 2例,L4 1例,L5 1例。致傷原因:跌倒60例,交通事故傷8例。受傷至手術時間:1~26 d,中位數6 d。根據Genant目視半定量判定方法[8]評價椎體壓縮程度,Ⅰ度(輕度)20例、Ⅱ度(中度)39例、Ⅲ度(重度)9例。
兩組患者性別、年齡、BMI、骨密度T值、治療節段、椎體壓縮程度及術前疼痛視覺模擬評分(VAS)、椎體中線高度、Cobb角等一般資料比較差異均無統計學意義(P>0.05),具有可比性。見表1、2。




1.3 手術方法
手術均由3位高年資脊柱專業醫師主刀完成。在本研究前,主刀醫師均獨立完成C臂X線機透視下PKP 100例以上,且完成骨科機器人輔助脊柱手術10例以上。患者均于局部麻醉下取俯臥位,采用經椎弓根單側穿刺入路。機器人組應用天璣第3代骨科機器人(北京天智航醫療科技股份有限公司),該機器人系統由機械臂系統、光學跟蹤系統、手術規劃系統及導航系統組成。兩組骨水泥由德國Heraeus Medical公司提供,椎體成形器等材料由上海凱利泰醫療科技有限公司提供。
機器人組:C臂X線機定位傷椎,常規消毒,皮膚表面貼大號3M無菌薄膜;鋪巾范圍需寬泛,以滿足示蹤器周圍有足夠空間。于傷椎頭側10 cm左右安置示蹤器,用3M無菌薄膜將示蹤器牢固黏貼于皮膚表面。在機械臂末端安裝無菌保護套和定位標尺,定位標尺緊貼治療傷椎的皮膚表面,三維C臂X線機對傷椎進行270° 連續掃描,收集術中實時數據。將掃描數據傳輸到機器人工作站,在工作站行穿刺路徑規劃,經椎弓根路徑穿刺,穿刺末端選擇在椎體矢狀面中線和椎體橫截面前1/3交匯處。將機械臂末端器械更換為引導器,根據指令將機械臂運行至指定位置。在機械臂引導器內安置二級套筒,在二級套筒定位下行局部麻醉,于皮膚表面作小切口,將二級套筒插入皮膚至骨表面,使用電鉆置入1.5 mm導針。置入深度達1 cm后C臂X線機透視確認導針位置合適后繼續置入達3 cm左右,沿導針放入帶內芯的工作套筒;取出導針和內芯,骨鉆鉆出1條骨性隧道。將含有對比劑的球囊置入傷椎進行球囊擴張,擴張滿意后取出球囊。將拉絲期骨水泥通過推桿注入傷椎,骨水泥硬化后取出套管,術畢。
C臂組:C臂X線機透視下對傷椎椎弓根進行體表標記,常規消毒鋪巾。按照標記點局部麻醉,于皮膚表面作小切口,在C臂X線機透視下進行穿刺;使用帶內芯的工作套筒自椎弓根外上方穿入病變椎體,反復透視下掌控方向進入傷椎,取出內芯,骨鉆鉆出1條骨性隧道。其余操作同機器人組。
1.4 術后處理
術后根據患者病情給予鎮痛、補液、抗骨質疏松等對癥治療;術后6 h指導患者進行“小燕飛”、直腿抬高等功能鍛煉;術后24 h佩戴支具下床活動。
1.5 療效評價指標
臨床指標:① 工作通道建立時間:以切開皮膚開始,至工作套筒到達合適位置時結束。② 術中透視劑量:由專業C臂X線機技師根據主屏顯示數值記錄透視劑量。③ 術前、術中、術后1 d及末次隨訪時,采用VAS評分評價疼痛程度。④ 記錄兩組并發癥發生情況,包括感染、神經血管損傷、肺栓塞、相鄰節段骨折等。⑤ 術中骨水泥注入量。
影像學指標:① 穿刺偏移程度:術后1 d復查CT,參考Gertzbein-Robbins 分級標準[9]評價穿刺偏移程度。② 骨水泥彌散程度:術后1 d復查CT,根據前期研究結果將骨水泥彌散程度分為4個等級[6]:A級,骨水泥未越過椎體中線、不充盈的單側分布;B級,骨水泥主體到達椎體中線但未超過此橫截面最大寬度10%、充盈的單側分布;C級,越過椎體中線最大寬度10%但充盈面積未超過椎體面積3/5、不充盈的雙側分布;D級,越過椎體中線且充盈面積達到椎體面積3/5、充盈的雙側分布。③ 骨水泥滲漏:包括椎間隙滲漏、椎旁軟組織滲漏、椎體前方滲漏、靜脈叢滲漏、椎管內滲漏。④ 術前、術后1個月及末次隨訪時,于側位X線片測量椎體中線高度及Cobb角。
1.6 統計學方法
采用SPSS22.0統計軟件進行分析。計量資料行正態性檢驗,均符合正態分布,數據以均數±標準差表示,兩組各時間點VAS評分、椎體中線高度及Cobb角比較采用重復測量方差分析,若不滿足球形檢驗,采用Greenhouse-Geisser法進行校正,同一組別不同時間點比較采用 Bonferroni 法,同一時間點不同組別間比較采用多因素方差分析;其余計量資料兩組間比較采用獨立樣本t檢驗。計數資料以率表示,組間比較采用χ2檢驗;等級資料比較采用秩和檢驗。檢驗水準α=0.05。
2 結果
機器人組工作通道建立時間明顯少于C臂組,術中透視劑量明顯大于C臂組,差異均有統計學意義(P<0.001);兩組骨水泥注入量差異無統計學意義(t=1.149,P=0.252)。所有患者均獲隨訪,隨訪時間10~14個月,平均12個月。兩組患者術后各時間點VAS評分均較術前顯著改善,差異有統計學意義(P<0.05);除機器人組術中VAS評分顯著優于C臂組(P<0.05)外,其余各時間點兩組VAS評分比較差異均無統計學意義(P>0.05)。見表1、圖1a。兩組均無感染、脊髓或神經損傷、肺栓塞等嚴重并發癥發生;機器人組5例(5.7%)、C臂組7例(10.2%)發生相鄰節段骨折,發生率比較差異無統計學意義(χ2=1.105,P=0.293)。

a. VAS評分;b. 椎體中線高度;c. Cobb角
Figure1. Change trend of VAS score, midline vertebral height, and Cobb angle in the two groupsa. VAS score; b. Midline vertebral height; c. Cobb angle
機器人組術后1 d穿刺偏移程度、術后1 d骨水泥彌散程度以及術后1個月、末次隨訪時的椎體中線高度和Cobb角均明顯優于C臂組,差異有統計學意義(P<0.05)。見表2及圖1b、c。機器人組8例(9.1%)發生骨水泥滲漏,其中椎間隙滲漏5例、椎旁軟組織滲漏2例、靜脈叢滲漏1例;C臂組16例(23.5%)發生骨水泥滲漏,其中椎間隙滲漏7例,椎旁軟組織滲漏7例,靜脈叢滲漏2例;機器人組骨水泥滲漏發生率明顯低于C臂組(χ2=5.993,P=0.014);兩組均無椎管內滲漏。見圖2。


a. 術前側位X線片;b. 術前CT;c. 術前MRI;d. 改良示蹤器固定方法;e. 術中機器人輔助下置入導針;f. 置入工作套筒;g、h. 術后1 d 正側位X線片示骨水泥彌散良好;i. 術后1 d CT示無骨水泥滲漏;j、k. 術后12個月正側位X線片示椎體高度保持良好
Figure2. A 69-year-old female patient with OVCF at L1 caused by falling in robot groupa. Preoperative lateral X-ray film; b. Preoperative CT; c. Preoperative MRI; d. Modified tracer fixation method; e. Inserted the guide wire assisted by robot; f. Inserted the sleeve; g, h. Anteroposterior and lateral X-ray films at 1 day after operation showed great diffusion of bone cement; i. CT at 1 day after operation showed no cement leakage; j, k. Anteroposterior and lateral X-ray films at 12 monthes after operation showed that the vertebral height maintained well
3 討論
雖然對于骨科機器人的穿刺精準性已達成共識[10],但需要額外增加手術切口固定示蹤器,在PKP治療中仍存在不少爭議[5-7]。本研究中,機器人組改良了患者示蹤器固定方式,通過三角形結構黏貼固定,使示蹤器固定牢靠,且避免了額外手術切口。另外,還減小了患者術中疼痛刺激,提高了患者手術滿意度。常規C臂X線機透視下采用局部麻醉行PKP時,患者常感受到明顯疼痛刺激,平均VAS評分可達6.6分[11-12]。本研究中,機器人組的工作通道建立時間和術中VAS評分均明顯小于C臂組,考慮原因為傳統C臂X線機透視下的穿刺點常需要根據透視結果進行多次調整,工作通道建立時間長,患者受到的疼痛刺激較大;而機器人輔助下可以一次性準確置入導針,再順導針準確置入工作通道,患者疼痛刺激較小。
骨科機器人輔助PKP矯正脊柱后凸畸形效果是否優于傳統C臂X線機透視下PKP,目前尚存在爭議[7,13-15]。Alsalmi等[13]研究結果顯示,機器人輔助PKP術后椎體后凸Cobb角及椎體高度改善率明顯優于傳統C臂X線機。袁偉等[7]認為通過機器人輔助能將球囊精準置入椎體正中或骨折塌陷最嚴重部位,能更有效地使椎體撐開復位。而郭松等[14]和鄭博隆等[15]的相關研究認為,兩者在改善脊柱后凸畸形方面無明顯差異。本研究中,C臂組骨水泥滲漏發生率較高,且骨水泥注入量略低于機器人組,術后可能存在椎體高度丟失,可能是脊柱后凸畸形改善情況較機器人組差的原因之一。
骨水泥滲漏和彌散與多種因素相關,如術式選擇、骨水泥材料選擇、骨水泥填充方式選擇、骨水泥黏度選擇、穿刺精度不同等[16-23]。相關研究認為,機器人輔助時可以一次性穿刺成功,避免穿刺通道因反復調整造成骨質破壞,并且穿刺準確,因此可減少骨水泥滲漏,骨水泥彌散更好[14-15,24-25]。Yuan等[24]研究發現機器人輔助手術的穿刺成功率95.8%明顯高于C臂組的63.2%,認為準確的穿刺使球囊在椎體中央位置擴張,可降低骨水泥滲漏的風險。郭松等[14]的研究發現常規C臂X線機透視組的骨水泥以單側彌散為主,而機器人輔助下椎體成形術的骨水泥彌散情況優于常規C臂X線機透視手術。
在胸腰椎植釘或多節段PKP研究結果中,機器人輔助可以減少患者所受輻射傷害[6,10]。本研究中,機器人組輻射劑量明顯高于C臂組,原因主要是天璣骨科機器人為了實現人機協同運動功能,減少圖像漂移現象,術中需要1次連續掃描進行實時數據收集[26-29]。以色列Mazor手術機器人通過術前CT圖像與術中正側位/斜位透視結合定位配準,可減少術中透視劑量,但患者術中體位與術前存在一定偏差,精準性難免受到一定影響[30-32]。天璣骨科機器人在術中連續掃描收集實時數據時,能否通過降低掃描頻率或者使用更低放射量的X線機來降低患者術中受到的輻射傷害,是未來研究方向。
綜上述,相比傳統C臂X線機輔助下單節段PKP,改良示蹤器固定方式的骨科機器人PKP可明顯減輕術中患者疼痛,提高患者手術滿意度,在減少穿刺偏移程度、減少骨水泥滲漏和改善骨水泥彌散程度方面具有明顯優勢。但骨科機器人仍存在放射劑量較大的不足,如何在降低放射劑量的同時維持良好的精準率是未來研究方向。
利益沖突 在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突;經費支持沒有影響文章觀點和對研究數據客觀結果的統計分析及其報道
倫理聲明 研究方案經四川省人民醫院醫學倫理委員會批準(2019年第298號)
作者貢獻聲明 林書:數據收集、整理、統計分析、繪圖、文章撰寫等;譚科、胡豇、萬侖:文章起草、科研設計、既往研究成果收集;王躍:文章的整體設計與內容修改、審閱