引用本文: 楊成志, 劉剛, 唐經勵, 黎高榮, 覃習, 胡居正. 天璣骨科機器人輔助經皮骶髂空心螺釘內固定治療骨盆后環損傷合并骶骨變異. 中國修復重建外科雜志, 2022, 36(8): 940-945. doi: 10.7507/1002-1892.202204043 復制
骨盆后環對維持骨盆穩定性的作用占60%[1],骨盆后環損傷多為高能量損傷,一般為不穩定型骨盆損傷,具有較高致殘率和致死率,首選手術治療。傳統方法采用切開復位內固定術,存在創傷大、出血多及并發癥發生率高等缺點。
許多研究描述了潛在的骶骨解剖變異[2-5],發現近50%成年人骶骨存在變異畸形,主要分為以下5類[6]:骶骨副耳狀面、骶骨過度傾斜(占比最大)、過渡椎(腰椎骶化/骶椎腰化)、骶椎縱裂及多重變異、類型多樣化。骶骨變異使得骶骨解剖復雜化,如螺釘的骨性通道狹窄、骶骨傾斜度大、骶孔不規則等,在傳統X線透視下建立S1、S2螺釘通道時,影像學標記在X線片上難以辨認,將進一步影響骶髂螺釘植入的安全性和穩定性。近年來,國內外各種人工智能醫療設備(導航系統、手術機器人)逐漸在醫學領域應用,且功能日趨完善,手術機器人輔助技術在精準、微創、智能和可重復性上較傳統手術方式具有巨大優勢[7-9]。
我院于2020年1月引進第3代天璣骨科機器人(北京天智航醫療科技股份有限公司)。現回顧分析2020年1月—2021年6月我們采用天璣骨科機器人輔助經皮骶髂空心螺釘內固定治療的7例骨盆后環損傷合并骶骨變異患者臨床資料,探討天璣骨科機器人輔助治療不穩定型骨盆骨折合并骶骨變異的可行性及安全性,以及螺釘植入注意事項和體會。報告如下。
1 臨床資料
1.1 一般資料
納入標準:① 新鮮Tile C型骨盆骨折合并骶骨變異,經牽引或STARR骨盆微創復位架復位后,骨折移位明顯改善;② 應用經皮骶髂空心螺釘內固定術固定骨盆后環;③ 使用天璣骨科機器人輔助植入螺釘。排除標準:① 髂骨進釘點區域骨折;② 骨折復位不良;③ 伴有嚴重心、肺、肝、腎及嚴重骨質疏松等疾病;④ 隨訪資料不完整或隨訪時間<6個月。
本組男5例,女2例;年齡17~56歲,平均36歲。致傷原因:交通事故傷 4例,高處墜落傷3例。骨盆骨折Tile分型:C1.1型1例,C1.2型1例,C1.3型5例;骶骨骨折根據Denis分區:Ⅰ區3例,Ⅱ區4例;骶骨畸形:腰椎骶化3例,骶椎腰化2例,骶骨副耳狀面2例。合并腰椎骨折2例,Morel?Lavallée損傷1例,股骨骨折1例,跟骨骨折1例,顱腦損傷2例,胸部損傷2例。受傷至手術時間2~7 d,平均4.6 d。
1.2 手術方法
患者于全身麻醉下,仰臥位于碳纖維手術床或木質手術床上,患側骨盆稍偏外靠近一側手術床緣,骶尾骨處稍墊高。對于明顯移位的骨盆骨折或骶髂關節脫位,采用STARR骨盆微創復位架進行閉合復位,解鎖骨盆環,糾正內外旋移位,患側股骨髁上骨牽引,將上移的骨盆向下牽引進行復位。
通過移動式三維C臂CT系統(Siemens公司,德國)采集骨盆三維影像。骨科機器人空間定位后,將機器人的機械臂運動至規劃軌跡位置。作長約1 cm切口,血管鉗鈍性分離肌肉筋膜組織至髂骨骨面,通過套筒經皮置入導針。移動式三維C臂CT系統在二維模式下透視確認S1、S2導針位置準確,避免導針進入骶岬上緣、骶管、骶前皮質等髂血管及骶神經通過的解剖位置;空心鉆沿導針鉆入骨質,植入合適長度的空心螺釘。若骶髂關節存在明顯分離,采用半螺紋空心螺釘進行加壓固定;對于骶骨DenisⅡ區骨折,特別是骶神經孔周圍骨質粉碎者,采用全螺紋通道空心螺釘,避免骨折斷端加壓引起骶神經孔直徑縮小而造成骶神經卡壓。術后采用移動式三維C臂CT系統再次行骨盆掃描,確定骨折復位及螺釘位置情況良好。7例患者中有4例同時行微創經皮骨盆前環內固定術,1例行切開復位鋼板內固定。積極處理其他合并損傷。
1.3 術后處理
術后24 h予以一代頭孢菌素或二代頭孢菌素預防感染,術后口服利伐沙班預防下肢深靜脈血栓形成;術后第3天開始進行下肢關節CPM訓練;術后1、2、3、6、12個月定期門診隨訪,根據骨折愈合情況指導患者行漸進性功能鍛煉,術后6周拄拐部分負重行走,3個月內避免患肢全負重。
1.4 療效評價指標
有效性評價:① 每枚螺釘植入時間:無論患者植入單枚或多枚螺釘,每枚螺釘植入時間均從機器人設備連接、圖像采集、路徑規劃與模擬至螺釘植入完成為止計算。② 每枚導針置入透視次數:置入導針后,為進一步驗證機器人置入導針的準確性,進行骨盆入口位、出口位、標準側位透視評估,記錄透視次數。③ 螺釘植入準確性評價:術后行骨盆CT檢查,評價螺釘植入位置是否滿意。評價標準[10]:優,螺釘完全位于通道內;良,螺釘部分接觸骶骨皮質骨但無穿出;差,螺釘穿出皮質骨、關節腔內或進入椎管內、骶孔內。
安全性評價:記錄術中及術后并發癥以及機器人設備相關不良事件。末次隨訪時,根據Majeed評分[11]評定臨床療效。
影像學評價:① 骨盆骨折復位質量:術后常規攝骨盆前后位、出入口位、標準側位X線片及骨盆CT平掃+三維重建,應用Matta[12]影像學評分系統評價骨盆骨折復位質量。② 骨折愈合時間:骨折愈合標準為X線片示骨折線模糊,有連續性骨痂通過骨折線。
2 結果
本組術中共植入13枚螺釘,每枚螺釘植入時間為 10~23 min,平均18.2 min;導針位置良好,無1例進行導針調整,每枚導針置入透視次數3~7次,中位數4次。術后3 d影像學檢查示骶髂螺釘植入位置均為優。本組無切口感染、血管神經損傷等并發癥發生;并且未發生與機器人設備相關的不良事件。術后3 d采用Matta評分評價骨折復位質量獲優6例、良1例,優良率100%。7例患者均獲隨訪,隨訪時間6~15個月,平均12.4個月。患者骨折均獲骨性愈合,愈合時間為18~24周,平均21.2周。末次隨訪時Majeed評分為81~95分,平均91.5分;其中優5例、良2例,優良率100%。見圖1。

a~f. 術前骨盆X線片、CT平掃+三維重建示Tile C1.3型骨盆骨折,骶骨變異(腰椎骶化,S1椎弓根螺釘通道直徑狹小,S1椎體斜坡傾斜度大);g、h. 術前規劃S1、S2螺釘通道;i、j. 術后3 d骨盆X線片及CT三維重建示骨盆后環骨折復位良好;k~m. 術后1個月骨盆CT示S1、S2螺釘位置準確;n. 術后6個月骨盆X線片示骨折已達骨性愈合;o. 術后6個月下肢關節功能良好
Figure1. A 38-year-old male patient with posterior pelvic ring injury caused by traffic accidenta-f. Preoperative pelvic X-ray film, CT scan and three-dimensional reconstruction showed Tile type C1.3 pelvic fracture, sacral variations (lumbar sacralization, S1 pedicle screw channel with a narrow diameter, S1 vertebral slope with large inclination); g, h. Preoperative planning of S1 and S2 screw channels; i, j. Pelvic X-ray film and CT three-dimensional reconstruction showed that the posterior pelvic ring fracture reduction were well recovered at 3 days after operation; k-m. Pelvic CT showed that the S1 and S2 screws position were good at 1 month after operation; n. X-ray film showed that the pelvic fracture healed at 6 months after operation; o. The joint function of lower limb was good at 6 months after operation
3 討論
3.1 骶髂螺釘固定骨盆后環的可行性
骶髂關節后方韌帶復合體對骨盆環的穩定發揮著重要作用。傳統切開復位內固定術一直是治療不穩定型骨盆骨折的標準手術方式,但存在手術創傷大,失血、感染等并發癥發生率高等不足[13]。隨著現代醫學不斷發展,經皮微創骶髂空心螺釘內固定術已成為一種理想術式,且已廣泛應用于臨床,其生物力學穩定性優于后路鋼板內固定和腰髂固定[1]。Routt等[14]于1993年首次報道在俯臥位下采用經皮螺釘技術治療骨盆后環骨折,手術微創,軟組織損傷小,明顯減少了術中出血量及術后感染率。Matta[15]于1996年報道仰臥位采用經皮空心螺釘內固定技術,將損傷一側的髂骨經骶髂關節固定于S1、S2椎體上,臨床療效滿意。我們前期采用經皮骶髂螺釘內固定術治療42例骨盆后環損傷患者[16],共植入64枚骶髂螺釘,術后螺釘位置評價均達優,骨折均獲骨性愈合,臨床療效良好。我們認為對于同時合并有前環的骨折,需要同時復位固定,符合骨盆骨折固定的生物力學基礎。對于骨盆前、后環骨折患者,術后建議臥床1個月,以避免骨折再移位、螺釘位置失效的發生。
3.2 骶骨變異對骨盆后環植釘的影響
骶骨由5個骶椎融合而成,其形態較為復雜,骶骨的椎弓根與橫突融合,形成了其兩側的翼狀結構。骶髂螺釘可沿S1和S2節段的椎弓根進入椎體,S1椎弓根的橫斷面積為1.0~1.5 cm2,由內上方輕度斜向外下方,因此熟悉周圍解剖結構非常重要。骶骨被認為是一塊具有高度變異特性的骨骼[17],一項基于西方人尸體的解剖研究[18]發現骶骨變異發生率為30%~85%。Wu等[6]對203份完整的干燥中國成人骨骼標本通過大體觀察骶骨變異的形態學特征,發現骶骨總變異率為58.1%(男性57.4%、女性59.5%)。
傳統方式行骶髂螺釘植入,術中需要C臂X線機反復透視骨盆前后位、側位、入口位、出口位、髂骨皮質重疊密度增高影等多位置影像,增加了透視時間及電離輻射。Crowl等[19]報道采用C臂X線機透視下經皮微創植入1枚骨盆通道螺釘,平均需要透視62次。另外,在C臂X線機透視輔助經皮植入骨盆髖臼螺釘手術中,往往出現導針位置不滿意的情況,為了保證植釘位置準確必須重新置入導針,延長了手術時間,增加了患者和醫務人員電離輻射損害[20]。對于骶骨、骶髂關節損傷嚴重或骶骨變異的情況,C臂X線機透視下植釘難度大大增加,同時輻射暴露也增加。Zwingmann等[21]于C臂X線機輔助下采用傳統透視技術植入骶髂螺釘,發現植入的131枚骶髂螺釘僅42%完全位于規劃骨道中,其中19%需要進行二次翻修手術。作者分析出現骶髂螺釘偏出的主要原因包括骶骨變異、過度肥胖以及腸道積氣等。Routt等[22]報道采用經皮螺釘內固定術治療68例骨盆后環骨折患者,共植入103枚螺釘,取得了令人滿意的臨床效果。盡管如此,Routt等[23]進一步研究指出,因部分患者存在骶骨變異,骶骨螺釘通道位置相對狹窄,導針置入困難,且一旦初次導針置入位置不良,再次調整易受到之前誤操作的影響,難度增大,導針容易誤入假道,甚至可能調整失敗而使得導針誤入骨盆內、骶管內,發生盆腔大血管、骶神經及盆腔臟器損傷等嚴重并發癥。
3.3 骨科機器人的優勢
與傳統C臂X線機透視引導下植入螺釘相比,骨科機器人輔助植釘具有以下優勢[24-25]:① 定位準確,提高螺釘植入的精準性。尤其對于骶骨變異患者,骨科機器人輔助植釘優勢更為顯著。單純透視下徒手植釘時,術者需一手持導針套筒,另一手持電鉆鉆入導針,容易出現輕微擺動,維持導針路徑操作難度較大,特別是在恥骨上支狹長通道植釘更為困難。骨科機器人則克服了這一難點,可為術者提供完全剛性的螺釘路徑通道支持,通過機械臂的運動引導,導針可精準、穩定、安全地置入相應解剖部位。本研究中7例患者均合并骶骨變異,但骨盆后環螺釘植入位置均達優。② 手術時間短。光學跟蹤系統進行實時位置監控,一旦出現定位誤差,會引導機械臂自動跟蹤調整,術中不必反復透視,增加了手術流暢度和靈活性,提高了手術效率。③ 電離輻射損害小。與徒手植釘需反復多次透視相比,骨科機器人輔助植釘明顯減少了透視次數,減少了術中患者和術者的放射暴露。④ 手術操作智能化。手術過程根據計算機導航系統提前完成路徑定位及手術規劃,學習曲線短。
骨科機器人的應用,給骨盆骨折的微創治療帶來了革命性改變。然而,髂骨后緣呈漏斗狀斜坡形態,導針接觸髂骨骨皮質時常出現打滑現象,從而出現導針偏移,導針置入時誤入骶孔、骶管及穿破骶前/上皮質,有骶神經、血管損傷風險,特別是骶骨存在畸形時風險更大。我們的體會和經驗是:① 術中導針置入時需采取“快鉆慢進”的操作;② 切開皮膚后鈍性分離達入口皮質進釘點處,避免臀部軟組織對導針的彎折擠壓,從而導致導針彎曲;③ 采用直徑2.8 mm導針建立骨隧道,再更換直徑2.5 mm螺釘導針置入骨隧道內,可減少直接應用2.5 mm導針建立骨隧道時出現導針在骨質內偏移,特別是對骨量較好的年輕患者如此操作優勢更明顯。
3.4 應用骨科機器人的注意事項
骨科機器人作為大型醫用電子機械裝備,臨床醫生必須經過嚴格培訓及考核才可以開展此項技術,須嚴格把握手術適應證并且按照規范使用流程進行操作,保證系統的精度以及后續手術操作順利進行。不能一味追求微創,骨盆骨折復位仍是關鍵。同時,在術中注意做好患者和術者電離輻射防護。
綜上述,天璣骨科機器人輔助手術具有安全、精準、微創、智能的臨床優勢,是微創治療骨盆后環損傷,尤其是同時合并骶骨變異患者的理想方法。下一步我們將進行更大樣本病例的長期隨訪,對天璣骨科機器人輔助治療骨盆骨折的臨床療效進行更為全面和準確的評價。
利益沖突 在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突;課題經費支持沒有影響文章觀點和對研究數據客觀結果的分析及其報道
倫理聲明 研究方案經廣西醫科大學第四附屬醫院/柳州市工人醫院醫學倫理委員會批準(LW2022056)
作者貢獻聲明 楊成志:研究設計,數據收集、整理、統計分析,文章撰寫;劉剛、唐經勵、黎高榮、覃習:科研設計、研究成果收集;胡居正:研究實施,文章整體設計和內容修改、審閱
骨盆后環對維持骨盆穩定性的作用占60%[1],骨盆后環損傷多為高能量損傷,一般為不穩定型骨盆損傷,具有較高致殘率和致死率,首選手術治療。傳統方法采用切開復位內固定術,存在創傷大、出血多及并發癥發生率高等缺點。
許多研究描述了潛在的骶骨解剖變異[2-5],發現近50%成年人骶骨存在變異畸形,主要分為以下5類[6]:骶骨副耳狀面、骶骨過度傾斜(占比最大)、過渡椎(腰椎骶化/骶椎腰化)、骶椎縱裂及多重變異、類型多樣化。骶骨變異使得骶骨解剖復雜化,如螺釘的骨性通道狹窄、骶骨傾斜度大、骶孔不規則等,在傳統X線透視下建立S1、S2螺釘通道時,影像學標記在X線片上難以辨認,將進一步影響骶髂螺釘植入的安全性和穩定性。近年來,國內外各種人工智能醫療設備(導航系統、手術機器人)逐漸在醫學領域應用,且功能日趨完善,手術機器人輔助技術在精準、微創、智能和可重復性上較傳統手術方式具有巨大優勢[7-9]。
我院于2020年1月引進第3代天璣骨科機器人(北京天智航醫療科技股份有限公司)。現回顧分析2020年1月—2021年6月我們采用天璣骨科機器人輔助經皮骶髂空心螺釘內固定治療的7例骨盆后環損傷合并骶骨變異患者臨床資料,探討天璣骨科機器人輔助治療不穩定型骨盆骨折合并骶骨變異的可行性及安全性,以及螺釘植入注意事項和體會。報告如下。
1 臨床資料
1.1 一般資料
納入標準:① 新鮮Tile C型骨盆骨折合并骶骨變異,經牽引或STARR骨盆微創復位架復位后,骨折移位明顯改善;② 應用經皮骶髂空心螺釘內固定術固定骨盆后環;③ 使用天璣骨科機器人輔助植入螺釘。排除標準:① 髂骨進釘點區域骨折;② 骨折復位不良;③ 伴有嚴重心、肺、肝、腎及嚴重骨質疏松等疾病;④ 隨訪資料不完整或隨訪時間<6個月。
本組男5例,女2例;年齡17~56歲,平均36歲。致傷原因:交通事故傷 4例,高處墜落傷3例。骨盆骨折Tile分型:C1.1型1例,C1.2型1例,C1.3型5例;骶骨骨折根據Denis分區:Ⅰ區3例,Ⅱ區4例;骶骨畸形:腰椎骶化3例,骶椎腰化2例,骶骨副耳狀面2例。合并腰椎骨折2例,Morel?Lavallée損傷1例,股骨骨折1例,跟骨骨折1例,顱腦損傷2例,胸部損傷2例。受傷至手術時間2~7 d,平均4.6 d。
1.2 手術方法
患者于全身麻醉下,仰臥位于碳纖維手術床或木質手術床上,患側骨盆稍偏外靠近一側手術床緣,骶尾骨處稍墊高。對于明顯移位的骨盆骨折或骶髂關節脫位,采用STARR骨盆微創復位架進行閉合復位,解鎖骨盆環,糾正內外旋移位,患側股骨髁上骨牽引,將上移的骨盆向下牽引進行復位。
通過移動式三維C臂CT系統(Siemens公司,德國)采集骨盆三維影像。骨科機器人空間定位后,將機器人的機械臂運動至規劃軌跡位置。作長約1 cm切口,血管鉗鈍性分離肌肉筋膜組織至髂骨骨面,通過套筒經皮置入導針。移動式三維C臂CT系統在二維模式下透視確認S1、S2導針位置準確,避免導針進入骶岬上緣、骶管、骶前皮質等髂血管及骶神經通過的解剖位置;空心鉆沿導針鉆入骨質,植入合適長度的空心螺釘。若骶髂關節存在明顯分離,采用半螺紋空心螺釘進行加壓固定;對于骶骨DenisⅡ區骨折,特別是骶神經孔周圍骨質粉碎者,采用全螺紋通道空心螺釘,避免骨折斷端加壓引起骶神經孔直徑縮小而造成骶神經卡壓。術后采用移動式三維C臂CT系統再次行骨盆掃描,確定骨折復位及螺釘位置情況良好。7例患者中有4例同時行微創經皮骨盆前環內固定術,1例行切開復位鋼板內固定。積極處理其他合并損傷。
1.3 術后處理
術后24 h予以一代頭孢菌素或二代頭孢菌素預防感染,術后口服利伐沙班預防下肢深靜脈血栓形成;術后第3天開始進行下肢關節CPM訓練;術后1、2、3、6、12個月定期門診隨訪,根據骨折愈合情況指導患者行漸進性功能鍛煉,術后6周拄拐部分負重行走,3個月內避免患肢全負重。
1.4 療效評價指標
有效性評價:① 每枚螺釘植入時間:無論患者植入單枚或多枚螺釘,每枚螺釘植入時間均從機器人設備連接、圖像采集、路徑規劃與模擬至螺釘植入完成為止計算。② 每枚導針置入透視次數:置入導針后,為進一步驗證機器人置入導針的準確性,進行骨盆入口位、出口位、標準側位透視評估,記錄透視次數。③ 螺釘植入準確性評價:術后行骨盆CT檢查,評價螺釘植入位置是否滿意。評價標準[10]:優,螺釘完全位于通道內;良,螺釘部分接觸骶骨皮質骨但無穿出;差,螺釘穿出皮質骨、關節腔內或進入椎管內、骶孔內。
安全性評價:記錄術中及術后并發癥以及機器人設備相關不良事件。末次隨訪時,根據Majeed評分[11]評定臨床療效。
影像學評價:① 骨盆骨折復位質量:術后常規攝骨盆前后位、出入口位、標準側位X線片及骨盆CT平掃+三維重建,應用Matta[12]影像學評分系統評價骨盆骨折復位質量。② 骨折愈合時間:骨折愈合標準為X線片示骨折線模糊,有連續性骨痂通過骨折線。
2 結果
本組術中共植入13枚螺釘,每枚螺釘植入時間為 10~23 min,平均18.2 min;導針位置良好,無1例進行導針調整,每枚導針置入透視次數3~7次,中位數4次。術后3 d影像學檢查示骶髂螺釘植入位置均為優。本組無切口感染、血管神經損傷等并發癥發生;并且未發生與機器人設備相關的不良事件。術后3 d采用Matta評分評價骨折復位質量獲優6例、良1例,優良率100%。7例患者均獲隨訪,隨訪時間6~15個月,平均12.4個月。患者骨折均獲骨性愈合,愈合時間為18~24周,平均21.2周。末次隨訪時Majeed評分為81~95分,平均91.5分;其中優5例、良2例,優良率100%。見圖1。

a~f. 術前骨盆X線片、CT平掃+三維重建示Tile C1.3型骨盆骨折,骶骨變異(腰椎骶化,S1椎弓根螺釘通道直徑狹小,S1椎體斜坡傾斜度大);g、h. 術前規劃S1、S2螺釘通道;i、j. 術后3 d骨盆X線片及CT三維重建示骨盆后環骨折復位良好;k~m. 術后1個月骨盆CT示S1、S2螺釘位置準確;n. 術后6個月骨盆X線片示骨折已達骨性愈合;o. 術后6個月下肢關節功能良好
Figure1. A 38-year-old male patient with posterior pelvic ring injury caused by traffic accidenta-f. Preoperative pelvic X-ray film, CT scan and three-dimensional reconstruction showed Tile type C1.3 pelvic fracture, sacral variations (lumbar sacralization, S1 pedicle screw channel with a narrow diameter, S1 vertebral slope with large inclination); g, h. Preoperative planning of S1 and S2 screw channels; i, j. Pelvic X-ray film and CT three-dimensional reconstruction showed that the posterior pelvic ring fracture reduction were well recovered at 3 days after operation; k-m. Pelvic CT showed that the S1 and S2 screws position were good at 1 month after operation; n. X-ray film showed that the pelvic fracture healed at 6 months after operation; o. The joint function of lower limb was good at 6 months after operation
3 討論
3.1 骶髂螺釘固定骨盆后環的可行性
骶髂關節后方韌帶復合體對骨盆環的穩定發揮著重要作用。傳統切開復位內固定術一直是治療不穩定型骨盆骨折的標準手術方式,但存在手術創傷大,失血、感染等并發癥發生率高等不足[13]。隨著現代醫學不斷發展,經皮微創骶髂空心螺釘內固定術已成為一種理想術式,且已廣泛應用于臨床,其生物力學穩定性優于后路鋼板內固定和腰髂固定[1]。Routt等[14]于1993年首次報道在俯臥位下采用經皮螺釘技術治療骨盆后環骨折,手術微創,軟組織損傷小,明顯減少了術中出血量及術后感染率。Matta[15]于1996年報道仰臥位采用經皮空心螺釘內固定技術,將損傷一側的髂骨經骶髂關節固定于S1、S2椎體上,臨床療效滿意。我們前期采用經皮骶髂螺釘內固定術治療42例骨盆后環損傷患者[16],共植入64枚骶髂螺釘,術后螺釘位置評價均達優,骨折均獲骨性愈合,臨床療效良好。我們認為對于同時合并有前環的骨折,需要同時復位固定,符合骨盆骨折固定的生物力學基礎。對于骨盆前、后環骨折患者,術后建議臥床1個月,以避免骨折再移位、螺釘位置失效的發生。
3.2 骶骨變異對骨盆后環植釘的影響
骶骨由5個骶椎融合而成,其形態較為復雜,骶骨的椎弓根與橫突融合,形成了其兩側的翼狀結構。骶髂螺釘可沿S1和S2節段的椎弓根進入椎體,S1椎弓根的橫斷面積為1.0~1.5 cm2,由內上方輕度斜向外下方,因此熟悉周圍解剖結構非常重要。骶骨被認為是一塊具有高度變異特性的骨骼[17],一項基于西方人尸體的解剖研究[18]發現骶骨變異發生率為30%~85%。Wu等[6]對203份完整的干燥中國成人骨骼標本通過大體觀察骶骨變異的形態學特征,發現骶骨總變異率為58.1%(男性57.4%、女性59.5%)。
傳統方式行骶髂螺釘植入,術中需要C臂X線機反復透視骨盆前后位、側位、入口位、出口位、髂骨皮質重疊密度增高影等多位置影像,增加了透視時間及電離輻射。Crowl等[19]報道采用C臂X線機透視下經皮微創植入1枚骨盆通道螺釘,平均需要透視62次。另外,在C臂X線機透視輔助經皮植入骨盆髖臼螺釘手術中,往往出現導針位置不滿意的情況,為了保證植釘位置準確必須重新置入導針,延長了手術時間,增加了患者和醫務人員電離輻射損害[20]。對于骶骨、骶髂關節損傷嚴重或骶骨變異的情況,C臂X線機透視下植釘難度大大增加,同時輻射暴露也增加。Zwingmann等[21]于C臂X線機輔助下采用傳統透視技術植入骶髂螺釘,發現植入的131枚骶髂螺釘僅42%完全位于規劃骨道中,其中19%需要進行二次翻修手術。作者分析出現骶髂螺釘偏出的主要原因包括骶骨變異、過度肥胖以及腸道積氣等。Routt等[22]報道采用經皮螺釘內固定術治療68例骨盆后環骨折患者,共植入103枚螺釘,取得了令人滿意的臨床效果。盡管如此,Routt等[23]進一步研究指出,因部分患者存在骶骨變異,骶骨螺釘通道位置相對狹窄,導針置入困難,且一旦初次導針置入位置不良,再次調整易受到之前誤操作的影響,難度增大,導針容易誤入假道,甚至可能調整失敗而使得導針誤入骨盆內、骶管內,發生盆腔大血管、骶神經及盆腔臟器損傷等嚴重并發癥。
3.3 骨科機器人的優勢
與傳統C臂X線機透視引導下植入螺釘相比,骨科機器人輔助植釘具有以下優勢[24-25]:① 定位準確,提高螺釘植入的精準性。尤其對于骶骨變異患者,骨科機器人輔助植釘優勢更為顯著。單純透視下徒手植釘時,術者需一手持導針套筒,另一手持電鉆鉆入導針,容易出現輕微擺動,維持導針路徑操作難度較大,特別是在恥骨上支狹長通道植釘更為困難。骨科機器人則克服了這一難點,可為術者提供完全剛性的螺釘路徑通道支持,通過機械臂的運動引導,導針可精準、穩定、安全地置入相應解剖部位。本研究中7例患者均合并骶骨變異,但骨盆后環螺釘植入位置均達優。② 手術時間短。光學跟蹤系統進行實時位置監控,一旦出現定位誤差,會引導機械臂自動跟蹤調整,術中不必反復透視,增加了手術流暢度和靈活性,提高了手術效率。③ 電離輻射損害小。與徒手植釘需反復多次透視相比,骨科機器人輔助植釘明顯減少了透視次數,減少了術中患者和術者的放射暴露。④ 手術操作智能化。手術過程根據計算機導航系統提前完成路徑定位及手術規劃,學習曲線短。
骨科機器人的應用,給骨盆骨折的微創治療帶來了革命性改變。然而,髂骨后緣呈漏斗狀斜坡形態,導針接觸髂骨骨皮質時常出現打滑現象,從而出現導針偏移,導針置入時誤入骶孔、骶管及穿破骶前/上皮質,有骶神經、血管損傷風險,特別是骶骨存在畸形時風險更大。我們的體會和經驗是:① 術中導針置入時需采取“快鉆慢進”的操作;② 切開皮膚后鈍性分離達入口皮質進釘點處,避免臀部軟組織對導針的彎折擠壓,從而導致導針彎曲;③ 采用直徑2.8 mm導針建立骨隧道,再更換直徑2.5 mm螺釘導針置入骨隧道內,可減少直接應用2.5 mm導針建立骨隧道時出現導針在骨質內偏移,特別是對骨量較好的年輕患者如此操作優勢更明顯。
3.4 應用骨科機器人的注意事項
骨科機器人作為大型醫用電子機械裝備,臨床醫生必須經過嚴格培訓及考核才可以開展此項技術,須嚴格把握手術適應證并且按照規范使用流程進行操作,保證系統的精度以及后續手術操作順利進行。不能一味追求微創,骨盆骨折復位仍是關鍵。同時,在術中注意做好患者和術者電離輻射防護。
綜上述,天璣骨科機器人輔助手術具有安全、精準、微創、智能的臨床優勢,是微創治療骨盆后環損傷,尤其是同時合并骶骨變異患者的理想方法。下一步我們將進行更大樣本病例的長期隨訪,對天璣骨科機器人輔助治療骨盆骨折的臨床療效進行更為全面和準確的評價。
利益沖突 在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突;課題經費支持沒有影響文章觀點和對研究數據客觀結果的分析及其報道
倫理聲明 研究方案經廣西醫科大學第四附屬醫院/柳州市工人醫院醫學倫理委員會批準(LW2022056)
作者貢獻聲明 楊成志:研究設計,數據收集、整理、統計分析,文章撰寫;劉剛、唐經勵、黎高榮、覃習:科研設計、研究成果收集;胡居正:研究實施,文章整體設計和內容修改、審閱