引用本文： 陈豪杰, 刘世长, 张嘉男, 杨俊松, 郝定均, 赵帅, 张子龙, 杨佳瑞, 乔瑞, 黄小强. 徒手与机器人辅助皮质骨轨迹螺钉固定治疗合并骨质疏松症的腰椎退行性疾病对比研究. 中国修复重建外科杂志, 2020, 34(9): 1142-1148. doi: 10.7507/1002-1892.202001070 复制
随着人口老龄化加剧，近年来老年退变性脊柱疾病发生率逐年上升。这类患者骨质质量均有不同程度下降，腰椎后路减压融合内固定术中若采用传统椎弓根螺钉，其松动率超过 60%，远期可能发生螺钉-骨界面松动，继而导致螺钉拔出、内固定失败以及交界性后凸等并发症[1-2]。传统常通过延长固定节段、增加螺钉长度与直径及骨水泥强化钉道来增强内固定的生物力学稳定性，但这些措施增加了手术创伤及手术风险[3-4]。2009 年 Santoni 等[5]提出皮质骨轨迹（cortical bone trajectory，CBT）螺钉内固定技术，与传统椎弓根螺钉内固定技术相比具有更牢靠的生物力学优势。然而安全、准确地植入 CBT 螺钉对脊柱外科医师技术要求高。目前，脊柱机器人在脊柱外科手术中的应用日益广泛。但 Marcus 等[6]的荟萃分析结果显示，对比徒手植钉，机器人辅助植钉并未显现出更高的准确率。本研究通过比较徒手与机器人辅助两种方式下植入 CBT 螺钉治疗合并骨质疏松症的腰椎退行性疾病疗效，旨在为临床应用 CBT 螺钉内固定技术提供更佳的辅助手段，减少植钉失败造成的神经、血管损伤风险。报告如下。
1 临床资料
1.1 患者选择标准
纳入标准：① 年龄>60 岁；② 骨密度 T 值−4.5～−2.5；③ 单节段腰椎间盘突出、椎管狭窄或腰椎滑脱（Meyerding 分度 Ⅰ、Ⅱ 度）；④ 根据临床表现及影像学表现评价具备手术指征，并行规范化保守治疗 3 个月以上无效，且强烈要求手术者；⑤ 采用后路椎体间融合手术治疗；⑥ 徒手或机器人（Renaissance；凯撒利亚公司，以色列）辅助植入 CBT 螺钉。排除标准：① 腰椎结核、感染、肿瘤、严重脊柱侧弯；② 合并严重内科疾病不耐受手术；③ 腰椎邻近节段退变性疾病；④ 为降低学习曲线对机器人植钉准确性的影响，排除前 10 例采用机器人辅助手术者。
2017 年 2 月—2019 年 2 月共 58 例患者符合选择标准纳入研究，其中 29 例采用机器人辅助方式植入 CBT 螺钉（A 组），29 例采用徒手植入 CBT 螺钉（B 组）
1.2 一般资料
A 组：男 14 例，女 15 例；年龄 62～73 岁，平均 65.5 岁。体质量指数（23.5±2.9）kg/m2。腰椎间盘突出 9 例，腰椎滑脱 20 例（Meyerding 分度 Ⅰ 度 14 例、Ⅱ 度 6 例）。病程 8～14 个月，平均 10.4 个月。骨密度 T 值−3.2±0.6。手术节段：L3、4 13 例，L4、5 16 例。B 组：男 15 例，女 14 例；年龄 64～70 岁，平均 66.5 岁。体质量指数（23.7±2.6）kg/m2。腰椎间盘突出 8 例，腰椎滑脱 21 例（Meyerding 分度 Ⅰ 度 15 例、Ⅱ 度 6 例）。病程 8～12 个月，平均 10.0 个月。骨密度 T 值−3.1±0.7。手术节段：L3、4 14 例，L4、5 15 例。
两组患者性别、年龄、体质量指数、病变类型、骨密度 T 值及手术节段等一般资料比较差异均无统计学意义（P>0.05），具有可比性。
1.3 手术方法
A 组：术前将所有患者的 CT 数据输入 Renaissance 工作站，进行术前螺钉植入设计。所有设计方案均由 2 名外科医师及 1 名助理医师共同完成。逐一分割手术节段椎体，模拟理想植钉角度，选定合适的螺钉直径、长度及明确进钉点。患者于全麻下取仰卧位，以手术节段为中心行后正中直切口，长约 8 cm，逐层切开皮肤、皮下组织、腰背筋膜，从棘突旁钝性剥离肌肉组织，显露手术节段棘突、椎板及关节突关节，用夹子或固定针将金属标记物安装至正确位置。将 C 臂 X 线机与机器人进行连接，确认连接无误后，行手术节段正侧位和斜位透视并上传数据至机器人，在机器人操作系统中与术前 CT 数据进行匹配。根据匹配结果，在机器人操作系统中对螺钉方向与进钉点进行适当调整。根据手术位置，选择合适的机器人操作台进行安装，并适当加压以确保操作台稳定。将机器人安装于患者操作台上，在系统中选择需要植入的螺钉后，根据术前规划和系统提示选择合适的专用机械臂进行安装，机器人根据需要植入的螺钉自动调整位置。然后使用 1 枚克氏针根据机器人机械臂导引方向，向椎体进钉点锚定，使用开口器在进钉点去皮质化，根据机器人导引方向向椎体植入导针（不同椎体植入深度不同，但不超过 30 mm）。按此方法依次植入所有导针后拆除机器人及操作台，行 C 臂 X 线机正侧位透视，由主刀医生根据经验判断导针位置是否需要调整，位置良好即可按照该钉道进行植钉，如需调整则由主刀医师微调。见图 1。于减压侧对侧安装合适长度纵向连接棒并安装顶丝锁紧。去除手术节段的棘突、椎板、下关节突备植骨用，行症状侧神经根减压。如果需要双侧减压则两侧交替固定减压。选取 1 枚合适大小的椎间融合器行椎间植骨融合。C 臂 X 线机再次行正侧位透视，确保椎间融合器与内固定物位置良好。术区生理盐水反复冲洗，安装横连。放置切口引流管 1 根，逐层缝合切口，无菌敷料包扎。
图1
机器人辅助 CBT 螺钉植钉关键步骤
a. 根据系统指令安放机器人；b. 固定套筒，避免滑动，以免影响植钉精准度；c、d. 尽量用骨剥拨开软组织，准备钉道，以免入针点角度变化影响植钉精准度
Figure1. Key steps of spinal robot-assisted in placing CBT screwa. Placed the robot according to the system instruction; b. Fixed the sleeve, avoided sliding, so as not to affect the accuracy of screw setting; c, d. Tried to peel away the soft tissue with bone and prepared the nail passage, so as to avoid the change of the angle of the insertion point and prevent the influence on the accuracy of the screw placement
B 组：患者麻醉、体位以及入路与 A 组一致。充分显露后，医师根据经验判断进钉点，其余减压、椎间植骨等处理同 A 组。
1.4 术后处理
两组患者术后均给予抗生素预防感染（不超过 48 h）、抑酸、消肿、营养神经等治疗；术后第 1 天行血常规、红细胞沉降率、电解质等检查，引流量低于 50 mL/24 h 后拔除引流管；嘱患者佩戴腰背支具下地活动，出院前行正侧位 X 线片及 CT 复查。嘱患者术后 2 d 开始行直腿抬高锻炼，3 周后行腰背肌锻炼，术后 1、3、6、9、12 个月定期门诊复查。
1.5 影像学评估
两组患者术后拔除引流管后，采用 64 排多层螺旋 CT 系统对手术节段进行断层扫描（层厚 1 mm）。采用 Kaito 等[7]的分级方法，将植钉精准度分为 4 级：0 级，螺钉未穿破骨皮质，完全植于椎弓根内；1 级，螺钉穿破皮质<2 mm；2 级，螺钉穿破皮质≥2 mm，未出现神经根症状；3 级，螺钉穿破皮质≥2 mm 且出现相关并发症（如峡部骨折、突破椎弓根外侧壁后出现神经症状）。其中 0 级及 1 级为可接受的植钉，2 级及 3 级为不良植钉。采用 Babu 等[8]的方法，评估 CBT 螺钉对上关节突的侵犯情况。由 2 名未参与该手术的脊柱外科医师分别对植钉精准度和对上关节突侵犯情况进行评估，若两者评估结果存在争议，由第 3 名未参与手术的脊柱外科医师进行以上评估，最后与本文通信作者讨论确定最终结果纳入统计学分析。
1.6 统计学方法
采用 SPSS19.0 统计软件进行分析。计量资料以均数±标准差表示，组间比较采用独立样本 t 检验；两组率的比较采用 χ2 检验，等级资料比较采用秩和检验；检验水准 α=0.05。
2 结果
A 组手术时间为（101.21±7.40）min，术中出血量为（218.45±14.27）mL，B 组分别为（121.00±10.77）min 和（267.00±15.66）mL，A 组均明显少于 B 组，差异有统计学意义（t=−8.921，P=0.000；t=−14.101，P=0.000）。两组患者分别植入 116 枚 CBT 螺钉。术后 3 d 根据 Kaito 等的分级方法评价植钉精准度，其中 A 组 0 级 108 枚、1 级 6 枚、2 级 2 枚，B 组 0 级 86 枚、1 级 12 枚、2 级 18 枚，比较差异有统计学意义（Z=4.007，P=0.000）；A 组可接受植钉 114 枚（98.3%），B 组 98 枚（84.5%），比较差异有统计学意义（χ2=8.309，P=0.009）。术后 3 d 根据 Babu 等的方法评估 CBT 螺钉对上关节突的侵犯情况，其中 A 组 0 级 85 枚、1 级 3 枚、2 级 2 枚（因术中减压过程中已损伤部分下位螺钉的上关节突，因此 A 组共纳入 90 枚螺钉），B 组 0 级 91 枚、1 级 16 枚、2 级 5 枚、3 级 4 枚，比较差异有统计学意义（Z=7.943，P=0.000）。
两组患者均未出现因植钉失误造成的严重脊髓、神经及血管损伤。A 组 1 例出现迟发性脑脊液漏，考虑术中发生硬脊膜撕裂但蛛网膜完整，术后患者变换体位等原因造成，嘱患者头低脚高位卧床至术后 2 周切口完全愈合。B 组术后第 1 天复查血常规发现有 2 例患者出现轻度贫血。两组患者均获随访，随访时间 10～14 个月，平均 11.6 个月。术后神经症状均改善良好，随访期间未见螺钉松动、断裂发生。见图 2、3。
图2
A 组患者，男，65 岁，合并骨质疏松症的腰椎滑脱症（Meyerding Ⅰ 度），骨密度 T 值为−2.8
a、b. 术前正侧位 X 线片；c、d. 术前 MRI 和 CT；e、f. 术后 3 d 正侧位 X 线片示内固定物位置良好；g、h. 术后 9 个月 CT 示螺钉无松动、断裂
Figure2. A 65-year-old male patient with osteoporotic lumbar spondylolisthesis (Meyerding grading Ⅰ), whose T-value of bone mineral density was −2.8 in group Aa, b. Anteroposterior and lateral X-ray films before operation; c, d. Preoperative MRI and CT; e, f. Anteroposterior and lateral X-ray films at 3 days after operation, showed that the internal fixation position was good; g, h. CT at 9 months after operation, showed that the screws were not loose or broken
图3
B 组患者，女，66 岁，合并骨质疏松症的腰椎滑脱症（Meyerding Ⅰ 度），骨密度 T 值为−2.7
a、b. 术前正侧位 X 线片；c、d. 术前 CT 和 MRI；e、f. 术后 3 d 正侧位 X 线片示椎间隙高度恢复良好；g. 术后 10 个月 CT 示椎间隙高度无明显降低
Figure3. A 66-year-old female patient with osteoporotic lumbar spondylolisthesis (Meyerding grading Ⅰ), whose T value of bone mineral density was −2.7 in group Ba, b. Anteroposterior and lateral X-ray films before operation; c, d. Preoperative CT and MRI; e, f. Anteroposterior and lateral X-ray films at 3 days after operation, showed that the height of intervertebral space recovered well; g. CT at 10 months after operation, showed that the height of intervertebral space did not decrease significantly
3 讨论
3.1 CBT 螺钉内固定技术治疗腰椎退变性疾病
2009 年 Santoni 等[5]提出 CBT 螺钉内固定技术具有更强的螺钉把持力。CBT 螺钉的单轴屈服拔出载荷比传统椎弓根螺钉高 30%[9]；其螺钉插入扭矩力约为传统椎弓根螺钉的 1.7 倍[10]；螺钉周围 CT 值明显高于传统椎弓根螺钉[11-12]。这些研究结果均表明 CBT 螺钉内固定技术是治疗合并骨质疏松症的腰椎退变性疾病的一个较好选择。
目前 CBT 内固定技术临床应用广泛，在治疗多种腰椎退变性疾病中均获得良好临床效果。已有研究证实，与椎弓根骨水泥强化螺钉内固定技术相比，CBT 螺钉内固定技术治疗伴有骨质疏松症的腰椎退变性疾病能达到同等临床效果，且手术创伤更小[13-14]。Ueno 等[15]采用 CBT 螺钉内固定技术与传统椎弓根螺钉内固定技术治疗合并骨质疏松症的腰椎侧弯患者，均获得良好疗效。Takata 等[16]在脊柱后路手术中，将 CBT 螺钉作为传统椎弓根螺钉内固定技术植钉失败后的补救措施，取得满意效果。因此 CBT 螺钉内固定技术不仅适用于多种腰椎退变性疾病，与传统椎弓根螺钉内固定技术相比，更具有微创价值，而且在治疗合并骨质疏松症的腰椎退行性疾病上优势更显著。
3.2 徒手植入 CBT 螺钉存在的问题
与传统椎弓根螺钉内固定中以“人”字嵴作为进钉点标志相比，目前 CBT 螺钉内固定技术的局限性之一是缺乏易于识别和可复制的进钉点标志，因此徒手植入 CBT 螺钉过程中需要尽可能多地剥离椎旁肌肉，增大手术创伤和延长手术时间，而过多剥离椎旁软组织还可能加速邻近节段退变。有研究[17-21]认为术者对后方韧带复合体（如椎旁肌）以及上关节突的损伤，将会增加术后邻椎病发生率。同时有研究表明，即使经验丰富的外科医生，其徒手螺钉误植率仍可达 5.1%～31.0%[22]。有关研究[23-24]表明与徒手植钉组相比，机器人辅助植钉精准度和安全性更高、植钉时间更短，但在并发症发生率方面并无统计学差异。本研究中 A 组手术时间和术中出血量均明显少于 B 组，差异有统计学意义（P<0.05）；根据 Kaito 等的分级方法 A 组可接受植钉 114 枚（98.3%），B 组 98 枚（84.5%），比较差异有统计学意义（χ2=8.309，P=0.009）。说明机器人辅助植钉可以提高植钉精准度、缩短手术时间以及降低手术创伤。根据 Babu 等的方法评估 CBT 螺钉对上关节突的侵犯情况，A 组明显优于 B 组，比较差异有统计学意义（Z=7.943，P=0.000），说明机器人辅助植钉对上关节突的侵犯率更低，可能会降低远期邻近节段退变的发生，同以往研究一致。
3.3 机器人辅助植入 CBT 螺钉的优势与植钉失误的影响因素
优势：① 本研究 A 组采用 Renaissance 脊柱手术机器人系统。该机器人系统可在术前采集患者螺旋 CT 数据，提前设计植钉方案（螺钉长度、直径及轨迹）；术中可通过 CT 三维重建对螺钉位置进一步确定，同时可通过机器人引导装置实时调整钉道，尽可能做到精准植钉并节约了手术时间。② 与徒手植钉相比，机器人辅助植钉除了精准度更高外，在不用充分剥离进针点周围软组织情况下，还能准确安全地植入螺钉，术中创伤更小，且术中出血量显著低于徒手植钉组，表明其具有微创优势。③ 机器人辅助植钉只需掌握机器人基本操作，术前认真设计植钉计划，术中便可在机器人辅助下精准植钉，学习曲线更低。
我们认为有以下原因影响机器人植钉精准度：① 骨质疏松。虽然经过多次匹配成功，且术中探针探测正常，但螺钉拧入过程中因骨质疏松等原因，仍会导致螺钉改道，影响植钉精准度。② 肌肉软组织压力可以导致套筒变化，从而影响植钉精准度。③ 电钻钻入通道时，可能对椎体产生一定压力，导致椎体旋转，从而与术前各椎体 CT 数据产生误差。④ 机器人辅助植钉技术与徒手植钉技术学习曲线不同，也可能对植钉精准度产生影响。⑤ 腰椎骨质增生情况不同以及术中肌肉松弛度，都可能会影响植钉精准度，从而产生两组植钉精准度对比结果的偏倚。⑥ 减压程度不同可能影响出血量，从而产生两组术中出血量对比结果的偏倚。
综上述，与徒手植入 CBT 螺钉相比，机器人辅助植钉精准度更高，可显著降低手术难度、降低侵犯上关节突的发生率、缩短手术时间、减少术中出血量，且 CBT 螺钉本身良好的把持力，对伴有骨质疏松腰椎退变性疾病患者的治疗是一个不错的选择。但本研究为回顾性分析，选择偏倚可能会影响研究结果；其次，本研究纳入了多组不同医生的病例，对结果会产生一定干扰；最后，本研究观察对象随访时间短，未对患者远期恢复情况及远期相关并发症情况进行研究。本研究结果需要大样本前瞻性随机试验进一步验证。
作者贡献：陈豪杰负责研究设计、数据收集整理、论文撰写；刘世长、张嘉男负责数据收集、统计分析；赵帅、张子龙、杨佳瑞、乔瑞负责患者随访；杨俊松、张嘉男负责研究实施，论文修改；黄小强、郝定均负责研究设计、文章审核。
利益冲突：所有作者声明，在课题研究和文章撰写过程中不存在利益冲突。经费支持没有影响文章观点和对研究数据客观结果的统计分析及其报道。
机构伦理问题：研究方案经西安交通大学附属红会医院伦理委员会批准（201903005）。患者均签署知情同意书。
随着人口老龄化加剧，近年来老年退变性脊柱疾病发生率逐年上升。这类患者骨质质量均有不同程度下降，腰椎后路减压融合内固定术中若采用传统椎弓根螺钉，其松动率超过 60%，远期可能发生螺钉-骨界面松动，继而导致螺钉拔出、内固定失败以及交界性后凸等并发症[1-2]。传统常通过延长固定节段、增加螺钉长度与直径及骨水泥强化钉道来增强内固定的生物力学稳定性，但这些措施增加了手术创伤及手术风险[3-4]。2009 年 Santoni 等[5]提出皮质骨轨迹（cortical bone trajectory，CBT）螺钉内固定技术，与传统椎弓根螺钉内固定技术相比具有更牢靠的生物力学优势。然而安全、准确地植入 CBT 螺钉对脊柱外科医师技术要求高。目前，脊柱机器人在脊柱外科手术中的应用日益广泛。但 Marcus 等[6]的荟萃分析结果显示，对比徒手植钉，机器人辅助植钉并未显现出更高的准确率。本研究通过比较徒手与机器人辅助两种方式下植入 CBT 螺钉治疗合并骨质疏松症的腰椎退行性疾病疗效，旨在为临床应用 CBT 螺钉内固定技术提供更佳的辅助手段，减少植钉失败造成的神经、血管损伤风险。报告如下。
1 临床资料
1.1 患者选择标准
纳入标准：① 年龄>60 岁；② 骨密度 T 值−4.5～−2.5；③ 单节段腰椎间盘突出、椎管狭窄或腰椎滑脱（Meyerding 分度 Ⅰ、Ⅱ 度）；④ 根据临床表现及影像学表现评价具备手术指征，并行规范化保守治疗 3 个月以上无效，且强烈要求手术者；⑤ 采用后路椎体间融合手术治疗；⑥ 徒手或机器人（Renaissance；凯撒利亚公司，以色列）辅助植入 CBT 螺钉。排除标准：① 腰椎结核、感染、肿瘤、严重脊柱侧弯；② 合并严重内科疾病不耐受手术；③ 腰椎邻近节段退变性疾病；④ 为降低学习曲线对机器人植钉准确性的影响，排除前 10 例采用机器人辅助手术者。
2017 年 2 月—2019 年 2 月共 58 例患者符合选择标准纳入研究，其中 29 例采用机器人辅助方式植入 CBT 螺钉（A 组），29 例采用徒手植入 CBT 螺钉（B 组）
1.2 一般资料
A 组：男 14 例，女 15 例；年龄 62～73 岁，平均 65.5 岁。体质量指数（23.5±2.9）kg/m2。腰椎间盘突出 9 例，腰椎滑脱 20 例（Meyerding 分度 Ⅰ 度 14 例、Ⅱ 度 6 例）。病程 8～14 个月，平均 10.4 个月。骨密度 T 值−3.2±0.6。手术节段：L3、4 13 例，L4、5 16 例。B 组：男 15 例，女 14 例；年龄 64～70 岁，平均 66.5 岁。体质量指数（23.7±2.6）kg/m2。腰椎间盘突出 8 例，腰椎滑脱 21 例（Meyerding 分度 Ⅰ 度 15 例、Ⅱ 度 6 例）。病程 8～12 个月，平均 10.0 个月。骨密度 T 值−3.1±0.7。手术节段：L3、4 14 例，L4、5 15 例。
两组患者性别、年龄、体质量指数、病变类型、骨密度 T 值及手术节段等一般资料比较差异均无统计学意义（P>0.05），具有可比性。
1.3 手术方法
A 组：术前将所有患者的 CT 数据输入 Renaissance 工作站，进行术前螺钉植入设计。所有设计方案均由 2 名外科医师及 1 名助理医师共同完成。逐一分割手术节段椎体，模拟理想植钉角度，选定合适的螺钉直径、长度及明确进钉点。患者于全麻下取仰卧位，以手术节段为中心行后正中直切口，长约 8 cm，逐层切开皮肤、皮下组织、腰背筋膜，从棘突旁钝性剥离肌肉组织，显露手术节段棘突、椎板及关节突关节，用夹子或固定针将金属标记物安装至正确位置。将 C 臂 X 线机与机器人进行连接，确认连接无误后，行手术节段正侧位和斜位透视并上传数据至机器人，在机器人操作系统中与术前 CT 数据进行匹配。根据匹配结果，在机器人操作系统中对螺钉方向与进钉点进行适当调整。根据手术位置，选择合适的机器人操作台进行安装，并适当加压以确保操作台稳定。将机器人安装于患者操作台上，在系统中选择需要植入的螺钉后，根据术前规划和系统提示选择合适的专用机械臂进行安装，机器人根据需要植入的螺钉自动调整位置。然后使用 1 枚克氏针根据机器人机械臂导引方向，向椎体进钉点锚定，使用开口器在进钉点去皮质化，根据机器人导引方向向椎体植入导针（不同椎体植入深度不同，但不超过 30 mm）。按此方法依次植入所有导针后拆除机器人及操作台，行 C 臂 X 线机正侧位透视，由主刀医生根据经验判断导针位置是否需要调整，位置良好即可按照该钉道进行植钉，如需调整则由主刀医师微调。见图 1。于减压侧对侧安装合适长度纵向连接棒并安装顶丝锁紧。去除手术节段的棘突、椎板、下关节突备植骨用，行症状侧神经根减压。如果需要双侧减压则两侧交替固定减压。选取 1 枚合适大小的椎间融合器行椎间植骨融合。C 臂 X 线机再次行正侧位透视，确保椎间融合器与内固定物位置良好。术区生理盐水反复冲洗，安装横连。放置切口引流管 1 根，逐层缝合切口，无菌敷料包扎。
图1
机器人辅助 CBT 螺钉植钉关键步骤
a. 根据系统指令安放机器人；b. 固定套筒，避免滑动，以免影响植钉精准度；c、d. 尽量用骨剥拨开软组织，准备钉道，以免入针点角度变化影响植钉精准度
Figure1. Key steps of spinal robot-assisted in placing CBT screwa. Placed the robot according to the system instruction; b. Fixed the sleeve, avoided sliding, so as not to affect the accuracy of screw setting; c, d. Tried to peel away the soft tissue with bone and prepared the nail passage, so as to avoid the change of the angle of the insertion point and prevent the influence on the accuracy of the screw placement
B 组：患者麻醉、体位以及入路与 A 组一致。充分显露后，医师根据经验判断进钉点，其余减压、椎间植骨等处理同 A 组。
1.4 术后处理
两组患者术后均给予抗生素预防感染（不超过 48 h）、抑酸、消肿、营养神经等治疗；术后第 1 天行血常规、红细胞沉降率、电解质等检查，引流量低于 50 mL/24 h 后拔除引流管；嘱患者佩戴腰背支具下地活动，出院前行正侧位 X 线片及 CT 复查。嘱患者术后 2 d 开始行直腿抬高锻炼，3 周后行腰背肌锻炼，术后 1、3、6、9、12 个月定期门诊复查。
1.5 影像学评估
两组患者术后拔除引流管后，采用 64 排多层螺旋 CT 系统对手术节段进行断层扫描（层厚 1 mm）。采用 Kaito 等[7]的分级方法，将植钉精准度分为 4 级：0 级，螺钉未穿破骨皮质，完全植于椎弓根内；1 级，螺钉穿破皮质<2 mm；2 级，螺钉穿破皮质≥2 mm，未出现神经根症状；3 级，螺钉穿破皮质≥2 mm 且出现相关并发症（如峡部骨折、突破椎弓根外侧壁后出现神经症状）。其中 0 级及 1 级为可接受的植钉，2 级及 3 级为不良植钉。采用 Babu 等[8]的方法，评估 CBT 螺钉对上关节突的侵犯情况。由 2 名未参与该手术的脊柱外科医师分别对植钉精准度和对上关节突侵犯情况进行评估，若两者评估结果存在争议，由第 3 名未参与手术的脊柱外科医师进行以上评估，最后与本文通信作者讨论确定最终结果纳入统计学分析。
1.6 统计学方法
采用 SPSS19.0 统计软件进行分析。计量资料以均数±标准差表示，组间比较采用独立样本 t 检验；两组率的比较采用 χ2 检验，等级资料比较采用秩和检验；检验水准 α=0.05。
2 结果
A 组手术时间为（101.21±7.40）min，术中出血量为（218.45±14.27）mL，B 组分别为（121.00±10.77）min 和（267.00±15.66）mL，A 组均明显少于 B 组，差异有统计学意义（t=−8.921，P=0.000；t=−14.101，P=0.000）。两组患者分别植入 116 枚 CBT 螺钉。术后 3 d 根据 Kaito 等的分级方法评价植钉精准度，其中 A 组 0 级 108 枚、1 级 6 枚、2 级 2 枚，B 组 0 级 86 枚、1 级 12 枚、2 级 18 枚，比较差异有统计学意义（Z=4.007，P=0.000）；A 组可接受植钉 114 枚（98.3%），B 组 98 枚（84.5%），比较差异有统计学意义（χ2=8.309，P=0.009）。术后 3 d 根据 Babu 等的方法评估 CBT 螺钉对上关节突的侵犯情况，其中 A 组 0 级 85 枚、1 级 3 枚、2 级 2 枚（因术中减压过程中已损伤部分下位螺钉的上关节突，因此 A 组共纳入 90 枚螺钉），B 组 0 级 91 枚、1 级 16 枚、2 级 5 枚、3 级 4 枚，比较差异有统计学意义（Z=7.943，P=0.000）。
两组患者均未出现因植钉失误造成的严重脊髓、神经及血管损伤。A 组 1 例出现迟发性脑脊液漏，考虑术中发生硬脊膜撕裂但蛛网膜完整，术后患者变换体位等原因造成，嘱患者头低脚高位卧床至术后 2 周切口完全愈合。B 组术后第 1 天复查血常规发现有 2 例患者出现轻度贫血。两组患者均获随访，随访时间 10～14 个月，平均 11.6 个月。术后神经症状均改善良好，随访期间未见螺钉松动、断裂发生。见图 2、3。
图2
A 组患者，男，65 岁，合并骨质疏松症的腰椎滑脱症（Meyerding Ⅰ 度），骨密度 T 值为−2.8
a、b. 术前正侧位 X 线片；c、d. 术前 MRI 和 CT；e、f. 术后 3 d 正侧位 X 线片示内固定物位置良好；g、h. 术后 9 个月 CT 示螺钉无松动、断裂
Figure2. A 65-year-old male patient with osteoporotic lumbar spondylolisthesis (Meyerding grading Ⅰ), whose T-value of bone mineral density was −2.8 in group Aa, b. Anteroposterior and lateral X-ray films before operation; c, d. Preoperative MRI and CT; e, f. Anteroposterior and lateral X-ray films at 3 days after operation, showed that the internal fixation position was good; g, h. CT at 9 months after operation, showed that the screws were not loose or broken
图3
B 组患者，女，66 岁，合并骨质疏松症的腰椎滑脱症（Meyerding Ⅰ 度），骨密度 T 值为−2.7
a、b. 术前正侧位 X 线片；c、d. 术前 CT 和 MRI；e、f. 术后 3 d 正侧位 X 线片示椎间隙高度恢复良好；g. 术后 10 个月 CT 示椎间隙高度无明显降低
Figure3. A 66-year-old female patient with osteoporotic lumbar spondylolisthesis (Meyerding grading Ⅰ), whose T value of bone mineral density was −2.7 in group Ba, b. Anteroposterior and lateral X-ray films before operation; c, d. Preoperative CT and MRI; e, f. Anteroposterior and lateral X-ray films at 3 days after operation, showed that the height of intervertebral space recovered well; g. CT at 10 months after operation, showed that the height of intervertebral space did not decrease significantly
3 讨论
3.1 CBT 螺钉内固定技术治疗腰椎退变性疾病
2009 年 Santoni 等[5]提出 CBT 螺钉内固定技术具有更强的螺钉把持力。CBT 螺钉的单轴屈服拔出载荷比传统椎弓根螺钉高 30%[9]；其螺钉插入扭矩力约为传统椎弓根螺钉的 1.7 倍[10]；螺钉周围 CT 值明显高于传统椎弓根螺钉[11-12]。这些研究结果均表明 CBT 螺钉内固定技术是治疗合并骨质疏松症的腰椎退变性疾病的一个较好选择。
目前 CBT 内固定技术临床应用广泛，在治疗多种腰椎退变性疾病中均获得良好临床效果。已有研究证实，与椎弓根骨水泥强化螺钉内固定技术相比，CBT 螺钉内固定技术治疗伴有骨质疏松症的腰椎退变性疾病能达到同等临床效果，且手术创伤更小[13-14]。Ueno 等[15]采用 CBT 螺钉内固定技术与传统椎弓根螺钉内固定技术治疗合并骨质疏松症的腰椎侧弯患者，均获得良好疗效。Takata 等[16]在脊柱后路手术中，将 CBT 螺钉作为传统椎弓根螺钉内固定技术植钉失败后的补救措施，取得满意效果。因此 CBT 螺钉内固定技术不仅适用于多种腰椎退变性疾病，与传统椎弓根螺钉内固定技术相比，更具有微创价值，而且在治疗合并骨质疏松症的腰椎退行性疾病上优势更显著。
3.2 徒手植入 CBT 螺钉存在的问题
与传统椎弓根螺钉内固定中以“人”字嵴作为进钉点标志相比，目前 CBT 螺钉内固定技术的局限性之一是缺乏易于识别和可复制的进钉点标志，因此徒手植入 CBT 螺钉过程中需要尽可能多地剥离椎旁肌肉，增大手术创伤和延长手术时间，而过多剥离椎旁软组织还可能加速邻近节段退变。有研究[17-21]认为术者对后方韧带复合体（如椎旁肌）以及上关节突的损伤，将会增加术后邻椎病发生率。同时有研究表明，即使经验丰富的外科医生，其徒手螺钉误植率仍可达 5.1%～31.0%[22]。有关研究[23-24]表明与徒手植钉组相比，机器人辅助植钉精准度和安全性更高、植钉时间更短，但在并发症发生率方面并无统计学差异。本研究中 A 组手术时间和术中出血量均明显少于 B 组，差异有统计学意义（P<0.05）；根据 Kaito 等的分级方法 A 组可接受植钉 114 枚（98.3%），B 组 98 枚（84.5%），比较差异有统计学意义（χ2=8.309，P=0.009）。说明机器人辅助植钉可以提高植钉精准度、缩短手术时间以及降低手术创伤。根据 Babu 等的方法评估 CBT 螺钉对上关节突的侵犯情况，A 组明显优于 B 组，比较差异有统计学意义（Z=7.943，P=0.000），说明机器人辅助植钉对上关节突的侵犯率更低，可能会降低远期邻近节段退变的发生，同以往研究一致。
3.3 机器人辅助植入 CBT 螺钉的优势与植钉失误的影响因素
优势：① 本研究 A 组采用 Renaissance 脊柱手术机器人系统。该机器人系统可在术前采集患者螺旋 CT 数据，提前设计植钉方案（螺钉长度、直径及轨迹）；术中可通过 CT 三维重建对螺钉位置进一步确定，同时可通过机器人引导装置实时调整钉道，尽可能做到精准植钉并节约了手术时间。② 与徒手植钉相比，机器人辅助植钉除了精准度更高外，在不用充分剥离进针点周围软组织情况下，还能准确安全地植入螺钉，术中创伤更小，且术中出血量显著低于徒手植钉组，表明其具有微创优势。③ 机器人辅助植钉只需掌握机器人基本操作，术前认真设计植钉计划，术中便可在机器人辅助下精准植钉，学习曲线更低。
我们认为有以下原因影响机器人植钉精准度：① 骨质疏松。虽然经过多次匹配成功，且术中探针探测正常，但螺钉拧入过程中因骨质疏松等原因，仍会导致螺钉改道，影响植钉精准度。② 肌肉软组织压力可以导致套筒变化，从而影响植钉精准度。③ 电钻钻入通道时，可能对椎体产生一定压力，导致椎体旋转，从而与术前各椎体 CT 数据产生误差。④ 机器人辅助植钉技术与徒手植钉技术学习曲线不同，也可能对植钉精准度产生影响。⑤ 腰椎骨质增生情况不同以及术中肌肉松弛度，都可能会影响植钉精准度，从而产生两组植钉精准度对比结果的偏倚。⑥ 减压程度不同可能影响出血量，从而产生两组术中出血量对比结果的偏倚。
综上述，与徒手植入 CBT 螺钉相比，机器人辅助植钉精准度更高，可显著降低手术难度、降低侵犯上关节突的发生率、缩短手术时间、减少术中出血量，且 CBT 螺钉本身良好的把持力，对伴有骨质疏松腰椎退变性疾病患者的治疗是一个不错的选择。但本研究为回顾性分析，选择偏倚可能会影响研究结果；其次，本研究纳入了多组不同医生的病例，对结果会产生一定干扰；最后，本研究观察对象随访时间短，未对患者远期恢复情况及远期相关并发症情况进行研究。本研究结果需要大样本前瞻性随机试验进一步验证。
作者贡献：陈豪杰负责研究设计、数据收集整理、论文撰写；刘世长、张嘉男负责数据收集、统计分析；赵帅、张子龙、杨佳瑞、乔瑞负责患者随访；杨俊松、张嘉男负责研究实施，论文修改；黄小强、郝定均负责研究设计、文章审核。
利益冲突：所有作者声明，在课题研究和文章撰写过程中不存在利益冲突。经费支持没有影响文章观点和对研究数据客观结果的统计分析及其报道。
机构伦理问题：研究方案经西安交通大学附属红会医院伦理委员会批准（201903005）。患者均签署知情同意书。
