引用本文: 邹鹏, 于小钧, 王晓东, 郝定均, 赵元廷. 计算机导航和机器人导航辅助寰枢椎椎弓根螺钉植入治疗可复性寰枢椎脱位临床对比研究. 中国修复重建外科杂志, 2024, 38(8): 911-916. doi: 10.7507/1002-1892.202406018 复制
寰枢椎脱位(atlantoaxial dislocation,AAD)通常指由创伤、炎症、肿瘤、退变、先天畸形等因素导致的寰枢关节之间的稳定性丧失、关节功能障碍和解剖学结构异常;AAD可导致脊髓或延髓压迫,引起患者神经功能障碍、循环障碍、呼吸中枢功能障碍,甚至死亡[1],因此常需手术治疗。临床上根据寰枢椎复位的难易程度将AAD分为可复性和不可复性,其中可复性约占69.9%[2]。近20年来,后路钉棒内固定术治疗可复性AAD取得了良好临床疗效。其中,寰枢椎椎弓根螺钉固定可以提供优于侧块固定的生物力学稳定性,且具有短节段固定、更利于术中复位以及更好的融合率等优点,逐渐成为临床主要选择方式[3-6]。
然而,寰枢椎椎弓根结构复杂,形态变异大,约33.9%患者伴有椎动脉异常[7-8],加之部分患者伴有颅底凹陷、寰枢椎畸形融合等,使得寰枢椎椎弓根植钉挑战性极大。因此,寰枢椎徒手植钉学习曲线陡峭,椎动脉损伤发生率、植钉失败率较高。文献报道椎动脉损伤发生率为4.1%~8%[9],寰枢椎植钉失败率为0~7%[6]。一旦出现神经血管损伤,患者可能会出现神经功能障碍甚至死亡。
随着数字化骨科的进展,脊柱导航技术逐渐在临床得到推广应用,并已被证实在寰枢椎植钉精准度和避免椎动脉损伤方面具备一定优势[10]。计算机导航系统术中使用O臂获取患者三维数据,可以实现术中实时三维可视化导航,提高植钉精准度,降低椎动脉和神经损伤风险;但是也存在自动化程度低、“飘移”、辐射量大、术中规划操作繁琐、手术时间长等缺点。Mazor X脊柱手术机器人是目前美国食品药品监督管理局(FDA)批准用于临床的骨科机器人之一,可以基于术前仰卧位低剂量三维CT数据的术前规划,构建脊柱三维影像地图,引导术中机械臂自动化导航,并具有实时可视化图像功能,理论上可以大大减少手术时间及辐射暴露。然而关于两种技术在寰枢椎椎弓根植钉的准确度、辐射量、手术时间等临床结果差异却罕见报道。因此,我们进行回顾性分析比较计算机导航系统和Mazor X脊柱机器人导航辅助植入寰枢椎椎弓根螺钉治疗可复性AAD的临床结果。报告如下。
1 临床资料
1.1 一般资料
患者纳入标准:① 诊断为AAD的患者[10];② 颈椎动力位X线片示AAD可复位;③ 采用后路寰枢椎椎弓根内固定术治疗,术中采用计算机导航或Mazor X脊柱机器人导航辅助植入寰枢椎椎弓根螺钉;④ 临床资料及影像学资料完整。排除标准:① 严重骨质疏松;② 寰枢椎椎弓根严重狭窄(<2.5 mm)或畸形,无法获得理想钉道;③ 合并寰枢椎肿瘤;④ 无法耐受手术。
2020年1月—2023年6月共42例患者符合选择标准纳入研究。其中23例采用计算机导航辅助手术(计算机组),19例采用Mazor X脊柱机器人导航辅助手术(机器人组)。所有患者均有颈肩部疼痛或颈脊髓神经功能障碍,表现为四肢肌力下降、感觉减退、肌张力增高等。两组患者性别、年龄、骨密度T值、身体质量指数、病因及术前日本骨科协会(JOA)评分、颈部功能障碍指数(NDI)等基线资料比较差异均无统计学意义(P>0.05)。见表1。

1.2 手术方法
患者于全身麻醉下取俯卧位,使用碳纤维手术床一体化头架固定头颈部,强力胶带固定肩部,上肢向下水平拉伸并固定于手术床上,给予持续对向牵拉力。调整头架的头颈前额部,使枕颈部屈曲后伸,C臂X线机确认寰枢椎复位状态并适度调整,以保证最佳体位复位状态。常规消毒、铺单。于枕骨隆突-C3棘突正中作长约8 cm切口,依次切开皮肤、皮下组织、筋膜,分离项韧带、椎旁肌,显露寰椎后弓、侧块,枢椎棘突及椎板。
计算机组将定位架牢固固定于C3棘突,使用O臂进行扫描获取寰枢椎三维数据,导入计算机(Medtronic© S8)进行注册。注册完成后,使用导航开口器在实时三维可视化下确认植钉位置,导航探针确认钉道角度,使用导航锥扩建螺钉通道;再次使用导航探针确认螺钉长度,并探查钉道四壁,确认无破损后植入椎弓根螺钉(上海三友医疗器械股份有限公司)。本组共植入92枚螺钉。
机器人组于术前1 d使用Mazor X脊柱机器人导入患者仰卧位低剂量三维CT数据,并由技术人员和主刀医师共同设计钉道并确认螺钉长度。手术显露完成后,将机械臂固定于手术床,定位架牢固固定于C3棘突。激活该患者数据后,启动机械臂,机械臂自动调整角度并确认进钉点。使用带有导航的植钉工具经过机械臂通道,在实时三维可视化下植入椎弓根螺钉。本组共植入76枚螺钉。
两组完成植钉后,安装合适长度的连接棒,并行撑开提拉复位。C臂X线机透视确认内固定位置及寰枢椎复位良好,2 500 mL生理盐水冲洗切口。使用磨钻在寰椎后弓和枢椎棘突处制备植骨床,取自体髂骨并修剪成合适大小燕尾状后,植于制备好的植骨槽内,再于上方铺设修剪成合适大小的同种异体松质骨(湖北联结生物材料有限公司)。切口止血,放置引流管1根,逐层关闭,颈托固定,返回病房。
1.3 术后处理及疗效评价指标
两组患者术后均给予抗生素、营养神经、消肿等治疗。术后引流量<50 mL/d后拔除引流管,佩戴头颈胸支具下地活动。由同一名康复治疗师指导患者康复锻炼。患者佩戴头颈胸支具1个月,根据门诊复查情况指导更换佩戴颈托12个月。
记录并比较两组患者手术时间、螺钉植入时间、术中出血量及并发症发生情况,使用PRM-1200辐射测试仪(华瑞科学仪器公司,美国)测试患者手腕部辐射暴露量;采用Gertzbein分类法[11]进行植钉准确度评估,分为0级(螺钉未突破皮质)、A级(螺钉突破皮质<2 mm)、B级(螺钉突破皮质2~4 mm)、C级(螺钉突破皮质>4 mm),0级和A级表示安全植钉;术前、术后3 d及末次随访时采用JOA评分和NDI评价功能;末次随访时通过颈部三维CT观察螺钉和骨融合状态。
1.4 统计学方法
采用R3.5.3统计软件进行分析。计量资料经Shapiro-Wilk正态性检验,均符合正态分布,数据以均数±标准差表示,组间比较采用独立样本t检验;组间多个时间比较采用重复测量方差分析,若不满足球形检验,采用Greenhouse-Geisser法进行校正,同一组别不同时间点比较采用Bonferroni法,同一时间点不同组别间比较采用多因素方差分析。计数资料组间比较采用四格表卡方检验或列联表卡方检验;等级资料组间比较采用非参数检验Ridit分析。检验水准α=0.05。
2 结果
所有患者均顺利完成手术,计算机组手术时间和手腕部辐射暴露量均明显多于机器人组,差异有统计学意义(P<0.05);两组螺钉植入时间及术中出血量比较差异均无统计学意义(P>0.05)。所有患者均获随访,随访时间11~24个月,平均19.6个月;两组随访时间比较差异无统计学意义(P>0.05)。术后采用Gertzbein分类法[11]评估,两组均为安全植钉,两组螺钉准确度比较差异无统计学意义(P>0.05)。除计算机组出现1例切口感染,经抗生素治疗后好转外,两组均未发生神经、椎动脉损伤及螺钉松动、断裂等并发症。两组术后3 d及末次随访时JOA评分和NDI均较术前显著改善(P<0.05),但两组间差异无统计学意义(P>0.05)。末次随访时,计算机组21例(91.3%)、机器人组18例(94.7%)患者寰枢椎获满意骨融合,两组骨融合率比较差异无统计学意义(P>0.05)。见表2、图1、2。


a. JOA评分;b. NDI
Figure1. Change trends of JOA score and NDI in the two groupsa. JOA score; b. NDI

a~e. 术前颈椎侧位、过伸位、过屈位X线片及CT、MRI示可复性AAD;f、g. 术中固定架安装及机械臂导航工作;h、i. 术中实时可视化模拟规划植钉;j. 术后3 d颈椎正侧位X线片示螺钉位置良好;k、l. 术后3个月寰枢椎冠状位CT示螺钉钉道位置理想,内固定状态满意
Figure2. A 39-year-old female patient with reversible AAD caused by traffic accident in robot groupa-e. Preoperative cervical lateral, hyperextension, hyperflexion X-ray films and CT, MRI showed reversible AAD; f, g. Fixation bracket installation and robotic arm navigation; h, i. Real-time visualization simulation planning for screw implantation; j. Cervical spine anteroposterior and lateral X-ray films at 3 days after operation showed that the screws were well positioned; k, l. Coronal CT of atlantoaxial spine at 3 months after operation showed that the screws were in good position and the internal fixation status was satisfactory
3 讨论
可复性AAD手术治疗目的在于复位减压,重建并维持寰枢椎的序列和稳定性,以保护和恢复患者的神经功能。手术关键是坚强内固定以及满意的骨融合。从早期的Brooks等[12]使用线缆固定植骨块治疗AAD,到Halifax椎板钩技术,再到Magerl经关节螺钉技术[13]、Harms钉棒内固定系统[14]以及椎弓根螺钉[3]固定,目的都在于提高内固定强度及植骨融合率。寰枢椎椎弓根螺钉可以提供相对于侧块更好的生物力学稳定性和强度[3],但因寰枢椎复杂的病理生理解剖特点,椎弓根植钉具有高难度和高风险。新兴的脊柱导航技术可以提高寰枢椎植钉准确率,降低椎动脉和神经损伤风险[10]。但是,目前临床应用较为广泛的带有O臂的计算机导航系统,仍存在自动化程度低、“飘移”、辐射量大、术中规划操作繁琐、手术时间长等缺点。
本研究比较了Mazor X脊柱机器人和计算机导航(Medtronic© S8)辅助寰枢椎椎弓根螺钉植入的临床疗效。结果显示,机器人组和计算机组在植钉准确度、螺钉植入时间、术中出血量及神经功能NDI方面差异均无统计学意义,但机器人组自动化程度高,操作简便,手术总时长缩短,辐射暴露量大幅减少。计算机组理想螺钉率(植钉准确度0级)为91.3%,机器人组为90.8%,两组均为安全植钉,未发现神经及椎动脉损伤等并发症,没有患者因螺钉位置调整进行二次手术。这与文献报道的导航辅助寰枢椎植钉准确率相似[6,15],进一步说明计算机导航和机器人导航辅助寰枢椎椎弓根植钉的安全性和有效性。术中O臂扫描处于俯卧位状态下的患者寰枢椎,获取精确的脊柱三维地图,并提供实时三维可视化。然而术中O臂扫描操作繁琐,延长手术时间,也带来了大剂量辐射暴露。在数字化骨科进展带来便捷的同时,不得不考虑因手术时间长带来的失血量和感染风险增加,以及高剂量辐射暴露带来的致癌风险。新型Mazor X脊柱机器人可以实现术前低剂量三维CT数据载入和术前规划植钉,理论上可以避免术中CT扫描的高剂量辐射,并节省扫描和注册登记时间。本研究中计算机组螺钉植入时间与机器人组差异无统计学意义,而总手术时间长于机器人组,差异有统计学意义,说明机器人组避免了术中扫描、注册和登记操作步骤,从而缩短了手术时间。因便携性需求,术中O臂无法实现低剂量扫描,据报道一次术中胸腰椎O臂扫描剂量可达3~8 mSv[16]。本研究中计算机组辐射暴露量(2.7±0.9)mSv明显高于机器人组的(0.4±0.1)mSv,差异有统计学意义。机器人组的辐射暴露来源于C臂X线机透视,辐射剂量较低,而计算机组来源于术中O臂扫描,带来了大量辐射暴露。
导航使用注意要点:① 计算机组在固定导航参考架时需牢固固定,术中操作时应避免接触参考架,以免造成“飘移”;② 如出现图像偏移,应重新扫描数据,以确保导航准确性;③ 参考架定位球应及时维护更新,以避免定位失效,延长手术时间;④ 机器人组使用机械臂导航,患者术区软组织暴露应准备充分;⑤ 两组术中避免用力牵拉软组织,植钉时使用磨钻等辅助工具,以免因体位移动而导致的偏移;⑥ 术者应多使用探针探查骨性结构的完整性,以提高植钉安全性。
综上述,计算机导航和机器人导航辅助寰枢椎椎弓根螺钉植入安全有效,机器人导航缩短了手术时间,并减少了辐射暴露。但本研究为单中心回顾性研究,样本量较小,仍需要扩大样本量和进行前瞻性、多中心研究来验证这一结论。
利益冲突 在课题研究和文章撰写过程中不存在利益冲突
伦理声明 研究方案经西安市红会医院医学伦理委员会批准(20230512);所有患者均签署知情同意书
作者贡献声明 邹鹏:研究实施、数据整理及统计学分析、论文撰写;于小均:数据收集;赵元廷、王晓东、郝定均:研究指导、论文修改、经费支持
寰枢椎脱位(atlantoaxial dislocation,AAD)通常指由创伤、炎症、肿瘤、退变、先天畸形等因素导致的寰枢关节之间的稳定性丧失、关节功能障碍和解剖学结构异常;AAD可导致脊髓或延髓压迫,引起患者神经功能障碍、循环障碍、呼吸中枢功能障碍,甚至死亡[1],因此常需手术治疗。临床上根据寰枢椎复位的难易程度将AAD分为可复性和不可复性,其中可复性约占69.9%[2]。近20年来,后路钉棒内固定术治疗可复性AAD取得了良好临床疗效。其中,寰枢椎椎弓根螺钉固定可以提供优于侧块固定的生物力学稳定性,且具有短节段固定、更利于术中复位以及更好的融合率等优点,逐渐成为临床主要选择方式[3-6]。
然而,寰枢椎椎弓根结构复杂,形态变异大,约33.9%患者伴有椎动脉异常[7-8],加之部分患者伴有颅底凹陷、寰枢椎畸形融合等,使得寰枢椎椎弓根植钉挑战性极大。因此,寰枢椎徒手植钉学习曲线陡峭,椎动脉损伤发生率、植钉失败率较高。文献报道椎动脉损伤发生率为4.1%~8%[9],寰枢椎植钉失败率为0~7%[6]。一旦出现神经血管损伤,患者可能会出现神经功能障碍甚至死亡。
随着数字化骨科的进展,脊柱导航技术逐渐在临床得到推广应用,并已被证实在寰枢椎植钉精准度和避免椎动脉损伤方面具备一定优势[10]。计算机导航系统术中使用O臂获取患者三维数据,可以实现术中实时三维可视化导航,提高植钉精准度,降低椎动脉和神经损伤风险;但是也存在自动化程度低、“飘移”、辐射量大、术中规划操作繁琐、手术时间长等缺点。Mazor X脊柱手术机器人是目前美国食品药品监督管理局(FDA)批准用于临床的骨科机器人之一,可以基于术前仰卧位低剂量三维CT数据的术前规划,构建脊柱三维影像地图,引导术中机械臂自动化导航,并具有实时可视化图像功能,理论上可以大大减少手术时间及辐射暴露。然而关于两种技术在寰枢椎椎弓根植钉的准确度、辐射量、手术时间等临床结果差异却罕见报道。因此,我们进行回顾性分析比较计算机导航系统和Mazor X脊柱机器人导航辅助植入寰枢椎椎弓根螺钉治疗可复性AAD的临床结果。报告如下。
1 临床资料
1.1 一般资料
患者纳入标准:① 诊断为AAD的患者[10];② 颈椎动力位X线片示AAD可复位;③ 采用后路寰枢椎椎弓根内固定术治疗,术中采用计算机导航或Mazor X脊柱机器人导航辅助植入寰枢椎椎弓根螺钉;④ 临床资料及影像学资料完整。排除标准:① 严重骨质疏松;② 寰枢椎椎弓根严重狭窄(<2.5 mm)或畸形,无法获得理想钉道;③ 合并寰枢椎肿瘤;④ 无法耐受手术。
2020年1月—2023年6月共42例患者符合选择标准纳入研究。其中23例采用计算机导航辅助手术(计算机组),19例采用Mazor X脊柱机器人导航辅助手术(机器人组)。所有患者均有颈肩部疼痛或颈脊髓神经功能障碍,表现为四肢肌力下降、感觉减退、肌张力增高等。两组患者性别、年龄、骨密度T值、身体质量指数、病因及术前日本骨科协会(JOA)评分、颈部功能障碍指数(NDI)等基线资料比较差异均无统计学意义(P>0.05)。见表1。

1.2 手术方法
患者于全身麻醉下取俯卧位,使用碳纤维手术床一体化头架固定头颈部,强力胶带固定肩部,上肢向下水平拉伸并固定于手术床上,给予持续对向牵拉力。调整头架的头颈前额部,使枕颈部屈曲后伸,C臂X线机确认寰枢椎复位状态并适度调整,以保证最佳体位复位状态。常规消毒、铺单。于枕骨隆突-C3棘突正中作长约8 cm切口,依次切开皮肤、皮下组织、筋膜,分离项韧带、椎旁肌,显露寰椎后弓、侧块,枢椎棘突及椎板。
计算机组将定位架牢固固定于C3棘突,使用O臂进行扫描获取寰枢椎三维数据,导入计算机(Medtronic© S8)进行注册。注册完成后,使用导航开口器在实时三维可视化下确认植钉位置,导航探针确认钉道角度,使用导航锥扩建螺钉通道;再次使用导航探针确认螺钉长度,并探查钉道四壁,确认无破损后植入椎弓根螺钉(上海三友医疗器械股份有限公司)。本组共植入92枚螺钉。
机器人组于术前1 d使用Mazor X脊柱机器人导入患者仰卧位低剂量三维CT数据,并由技术人员和主刀医师共同设计钉道并确认螺钉长度。手术显露完成后,将机械臂固定于手术床,定位架牢固固定于C3棘突。激活该患者数据后,启动机械臂,机械臂自动调整角度并确认进钉点。使用带有导航的植钉工具经过机械臂通道,在实时三维可视化下植入椎弓根螺钉。本组共植入76枚螺钉。
两组完成植钉后,安装合适长度的连接棒,并行撑开提拉复位。C臂X线机透视确认内固定位置及寰枢椎复位良好,2 500 mL生理盐水冲洗切口。使用磨钻在寰椎后弓和枢椎棘突处制备植骨床,取自体髂骨并修剪成合适大小燕尾状后,植于制备好的植骨槽内,再于上方铺设修剪成合适大小的同种异体松质骨(湖北联结生物材料有限公司)。切口止血,放置引流管1根,逐层关闭,颈托固定,返回病房。
1.3 术后处理及疗效评价指标
两组患者术后均给予抗生素、营养神经、消肿等治疗。术后引流量<50 mL/d后拔除引流管,佩戴头颈胸支具下地活动。由同一名康复治疗师指导患者康复锻炼。患者佩戴头颈胸支具1个月,根据门诊复查情况指导更换佩戴颈托12个月。
记录并比较两组患者手术时间、螺钉植入时间、术中出血量及并发症发生情况,使用PRM-1200辐射测试仪(华瑞科学仪器公司,美国)测试患者手腕部辐射暴露量;采用Gertzbein分类法[11]进行植钉准确度评估,分为0级(螺钉未突破皮质)、A级(螺钉突破皮质<2 mm)、B级(螺钉突破皮质2~4 mm)、C级(螺钉突破皮质>4 mm),0级和A级表示安全植钉;术前、术后3 d及末次随访时采用JOA评分和NDI评价功能;末次随访时通过颈部三维CT观察螺钉和骨融合状态。
1.4 统计学方法
采用R3.5.3统计软件进行分析。计量资料经Shapiro-Wilk正态性检验,均符合正态分布,数据以均数±标准差表示,组间比较采用独立样本t检验;组间多个时间比较采用重复测量方差分析,若不满足球形检验,采用Greenhouse-Geisser法进行校正,同一组别不同时间点比较采用Bonferroni法,同一时间点不同组别间比较采用多因素方差分析。计数资料组间比较采用四格表卡方检验或列联表卡方检验;等级资料组间比较采用非参数检验Ridit分析。检验水准α=0.05。
2 结果
所有患者均顺利完成手术,计算机组手术时间和手腕部辐射暴露量均明显多于机器人组,差异有统计学意义(P<0.05);两组螺钉植入时间及术中出血量比较差异均无统计学意义(P>0.05)。所有患者均获随访,随访时间11~24个月,平均19.6个月;两组随访时间比较差异无统计学意义(P>0.05)。术后采用Gertzbein分类法[11]评估,两组均为安全植钉,两组螺钉准确度比较差异无统计学意义(P>0.05)。除计算机组出现1例切口感染,经抗生素治疗后好转外,两组均未发生神经、椎动脉损伤及螺钉松动、断裂等并发症。两组术后3 d及末次随访时JOA评分和NDI均较术前显著改善(P<0.05),但两组间差异无统计学意义(P>0.05)。末次随访时,计算机组21例(91.3%)、机器人组18例(94.7%)患者寰枢椎获满意骨融合,两组骨融合率比较差异无统计学意义(P>0.05)。见表2、图1、2。


a. JOA评分;b. NDI
Figure1. Change trends of JOA score and NDI in the two groupsa. JOA score; b. NDI

a~e. 术前颈椎侧位、过伸位、过屈位X线片及CT、MRI示可复性AAD;f、g. 术中固定架安装及机械臂导航工作;h、i. 术中实时可视化模拟规划植钉;j. 术后3 d颈椎正侧位X线片示螺钉位置良好;k、l. 术后3个月寰枢椎冠状位CT示螺钉钉道位置理想,内固定状态满意
Figure2. A 39-year-old female patient with reversible AAD caused by traffic accident in robot groupa-e. Preoperative cervical lateral, hyperextension, hyperflexion X-ray films and CT, MRI showed reversible AAD; f, g. Fixation bracket installation and robotic arm navigation; h, i. Real-time visualization simulation planning for screw implantation; j. Cervical spine anteroposterior and lateral X-ray films at 3 days after operation showed that the screws were well positioned; k, l. Coronal CT of atlantoaxial spine at 3 months after operation showed that the screws were in good position and the internal fixation status was satisfactory
3 讨论
可复性AAD手术治疗目的在于复位减压,重建并维持寰枢椎的序列和稳定性,以保护和恢复患者的神经功能。手术关键是坚强内固定以及满意的骨融合。从早期的Brooks等[12]使用线缆固定植骨块治疗AAD,到Halifax椎板钩技术,再到Magerl经关节螺钉技术[13]、Harms钉棒内固定系统[14]以及椎弓根螺钉[3]固定,目的都在于提高内固定强度及植骨融合率。寰枢椎椎弓根螺钉可以提供相对于侧块更好的生物力学稳定性和强度[3],但因寰枢椎复杂的病理生理解剖特点,椎弓根植钉具有高难度和高风险。新兴的脊柱导航技术可以提高寰枢椎植钉准确率,降低椎动脉和神经损伤风险[10]。但是,目前临床应用较为广泛的带有O臂的计算机导航系统,仍存在自动化程度低、“飘移”、辐射量大、术中规划操作繁琐、手术时间长等缺点。
本研究比较了Mazor X脊柱机器人和计算机导航(Medtronic© S8)辅助寰枢椎椎弓根螺钉植入的临床疗效。结果显示,机器人组和计算机组在植钉准确度、螺钉植入时间、术中出血量及神经功能NDI方面差异均无统计学意义,但机器人组自动化程度高,操作简便,手术总时长缩短,辐射暴露量大幅减少。计算机组理想螺钉率(植钉准确度0级)为91.3%,机器人组为90.8%,两组均为安全植钉,未发现神经及椎动脉损伤等并发症,没有患者因螺钉位置调整进行二次手术。这与文献报道的导航辅助寰枢椎植钉准确率相似[6,15],进一步说明计算机导航和机器人导航辅助寰枢椎椎弓根植钉的安全性和有效性。术中O臂扫描处于俯卧位状态下的患者寰枢椎,获取精确的脊柱三维地图,并提供实时三维可视化。然而术中O臂扫描操作繁琐,延长手术时间,也带来了大剂量辐射暴露。在数字化骨科进展带来便捷的同时,不得不考虑因手术时间长带来的失血量和感染风险增加,以及高剂量辐射暴露带来的致癌风险。新型Mazor X脊柱机器人可以实现术前低剂量三维CT数据载入和术前规划植钉,理论上可以避免术中CT扫描的高剂量辐射,并节省扫描和注册登记时间。本研究中计算机组螺钉植入时间与机器人组差异无统计学意义,而总手术时间长于机器人组,差异有统计学意义,说明机器人组避免了术中扫描、注册和登记操作步骤,从而缩短了手术时间。因便携性需求,术中O臂无法实现低剂量扫描,据报道一次术中胸腰椎O臂扫描剂量可达3~8 mSv[16]。本研究中计算机组辐射暴露量(2.7±0.9)mSv明显高于机器人组的(0.4±0.1)mSv,差异有统计学意义。机器人组的辐射暴露来源于C臂X线机透视,辐射剂量较低,而计算机组来源于术中O臂扫描,带来了大量辐射暴露。
导航使用注意要点:① 计算机组在固定导航参考架时需牢固固定,术中操作时应避免接触参考架,以免造成“飘移”;② 如出现图像偏移,应重新扫描数据,以确保导航准确性;③ 参考架定位球应及时维护更新,以避免定位失效,延长手术时间;④ 机器人组使用机械臂导航,患者术区软组织暴露应准备充分;⑤ 两组术中避免用力牵拉软组织,植钉时使用磨钻等辅助工具,以免因体位移动而导致的偏移;⑥ 术者应多使用探针探查骨性结构的完整性,以提高植钉安全性。
综上述,计算机导航和机器人导航辅助寰枢椎椎弓根螺钉植入安全有效,机器人导航缩短了手术时间,并减少了辐射暴露。但本研究为单中心回顾性研究,样本量较小,仍需要扩大样本量和进行前瞻性、多中心研究来验证这一结论。
利益冲突 在课题研究和文章撰写过程中不存在利益冲突
伦理声明 研究方案经西安市红会医院医学伦理委员会批准(20230512);所有患者均签署知情同意书
作者贡献声明 邹鹏:研究实施、数据整理及统计学分析、论文撰写;于小均:数据收集;赵元廷、王晓东、郝定均:研究指导、论文修改、经费支持