机器人与传统经皮骶髂螺钉固定骨盆后环损伤△

聂涛，王卓，于小龙，戴闽

（南昌大学第一附属医院骨科医院，江西南昌 330000）

骨盆骨折约占全身骨折的3%，其中约40%因骨折累及后环而不稳定。骨盆后环骨折多由高能量损伤造成，常发生复位不良和畸形愈合［1～3］，经皮骶髂空心螺钉内固定生物力学稳定性高，是治疗骨盆后环骨折的可靠手术方式［4～6］。传统的手术方式通过透视和CT 等成像技术辅助经皮骶髂螺钉插入，无法获得术中手术部位的实时三维结构，常需进行多个方位反复透视成像判断内固定装置的准确位置，术中反复调整钉道，置钉错位风险大［7］。随着微创手术技术不断发展，机器人辅助系统已逐渐应用在外科手术。

天玑骨科手术机器人是我国的第三代骨科机器人系统，该机器人系统能在外科手术中突破性的提供3D 透视导航，可以帮助实现精准的手术路径定位，定位精度0.6～0.8 mm，使得术者能准确、安全地完成空心螺钉的放置。本院于2019年6月引进天玑骨科机器人系统用于治疗骨盆后环损伤患者32 例，取得较好疗效，报告如下。

1 资料与方法

1.1 纳入与排除标准

纳入标准：（1）新鲜Tile B 型或C 型骨盆骨折；（2）单侧骶髂损伤；（3）经皮骶髂空心螺钉内固定术固定骨盆后环（S1/2）；（4）骨折端无开放性损伤；（5）随访时间＞12 个月

排除标准：（1）资料不全等影响观察者；（2）髂骨进钉点区域骨折；（3）骶骨明显变异。

1.2 一般资料

回顾性分析2019年3月—2021年3月应用经皮骶髂螺钉内固定术治疗骨盆后环骨折损伤的患者，共74 例符合上述标准，纳入本研究。依据术前医患沟通结果，将行传统经皮骶髂螺钉固定手术患者归为传统组；将2019年3月—2020年3月行天玑骨科机器人辅助经皮骶髂空心螺钉内固定术的患者定为机器初期组；2020年3月—2021年3月期行天玑骨科机器人辅助经皮骶髂空心螺钉内固定术的患者定为机器后期组。术前一般资料见表1，两组年龄、性别、体质指数（body mass index,BMI）、损伤至手术时间、侧别和骨折类型的差异均无统计学意义（P＞0.05）。本研究经医院伦理委员会审批，所有患者均知情同意。

表1 两组患者术前一般资料比较Table 1 Comparison of preoperative general data between the two groups

1.3 手术方法

机器人组：全身麻醉，仰卧位，手术床高度调整至适当，确保机械臂导向器有足够操作空间。机器人机械臂罩上无菌套，放在手术床旁，保证其工作区间能覆盖手术区域。光学跟踪系统置于床尾无菌区外。C 形臂X 线机透视机放在医生对面，健侧髂前上棘安装示踪器，获取含机器人定位标记点的术中透视影像，并传输至主机工作站。根据骨性标志标识点，在主控系统规划软件上规划手术螺钉路径，并模拟机械臂的运行姿态（图1a,1b）。将机械臂定位到合适位置，由主控系统软件控制其沿规划路径操作。在机械臂末端安装导向套筒，入钉点处行1～2 cm 小切口，分离皮下组织，套筒尖端抵至入钉点骨皮质，防止滑动。在主控工作站上确认入钉点和虚拟探针方向与规划相符，如有偏差，对路径进行微调，确认路径无误后，透视监控下通过套筒将导针钻入骨性通道。确认导针位置良好后，沿导针拧入空心螺钉，然后取出导针。最后透视确认空心螺钉位置良好（图1c,1d），冲洗切口透视缝合。

图1 患者，女，60 岁，行TiRobot 机器人辅助经皮骶髂空心螺钉内固定骶髂关节分离。1a:骨盆正位下在系统规划软件上进行手术螺钉路径规划；1b:骨盆入口位下确认手术螺钉路径规划正确；1c:骨盆正位透视见空心螺钉位置良好；1d:骨盆入口位确认空心螺钉位置良好。Figure 1.A 60 year-old female underwent TiRobot-assisted percutaneous cannulated screw internal fixation for sacroiliac joint separation.1a:Screw path planning performed on the robitic system planning software in pelvic anteroposterior view.1b:Confirmation of accurate screw path planning in pelvic inlet view.1c:Good positioning of the cannulated screw observed under pelvic anteroposterior fluoroscopy.1d:Confirmation of good positioning of the cannulated screw in pelvic inlet view of fluoroscopy.

传统组：全身麻醉，仰卧位，手术床高度调整至适当。C 形臂X 线机透视机透视确定进针点，于该点处做长1～2 cm 的切口，钝性分离至髂骨。插入套筒，透视下钻入导针，经过髂骨、骶髂关节置入S1椎体。术中拍摄骨盆入口位、出口位和侧位图像，确保导针正确地经过S1椎弓根，进入S1骶骨体，针尖应达到骶骨体中线（图2a,2b）。测量深度后，通过导针插入适当长度的空心拉力螺钉，取出导针。对于后环损伤严重的患者，可以考虑置入2 枚空心钉以增强固定力度。手术过程中应避免损伤L5神经、髂血管、S1和S2神经根。最后透视确认空心螺钉位置良好（图2c,2d），清洗并缝合切口。

图2 患者，男，65 岁，行传统经皮空心螺钉内固定骶髂关节分离。2a:骨盆正位下在透视监控下钻入的导针；2b:骨盆入口位下确认导针位置良好；2c:骨盆正位透视见空心螺钉位置良好；2d:骨盆入口位确认空心螺钉位置良好。Figure 2.A 65 year-old male recieved traditional percutaneous cannulated screw internal fixation for sacroiliac joint separation.2a:Guide pin drilled under fluoroscopic monitoring in pelvic anteroposterior view.2b:Confirmation of good positioning of the guide pin in pelvic inlet view.2c:Good positioning of the cannulated screw observed under pelvic anteroposterior fluoroscopy.2d:Confirmation of good positioning of the cannulated screw in pelvic inlet view of intraoperative fluoroscopy.

1.4 评价指标

记录围手术期情况。手术时间、术中透视次数、术中失血量、置钉调整次数、置钉时间、下地行走时间、住院时间、医疗费用、切口愈合、早期并发症。采用完全负重活动时间、疼痛视觉模拟评分（visual analogue scale,VAS），Majeed 评分评价临床效果［8］。行影像检查，评估置钉准确性［9］，优为螺钉完全在通道内；良为螺钉部分接触骶骨皮质骨但无穿出；差为螺钉穿出皮质骨，进入关节腔、椎管或骶孔内。骨折复位质量采用Matta 影像学评分系统［10］.

1.5 统计学方法

2 结果

2.1 围手术期情况

所有患者均顺利完成手术，无大出血、死亡等严重并发症。围手术期数据见表2。与传统组相比，机器初期组置钉时间和手术时间稍长，但机器后期组置钉时间和手术时间均明显缩短，组间差异有统计学意义（P＜0.05）；机器初期组与机器后期组术中出血量、术中透视次数和置钉调整次数均显著优于传统组（P＜0.05）；机器初期组、机器后期组及传统组切口愈合、下地行走时间及住院时间无明显差异（P＞0.05）；机器初期组与机器后期组住院费用显著多于传统组（P＜0.05）。

表2 3 组患者围手术期资料比较Table 2 Comparison of perioperative documents among the three groups

机器初期组与机器后期组未出现引发不良后果的早期并发症。传统组出现1 例术后神经损伤，诉患肢足底麻木，复查CT 示空心钉置入骶孔，二次手术更改空心钉位置后症状逐步缓解，术后1年随访患者恢复良好。

2.2 随访结果

所有患者均获随访12 个月以上，随访资料见表3。机器初期组与机器后期组恢复完全负重活动时间显著早于传统组（P＜0.05）。术后3 个月时，机器初期组与机器后期组Majeed 评分明显高于传统组（P＜0.05），但机器初期组与机器后期组较传统组VAS 评分无明显差异（P＞0.05）。末次随访时，机器初期组与机器后期组较传统组Majeed 评分和VAS 评分无明显差异（P＞0.05）。

表3 两组患者随访资料与比较Table 3 Comparison of follow-up documents among the three groups

随访过程中，机器初期组与机器后期组患者疼痛程度及骨盆功能评分均逐渐改善；传统组1 例患者于初次术后3 个月随访时仍诉疼痛明显，VAS 评分5分，Majeed 评分27，复查CT 仍可见骨折线，螺钉位置可，嘱患者卧床至术后6 个月，术后6 个月复查患者疼痛明显改善，VAS 评分2，Majeed 评分75，复查CT 提示骨折已愈合，术后1年随访患者恢复良好，VAS 评分0，Majeed 评分80。

2.3 影像评估

影像评估结果见表4。机器初期组与机器后期组置钉评级明显优于传统组（P＜0.05）。机器初期组、机器后期组与传统组在Matta 评级差异无统计学意义（P＞0.05）；所有患者骨折均愈合，未发生内固定断裂。

表4 两组患者影像资料比较Table 4 Comparison of imaging documents among the three groups

3 讨论

骨盆后环损伤可导致骨盆旋转不稳定及垂直不稳定，常发生畸形愈合、疼痛、跛行、肢体长度差异及神经损伤等并发症［2，3，11］。骶髂螺钉固定骨盆后环损伤生物力学较好，已成为治疗骨盆后环损伤最常用方法［4，12，13］。据文献报道传统的手术方式螺钉错位率为0.1%～2.6%［7］。骨盆后环特殊的复杂解剖结构，传统手术二维X 线透视显像信息有限，术中需反复透视和调整螺钉位置，增加医患辐射量，延长手术时间，有骶管及神经损伤风险［14］。另外，患者体型差异、骶骨解剖变异等因素使得术者难以准确判断X线片上的影像学标记，也会影响骶髂螺钉置入的安全性和稳定性［15］。解决上述问题一直是骨科骨盆微创技术发展方向。

天玑骨科手术机器人系统运用双平面的定位算法实现精确的空间定位和路径导航，辅助医生精确定位置入物，并通过与自动机械臂结合进行精确的操作，且具备实时校正路径偏移的能力，其临床精度可达1 mm 以内，现已广泛用于脊柱和创伤内固定手术，如辅助骶髂螺钉置入、椎弓根螺钉置入、经皮股骨颈空心螺钉置入、经皮椎体成形术等［16～21］。

与传统手术方式对比，机器人系统的优势：（1）更加微创，相对于传统手术，其术中透视次数、置钉调整次数及术中出血量均显著少；（2）机器人辅助的置钉时间及手术时间初期较传统手术延长，但后期较传统手术明显缩短。其原因可能是机器人辅助置钉有避免反复调整钉道的优势，但其学习曲线长，初期使用技术不熟练导致手术时间延长；（3）置钉更准确，机器组总体置钉优良率100%，其中3 例患者出现实际螺钉置入钉道与术前规划路径偏差，但术后评估螺钉位置均良好。其原因可能是导针钻孔时在骨面打滑、导针受到软组织张力后发生位移、导针软易发生弯曲变道等因素导致钉道方向偏移［18］。此外，术前规划不当、操作不规范或手术者经验不足等因素也可能对手术效果产生影响。因此使用机器人辅助螺钉置入需总结手术经验避免上述因素；（4）更安全，机器人组无早期并发症发生，而传统手术组出现1 例神经损伤病例。传统手术使用二维透视辅助，术者需通过不同角度的透视情况判断螺钉位置，加之骨盆结构复杂，骶骨变异发生率高［22］，因透视图像重叠导致螺钉位置误判的可能性大，另外术者无法实时监控置入螺钉过程中的位置偏差，存在盲目性；机器人系统能根据患者的影像学资料对钉道进行精确规划，有效降低了因患者个体化差异所增加的手术风险。机器人辅助经皮骶髂螺钉通过三维定位导针及螺钉的位置，实时矫正骨内螺钉位置偏差，并且机械臂稳定性好，整个螺钉置入过程安全可控；（5）术后恢复功能及完全负重活动比较快，可能是因为机器人辅助置钉准确高效，螺钉位置更佳，可有效避免反复调整钉道的二次损伤。

综上所述，天玑机器人辅助经皮骶髂空心螺钉内固定术治疗骨盆后环损伤具有准确性高、安全、微创等优点，手术时间短，术后恢复快。