骨科機(jī)器人輔助微創(chuàng)手術(shù)治療骨盆骨折的臨床應(yīng)用研究

李燦輝 吳征杰 曾焰輝 何影浩 司徒曉鵬 杜雪蓮 洪石 何家雄

0 引言

隨著工業(yè)和交通的不斷發(fā)展，骨盆骨折的發(fā)生率也逐年提高，統(tǒng)計(jì)學(xué)結(jié)果顯示骨盆骨折的發(fā)生率約占全身骨折的3%[1-2]。而由于骨盆所在的解剖學(xué)位置較為復(fù)雜，在骨盆骨折發(fā)生后往往會合并嚴(yán)重的創(chuàng)傷合并癥，如血管損傷、盆腔臟器損傷等，嚴(yán)重威脅患者生命[3-4]。針對不穩(wěn)定型骨盆骨折，常規(guī)非手術(shù)治療的效果往往并不理想，常需要進(jìn)行手術(shù)治療。而針對骨盆骨折的手術(shù)治療方式也從傳統(tǒng)開放性手術(shù)治療進(jìn)展到了微創(chuàng)手術(shù)治療。微創(chuàng)手術(shù)治療技術(shù)的應(yīng)用打開了骨盆骨折治療的新視野[5]。但是，既往研究也顯示，微創(chuàng)手術(shù)治療對于術(shù)中復(fù)位以及內(nèi)固定的準(zhǔn)確性評估仍存在一定的缺陷[6]。隨著外科技術(shù)的更迭，骨科機(jī)器人技術(shù)逐漸應(yīng)用于臨床工作中[7]。在骨盆骨折中，骨科機(jī)器人輔助下手術(shù)治療有望解決微創(chuàng)手術(shù)中較難解決的精準(zhǔn)復(fù)位、精準(zhǔn)固定等瓶頸問題。但是其具體應(yīng)用效果如何，尚存在一定的分歧。如部分學(xué)者認(rèn)為由于機(jī)器人硬件自身的原因?qū)е滦g(shù)中圖像收集不清晰，最終影響術(shù)者術(shù)中的操作。由于遠(yuǎn)程操作中缺少觸覺反饋，影響手術(shù)效果等[8-9]。鑒于本研究團(tuán)隊(duì)前期已于佛山市中醫(yī)院開展骨科機(jī)器人手術(shù)治療骨盆骨折患者并熟練掌握骨科機(jī)器人手術(shù)技能，本研究團(tuán)隊(duì)擬回顧性收集于佛山市中醫(yī)院行骨科機(jī)器人手術(shù)治療患者的各項(xiàng)信息，同時(shí)通過與傳統(tǒng)微創(chuàng)手術(shù)進(jìn)行手術(shù)情況、術(shù)后恢復(fù)情況的對比，從而明確骨科機(jī)器人手術(shù)治療對于骨盆骨折患者的具體臨床應(yīng)用效果。

1 研究對象

回顧性分析2018年2月—2019年7月于佛山市中醫(yī)院行微創(chuàng)手術(shù)治療的Tile B型和Tile C型骨盆骨折患者112例。根據(jù)患者采用的手術(shù)方式將患者分為傳統(tǒng)透視輔助微創(chuàng)手術(shù)組(57例)和骨科機(jī)器人輔助微創(chuàng)手術(shù)組(55例)。所有患者均簽署知情同意書并經(jīng)佛山市中醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)。

2 手術(shù)治療方式

2.1 骨科機(jī)器人輔助手術(shù)治療

本項(xiàng)研究中骨科機(jī)器人輔助手術(shù)的患者均采用天璣骨科機(jī)器人Tirobot系統(tǒng)(北京天智航醫(yī)療科技股份有限公司)輔助進(jìn)行。骨科機(jī)器人系統(tǒng)由主機(jī)、機(jī)械手臂、手術(shù)規(guī)劃軟件、光學(xué)跟蹤系統(tǒng)、主控制臺以及導(dǎo)航定位系統(tǒng)組成。手術(shù)過程均由同一名具有多年手術(shù)經(jīng)驗(yàn)的骨科專科副主任醫(yī)師主刀進(jìn)行。骨科機(jī)器人手術(shù)步驟見圖1。

A—術(shù)前CT三維成像評估患者骨盆骨折分型以及嚴(yán)重程度；B—術(shù)中明確體位以及手術(shù)視野；C—針對患者的骨折類型進(jìn)行術(shù)中手術(shù)設(shè)計(jì)；D—天璣骨科機(jī)器人系統(tǒng)手術(shù)實(shí)時(shí)顯示；E—內(nèi)固定置入。圖1 骨科機(jī)器人輔助下手術(shù)治療骨盆骨折Figure 1 Robot-assisted orthopedic surgery procedure to treat pelvic fracture

(1) 術(shù)前根據(jù)X線、CT結(jié)果進(jìn)行手術(shù)方案判斷。(2) 術(shù)前做好骨科機(jī)器人設(shè)備、器械準(zhǔn)備工作，連接并啟動主控制臺、主機(jī)系統(tǒng)。(3) 調(diào)整骨科機(jī)器人手術(shù)位置，做好無菌防護(hù)準(zhǔn)備，安裝患者跟蹤器，根據(jù)術(shù)前標(biāo)識應(yīng)用C臂獲取患者術(shù)區(qū)透視影像。(4) 根據(jù)術(shù)中獲取的術(shù)區(qū)透視影像規(guī)劃手術(shù)路徑。(5) 手術(shù)路徑規(guī)劃完成后，在虛擬置釘規(guī)劃圖片的引導(dǎo)下操控機(jī)械手臂進(jìn)行手術(shù)操作。在機(jī)械手臂上安裝引導(dǎo)裝置，調(diào)控機(jī)械手臂至規(guī)劃路徑。

2.2 傳統(tǒng)微創(chuàng)手術(shù)治療

傳統(tǒng)微創(chuàng)手術(shù)組患者手術(shù)治療過程均由另一名具有同等資質(zhì)的骨科?？聘敝魅吾t(yī)師主刀進(jìn)行。手術(shù)方式采用經(jīng)皮骶髂螺釘內(nèi)固定手術(shù)治療。患者麻醉方式采取全身麻醉，體位擺放選擇仰臥位體位。確定手術(shù)視野后對術(shù)區(qū)進(jìn)行常規(guī)消毒鋪巾。

針對患者骨盆骨折首先于C臂透視下行手法閉合復(fù)位，若復(fù)位效果不理想，可同時(shí)采用小切口輔助閉合復(fù)位。復(fù)位滿意后，于髂骨后側(cè)做一長約2 cm橫形切口作為手術(shù)部位，逐層鈍性分離直至顯露髂骨和骶髂關(guān)節(jié)，利用復(fù)位鉗固定骨折端后透視明確復(fù)位情況。復(fù)位滿意后將套管以固定角度固定至髂骨。利用電鉆將導(dǎo)針依次穿過髂骨、骶髂關(guān)節(jié)以及第一骶骨錐體。C臂下評估置入的準(zhǔn)確性以及安全性后，置入相應(yīng)型號的拉力螺釘固定骶髂關(guān)節(jié)，見圖2。

A—術(shù)前影像學(xué)檢查評估骨盆骨折嚴(yán)重程度以及骨盆骨折分析；B—術(shù)后影像學(xué)評估手術(shù)穩(wěn)定性。圖2 傳統(tǒng)微創(chuàng)手術(shù)治療骨盆骨折Figure 2 Traditional minimally invasive orthopedic surgery to treat pelvic fracture

2.3 觀察指標(biāo)

術(shù)中觀察指標(biāo)：手術(shù)時(shí)間、術(shù)中置釘時(shí)間、螺釘非計(jì)劃置入的比例以及位置偏移率。

術(shù)后觀察指標(biāo)：術(shù)后即刻Matta評分評估術(shù)后復(fù)位質(zhì)量，評分為優(yōu)則為滿意，反之即為非滿意；術(shù)后3個(gè)月時(shí)Majeed功能評分對患者康復(fù)情況進(jìn)行評估，評分為良、優(yōu)即為恢復(fù)優(yōu)良；記錄患者術(shù)后6個(gè)月內(nèi)并發(fā)癥的發(fā)生情況(感染、骨折延遲愈合、骨折不愈合)。

Matta評分[10]：于術(shù)后X線評估骨折對位情況，通過3個(gè)骨盆平面計(jì)算骨折最大移位距離：≤4 mm為優(yōu)，5～10 mm為良，>10mm為一般。

Majeed評分[11]：患者下肢功能評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)查問卷。Majeed評分總分為100分?！?5分表示下肢功能恢復(fù)較優(yōu)；55-85分表達(dá)恢復(fù)良好；≤55分表示患者恢復(fù)較差。

2.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

3 結(jié)果

3.1 患者的基線信息

傳統(tǒng)微創(chuàng)手術(shù)組中，男性34名，女性23名，年齡(52.53±8.70)歲，患者BMI為(27.54±4.1)kg/m2，Tile B型骨盆骨折病例數(shù)為34例，Tile C型骨盆骨折病例數(shù)為23例，受傷至手術(shù)時(shí)間為(9.87±2.77)天。骨科機(jī)器人輔助微創(chuàng)手術(shù)組中，男性28名，女性27名，年齡(51.84±8.84)歲，患者BMI為(29.75±2.7)kg/m2，Tile B型骨盆骨折病例數(shù)為37例，Tile C型骨盆骨折病例數(shù)為18例，受傷至手術(shù)時(shí)間為(10.53±2.96)天。兩組患者基線水平對比結(jié)果顯示骨折類型、患者年齡、性別、BMI、受傷事件的差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

3.2 機(jī)器人輔助手術(shù)治療對患者術(shù)中情況的改善

兩組患者術(shù)中對比結(jié)果(表1)顯示：骨科機(jī)器人輔助微創(chuàng)手術(shù)組患者術(shù)中出血量、手術(shù)時(shí)間、術(shù)中置釘時(shí)間均明顯小于傳統(tǒng)透視輔助微創(chuàng)手術(shù)組，且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；骨科機(jī)器人輔助微創(chuàng)手術(shù)組患者術(shù)中螺釘偏移距離、骶髂螺釘置入誤差范圍均明顯小于傳統(tǒng)透視輔助微創(chuàng)手術(shù)組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

3.3 機(jī)器人輔助手術(shù)治療對患者術(shù)后指標(biāo)的改善

兩組患者術(shù)后各項(xiàng)指標(biāo)對比分析結(jié)果顯示：骨科機(jī)器人輔助微創(chuàng)手術(shù)組術(shù)后Matta評分滿意率、Majeed評分優(yōu)良率均明顯高于傳統(tǒng)透視輔助微創(chuàng)手術(shù)組(P<0.05)；骨科機(jī)器人輔助微創(chuàng)手術(shù)組術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生概率明顯低于傳統(tǒng)透視輔助微創(chuàng)手術(shù)組(P<0.05)；術(shù)后影像學(xué)評估螺釘位置偏移率以及非計(jì)劃螺釘置入的發(fā)生情況結(jié)果顯示，兩組患者的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表2。兩組患者的并發(fā)癥中感染、骨折不愈合、骨折延遲愈合的發(fā)生率的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。Tile C型骨折術(shù)后發(fā)生感染的概率較Tile B型骨折升高，差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，具體數(shù)據(jù)對比情況見表3。

表2 兩組患者術(shù)后指標(biāo)比較 [例(%)]Table 2 Postoperative comparisons between the two groups [n (%)]

表3 兩組患者術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生情況對比 [例(%)]Table 3 Comparisons of the occurrence of complications between the two groups [n (%)]

3.4 骨科機(jī)器人手術(shù)對于不同骨盆骨折類型患者的治療效果

對骨科機(jī)器人輔助微創(chuàng)手術(shù)組，根據(jù)骨盆骨折類型進(jìn)行相應(yīng)的亞組分析，結(jié)果如表4所示。Tile C型骨折患者術(shù)中出血量、手術(shù)時(shí)間、術(shù)中置釘時(shí)間、螺釘偏移情況、骶髂螺釘置入誤差范圍都明顯高于Tile B型骨盆骨折患者(P<0.05)。

表4 骨科機(jī)器人手術(shù)對Tile B型骨折和Tile C型骨盆骨折治療效果的對比分析Table 4 Comparative analysis of the therapeutic effect of orthopedic robotic surgery on Tile B fractures and Tile C

4 討論

本項(xiàng)研究通過對于佛山市中醫(yī)院行傳統(tǒng)微創(chuàng)手術(shù)治療和骨科機(jī)器人輔助微創(chuàng)手術(shù)治療的112名Tile B、C型骨盆骨折患者進(jìn)行對比分析結(jié)果顯示，骨科機(jī)器人輔助微創(chuàng)手術(shù)治療骨盆骨折可以明顯縮短手術(shù)時(shí)間，減少手術(shù)失血。同時(shí)，骨科機(jī)器人輔助微創(chuàng)手術(shù)明顯提升了手術(shù)的準(zhǔn)確性和安全性。主要表現(xiàn)為縮短置釘時(shí)間、降低了螺釘位置偏移程度以及骶髂螺釘置入誤差范圍。同時(shí)，通過對患者進(jìn)行術(shù)后隨訪觀察，顯示骨科機(jī)器人輔助微創(chuàng)手術(shù)治療方式可以有效提升復(fù)位的滿意度以及患者術(shù)后的功能恢復(fù)，降低術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生。

骨盆解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，主要是由骶骨、髂骨、恥骨及其周圍的韌帶所共同組成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)[1,8-9]。其在人體中的主要作用是作為人體的承重結(jié)構(gòu)。而骨盆后環(huán)中的骶髂關(guān)節(jié)在維持骨盆穩(wěn)定性功能等方面具有重要的作用[12]。既往研究報(bào)道顯示，當(dāng)骶髂關(guān)節(jié)因受外傷影響發(fā)生移位后，骨盆整體的穩(wěn)定性會喪失60%以上[13]。此時(shí)，如果選擇保守治療則會嚴(yán)重影響到患者的生活質(zhì)量。因此，針對不穩(wěn)定性骨盆骨折，積極的手術(shù)治療已成為其主要的治療方式。隨著骨科技術(shù)的更迭，目前較為廣泛應(yīng)用的手術(shù)治療方式為針對骨盆前環(huán)骨折采用骨盆前路鋼板內(nèi)固定術(shù)，針對骨盆后環(huán)骨折采用經(jīng)皮骶髂螺釘內(nèi)固定術(shù)[14-16]。而骶髂螺釘內(nèi)固定術(shù)對于術(shù)者的操作技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)要求極高，因?yàn)樾g(shù)者需要在不剝離暴露骨折斷端的基礎(chǔ)上通過C臂輔助對骨盆后環(huán)進(jìn)行內(nèi)固定治療[17]。這一手術(shù)方式目前仍存在術(shù)中置釘時(shí)間較長、螺釘位置發(fā)生偏移以及骶髂螺釘置入誤差較大等多種缺陷[18]。因此，如何安全有效置入骶髂螺釘是目前臨床遇到的難點(diǎn)和痛點(diǎn)。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，機(jī)器人輔助下的骶髂螺釘置入術(shù)逐漸被應(yīng)用于臨床[19]。既往研究顯示，機(jī)器人輔助下骶髂螺釘置入術(shù)可以為術(shù)者術(shù)中操作提供準(zhǔn)確的定位以及導(dǎo)航。這一技術(shù)的引進(jìn)為手術(shù)的安全性提供了一定的保障[20]。但是，該技術(shù)是否優(yōu)于傳統(tǒng)經(jīng)皮置入骶髂螺釘術(shù)，骨科機(jī)器人輔助手術(shù)是否真的安全有效，目前鮮有研究報(bào)道。本研究嘗試通過術(shù)中、術(shù)后各項(xiàng)指標(biāo)對比傳統(tǒng)微創(chuàng)手術(shù)與骨科機(jī)器人輔助微創(chuàng)手術(shù)治療骨盆骨折的手術(shù)效果，從而明確骨科機(jī)器人手術(shù)的具體應(yīng)用效果。

既往研究顯示，手術(shù)時(shí)間、失血量是引起患者術(shù)后發(fā)生感染的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[21-22]。因此，本研究統(tǒng)計(jì)了兩組手術(shù)的手術(shù)時(shí)間以及術(shù)中的失血量。結(jié)果顯示，骨科機(jī)器人輔助下手術(shù)治療可以明顯縮短患者的手術(shù)時(shí)間以及術(shù)中失血量，且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。引起上述差異的主要原因可能為以下幾點(diǎn)：(1)術(shù)中機(jī)器人手術(shù)可以通過計(jì)算機(jī)技術(shù)對手術(shù)路徑進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)測，從而避免了血管損傷，同時(shí)避免了反復(fù)的透視所帶來的時(shí)間損耗。(2)患者術(shù)中出血量減少后術(shù)野的清晰程度明顯提升。既往研究中顯示傳統(tǒng)的微創(chuàng)手術(shù)中螺釘錯(cuò)位率為2.6%，而機(jī)器人輔助下的螺釘錯(cuò)位率明顯降低，僅約0.8%[23]。這與本研究團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)果相似。本項(xiàng)研究中機(jī)器人輔助微創(chuàng)手術(shù)后螺釘位置偏移距離為(2.25±1.07) mm，而傳統(tǒng)透視輔助微創(chuàng)手術(shù)螺釘位置偏移距離為(5.47±1.33) mm。機(jī)器人輔助手術(shù)明顯降低了螺釘位置的偏移程度。

5 結(jié)論

綜上所述，機(jī)器人輔助微創(chuàng)手術(shù)治療骨盆骨折可以明顯提升螺釘置入的準(zhǔn)確性，縮短手術(shù)時(shí)間，降低術(shù)中出血，同時(shí)可以促進(jìn)患者術(shù)后的恢復(fù)。因此，骨科機(jī)器人輔助微創(chuàng)手術(shù)治療骨盆骨折具有良好的臨床應(yīng)用效果。