機(jī)器人輔助空心釘內(nèi)固定技術(shù)治療股骨頸骨折的臨床觀察

區(qū)文歡，黃 黎，劉 彥，康 樂，廖志鵬

廣東省江門市五邑中醫(yī)院骨二科，廣東 江門 529000

股骨頸骨折是臨床上常見的、多發(fā)于老年人的骨質(zhì)疏松性骨折類型,占全身骨折的3.6%[1]。隨著人口老齡化加劇,髖部骨折發(fā)生率明顯上升，尤其是股骨頸骨折,預(yù)計(jì)到2040年全球每年新發(fā)患者數(shù)將達(dá)到50～60萬例次[2]。21世紀(jì)醫(yī)學(xué)科學(xué)進(jìn)入了微創(chuàng)智能時(shí)代，骨科手術(shù)技術(shù)也在不斷革新，患者對(duì)精準(zhǔn)、微創(chuàng)治療需求日趨迫切。由于傳統(tǒng)骨科手術(shù)方式容易受到包括患者體位定位、手術(shù)器械操控的精準(zhǔn)度及醫(yī)師臨床經(jīng)驗(yàn)和疲勞程度影響，增加了完成精準(zhǔn)手術(shù)規(guī)劃的難度，使手術(shù)成功率及可靠性降低[3]。本研究回顧性分析2018年10月—2020年9月江門市五邑中醫(yī)院骨科行機(jī)器人輔助空心釘內(nèi)固定治療股骨頸骨折患者資料，并與同期采用傳統(tǒng)徒手空心釘內(nèi)固定術(shù)治療的患者進(jìn)行比較，探討導(dǎo)航機(jī)器人輔助進(jìn)行股骨頸骨折空心釘內(nèi)固定手術(shù)的臨床療效。

臨床資料

1一般資料納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)年齡≤70歲；(2)經(jīng)X線片診斷為閉合性新鮮股骨頸骨折；(3)治療方式選擇股骨頸骨折閉合復(fù)位空心釘內(nèi)固定術(shù)。 排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)經(jīng)CT或MRI診斷為病理性股骨頸骨折；(2)伴有嚴(yán)重冠心病、腦梗死或腫瘤；(3)伴有精神心理疾??；(4)行關(guān)節(jié)置換；(5)髖部結(jié)核、腫瘤等病變。

根據(jù)納入和排除標(biāo)準(zhǔn)，按照患者性別、年齡、骨折分型的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行配對(duì)入組。機(jī)器人手術(shù)組21例，男性11例，女性10例；年齡62～70歲，平均63.5歲。致傷原因：道路交通傷5例，高處墜落傷5例，摔傷11例。骨折 Garden 分型：Ⅰ型9例，Ⅱ型7例,Ⅲ型2例，Ⅳ型3例。傳統(tǒng)手術(shù)組21例，男性12例，女性9例；年齡55～70歲，平均64.5歲。致傷原因：道路交通傷6例，高處墜落傷7例，摔傷8例。骨折Garden分型：Ⅰ型6例，Ⅱ型8例，Ⅲ型5例，Ⅳ型2例。兩組患者一般資料比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。本研究通過筆者醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審批(2020YLB023)，患者及家屬均知情同意。

2手術(shù)方法手術(shù)操作均由同一位主刀醫(yī)師完成，機(jī)器人手術(shù)組采用筆者醫(yī)院引進(jìn)的骨科手術(shù)機(jī)器人(北京天智航醫(yī)療器械有限公司生產(chǎn)的天璣系列)?；颊哐雠P固定于骨科專業(yè)手術(shù)牽引床，健側(cè)屈髖屈膝外展。透視下患肢外展內(nèi)旋手法復(fù)位骨折端，確保陽性支撐(股骨頸骨折遠(yuǎn)端完全托住骨折近端)，杜絕陰性支撐(股骨頸骨折遠(yuǎn)端沒有完全托住骨折近端)。

機(jī)器人手術(shù)組：將機(jī)器人置于患肢一側(cè),并進(jìn)行初步定位，示蹤器固定于患側(cè)髂前上棘，調(diào)整標(biāo)尺至恰當(dāng)位置，操縱C型臂X線機(jī)拍攝包含完整股骨頭、頸及標(biāo)尺上 8 個(gè)定位點(diǎn)在內(nèi)的股骨頸正、側(cè)位圖像。第二次確認(rèn)放置的機(jī)器人機(jī)械臂位置準(zhǔn)確,如果其機(jī)械臂上的標(biāo)記位置在計(jì)算機(jī)顯示符合預(yù)期,此時(shí)機(jī)器人的機(jī)械臂位置可以固定,再次C型臂X線機(jī)透視標(biāo)準(zhǔn)患髖正側(cè)位圖像,采集到骨科機(jī)器人主機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行手術(shù)規(guī)劃。在主機(jī)顯示屏可見標(biāo)準(zhǔn)的倒品字形空心螺釘布局,測(cè)算置入的3枚空心螺釘?shù)拈L度數(shù)值。然后計(jì)算機(jī)系統(tǒng)選擇第1枚導(dǎo)針，操控機(jī)器人機(jī)械臂定位至該位置，術(shù)者將導(dǎo)針套筒卡入定位卡槽，沿套筒定位于術(shù)區(qū)皮膚，插入套筒使尖端頂至股骨外側(cè)骨面。C型臂X線機(jī)正、側(cè)位透視明確套筒位置和方向，無誤后鉆入導(dǎo)針。如發(fā)現(xiàn)套筒位置有偏差，可通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)微調(diào)，余下導(dǎo)針同理置入,依次置入空心螺釘。

傳統(tǒng)手術(shù)組：與機(jī)器人手術(shù)組復(fù)位方法一樣，經(jīng)反復(fù)透視確認(rèn)骨折斷端在正位和側(cè)位對(duì)位對(duì)線良好后，徒手觸及股骨大轉(zhuǎn)子頂點(diǎn)，依次鉆入3枚平行的倒品字形導(dǎo)針，經(jīng)透視下見髖關(guān)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)正側(cè)位位置滿意后進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)髓，并依次沿3枚克氏針方向擰入空心釘固定骨折。

3觀察指標(biāo)記錄兩組術(shù)中透視時(shí)間和次數(shù)、導(dǎo)針鉆孔次數(shù)、平均費(fèi)用，術(shù)后導(dǎo)出術(shù)中股骨頸骨折置釘后正側(cè)位片，根據(jù)Liebergall等[4]提出的計(jì)算方法測(cè)算螺釘間的相互平行度，具體方法：利用Image-proplus 6.0軟件測(cè)量3枚螺釘與股骨干軸線之夾角β1、β2、β3，螺釘間相互平行度(|β1-β2|+|β1-β3|+|β2-β3|)/3。正側(cè)位片3枚螺釘與股骨頸頸干角、前傾角偏離角度即螺釘?shù)妮S線與股骨頸軸心線之間的夾角(圖1)。術(shù)后門診隨訪，1、3個(gè)月復(fù)查1次X線片，然后6個(gè)月復(fù)查1次，末次隨訪時(shí)采用髖關(guān)節(jié)功能評(píng)分系統(tǒng)[5]評(píng)價(jià)患髖功能。

圖1 測(cè)量股骨縱軸與空心螺釘縱軸之間形成的角度

5結(jié)果兩組術(shù)中透視時(shí)間和次數(shù)、導(dǎo)針鉆孔次數(shù)比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。末次隨訪時(shí)，Harris評(píng)分兩組間比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。兩組費(fèi)用比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表1。兩組患者在X線片的螺釘平行度、與頸干角、前傾角的偏離角度差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表2。機(jī)器人手術(shù)組患者C型臂透視時(shí)間和手術(shù)時(shí)間短，術(shù)中C型臂投照次數(shù)少，一次性置釘準(zhǔn)確率高；機(jī)器人手術(shù)組的空心釘之間以及空心釘與股骨頸軸線之間更接近平行。典型病例見圖2、3。

表1 兩組患者臨床資料比較

表2 兩組正側(cè)位X線平行度，前傾角、頸干角偏離角度比較

圖2 患者女性，65歲，道路交通傷致左股骨頸骨折，骨科機(jī)器人導(dǎo)航下手術(shù)。a．術(shù)前股骨頸骨折X 線片;b.術(shù)中機(jī)器人導(dǎo)航下克氏針定位；c．術(shù)后術(shù)后3個(gè)月X線片；d．術(shù)后6個(gè)月X線片

圖3 患者男性，60歲，摔傷致右股骨頸骨折，徒手置釘手術(shù)。a.術(shù)后正位X線片;b.術(shù)后側(cè)位X線片

討 論

股骨頸骨折是髖部最常見的骨折，由于股骨頸周圍有旋股內(nèi)、外側(cè)動(dòng)脈環(huán)繞，骨折后容易導(dǎo)致股骨頭缺血性壞死，臨床上股骨頸骨折仍以內(nèi)固定、關(guān)節(jié)置換等手術(shù)治療為主，由此可以避免相關(guān)并發(fā)癥發(fā)生如長期臥床導(dǎo)致的壓瘡、肺部感染、骨折畸形愈合等。對(duì)于沒有移位GardenⅠ型、Ⅱ型股骨頸骨折及年齡≤60歲的股骨頸骨折患者，目前主流內(nèi)固定方式選擇空心釘內(nèi)固定術(shù)，已成為臨床醫(yī)師的共識(shí)[6]。在選擇進(jìn)行股骨頸骨折空心釘內(nèi)固定時(shí)通過X線機(jī)透視下醫(yī)師徒手操作，需要醫(yī)師反復(fù)調(diào)整導(dǎo)針的位置，而股骨頸的空間較局限，由于多次鉆孔調(diào)整，容易導(dǎo)致局部骨量丟失，最終影響螺釘固定的強(qiáng)度。這一過程中，不僅手術(shù)時(shí)間延長，而且增加了醫(yī)護(hù)人員放射線輻射量，最終導(dǎo)致空心釘位置精準(zhǔn)度下降。機(jī)器人輔助技術(shù)雖然增加了術(shù)前的步驟，但并沒有延長總手術(shù)時(shí)間，原因在于機(jī)器人輔助技術(shù)避免了反復(fù)鉆孔和透視次數(shù)，從而減少了傳統(tǒng)手術(shù)的重復(fù)步驟，術(shù)中透視時(shí)間減少，減少X線輻射對(duì)醫(yī)師和患者的損害。本研究中機(jī)器人組導(dǎo)針鉆孔次數(shù)(9.8±1.2)次明顯少于傳統(tǒng)手術(shù)組(18.9±1.5)次，另外通過術(shù)后計(jì)算機(jī)測(cè)量空心螺釘在頸干角和前傾角的偏離角度，機(jī)器人組測(cè)量數(shù)值低于傳統(tǒng)手術(shù)組，這兩個(gè)角度數(shù)值越小，空心釘之間的平行性越好，可獲得更好的支撐，有利于骨折愈合。許新忠等和Zwingmann等[7-8]研究發(fā)現(xiàn)，通過機(jī)器人導(dǎo)航輔助技術(shù)術(shù)中的修正率為 0.8%～1.3%，錯(cuò)位率為0.1%～1.3%，而傳統(tǒng)手術(shù)經(jīng)皮徒手螺釘植入修正率為2.7%，錯(cuò)位率為2.6%；機(jī)器人輔助技術(shù)能夠降低股骨頸骨折空心釘植入過程中釘?shù)佬拚陌l(fā)生率，從而實(shí)現(xiàn)提高手術(shù)操作精確度。

與傳統(tǒng)手術(shù)相反，機(jī)器人輔助技術(shù)通過機(jī)械臂操作代替術(shù)者徒手操作，手術(shù)操作的精準(zhǔn)性得到提升[9]。機(jī)器人導(dǎo)航技術(shù)的合理應(yīng)用不僅實(shí)現(xiàn)了手術(shù)操作的穩(wěn)定性，而且可以提供三維立體空間的手術(shù)視野，有效提高了手術(shù)成功率[10]。Duan等[11]報(bào)道與傳統(tǒng)手術(shù)組相比，機(jī)器人組的透視使用更少，術(shù)中出血更少，總鉆孔更少。與常規(guī)手術(shù)組相比，螺釘平行度顯著提高，頸寬覆蓋范圍顯著擴(kuò)大。Wang等[12]的大樣本研究認(rèn)為機(jī)器人組一次性置釘?shù)某晒β蔬_(dá)到100%，是傳統(tǒng)手術(shù)組的2.03倍。骨科機(jī)器人通過提供計(jì)算機(jī)手術(shù)規(guī)劃、微創(chuàng)精準(zhǔn)定位、手術(shù)路徑導(dǎo)航等功能，為臨床醫(yī)師進(jìn)行股骨頸骨折空心釘置入判斷決策和操作提供保障，而且置入螺釘?shù)姆稚⒍群?。但本研究隨訪時(shí)間短，對(duì)于遠(yuǎn)期股骨頭壞死、骨折愈合率等方面，還需在今后的研究中進(jìn)一步觀察隨訪。

作者貢獻(xiàn)聲明 :區(qū)文歡：研究設(shè)計(jì)、資料收集、文章撰寫與修改；黃黎：文章撰寫、病例收集整理、研究設(shè)計(jì)；劉彥、康樂、廖志鵬：病例整理、統(tǒng)計(jì)分析、病例隨訪