導(dǎo)航輔助椎弓根皮質(zhì)骨軌跡螺釘置釘?shù)难芯窟M(jìn)展

徐子航，龍 浩，寧 旭

1.貴州醫(yī)科大學(xué)，貴陽(yáng) 550001；2.貴陽(yáng)市第四人民醫(yī)院，貴陽(yáng) 550002；3.貴州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院，貴陽(yáng) 550001

2009年Santoni等[1]報(bào)道了一種用于腰椎固定的椎弓根螺釘插入的新軌跡，命名為皮質(zhì)骨軌跡(cortical bone trajectory,CBT)，其獨(dú)特的進(jìn)針軌跡(由內(nèi)向外，由尾側(cè)向頭側(cè))增加了螺釘與皮質(zhì)骨的接觸。先前的生物力學(xué)研究表明，CBT螺釘?shù)陌纬隽^傳統(tǒng)椎弓根螺釘增加30%，置釘扭矩力則增加70%[1-2]。除此之外，CBT技術(shù)可以減少椎旁肌肉的剝離、縮短傷口的長(zhǎng)度以及減少上關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)損傷的風(fēng)險(xiǎn)[3]。然而由于該技術(shù)缺乏明確的解剖標(biāo)記點(diǎn)，確定最佳的進(jìn)針點(diǎn)和進(jìn)針?lè)较螂y度較大，不正確地置入螺釘可能損傷神經(jīng)、血管及加速椎間盤退變。因此如何安全、準(zhǔn)確地置入CBT螺釘仍是脊柱外科醫(yī)師所面臨的挑戰(zhàn)。

目前，導(dǎo)航技術(shù)已廣泛應(yīng)用于脊柱外科手術(shù)中，已被證實(shí)具有高精準(zhǔn)度、安全、微創(chuàng)、低輻射暴露等特點(diǎn)[4-5]。然而目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于將CBT技術(shù)和導(dǎo)航技術(shù)相結(jié)合的研究較少，本文就導(dǎo)航技術(shù)在皮質(zhì)骨軌跡螺釘內(nèi)固定中的應(yīng)用進(jìn)行綜述，為以后的臨床應(yīng)用推廣提供理論依據(jù)。

1 徒手置釘技術(shù)的缺點(diǎn)

與傳統(tǒng)椎弓根螺釘內(nèi)固定方式的“人”字嵴進(jìn)釘點(diǎn)標(biāo)志相比，目前 CBT 螺釘內(nèi)固定技術(shù)的局限性之一是缺乏易于識(shí)別和可復(fù)制的進(jìn)釘標(biāo)記點(diǎn)，Mastsukawa等[6]報(bào)道理想的CBT技術(shù)進(jìn)針點(diǎn)為橫突下1mm與上關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)中點(diǎn)垂線的交點(diǎn)，然而術(shù)中減壓時(shí)通常需咬除部分上關(guān)節(jié)突進(jìn)而導(dǎo)致標(biāo)記點(diǎn)消失，尤其對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，置釘難度較大，進(jìn)而引發(fā)諸多問(wèn)題：(1)徒手植入 CBT 螺釘過(guò)程中需要盡可能多地剝離椎旁肌肉，將會(huì)增大手術(shù)創(chuàng)傷和延長(zhǎng)手術(shù)時(shí)間[7]。此外，術(shù)中反復(fù)透視可能增加術(shù)者及患者增加輻射暴露的風(fēng)險(xiǎn)。(2)螺釘錯(cuò)位率高，據(jù)報(bào)道，經(jīng)驗(yàn)豐富的外科醫(yī)師即使在傳統(tǒng)熒光透視輔助下，CBT螺釘誤植率仍可高達(dá)33.3%[8]。由于CBT由內(nèi)向外，由尾側(cè)向頭側(cè)置釘，不準(zhǔn)確地置入螺釘，除了可能穿破椎弓根內(nèi)壁、下壁導(dǎo)致神經(jīng)損傷，還可能穿破終板及椎體前緣，進(jìn)而加速椎間退變及導(dǎo)致周圍肌肉血管的損傷。(3)盡管生物力學(xué)研究顯示CBT螺釘?shù)陌纬隽Ω?，然而不正確地置入螺釘，會(huì)導(dǎo)致螺釘與皮質(zhì)接觸減少，進(jìn)而增加螺釘松動(dòng)率。Cheng等[9]通過(guò)一項(xiàng)尸體研究發(fā)現(xiàn)，37枚螺釘中有6枚出現(xiàn)嚴(yán)重松動(dòng)，且有1枚出現(xiàn)峽部和椎弓根骨折。在他們的尸體模型中觀察到，置入螺釘?shù)倪^(guò)程中，CBT螺釘?shù)念^部撞擊棘突和椎板進(jìn)而導(dǎo)致軌跡的偏差，大幅度降低螺釘與皮質(zhì)的接觸，這一機(jī)制有可能解釋與CBT技術(shù)相關(guān)的螺釘松動(dòng)和骨折。(4)固定強(qiáng)度及椎體穩(wěn)定性不夠，Mastsukawa等[10]通過(guò)一項(xiàng)生物力學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，大尺寸的螺釘可以增加拔出強(qiáng)度和椎體固定強(qiáng)度，降低螺釘周圍的等效應(yīng)力，CBT 的理想螺釘尺寸是直徑>5.5mm，長(zhǎng)度>35mm，而該尺寸的螺釘很少在徒手技術(shù)中出現(xiàn)，意味著徒手技術(shù)難以達(dá)到理想的螺釘固定強(qiáng)度。此外，理想的進(jìn)針深度應(yīng)為椎體的1/2左右，由于徒手選擇螺釘?shù)拈L(zhǎng)度較短以及基于安全考慮，徒手置釘時(shí)插入螺釘?shù)纳疃炔粔?，這可能是導(dǎo)致CBT技術(shù)側(cè)屈及旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性不如傳統(tǒng)椎弓根螺釘?shù)脑騕11]。(5)盡管Iwastuki等[12]提出了峽部引導(dǎo)法，即選擇在峽部外側(cè)邊緣向內(nèi)3 mm和椎間孔上緣，此方法術(shù)中標(biāo)記物明確且受減壓影響較小，易于辨認(rèn)，為目前大部分外科醫(yī)師所用，但該法可能會(huì)增加峽部骨折的風(fēng)險(xiǎn)。(6)手術(shù)節(jié)段受限，目前大多徒手技術(shù)局限于腰椎，很少有學(xué)者將該技術(shù)應(yīng)用于胸椎，尤其是上胸椎，主要原因在于胸椎的椎弓根較細(xì)，且變異程度較大，很難準(zhǔn)確置入螺釘。盡管Sheng等[13]提出了基于徒手技術(shù)的胸椎進(jìn)針點(diǎn)，即椎弓根軸的投影點(diǎn)在小平面外緣內(nèi)側(cè)4～5mm，在橫突中線上方5～8mm，并垂直椎板進(jìn)針，然而該方法與傳統(tǒng)椎弓根置入法相似，并不能減少肌肉剝離，且置釘難度大， 難以發(fā)揮CBT帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)。因此，個(gè)體化、理想化進(jìn)針是CBT技術(shù)領(lǐng)域未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。

2 導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

為改善徒手置釘技術(shù)的缺陷，學(xué)者們做出許多努力，其中最具代表性的是CBT置釘技術(shù)與導(dǎo)航技術(shù)相結(jié)合。導(dǎo)航技術(shù)在此之前已廣泛地應(yīng)用于脊柱外科手術(shù)之中，包括輔助椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)、椎體成形術(shù)以及全椎間盤置換術(shù)，并已被證實(shí)具有高精準(zhǔn)度、安全、微創(chuàng)、低輻射暴露等特點(diǎn)[4-5,14]。目前應(yīng)用于CBT螺釘內(nèi)固定術(shù)的導(dǎo)航技術(shù)主要分為三類，即基于術(shù)中CT圖像的導(dǎo)航技術(shù)，基于3D打印技術(shù)的術(shù)中導(dǎo)航模板技術(shù)，以及目前最新的脊柱外科機(jī)器人導(dǎo)航技術(shù)。

2.1CT導(dǎo)航技術(shù) CT 導(dǎo)航系統(tǒng)主要包括空間定位系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理和圖像處理軟件。在CT導(dǎo)航系統(tǒng)中，患者的解剖結(jié)構(gòu)通過(guò)CT影像反映，手術(shù)器械以示意圖的方式重疊顯示在相應(yīng)的 CT 層面上。 醫(yī)師通過(guò)計(jì)算機(jī)直觀了解手術(shù)器械相對(duì)于病灶的位置關(guān)系，從而指導(dǎo)手術(shù)操作。目前術(shù)中CT成像技術(shù)已從原先的可移動(dòng)CT發(fā)展至O型臂系統(tǒng)，O型臂系統(tǒng)可以消除獲取三維影像時(shí)的成像器碰撞以及與其他手術(shù)設(shè)備空間位置的相互干擾，使成像更加精準(zhǔn)，且可以減少操作時(shí)間及術(shù)中輻射量[15]。

Rodriguez 等[16]利用術(shù)中CT(O型臂)圖像導(dǎo)航技術(shù)結(jié)合CBT螺釘固定技術(shù)治療癥狀性的鄰椎病，即在先前已置入傳統(tǒng)椎弓根螺釘?shù)淖倒性俅沃萌隒BT螺釘。結(jié)果顯示5例手術(shù)中4例可以實(shí)現(xiàn)該技術(shù)，平均手術(shù)時(shí)間為218min，置入CBT螺釘尺寸為5.5mm,無(wú)手術(shù)相關(guān)并發(fā)癥，所有患者癥狀較前明顯改善。該技術(shù)避免了傳統(tǒng)翻修手術(shù)時(shí)移除連接棒的弊端，可以減少手術(shù)時(shí)間及創(chuàng)傷。同樣地，針對(duì)鄰椎病，Kotheeranurak等[17]描述了一種新技術(shù)，即內(nèi)窺鏡輔助下的腰椎前路椎間融合術(shù)，采用CT引導(dǎo)、圖像導(dǎo)航的單側(cè)CBT螺釘固定治療L5/S1椎間盤病變，結(jié)果顯示多種微創(chuàng)結(jié)合技術(shù)在導(dǎo)航系統(tǒng)的輔助下，可以使螺釘置入更容易更準(zhǔn)確，手術(shù)創(chuàng)傷更小。Obeidat等[18]第一次利用三維導(dǎo)航技術(shù)將CBT螺釘應(yīng)用在頸胸交接處，并與頸椎側(cè)塊螺釘相結(jié)合，在術(shù)后的隨訪中沒(méi)有出現(xiàn)螺釘相關(guān)的并發(fā)癥及神經(jīng)損傷，所有病例獲得了即刻穩(wěn)定，且均達(dá)到臨床融合。CBT螺釘進(jìn)針?lè)较蚝皖i椎側(cè)塊螺釘相似，使術(shù)者容易放置連接桿，減少融合節(jié)段，并潛在性減少術(shù)中出血量。

Laratta等[19]利用術(shù)中錐體束CT置入了618枚CBT螺釘，結(jié)果顯示，整體導(dǎo)航螺釘準(zhǔn)確率為98.3%,誤差在1mm以內(nèi)的準(zhǔn)確率為99.2%,椎弓根外側(cè)壁破壞率為0.5%，內(nèi)側(cè)壁破壞率為1.1%，且無(wú)螺釘相關(guān)的神經(jīng)、血管及內(nèi)臟并發(fā)癥。Kumar等[20]比較在術(shù)中傳統(tǒng)透視和CT導(dǎo)航下的CBT螺釘置入的準(zhǔn)確性及并發(fā)癥發(fā)生率，結(jié)果顯示透視組椎弓根內(nèi)側(cè)壁破壞率高于導(dǎo)航組(6/88vs.1/94，P=0.05)，且透視組腦脊液漏及術(shù)后感染置釘相關(guān)并發(fā)癥發(fā)生率高于導(dǎo)航組(8/19vs.2/19,P=0.04)。

總的來(lái)說(shuō)，術(shù)中CT導(dǎo)航技術(shù)可以顯著提高螺釘置入準(zhǔn)確性及安全性，進(jìn)而減少螺釘相關(guān)并發(fā)癥，縮短手術(shù)時(shí)間，減少術(shù)者輻射暴露的風(fēng)險(xiǎn)，可以實(shí)現(xiàn)更高節(jié)段螺釘及椎弓根內(nèi)雙螺釘?shù)闹萌?，完成徒手技術(shù)難以完成的手術(shù)。且隨著CT導(dǎo)航技術(shù)的不斷改進(jìn)，置釘精準(zhǔn)度及安全性也正在不斷提高。然而外科醫(yī)師必須意識(shí)到患者可能出現(xiàn)與固定系統(tǒng)相關(guān)的髂嵴部疼痛，術(shù)后應(yīng)及時(shí)鎮(zhèn)痛來(lái)改善該情況[21]。

2.23D打印導(dǎo)航模板技術(shù) 3D打印導(dǎo)航模板原理是術(shù)者通過(guò)術(shù)前 CT 掃描獲取圖像，再用計(jì)算機(jī)輔助預(yù)設(shè)釘?shù)?，將?shù)據(jù)傳送到 3D 打印機(jī)，打印出個(gè)體化、準(zhǔn)確的置釘導(dǎo)航模板，使其在手術(shù)中能夠精確地放置CBT螺釘。

對(duì)于此技術(shù)，早期局限于尸體研究，Kim 等[22]通過(guò)對(duì)7例尸體胸腰椎進(jìn)行CT掃描，通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件構(gòu)建了T11～L5共80個(gè)CBT指南模板，術(shù)后掃描未見(jiàn)錯(cuò)位或骨穿孔，其中95%的螺釘實(shí)際置入偏差<2mm，平均(0.94±0.42)mm，且將模板安裝到椎板并固定CBT螺釘僅需1～2min。同樣，Wang等[23]也利用此項(xiàng)技術(shù)在尸體中上腰椎置入CBT螺釘，結(jié)果顯示導(dǎo)航模板組的椎弓根內(nèi)外側(cè)破壞率(3.33%vs.13.33%，P=0.048)以及椎弓根上下壁破壞率顯著降低(5%vs.18.33%,P=0.023)。同時(shí)還有學(xué)者設(shè)計(jì)并對(duì)比了不同導(dǎo)板之間的置釘準(zhǔn)確性，李智多等[24]在一項(xiàng)尸體研究中設(shè)計(jì)了兩種不同類型的導(dǎo)板，一種以人字嵴為貼合面，另外一種則以椎板-棘突為貼合面，結(jié)果顯示椎板-棘突型的置釘成功率(95%，19/20)較人字嵴型高(70%，14/20),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。因此，椎板-棘突型導(dǎo)板更適合CBT螺釘?shù)闹萌?，且可以顯著提高置釘準(zhǔn)確性及安全性，并在理論上可降低神經(jīng)、血管的損傷風(fēng)險(xiǎn)。大量的尸體研究實(shí)驗(yàn)證明了3D打印導(dǎo)航模板的可用性、準(zhǔn)確性及安全性，為臨床應(yīng)用提供了可靠的基礎(chǔ)。

近3年來(lái)，有部分學(xué)者已將此項(xiàng)技術(shù)用于實(shí)際手術(shù)中，Kim等[25]利用此項(xiàng)技術(shù)治療1例71歲的L4椎體滑脫患者，術(shù)后恢復(fù)滿意，未出現(xiàn)相關(guān)并發(fā)癥。Marengo等[26]同樣利用此技術(shù)治療11例患者，結(jié)果顯示螺釘實(shí)際位置與術(shù)后平均偏差為0.91mm,85.2%的螺釘偏差角度<2°。Mastsukawa等[27]研究發(fā)現(xiàn)3D打印導(dǎo)板的準(zhǔn)確率可高達(dá)97.5%，實(shí)際偏差(0.62 ± 0.42 )mm,矢狀面和橫狀面角度偏差分別為(1.68 ± 1.24)°和(1.27 ± 0.77)°，且該研究中使用的螺釘尺寸為6.0mm×40mm，大尺寸的螺釘增加了其與皮質(zhì)的接觸，進(jìn)而潛在性地增加了其固定強(qiáng)度[10]。同樣，Maruo等[28]研究了無(wú)徒手經(jīng)驗(yàn)的外科醫(yī)師使用3D打印導(dǎo)航模板技術(shù)置入CBT螺釘?shù)臏?zhǔn)確性，結(jié)果顯示，平均外展角偏差為(0.6 ± 2.5)°，頭傾角則為(-1.3±2.9)°，總體準(zhǔn)確率為91%，但在10臺(tái)以后準(zhǔn)確率就提升至97%。

總之，3D打印導(dǎo)航模板置釘具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)個(gè)體化設(shè)計(jì)，提高置釘?shù)陌踩院蜏?zhǔn)確率，降低血管、神經(jīng)損傷的風(fēng)險(xiǎn)，減少術(shù)后并發(fā)癥; (2)操作簡(jiǎn)單，學(xué)習(xí)曲線短，適合手術(shù)經(jīng)驗(yàn)不足的年輕醫(yī)師; (3)減少患者及術(shù)者在手術(shù)過(guò)程中輻射的暴露，同時(shí)縮短手術(shù)時(shí)間; (4)降低手術(shù)成本，無(wú)需其他設(shè)備輔助。但目前仍存在兩個(gè)問(wèn)題：(1)由于其導(dǎo)板需要加工制作，緊急情況下不適用；(2)術(shù)者必須完全切除與導(dǎo)向器接觸的椎板后表面軟組織，過(guò)度或不充分的暴露會(huì)影響軌跡的準(zhǔn)確性，椎板表面形狀的精確復(fù)制會(huì)受到軟骨組織如骨贅和小關(guān)節(jié)肥大的影響。

2.3機(jī)器人導(dǎo)航技術(shù) 近年來(lái)，機(jī)器人輔助技術(shù)在多學(xué)科中廣泛應(yīng)用，如骨科、普外科、胸外科、泌尿外科等。當(dāng)前機(jī)器人主要存在三種模式：監(jiān)督控制系統(tǒng)、遙控機(jī)器人系統(tǒng)及共享控制模式系統(tǒng)。而對(duì)于脊柱外科領(lǐng)域，大多數(shù)機(jī)器人都是基于“監(jiān)督控制系統(tǒng)”的模式，即通過(guò)軟件預(yù)先設(shè)定螺釘置入進(jìn)針點(diǎn)、尺寸及軌跡，并通過(guò)編程軟件控制機(jī)器臂，而術(shù)者則在一旁監(jiān)督機(jī)器人工作。因此該模式最核心的部分仍為“導(dǎo)航定位”，但相較于傳統(tǒng)CT導(dǎo)航技術(shù)，機(jī)器人可以避免手術(shù)室內(nèi)人員及器械對(duì)導(dǎo)航信號(hào)的干擾(如紅外線傳感器的光學(xué)信號(hào)接收器)以及因疲勞和情緒等因素所造成的人為失誤等。目前已有學(xué)者將機(jī)器人導(dǎo)航技術(shù)應(yīng)用于CBT螺釘內(nèi)固定術(shù)之中。

Le等[8]比較國(guó)產(chǎn)“天璣”骨科機(jī)器人與傳統(tǒng)透視輔助下CBT螺釘置入的準(zhǔn)確性，根據(jù)改良的Gertzbein-Robbins分級(jí)方式進(jìn)行螺釘準(zhǔn)確性評(píng)估，結(jié)果顯示機(jī)器人輔助組A類螺釘準(zhǔn)確率高達(dá)87.2%，而傳統(tǒng)透視組A類螺釘準(zhǔn)確率僅為66.9%(P=0.038)，但機(jī)器人組的手術(shù)時(shí)間、失血量及累計(jì)輻射時(shí)間多于傳統(tǒng)透視組(P<0.05)。在隨后的研究中，Le等[29]還發(fā)現(xiàn)利用機(jī)器人可以降低小關(guān)節(jié)侵犯率，傳統(tǒng)透視組中41.3%出現(xiàn)小關(guān)節(jié)侵犯，遠(yuǎn)高于機(jī)器人組的17.3%(P=0.04)。陳豪杰等[7]利用Renaissance脊柱機(jī)器人輔助置入CBT螺釘治療合并骨質(zhì)疏松的腰椎退行性疾病，對(duì)比徒手技術(shù)發(fā)現(xiàn)，脊柱機(jī)器人輔助置釘精準(zhǔn)度更高(98.3%vs.84.5%，P=0.009)，侵犯上關(guān)節(jié)突的發(fā)生率更低(P<0.05)。除此之外，機(jī)器人組手術(shù)時(shí)間及出血量也顯著少于徒手組，這可能是由于CBT螺釘技術(shù)缺乏易于識(shí)別的進(jìn)針標(biāo)記點(diǎn)，徒手置入螺釘需盡可能剝離多的椎旁肌肉來(lái)確保安全置入，進(jìn)而增大手術(shù)創(chuàng)傷及延長(zhǎng)手術(shù)時(shí)間。Khan等[30]比較Mazor X機(jī)器人與術(shù)中三維CT導(dǎo)航技術(shù)輔助CBT螺釘置入的準(zhǔn)確性，結(jié)果顯示機(jī)器人組92枚螺釘均準(zhǔn)確置入，而CT組74枚中69枚準(zhǔn)確置入(P=0.01)，但在手術(shù)時(shí)間、出血量無(wú)顯著差異(P>0.05)。

不同的機(jī)器人工作機(jī)制并不完全相同，作為國(guó)產(chǎn)機(jī)器人代表的“天璣”是國(guó)際首臺(tái)通用型骨科手術(shù)機(jī)器人產(chǎn)品。該機(jī)器人包括1臺(tái)六自由度機(jī)械臂、1臺(tái)主控臺(tái)車和1套紅外光學(xué)跟蹤系統(tǒng),利用術(shù)中三維圖像直接進(jìn)行手術(shù)規(guī)劃,最小化配準(zhǔn)誤差，并利用光學(xué)跟蹤系統(tǒng)來(lái)檢測(cè)呼吸運(yùn)動(dòng)和器械偏差,實(shí)現(xiàn)手術(shù)過(guò)程的動(dòng)態(tài)安全控制[31]。而Renaissance及Mazor X Stealth均產(chǎn)于Mazor公司，臨床研究報(bào)道Renaissance在椎弓根釘植入手術(shù)中的置釘率達(dá)96%，然而Renaissance的骨安裝方式操作較復(fù)雜且手術(shù)過(guò)程中缺少術(shù)中實(shí)時(shí)監(jiān)控等，而后出現(xiàn)的Mazor X機(jī)器人,整合該公司已有的Stealth導(dǎo)航軟件優(yōu)勢(shì),結(jié)合串聯(lián)機(jī)械臂，實(shí)現(xiàn)光電導(dǎo)航下的機(jī)械臂實(shí)時(shí)定位，進(jìn)一步提高準(zhǔn)確率及安全性[32-33]。

脊柱機(jī)器人導(dǎo)航技術(shù)可以顯著提高螺釘置入準(zhǔn)確性及降低上關(guān)節(jié)突侵犯發(fā)生率，進(jìn)而提高螺釘置入的安全性及降低鄰椎病的發(fā)生率，且具有運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定、不易疲勞、減少術(shù)者暴露輻射風(fēng)險(xiǎn)等優(yōu)點(diǎn)。然而現(xiàn)在骨科機(jī)器人仍存在諸多缺點(diǎn)：(1)價(jià)格普遍昂貴，在一般醫(yī)院難以普及，且維護(hù)成本較高，不利于機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展；(2)機(jī)器人操作流程復(fù)雜，需要學(xué)習(xí)與適應(yīng)，在學(xué)習(xí)初期可能會(huì)增加手術(shù)時(shí)間、出血量，以及反復(fù)掃描導(dǎo)致輻射量增加；(3)目前大部分骨科機(jī)器人實(shí)質(zhì)為“半自動(dòng)”模式，智能程度不夠，術(shù)中需要術(shù)者監(jiān)督完成手術(shù)。

3 導(dǎo)航技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

對(duì)于脊柱外科領(lǐng)域，螺釘置入的高準(zhǔn)確性必定是導(dǎo)航技術(shù)的核心， 傳統(tǒng)的CT導(dǎo)航技術(shù)精準(zhǔn)度受人為因素影響大，而目前的3D打印導(dǎo)板技術(shù)置釘?shù)臏?zhǔn)確率也受椎體退變程度及術(shù)者技術(shù)顯著影響，骨科機(jī)器人具有4～6個(gè)自由度的機(jī)器臂替代人類手臂，允許在軸向、冠狀和矢狀面上的更高精度，螺釘置入時(shí)無(wú)需過(guò)分考慮椎體退變的影響，且與術(shù)者的技術(shù)無(wú)明顯關(guān)聯(lián)，因此骨科機(jī)器人技術(shù)仍是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。除此之外，由于脊柱外科手術(shù)需要反復(fù)徒手進(jìn)行大量操作，容易引起術(shù)者的疲勞及情緒波動(dòng)，機(jī)器人具有很好抗疲勞性及操作可重復(fù)性，可以顯著提高手術(shù)效率。

現(xiàn)階段導(dǎo)航技術(shù)已經(jīng)表現(xiàn)出很好的安全性，但由于椎體周圍存在著豐富的神經(jīng)血管，因此未來(lái)的導(dǎo)航技術(shù)仍需更高等級(jí)的安全保障，目前仍需解決以下幾個(gè)問(wèn)題：(1)術(shù)中實(shí)時(shí)的精準(zhǔn)度檢測(cè)，目前少有導(dǎo)航技術(shù)可以監(jiān)測(cè)術(shù)者置入螺釘過(guò)程中的情況，CBT螺釘主要應(yīng)用于骨質(zhì)疏松的患者，骨密度下降可能會(huì)導(dǎo)致實(shí)際螺釘置入時(shí)原有釘?shù)赖母淖?，進(jìn)而造成螺釘?shù)腻e(cuò)位，增加神經(jīng)、血管損傷的風(fēng)險(xiǎn)。增加實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以讓術(shù)者實(shí)時(shí)評(píng)估置入過(guò)程中螺釘與周圍神經(jīng)血管的關(guān)系，從而提高螺釘置入準(zhǔn)確性及安全性。(2)缺乏術(shù)中緊急情況的反饋機(jī)制，即無(wú)法判斷螺釘是否損傷神經(jīng)、血管等，因此術(shù)中需配備具有手術(shù)經(jīng)驗(yàn)的“熟手”進(jìn)行監(jiān)督。未來(lái)的導(dǎo)航系統(tǒng)可以用額外的傳感器來(lái)解決該問(wèn)題，這類傳感器可以通過(guò)信號(hào)的變化判斷螺釘或者導(dǎo)針是否穿破皮質(zhì)到達(dá)血管、神經(jīng)及椎管附近，當(dāng)出現(xiàn)上述危急情況時(shí)，機(jī)器人立刻停止當(dāng)前操作并反饋給術(shù)者，進(jìn)而保證手術(shù)的絕對(duì)安全[34]。值得注意的是，在提高精準(zhǔn)度及安全性的同時(shí)必然會(huì)增加術(shù)中輻射暴露量，因此如何平衡兩者仍是未來(lái)需要解決的問(wèn)題。

除此之外，未來(lái)的導(dǎo)航技術(shù)還需具有經(jīng)濟(jì)效益性，昂貴的設(shè)備及高額的維護(hù)成本會(huì)限制技術(shù)的推廣及發(fā)展。再者，簡(jiǎn)單的操作系統(tǒng)可以縮短術(shù)者的學(xué)習(xí)曲線，更有利于導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展。

4 小結(jié)

無(wú)論何種導(dǎo)航技術(shù)，都可以顯著提高CBT螺釘置入的準(zhǔn)確性及安全性，且允許術(shù)者使用大尺寸的螺釘，可以潛在地提高螺釘固定強(qiáng)度及椎體穩(wěn)定性，充分實(shí)現(xiàn)CBT螺釘設(shè)計(jì)意圖。除此之外，導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展正在不斷擴(kuò)大CBT螺釘內(nèi)固定技術(shù)的適應(yīng)范圍，手術(shù)節(jié)段由起初的下腰椎發(fā)展至今的頸胸交界處。而以往復(fù)雜繁瑣的脊柱翻修術(shù)，在導(dǎo)航技術(shù)的輔助下，可以實(shí)現(xiàn)在原有的椎弓根內(nèi)再放置1枚CBT螺釘，避免拆除原有器械，減少手術(shù)創(chuàng)傷。但傳統(tǒng)導(dǎo)航技術(shù)目前精準(zhǔn)度不高、影響因素多，新型導(dǎo)航技術(shù)同樣面臨價(jià)格昂貴、維護(hù)成本高等弊端。盡管如此，在脊柱外科CBT領(lǐng)域，導(dǎo)航技術(shù)仍然體現(xiàn)出巨大的潛能，且隨著新型交互機(jī)構(gòu)、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)以及新一代通訊(5G)技術(shù)的快速發(fā)展，導(dǎo)航技術(shù)將邁入新階段，同時(shí)也將推動(dòng)CBT螺釘內(nèi)固定技術(shù)進(jìn)入全新的階段。

作者貢獻(xiàn)聲明：徐子航：提出研究選題、篩選相關(guān)文獻(xiàn)、撰寫文章；龍浩：研究選題、文章初稿；寧旭：文獻(xiàn)審核