骨科机器人辅助下行微创胸腰椎内固定术的效果和术中护理配合

凌武胆 潘艳芳 陈云超

(广西医科大学第一附属医院手术室，南宁市 530021，电子邮箱：9997534@qq.com)

胸腰椎骨折、腰椎滑脱等是脊柱骨科最常见的脊柱疾病，而胸腰椎内固定术是加强脊柱稳定性最常见的手术方式。随着微创技术的迅速发展，各种骨科手术机器人得到不断研发且功能逐渐完善，性能不断提高，这使得机器人辅助或计算机导航手术成为骨科精准手术的重要方法[1-3]。传统微创手术方式需要在X光机多次透视引导下进行操作，导致射线辐射量增多，影响术者及患者的身心健康。应用计算机导航技术能够提高螺钉置入的精确性，减少术中X线曝光次数。但受限于人工操作的不稳定性及骨盆区域极其严格的手术定位要求，要在实际手术中采用该技术并获得理想的骨折固定效果仍较困难。

随着手术机器人技术的进步，外科手术机器人也开始进入骨科领域[4]。“天玑”外科机器人(TiRobot)是北京积水潭医院牵头研发的我国拥有自主知识产权的通用整形外科导航机器人，并已通过中国食品药品监督管理局认证[5]。其特点是机械臂能通过实时导航，按照医生的规划进行自主运动定位，定位精确度达亚毫米级，可广泛应用于脊柱全节段(颈/胸/腰/骶)、骨盆、四肢等部分螺钉内固定术。已有研究表明，“天玑”机器人可以显著提高置钉准确性和手术安全性[6-7]。我院在开展微创经皮胸腰椎椎弓根螺钉内固定术方面有着丰富的经验，年手术量约250台。自2020年5月我院引进“天玑”骨科机器人及Ziehm Vision RFD 3D-C型臂X光机以来，在其辅助下完成了36例经皮胸腰椎内固定术，现将手术情况及护理配合要点总结如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 2020年5月至2021年1月共有36例患者在我院接受骨科机器人辅助下经皮胸腰椎椎弓根螺钉内固定术，回顾性分析其临床资料。其中男性13例、女性23例，年龄22～67(48.67±10.95)岁，胸腰椎骨折31例、腰椎滑脱3例、腰椎管狭窄1例、腰椎峡部裂1例。结合影像学检查结果、临床表现进行评估， 患者均具有行经皮胸腰椎椎弓根螺钉复位内固定手术的指征，自愿接受骨科机器人辅助下手术治疗，术前排除合并多种脊柱骨病以及心、肾功能不全患者。

1.2 骨科机器人辅助下手术方法 (1)手术安全核查后，进行全身麻醉，插好尿管。患者俯卧于脊柱手术床上，常规消毒，铺无菌单，暴露置钉椎体的上一椎体棘突，夹紧棘突夹，安装患者示踪器；同时安装机械臂示踪器，并连接好标尺。将标尺贴近置钉椎体中间皮肤位置，进行脊柱3D图像采集，并将图像数据传输至机器人主机；术者进行虚拟螺钉规划，取下标尺，更换机械臂导向器；选择目标螺钉，执行运动机械臂操作；确定入点后，将导针套管插入导向器中，切开皮肤，钝性分离皮下组织至关节突，用空心电钻沿工作套管钻入导针；按同样的方法置入所有导针，透视确认导针位置良好，即可沿导针旋入经皮椎弓根螺钉，再次3D扫描透视，确认螺钉位置良好。安装连接棒，关闭伤口，缝合皮肤。

1.3 护理配合

1.3.1 术前准备：(1)护士培训。骨科机器人为高精尖仪器设备，对精度要求极高，因此手术室护士术前须熟悉操作流程(图1)、常见故障处理方法等，完成“天玑”骨科机器人理论及操作培训且考核合格后才能操作，且应具有良好的心理素质和应变能力。(2)术前访视。常规术前一日到病房对患者进行面对面访视，了解患者文化程度和经济水平，充分了解患者现病史和特殊病史等，评估肢体活动障碍等情况，并查看各项术前检查。针对可能出现的并发症与患者交流沟通，共同制订护理措施以有效预防并发症，并及时解决患者遇到的各种问题。此外，还要告知患者该手术方式具有微创性，骨科机器人具有先进性、精确性高等特点，以减轻患者术前的心理压力。(3)手术间准备。手术室为防电离辐射专用脊柱手术间，术前1 h启动手术间空气净化开关，室温调至22℃～25℃，相对湿度40%～60%，提供舒适环境，为患者提供人性化护理服务。 (4)设备物品准备。设备物品包括第三代“天玑”骨科机器人(主机、机械臂、NDI红外导航相机)、3D-C型臂X光机(德国奇目，Ziehm Vision RFD)、脊柱专用手术床，脊柱机器人专用冷消和热消器械各1套，经皮椎弓根螺钉器械一套、空心电钻和导针、机器人机械臂和C型臂无菌保护套各1个，以及射线防护铅服及铅屏、常规脊柱器械包和一次性手术敷料等。

1.3.2 术中配合

1.3.2.1 严格执行手术安全核查制度：患者进入手术室后，麻醉实施前、切皮前和患者离开手术室前，均须麻醉医师、手术医生、手术室护士共同核对《手术安全核查表》内的各项内容，确保患者安全[10]。

1.3.2.2 术中护理：(1) 体位安置。麻醉医生负责头部，固定并保护好气管导管，两名手术医生分别站于患者旁和手术床旁，其他工作人员负责双下肢，手术室护士保护好静脉输液和各管路，共同发出口号后缓慢地将患者采用“翻滚”的方式移向手术床一侧，注意保持头颈胸腰椎在同一轴线上，采取俯卧位，面部朝下，安放于头拖上，双手上举，并妥善固定患者。同时，为患者非术野部位盖上防护铅服，做好射线防护。(2)机器放置。NDI红外导航相机置于手术床头上方区域，机械臂置于脚下方，3D-C型臂X光机在机械臂对侧，主机远离手术床(如图2)；正确连接各数据线路，接上电源；分别启动主机、机械臂系统、 3D-C型臂X光机；打开机器人程序，录入信息后，选择脊柱模式及所使用机器人工具型号，将机械臂选择左展位或者右展位靠近患者并锁紧底座。以Ziehm Vision RFD 3D-C型臂X光机为例，选择3D模式及相对应体位图标，按操作指示锁紧各机构，将C型臂归0位，备用；机器人软件显示各系统连接处于正常状态。(3)器械护士配合。器械护士提前30 min洗手， 整理无菌台，检查器械完整性，配合手术医生消毒铺单。将机械臂、C型臂套上无菌保护套，机械臂接上机械臂示踪器。同时装好电钻导针。术者切开皮肤，剥离暴露固定椎体的上一椎体棘突，上紧棘突夹，保证其稳固后，安装患者示踪器，示踪器反射面朝向红外相机，确保有效反射。(4)采集3D图像数据。建议麻醉师将潮气量调整至≤6 mL/kg，呼气末PaCO2维持在35～45 mmHg(1mmHg≈0.133 kPa)。器械护士将机械臂示踪器放于目标椎体上方贴近皮肤，锁死机械臂，将3D-C型臂X光机垂直推入术野，采集正侧位图像，确定目标椎体。确保标尺的5个标记点均显现，启动3D扫描碰撞试验，运行轨迹安全后，进行3D图像数据采集。采集图像成功后，将3D图像数据传至主机，确保主机上机械臂示踪器和患者示踪器图标显示绿色后，确认打开所传图片，传图结束；系统自动计算误差值，当误差值在正常范围内时，点击确认，术者进行虚拟螺钉规划(如图3)；当系统提示误差值不在正常范围内时，调整机械臂示踪器，重新进行3D图像数据扫描。(5)置钉。器械护士将标尺卸下，更换导向器，装好电钻导针，将机械臂拖至入点，巡回护士确认机器人指示灯1、2、4为绿色正常状态，选中规划螺钉，模拟运行，调整偏移量和偏转角度，执行机械臂运动，运动值为绿色区间最小误差时，装入套筒，钻入长导针。在机械臂辅助下，按同样的步骤置入所有导针。术中应密切观察机械臂的运动轨迹有无压迫患者，如有应急停止机械臂运动，重新调整参数。常规透视，确认导针置入深度方向良好后，沿导针扩口置入椎弓根钉；进行3D图像扫描，确认螺钉位置良好。清洗切口，缝合皮肤，手术结束。(6)术中其他护理。① 眼部护理。患者俯卧位时间较长，可能因眼底动脉收缩、静脉回流障碍而导致眼睛充血、眼压增高，术后会有不同程度的不适感，严重者可失明。因此麻醉后将患者眼睑闭合并贴眼部保护膜保护眼睛。② 预防压力性损伤。术中巡回护士应及时检查患者俯卧位时的受压部位，特别是眼睛和额部，因为麻醉医生有可能在检查气管导管时抬起头部，但又未将患者头部按要求放回头圈上，因此巡回护士应每隔10～20 min检查一次眼睛和额部等易受压部位有无受压和移位，如发现应立即调整。同时分别在额部、双侧颧骨、双侧胸部、双侧髂前上棘、双侧膝盖、足踝部粘贴泡沫敷料(美皮康)进行压力性损伤防护。③ 体温护理。术中发生低体温不利于患者术后快速康复，因此术中可使用保温毯给患者保暖，预防术中发生低体温。

图1 流程图 图2 摆位示意图

图3 虚拟规划螺钉

1.3.3 术后机器护理：(1) 器械护士认真检查台上物品的完整性，轻拿轻放机器人器械；检查示踪器上的反光球有无刮花；将机器人器械型号放回相对应盒子，禁止混放。(2)巡回护士系统执行机械臂折叠位，待折叠完毕后关机，整理所有线缆，将机器放于固定安全位置，盖上防尘罩，做好使用记录；日常专人管理，定期检查，维护保养，检测精度。

1.4 观察指标 记录手术时间、术中出血量、术中发生压力性损伤情况，以及术中椎弓根螺钉置入数、螺钉重置情况、置钉所耗时长、置钉准确率。术中出血量的评估：通过统计术中浸血纱布用量、吸引量、估计术野渗出量等评估术中出血量。置钉准确率的评估：术后即刻行颈椎 X 线和CT断层扫描，按照椎弓根螺钉与椎弓根侧壁及周围结构的关系，将置钉效果分为 4 级。其中，Ⅰ级为螺钉完全位于椎弓根内，未突破椎弓根皮质；Ⅱ级为螺钉突破椎弓根皮质< 1 mm； Ⅲ级为螺钉突破椎弓根皮质1～2 mm；Ⅳ级为螺钉突破椎弓根皮质>2 mm。Ⅰ级为准确置入，计算置钉准确率[11]。

2 结 果

36例患者均在骨科机器人辅助下完成经皮胸腰椎椎弓根螺钉内固定术，手术时间为(2.34±0.59)h，术中出血量(40.28±23.08)mL。共置入螺钉数212枚，术中重置钉4例，规划好后机器人置钉时间为(37.08±5.40)min，术后常规影像学检查显示，置钉准确率100%。术中出现导航偏差1例，机械臂运动异常2例，未发生术中压力性损伤。

3 讨 论

3.1 骨科机器人辅助行经皮胸腰椎椎弓根螺钉内固定手术的效果及护理配合经验

3.1.1 置钉准确率高：椎弓根螺钉置入错位可导致严重的临床相关并发症，如神经血管损伤、硬膜挫伤或内脏和肌肉损伤等[12]。崔冠宇等[9]的研究结果显示，机器人辅助下置入椎弓根螺钉的精准率达96.8%，高于传统徒手置钉(85%)。本研究的36例患者均在骨科机器人辅助下行经皮胸腰椎椎弓根螺钉内固定术，置钉准确率达100%，术中未发生压力性损伤，术后恢复良好。与传统手术相比，“天玑”骨科机器人通过Ziehm Vision RFD 3D-C型臂X光机一次完成目标椎体三维数字图像采集，在机器人主机上合成的实时三维图像，不仅直观，更有利于术者设计最佳的内固定方案，还可全方位旋转三维规划图，检查所有螺钉的位置是否满意，因此可达到最理想的内固定效果。

3.1.2 手术护理配合具有重要作用：机器人手术方式得到了大多数医生的认可，这与骨科机器人本身具有的优势有关，它可以极大地缩短骨科医生的学习曲线，使得缺少手术经验的低年资医生也可以精准地完成手术[13]。有文献指出，未来脊柱外科医生将越来越频繁地使用机器人辅助技术来完成手术[14]。但大多数手术医生在认可机器人技术的先进性与精确性的同时，又对其准备时间长、操作步骤多、可能会增加手术时间等问题存在很大顾虑，因此最优化的手术配合流程对于手术的顺利进行起着重要作用[15]。

在手术过程中，手术室护士在保证操作熟练度的同时，更应善于总结经验技巧，对出现的问题进行分析，掌握基本的故障处理方法，提高应对术中意外情况的应变能力，形成配合流程，协助医生提高手术效率及保证手术质量。(1)巡回护士。在保证患者安全的前提下，提醒麻醉医生调低潮气量，麻醉机潮气量越低，数据采集越精准。NDI红外导航相机并非距离示踪器越近越容易接收到信号，适当保持距离，更有利于同时接收到患者示踪器和机械臂示踪器信号；如果NDI接收不到机械臂示踪器信号，必要时将机械臂左右展位进行更换。(2)器械护士。提前准备好机器人术中所需物品及器械，手术医生在进行术野消毒时，套上机械臂、C型臂无菌保护套，安装好标尺，并告知主机操作者本套器械型号；手术医生在规划虚拟螺钉时，即可卸下机械臂上的标尺，更换合适的套筒；双向套筒更适合于脊柱手术使用，医生、护士同时进行操作，减少手术时间。为防止导针置入过深或过浅，可将导针装在电钻上的长度设为套筒长度+规划钉子长度即为导针装在电钻上暴露的长度。本组病例中，术中出现导航偏差1例，机械臂运动异常2例。

3.2 术中异常情况的原因分析及护理配合要点

3.2.1 导航偏差：本组病例中，术中出现导航偏差1例。在行该病例手术过程中，正常规划虚拟螺钉完毕，机器人辅助预置第2节椎体的第2枚导针，运行机械臂至最小偏差值时，手术医生根据体表标志及经验，发现导航套筒所指入点偏差较大，经过术中透视对比，认为此规划存在偏差，故放弃此次规划任务；重新进行三维数据采集规划，再次运行机械臂至最小偏差值，导航套筒所指位置，使用术中透视校验，为正常入点，术后复查所有螺钉位置均良好。通过回放手术间监控视频查找偏差原因，发现手术医生在固定第1枚导针时，由于未与敷料夹紧，造成导针弹起而触碰患者示踪器，造成导航偏差。因此，整个手术过程保证患者示踪器不被触碰很重要。在此类情况下手术护士的配合很重要，手术医生在操作时，器械护士在传递器械时心里形成“红线”不能触碰患者示踪器，一旦触碰，导航将失去意义，需要重新进行传图和虚拟螺钉规划，增加手术时间，影响手术进度，甚至造成错误置钉等严重的后果。

3.2.2 机械臂运动异常：本组病例中，术中出现机械臂异常2例。其中，1例为安装导针套筒后，执行机械臂微调运动时机械臂始终无法运动至规划螺钉位置，提示“机械臂异常停机”；原因为术者未充分剥离皮下肌肉组织至置钉点，导致皮肤及肌肉嵌入套筒，导致停机；术者充分剥离皮下，扩大切口，再次执行“运动”后异常情况解除。另1例为机械臂执行运动时，机械臂异常旋转，发出“超限”警报音，手动恢复正常展位，再次执行仍出现同样现象，立即联系工程师，手动将机械臂各关节调整至正常位置，将机械臂重启后异常情况解除，执行后续任务无不良偏差出现。此类问题目前尚未找到“超限”原因，但考验与术者及手术室护士的应变能力有关。在机器人手术中，机器故障在所难免，手术护士既是手术配合者，也是手术团队的核心成员，必须非常熟练机器操作与术中配合，掌握基本故障处理方法，具备应对各种意外情况的能力，及时判断是否需要联系工程师解决问题，确保手术顺利进行。

3.3 其他护理配合要点及术中的注意事项 严密观察患者术中生命体征，注意保障各输液管路通畅等；为患者进行射线防护，加强人员管理，减少人员走动，保护无菌区域，防止踩踏或踢断线缆，确保机器正常运行；台上人员拖动机械臂时要缓慢，不可暴力；防止硬物碰剐示踪器上的反光球；术中任何人都不能触及患者示踪器；注意观察机械臂和C型臂的运动轨迹，防止碰撞患者造成二次伤害。

3.4 小结 骨科机器人辅助手术技术是一种新兴的技术，对手术室护士提出了更高的要求，在实践过程中，手术室护士在保证操作熟练度的同时，更应善于总结经验技巧，对出现的问题进行分析，掌握基本的故障处理方法，提高应对术中意外情况的应变能力，形成配合流程，协助医生提高手术效率及保证手术质量，使新技术发挥良好作用。