机器人辅助下单侧优势路与传统单侧PKP手术治疗骨质疏松性压缩骨折的疗效比较

宋旆文，杨昆，董福龙，钱军，张银顺，李伟，申才良

(安徽医科大学第一附属医院脊柱外科，安徽合肥 230022)

骨质疏松性椎体压缩骨折( osteoporotic vertebral compression fracture,OVCF) 常见于老年人[1]，经皮椎体后凸成形术(percutaneous kyphoplasty, PKP)能够快速缓解疼痛，改善后凸畸形，避免卧床并发症的发生，已成为OVCF治疗的常见手术[1]。研究指出，PKP的单侧穿刺能够获得与双侧穿刺同样的疗效，但前者创伤更小、手术时间更短、透视更少；然而，单侧穿刺对于技术要求高，尤其是对于椎弓根较小、骨折压缩严重或存在脊柱畸形的患者，难以保证穿刺精准到达椎体中，造成骨折椎体强度和刚性的分布不均，术后易残留腰背部疼痛，甚至再骨折[2-4]。近年来，骨科机器人辅助导航技术已成功应用于椎弓根螺钉置入手术中，具有更好的精准性、更短的学习曲线[5]。那么，利用机器人辅助导航是否能够应用于OVCF的单侧PKP穿刺中？为此，，本研究纳入2019年6月～2020年9月拟接受PKP治疗的40例OVCF患者作者研究对象，分别采用天玑骨科机器人和传统徒手穿刺进行单侧穿刺PKP，并针对其透视次数、切口长度、疼痛评分和精准性进行比较，评估机器人辅助单侧PKP穿刺的疗效和可行性。

1 资料与方法

1.1 一般资料

40例中，男6例，女34例，平均年龄73.025岁。将此40例患者随机分配至传统单侧穿刺PKP组20例(传统组)和机器人辅助单侧穿刺PKP组20例(机器人组)。.纳入标准：胸腰椎OVCF，需行PKP治疗者。排除标准：椎弓根存在变异；存在明显的脊柱畸形；骨折压缩超过2/3；骨折椎体数≥2个；合并其他并发症无法耐受手术患者。

1.2 手术方法

传统单侧PKP主要通过椎弓根外侧途径置入工作通道，具体步骤参考文献[6]的报道。机器人辅助单侧PKP手术步骤主要参照天玑机器人使用说明，大致步骤如下(图1)：患者麻醉后取俯卧位，安放示踪器后，术中行骨折椎体CT薄层扫描，并将数据导入天玑机器人工作站，生成三维图像，于横断面、冠状面及矢状面确定穿刺进针点及方向，确保穿刺远端达到椎体前1/2～1/3时已位于骨折椎体中线部位。完成规划后，按照机器人导航辅助自动运行至指定轨迹位置，顺机器人通道切开皮肤，置入导针，C臂透视确认导针位置无误后，安放PKP工作套筒，再次C臂确认工作套筒位置及深度。经钻头于骨折椎体经一步扩宽通道，防止球囊撑开，注入骨水泥。

1.3 观察指标

①骨水泥充填面积占比：术后第1天行X线检查，获取标准正位片。利用Photoshop截取骨折椎体，依据椎体中线，将骨折椎体分割为穿刺侧和非穿刺侧，之后将图片分别导入Image J软件,计算各自骨水泥充填面积，分别计算3次，取平均值。穿刺侧骨水泥充填面积占比=穿刺侧骨水泥面积/(穿刺+非穿刺侧)×100%, 非穿刺侧骨水泥充填面积占比=非穿刺侧骨水泥面积/(穿刺+非穿刺侧)×100%。②VAS评分：分别于术前、术后第3天、1个月和3个月，由2名脊柱外科医生对患者进行VAS评分，取平均值。为避免信息偏倚，所有受试者均采用盲法，评估和测量者对其所属分组均不知晓。

1.4 统计学分析

2 结果

由图1-2可见，两组单侧PKP手术均能显著改善患者VAS评分，在术后3 d和3个月时，机器人组的VAS评分显著低于传统组(P<0.05)；但在术后1个月时，两组间VAS评分差异无统计学意义(P>0.05)。相比传统单侧PKP，机器人辅助能够显著减少切口长度(P<0.001)、X线透视次数(P<0.001)，增加非穿刺侧(即穿刺对侧)的骨水泥充填量(P<0.001)，上述差异均有统计学意义。虽然机器人组总穿刺时间(从皮肤切开至工作套筒放置完成的时间)显著多于传统组(P<0.001)，但若仅计算机器人的单纯穿刺时间(从切皮肤至工作套筒置入的时间)，则显著少于传统组(P<0.001)。

图1 两组患者的围手术期各项指标比较(P>0.05; *P<0.05; **P<0.001; ***P<0.0001)

图2 两组骨水泥填充情况比较

3 讨论

PKP是目前对于治疗OVCF的理想微创手术，本研究中证实，无论是传统组还是机器人组，单侧穿刺PKP术后的VAS评分均明显下降，证实了单侧穿刺PKP手术的有效性，这一结论与申勇等[3]和李亮等[4]的研究结论一致。但在分组比较中，机器人组术后3 d的VAS评分优于普通穿刺组。考虑原因，可能是由于传统组的切口长度明显大于机器人组，导致术后早期的切口疼痛更为明显。同时，传统穿刺在术中有时因穿刺点常无法一次精准定位，部分患者由于椎弓根较窄，使得穿刺无法达到椎体中部，常需要进行多次调整，造成穿刺点周围关节囊、软组织及骨性的损伤增加。这一点，从两组患者的术中X线透视次数对比中，也可得出佐证。而机器人组利用三维成像和导航辅助系统，可以确保穿刺后套管远端靠近椎体中央部分，对周围组织造成的损伤较小。术后3个月时，机器人组的VAS评分也显著低于传统组，考虑其主要原因，是由于机器人组的骨水泥充填分布更加均匀，而传统组单边穿刺填充骨水泥时，相对偏向于穿刺侧填充，造成椎体刚度强度分布不均匀所致。既往研究也发现，如果单侧穿刺PKP的骨水泥球囊充填完全偏于一侧，会造成椎体刚度和强度分布不均，可能会导致再发椎体骨折、医源头性脊柱侧弯，造成术后慢性腰痛[7,8]。Liebschner等[9]也认为，单侧穿刺尤其是当骨水泥充填不均衡时，可能会导致力学偏转，影响整体强度。陈柏龄等[7]指出，单侧穿刺若充填超过中线，则两侧椎体均可获得显著强化。本研究通过对比穿刺侧和非穿刺侧骨水泥充填面积发现，机器人辅助PKP的非穿刺侧面积明显高于传统组，说明机器人辅助下穿刺更接近于中央，骨水泥充填更易达到非穿刺侧。

精准、个体化的微创治疗已成为外科手术的趋势，骨科手术机器人因其稳定性强、精准度高、操作简单便捷、学习曲线短等优势，被脊柱外科医生所青睐。Pechlivanis等[10]和Vardiman等[11]采用机器人辅助置入椎弓钉，其准确率超过90%。Vardiman等[11]更进一步指出，在机器人辅助下，操作医生的个人经验对准确率影响较小，说明机器人辅助的学习曲线较短，缺乏经验的医生也能够很快掌握。随着增强现实技术结合三维成像及辅助导航技术在机器人辅助系统下的应用，其能够更好地做到精准化、自动化、安全化的治疗。

综上所述，本研究认为，机器人辅助下单侧PKP治疗OVCF能够更加精准地确保骨水泥的填充，使其更均衡地分布于骨折椎体，减少术后并发症的发生，是一种精准、安全有效的操作。