骨科手术机器人导航下闭合复位交锁髓内钉内固定治疗肱骨外科颈骨折的临床研究

叶鹏胜 徐志明 袁宇渊 陈仲骅 何奇龙 张龙刚

肱骨外科颈骨折包括髋部骨折和桡骨远端骨折,是临床常见的肢体骨折类型, 约占全身骨折的4%～5%［1,2］。随着我国老年群体数量扩大以及合并骨质疏松、肥胖、糖尿病等疾病的人数增加, 肱骨外科颈骨折发病率逐年升高［3］。目前肱骨外科颈骨折的手术治疗手段包括髓内钉固定术、钢板螺钉内固定术、肩关节置换术等, 与重建手术相比, 刚性植入物虽然被广泛使用, 但可能不适合某些患者, 尤其是骨质疏松症患者, 同时放置钢板固定前要求骨折端解剖复位, 明显延长了手术时间［4］。肩关节置换假体材料的不断改善,技术的不断更新, 使得肩关节置换在缓解患者病痛、改善症状上取得显著优势［5］。但是手术本身仍存在可能导致假体脱位、假体周围骨折等严重的术后并发症的问题［6］。本院从2019 年开始, 开展机器人辅助下闭合复位交锁髓内钉内固定治疗肱骨外科颈骨折, 通过机器人可视操作解决了传统闭合复位交锁髓内钉内固定术对手术医生的复位技术操作要求较高的问题。随着医疗技术的发展, 骨科对手术精准度及微创的要求不断提高, 运用骨科手术机器人导航辅助闭合复位交锁髓内钉内固定术, 可精准定位和确定导针的角度, 提高一次性置钉的成功率, 缩短手术时间, 减小手术创伤, 也有利于缩短该术式的学习曲线。本研究对骨科手术机器人导航下闭合复位交锁髓内钉内固定术与切开复位锁定钢板内固定术治疗肱骨外科颈骨折的临床效果进行前瞻性随机对照研究, 现将结果报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 前瞻性选取江门市五邑中医院骨科在2019 年2 月～2020 年6 月收治的60 例肱骨外科颈骨折患者作为研究对象, 依据随机数字表法分为对照组和观察组, 各30 例。两组患者的性别、年龄、患侧和Neer 分型等一般资料比较, 差异均无统计学意义(P＞0.05), 具有可比性。见表1。本研究经医院医学伦理委员审核批准后进行。

表1 两组患者一般资料比较［n(%), ±s］

表1 两组患者一般资料比较［n(%), ±s］

注：两组比较, P＞0.05

项目类别对照组(n=30)观察组(n=30)χ2/tP性别男12(40.00)9(30.00)0.6590.417女18(60.00)21(70.00)平均年龄(岁)65.10±7.3862.70±3.351.6220.110患侧左侧17(56.67)18(60.00)0.0690.793右侧13(43.33)12(40.00)Neer 分型Ⅱ型11(36.67)13(43.33)0.3990.819Ⅲ型16(53.33)15(50.00)Ⅳ型3(10.00)2(6.67)

1.2 纳入及排除标准 纳入标准：①经CT 或X 线等影像学检查确诊为肱骨外科颈骨折；②闭合性非陈旧性骨折；③Neer 分型Ⅱ～Ⅳ型, 保守治疗效果差或无效, 患者积极要求手术；④所有患者及家属均知情此次研究并签署同意书。排除标准：①开放性骨折或合并严重神经、血管损伤或伤口污染者；②合并严重的其他肩部损伤如巨大不可修复的肩袖撕裂；③合并有严重心、脑、内分泌系统等内科疾病者；④医从性较差,容易失访的患者。

1.3 治疗方法 手术均由同一组手术医师完成。对照组行切开复位锁定钢板内固定术, 观察组行天玑骨科手术机器人导航下闭合复位交锁髓内钉内固定术。

1.3.1 对照组 采用颈丛麻醉, 患者取约45°沙滩椅位, 用治疗巾垫高患肩, 术前透视确认无遮挡, 入路采用三角肌-胸大肌间隙入路, 切口长约10～14 cm, 逐层切开, 暴露骨折端, 注意保护腋神经, 以大小结节、结节间沟和肱二头肌长头腱等为复位参考标志, 直视下复位。C 臂机透视检查, 确定骨折各部复位理想后, 应用克氏针临时固定骨块, 选择合适锁定钢板(天津正天医疗器械有限公司, 国械注准20173131038)紧贴骨面置入, 钢板顶端置于肱骨大结节下缘, 结节间沟后缘0.5～1.0 cm。最后锁定孔攻丝, 置入锁定螺钉固定钢板。生理盐水反复冲洗长切口, 逐层缝合, 术后不留置引流管。

1.3.2 观察组 采用颈丛麻醉, 患者取约45°沙滩椅位, 于颈背部垫入治疗巾垫高患肩, 常规消毒铺巾。手术医生在骨科手术机器人与C 臂机的共同配合作用下,确认大结节等复位标志, 通过克氏针撬拨闭合复位, 透视下见复位良好后用克氏针维持外科颈颈干角和后倾角, 机器人完成术中定位, 规划髓内钉置钉路线, 开启导航系统, 机器臂辅助导航下完成导针在皮肤上的定位与角度方向, 用刀取4 cm 左右小切口, 使用电钻置入导针。开口扩髓, 顺着机器人动力臂指示方向置入肱骨解剖型交锁髓内钉(大博医疗科技股份有限公司, 国械注准20153131195), 髓内钉头端埋入软骨下2～3 mm, 透视确定骨折无移位及主钉位置良好后, 再切开数个1 cm 小切口, 使用机器人于近端及远端经皮置入共4～5 枚锁定螺钉, 最后髓内钉顶端置入尾帽。生理盐水反复冲洗多个切口, 缝合, 不留置引流管。见图1～5。

图1 骨科手术机器人导航下闭合复位交锁髓内钉内固定术后数字化X 线摄影

图2 骨科手术机器人导航下闭合复位交锁髓内钉内固定术切口长度

图3 骨科手术机器人导航下撬拨复位

图4 骨科手术机器人导航下主钉置入

图5 骨科手术机器人导航闭合复位

1.3.3 术后康复 两组患者术后常规予消炎止痛、抗感染治疗。患肢三角巾制动3 d, 术后1 d 开始行肘、腕、手的主动屈伸练习, 术后3 d 行肩关节钟摆样活动及被动前屈上举、外展外旋等功能锻炼。术后4 周行肩关节主动活动, 术后3 个月开始行力量练习。

1.4 观察指标及判定标准

1.4.1 术中出血量、手术时间、切口长度、骨折愈合时间 记录和比较两组患者术中出血量、手术时间、切口长度及骨折愈合时间。术中出血量采用面积计量法及容积法统计。骨折愈合标准：①局部无压痛、叩击痛, 无异常活动；②X 线显示骨折线模糊, 有连续性骨痂通过骨折线；③伤肢在无外固定情况下平举1 kg 物体1 min；④连续观察2 周骨折处不变形。

1.4.2 疼痛情况 比较两组术后VAS 评分, 分别在术后1 周和1 个月采用VAS 评估疼痛情况, 分值0～10 分,分值越高表示疼痛程度越强。

1.4.3 肩关节功能 比较两组术后Neer 肩关节功能评分, 分别在术后1、3 个月时采用Neer 肩关节功能评分量表评估患者肩关节功能, 该量表包括疼痛、日常活动能力、肩关节活动度、骨折解剖复位4 个部分,总分100分, ≥90分为优, 80～89分为良, 71～79分为中,≤70 分为差。

1.4.4 并发症 统计和比较两组患者桡神经损伤、伤口感染、肱骨头缺血性坏死、内翻畸形愈合、内固定断裂或螺钉切出等并发症发生情况。

1.5 统计学方法 采用SPSS25.0 统计学软件对数据进行处理。计量资料以均数±标准差( x-±s)表示,采用t 检验；计数资料以率(%)表示, 采用χ2检验。P＜0.05 表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者术中出血量、手术时间、切口长度、骨折愈合时间比较 观察组患者手术时间显著长于对照组, 切口长度显著短于对照组, 术中出血量显著少于对照组, 骨折愈合时间显著短于对照组, 差异均有统计学意义(P＜0.05)。见表2。

表2 两组患者术中出血量、手术时间、切口长度、骨折愈合时间比较( ±s)

表2 两组患者术中出血量、手术时间、切口长度、骨折愈合时间比较( ±s)

注：与对照组比较, aP＜0.05

组别例数手术时间(min)切口长度(cm)术中出血量(ml)骨折愈合时间(周)对照组3062.60±16.1210.87±2.71143.63±30.3714.17±2.87观察组30 80.13±22.17a 4.23±1.85a 68.53±25.87a 9.40±1.43a t 3.50311.08410.3118.148 P 0.0010.0000.0000.000

2.2 两组患者术后VAS 评分和Neer 肩关节功能评分比较 观察组患者术后1 周VAS 评分显著低于对照组, 术后1 个月Neer 肩关节功能评分显著高于对照组,差异有统计学意义(P＜0.05)。两组患者术后1 个月的VAS 评分和术后3 个月的Neer 肩关节功能评分比较,差异无统计学意义(P＞0.05)。见表3。

表3 两组患者术后VAS 评分和Neer 肩关节功能评分比较( x-±s, 分)

2.3 两组患者术后并发症发生情况比较 两组患者末次随访均未见桡神经损伤、伤口感染、肱骨头缺血性坏死、内翻畸形愈合、内固定断裂或螺钉切出等并发症。

3 讨论

老年患者由于骨皮质变薄, 骨小梁减少, 骨脆性增加, 而常在轻度外力下发生肱骨外科颈骨折, 且多为复杂的多部分骨折［7］。同时有研究表明, 因全身肌肉量减少而引起的肌少症可一定程度上预测骨折的发生［8］。因此骨质疏松和肌肉量减少都是影响该类骨折愈后的重要因素。肱骨外科颈骨折手术治疗暂时没有明确的金标准, 主要治疗原则应该在尽可能维持骨折稳定性的同时, 避免软组织损伤及保持较好的肱骨头血运的前提下, 能在早期缓解疼痛从而进行功能锻炼, 在后期获得满意的肩关节功能［9］。

常采用的肱骨外科颈骨折手术治疗方案有切开复位锁定钢板内固定术、闭合复位交锁髓内钉内固定术、肩关节置换术等。锁定钢板内固定术可提供较为稳定的固定, 在缓解疼痛、改善功能方面获得临床长期实践及认可, 但该术式可能造成钉肩峰下撞击、肩袖损伤、神经损伤(腋神经)等并发症［10］。交锁髓内钉内固定术先在闭合下撬拨复位, 成功后选择合适位置置入导针, 扩髓后置入髓内钉、近端螺钉及远端螺钉, 软组织损伤小, 且能大幅度保存受伤肱骨头的血液供应。此外, 中央放置的支架在抵抗减少损失和内翻位移方面具有生物力学优势［11］。Agudelo 等［12］的回顾性研究进一步证明, 应用髓内钉为肱骨头提供了轴向载荷和刚度, 以避免内翻畸形并降低手术失败的风险。另一项生物力学研究显示, 相对于锁定钢板的偏心固定,髓内钉中心固定能够抵抗肩袖和附着肌肉产生较大的内翻力, 可降低肱骨头内翻畸形、骨把持力不足及螺钉松动或退出等并发症［13］。马彦明等［14］的一项Meta分析结果证实了, 闭合复位交锁髓内钉内固定和切开复位锁定钢板内固定治疗肱骨外科颈骨折均能取得良好的疗效, 但髓内钉内固定对软组织损伤少, 骨膜保留完整, 更有利于骨折愈合快速康复。

闭合复位交锁髓内钉内固定对于治疗肱骨外科颈骨折具有一定优势, 但其亦由于闭合撬拨复位操作过程复杂, 需要术中反复透视, 确认骨折复位情况, 以及准确置入克氏针固定骨块。一旦闭合复位失败, 则需要切开直视下复位, 导致手术时间增长, 术中出血量增加, 若患者存在严重骨质疏松, 多次复位失败可能会影响手术效果。闭合复位交锁髓内钉内固定术需要主刀医生具备一定经验才能较好地完成手术。骨科手术机器人可辅助医生精准定位植入物或手术器械作用于全身13 处以上部位, 精确度达到亚毫米级别［15］。运用骨科手术机器人辅助下行肱骨外科颈骨折闭合复位交锁髓内钉内固定, 能在术中有更清晰的骨折三维成像,使得对骨块的撬拨复位更准确, 更快更合适地置入克氏针, 可降低手术风险, 减少并发症发生, 缩短手术时间及术后康复周期。

本研究结果显示, 观察组患者手术时间长于对照组, 但手术切口长度显著短于对照组, 术中出血量显著少于对照组, 骨折愈合时间显著短于对照组(P＜0.05),可以看出机器人辅助下闭合复位交锁髓内钉内固定术给医生和患者都带来良好体验。观察组患者的术后1 个月的Neer 肩关节功能评分显著高于对照组(P＜0.05), 因为该术式在提供稳定内固定的前提下对周围组织医源性损伤较小, 利于患者更早地进行功能锻炼, 肩关节功能恢复更快。本研究结果说明了该术式内固定相对牢靠, 而且更早地进行功能锻炼有利于骨折愈合。但机器人辅助操作本身存在学习曲线, 术前增加机器人安装调试步骤, 需提前熟练准备, 术中操作步骤也会增多, 同时机器人高昂的费用问题也更待进一步解决［16-18］。从另一方面将, 机器人手术操作是相似的, 微创与人工智能的结合是未来外科手术的发展趋势［19,20］, 机器人辅助下行闭合复位交锁髓内钉内固定手术对于肱骨外科颈骨折是一种良好有效的尝试,提示机器人辅助手术或许可应用于其他部位骨折的髓内钉内固定治疗中。

综上所述, 机器人辅助下闭合复位交锁髓内钉内固定治疗肱骨外科颈骨折疗效确切, 值得临床推广。