引言
近幾年，隨著更復雜的脊柱植入物的發(fā)展和翻修手術的增加，脊柱外科手術已得到越來越多的認可。此外，圖像引導和神經(jīng)導航技術已提高了植入物置入的準確性和增加了外科手術的安全性，結果特別是輻射暴露隨之減少。最近一項有關臨床和尸體研究的薈萃分析報道了不使用導航系統(tǒng)置入腰椎植入物的準確率為79% (60–97.5 % SD 13 %)，使用導航系統(tǒng)置入腰椎植入物的準確率為96.1%(72–100 % SD 7.2 %)。然而，列入這項薈萃分析的15例有關腰椎的研究使用了不同的標準來評估植入精度，包括椎弓根突破移植物達4毫米，這被定義為精確置入。顯然，如果我們只認為完全位于椎弓根內(nèi)的螺釘才屬于準確定位，那么這些比率會大幅度減少到60%。目前，還沒有技術和設備能確保置入移植物的精度為100%。
然而，在機器人輔助下置入脊柱移植物有希望達到這一具有挑戰(zhàn)性的目標。微創(chuàng)入路非常適合這種技術，因為能給患者和醫(yī)療團隊提供高精度和減少輻射暴露。然而，在提高定位精度和減少輻射暴露方面，與傳統(tǒng)方法相比，迄今為止已有技術已做到這一點。因此，我們在由Med- tech公司開發(fā)的新型機器人ROSA的輔助下置入椎弓根螺釘，對此進行前瞻性可行性研究。我們把采用機器人輔助系統(tǒng)治療10例患者的結果與采用傳統(tǒng)方法連續(xù)治療10例患者的結果進行比較。
材料和方法
前瞻性非隨機納入兩組采用脊柱融合術治療退行性腰椎疾病的患者。在同一時期，第一組(ROSA/ RG)的10例患者(n = 10)連續(xù)使用機器人輔助治療，第二組(Free- Hand/FHG)的10例患者(n = 10)采用傳統(tǒng)方法連續(xù)治療。同一名外科醫(yī)生在2013年的4月和10月間給所有患者做了手術。這名外科醫(yī)生是第一次使用機器人技術。
患者
納入本研究中的患者符合以下標準：（1）年齡在18到80歲之間；（2）符合后路融合治療退行性腰椎疾病的指征（腰椎管狹窄，退行性椎間盤疾病，退行性腰椎滑脫）；（3）簽署知情同意使用機器人輔助及計劃好的手術。
排除標準：（1）腰椎既往做過手術；（2）需行腰骶后路融合術。
由于2D透視影像上S1和其他腰椎存在解剖和軌跡規(guī)劃的差異，我們排除了所有需要同時行S1椎弓根螺釘置入的脊柱融合手術的患者，以減少偏差。
由于這是采用新機器人輔助系統(tǒng)試點的可行性研究，因此所有手術均采用傳統(tǒng)開放性后中入路。術中解剖標志的可視化從而使機器人輔助系統(tǒng)的軌跡可見且可控。
外科醫(yī)生根據(jù)患者腰椎疾病種類和目前對應的最好的方式來選擇骨融合術、椎板切除術和椎間融合術的手術適應癥。
當?shù)貍惱砦瘑T會和國家藥品安全機構ANSM批準了該項研究。
傳統(tǒng)骨縫術：freehand組(FHG)
帶有圖像增強功能的移動C臂在傳統(tǒng)手術中被置于橫向平面。使用解剖標志植入椎弓根螺釘，隨后通過觸探椎弓根進行驗證。手術結束時進行正側位透視。根據(jù)患者的疾病如有必要進行椎板切除術和/或椎間融合術（TLIFT）。
機器人輔助骨縫術：ROSA組(RG)
ROSA 是一種影像導航設備，直接根據(jù)術中放射線圖像上確定的標志或使用導航指針定位工具。引導是基于術中2D圖像處理軟件完成的軌跡規(guī)劃，隨后患者俯臥位完成注冊（圖1）。在手術開始時，沿著患者的右手邊放置機器人，確保機器人的手臂能充分地覆蓋兩個節(jié)段（圖2）。然后外科醫(yī)生站在患者的另一邊。手術室的組織結構圖如圖3所示。
圖1術前X線透視下椎弓根螺釘?shù)囊?guī)劃
圖2 術前機器人輔助的整體視圖：ROSA (a)，手術工具夾持臂(b)和機器人工作的手術視圖(c)
圖3 手術室平面圖
脊柱是一種圖像引導設備，根據(jù)規(guī)劃好的軌跡和導航功能結合機器人輔助定位工具。
研究參數(shù)
本研究旨在測量和比較采用上述兩種手術技術置入椎弓根螺釘?shù)奈恢谩８鶕?jù)Gertzbein 和Robbins分類和改進后的Youkilis分類，兩名研究者研究了脊柱術后CT掃描以及冠狀和矢狀圖像重建來評估每個移植物。如果出現(xiàn)兩名研究者對于內(nèi)植物意見不一致的情況，則進一步行CT掃描檢查。兩名研究者分別是一個獨立的神經(jīng)外科醫(yī)生（V. M.）和一個獨立的放射科醫(yī)師（C. V.），他們并不了解手術技術。
統(tǒng)計分析
采用Mann-Whitney秩和檢驗比較連續(xù)變量。卡方檢驗或Fisher精確檢驗用于比較分類變量。
結果
我們在2013年4月至10月間的這5個月的時間里非隨機納入了20例患者。患者特征和手術細節(jié)總結在表1中。各組在患者的平均年齡、性別比率、平均BMI以及椎板切除術和椎間融合術的比例方面無顯著差異。根據(jù)骨融合術的級別進行分布，如表2所示。
表1 研究參數(shù)
表2 各椎節(jié)及各分組的螺釘數(shù)量
與FHG組（手術室時間為209 ± 29分鐘，手術時間為112 ± 29分鐘）的患者相比，RG組患者的手術室時間(ORT)和手術時間(ST)較長，分別為336 ± 20分鐘和186 ± 21分鐘，RG組患者在手術室花了將近2個多小時，其中1個多小時用于做手術。
討論
我們的研究具有一定的局限性，最重要的是患者數(shù)量較小和缺乏隨機性。此外，同時使用視覺解剖標志、正側位放射學標志（導航指針）這些常用方法確定入口點，毫無疑問加強了我們病例中移植物定位的精度。雖然這里的結果顯示，采用機器人輔助有利于實現(xiàn)更好的精度，但數(shù)據(jù)應在更大的樣本和經(jīng)皮手術中得到確認。
結論
本研究的初步結果令人鼓舞。雖然患者數(shù)量不多，但使用的可行性和這種新型機器人輔助系統(tǒng)的可靠性已得到證實。對于我們研究中的一系列患者，這種機器人工具提高了椎弓根移植物位置的精度，并確保了手術的安全性。在未來幾年，機器人技術的持續(xù)改進，有助于確保在脊柱手術中的應用，并進一步提高患者的安全性。