天玑骨科手术机器人辅助退行性脊柱侧弯手术的疗效分析

张波 王晋超 宋卿鹏 姜宇桢 安岩

0 引言

退行性脊柱侧弯是一种脊柱的三维畸形[1]。退行性脊柱侧弯发病原因是在脊柱发育成熟后发生退行性病变导致的脊柱侧凸，它的发病原因比较复杂，病程比较长，具有一定的隐匿性，以腰背痛、间歇性跛行、神经根性疼痛等为主要临床表现，对老年患者的正常生活具有严重的影响[1-3]。文献报道的退行性脊柱侧弯发病率最高可达29.4%[4]。手术是治疗退行性脊柱侧弯的主要方法，过去由于技术、器械的有限，常需要行开放腰椎后路椎体间融合术。虽然这种手术能够改善术前症状，但对软组织损伤性较大，且出血量多，手术风险性高[5]。此外，患有退行性脊柱侧弯的患者年龄都偏高，多伴有其他系统性疾病，导致手术的风险增加[6-7]。

腰椎斜外侧椎体间融合术(oblique lumbar interbody fusion,OLIF)由Mayer等[8]在1997年首次报道，它是通过腹膜与腰大肌之间的间隙到达椎间隙的微创入路。OLIF术不需要后路置钉、椎板切除、小关节切除及椎旁肌肉剥离，具有术后快速康复、畸形矫正良好和高融合率等优点[9-10]。OLIF术的机制是通过在椎间隙内置入一个更大的融合器来实现间接神经减压和腰椎前凸矫正[11]。与开放经椎间孔椎体间融合术相比，OLIF术具有许多优势，包括失血量少、间接减压、更好地恢复椎间高度以及能够置入更大的融合器[12]，但该术式需要术者选择准确的手术入路，且精准地放置融合器，难度较大。随着机器人辅助微创脊柱手术开始广泛用于临床，其不仅可弥补开放手术不足之处，还能辅助术者进行精准定位，提高了手术疗效[13]。但目前采用机器人辅助退行性脊柱侧弯手术的治疗效果尚未得到验证。

为此本文通过对比采用机器人辅助OLIF术和传统开放经椎间孔椎体间融合术治疗退行性脊柱侧弯患者的疗效，探讨天玑骨科手术机器人辅助在退行性脊柱弯手术的作用。

1 研究方法

1.1 研究资料

从北京积水潭医院2018年2月至2020年2月收治的退行性脊柱侧弯患者中抽取100例作为研究样本，所有患者按照治疗方法分为两组。研究组中的50例患者接受机器人辅助OLIF手术，对照组中的50例患者接受开放经椎间孔椎体间融合术。

本研究经北京积水潭医院伦理委员会批准[2018年审(22)号]，且患者均知情同意。两组患者的基线资料差异无统计学意义(P>0.05)，见表1。

表1 一般资料对比Table 1 General data comparison

1.2 手术方法

研究组：采用微创OLIF术治疗[14]。全麻后，患者取侧卧位，通过透视定位目标节段。做一个小切口，沿切口分离软组织，通过腰大肌和主动脉之间的开放通道显露椎间隙，将克氏针插入椎间隙，并在克氏针上置入扩张器，建立微创通道。摘除椎间盘髓核和软骨终板，置入该节段的椎间融合器。使用同样的方法置入其他节段的椎间融合器。随后将患者放置于俯卧位，在天玑骨科手术机器人(北京天智航医疗科技股份有限公司)的引导下置入椎弓根螺钉。在棘突上放置患者示踪器后，采集手术节段的三维影像。在机器人工作站上，规划螺钉位置。将机械臂运动至术中规划的位置，使用机器人辅助微创技术经皮置入导针，并沿导针拧入椎弓根螺钉。透视确认螺钉位置后，置入连接棒，重建腰椎力线。

对照组：采用无手术机器人辅助的开放经椎间孔椎体间融合术治疗。全麻后，患者俯卧位，取后正中入路，在棘突两侧剥离椎旁肌，将关节突和手术节段椎板充分暴露后，根据术前规划和解剖标志选择入钉点，置入椎弓根螺钉。将手术节段的一侧小关节突和上下部分椎板切除后，显露神经根和硬膜囊，摘除椎间盘，刮除上下椎体软骨板。将去除的骨松质装入合适大小的椎间融合器内进行椎间植骨。安装连接棒，重建腰椎力线。

1.3 观察指标

(1) 患者的术前及术后3个月后凸Cobb角变化情况。

(2) 患者的脊柱功能和疼痛情况：术前、术后3个月通过脊柱功能指数(bath ankylosing spondylitis fuctional BASFI)评估其脊柱功能[15]，实行百分标准，得分愈低脊柱功能愈佳；在术前、术后1周通过视觉模拟评分法(visual analogue score,VAS)评估其疼痛情况[16]，得分愈高疼痛愈严重。

(3) 手术指标：包括出血量、术后下床时间、住院时间、手术时间。

(4) 神经损伤、切口感染、腰大肌刺激症、髂血管损伤等并发症发生率。

1.4 统计学处理

2 结果

2.1 后凸Cobb角对比

组间后凸Cobb角对比见表2。由表可见，术前两组患者的后凸Cobb角差异无统计学意义(P=0.793)。在术后3个月，研究组的后凸Cobb角显著低于对照组(P<0.001)。

表2 组间后凸Cobb角对比Table 2 Comparison of Kyphotic Cobb Angle

2.2 脊柱功能和疼痛情况对比

组间脊柱功能和疼痛情况评分比较见表3。由表可见，术前两组患者的BASFI评分和VAS评分的差异无显著意义(P>0.05)。研究组和对照组的术后BASFI评分均低于术前(P<0.001)。研究组和对照组的术后VAS评分均低于术前(P<0.001)。研究组的术后BASFI评分显著低于对照组(P<0.001)。研究组的术后VAS评分显著低于对照组(P<0.001)。

表3 组间脊柱功能和疼痛情况评分比较Table 3 Comparison of BASFI Score And VAS Pain Score

2.3 手术指标对比

组间手术指标对比见表4。研究组的术中出血量比对照组更少(P<0.001)。研究组的手术时间比对照组更短(P<0.001)。研究组的术后下床时间比对照组更早(P<0.001)。研究组的住院时间比对照组更短(P<0.001)。

表4 组间手术指标对比Table 4 Comparison of Surgical Indicators

2.4 并发症对比

研究组中有2例患者术后出现腰大肌刺激症，并发症发生率为4.00%。对照组中有2例患者出现神经损伤，1例患者出现切口感染，2例患者出现髂血管损伤，6例患者出现腰大肌刺激症，并发症发生率为22.00%。研究组的并发症发生率显著低于对照组(χ2=7.162，P=0.007)。

3 讨论

对于严重腰椎退行性疾病患者常实施手术治疗，传统开放手术虽能够帮助患者恢复腰椎功能，但创伤较大，且具有牵拉软组织、剥离、切开范围大、感染性强、手术风险大等不足，不利于患者的术后康复，影响整体预后效果[17-18]。机器人辅助OLIF术等微创脊柱手术技术的出现将有助于以微创方式完成精准定位，有效对退行性脊柱侧弯部位进行复位，达到间接减压的目的，进而改善患者的姿势和矢状面排列，缓解神经压迫症[19]。本研究显示，术后3个月研究组后凸Cobb角显著低于对照组，说明OLIF手术的矢状面畸形矫正效果优于传统手术。既往研究表明，矢状面参数的改善与疼痛症状的缓解密切相关[20]。

研究组术后BASFI、VAS评分均低于对照组，说明机器人辅助OLIF术患者在术后能够早期进行康复训练，因而能够获得更好的功能评分。原因可能如下：(1)研究组的椎旁肌肉和小关节损伤更小，因此短期随访时疼痛和腰椎功能优于对照组； (2) OLIF术没有直接打开椎管等脊柱后方组织，对神经根的刺激较小。Zhao等[21]同样发现，OLIF术在术后随访中背部VAS疼痛评分显著低于传统后路手术组。

本研究显示，研究组手术时间、术后下床时间、住院时间短于对照组，出血量少于对照组。OLIF术能够在透视机引导下完成定位，对神经进行减压，减轻对硬脊膜的损伤和神经损伤，降低对患者和医务人员的辐射损害，同时还可减少辐射暴露，对病变组织进行准确定位，避免伤及软组织[22-23]。机器人辅助OLIF术有效避免传统手术的创伤，尽可能保留腰背部软组织功能，有效弥补传统手术的劣势，对组织创伤较小，安全性更高[24]。与本研究结果相似，Du等[25]进行了回顾性对照研究，证明OLIF术在治疗腰椎滑脱症中与传统手术相比，具有手术创伤小、减压效果好、术后恢复快等优点。一项Meta分析证实，与传统手术相比，OLIF术可显著减少术中出血量、术后引流量、手术时间、卧床时间和住院时间[26]。

本研究发现，研究组并发症发生率低于对照组，机器人辅助OLIF术后2名患者出现腰大肌刺激症，均在术后3个月内恢复。OLIF术相关的常见并发症包括交感神经功能紊乱、血管损伤和一过性下肢麻木，因为腰丛、腰交感干、动脉均位于腰椎前外侧，容易受到激惹或损伤[27]。传统腰椎手术的主要并发症是神经根刺激或损伤和硬膜撕裂[28]，这些并发症均未在研究组中发生。与本研究结果相反，Liu等[26]的研究显示两种手术的并发症发生率在统计学上没有差异。

本研究中的研究组通过应用机器人，以微创的方式准确完成了椎弓根螺钉置入操作。既往研究显示，机器人辅助脊柱手术比传统手术具有更高的螺钉位置准确性[24-30]。天玑骨科手术机器人由机械臂、工作站和红外导航仪三部分组成，它可为术者提供精确、稳定的定位，解决了传统手术的定位不准确、辐射暴露大等问题[30]。由于操作空间小、二维视野、手术器械长、解剖标志不清等不利因素，微创脊柱手术具有螺钉准确性不高、学习曲线长等不足。而在机器人系统的帮助下，术者可以准确置入螺钉和识别减压区域，极大地弥补了脊柱微创手术技术的缺点。

本研究存在一定的局限性：首先，回顾性研究设计可能会导致选择偏倚；其次，这是一项小样本量的单中心研究，小样本量可能会降低检验效能；第三，术后随访时间较短。未来，需要大样本量的前瞻性、长期随访研究来进一步证实本研究结果。

4 结论

与开放经椎间孔椎体间融合术治疗退行性脊柱侧弯相比，由于机器人辅助的精准定位，机器人辅助OLIF手术能够显著改善退行性脊柱侧弯的矢状面平衡，减少术中出血量、缩短手术时间，改善术后脊柱功能，缓解疼痛情况，减少并发症发生率。