骨科创伤机器人辅助PFNA内固定治疗老年股骨粗隆间骨折的效果

刘明军 万先亮 李洪波 吴自强 黄之春

股骨粗隆间骨折是老年人常见骨折之一,随着我国社会老龄化的加剧,股骨粗隆间骨折发病率呈逐年升高的趋势。相对于切开复位钢板内固定术,防旋股骨近端髓内钉(proximal femoral nail antirotation,PFNA)内固定术因其创伤小、固定牢靠已成为目前治疗老年股骨粗隆间骨折的首选治疗方案[1-2]。然而,由于该术式在C型臂X线机透视下闭合置钉,操作时经常出现股骨粗隆开口位置不理想、置钉方位不准确、需要多次调整导针位置等问题,从而导致手术时间长、术中出血多[3-4]。因此,如何快速确定开口位置,准确置入导针和主钉,是提高置钉准确度、缩短手术时间,进而减少手术相关并发症、促进病人术后恢复的关键。

诞生于20世纪80年代的骨科手术机器人辅助术中定位导航技术,具有提高手术操作的稳定性和精确性、减少手术时间和术中出血量、降低对医患的术中辐射等优点[5-6],近年来已被广泛用于辅助治疗脊柱骨折、骨盆骨折等[7-8]。但目前尚无该导航系统辅助治疗股骨粗隆间骨折方面的报道。本研究尝试应用骨科创伤机器人辅助PFNA内固定治疗老年股骨粗隆间骨折做小样本研究,探讨其临床应用价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象 选择2020年9月至2021年9月南昌县人民医院行PFNA手术的股骨粗隆间骨折病人共43例,按照手术方式不同分为机器人组和徒手组。纳入标准:(1)年龄60～85岁;(2)单侧闭合性股骨粗隆间骨折行闭合复位PFNA内固定术;(3)术前生命体征稳定,髋关节活动能满足日常生活需要;(4)术后随访时间不少于3个月。排除标准:(1)肿瘤或骨病引起的病理性骨折;(2)多发性骨折、合并其他部位损伤或疾病影响骨折愈合等情况;(3)患侧存在中、重度髋关节炎。机器人组21例,采用杭州三坛医疗科技有限公司自研的智微天眼©骨科创伤机器人辅助PFNA内固定;徒手组22例,采用传统方式通过C型臂X线机徒手行PFNA内固定。2组病人性别、年龄、骨折Evans分型[9]等一般资料差异均无统计学意义(P>0.05),具有可比性,见表1。本研究获江西省南昌县人民医院医学伦理委员会批准(NCXNC2021-002)。

表1 2组病人一般情况比较

1.2 手术方法

1.2.1 机器人组:(1)术前规划:术前导入病人三维CT图像于骨科创伤机器人(图1-a)储存器内,根据三维CT图像重建的股骨近端图像,电脑模拟出复位后的图像,在该图像上规划PFNA主钉及螺旋刀片通道位置。主钉通道规划在骨折远端股骨干中心,螺旋刀片通道规划以股骨颈及头为依据,参照对侧正常颈干角、前倾角设计(图1-b);(2)闭合复位:病人全身麻醉后卧于下肢牵引手术床上,C型臂X线机下行闭合复位,使股骨近端图像与术前规划时电脑模拟复位后的图像一致;(3)图像配准:安装无创配准板,行正侧位透视并校准(图1-c、图1-d),将正侧位透视图像与术前三维CT图像融合配准(图1-e);(4)主钉置入:配准后机械臂自主定位主钉规划通道,在机械臂引导下置入PFNA主钉开口克氏针(图1-f、图1-g),移开机械臂后于大粗隆顶点近端克氏针进入皮肤处做切口,依次切开皮肤、皮下组织,钝性分离臀中肌,直至显露克氏针进入股骨大粗隆骨质处,用开口器沿克氏针开口,拔出克氏针,插入导丝,透视确认导丝在股骨髓腔内,沿导丝置入PFNA主钉;(5)螺旋刀片置入:透视调整主钉位置,机械臂定位螺旋刀片通道位置,置入1枚克氏针,参照克氏针角度沿髓内钉定位架置入螺旋刀片导针,确认导针位置(图1-h),测量深度,空心钻扩孔,置入螺旋刀片后锁定;(6)其他:经瞄准臂锁定远端螺钉,置入近端尾帽,正侧位透视,确认内固定位置良好(图1-i)。

1.2.2 徒手组:病人全身麻醉后卧于下肢牵引手术床上,C型臂X线机下行闭合复位。于大粗隆顶点近端作皮肤切口长约6 cm,分离臀中肌,暴露大粗隆顶点,在透视下调整开口克氏针进针点,位置满意后开口,拔出克氏针,置入导丝进入髓腔,沿导丝置入主钉。在透视下,调整主钉位置和螺旋刀片导针位置。螺旋刀片置入、远端螺钉锁定方法与机器人组相同。

1.3 观察指标及评价标准 记录2组病人手术的透视次数、手术时间、术中出血量、开口导针穿刺次数。术后3个月对2组病人进行Harris髋关节功能评分[10],其中优:100～90分;良:89～80分;可:79～70分;差:<70分。优秀率=评级为优的病人数量/全部病人数量×100%,优良率=评级为优和良的病人数量/全部病人数量×100%。

注:a:创伤骨科机器人;b:术前在三维重建图像中规划置钉通道;c:安装无创配准板;d:获取术中正侧位透视片并校准;e:术中正侧位透视图像与术前三维CT图像融合配准;f:机械臂定位置入导针;g:导针置入髓腔透视片;h:螺旋刀片导针置入透视片;i:术后正位透视片图1 骨科创伤机器人辅助PFNA内固定治疗

2 结果

2.1 2组病人术中情况比较 机器人组开口导针穿刺次数、透视次数、术中出血量少于徒手组,手术时间短于徒手组,差异均有统计学意义(P<0.05),见表2。

表2 2组病人术中情况比较

2.2 2组术后3个月髋关节功能比较 机器人组优秀率为81.0%,徒手组为45.5%,差异有统计学意义(χ2=5.795,P=0.016)。机器人组优良率为95.2%,徒手组为81.8%,差异无统计学意义(χ2=1.883,P=0.170),见表3。

表3 2组病人术后3个月髋关节功能情况比较(n)

3 讨论

股骨粗隆间骨折是指股骨干与股骨颈交界处发生的骨折,常见于高龄人群。中国人口老龄化速度加快,股骨粗隆间骨折的发病率有进一步增高的趋势[11]。老年病人保守治疗需长期卧床,容易出现并发症,增加病人的死亡率,因此针对老年股骨粗隆间骨折首选的治疗方式是手术治疗[12]。闭合复位PFNA内固定是目前主流的手术治疗方案之一[13-15],尤其适合老年人[16]。

应用PFNA内固定治疗股骨粗隆间骨折时,良好的闭合复位与快速准确地置入导针是手术的关键[17]。传统的PFNA内固定术采用正位X线片股骨大粗隆顶最高点、侧位X线片最高点的中前1/3处作为最佳进针点,但实际操作中,经常出现以下问题[18-19]:(1)开口定位困难,需要反复透视来确定开口和进针位置,术中辐射暴露多;(2)开口位置不准确,导致内固定位置不佳或骨折对位不佳;(3)需要反复调整导针位置,导致切口偏大,耗时增加;(4)反复开口导致出血多,手术创伤大,在老年病人中更容易造成各种并发症。

本研究使用骨科创伤机器人辅助进行PFNA内固定术,术前先规划主钉进针通道,术中机械臂精准定位规划通道,医生只需根据机械臂指引的角度、方位进针,不需要在透视下反复调整位置。机器人组21例病人均根据术前规划的路径一次性成功置入导针,开口导针穿刺次数显著少于徒手组(P<0.01),避免了反复置入导针带来的手术时间延长、病人创伤增加、术中透视次数增多等问题,明显提高了手术流畅度。除了规划主钉通道,本研究使用机器人规划PFNA螺旋刀片导针通道,为置入螺旋刀片导针前倾及颈干角度提供参照。徒手操作时,需要不断透视调整导针进针位置和角度,势必会增加透视次数[20]。机器人组较徒手组透视次数明显减少(P<0.01),从而降低了医生和病人受到的X射线辐射量,缩短手术时间。因股骨粗隆间部主要为松质骨,骨折发生后本身出血较多,且髓内钉置入主要是在髓腔内进行,大多数情况下需要扩髓,不可避免地加大了出血量[21]。在本研究中,徒手组术中出血量高达(186.1±24.1)mL。而在骨科创伤机器人辅助PFNA内固定时,主钉切口长度刚好容下髓内钉支架,无需额外扩大切口,且导针一次性置入成功,避免了反复穿针造成的损伤,平均出血量仅为(110.9±20.6)mL,明显少于徒手组(P<0.01)。

机器人组术后Harris评分优秀率显著高于徒手组(81.0%比45.5%,P<0.05),说明机器人辅助PFNA内固定在提高病人术后髋关节功能评分、改善病人预后方面具有优势,这可能与机器人精确定位导针通道,减少了反复进针和开口带来的创伤有关。置入的髓内钉位置良好,病人也可以因此早期下地,快速进入康复阶段,促进术后的髋关节功能恢复。

综上所述,应用骨科创伤机器人辅助PFNA内固定治疗老年股骨粗隆间骨折,可精准辅助髓内钉开口导针置入,减少穿刺次数、透视次数和术中出血量,缩短手术时间,改善术后髋关节功能,具有临床应用价值。