寒冬暖意，满满收获，小编今天分享一医院医院骨科针对天玑?骨科手术机器人辅助髋臼骨折微创手术的临床研究，以探讨骨科机器人辅助治疗髋臼骨折的临床效果。
目的探讨骨科机器人辅助治疗髋臼骨折的临床效果。
方法回顾性分析年1月至年12医院创伤骨科采用天玑?骨科手术机器人辅助治疗的31例髋臼骨折患者资料。男27例，女4例；平均年龄为42.3岁(17岁~71岁)；
骨折Letournel-Judet分型：前柱骨折5例，横形骨折12例，横形伴后壁骨折2例，T形骨折8例，前方伴后半横形骨折2例，双柱骨折2例。受伤至手术时间平均为9.0d(2d~21d)。23例患者采用经皮内固定术，8例患者采用有限切开复位内固定术。记录患者的螺钉固定数量、手术时间、术中出血量、输血量、ICU使用率、住院时间及相关并发症的发生情况等。结果31例患者平均置入螺钉1.9枚(1枚~5枚)，手术时间平均为3.3h(1.0h~8.5h)，术中出血量平均为.7mL(20mL~mL)，异体输血量平均为77.4mL(0mL~mL)，自体输血量平均为56.5mL(0mL~mL)，并发症发生率为9.7%(3/31)，ICU使用率为29.0%(9/31)；
住院时间平均为6.0d(1~23d)。29例患者术后获平均34.2个月(6~65个月)随访，2例失访；末次随访时改良MerledAubignePostel评分平均为16.7分(12分~18分)；Majeed评分平均为85.4分(60分~分)，其中优18例，良7例，可4例，优良率为86.2%(25/29)。结论天玑?骨科手术机器人可以帮助临床医生准确定位髋臼螺钉的安全通道，并辅助安全置入通道螺钉，实现髋臼骨折的微创固定，效果良好。髋臼骨折在创伤骨科临床并不常见，文献报道年发病率为3/000[1]。但由于髋臼解剖复杂，骨折形态变化多样，目前仍是骨科最难成功治疗的创伤之一[2]。Judet和Letournel最先描述了髋臼骨折的治疗，手术采用切开复位，以达到骨折的解剖复位和坚强固定为目的[3,4]。目前，髋臼骨折的切开复位内固定和关节功能的快速康复被认为是治疗的"基准"。但是，传统内固定技术需要对髋臼周围的深层解剖结构进行暴露，而这些手术显露可能与手术并发症相关，包括感染、伤口愈合问题、主要血管或神经损伤、臀肌去神经或异位骨化等[5,6]。这些并发症的发生常与最初损伤无关。年，Gay[7]首次介绍了利用CT图像辅助经皮固定髋臼骨折，认为经皮逆行拉力螺钉固定具有手术创伤小、手术时间短及术中出血量少等优点。但由于骨盆几何形态的不规则性，早期髋臼骨折经皮螺钉固定不可避免地需要大量影像透视来保证螺钉置入的安全性和准确性，从而给手术医生和患者带来一定放射损害。Kahler[8]报道在透视下对骨盆进行1min的放射照射相当于40mSv的辐射，或者相当于张胸片，对人体损害很大。因此，减少患者和骨科医生的辐射暴露是经皮手术要解决的一个主要问题。随着计算机辅助外科和医学影像技术的发展，导航系统辅助下的骨科微创手术已在临床广泛应用，在减少术中放射损伤的同时也极大地提高了手术的安全性和准确性[9,10]。与传统手术相比，基于导航透视的治疗方法虽然能够增加螺钉置入的精确性，同时降低术中X线辐射损伤，但受限于人手操作的不稳定性及骨盆区域极其严格的手术定位要求，在实际手术中达到理想的骨折固定效果仍较困难。近年来，随着手术机器人技术的进步，外科手术机器人也开始进入骨科领域[11]。年吴新宝教授团队介绍了使用天玑?骨科手术机器人辅助髋臼骨折的微创手术治疗方法[11]。"天玑"外科机器人(TiRobot)拥有中国知识产权，医院牵头研发的中国首个拥有自主知识产权的通用整形外科导航机器人，并已通过中国食品药品监督管理局认证，在该机器人系统辅助下，医生可以安全、准确、稳定地置入髋臼通道螺钉，完成髋臼骨折的微创内固定操作。本研究回顾医院创伤骨科年1月至年12月期间使用天玑?骨科手术机器人辅助治疗的31例髋臼骨折患者资料，旨在探讨骨科机器人辅助治疗髋臼骨折的临床效果和优势。病例纳入标准年龄≥14岁者；
受伤至就诊时间≤21d的新鲜骨折者；
经影像学检查确认的髋臼骨折者，可以合并肢体其他部位外伤或骨折；
适合进行机器人辅助微创治疗的髋臼骨折患者。
病例排除标准已确诊为其他重度代谢性疾病者；
伴随重度心、肾功能不全等高危情况者；
精神紊乱、酒精依赖、有药物滥用史人群的患者；
哺乳期和妊娠期的女性患者；
过敏体质或既往对多种药物过敏者；
依从性差，预计无法完成随访者。
本研究共纳入31例患者，男27例，女4例，平均年龄为42.3岁(17~71岁)。
致伤原因
高处坠落伤16例，交通伤6例，摔伤5例，重物砸伤4例。
骨折Letournel-Judet分型
前柱骨折5例，横形骨折12例，横形伴后壁骨折2例，T形骨折8例(其中2例累及后壁)，前方伴后半横形骨折2例，双柱骨折2例。
四肢长骨骨折为最长见的合并损伤，占41.9%(13/31)；其次为骨盆骨折，占32.3%(10/31)。受伤至手术时间平均为9.0d(2d~21d)。
本研医院医学伦理委员会批准(积伦试审字第0504号-备03号)，所有患者均签署知情同意书。
术前准备患者在手术前做好肠道准备，以防医生在术中采集图像时因肠道气体伪影而无法识别髋臼周围重要结构的影像标志；推荐采用全身麻醉，避免图像采集过程中因患者体位移动而造成定位示踪器位置偏差，进而导致定位误差；手术室备好全透光的碳纤维手术床。体位患者采用仰卧体位；
对于伴有骨盆骨折的患者，也方便骨盆前后环的螺钉固定；
一般情况下，患侧臀部下放置体位垫，使骨盆向中线倾斜30°；
如果微创复位技术不成功，也可以利用仰卧体位完成传统切开复位内固定手术。
骨折复位（根据骨折移位情况采用不同的复位手段）第1种：为无移位或移位2mm的骨折患者，不采用复位手段，直接实施下一步固定手术；
第2种：为骨折移位2mm但可以采用闭合复位的患者，通过肢体牵引，或于髂骨置入把持针采用Joystick技术，借助影像透视骨折复位达到满意要求后进行固定；
第3种：为骨折移位较大、闭合复位失败的患者，采用有限切开复位技术完成骨折的近似解剖复位，然后再行内固定；
第4种：为复杂髋臼骨折患者，采用单一入路完成骨折复位后，使用通道螺钉辅助髋臼柱固定。
对于老年患者，可以适度放宽复位标准。对于有限切开复位入路的选择，常以髂腹股沟入路第2窗作为复位通道，切开对应的腹外斜肌腱膜，打开腹股沟管后壁后小心分离、显露髂耻筋膜并切开，骨折复位窗口内侧为血管鞘，外侧为髂腰肌和股神经；
通道向下可以看到髋臼前柱的髂耻隆起，经真骨盆缘向内下方可以用手指探及方形区，更深层可以探及后柱坐骨大切迹。横形或T形骨折的前方骨折线常经过此区域，后方骨折线也可以经此窗用手指触及。使用专用的复位工具可以经此有限切开窗口复位髋臼骨折，并结合透视判断是否达到骨折解剖复位。
骨科机器人辅助手术复位完成后，采用机器人辅助骨折固定；
本研究采用天玑?骨科手术机器人研究制造的手术机器系统(图1，北京天智航医疗科技股份有限公司)，其主要是外科医生通过主控系统并根据影像设备采集的患者图像进行手术路径规划，然后由主控系统根据规划的手术路径空间位置控制多自由度机械臂运动到目标点，并通过光学跟踪系统实时监控机械臂的运动路径偏差及患者的术中位置变化，自动进行定位误差的反馈补偿计算，从而实现术中精准定位。机械臂末端装载有手术工具(如外科工具导向器)，引导术中准确置入内固定物。
▲图1：天玑?骨科手术机器人，
包括机械臂、主控台及光学跟踪系统
通道螺钉一般情况下主要使用3种通道螺钉固定髋臼骨折：
前柱螺钉：用于固定髋臼前柱，本研究共置入24枚髋臼前柱螺钉。髋臼前柱从臼顶上方髂骨外板开始，向前下内侧至耻骨结节。首先螺钉的入点由机器人自动规划并运动到指定位置，然后医生切开皮肤，将远端具有齿状形态的钻袖稳定抵住髂骨外板，防止置入导针过程中发生侧滑；
后柱螺钉：共15枚。所有后柱骨折患者均采用顺行后柱螺钉固定治疗。在机器人定位大致皮肤入点后，医生切开皮肤，长约2cm，将髂腰肌结构尽可能拉向内侧，保证软组织通道内无重要解剖结构，然后经机器人末端插入导向钻袖抵住髂窝骨质，置入后柱螺钉导针，最后置入后柱螺钉。注意置入后柱螺钉时也要使用保护套袖，防止螺钉损伤周围软组织；
髋臼顶螺钉：共9枚。髋臼顶螺钉的骨性入点位于髂前下棘区域，方向根据骨折固定需要可以指向髂后下棘、骶髂关节、坐骨大切迹区域。
本组74.2%(23/31)的患者采用闭合复位机器人辅助经皮内固定，另25.8%(8/31)的患者采用有限切开复位机器人辅助内固定。完成螺钉固定后，经C型臂X线机透视验证复位、固定质量好，应力实验检查固定的可靠性达到临床治疗标准后，冲洗伤口并缝合包扎后常规使用腹带约束骨盆，保护骨折，促进患者恢复。所有骨折患者经通道螺钉固定后均在术后早期开始髋部活动和部分负重。由于微创手术，患者少有疼痛难以耐受的情况。一般术后4周后开始完全负重。老年患者骨质较差，完全负重可以延迟至术后6周~8周，但是使用助行器辅助行走可在术后48h开始。记录患者的螺钉固定位置和数量、术中出血量、输血量、ICU使用率、住院时间及手术相关并发症等；
患者于术后1、2、3、6、12个月进行随访，以后每年随访1次；
随访由本课题组经过培训的创伤骨科医生完成；
随访过程中常规进行术后康复训练指导，末次随访时进行改良MerledAubignePostel功能评分和Majeed功能评分。
螺钉固定位置以前柱最为常见，占32.3%(10/31)；其他固定位置分别为：后柱16.1%(5/31)、双柱25.8%(8/31)、髋臼顶3.2%(1/31)、前柱+髋臼顶19.4%(6/31)、双柱+髋臼顶3.2%(1/31)。8例采用有限切开复位的患者中：4例诊断为横形伴后壁骨折或累及后壁的T形骨折，髋关节后脱位，为固定后壁必须采用后方Kocher-Langenbeck入路，在通过后方复位前柱骨折后，使用机器人辅助置入前柱螺钉；
2例患者为双柱骨折患者，采用前方髂腹股沟入路复位骨折后，使用机器人置入顺行髋臼后柱螺钉；
2例横形骨折患者的骨折移位5mm，闭合复位难以达到骨折复位要求，采用前方髂腹股沟入路第2窗有限切开完成骨折复位，并由机器人置入髋臼螺钉。
31例患者平均置入螺钉1.9枚(1枚~5枚)，手术时间平均为3.3h(1.0h~8.5h)，术中出血量平均为.7(20mL~mL)，异体输血量平均为77.4mL(0mL~mL)，自体输血量平均为56.5mL(0mL~mL)，并发症发生率为9.7%(3/31)，ICU使用率为29.0%(9/31)，住院时间平均为6.0d(1d~23d)。29例患者术后获平均34.2个月(6个月~65个月)随访，2例患者失访。末次随访时改良MerledAubignePostel功能评分平均为16.7分(12分~18分)；Majeed评分平均为85.4分(60分~分)，其中优18例，良7例，可4例，优良率为86.2%。典型病例图片见图2、图3。▲图2
男性患者，36岁，交通伤致髋部损伤，术前CT三维重建图片示B型骨盆骨折合并髋臼骨折，髋臼为横形骨折，移位较轻(A，B)，同时合并多发肋骨骨折；
伤后6d采用外固定支架闭合复位、机器人闭合经皮通道螺钉固定，术中使用机器人闭合置入髋臼通道螺钉(C)；
术后闭孔斜位(D)、髂骨斜位(E)、正位(F)X线片及CT平扫图片(G,H)示髋臼通道螺钉位于恰当位置；术后3个月入口位(I)、正位(J)、出口位(K)X线片示骨折获愈合，患者非辅助步行。
▲图3
男性患者，31岁，高处坠落伤致髋部损伤，术前X线片(A)及CT平扫图片(B)示髋臼横形骨折，髋臼前柱移位约5mm,同时伴有全身多处骨折，腰骶部大面积皮肤擦伤；
需采用有限切开复位，伤后10d采用髂腹股沟入路第2窗显露、复位骨折，机器人辅助前柱螺钉固定，右侧耻骨支骨折采用机器人辅助经皮螺钉固定，术中大体照片示前柱骨折移位近8mm(C，D)，术中透视显示应用螺钉复位钳复位骨折获得解剖复位，并用克氏针临时固定(E)，机器人辅助置入前柱顺行螺钉F)；
术后X线片(G)和CT平扫图片(H)示通道螺钉在前柱的位置；
术后3个月正位(I)、侧位(J)X线片示髋臼及骨盆骨折获愈合。
切开复位内固定治疗髋臼骨折一直被认为是临床的"金标准"[13]。但切开复位内固定固有的侵袭性使患者不可避免地面临并发症发生风险[12]。首先，传统手术切口大、术中出血量多，髋臼骨折多合并其他损伤，患者往往不能耐受一期内固定；
第二，开放性手术很可能造成术中血管或神经损伤，术后会发生感染、异位骨化及股骨头缺血性坏死等并发症，这些严重影响关节功能[14,15]；
第三，骨盆、髋臼骨折手术学习曲线陡峭，难度大，成为许多骨科医生难以逾越的技术障碍。相比之下，微创治疗在降低医源性坐骨神经损伤和术后异位骨化的发生率，减少手术剥离范围，保护股骨头血运，最终降低股骨头缺血性坏死的发生率方面效果更好[16]。Chang等[17]的生物力学研究表明，对于髋臼横形或T形骨折，就髋臼前后柱骨折而言，经皮通道螺钉的力学稳定性至少与钢板固定相当。Lefaivre等[18]研究提示，髋臼横形骨折可采用2枚螺钉固定，1枚固定在后柱，1枚固定在前柱，其稳定性与钢板固定无异。
以上研究表明经皮微创固定作为切开复位的辅助手段，在限制软组织破坏、缩短手术时间和减少术中出血量方面较切开复位内固定有明显优势。此外，经皮螺钉技术还可以在提供骨折稳定固定的同时促进骨折愈合，已成为髋臼骨折治疗的一种最优选择。本研究结果表明，采用闭合复位机器人辅助经皮内固定或有限切开复位机器人辅助内固定治疗髋臼骨折可以获得良好的髋关节功能，髋关节功能优良率为86.2%，且不会增加患者术中出血量、输血量、并发症发生率、ICU使用率及住院时间等。
年以来，在天玑?骨科手术机器人辅助下，医院成功完成髋臼骨折的经皮微创固定治疗，这推动了智能骨科手术治疗的发展，如今，国内骨科机器人也获得了广泛的推广应用[19,20]。但国内骨科机器人的相关应用目前主要集中在骨盆骨折的经皮螺钉内固定。究其原因，主要是髋臼骨折对复位要求较高，微创经皮手术适应证相对狭窄。机器人辅助经皮内固定技术可以用于年轻患者骨折轻度移位或无移位骨折的治疗，目的是使患者尽早恢复负重和活动[21]。随着社会人口老龄化的进展，老年髋臼骨折患者数量呈上升趋势。由于患者往往同时伴有严重内科疾患，传统切开复位手术成为治疗禁忌，因此，采用经皮螺钉固定技术不仅可以避免传统手术的打击，而且能够减少疼痛并促进患者早期负重活动[13]。研究表明，经皮复位固定治疗老年髋臼骨折，其功能结果与全髋关节置换术或切开复位内固定相比差异无统计学意义(P0.05)[22]。此外，对于肥胖患者，经皮螺钉技术固定也具有一定优势[23]。本研究4例患者的骨折移位5mm,对于此类移位较大的髋臼骨折，我们首先尝试使用肢体纵向或侧向牵引，或者结合使用外固定支架系统进行骨折闭合复位，争取获得满意的复位结果。若闭合复位不成功，则采取有限切开复位的方法来获得一个近似解剖复位，然后采用经皮方式进行固定。罗从风教授团队的一项研究也表明有限切开复位可以实现髋臼骨折的经皮微创固定[24]。本研究所采用的有限切开复位通道是髂腹股沟入路第2窗，以便于完成移位骨折的复位。本研究2例有限切开复位患者采用此入路。国外一些学者还推荐了一些其他有限切开复位的手术路径。Starr等[25]描述了一种使用特殊骨盆复位钳的新型微创复位技术，切口位于髂窝窗靠近髂前上棘近端和内侧。Farouk等[26]的一项髋臼骨折经皮螺钉固定研究中，8例患者均为髋臼前部移位的单纯性横形骨折，采用部分腹直肌旁切口有限切开复位骨折。本研究2例复杂双柱骨折患者均采用髂腹股沟入路复位骨折，前柱使用传统钢板螺钉固定，后柱使用机器人直接经前路切口以髂窝骨面为入点完成通道螺钉固定。而在传统手术操作过程中，经前路固定后柱需要经验丰富的医生徒手或透视下辅助完成。同样本研究4例累及后壁的T形骨折或横形伴后壁骨折患者，后方入路复位固定后壁是必要的步骤，而此时前柱骨折成为骨折固定的难点。经后方固定前柱骨折难度较大，使用机器人辅助可以避免大量使用透视辅助，减少放射损伤。同时可避免或减少术中误伤重要结构，提高准确性。本研究有部分患者使用有限切开技术进行骨折复位，同时针对一些复杂骨折采用了单一传统入路进行骨折复位，然后使用机器人完成骨折固定。虽然没有达到完全经皮微创手术，但是也实现了避免大范围传统手术显露，减少了联合入路，从而减少了手术创伤，我们认为这符合微创手术的理念。随着髋臼骨折微创复位技术的提高，我们一定能够逐渐实现微创手术这一目标。传统骨科导航系统需要医生手持动力工具，在导航图像指引下置入通道螺钉，而机器人系统是按照导航图像的规划路径自动运送到位，使得定位路径规范化、程序化，机器人辅助手术由机械臂稳定把持末端导向钻袖，定向效果明显提高，这是机器人辅助骨科手术的优势。本研究共置入通道螺钉48枚，术后CT证实所有螺钉均位于安全通道内。为提高机器人辅助髋臼骨折手术的准确性，我们总结了一些机器人辅助手术过程中的注意事项：尽可能采用全身麻醉。避免术中因患者体位移动而造成图像采集过程中定位示踪器位置偏差，进而导致定位误差，发生通道螺钉规划不准确、螺钉穿出安全区域；
体位选择。一般情况下，患者均取仰卧体位，患侧臀部下放置体位垫，使骨盆向中线倾斜30°。Caviglia等[21]进行的尸体研究表明，当脏器滑向盆腔内侧区域时，这种体位可以更方便透视观察骨盆内部。此外，这种体位使外科医生能够更容易操纵骨折并进行复位。最终如果微创复位不成功，也可以利用仰卧体位完成传统切开复位内固定手术；
髋臼在解剖上后柱比较宽大，置入直径6.5mm的后柱通道螺钉比较容易。但是髋臼前柱的空间相对狭窄，尤其是亚洲女性尤为明显。因此，我们要注意髋臼前柱螺钉直径的选择。Ochs等[27]报道15.4%的女性患者需直径6.5mm的螺钉来固定髋臼前柱。Routt等[28]推荐女性采用直径为3.5mm的螺钉，男性采用4.5mm螺钉。
本研究无一例患者发生机器人手术相关并发症。但是需注意的是在复位过程中一定要满足临床要求的复位，不能为了经皮微创手术而降低复位标准。复位质量的下降与髋关节功能直接相关。因此，有时我们会采用有限切开的方法来实现良好复位。在骨折固定方面，使用通道螺钉固定后一定要检查最后骨折的稳定性，保证骨折位置的稳定维持。通道螺钉置入后我们要透视验证螺钉的位置是否安全，尽可能将危险因素消灭在手术室。同时也要在机器人研究中不断提高机器人的功能，以实现更加安全的螺钉置入。本研究尚存在诸多不足之处：首先，研究未设置对照组，无法进行统计学分析；其次，样本量偏少，且为单中心研究，使得结果存在一定偏倚；第三，本研究使用的机器人均采集二维影像用于通道螺钉的规划。Ochs等[29]比较了使用二维、三维图像导航的相关研究指出，三维导航螺钉穿出皮质率(7%)显著低于二维导航(20%)。由于现阶段临床使用的术中三维影像技术重建的三维图像范围狭小，还不能为髋臼骨折提供足够范围影像引导。所以机器人技术还不能像在脊柱外科领域那样使用三维导航技术完成微创手术的辅助。但是我们相信随着影像技术的发展，将来一定可以在术中获得近半个骨盆范围的三维重建影像，完成三维影像为引导的机器人辅助髋臼骨折微创手术。综上所述，天玑?骨科手术机器人可以帮助临床医生准确定位髋臼螺钉的安全通道，并辅助安全地置入通道螺钉，实现髋臼骨折的微创固定。临床随访结果显示患者功能恢复良好，术后住院时间短，ICU使用率低。文章来源