骨科机器人辅助颈椎椎弓根螺钉内固定

颈椎椎弓根螺钉内固定系统具有良好的生物力学性能,在颈椎矫形及融合手术中发挥着重要作用。但颈椎区域解剖结构的复杂性导致了较高的手术风险,主要包括椎动脉、神经根和脊髓不同程度的损伤。骨科机器人辅助颈椎椎弓根螺钉内固定技术是一种创新的外科手术技术,其工作原理主要包括空间映射、图像配准以及规划执行,从而使机器人可以完成从图像处理、螺钉轨迹规划到机械臂运动控制的整个过程。既往研究表明使用骨科机器人辅助可以提高颈椎手术的准确性和安全性。机器人辅助颈椎椎弓根螺钉内固定手术的适应证包括需要颈椎稳定性重建及畸形矫正的病例。禁忌证主要包括颈椎后部结构感染、外伤或肿瘤导致的椎弓根和椎体损伤,以及椎弓根缺如、椎弓根直径过细等解剖结构异常。术前需要根据X线及椎体断层CT等影像学资料进行手术规划,确定内固定范围,并识别异常解剖结构。根据手术需要及软组织张力选择常规正中切口或双侧经皮切口。准确注册及图像获取后,在机器人工作站上进行螺钉规划;然后在机器人引导下放置套管,并置入导针及螺钉。操作时应时刻关注机械臂的精确性问题,遇到定位偏差较大时不能盲目操作,需仔细查找原因。骨科机器人辅助颈椎椎弓根螺钉内固定技术具有准确性、稳定性和可重复性高的优势,可以克服传统手术的局限性,提高手术效果。

椎旁肌参数与退行性胸腰段后凸角度的相关性研究

目的分析椎旁肌参数与退行性胸腰段后凸角度的相关性。方法回顾性分析2021年11月至2023年4月于北京积水潭医院脊柱外科接受手术治疗的腰椎退行性疾病的女性患者90例,年龄(67.62±4.98)岁(范围60~80岁),身高(1.58±0.05)m(范围1.48~1.70)m,体重(63.79±9.13)kg(范围47~90 kg),体质指数(25.48±3.35)kg/m^(2)(范围18.37~36.05 kg/m^(2))。胸腰段后凸角为6.65°±10.38°(范围-17.34°~9.34°)。疾病诊断:腰间盘突出症32例、腰椎管狭窄症58例。摄站立位胸腰段正侧位X线片测量胸腰段后凸角度;摄胸腰段定量CT并采用Osirix软件测量T_(12)、L_(3)、L_(5)水平椎旁肌参数,包括椎旁肌横截面积、骨骼肌面积和组织密度、脂肪浸润比例和身高矫正的骨骼肌面积指数。分析椎旁肌参数与胸腰段后凸角度之间的相关性,采用多重线性回归分析影响胸腰段后凸角度的因素。结果相关性分析结果显示胸腰段后凸角与T_(12)骨骼肌组织密度(r=-0.303,P=0.004)和L_(5)骨骼肌组织密度(r=-0.219,P=0.038)呈负相关。年龄与T_(12)骨骼肌组织密度(r=-0.263,P=0.012)、T_(12)身高矫正的骨骼肌面积指数(r=-0.221,P=0.036)、T_(12)椎旁肌横截面积(r=-0.280,P=0.007)、L_(3)骨骼肌组织密度(r=-0.266,P=0.011)和L_(5)骨骼肌组织密度(r=-0.290,P=0.006)呈负相关。骨密度与椎旁肌参数无相关性(P>0.05)。多重线性回归显示T_(12)骨骼肌组织密度(β=-1.125,P<0.001)、T_(12)脂肪浸润比例(β=-0.849,P=0.001)、L_(3)骨骼肌组织密度(β=0.996,P<0.001)和L_(3)脂肪浸润比例(β=0.496,P=0.020)是影响胸腰段后凸角的独立因素。结论T_(12)和L_(3)椎旁肌密度和脂肪浸润比例是影响胸腰段后凸角的独立因素。T_(12)椎旁肌密度和脂肪浸润比例越小、L_(3)椎旁肌密度和椎旁肌脂肪浸润比例越大,胸腰段后凸角度越大。

基于5G技术的机器人辅助远程胸腰椎内固定手术的应用效果

目的评估基于5G技术的机器人辅助远程胸腰椎内固定手术的应用效果,探讨该技术在临床应用中的可行性和优缺点。方法采用回顾性病例系列研究,研究对象为2021年4至12月接受机器人辅助远程胸腰椎内固定手术的61例患者。采用以北京积水潭医院为中心构建的骨科机器人远程手术系统,并应用5G移动通信技术进行网络传输,操控异地的骨科手术机器人辅助完成螺钉置入。共有10家医院参与了远程手术,远程操作中心与手术现场的平均距离为1617 km/例,最远距离超过3000 km。采用Gertzbein-Robbins分级标准评估椎弓根螺钉置入的准确性,通过分析螺钉位置的优秀率与临床可接受率、术中通信、并发症等指标评价手术效果,并与参与医院完成的本地机器人辅助胸腰椎内固定手术进行对照分析。结果所有患者的远程手术均顺利完成,手术时间为(92±32)min,共置入354枚胸腰椎椎弓根螺钉,螺钉位置的优秀率为89.8%,临床可接受率为97.5%。61例患者均获得随访,随访时间(18.9±1.9)个月(范围16~24个月)。术前疼痛视觉模拟评分(visual analogue scale,VAS)评分为(5.74±1.30)分,出院时改善至(2.30±0.90)分,差异有统计学意义(t=11.002,P<0.001)。6例胸腰椎退行性疾病患者术后跛行及疼痛症状均明显缓解。55例胸腰椎骨折患者术前伤椎前缘高度比为62.78%±12.60%,术后恢复至85.36%±8.35%,差异有统计学意义(t=16.977,P<0.001)。末次随访时骨折均愈合。围手术期未出现血管、神经损伤或感染等并发症,无机器人使用相关的并发症。5G网络确保了手术过程中机器人控制信号、图像和音频信号的稳定传输,未观察到信号延迟或通信故障。参与医院1(汕头新圣骨科医院)远程与本地机器人辅助手术螺钉位置的优秀率(90.2%和93.8%,χ^(2)=0.169,P=0.681)和临床可接受率(99.0%和100.0%,P=1.000)相似,参与医院2(贵州省人民医院)远程与本地机器人辅助手术螺钉位置的优秀率(87.0%和85.4%,χ^(2)=0.075,P=0.784)和临床可接受率(100.0%和96.6%,χ^(2)=0.580,P=0.446)相似。结论基于5G移动通信技术的远程机器人辅助胸腰椎内固定手术的临床应用效果良好,未出现相关术后并发症。

机器人辅助枢椎椎弓根螺钉置入的准确性研究

目的探讨机器人辅助枢椎椎弓根螺钉置入的准确性及其影响因素。方法回顾性分析2017年1月至2020年12月在北京积水潭医院因寰枢椎不稳接受上颈椎后路内固定手术,术中使用机器人辅助枢椎椎弓根螺钉置入的连续27例患者的病历资料。男10例、女17例,年龄(41.3±16.6)岁(范围12~75岁),体质指数为(23.0±2.9)kg/m^(2)(范围18.9~30.0kg/m^(2))。创伤性寰枢椎不稳16例、畸形导致寰枢椎不稳11例。机器人辅助枢椎椎弓根螺钉置入准确性通过术后CT采用Gertzbein-Robbins分级进行评价。对影响置钉准确性的患者因素和手术因素行单因素分析,确定可能影响置钉准确性因素(P<0.200)后通过广义估计方程多因素分析确定影响置钉准确性的独立影响因素。结果27例患者共置入49枚枢椎椎弓根螺钉,Gertzbein-Robbins分级A级35枚(71.4%)、B级12枚(24.5%)、C级2枚(4.1%),临床可接受率(Gertz-bein-Robbins分级A级和B级)为95.9%(47/49)。无一例患者发生因螺钉移位导致的血管、神经损伤。未侵犯骨皮质螺钉组与侵犯骨皮质螺钉组患者因素(年龄、性别、体质指数、术前颈椎曲度和寰枢椎不稳原因)的差异无统计学意义(P>0.05);手术因素中示踪器位置、螺钉侧别、螺钉类型及置钉方式的差异无统计学意义(P>0.05),而枢椎椎弓根有效宽度与螺钉直径差值的差异有统计学意义(t=3.484,P<0.001)。广义估计方程结果显示机器人辅助枢椎椎弓根螺钉置入术中示踪器固定于Mayfield头架较枢椎棘突可实现更准确的螺钉置入[0R=83.231,95%CI(3.898,1776.952),P=0.005];枢椎椎弓根有效宽度与螺钉直径差值越大,螺钉置入的准确率越高[0R=5.330,95%CI(1.648,17.243),P=0.005]。结论机器人辅助枢椎椎弓根螺钉置入准确且安全,示踪器固定于Mayfield头架较枢椎棘突可提高螺钉置入准确性,枢椎椎弓根有效宽度与螺钉直径差值大可降低螺钉侵犯骨皮质的概率,通过螺钉型号选择、三维轨迹调整增加差值等术前规划降低骨皮质侵犯和血管、神经损伤风险。