廖永成 张明 徐俊华 张奕

股骨颈骨折是临床上最常见的骨与关节损伤之一，约占成人骨折的3.6%，多发生于老年人［1］。发生于年轻人的股骨颈骨折通常是由于高能量创伤导致，其治疗的重点是解剖复位和稳固内固定，同时保留股骨头的血液供应，以减少术后并发症的发生［2-3］。常用的内固定方式有空心螺钉、髋螺钉系统、股骨近端钢板和股骨近端髓内钉等，但对于哪种方式是股骨颈骨折最佳固定方式尚无明确定论［4］。多枚空心螺钉加压内固定已广泛用于中青年股骨颈骨折的治疗，螺钉配置是三枚空心螺钉呈倒三角形平行放置，这种分布方式具有很强的稳定性和应力分布，可有效降低股骨颈缩短、骨折不愈合和股骨头坏死等并发症发生概率［5］。该手术的常规固定方法是由外科医生在“C”型臂X 线机透视下手动定位，但是由于个人经验的不同和测量误差，很难确保每颗螺钉的最佳位置，因此术中需要多次透视调整导针位置，这可能会对股骨颈骨质造成破坏，影响股骨头血供，此外多次透视也会造成病人和术者的放射性损伤［6-7］。随着导航技术的发展，基于计算机引导的手术方案在创伤骨科手术中的应用也越来越广泛［8］。天玑骨科手术机器人就是其中之一，目前国内已有多家医院使用天玑骨科手术机器人辅助手术，有研究表面天玑骨科手术机器人系统的使用明显提高了空心螺钉放置的准确性，缩短了手术时间，减少了术者和病人的辐射照射［9-10］。

在本研究中，我们回顾性分析了武汉科技大学附属普仁医院于2021年1月至2022年6月采用天玑骨科手术机器人导航辅助空心螺钉固定法治疗的中青年股骨颈骨折病人的临床资料，并与同期使用传统手术方法治疗的中青年股骨颈骨折病人进行比较，评估手术机器人导航辅助空心螺钉固定方法的可行性、安全性及临床效果。

资料与方法

一、纳入标准与排除标准

纳入标准：①单纯股骨颈骨折，无神经血管损伤者；②行空心螺钉内固定治疗；③具备完整随访资料者。

排除标准：①合并骨盆骨折或股骨转子间骨折，开放性骨折；②陈旧性骨折或病理性骨折。

二、一般资料

共纳入30 例中青年股骨颈骨折病人的临床资料，根据术中是否使用机器人辅助置钉分为两组，观察组采用天玑骨科手术机器人辅助置钉，男7例，女8例，年龄为（48.67±7.83）岁；交通伤4例，坠落伤11例；骨折Garden 分型，Ⅰ、Ⅱ型5 例，Ⅲ、Ⅳ型10 例。对照组采用传统方法在“C”型臂X 线机监视下置钉，男6例，女9例，年龄为（48.60±7.71）岁；交通伤8例，坠落伤7 例；骨折Garden 分型，Ⅰ、Ⅱ型4 例，Ⅲ、Ⅳ型11 例。本研究经武汉科技大学附属普仁医院伦理委员会批准（伦理批准号：2022年审第022号）。两组病人的性别、年龄、致伤原因、骨折Garden分型及受伤至手术时间等术前一般资料比较，差异均无统计学意义（P＞0.05，表1），具有可比性。

三、手术方法

手术设备：天玑骨科手术机器人系统（北京天智航医疗科技股份有限公司）、移动式“C”型臂X线机（德国西门子股份公司）、空心螺钉（天津正天医疗器械有限公司）等。

组别观察组对照组检验统计量P值例数15 15性别（例）男7 6女8 9年龄（images/BZ_28_1831_778_1854_829.png±s，岁）致伤原因（例）交通伤骨折Garden分型（例）Ⅰ/Ⅱ型受伤至手术时间（images/BZ_28_1831_778_1854_829.png±s，d）48坠落11 7 54Ⅲ/Ⅳ型10 11——-1.000 48.67±7.83 48.60±7.71 0.023 0.981 0.264 1.000 3.33±1.72 3.73±1.62-0.655 0.518

所有病人均完善术前常规影像学检查，如髋关节正侧位X 线片、CT 或磁共振、双下肢动静脉血管彩色多普勒超声等。本研究所有手术均由同一组医师完成，所有病人均接受椎管内麻醉，麻醉成功后，病人仰卧于碳纤维手术床上，进行骨折牵引复位，复位完成后为避免术中患肢位置移动，将其牵引固定，然后进行手术。

（一）观察组

①连接天玑骨科手术机器人，确认机器人设备可正常运行，并使用无菌手术套隔离设备。②术区常规消毒、铺巾，暴露手术野，准备手术器械，并在患肢股骨外侧髁上安装示踪器，调校定位尺。③利用“C”型臂X 线机扫描病人髋关节正侧位图像，拍摄时注意定位尺上的十个点应包含在图像上，拍摄完成后将所拍摄的图像上传至机器人操作台。将“C”型臂X线机采集到的二维图像传输至机器人操作台配准后，选择合适的进钉点和进钉方向，完成目标螺钉的规划。④放置导针及插入螺钉：将定位标尺更换为导向器套筒后，于主操作台上选择“模拟”，然后运行机器人机械臂，机械臂依据规划的螺钉位置确定导针的进针口和方向。术者沿机械臂所示位置于体表皮肤作长为1～2 cm 的手术切口，并切开深筋膜，钝性分离肌肉组织后直至骨面，置入导针套筒至套筒尖端抵住骨面，沿套筒方向置入导针，在正、侧位对受影响髋关节进行“C”型臂X 线机透视检查。观察3 枚导针的位置、角度和深度，导针置入位置满意后，退出导向器，测量所需螺钉长度，沿3 枚导针方向依次置入合适长度的空心螺钉，术中可通过“C”型臂X 线机透视确定螺钉位置，然后拆下导针。再次透视摄二维图像确认螺钉的位置及长度。确认无误后冲洗、缝合切口，伤口使用无菌敷料覆盖。

（二）对照组

术区常规消毒、铺巾，暴露手术野，准备手术器械，于大转子下外侧3 cm 作长约6 cm 的纵形切口，逐层切开显露股骨外侧壁，透视下向股骨头内打入3枚导针，使导针呈倒三角形，然后透视正侧位股骨颈，调整导针位置，导针置入满意后，测量所需螺钉长度，沿3 枚导针方向依次置入合适长度的空心螺钉。再次透视摄二维图像确认螺钉位置及长度。确认无误后冲洗、缝合切口，伤口使用无菌敷料覆盖。

四、主要观察指标及评价标准

术后24 h 预防性使用抗生素、消肿止痛及预防深静脉血栓形成等常规治疗，术后常规复查髋关节正侧位X 线片。手术后两周内病人卧床活动，同时练习下肢肌肉的主动收缩以及髋关节和膝关节的主动弯曲，两周后可在助行器帮助下进行下肢部分负重活动。术后4周、2个月、3个月及术后半年分别对病人进行随访，复查髋关节X线平片。

观察并记录两组病人的手术时间、术中透视次数、术中失血量、住院时间、骨折愈合时间，以及骨折不愈合、内翻畸形、股骨颈短缩、股骨头缺血性坏死及螺钉退出等术后并发症情况，获得病人日常生活活动的相关信息，包括髋部疼痛、步态、步行距离、站立及是否存在神经损伤等。术后6个月随访时采用髋关节Harris评分系统评定患髋功能。

五、统计学分析

应用SPSSAU系统（IBM公司，美国）进行统计分析，计量资料首先应用Shapiro-Wilk检验判断数据是否符合正态分布，病人年龄、受伤至手术时间、手术时间、术中透视次数、术中失血量、住院时间、骨折愈合时间、髋关节Harris评分等符合正态分布，且方差齐性，以均数±标准差（±s）表示，两组病人之间采用独立样本t检验进行比较；两组病人的性别、致伤原因、骨折Garden 分型等计数资料采用Fisher确切概率法进行比较。P＜0.05为差异有统计学意义。

结 果

本研究30例病人共置入90枚空心螺钉，每例病人置入3 枚空心螺钉。两组病人术后随访6～12 个月，平均8.7个月。观察组病人的手术时间、术中透视次数、术中失血量、住院时间显著优于对照组病人，差异均有统计学意义（P＜0.05，表2）。随访期间两组病人髋部疼痛明显缓解，骨折均愈合良好，无骨折不愈合、螺钉退出、血管神经损伤等并发症发生。观察组病人的骨折愈合时间短于对照组病人，但差异无统计学意义（P＞0.05，表2）。术后6个月，观察组Harris 评分显著高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05，表2）。典型病例见图1。

图1 病人，女，52岁，诊断为左股骨颈骨折 a、b：术前摄X线片及重建三维模型示左股骨颈骨折；c：拍摄髋关节图像确定骨折复位成功；d～f：股骨髁上安装示踪器并调校定位尺，然后拍摄患髋正侧位图像上传至机器人主机；g、h：在机器人主机上进行螺钉规划；i、j：在机械臂引导下置入导针，透视确定导针位置满意；k、l：通过导针引导置入螺钉，透视确定螺钉位置；m、n：螺钉位置满意后拔出导针，冲洗缝合伤口；o～q：术后一个半月及术后3个月复查示螺钉位置正常，骨折愈合可

讨 论

股骨颈骨折是致残性较高的骨折类型之一，其治疗的重点是解剖复位和稳固的内固定，以保留病人天然的髋关节功能为目的［11-12］。三枚空心螺钉呈倒三角形放置已广泛用于固定股骨颈骨折，这种固定方式下股骨颈表现出良好的抗剪力、抗弯力、抗旋转能力及抗轴心应力，可以最大程度减少对骨折周围血运破坏并保存残留血供，从而降低股骨颈骨折不愈合或股骨头坏死发生概率［10-11］。这种手术方式也存在一些不足之处。首先手术难度较大，要求手术医生具有丰富的手术经验及熟练的手术技巧；其次为了保证术中螺钉置入的准确性，术中需要反复透视，多次调整导针位置，这增加了病人及术者的辐射损伤，同时也会破坏股骨颈骨质，影响螺钉固定的稳定性；最后，置钉风险较大，螺钉过长可能突破股骨头进入髋关节内，螺钉置入不到位可导致支持作用不足并造成骨折移位、髋内翻。因此就需要一种方法来帮助我们实现对内固定物的精准放置。

近年来，随着计算机辅助导航技术在骨科手术中的广泛应用，骨科手术机器人也取得了巨大的发展。骨科手术机器人导航下的骨折内固定治疗可以获得最佳的手术路径、最高的手术效率和准确性以及最佳的手术效果，病人的手术创伤更小［13］。据报道，使用骨科机器人导航手术在骨盆骨折和股骨转子间骨折的微创治疗是行之有效的［14-16］。Liu 等［15］研究发现，使用机器人辅助经皮螺钉联合内固定治疗骨盆前后环损伤准确、安全、有效，并且这种方法还可以避免手术伤害，减少辐射损伤。Wu 等［17］在髋臼骨折手术中使用机器人导航辅助以实现螺钉的准确置入，显著降低了手术风险和术中辐射暴露。袁心伟等［18］比较了骨科手术机器人辅助跟骨骨折内固定手术与传统切开复位内固定手术之间的差异，发现骨科手术机器人辅助下行跗骨窦切口内固定治疗跟骨骨折能有效维持骨折复位后螺钉精度，减少术中透视次数，骨折愈合更好，更有利于患足功能的恢复。

本研究使用天玑骨科手术机器人导航辅助空心螺钉内固定治疗中青年股骨颈骨折，手术时使用“C”型臂X线机拍摄病人髋关节前后位和侧位图像上传至机器人主机，然后在机器人主机上对导针和螺钉进行规划，再通过机械臂的引导置入导针和螺钉。通过对两组相关数据进行比较，我们发现骨科手术机器人的使用显著提高了导针和螺钉置入的准确性，减少了术中透视次数，手术更微创，术中出血量更少。现总结骨科手术机器人辅助手术优势如下：①精准定位，提高螺钉置入的准确性，传统徒手操作时由于人手的抖动，螺钉置入难免出现误差，而骨科手术机器人具有的光学导航系统可以自动调整误差，术者只需要根据机械臂引导，便可精准、稳定的置入导针和螺钉。②手术时间更短，骨科手术机器人的精准导航，可避免术中多次钻孔调整钉道及反复透视，提高了手术效率，降低了术者和病人的辐射暴露；③病人创伤更小，与传统徒手操作相比，机器人辅助置钉减少了对股骨颈骨质的破坏，保护了股骨头血供，手术切口更小，病人术后恢复也更快。④降低手术难度，手术时先在机器人主机上完成目标螺钉规划，由导航系统完成路径定位，简化了手术流程，降低了年轻医生的学习难度，更有利于手术的推广。微创治疗是创伤骨科临床治疗的发展趋势，机器人微创手术通过合理的手术规划、精确的手术定位与操作、最小的手术创伤，为股骨颈骨折的治疗提供了新的方案。但是机器人辅助手术也有其不足之处，本研究总结了骨科手术机器人手术操作要点及注意事项如下：①机器人无法协助复位，因此术前第一步操作应该是骨折复位，只有骨折良好复位，手术才能取得更好的疗效；②机器人导航依赖于人体示踪器，因此机器人主机与示踪器的连接不能中断，且要避免术中与示踪器的碰撞使其发生移动，否则将导致导航的准确性降低；③目标螺钉的规划需要手术医生完成，因此正确的螺钉规划对操作成功至关重要；④外科医师应该熟悉设备操作流程，多次练习积累经验，不熟练的操作将导致手术时间延长。

组别观察组对照组检验统计量P值例数15 15--手术时间（min）56.93±5.65 69.87±3.96-7.259＜0.001术中透视次数（次）12.73±1.28 18.87±2.47-8.526＜0.001术中失血量（mL）12.60±1.80 25.53±2.39-16.741＜0.001住院时间（d）8.67±1.18 10.87±1.19-5.101＜0.001骨折愈合时间（月）5.80±0.72 6.25±1.01-1.397 0.173 Harris评分（分）90.93±1.33 88.93±2.02 3.203 0.003

综上所述，骨科手术机器人系统具有微创、安全、精准、快速等优点，使用天玑骨科手术机器人导航辅助空心螺钉内固定治疗中青年股骨颈骨折可以明显缩短手术时间，减少术中透视次数和术中失血量，缩短病人住院时间，病人术后可早期下床活动，术后并发症少，髋关节功能恢复较传统手术更好。骨科手术机器人在中青年股骨颈骨折病人空心螺钉内固定手术中的应用是成功的。但是本研究也有其局限性，由于本研究是单中心研究且样本量偏少，缺乏多中心对照研究，需要更进一步的多中心对照研究证据，且随访时间较短，缺乏远期并发症相关数据，需要进一步随访观察。