引言
近幾年，隨著更復雜的脊柱植入物的發展和翻修手術的增加，脊柱外科手術已得到越來越多的認可。此外，圖像引導和神經導航技術已提高了植入物置入的準確性和增加了外科手術的安全性，結果特別是輻射暴露隨之減少。最近一項有關臨床和尸體研究的薈萃分析報道了不使用導航系統置入腰椎植入物的準確率為79% (60–97.5 % SD 13 %)，使用導航系統置入腰椎植入物的準確率為96.1%(72–100 % SD 7.2 %)。然而，列入這項薈萃分析的15例有關腰椎的研究使用了不同的標準來評估植入精度，包括椎弓根突破移植物達4毫米，這被定義為精確置入。顯然，如果我們只認為完全位于椎弓根內的螺釘才屬于準確定位，那么這些比率會大幅度減少到60%。目前，還沒有技術和設備能確保置入移植物的精度為100%。
然而，在機器人輔助下置入脊柱移植物有希望達到這一具有挑戰性的目標。微創入路非常適合這種技術，因為能給患者和醫療團隊提供高精度和減少輻射暴露。然而，在提高定位精度和減少輻射暴露方面，與傳統方法相比，迄今為止已有技術已做到這一點。因此，我們在由Med- tech公司開發的新型機器人ROSA的輔助下置入椎弓根螺釘，對此進行前瞻性可行性研究。我們把采用機器人輔助系統治療10例患者的結果與采用傳統方法連續治療10例患者的結果進行比較。
材料和方法
前瞻性非隨機納入兩組采用脊柱融合術治療退行性腰椎疾病的患者。在同一時期，第一組(ROSA/ RG)的10例患者(n = 10)連續使用機器人輔助治療，第二組(Free- Hand/FHG)的10例患者(n = 10)采用傳統方法連續治療。同一名外科醫生在2013年的4月和10月間給所有患者做了手術。這名外科醫生是第一次使用機器人技術。
患者
納入本研究中的患者符合以下標準：（1）年齡在18到80歲之間；（2）符合后路融合治療退行性腰椎疾病的指征（腰椎管狹窄，退行性椎間盤疾病，退行性腰椎滑脫）；（3）簽署知情同意使用機器人輔助及計劃好的手術。
排除標準：（1）腰椎既往做過手術；（2）需行腰骶后路融合術。
由于2D透視影像上S1和其他腰椎存在解剖和軌跡規劃的差異，我們排除了所有需要同時行S1椎弓根螺釘置入的脊柱融合手術的患者，以減少偏差。
由于這是采用新機器人輔助系統試點的可行性研究，因此所有手術均采用傳統開放性后中入路。術中解剖標志的可視化從而使機器人輔助系統的軌跡可見且可控。
外科醫生根據患者腰椎疾病種類和目前對應的最好的方式來選擇骨融合術、椎板切除術和椎間融合術的手術適應癥。
當地倫理委員會和國家藥品安全機構ANSM批準了該項研究。
傳統骨縫術：freehand組(FHG)
帶有圖像增強功能的移動C臂在傳統手術中被置于橫向平面。使用解剖標志植入椎弓根螺釘，隨后通過觸探椎弓根進行驗證。手術結束時進行正側位透視。根據患者的疾病如有必要進行椎板切除術和/或椎間融合術（TLIFT）。
機器人輔助骨縫術：ROSA組(RG)
ROSA 是一種影像導航設備，直接根據術中放射線圖像上確定的標志或使用導航指針定位工具。引導是基于術中2D圖像處理軟件完成的軌跡規劃，隨后患者俯臥位完成注冊（圖1）。在手術開始時，沿著患者的右手邊放置機器人，確保機器人的手臂能充分地覆蓋兩個節段（圖2）。然后外科醫生站在患者的另一邊。手術室的組織結構圖如圖3所示。
圖1術前X線透視下椎弓根螺釘的規劃
圖2 術前機器人輔助的整體視圖：ROSA (a)，手術工具夾持臂(b)和機器人工作的手術視圖(c)
圖3 手術室平面圖
脊柱是一種圖像引導設備，根據規劃好的軌跡和導航功能結合機器人輔助定位工具。
研究參數
本研究旨在測量和比較采用上述兩種手術技術置入椎弓根螺釘的位置。根據Gertzbein 和Robbins分類和改進后的Youkilis分類，兩名研究者研究了脊柱術后CT掃描以及冠狀和矢狀圖像重建來評估每個移植物。如果出現兩名研究者對于內植物意見不一致的情況，則進一步行CT掃描檢查。兩名研究者分別是一個獨立的神經外科醫生（V. M.）和一個獨立的放射科醫師（C. V.），他們并不了解手術技術。
統計分析
采用Mann-Whitney秩和檢驗比較連續變量。卡方檢驗或Fisher精確檢驗用于比較分類變量。
結果
我們在2013年4月至10月間的這5個月的時間里非隨機納入了20例患者。患者特征和手術細節總結在表1中。各組在患者的平均年齡、性別比率、平均BMI以及椎板切除術和椎間融合術的比例方面無顯著差異。根據骨融合術的級別進行分布，如表2所示。
表1 研究參數
表2 各椎節及各分組的螺釘數量
與FHG組（手術室時間為209 ± 29分鐘，手術時間為112 ± 29分鐘）的患者相比，RG組患者的手術室時間(ORT)和手術時間(ST)較長，分別為336 ± 20分鐘和186 ± 21分鐘，RG組患者在手術室花了將近2個多小時，其中1個多小時用于做手術。
討論
我們的研究具有一定的局限性，最重要的是患者數量較小和缺乏隨機性。此外，同時使用視覺解剖標志、正側位放射學標志（導航指針）這些常用方法確定入口點，毫無疑問加強了我們病例中移植物定位的精度。雖然這里的結果顯示，采用機器人輔助有利于實現更好的精度，但數據應在更大的樣本和經皮手術中得到確認。
結論
本研究的初步結果令人鼓舞。雖然患者數量不多，但使用的可行性和這種新型機器人輔助系統的可靠性已得到證實。對于我們研究中的一系列患者，這種機器人工具提高了椎弓根移植物位置的精度，并確保了手術的安全性。在未來幾年，機器人技術的持續改進，有助于確保在脊柱手術中的應用，并進一步提高患者的安全性。