骨科機器人輔助經皮空心釘與切開復位內固定治療Sanders Ⅱ/Ⅲ型跟骨骨折的療效對比

張勁鋒 陳依民 王軍強 韓巍 蘇永剛 費晗 周學林 王京

跟骨骨折是常見的后足骨折類型之一，約占跗骨骨折的60%［1］；其中約75%為關節內骨折，累及距下關節面［2-3］。跟骨的解剖結構復雜，內部松質骨成分較多，骨折常表現為關節面塌陷，治療難度較大。臨床上Sanders Ⅱ～Ⅳ型骨折多采用手術治療，包括傳統切開復位內固定術（open reduction and internal fixation，ORIF）、經皮空心釘固定術（close reduction and internal fixation，CRIF）以及骨科機器人輔助微創手術等［4］。ORIF是經典的跟骨骨折治療方法，多數患者經治療可獲得良好的臨床療效；但由于ORIF術中需要廣泛的軟組織剝離以及反復復位，損傷較大，容易導致術后切口皮膚壞死、感染，甚至引發跟骨骨髓炎等嚴重的術后并發癥。在此背景下，CRIF等微創技術被越來越多地應用于跟骨骨折的治療［5-7］，但是由于微創技術要求術者在閉合條件下對多個骨折塊完成精確復位和固定，徒手操作難度極高，對術者的手術技術提出了極大的挑戰［8］。近年來，骨科手術機器人被逐步應用于跟骨骨折的治療并取得了良好的臨床療效［9］。作為一項全新的技術，目前關于骨科機器人輔助手術和傳統切開復位內固定術治療跟骨骨折療效的對比研究較少。本研究回顧性分析Sanders Ⅱ型、Sanders Ⅲ型跟骨骨折患者的臨床資料，探討和對比骨科機器人輔助經皮空心釘內固定與切開復位內固定治療跟骨骨折的療效。

資料與方法

一、資料

1．納入和排除標準：（1）納入標準：①年齡18～65歲；②單側跟骨骨折患者；③術前影像學診斷Sanders Ⅱ型或Sanders Ⅲ型；④受傷至手術時間< 15 d；⑤隨訪時間≥ 3個月。（2）排除標準：①手術禁忌癥：如凝血功能障礙、嚴重心腦血管疾??；②孕婦、合并精神疾病不能耐受手術者；③病理性骨折；④開放性骨折。

2.病例來源：根據上述納入和排除標準，本研究最終納入2022年1月至2023年1月期間于北京積水潭醫院創傷骨科連續收治的經ORIF和骨科機器人輔助手術治療的跟骨骨折患者共32例。按照手術方式的不同分為兩組：（1）骨科機器人輔助經皮空心釘內固定組（簡稱RA）18例，采用骨科機器人輔助導航，閉合復位或結合跗骨竇入路輔助閉合復位后空心釘內固定。（2）ORIF組14例，采用切開復位內固定術。本研究通過北京積水潭醫院醫學倫理委員會批準（202107-23）。所有患者均知情同意并簽署知情同意書。

二、方法

1．手術：（1）骨科機器人輔助經皮空心釘內固定術：①骨科機器人系統及其操作步驟：采用TiRobot骨科機器人系統（北京天智航醫療科技股份有限公司，中國）。該系統由光學跟蹤系統、手術規劃系統、導航系統、移動式機器人組成。骨科機器人系統可在術前對骨折區域進行CT掃描，評估跟骨骨折塊的數量、位置和大小，測量B?hler角、Gissane角和跟骨長度，明確骨折塊的移位程度。術者根據CT結果使用規劃系統對骨折塊復位、螺釘置入通道、經皮進針位點、螺釘放置數量及長度等進行規劃。首先對跟骨骨折進行閉合復位或有限切開輔助復位，之后光學追蹤系統和導航系統引導移動式機器人將機械臂移動至規劃的螺釘放置位點，并在經皮穿入導針和螺釘置入過程中為機械臂和術者提供實時導航。如有偏離及時自動糾正，確保螺釘置入通道符合規劃。②操作：腰硬聯合麻醉后患者取側臥位，患肢在上。常規消毒鋪巾，驅血后上止血帶。在腓骨遠端打入 Schanze 螺釘，安裝機器人示蹤器。骨科機器人系統對術區進行CT掃描。術者根據CT結果再次確認骨折類型、骨折塊位置，利用規劃系統設計復位。在透視下于跟骨結節或跟骨體部骨塊置入直徑4.0 mm斯氏針或3.5 mm克氏針1枚。沿跟骨長軸向下方牽引，并利用斯氏針輔助復位，恢復跟骨長度、高度、寬度，布巾鉗夾緊骨折斷端。C臂機或G臂機透視證實跟骨形態、Bohler角與Gissanes角恢復。如有必要，可于復位后再次術區CT掃描，并規劃螺釘放置通道、位點和長度等。隨后導航系統引導機械臂移動至規劃位點，術者沿機械臂導引導致平行或交叉置入2～3枚6.5 mm空心釘導針固定。隨后再次透視確認復位及固定滿意。生理鹽水沖洗，全層縫合后加壓包扎（圖1）。（2）切開復位內固定術：麻醉、體位擺放和消毒鋪單同上。取跟骨外側L型切口切開，皮瓣直達跟骨骨質并向上銳性剝離。利用克氏針將其翻開，顯露跟骰關節和距下關節，暴露骨折部位。采用骨刀或斯氏針輔助復位，恢復跟骨長度、高度、寬度，糾正關節面壓縮或移位。以克氏針臨時固定，C臂或G臂透視確認復位滿意后放置跟骨鈦板。位置合適后分別鉆孔，依次擰入螺釘。透視確認復位及固定滿意。生理鹽水沖洗，全層縫合后加壓包扎。

圖1 患者男，68歲，左側跟骨骨折行機器人輔助經皮空心釘內固定 A 術中照片 B，C 術者根據CT結果使用規劃系統對骨折塊復位、螺釘置入通道、經皮進針位點、螺釘放置數量及長度等進行規劃 D～F 經皮穿入導針和螺釘置入過程中導航系統為機械臂和術者提供實時導航，如有偏離及時自動糾正，確保螺釘置入通道符合規劃

2．圍術期處理和術后隨訪：術前和術后預防性應用抗生素24 h，常規鎮痛治療，切口定期更換換藥并更換輔料。術后抬高患足，密切觀察患肢遠端足趾血運情況。術后當天使用鎮痛泵，可開始患肢免負重功能鍛煉，術后觀察2～3 d出院。根據復查X線檢查情況決定下地負重時間。通常在術后1個月開始部分負重；2～3個月逐步訓練至完全負重。術后4、6、8、12周門診復查和隨訪。

3.療效評價標準：（1）圍手術期指標：手術時間、術中出血量、術中透視次數、住院天數。（2）術后并發癥發生情況：切口感染、皮膚壞死、神經損傷等。（3）術后影像學評估：術后3個月X線評估跟骨長度、寬度、高度，B?hler角。（4）功能評估：采用美國足踝學會踝與后足功能評分（American orthopaedic foot and ankle score，AOFAS）評估功能恢復情況；對患足的疼痛（40分）、功能（50分）及對線（10分）進行評定；總分100分，90～100分為優，75～89分為良，50～74分為可，< 50分為差。

4.統計學處理：使用SPSS 26.0（IBM公司，美國）統計軟件對所得數據進行處理。計量資料首先使用Shapiro-Wilk檢驗進行正態性檢驗，對于符合正態分布的計量資料以±s形式表示。兩組間比較采用獨立樣本t檢驗。不符合正態分布采用中位數和四分位數M（P25，P75）表示，兩組間比較采用獨立樣本非參數秩和檢驗。計數資料以例和百分比表示，采用χ2檢驗，必要時使用Fisher精確檢驗。P<0.05為差異有統計學意義。

結 果

兩組患者的年齡、性別、手術側別、BMI、受傷至手術時間等一般資料差異無統計學意義（P> 0.05）（表1）。兩組患者術前的跟骨長度、寬度、高度，跟骨B?hler角差異無統計學意義（P> 0.05）（表2，3）。兩組患者具有可比性。

表1 兩組患者一般資料比較（±s）

表1 兩組患者一般資料比較（±s）

注：BMI為體質量指數

組別RA組ORIF組受傷至手術時間（d）7.4±2.5 7.8±3.9 t=0.298 0.768例數18 14統計量P值年齡（歲）44.6±9.6 46.5±9.4 t=0.574 0.570性別（例，男/女）14/4 10/4 χ2=0.169 0.681手術側別（例，左/右）10/8 6/8 χ2=0.508 0.476 BMI（kg/m2）23.4±3.5 25.3±6.0 t=1.134 0.266

表2 兩組患者跟骨長度和跟骨寬度的比較 ［M（P25，P75）］

表3 兩組患者跟骨高度和B?hler角的比較 ［M（P25，P75）］

1.在圍術期指標：RA組的中位手術時間明顯短于ORIF組，但兩組間的差異無統計學意義（P=0.085）。RA組的術中出血量顯著低于ORIF組（P< 0.001）；RA組術中透視次數顯著少于ORIF組（P< 0.001）。RA組的住院時間顯著短于ORIF組（P=0.031）（表4）。

表4 兩組患者圍術期指標比較［M（P25，P75）］

2.在術后影像學指標：術后3個月隨訪時，兩組患者間跟骨長度、寬度、高度以及B?hler角相比差異無統計學意義（P> 0.05）。兩組患者的跟骨寬度均較術前顯著減?。≒=0.027，< 0.001），跟骨高度均較術前顯著增加（均P< 0.001），兩組患者的跟骨B?hler角均較術前顯著增加（均P< 0.001）（表2，3）。

3.術后并發癥：至術后3個月隨訪為止，RA組未出現皮膚壞死病例，ORIF組術后有5例（35.7%）出現皮膚壞死，差異有統計學意義（χ2=7.619，P=0.006）。RA組均未發生切口感染；ORIF組有3例（21.4%）發生術后切口感染；兩組相比差異有統計學意義（P=0.039）。兩組患者均未出現術后神經損傷（表5）。

表5 兩組患者術后并發癥發生情況比較［例（%）］

4.術后功能：術后3個月隨訪時，RA組和ORIF組在疼痛和功能方面差異無統計學意義（P>0.05）；但RA組患者的對線評分顯著高于ORIF組（P=0.027）。RA組患者的AOFAS總分高于ORIF組，差異具統計學意義（P=0.022）（表6）。

表6 兩組患者術后3月患肢AOFAS評分比較（分，±s）

表6 兩組患者術后3月患肢AOFAS評分比較（分，±s）

組別RA組ORIF組t值P值例數18 14疼痛（40分）30.5±4.0 28.6±5.5 1.150 0.259功能（50分）46.5±3.6 44.6±4.6 1.342 0.190對線（10分）7.2±1.4 6.1±1.4 2.322 0.027總分（100分）84.2±5.5 79.2±6.2 2.423 0.022

討論

跟骨是較薄的皮質包裹大量松質骨的結構，解剖外形復雜。跟骨骨折的損傷類型以Sanders Ⅱ和Ⅲ型居多，表現為跟骨距下關節面塌陷移位、跟骨高度短縮、寬度增加。Sanders Ⅱ型和Ⅲ型跟骨骨折的治療存在一定難度；如治療方法不當，致殘率可達30%左右［10-11］。跟骨骨折手術治療的關鍵是恢復跟骨高度、長度、寬度以及力線，并解剖復位跟骨距下關節面，給予堅強固定，從而最大程度地恢復功能［12］。目前，對于移位的跟骨骨折如無明確手術禁忌，均建議行手術治療［13］。跟骨骨折的手術治療方法較多，包括ORIF、經皮空心釘固定術、外固定術、骨科機器人輔助微創手術等；其中ORIF臨床應用最為廣泛，可取得良好的治療效果；但是ORIF的術后切口感染、皮膚壞死等并發癥的發生率較高。因此，近年來針對Sanders Ⅱ/Ⅲ型跟骨骨折的微創治療發展迅速［4］。然而，微創治療也存在相當多的缺點，包括術中復位不確切、透視次數多、骨折塊固定不牢固、螺釘位置長度無法精確測定等；因此微創治療對術者的手術技術、手術經驗等都有著非常高的要求，操作難度巨大。

近年來計算機導航技術發展迅速，骨科機器人輔助手術被越來越多地應用于各種骨折的治療［14］。本研究圍繞著骨科機器人輔助經皮空心釘內固定治療Sanders Ⅱ/Ⅲ型跟骨骨折的臨床療效進行分析，重點對比骨科機器人輔助手術和ORIF治療跟骨骨折的臨床效果。

1.手術操作：本研究的結果表明，和ORIF相比，骨科機器人輔助經皮空心釘內固定術治療跟骨骨折的手術時間和傳統手術相當。但值得指出的是，最初開展骨科機器人輔助手術的醫療中心的臨床實踐經驗表明，機器人手術具有明確的學習曲線［15］；如果術者和手術團隊對骨科機器人輔助手術并不熟練，那么機器人輔助手術機器人的手術時間往往長于傳統手術。最初開展骨科機器人輔助手術時，由于術者和技術人員對手術機器人調試和操作步驟不熟悉以及護理團隊配合不熟練，會導致手術時間明顯延長。但在熟悉骨科機器人手術操作之后，手術時間會逐步縮短，并最終與傳統手術相當，甚至短于傳統手術。本實驗術者已對機器人輔助跟骨骨折手術的操作相當熟練，研究結果顯示骨科機器人輔助手術的手術時間略短于傳統手術，與報道一致［16-17］。該結果提示，在熟悉機器人輔助手術操作的前提下，骨科機器人輔助手術治療跟骨骨折可能會縮短手術時間。

與ORIF相比，骨科機器人輔助經皮空心釘內固定術治療跟骨骨折顯著減少了術中出血量和術中透視次數，并顯著縮短患者的住院時間，與報道一致［18］。在骨科機器人的輔助下，術者可以在術前根據CT掃描結果規劃骨折復位，在完善復位后，術者又可以利用規劃系統設計螺釘通道、長度和進針位點等。隨后機器人的機械臂則根據術者的規劃自動定位，術者只需經機械臂上的定位通道依次置入導針和螺釘即可完成骨折的固定，并且在術者置入導針和螺釘的過程中，系統會對定位通道實時監測，從而保證螺釘置入的準確［9］。骨科機器人輔助手術減少了ORIF過程中放置導針的盲目性，讓術者可以有計劃地設計螺釘通道，并在機械臂的輔助下快速找到進針位點，從而避免了ORIF反復穿針和透視這一步驟，減少了放射線的暴露和手術帶來的額外創傷［19］。

2.術后并發癥：ORIF組術后有5例（35.7%）出現皮膚壞死，3例（21.4%）發生術后切口感染；RA組均未發生；ORIF組的術后并發癥發生率顯著高于RA組，與以往的研究結果相似［9］。這可能是由于機器人輔助經皮空心釘固定術避免了對局部軟組織的廣泛剝離，并減少了ORIF反復復位穿針這一過程，從而減少了手術對皮膚軟組織的創傷和局部血供的破壞，減少了術后發生皮膚壞死和切口感染的可能性。

3.術后影像學指標：術后3個月隨訪時，兩組患者的跟骨寬度均較術前顯著減小，跟骨高度和B?hler角均較術前顯著增加，提示兩種手術方式均取得了良好的影像學改善。此外，兩組患者間的跟骨長度、寬度、高度、B?hler角相比未見顯著性差異，提示骨科機器人輔助經皮空心釘內固定術和ORIF治療跟骨骨折的遠期影像學改善效果相當，與以往的研究結果相似［20］。該結果進一步表明，骨科機器人輔助經皮空心釘內固定術治療Sanders Ⅱ/Ⅲ型跟骨骨折可有效恢復跟骨的高度、寬度以及B?hler角，其效果不劣于ORIF。

4.術后功能：術后3個月隨訪時，RA組患者的對線評分和AOFAS總分顯著高于ORIF組，與袁心偉等［20］的研究結果基本一致；但與Wang等［9］的研究結果不同。Wang等［9］對比了13例經ORIF和15例經骨科機器人輔助經皮空心釘內固定術治療的跟骨骨折患者的臨床療效，發現兩組患者術后3個月隨訪時AOFAS評分差異無統計學意義。本研究中RA組和ORIF組患者在AOFAS的疼痛、功能評分兩方面并無明顯差異，僅在對線評分上，RA組顯著優于ORIF組。這可能是由于骨科機器人術前CT掃描規劃復位，并在術中具有導航系統實時監控螺釘置入，從而提高了復位精度，使骨折塊的復位對線更加優良。由于本研究納入的病例數更多，可能較Wang等［9］的研究敏感性更高，從而發現了兩種手術方式在遠期功能上的差異。

綜上所述，與ORIF相比，骨科機器人輔助經皮空心釘內固定治療Sanders II/III型骨折在縮短住院時間，減少術中出血、術中透視次數，減少術后并發癥發生以及改善術后功能方面具有較明顯的優勢。但是由于本研究樣本量偏小，本研究可能存在一定偏倚。未來需要增大樣本量并進行前瞻性多中心隨機對照研究以進一步深入探討。