機器人輔助椎弓根置釘進針精準度分析
椎弓根螺釘內固定是脊柱外科最常用的手術方法之一，對患者術後脊柱生物力學的恢復起著極大的作用。脊椎椎弓根形態複雜，並具有一定的變異性，亞洲人群脊柱椎弓根平均寬度約為8mm，這對椎弓根螺釘的精準植入造成很大困擾。在無導引置釘的情況下，往往容易造成一系列的併發症，比如神經及血管損傷、內臟損傷及椎體穩定性下降等。那麼如何提高椎弓根置釘的精準度呢？
來自於台灣高雄醫科大學的學者，在本文中回顧性分析了在2013年1月至2015年1月期間，126位在高雄醫科大學醫院接受以色列Renaissance機器人輔助導引完成椎弓根螺釘內固定以糾正退行性腰椎病或脊柱滑脫的患者。其中在手術機器人的導引操控下完成了662次椎弓根螺釘的植入和49次克氏針的進針。手術機器人輔助完成手術的適應症是在保守治療失敗的情況下，持續性的神經壓迫、頑固背痛以及脊柱畸形的演變。
病例篩選
入選標準是診斷為退行性腰病，且年齡都大於20歲，在保守治療至少6個月的情況下依然無好轉，由手術機器人輔助完成椎弓根置入螺釘，術後隨訪12個月。
圖1術中克氏針定位進針流程及效果展示
其中定義偏差超過3mm便為不良，術後99%的進針定位都是較好的。
表1術中出血、手術時間和
術中X光照射次數等數據展示
手術機器人的操作步驟主要分以下四個步驟
1、術前計劃:對患者的脊柱進行斷層 (CT) 掃描，並重建脊柱的三維平面，選擇最佳的置釘進針定位策略。
2、安裝:將機器人的部件安裝在患者的骨性結構上，並保證術中其機器系統得以穩定。其引導系統的機械臂也固定在脊柱骨結構上，以保持其手術指導功能。
3、校準:手術機器人的引導系統，將通過比較兩張術中片子(一張正點陣圖和斜點陣圖)，自動地將術前的影像校準為當前手術圖像。
4、鑽孔進針:手術機器人被安裝在一個機械臂上，通過移動調整至術前計劃中選擇的進針位置。在機器人開始鑽孔後，機械臂將導管導引進入椎弓根。此時，手術機器人先會進行克氏針進針。
術後分析
出現不準確的克氏針進針的原因主要分為5類:術前計劃、安裝、校準、鑽孔和機器人的裝配。
術前規劃的誤差則主要可能是因為外展角不足的問題。
安裝錯誤則可能是因為機器人相對於椎體的過度移動。
校準錯誤被定義為當校準誤差超過1mm時的偏差。
鑽孔偏差主要是由於來自於周壁軟組織所帶來的壓力，而造成的角度偏差。
機器人裝配誤差則是定義為設備組裝的正常標準誤差。
術後結果
表2概括術中克氏針進針精準度
表3圖2克氏針進針可能
產生偏差的可能性分析及比率
表4術後ODI和VAS評分
圖3示例術前規劃誤差造成的克氏針進針點不佳
圖4打孔過程中可能發生的誤差偏移情況
比如軟組織擠壓、骨性組織表面的水平滑移或垂直移位等
圖5套管在骨性斜坡面側向滑移
到椎間關節面中的案例
圖6兩種規避鑽孔產生偏差的技巧
一種是標準方式，鑽孔前，將鑽頭收入套管內。
一種是反滑移的方式，通過套管的左右偏移減緩周圍軟組織的擠壓力。
總結
本文清晰的展現了手術機器人在進針和椎弓根置釘方面的精準性，但也提出了五種可能造成進針偏差的主要因素，並就以各種情況作了詳盡分析。當然，本文還有一個遺憾在於，未能考慮所有的非機械因素，如骨質疏鬆、肥胖及先前可能做過的其他脊柱手術的影響。這些都需要進一步的研究來綜合分析，在病例數量上也需要有所提高。在這個過程中，不得不承認的是，手術醫生的手術技能、經驗和技術的差異度都將影響到最終的進針精準度。
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