周凤金、庄岩 | 天玑骨科机器人联合O臂导航系统微创治疗后足骨折的近期疗效

文泓泉，王鹏飞，付亚辉，魏星，魏巍，雷金来，王虎，温世明，张堃，周凤金，庄岩

西安交通大学附属红会医院创伤骨科（西安  710054）

通信作者：周凤金，Email：dr.zhoufj@163.com；庄岩，Email：zhuangyan2512@163.com

关键词：天玑骨科机器人；O臂导航系统；跟骨骨折；距骨骨折；微创手术

引用本文： 文泓泉, 王鹏飞, 付亚辉, 等. 天玑骨科机器人联合O臂导航系统微创治疗后足骨折的近期疗效. 中国修复重建外科杂志, 2022, 36(8): 951-956. doi: 10.7507/1002-1892.202204057

摘要

目的

探讨天玑骨科机器人联合O臂导航系统微创治疗后足骨折的近期疗效。

方法

2019年3月—2021年3月，收治25例后足骨折患者。其中，男14例，女11例；年龄19～76岁，平均51.7岁。致伤原因：高处坠落伤17例，交通事故伤8例。受伤至手术时间1～3 d，平均2.1 d。单纯跟骨骨折16例，单纯距骨骨折7例，跟骨合并距骨骨折2例；其中，Sanders分型 Ⅱ型10例、Ⅲ型 8例，Hawkins分型 Ⅱ型 4例、Ⅲ型5例。术前美国矫形足踝协会（AOFAS）踝-后足评分为（48.1±9.1）分。术中于天玑骨科机器人联合O臂导航系统辅助下行经皮空心螺钉内固定骨折。记录手术时间、住院时间以及相关并发症发生情况；X线片复查评估骨折愈合情况及有无距骨坏死发生，测量跟骨宽度、长度、高度、Böhler角和Gissane角；采用AOFAS踝-后足评分评价足功能。

结果

手术时间47～71 min，平均60.5 min；住院时间2～5 d，平均3.4 d。切口均Ⅰ期愈合。患者均获随访，随访时间12～24个月，平均17.3个月。术后1例患者出现足外侧皮肤感觉减退，对症处理后恢复正常。X线片复查示骨折均愈合，愈合时间10～16周，平均11.8周；随访期间无距骨坏死发生。末次随访时跟骨高度、宽度、长度、Böhler角及Gissane角与术前比较，差异均有统计学意义（P<0.05）。末次随访时，AOFAS踝-后足评分为（91.2±5.0）分，与术前比较差异有统计学意义（t=22.169，P<0.001）；获优16例、良9例，优良率100%。

结论

天玑骨科机器人联合O臂导航系统微创治疗后足骨折，近期疗效满意，具有手术创伤小、精确固定、并发症少的优点。

正文

后足由跟骨、距骨和距下关节组成。其中，跟骨骨折是足部常见骨折类型，大多为高能量损伤所致[1]，占全身骨折的1%～2%，约占跗骨骨折的60%[2]；距骨骨折发生率较低[3]。跟骨、距骨因解剖结构较复杂，形态不规则，骨折后如治疗不及时或治疗不当可导致足部严重功能障碍，致残率较高[4]。对于移位的跟骨、距骨骨折，手术是目前常用治疗方式，传统手术入路为跟骨外侧L形切口及距骨内、外侧入路，能充分显露骨折端，但创伤大，皮瓣坏死、切口裂开、感染等相关并发症发生风险较高[5]。

随着微创技术和精准医疗理念的迅速发展，微创手术已逐步用于治疗各类后足骨折患者，并取得了良好疗效[6]。机器人辅助和计算机导航是微创手术治疗的重要手段，有学者应用骨科机器人辅助治疗脊柱、股骨颈、骨盆及髋臼骨折，在减少并发症、缩短手术时间、精准定位、减少X线辐射方面优势显著，疗效满意[7-9]。2019 年3月—2021年3 月，我们应用天玑骨科机器人（北京天智航医疗科技股份有限公司）联合O臂导航系统（美敦力公司，美国）微创治疗25 例后足骨折。现回顾患者临床资料，  总结该术式近期疗效及操作要点。报告如下。

1临床资料

1.1    一般资料

患者纳入标准：① 年龄≥18岁；② 单侧闭合性新鲜后足骨折；③ 跟骨骨折Sanders 分型[2]为 Ⅱ型或Ⅲ型，距骨骨折Hawkins 分型[10]为Ⅱ型或Ⅲ型；④ 随访时间超过12个月。排除标准：① 病理性后足骨折；② 合并恶性肿瘤。2019年3 月—2021年3月，共25 例后足骨折患者符合选择标准纳入研究。

本组男14例，女11 例；年龄19～76岁，平均51.7岁。致伤原因：高处坠落伤17例，交通事故伤8例。受伤至手术时间1～3 d，平均2.1 d。左侧11 例，右侧14 例。单纯跟骨骨折16 例，单纯距骨骨折7例，跟骨合并距骨骨折2 例；其中， Sanders分型 Ⅱ型10例、Ⅲ型 8例，Hawkins 分型 Ⅱ型 4例、Ⅲ型5 例。术前美国矫形足踝协会 （AOFAS）踝-后足评分为（48.1±9.1）分。

1.2    术前处理

患者入院后均给予抬高患肢以及消肿、止痛治疗。患侧跟骨、距骨CT扫描+三维重建以及跟骨轴位、侧位X线片检查，在医学影像信息PACS系统上对骨折进行评估并模拟手术，设计螺钉通道最佳位置，预估螺钉长度。

1.3    手术方法

神经阻滞麻醉或全身麻醉后，患者取健侧卧位，患侧大腿根部上气囊止血带。将患侧肢体固定于配套的足踝专用外固定架上，连接定位器、光学追踪系统、控制系统电脑以及骨科机器人机械臂等组件。

1.3.1    骨折复位

①跟骨骨折复位：首先手法闭合复位跟骨，于跟骨后方钻入2枚直径3.0 mm斯氏针，术者双手大拇指放置于足心处，一手固定前足，一手同时向足底按压及外翻斯氏针，双手同时发力，撬起塌陷骨折块，恢复关节面，纠正跟骨内翻，双手向中央挤压跟骨，恢复跟骨宽度，克氏针临时固定。本组5例关节面复位不良，作跗骨窦切口辅助复位。具体方法：自外踝下1 cm至第4 跖骨基底部根据情况作长2～4 cm切口，显露跟骨后关节面予以复位，撬拨复位跟骨高度，外翻牵引纠正跟骨内翻及长度，克氏针临时固定；其中3例骨缺损体积超过2 cm3，予以同种异体骨（山西奥瑞生物材料有限公司）植骨修复。

② 距骨骨折复位：患肢屈髋、屈膝90° 以降低跟腱张力，助手采用跟骨牵引或手法牵引，术者一手握前足使之完全跖屈，另一手握小腿下段后侧向前推，根据骨折移位方向，反方向推挤复位，注意控制复位力度，避免骨折块移位至对侧或造成其他二次损伤。本组2例手法复位欠佳，采用前内侧或前外侧有限切开间接复位，克氏针临时固定。

为便于距骨螺钉准确植入，牢固固定骨折，待所有患者骨折复位满意后，将踝关节用外固定架临时固定于背伸位。

1.3.2    骨折固定经O臂导航系统透视见骨折复位满意后，获取患肢包含示踪器定位点透视图像，重建骨折端，确认骨折复位满意后将数据上传至控制系统电脑上，根据术前设计方案，制定螺钉通道位置并测量螺钉长度。在跟骨螺钉通道中，注意避开腓骨长/短肌腱、腓肠神经、跟腱等重要组织；在距骨螺钉通道中，注意避开跟腱、腓动/静脉、胫后动/静脉、胫神经、踇长屈肌等重要组织。待通道设计好后，在骨科机器人辅助下置入导针，再次透视确认导针位置准确后，依次测量导针长度以进一步验证电脑测量螺钉长度的准确性，透视监测下依次植入大小、长度合适的螺钉。一般以2 枚直径7.0 mm空心螺钉从跟骨结节至跟骨前突由内向外植入，以维持跟骨长度和内翻，用1 枚直径3.5 mm空心螺钉固定载距突；再根据骨折块移位情况，植入其他直径空心螺钉。在跟骨中螺钉分布以侧位像上构成三角形为宜，在距骨中螺钉分布以垂直骨折线为宜。最后再用O臂导航系统扫描确认骨折复位固 定效果及螺钉长度。

1.4    术后处理

术后予以抬高患肢以及消肿、止痛等对症处理。术后第1天开始踝关节屈伸功能锻炼；Sanders Ⅱ型及Hawkins Ⅱ型骨折患者，术后第3周前足开始部分负重，4～6周后足开始部分负重，逐渐过渡至完全负重；Sanders Ⅲ型及Hawkins Ⅲ型骨折患者，术后第4 周前足开始部分负重，6～8 周后足开始部分负重并逐渐过渡至完全负重。

1.5    疗效评价指标

记录手术时间、住院时间以及相关并发症发生情况。X线片复查骨折愈合情况以及有无距骨坏死发生；于术前及末次随访时跟骨轴位X线片测量跟骨宽度、长度、高度、Böhler角和Gissane角。采用AOFAS踝-后足评分评价足部功能。

1.6    统计学方法

采用SPSS21.0统计软件进行分析。计量资料经正态性检验均符合正态分布，数据以均数±标准差表示，手术前后比较采用配对 t 检验。检验水准  α=0.05。

2结果

本组手术时间47～71 min，平均60.5 min；住院时间2～5 d，平均3.4 d。切口均Ⅰ期愈合，未发生感染及皮肤坏死。患者均获随访，随访时间12～24 个月，平均17.3个月。术后1 例患者出现足外侧皮肤感觉减退，给予营养神经、针灸治疗6周后恢复正常。X线片复查示骨折均愈合，愈合时间10～16 周，平均11.8周；3 例跟骨植骨患者未发现空腔影，骨愈合良好；随访期间无距骨坏死发生。术前与末次随访时跟骨宽度、长度、高度、 Böhler角及Gissane角比较，差异均有统计学意义（P<0.05）。见表1。末次随访时，AOFAS踝-后足评分为（91.2±5.0）分，与术前比较差异有统计学意义（t= 22.169，P<0.001）；获优16例、良9 例，优良率  100%。见图1、2。

图 1患者，男，49岁，右足跟骨骨折（Sanders Ⅲ型）

a、b. 术前跟骨轴位及侧位X线片；c、d. 术前矢状位及轴位CT；e. 术前基于矢状位CT图像设计螺钉方向及长度；f. 术中骨科机器人扫描定位；g. 术中规划设计螺钉通道位置及长度；h. 术中于骨科机器人引导下置入定位导针；i、j. 术后1 d跟骨轴位及侧位X线片；k、l. 术后1年跟骨轴位及侧位X 线片

图 2患者，男，50岁，右足跟骨合并距骨骨折（Sanders Ⅱ型、Hawkins Ⅱ型）

a. 术前跟骨侧位X线片；b. 术前轴位CT；c. 术前CT三维重建；d. 术中骨科机器人扫描定位；e、f. 术中O臂导航系统设计规划螺钉通道位置；g、h. 术中O臂导航系统扫描确认骨折复位及螺钉位置；i、j. 术后1 d跟骨侧位及轴位X线片；k、l. 术后9个月跟骨侧位及轴位X 线片

3讨论

3.1    距骨骨折特点及治疗

距骨具有独特的解剖形态和功能，没有肌肉直接附着，表面2/3 被软骨覆盖，在小腿与足之间起连接作用，保持其解剖完整性对维持正常足部功能具有重要意义。距骨骨折后易发生缺血性坏死，骨折畸形愈合发生率为9%～47%[11]。Fournier等[12]对114例接受切开复位内固定治疗的距骨骨折患者进行回顾性研究，发现术后距骨坏死发生率为34%、创伤性关节炎发生率为74%，25% 患者需要进行二次融合。由于距骨骨折本身极易造成局部血供减少或阻断，加之手术创伤，进一步提升了距骨坏死发生风险[4]。因此，距骨骨折手术治疗目标为骨折解剖复位、保护血供、减少距骨坏死和创伤性关节炎等并发症的发生。

研究表明，采用经皮空心螺钉固定距骨骨折微创，坚强固定骨折同时有利于血运重建[13]。本组骨折均首选手法闭合复位，如复位不佳再行有限切开复位，术中可不做或少做软组织剥离；然后采用天玑骨科机器人联合O臂导航系统辅助螺钉植入，固定精确、创伤小，有效保护了血供，距骨骨折患者随访期间均未发生距骨坏死，足部功能恢复良好。但本组微创治疗术式不适合Hawkins Ⅳ型移位骨折伴关节半脱位或全脱位患者，因其闭合复位以及有限切开复位均不能达到骨折解剖复位标准。

3.2    跟骨骨折特点及治疗

跟骨骨折非手术治疗后并发症较多，包括畸形愈合、创伤性关节炎、胫距撞击和腓骨撞击。预防创伤性关节炎的关键因素是关节面解剖复位，因此此类骨折应尽早手术，以获得更好的远期疗效[14]。手术通常采用外侧L形切口入路行复位内固定，但软组织的广泛剥离导致切口感染、边缘坏死和腓肠神经损伤等并发症发生率较高[15]。Kline等[16]的一项回顾性研究显示，切开复位内固定与微创治疗跟骨骨折疗效相似，但微创组切口并发症和二次手术发生率显著降低。在一项随机对照试验研究中， Amani等[17]对40例患者随访1 年，发现微创组较切开复位组表现出更好的功能和影像学结果，并发症发生率更低，因此推荐跟骨骨折选择微创术式。一项长达20 年随访研究发现，经皮空心螺钉固定后患者足部功能、疼痛和满意度均达到了理想结果，提示该固定方式对于关节面移位的跟骨骨折患者是一种良好选择，尤其对于Sanders Ⅱ型和Ⅲ型骨折[18]。

本组患者术后跟骨宽度、长度、高度均显著优于术前，取得了满意影像学结果，AOFAS踝-后足评分优良率达100%，疗效确切。我们认为对于SandersⅡ型和Ⅲ型跟骨骨折，采用闭合手法复位或有限切开复位创伤均较小，避免了传统外侧切口皮瓣坏死发生风险；同时，骨科机器人及O臂导航系统辅助下能精确安全微创植入螺钉，缩短了手术时间。跟骨具有独特的解剖形态，内有3组主要骨小梁，交汇于跟骨前部、丘部与载距突、跟骨结节，因此在设计螺钉通道时，为达到生物力学特性，我们一般采用2枚螺钉从跟骨结节至跟骨前突由内向外来维持跟骨长度及内翻，用1枚螺钉固定载距突。3枚螺钉构成三角形立体稳定结构，以有效支 撑薄弱外侧壁和中立三角区，达到坚强固定。

3.3    天玑骨科机器人联合O臂导航系统辅助手术优点

骨科机器人可帮助医生准确规划螺钉植入位置、轨迹和长度，与传统手术相比，具有操作简单、定位精准、微创、手术时间短、辐射损伤小的优势，理论上消除了术者在手动操作过程中的不稳定性，植钉位置与术前设计偏差小，一次性螺钉植入成功率高，提升了手术的准确度和安全性[7]。联合O臂导航系统能为术者呈现高清三维影像，清楚显示骨折块复位程度、关节面是否平整、螺钉位置及长度是否精确，让手术更微创化、精准化和智能化，提高了手术安全性，降低了医患辐射暴露，为获得满意疗效奠定基础。

综上述，天玑骨科机器人联合O臂导航系统辅助经皮空心螺钉固定治疗后足骨折，具有手术创伤小、固定精确、并发症少的优点，近期疗效满意，为后足骨折微创治疗提供了一种新方法。

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