引用本文： 曹文豪, 王中鶴, 李嘉琦, 祁麟, 齊紅哲, 何佩宇, 賀杰, 劉昊揚, 易成臘, 陳華. HoloSight創傷骨科手術機器人輔助二窗螺釘植入治療髖臼骨折的臨床研究. 中國修復重建外科雜志, 2024, 38(6): 696-702. doi: 10.7507/1002-1892.202404045 復制
版權信息： ?四川大學華西醫院華西期刊社《中國修復重建外科雜志》版權所有，未經授權不得轉載、改編
髖臼骨折多由高處墜落、交通事故等高能量暴力導致，約占成人全身骨折的0.95%，常存在合并傷及并發癥，臨床治療困難[1-2]。1964年Judet和Letournel等基于“柱理論”提出Judet-Letournel分型，其中雙柱骨折、前柱伴后半橫形骨折及T形骨折均存在髖臼前柱與后柱分離，容易繼發骨折復位丟失和髖關節中心性脫位[3-5]。切開復位內固定術是當前移位性髖臼骨折的常規治療方案，良好解剖復位和堅強內固定有助于恢復髖關節功能，防止畸形愈合、創傷性關節炎等術后并發癥的發生[6]。髖關節周圍拉力螺釘技術具有手術時間短、創傷小、并發癥少等優勢，是髖臼骨折手術固定的首選[7-8]。
2011年，Culemann等[9]首次提出在髖臼下方植入1枚髖臼下方螺釘，與髖臼上方螺釘、真骨盆緣鋼板閉合髖臼前、后柱，構成周圍框架結構，提供可靠穩定性。該螺釘的入釘區域位于髂恥隆起內側、恥骨上支中部，出釘區域位于坐骨結節，術中通過髂腹股溝入路第2窗口植入該螺釘，因此臨床上稱之為“二窗螺釘”。相關研究顯示，二窗螺釘植入能顯著增加骨折固定強度，減少術后骨折再移位風險，有利于患者早期功能恢復，臨床效果滿意[10-13]。然而，由于髖臼骨折區域位置深在、螺釘通道極為狹窄且毗鄰重要解剖結構，傳統C臂X線機透視引導螺釘植入手術操作難度大、醫源性損傷風險高、學習曲線長，限制了該技術在臨床的推廣應用。
隨著計算機導航手術的發展，二維透視導航、三維透視導航、電磁導航等設備被應用于髖臼骨折固定手術，相比傳統透視引導方式，導航輔助技術明顯減少術中放射持續時間和術中螺釘調整次數，有效提高了螺釘植入精準度[14-16]。但是，這些設備目前主要依賴進口，并且對醫院基礎設施要求較高。中國人民解放軍總醫院基于術前CT掃描影像和術中C臂X線機透視影像開發了“HoloSight創傷骨科手術機器人”，擁有完全自主知識產權，目前已廣泛應用于不穩定骨盆骨折智能監視復位與骶髂關節螺釘植入手術，在提高骨盆骨折復位質量、減少放射暴露、提高植入精準度等方面取得滿意療效[17-20]。
本研究回顧分析2022年6月—2023年10月行切開復位內固定并植入二窗螺釘治療的復雜髖臼骨折患者臨床資料，比較HoloSight創傷骨科手術機器人與傳統徒手方式植入二窗螺釘的臨床療效，為臨床二窗螺釘植入方式選擇提供依據。報告如下。
1 臨床資料
1.1 一般資料
納入標準：① 術前經影像學檢查診斷Judet-Letournel分型為前方伴后半橫形骨折、Ｔ形骨折、雙柱骨折者；② 使用HoloSight創傷骨科手術機器人輔助植入二窗螺釘或傳統X線透視引導植入。
排除標準：① 陳舊性髖臼骨折；② 合并其他實質臟器損傷或嚴重內科疾病；③ 年齡≤18歲；④ 隨訪資料不全或隨訪時間≤3個月；⑤ 骨盆發育異常、骨盆腫瘤等。
2022年6月—2023年12月中國人民解放軍總醫院第四醫學中心骨科醫學部、華中科技大學同濟醫學院附屬同濟醫院創傷中心共23例患者符合選擇標準納入研究。根據二窗螺釘植入方式分為導航組（10例，采用HoloSight創傷骨科手術機器人輔助植釘）和徒手組（13例，采用傳統X線透視引導植釘）。兩組患者性別、年齡、身體質量指數、致傷原因、受傷至手術時間及Judet-Letournel分型等基線資料比較差異均無統計學意義（P>0.05），具有可比性。見表1。
表1
兩組患者基線資料比較
Table1.
Comparison of baseline data between the two groups
1.2 術前準備
入院后評估患者生命指征及受傷嚴重程度，根據情況行抗休克治療、止痛、患肢骨牽引等處理。待生命體征平穩后，完善體格檢查與影像學檢查，進一步鑒別骨折類型。根據骨折類型和損傷情況制定手術計劃。術前做好腸道準備，以保證術中透視影像的質量。
基于術中透視的HoloSight創傷骨科手術機器人（北京諾亦騰科技發展有限公司）由高精度光學跟蹤攝像單元、一體化主控操作臺、高清顯示器和光學跟蹤器工具包（C臂X線機定位器、光學定位工具）組成。見圖1a。
圖1
HoloSight創傷骨科手術機器人
a. 組成及結構外觀；b. 術中導向套筒使用示意圖
Figure1. The HoloSight Orthopaedic Trauma Surgery Robota. Composition and structure appearance; b. Schematic diagram of the use of guide sleeve during operation
1.3 手術方法
本研究所有患者手術均由同一主刀醫生完成。患者于全身麻醉下仰臥于全透視手術床（河北愛能生物科技有限公司），常規消毒鋪單后，于患側膝關節下方放置無菌包；患者處于髖關節屈曲位，放松髖臼屈肌群、髂外血管及股神經，便于術中手術窗顯露。采用髖臼手術前方入路，充分顯露并使用點狀復位鉗、頂棒、單鉤等工具復位骨折斷端。骨折復位滿意后，將預彎重建鋼板置于弓狀線上緣，使用皮質骨螺釘臨時固定鋼板遠、近端，髂恥隆起區曠置不植入螺釘。
導航組：導航設備擺放于患者尾端，于患側髂前上棘處鉆入2枚2.5 mm防旋螺釘，固定追蹤器底座后，將追蹤器旋轉朝向尾端并固定。使用C臂X線機（江蘇一影醫療設備有限公司）透視骨盆閉孔出口位、1/3髂骨斜-出口位圖像，確保輔助定位裝置內部數枚剛性小球全部清晰可見。將透視圖像傳輸至計算機終端，結合圖像上特定序列分布的標記黑點，系統自動完成分析配準。在屏幕顯示的兩個角度透視圖像上，通過鋼板螺釘孔規劃二窗螺釘植釘路徑。在閉孔出口位圖像上，規劃路徑位于閉孔后緣和髖關節之間；在1/3髂骨斜-出口位圖像上，規劃路徑位于骨盆髂坐線的外側。顯露髂恥隆起內側、恥骨上支中部二窗螺釘入釘區域，注意保護周圍重要結構。操作者手持追蹤器套筒對準光學攝像單元，將屏幕上顯示的動態套筒模型與靜態螺釘通道中心重合，套筒模型顏色為“綠色”表示套筒的位置及方向與規劃通道一致，沿套筒鉆入導針。C臂X線機透視驗證導針入釘點、方向和深度是否滿意。重新插入導向套筒，讀取計算機屏幕上螺釘長度測量數值，擰入相應長度的直徑3.5 mm螺釘1枚。見圖1b、2、3。
圖2
導航組術中參考圖像采集
a～c. 1/3髂骨斜-出口位（C臂X線機向健側旋轉10°～15° 并向尾端傾斜30°）；d～f. 骨盆閉孔出口位（C臂X線機向患側旋轉并向尾端傾斜30°）
Figure2. Reference images acquisition in navigation groupa-c. One-third iliac oblique and outlet view (C-arm X-ray machine rotated 10°-15° to the healthy side and tilted 30° caudally); d-f. Obturator-oblique and outlet view (C-arm X-ray machine rotated to the injured side and tilted 30° caudally)
圖3
導航組植釘過程和驗證
a、b. 傳輸圖像至計算機終端，規劃螺釘位置和方向；c. 導航輔助植入導針；d～f. 骨盆閉孔出口位、1/3髂骨斜-出口位、骨盆入口位透視驗證螺釘位置
Figure3. Screw placement and verification in navigation groupa, b. Transmitting the image to the computer terminal, and planning the position and orientation of infra-acetabular screw; c. Computer navigation-assisted insertion of guide pin; d-f. Verification of screw position with obturator-oblique and outlet view, one-third iliac oblique and outlet view, and inlet view
徒手組：C臂X線機擺放于患者健側，反復透視骨盆閉孔出口位、1/3髂骨斜-出口位、骨盆入口位，實時評估導針位置。使用電鉆高速反鉆鉆入導針，術者憑借本體感覺，手指觸摸四邊區附近螺釘通道區域，感受局部震動和熱量，確保導針未穿透骨皮質。C臂X線機透視見導針位置滿意后，植入長90～100 mm、直徑3.5 mm螺釘１枚。
1.4 術后處理
麻醉清醒后，觀察患者下肢感覺、運動及血運狀態，判斷是否存在醫源性損傷。切口清潔換藥，2周后視切口愈合情況拆除縫線。術后常規應用抗生素、低分子肝素、消腫止痛藥物等。鼓勵患者早期行主、被動關節活動，預防關節僵硬及肌肉萎縮。術后定期影像學檢查，評價內固定物位置及復位情況，根據檢查結果逐步下地負重。
1.5 療效評價指標
① 記錄二窗螺釘植釘時間及植入過程中導針調整次數、透視次數。② 螺釘植入質量評估：于術后骨盆CT掃描影像上重建螺釘軸位體部穿出骨皮質的最大切面，測量螺釘體部穿出骨皮質長度，根據Lonstein評價標準[21]評價螺釘植入質量。0級，螺釘未穿出骨皮質；Ⅰ級，螺釘穿出骨皮質長度≤2 mm；Ⅱ級，螺釘穿出骨皮質長度2～4 mm；Ⅲ級，螺釘穿出骨皮質長度≥4 mm。③ 骨折復位質量評價：采用Matta影像學評估標準[22]，以術后1周X線片示骨折移位程度評估復位質量：優，移位<1 mm為解剖復位；良，移位1～3 mm為不完全復位；差，移位>3 mm為復位差。④ 髖關節功能評價：采用Matta改良的Postel Merle D’Aubigné 評分標準[23-24]評價，該評分標準從疼痛、行走、關節活動范圍3個方面進行綜合評價，總分18分；18分為優、15～17分為良、12～14分為可、3～11分為差。
1.6 統計學方法
采用SPSS25.0統計軟件進行分析。計量資料經Kolmogorov-Smirnov正態性檢驗，均符合正態分布，數據以均數±標準差表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗。計數資料組間比較采用四格表卡方檢驗；等級資料組間比較采用Mann-Whitney U檢驗。檢驗水準α=0.05。
2 結果
所有患者均順利完成手術。導航組植釘時間、透視次數和導針調整次數明顯少于徒手組，差異均有統計學意義（P<0.05）。根據Lonstein評價標準，導航組螺釘植入質量均為0級，與徒手組比較差異有統計學意義（P<0.05）。兩組患者均獲隨訪，隨訪時間6～11個月，平均7.7個月。導航組和徒手組術后1周骨折復位質量達優良者分別為9、9例，末次隨訪時髖關節功能達優良者分別為12、12例，組間比較差異均無統計學意義（P>0.05）。兩組患者骨折均愈合良好，愈合時間比較差異無統計學意義（P>0.05）。見表2。兩組患者均未發生內固定失效、血管神經損傷、切口疝等植釘相關并發癥。
表2
兩組結局指標比較
Table2.
Comparison of outcome indicators between the two groups
3 討論
3.1 二窗螺釘固定的臨床應用
髖臼骨折前柱與后柱分離是股骨頭內側半脫位的危險因素[25]。Letournel和Judet認為在骨盆入口緣附近貼關節面平行于髖臼四邊體植入螺釘可以有效固定分離的前、后柱，但四邊區植釘區域有限，螺釘需緊貼關節面植入，極易進入髖關節[26]。2011年，德國學者Culemann等[9]提出在髖臼下方骨質內可以植入1枚髖臼下螺釘關閉髖臼周圍框架結構，從而加強內固定強度，其適應證為髖臼前柱骨折、前方伴后半橫形骨折、雙柱骨折、髖臼后柱骨折。呂剛等[13]回顧性研究接受髂腹股溝入路鋼板結合二窗螺釘固定的22例復雜髖臼骨折患者臨床資料，評估手術時間、出血量、骨折復位質量、髖關節功能評價等術中及術后指標。研究結果表明，在髖臼解剖復位基礎上，使用二窗螺釘固定可以提高內固定穩定性，減少術后骨折移位風險，有助于患者早期功能康復鍛煉。朱現瑋等[27]回顧性研究了16例通過單一腹直肌旁入路使用鋼板和二窗螺釘內固定治療的復雜髖臼骨折患者臨床資料，結果顯示術后骨折復位優良率高（81.25%），鋼板螺釘固定效果可靠，臨床療效滿意。
目前，利用C臂X線機透視引導植入二窗螺釘仍是主流方式，術中需要反復透視、調整導針位置，螺釘易切出骨皮質或誤入關節導致血管和神經損傷等嚴重并發癥。如何精準、安全、高效植入二窗螺釘是當前的難點。
3.2 HoloSight創傷骨科手術機器人輔助植入二窗螺釘的可行性
隨著數字骨科技術不斷發展與創新，計算機輔助技術在骨科領域應用逐漸廣泛，越來越多導航設備被應用于輔助各種通道螺釘植入。在創傷骨科，導航設備主要應用于經皮微創植入骶髂螺釘手術，在二窗螺釘植入手術的應用較少。2012年，Gras等[28]通過光電二維和三維導航系統，在骨盆模型中成功植入二窗螺釘，但未見其臨床應用報道。2015年，Lehmann等[29]利用電磁導航在8具尸體標本上植入二窗螺釘，成功率75%（6/8），然而電磁導航易被手術室磁性物品干擾，增加電磁導航漂移概率。本團隊將高精度光學定位追蹤技術與混合現實技術結合開發了HoloSight創傷骨科手術機器人，于2021年7月正式在臨床應用。該系統是一套面向創傷骨科手術、可視化輔助骨折復位及植釘的通用型智能骨科機器人系統，可在保障精準定位的前提下完成可視化復位與固定、減少射線暴露、提高手術效率，從而降低學習曲線，便于推廣普及。
3.3 HoloSight創傷骨科手術機器人輔助植入二窗螺釘的優勢
本研究評估HoloSight創傷骨科手術機器人輔助植入二窗螺釘固定髖臼骨折的臨床效果，通過與傳統徒手植釘方式比較，發現導航組具有植釘精準度高、效率高、明顯減少X線暴露的優勢。
3.3.1 植釘精準度高
解剖學研究結果顯示，男性患者的二窗螺釘骨性通道直徑為（5.54±1.38）mm，女性患者為（4.49±0.90）mm，較男性狹窄[30]。術中植入二窗螺釘時，不僅需要準確定位入釘點，還需要準確判斷入釘方向，否則螺釘易切出骨性通道。傳統徒手植釘方式更多依賴術者手術經驗，術中通過有限窗口用手指觸摸螺釘骨性通道區域，確保螺釘不穿出骨皮質。本研究中導航組所有螺釘均未穿出骨皮質，優于Lehmann等[29]報道結果，且術中及隨訪期間未發現與螺釘植入相關的并發癥。分析原因在于：① 監視預警下植釘：植釘操作中引入虛擬成像技術，屏幕上實時反饋手術器械位置預警信號，并且提供多平面監視圖像，術者能夠通過屏幕獲取手術器械實時、連續、多角度的位置信息，能夠有效減少內固定導針或螺釘誤置風險。② 先定點再調整方向：若進針點部位骨面與導針角度過小，則調整導向套筒角度，在機器人定位的進釘位置鉆出小凹坑，然后調整套筒角度與規劃通道一致。導向套筒的使用能夠避免機械臂套筒在進針角度過小的骨面發生導針“打滑”現象，從而產生較大誤差。③ 人機交互導向與規劃：套筒中心對準鋼板二窗螺釘植入孔，根據屏幕實時顯示的導向套筒位置，經過鋼板孔規劃二窗螺釘通道，可進一步提高固定強度。
3.3.2 減少術中放射暴露
傳統C臂X線機透視方式植入二窗螺釘，術中反復透視操作評估螺釘位置，透視時間有時甚至長達數分鐘。HoloSight創傷骨科手術機器人輔助植釘，術中術者采集骨盆閉孔出口位、1/3髂骨斜-出口位圖像規劃二窗螺釘通道即可，安全有效植入1枚二窗螺釘僅需透視（5.40±0.97）次，明顯少于傳統徒手方式（16.46±2.96）次，且結果優于Pagano等[31]采用三維透視導航引導植入二窗螺釘所用X線透視時間 ［115 s（88～206 s）］，大幅度減少了術中醫生和患者的放射性損傷，提高了手術安全性。
3.3.3 提高二窗螺釘植入的手術效率
本研究導航組患者術中均未調整導針位置，且與徒手組相比顯著減少了術中透視次數，避免多次調整導針和反復透視操作造成的時間消耗，植釘時間僅為（14.40±2.76）min，顯著少于徒手組（26.31±2.78）min。雖然計算機導航輔助方式在植釘操作前增加了跟蹤器定位、透視圖像采集、螺釘通道規劃等操作，但是與傳統徒手植釘相比，導航輔助植釘縮短的操作時間遠多于設備準備時間，因此有利于縮短手術時間。隨著導航手術經驗積累以及團隊協作水平提高，操作更熟練和高效，手術時間會進一步縮短。
綜上述，HoloSight創傷骨科手術機器人輔助植入二窗螺釘治療髖臼骨折，在植釘準確性及安全性上較傳統徒手植釘更有優勢，且對患者及醫務人員放射性損害更小，是一種高效、準確及安全的手術方式。但本研究存在一定局限性，由于納入樣本量較少，病例來源單一，研究結果可能存在一定的統計學偏倚。未來我們將開展多中心、更大樣本量長期隨訪研究，進一步評估其臨床效果。
利益沖突 在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突；課題經費支持沒有影響文章觀點和對研究數據客觀結果的統計分析及其報道
倫理聲明 研究方案經中國人民解放軍總醫院倫理委員會批準（倫審第S2021-340-01）；患者均知情同意
作者貢獻聲明 曹文豪：臨床數據收集、統計分析、文章撰寫及修改；陳華、易成臘、劉昊揚、齊紅哲：臨床試驗設計及具體實施指導；李嘉琦、祁麟、王中鶴：檢驗臨床數據及統計學分析方法可靠性；何佩宇、賀杰：臨床隨訪及數據采集；陳華：對文章的知識性內容作批評性審閱
髖臼骨折多由高處墜落、交通事故等高能量暴力導致，約占成人全身骨折的0.95%，常存在合并傷及并發癥，臨床治療困難[1-2]。1964年Judet和Letournel等基于“柱理論”提出Judet-Letournel分型，其中雙柱骨折、前柱伴后半橫形骨折及T形骨折均存在髖臼前柱與后柱分離，容易繼發骨折復位丟失和髖關節中心性脫位[3-5]。切開復位內固定術是當前移位性髖臼骨折的常規治療方案，良好解剖復位和堅強內固定有助于恢復髖關節功能，防止畸形愈合、創傷性關節炎等術后并發癥的發生[6]。髖關節周圍拉力螺釘技術具有手術時間短、創傷小、并發癥少等優勢，是髖臼骨折手術固定的首選[7-8]。
2011年，Culemann等[9]首次提出在髖臼下方植入1枚髖臼下方螺釘，與髖臼上方螺釘、真骨盆緣鋼板閉合髖臼前、后柱，構成周圍框架結構，提供可靠穩定性。該螺釘的入釘區域位于髂恥隆起內側、恥骨上支中部，出釘區域位于坐骨結節，術中通過髂腹股溝入路第2窗口植入該螺釘，因此臨床上稱之為“二窗螺釘”。相關研究顯示，二窗螺釘植入能顯著增加骨折固定強度，減少術后骨折再移位風險，有利于患者早期功能恢復，臨床效果滿意[10-13]。然而，由于髖臼骨折區域位置深在、螺釘通道極為狹窄且毗鄰重要解剖結構，傳統C臂X線機透視引導螺釘植入手術操作難度大、醫源性損傷風險高、學習曲線長，限制了該技術在臨床的推廣應用。
隨著計算機導航手術的發展，二維透視導航、三維透視導航、電磁導航等設備被應用于髖臼骨折固定手術，相比傳統透視引導方式，導航輔助技術明顯減少術中放射持續時間和術中螺釘調整次數，有效提高了螺釘植入精準度[14-16]。但是，這些設備目前主要依賴進口，并且對醫院基礎設施要求較高。中國人民解放軍總醫院基于術前CT掃描影像和術中C臂X線機透視影像開發了“HoloSight創傷骨科手術機器人”，擁有完全自主知識產權，目前已廣泛應用于不穩定骨盆骨折智能監視復位與骶髂關節螺釘植入手術，在提高骨盆骨折復位質量、減少放射暴露、提高植入精準度等方面取得滿意療效[17-20]。
本研究回顧分析2022年6月—2023年10月行切開復位內固定并植入二窗螺釘治療的復雜髖臼骨折患者臨床資料，比較HoloSight創傷骨科手術機器人與傳統徒手方式植入二窗螺釘的臨床療效，為臨床二窗螺釘植入方式選擇提供依據。報告如下。
1 臨床資料
1.1 一般資料
納入標準：① 術前經影像學檢查診斷Judet-Letournel分型為前方伴后半橫形骨折、Ｔ形骨折、雙柱骨折者；② 使用HoloSight創傷骨科手術機器人輔助植入二窗螺釘或傳統X線透視引導植入。
排除標準：① 陳舊性髖臼骨折；② 合并其他實質臟器損傷或嚴重內科疾病；③ 年齡≤18歲；④ 隨訪資料不全或隨訪時間≤3個月；⑤ 骨盆發育異常、骨盆腫瘤等。
2022年6月—2023年12月中國人民解放軍總醫院第四醫學中心骨科醫學部、華中科技大學同濟醫學院附屬同濟醫院創傷中心共23例患者符合選擇標準納入研究。根據二窗螺釘植入方式分為導航組（10例，采用HoloSight創傷骨科手術機器人輔助植釘）和徒手組（13例，采用傳統X線透視引導植釘）。兩組患者性別、年齡、身體質量指數、致傷原因、受傷至手術時間及Judet-Letournel分型等基線資料比較差異均無統計學意義（P>0.05），具有可比性。見表1。
表1
兩組患者基線資料比較
Table1.
Comparison of baseline data between the two groups
1.2 術前準備
入院后評估患者生命指征及受傷嚴重程度，根據情況行抗休克治療、止痛、患肢骨牽引等處理。待生命體征平穩后，完善體格檢查與影像學檢查，進一步鑒別骨折類型。根據骨折類型和損傷情況制定手術計劃。術前做好腸道準備，以保證術中透視影像的質量。
基于術中透視的HoloSight創傷骨科手術機器人（北京諾亦騰科技發展有限公司）由高精度光學跟蹤攝像單元、一體化主控操作臺、高清顯示器和光學跟蹤器工具包（C臂X線機定位器、光學定位工具）組成。見圖1a。
圖1
HoloSight創傷骨科手術機器人
a. 組成及結構外觀；b. 術中導向套筒使用示意圖
Figure1. The HoloSight Orthopaedic Trauma Surgery Robota. Composition and structure appearance; b. Schematic diagram of the use of guide sleeve during operation
1.3 手術方法
本研究所有患者手術均由同一主刀醫生完成。患者于全身麻醉下仰臥于全透視手術床（河北愛能生物科技有限公司），常規消毒鋪單后，于患側膝關節下方放置無菌包；患者處于髖關節屈曲位，放松髖臼屈肌群、髂外血管及股神經，便于術中手術窗顯露。采用髖臼手術前方入路，充分顯露并使用點狀復位鉗、頂棒、單鉤等工具復位骨折斷端。骨折復位滿意后，將預彎重建鋼板置于弓狀線上緣，使用皮質骨螺釘臨時固定鋼板遠、近端，髂恥隆起區曠置不植入螺釘。
導航組：導航設備擺放于患者尾端，于患側髂前上棘處鉆入2枚2.5 mm防旋螺釘，固定追蹤器底座后，將追蹤器旋轉朝向尾端并固定。使用C臂X線機（江蘇一影醫療設備有限公司）透視骨盆閉孔出口位、1/3髂骨斜-出口位圖像，確保輔助定位裝置內部數枚剛性小球全部清晰可見。將透視圖像傳輸至計算機終端，結合圖像上特定序列分布的標記黑點，系統自動完成分析配準。在屏幕顯示的兩個角度透視圖像上，通過鋼板螺釘孔規劃二窗螺釘植釘路徑。在閉孔出口位圖像上，規劃路徑位于閉孔后緣和髖關節之間；在1/3髂骨斜-出口位圖像上，規劃路徑位于骨盆髂坐線的外側。顯露髂恥隆起內側、恥骨上支中部二窗螺釘入釘區域，注意保護周圍重要結構。操作者手持追蹤器套筒對準光學攝像單元，將屏幕上顯示的動態套筒模型與靜態螺釘通道中心重合，套筒模型顏色為“綠色”表示套筒的位置及方向與規劃通道一致，沿套筒鉆入導針。C臂X線機透視驗證導針入釘點、方向和深度是否滿意。重新插入導向套筒，讀取計算機屏幕上螺釘長度測量數值，擰入相應長度的直徑3.5 mm螺釘1枚。見圖1b、2、3。
圖2
導航組術中參考圖像采集
a～c. 1/3髂骨斜-出口位（C臂X線機向健側旋轉10°～15° 并向尾端傾斜30°）；d～f. 骨盆閉孔出口位（C臂X線機向患側旋轉并向尾端傾斜30°）
Figure2. Reference images acquisition in navigation groupa-c. One-third iliac oblique and outlet view (C-arm X-ray machine rotated 10°-15° to the healthy side and tilted 30° caudally); d-f. Obturator-oblique and outlet view (C-arm X-ray machine rotated to the injured side and tilted 30° caudally)
圖3
導航組植釘過程和驗證
a、b. 傳輸圖像至計算機終端，規劃螺釘位置和方向；c. 導航輔助植入導針；d～f. 骨盆閉孔出口位、1/3髂骨斜-出口位、骨盆入口位透視驗證螺釘位置
Figure3. Screw placement and verification in navigation groupa, b. Transmitting the image to the computer terminal, and planning the position and orientation of infra-acetabular screw; c. Computer navigation-assisted insertion of guide pin; d-f. Verification of screw position with obturator-oblique and outlet view, one-third iliac oblique and outlet view, and inlet view
徒手組：C臂X線機擺放于患者健側，反復透視骨盆閉孔出口位、1/3髂骨斜-出口位、骨盆入口位，實時評估導針位置。使用電鉆高速反鉆鉆入導針，術者憑借本體感覺，手指觸摸四邊區附近螺釘通道區域，感受局部震動和熱量，確保導針未穿透骨皮質。C臂X線機透視見導針位置滿意后，植入長90～100 mm、直徑3.5 mm螺釘１枚。
1.4 術后處理
麻醉清醒后，觀察患者下肢感覺、運動及血運狀態，判斷是否存在醫源性損傷。切口清潔換藥，2周后視切口愈合情況拆除縫線。術后常規應用抗生素、低分子肝素、消腫止痛藥物等。鼓勵患者早期行主、被動關節活動，預防關節僵硬及肌肉萎縮。術后定期影像學檢查，評價內固定物位置及復位情況，根據檢查結果逐步下地負重。
1.5 療效評價指標
① 記錄二窗螺釘植釘時間及植入過程中導針調整次數、透視次數。② 螺釘植入質量評估：于術后骨盆CT掃描影像上重建螺釘軸位體部穿出骨皮質的最大切面，測量螺釘體部穿出骨皮質長度，根據Lonstein評價標準[21]評價螺釘植入質量。0級，螺釘未穿出骨皮質；Ⅰ級，螺釘穿出骨皮質長度≤2 mm；Ⅱ級，螺釘穿出骨皮質長度2～4 mm；Ⅲ級，螺釘穿出骨皮質長度≥4 mm。③ 骨折復位質量評價：采用Matta影像學評估標準[22]，以術后1周X線片示骨折移位程度評估復位質量：優，移位<1 mm為解剖復位；良，移位1～3 mm為不完全復位；差，移位>3 mm為復位差。④ 髖關節功能評價：采用Matta改良的Postel Merle D’Aubigné 評分標準[23-24]評價，該評分標準從疼痛、行走、關節活動范圍3個方面進行綜合評價，總分18分；18分為優、15～17分為良、12～14分為可、3～11分為差。
1.6 統計學方法
采用SPSS25.0統計軟件進行分析。計量資料經Kolmogorov-Smirnov正態性檢驗，均符合正態分布，數據以均數±標準差表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗。計數資料組間比較采用四格表卡方檢驗；等級資料組間比較采用Mann-Whitney U檢驗。檢驗水準α=0.05。
2 結果
所有患者均順利完成手術。導航組植釘時間、透視次數和導針調整次數明顯少于徒手組，差異均有統計學意義（P<0.05）。根據Lonstein評價標準，導航組螺釘植入質量均為0級，與徒手組比較差異有統計學意義（P<0.05）。兩組患者均獲隨訪，隨訪時間6～11個月，平均7.7個月。導航組和徒手組術后1周骨折復位質量達優良者分別為9、9例，末次隨訪時髖關節功能達優良者分別為12、12例，組間比較差異均無統計學意義（P>0.05）。兩組患者骨折均愈合良好，愈合時間比較差異無統計學意義（P>0.05）。見表2。兩組患者均未發生內固定失效、血管神經損傷、切口疝等植釘相關并發癥。
表2
兩組結局指標比較
Table2.
Comparison of outcome indicators between the two groups
3 討論
3.1 二窗螺釘固定的臨床應用
髖臼骨折前柱與后柱分離是股骨頭內側半脫位的危險因素[25]。Letournel和Judet認為在骨盆入口緣附近貼關節面平行于髖臼四邊體植入螺釘可以有效固定分離的前、后柱，但四邊區植釘區域有限，螺釘需緊貼關節面植入，極易進入髖關節[26]。2011年，德國學者Culemann等[9]提出在髖臼下方骨質內可以植入1枚髖臼下螺釘關閉髖臼周圍框架結構，從而加強內固定強度，其適應證為髖臼前柱骨折、前方伴后半橫形骨折、雙柱骨折、髖臼后柱骨折。呂剛等[13]回顧性研究接受髂腹股溝入路鋼板結合二窗螺釘固定的22例復雜髖臼骨折患者臨床資料，評估手術時間、出血量、骨折復位質量、髖關節功能評價等術中及術后指標。研究結果表明，在髖臼解剖復位基礎上，使用二窗螺釘固定可以提高內固定穩定性，減少術后骨折移位風險，有助于患者早期功能康復鍛煉。朱現瑋等[27]回顧性研究了16例通過單一腹直肌旁入路使用鋼板和二窗螺釘內固定治療的復雜髖臼骨折患者臨床資料，結果顯示術后骨折復位優良率高（81.25%），鋼板螺釘固定效果可靠，臨床療效滿意。
目前，利用C臂X線機透視引導植入二窗螺釘仍是主流方式，術中需要反復透視、調整導針位置，螺釘易切出骨皮質或誤入關節導致血管和神經損傷等嚴重并發癥。如何精準、安全、高效植入二窗螺釘是當前的難點。
3.2 HoloSight創傷骨科手術機器人輔助植入二窗螺釘的可行性
隨著數字骨科技術不斷發展與創新，計算機輔助技術在骨科領域應用逐漸廣泛，越來越多導航設備被應用于輔助各種通道螺釘植入。在創傷骨科，導航設備主要應用于經皮微創植入骶髂螺釘手術，在二窗螺釘植入手術的應用較少。2012年，Gras等[28]通過光電二維和三維導航系統，在骨盆模型中成功植入二窗螺釘，但未見其臨床應用報道。2015年，Lehmann等[29]利用電磁導航在8具尸體標本上植入二窗螺釘，成功率75%（6/8），然而電磁導航易被手術室磁性物品干擾，增加電磁導航漂移概率。本團隊將高精度光學定位追蹤技術與混合現實技術結合開發了HoloSight創傷骨科手術機器人，于2021年7月正式在臨床應用。該系統是一套面向創傷骨科手術、可視化輔助骨折復位及植釘的通用型智能骨科機器人系統，可在保障精準定位的前提下完成可視化復位與固定、減少射線暴露、提高手術效率，從而降低學習曲線，便于推廣普及。
3.3 HoloSight創傷骨科手術機器人輔助植入二窗螺釘的優勢
本研究評估HoloSight創傷骨科手術機器人輔助植入二窗螺釘固定髖臼骨折的臨床效果，通過與傳統徒手植釘方式比較，發現導航組具有植釘精準度高、效率高、明顯減少X線暴露的優勢。
3.3.1 植釘精準度高
解剖學研究結果顯示，男性患者的二窗螺釘骨性通道直徑為（5.54±1.38）mm，女性患者為（4.49±0.90）mm，較男性狹窄[30]。術中植入二窗螺釘時，不僅需要準確定位入釘點，還需要準確判斷入釘方向，否則螺釘易切出骨性通道。傳統徒手植釘方式更多依賴術者手術經驗，術中通過有限窗口用手指觸摸螺釘骨性通道區域，確保螺釘不穿出骨皮質。本研究中導航組所有螺釘均未穿出骨皮質，優于Lehmann等[29]報道結果，且術中及隨訪期間未發現與螺釘植入相關的并發癥。分析原因在于：① 監視預警下植釘：植釘操作中引入虛擬成像技術，屏幕上實時反饋手術器械位置預警信號，并且提供多平面監視圖像，術者能夠通過屏幕獲取手術器械實時、連續、多角度的位置信息，能夠有效減少內固定導針或螺釘誤置風險。② 先定點再調整方向：若進針點部位骨面與導針角度過小，則調整導向套筒角度，在機器人定位的進釘位置鉆出小凹坑，然后調整套筒角度與規劃通道一致。導向套筒的使用能夠避免機械臂套筒在進針角度過小的骨面發生導針“打滑”現象，從而產生較大誤差。③ 人機交互導向與規劃：套筒中心對準鋼板二窗螺釘植入孔，根據屏幕實時顯示的導向套筒位置，經過鋼板孔規劃二窗螺釘通道，可進一步提高固定強度。
3.3.2 減少術中放射暴露
傳統C臂X線機透視方式植入二窗螺釘，術中反復透視操作評估螺釘位置，透視時間有時甚至長達數分鐘。HoloSight創傷骨科手術機器人輔助植釘，術中術者采集骨盆閉孔出口位、1/3髂骨斜-出口位圖像規劃二窗螺釘通道即可，安全有效植入1枚二窗螺釘僅需透視（5.40±0.97）次，明顯少于傳統徒手方式（16.46±2.96）次，且結果優于Pagano等[31]采用三維透視導航引導植入二窗螺釘所用X線透視時間 ［115 s（88～206 s）］，大幅度減少了術中醫生和患者的放射性損傷，提高了手術安全性。
3.3.3 提高二窗螺釘植入的手術效率
本研究導航組患者術中均未調整導針位置，且與徒手組相比顯著減少了術中透視次數，避免多次調整導針和反復透視操作造成的時間消耗，植釘時間僅為（14.40±2.76）min，顯著少于徒手組（26.31±2.78）min。雖然計算機導航輔助方式在植釘操作前增加了跟蹤器定位、透視圖像采集、螺釘通道規劃等操作，但是與傳統徒手植釘相比，導航輔助植釘縮短的操作時間遠多于設備準備時間，因此有利于縮短手術時間。隨著導航手術經驗積累以及團隊協作水平提高，操作更熟練和高效，手術時間會進一步縮短。
綜上述，HoloSight創傷骨科手術機器人輔助植入二窗螺釘治療髖臼骨折，在植釘準確性及安全性上較傳統徒手植釘更有優勢，且對患者及醫務人員放射性損害更小，是一種高效、準確及安全的手術方式。但本研究存在一定局限性，由于納入樣本量較少，病例來源單一，研究結果可能存在一定的統計學偏倚。未來我們將開展多中心、更大樣本量長期隨訪研究，進一步評估其臨床效果。
利益沖突 在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突；課題經費支持沒有影響文章觀點和對研究數據客觀結果的統計分析及其報道
倫理聲明 研究方案經中國人民解放軍總醫院倫理委員會批準（倫審第S2021-340-01）；患者均知情同意
作者貢獻聲明 曹文豪：臨床數據收集、統計分析、文章撰寫及修改；陳華、易成臘、劉昊揚、齊紅哲：臨床試驗設計及具體實施指導；李嘉琦、祁麟、王中鶴：檢驗臨床數據及統計學分析方法可靠性；何佩宇、賀杰：臨床隨訪及數據采集；陳華：對文章的知識性內容作批評性審閱
