引用本文: 王照東, 劉亞軍, 徐陳, 段克友, 朱仲廉, 吳敏, 官建中. 機器人輔助股骨頸動力交叉釘系統聯合空心加壓螺釘治療青壯年股骨頸骨折的近期療效. 中國修復重建外科雜志, 2024, 38(10): 1229-1235. doi: 10.7507/1002-1892.202406075 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
股骨頸骨折既往是老年人群常見骨折類型[1],但隨著現代工業、建筑業及交通業的發展,青壯年(<65歲)股骨頸骨折發生率逐年上升,其臨床特點為高能量直接暴力致傷,Pauwels角大(>50°),多伴有股骨距后方皮質粉碎;由于剪切力較大、穩定性不良,內固定預后欠佳,骨不連、股骨頭壞死發生率高,需二次翻修手術,增加患者經濟負擔并影響其生活質量[2-3]。目前,臨床應用最廣泛的股骨頸骨折內固定方式為空心加壓螺釘(cannulated compression screw,CCS)內固定術,但據統計并發癥發生率高達46.7%、翻修率達22%[4]。因此,如何通過改變內固定構型來改善青壯年股骨頸骨折預后,一直是臨床研究熱點[5]。
股骨頸動力交叉釘系統(femoral neck system,FNS)是一種新型內固定器械,兼具微創、生物力學強度佳優勢,在抗內翻、抗旋轉方面優于CCS三角固定,臨床療效確切[6-9]。但是FNS內固定Pauwels角較大的不穩定型骨折術后翻修率仍較高,考慮原因可能是:① 高能量損傷導致的青壯年股骨頸骨折,大多伴有骨皮質粉碎、缺損,FNS雖提供了足夠的抗旋轉強度,但其位于中央偏下,且固定難以維持后方皮質完整性,患者負重后可能發生髖內翻甚至內固定失效;② 為使內固定達最佳位置,置入導針過程中需要反復調整,可能影響股骨頭血供,導致術后并發癥發生率增大,翻修率較高。
針對上述原因,我們考慮從增加骨折端穩定性和保護頭頸部血供兩方面進行改進,以避免術后并發癥發生、降低翻修率。研究顯示FNS與抗旋轉空心螺釘在冠狀面平行聯合植入的生物力學穩定性較單純FNS固定、FNS聯合CCS偏心固定更高[10]。骨科機器人輔助植釘通過術前數據采集分析、導航路徑規劃確保了安全精準植釘,減少反復調整,能最大程度避免血供二次損傷[11]。基于此,我們提出機器人輔助手術,同時通過FNS及CCS聯合固定治療青壯年股骨頸骨折,并于2022年10月用于臨床治療此類患者。現回顧分析患者臨床資料,并與機器人輔助單純FNS內固定患者進行比較,探討該聯合固定術式的有效性。報告如下。
1 臨床資料
1.1 一般資料
患者納入標準:① 閉合股骨頸骨折患者;② 新鮮骨折,骨折至手術時間<14 d;③ 年齡18~65歲;④ 機器人輔助FNS及CCS聯合固定或單純FNS內固定治療;⑤ 隨訪資料完整。排除標準:① 合并腫瘤或嚴重代謝性疾病;② 病理性骨折;③ 合并其他部位骨折。
2021年1月—2023年6月,共49例患者符合選擇標準納入研究。股骨頸骨折復位后,機器人輔助下采用FNS 內固定27例(FNS組)、FNS聯合CCS內固定22例(FNS+CCS組)。兩組患者性別、年齡、致傷原因、骨折至手術時間、骨折側別及分型(Garden分型及Pauwels分型)等基線資料比較,差異均無統計學意義(P>0.05)。見表1 。

1.2 手術方式
兩組均采用靜脈-吸入復合麻醉,患者仰臥固定于骨科牽引床,健側下肢屈膝并屈髖、外旋位固定。C臂X線機透視下牽引患肢復位骨折端,根據復位情況調整牽引質量及方向,盡可能確保解剖復位。對于復位困難者 (FNS+CCS組4 例、FNS組 2 例),采用克氏針“搖桿”、頂桿技術輔助力爭解剖復位。骨折復位后,于股骨頸前上方置入1枚直徑2.5 mm克氏針臨時固定骨折端,防止后續操作過程中復位丟失。
FNS組:C臂X線機行患側股骨近端正、側位透視,將掃描數據傳送至天璣?骨科手術機器人(北京天智航醫療科技股份有限公司)主機,規劃中心導針進針方向;其中,中心導針正位位于股骨頸中央并與股骨外側鎖定鋼板成130° 夾角,側位位于股骨頭頸中心軸線。導航下通過調整機械臂角度置入中心導針,透視位置滿意后,以導針為中心于大轉子下方2 cm處作長約3 cm縱切口,逐層分離至股骨外側皮質;置入工作套管測深后擴髓植入組裝固定的螺栓和鋼板,經鋼板植入鎖定螺釘,在此過程中通過調整手柄來確保鋼板位于股骨長軸中心。最后,沿套筒打入防旋螺釘。進一步透視,若此時骨折端存在分離,采用多功能桿進行加壓。
FNS+CCS組:采用FNS組方法獲取影像資料并傳送至機器人主機,分別規劃中心導針及CCS導針進針方向。首先,規劃中心導針進針方向,正位位于股骨頸中下1/3處并與股骨外側鎖定鋼板成130° 夾角,側位位于股骨頭頸中心軸線;然后平行于中心導針上方規劃CCS導針,正位位于股骨頸中上1/3、側位位于股骨頭頸中心。依次植入FNS系統螺栓、防旋螺釘及鋼板鎖定螺釘,最后于螺栓上方植入1 枚合適長度的直徑6.5 mm半螺紋CCS,以增強內固定初始穩定性及抗旋轉強度。
1.3 術后處理
術后兩組患者處理方法一致。預防性應用抗生素24 h,口服艾瑞昔布止痛,低分子肝素抗凝預防深靜脈血栓形成。術后第1天開始患肢肌肉等長舒縮功能鍛煉、踝泵運動;第2天指導患者用助步器輔助下地行患肢不負重功能鍛煉,攝X線片復查骨折復位情況。出院后定期隨訪(1、3、6、12、18個月),根據骨折愈合程度逐步負重活動,直至完全負重。
1.4 療效評價指標
記錄兩組手術時間、術中出血量及透視次數,以及患者開始負重時間、末次隨訪時髖關節疼痛及功能評分(VAS評分以及Harris評分)。X線片復查,參照Garden指數評價骨折復位質量,隨訪期間評價骨折愈合情況,記錄愈合時間以及骨折不愈合、股骨頭壞死、股骨頸短縮發生情況。股骨頸短縮評價采用外露螺釘長度測量法[12],比較患者術后首次復查與末次隨訪時髖關節正位X線片,測量釘桿尾端皮質外露螺釘長度并計算兩時間點差值即為股骨頸短縮程度;其中,股骨頸短縮0~5 mm為輕度、6~10 mm為中度、>10 mm為重度。
1.5 統計學方法
采用SPSS21.0統計軟件進行分析。計量資料經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或列聯表卡方檢驗;檢驗水準α=0.05。
2 結果
兩組骨折均閉合復位成功,內固定手術順利完成。術后切口Ⅰ期愈合,無血管、神經損傷并發癥發生。兩組手術時間、術中出血量差異無統計學意義(P>0.05),FNS+CCS組術中透視次數多于FNS組,差異有統計學意義(P<0.05)。
兩組患者均獲隨訪,隨訪時間12~18個月,平均14.1個月。影像學復查示,兩組骨折復位質量差異無統計學意義(P>0.05),但FNS+CCS組患者骨折愈合時間縮短、開始負重更早,差異均有統計學意義(P<0.05)。末次隨訪時,FNS+CCS組患者股骨頸短縮、骨折不愈合以及股骨頭壞死發生率均低于 FNS 組,其中股骨頸短縮發生率組間差異有統計學意義(P<0.05),但股骨頸短縮程度組間差異無統計學意義(P>0.05)。末次隨訪時,兩組VAS評分差異無統計學意義(P>0.05);但FNS+CCS組髖關節功能Harris評分優于FNS組,差異有統計學意義(P<0.05)。骨折不愈合、股骨頭壞死患者均再次入院行人工全髖關節置換術。見表2及圖1、2。


a~c. 術前骨盆正位X線片及CT平掃、三維重建;d. 術后2 d骨盆正位X線片示骨折解剖復位,內固定物位置佳;e、f. 術后8周骨盆正位及蛙式位X線片;g、h. 術后6個月左髖關節正側位X線片;i、j. 術后12個月骨盆正位及蛙式位X線片示骨折線消失,內固定物穩定在位,股骨頭無壞死改變;k. 術后18個月骨盆正位X線片示股骨頭無壞死,內固定物穩定在位
Figure1. A 60-year-old female patient with left femoral neck fracture (Garden type Ⅲ/Pauwels type Ⅲ) in FNS groupa-c. Preoperative anteroposterior X-ray film of pelvis and CT scan and three-dimensional reconstruction; d. Anteroposterior X-ray film of pelvis at 2 days after operation showed the anatomical reduction of the fracture and the position of the internal fixator was good; e, f. Anteroposterior and frog position X-ray films of pelvis at 8 weeks after operation; g, h. Anteroposterior and lateral X-ray films of the left hip joint at 6 months after operation; i, j. Anteroposterior and frog position X-ray films of pelvis at 12 months after operation showed that the fracture line disappeared, the internal fixation was stable, and no osteonecrosis of the femoral head occurred; k. Anteroposterior X-ray film of pelvis at 18 months after operation showed that there was no osteonecrosis of the femoral head, and the internal fixator was stable

a、b. 術前骨盆正位X線片及CT;c、d. 術中髖關節正側位透視示骨折閉合復位滿意,機器人規劃FNS主釘及CCS方向;e、f. 術中髖關節正側位透視;g. 術后2 d骨盆正位X線片示骨折解剖復位,內固定物位置佳;h、i. 術后6周髖關節正側位X線片示骨折線模糊,內固定物穩定在位;j、k. 術后3個月髖關節正側位X線片示骨折線基本消失,內固定物穩定在位;l、m. 術后7個月髖關節正側位X線片示骨折線消失,骨折愈合良好,內固定物穩定在位;n. 術后12個月髖關節正位X線片示骨皮質連續,股骨頭無壞死表現
Figure2. A 57-year-old female patient with left femoral neck fracture (Garden type Ⅲ/Pauwels type Ⅲ) in FNS+CCS groupa, b. Preoperative anteroposterior X-ray film of plevis and CT; c, d. Intraoperative fluoroscopy showed the closure and reduction of hip fractures were satisfactory, and the direction of FNS nail and CCS were planned under assistance of the robot; e, f. Intraoperative anteroposterior and lateral fluoroscopy of hip joint; g. Anteroposterior X-ray film of the pelvis at 2 days after operation showed the satisfactory fracture reduction and good internal fixation position; h, i. Anteroposterior and lateral X-ray films of the hip joint at 6 weeks after operation showed the blurred fracture lines and stable internal fixator; j, k. Anteroposterior and lateral X-ray films of the hip joint showed that the fracture line disappeared and the internal fixator was stable; l, m. Anteroposterior and lateral X-ray films of the hip joint at 7 months after operation showed that the fracture line disappeared, the fracture healed, and the internal fixator was stable; n. Anteroposterior and lateral X-ray films of the hip joint at 12 months after operation showed the continuous cortical bone and no osteonecrosis of the femoral head
3 討論
近年來,隨著醫學技術的迅速發展,機器人導航在骨科手術中的應用日益增長,機器人導航定位系統通過透視采集處理數據,規劃內固定物植入路徑,確保了內固定精準度,避免了術中反復調整導針造成的血供損傷,也降低了操作過程中的輻射暴露[13]。研究表明天璣?骨科手術機器人用于股骨頸骨折內固定優勢明顯,與傳統徒手植釘相比,植釘時間短、創傷小、輻射低、植釘準,大大提升了植釘效果,保護了股骨頭頸部血供,同時學習曲線相對較短[14-15]。FNS徒手植入存在兩個難點,一是難以精準把控頸干角達130°,導致FNS不能與骨組織緊密貼合;二是需要置入導向器以調整導針角度,而導向器體積較大,必要時需延長切口,增加了創傷[16]。上述問題將隨著機器人導航的應用迎刃而解,精準的進針路線和方向規劃有效降低了術后股骨頸短縮發生風險,同時內固定物完美貼合避免了大腿外側軟組織激惹,大大提高了髖關節Harris評分[17]。但青壯年股骨頸骨折多為高能量損傷,往往合并股骨頸后方皮質破損,即使術中獲得滿意解剖復位,高剪切力也會導致內固定初始穩定性相對較低,如早期負重可能造成復位丟失、內固定失效、股骨頸短縮,甚至股骨頭壞死等問題[18-19]。本研究FNS 組出現內固定切割失效繼發骨折不愈合2例、股骨頭壞死2例。
機器人導航系統輔助使得股骨頭頸部血供得以保證,因此股骨頸骨折內固定失敗可能是生物力學因素導致。如何通過改進內固定構型增強股骨頸骨折的初始穩定性一直是研究方向。生物力學研究證明FNS聯合CCS內固定構型中,FNS處于股骨頸中下1/3,同時在股骨頸冠狀面上方平行聯合植入聯合CCS,其生物力學強度明顯優于單純FNS固定及FNS聯合CCS偏心固定[10]。而采用機器人導航系統規劃路徑能確保FNS主釘和聯合CCS位置,保證兩者在冠狀面處在同一平面,使得CCS達到最佳工作長度,獲得最大穩定性[18-19]。本研究結果發現,FNS+CCS 組骨折愈合時間明顯縮短,患者術后下地負重康復提前,有效避免了復位丟失導致的髖內翻畸形、內固定失效、骨不連等并發癥的發生。分析其原因可能是:① 青壯年股骨頸骨折多為Pauwels Ⅱ、Ⅲ型,FNS 聯合CCS增加了骨折端局部穩定性,抗旋轉能力更強,良好的初始穩定性使得剪切力更有效向壓應力轉變,促進骨折愈合,降低骨不連、內固定失效發生率。② 對于合并股骨距粉碎的骨折,增加CCS能更好地維持骨折復位,彌補后內側支撐,保障不穩定型骨折復位效果,避免復位丟失、股骨頸短縮發生。③ 采用機器人導航系統輔助手術操作,避免多次植釘可能導致的血供受損、骨質破壞;保證微創、精準同時,增加螺釘植釘這一操作沒有明顯增加術中透視次數、手術操作時間。
此外,FNS+CCS 組骨折不愈合及股骨頭壞死發生率均低于FNS組。分析其原因是前者內固定構型共建了更佳的空間穩定性,抗旋轉性能提高,有效降低股骨頸短縮發生率;更佳的抗剪切能力為骨折端良好愈合提供了保障[20];解剖復位骨折端獲得堅強固定,同時機器人導航微創操作避免了股骨頭頸血供二次損傷,減輕關節壓力同時促進局部血管重建,進而促進骨折愈合及關節功能恢復。
綜上述,機器人輔助FNS 聯合CCS內固定治療青壯年股骨頸骨折,能有效降低術后復位丟失、內固定失效發生風險,更好地預防術后股骨頸短縮、股骨頭壞死等并發癥,可獲得較好早期療效。CCS植入增加了骨折端穩定強度,能更好地維持復位效果保證股骨頸長度,但其滑動加壓對髖關節的影響需進一步生物力學分析;此外,本研究隨訪時間相對較短,需進一步跟蹤隨訪明確遠期療效。
利益沖突 在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突;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 研究方案經蚌埠醫科大學第一附屬醫院臨床技術應用倫理委員會批準(2020013)
作者貢獻聲明 王照東:研究設計、收集整理資料、撰寫論文;劉亞軍、徐陳、段克友、朱仲廉:隨訪收集患者資料,統計分析;吳敏:修改文章、研究指導;官建中:對文章的知識性內容作批評性審閱
股骨頸骨折既往是老年人群常見骨折類型[1],但隨著現代工業、建筑業及交通業的發展,青壯年(<65歲)股骨頸骨折發生率逐年上升,其臨床特點為高能量直接暴力致傷,Pauwels角大(>50°),多伴有股骨距后方皮質粉碎;由于剪切力較大、穩定性不良,內固定預后欠佳,骨不連、股骨頭壞死發生率高,需二次翻修手術,增加患者經濟負擔并影響其生活質量[2-3]。目前,臨床應用最廣泛的股骨頸骨折內固定方式為空心加壓螺釘(cannulated compression screw,CCS)內固定術,但據統計并發癥發生率高達46.7%、翻修率達22%[4]。因此,如何通過改變內固定構型來改善青壯年股骨頸骨折預后,一直是臨床研究熱點[5]。
股骨頸動力交叉釘系統(femoral neck system,FNS)是一種新型內固定器械,兼具微創、生物力學強度佳優勢,在抗內翻、抗旋轉方面優于CCS三角固定,臨床療效確切[6-9]。但是FNS內固定Pauwels角較大的不穩定型骨折術后翻修率仍較高,考慮原因可能是:① 高能量損傷導致的青壯年股骨頸骨折,大多伴有骨皮質粉碎、缺損,FNS雖提供了足夠的抗旋轉強度,但其位于中央偏下,且固定難以維持后方皮質完整性,患者負重后可能發生髖內翻甚至內固定失效;② 為使內固定達最佳位置,置入導針過程中需要反復調整,可能影響股骨頭血供,導致術后并發癥發生率增大,翻修率較高。
針對上述原因,我們考慮從增加骨折端穩定性和保護頭頸部血供兩方面進行改進,以避免術后并發癥發生、降低翻修率。研究顯示FNS與抗旋轉空心螺釘在冠狀面平行聯合植入的生物力學穩定性較單純FNS固定、FNS聯合CCS偏心固定更高[10]。骨科機器人輔助植釘通過術前數據采集分析、導航路徑規劃確保了安全精準植釘,減少反復調整,能最大程度避免血供二次損傷[11]。基于此,我們提出機器人輔助手術,同時通過FNS及CCS聯合固定治療青壯年股骨頸骨折,并于2022年10月用于臨床治療此類患者。現回顧分析患者臨床資料,并與機器人輔助單純FNS內固定患者進行比較,探討該聯合固定術式的有效性。報告如下。
1 臨床資料
1.1 一般資料
患者納入標準:① 閉合股骨頸骨折患者;② 新鮮骨折,骨折至手術時間<14 d;③ 年齡18~65歲;④ 機器人輔助FNS及CCS聯合固定或單純FNS內固定治療;⑤ 隨訪資料完整。排除標準:① 合并腫瘤或嚴重代謝性疾病;② 病理性骨折;③ 合并其他部位骨折。
2021年1月—2023年6月,共49例患者符合選擇標準納入研究。股骨頸骨折復位后,機器人輔助下采用FNS 內固定27例(FNS組)、FNS聯合CCS內固定22例(FNS+CCS組)。兩組患者性別、年齡、致傷原因、骨折至手術時間、骨折側別及分型(Garden分型及Pauwels分型)等基線資料比較,差異均無統計學意義(P>0.05)。見表1 。

1.2 手術方式
兩組均采用靜脈-吸入復合麻醉,患者仰臥固定于骨科牽引床,健側下肢屈膝并屈髖、外旋位固定。C臂X線機透視下牽引患肢復位骨折端,根據復位情況調整牽引質量及方向,盡可能確保解剖復位。對于復位困難者 (FNS+CCS組4 例、FNS組 2 例),采用克氏針“搖桿”、頂桿技術輔助力爭解剖復位。骨折復位后,于股骨頸前上方置入1枚直徑2.5 mm克氏針臨時固定骨折端,防止后續操作過程中復位丟失。
FNS組:C臂X線機行患側股骨近端正、側位透視,將掃描數據傳送至天璣?骨科手術機器人(北京天智航醫療科技股份有限公司)主機,規劃中心導針進針方向;其中,中心導針正位位于股骨頸中央并與股骨外側鎖定鋼板成130° 夾角,側位位于股骨頭頸中心軸線。導航下通過調整機械臂角度置入中心導針,透視位置滿意后,以導針為中心于大轉子下方2 cm處作長約3 cm縱切口,逐層分離至股骨外側皮質;置入工作套管測深后擴髓植入組裝固定的螺栓和鋼板,經鋼板植入鎖定螺釘,在此過程中通過調整手柄來確保鋼板位于股骨長軸中心。最后,沿套筒打入防旋螺釘。進一步透視,若此時骨折端存在分離,采用多功能桿進行加壓。
FNS+CCS組:采用FNS組方法獲取影像資料并傳送至機器人主機,分別規劃中心導針及CCS導針進針方向。首先,規劃中心導針進針方向,正位位于股骨頸中下1/3處并與股骨外側鎖定鋼板成130° 夾角,側位位于股骨頭頸中心軸線;然后平行于中心導針上方規劃CCS導針,正位位于股骨頸中上1/3、側位位于股骨頭頸中心。依次植入FNS系統螺栓、防旋螺釘及鋼板鎖定螺釘,最后于螺栓上方植入1 枚合適長度的直徑6.5 mm半螺紋CCS,以增強內固定初始穩定性及抗旋轉強度。
1.3 術后處理
術后兩組患者處理方法一致。預防性應用抗生素24 h,口服艾瑞昔布止痛,低分子肝素抗凝預防深靜脈血栓形成。術后第1天開始患肢肌肉等長舒縮功能鍛煉、踝泵運動;第2天指導患者用助步器輔助下地行患肢不負重功能鍛煉,攝X線片復查骨折復位情況。出院后定期隨訪(1、3、6、12、18個月),根據骨折愈合程度逐步負重活動,直至完全負重。
1.4 療效評價指標
記錄兩組手術時間、術中出血量及透視次數,以及患者開始負重時間、末次隨訪時髖關節疼痛及功能評分(VAS評分以及Harris評分)。X線片復查,參照Garden指數評價骨折復位質量,隨訪期間評價骨折愈合情況,記錄愈合時間以及骨折不愈合、股骨頭壞死、股骨頸短縮發生情況。股骨頸短縮評價采用外露螺釘長度測量法[12],比較患者術后首次復查與末次隨訪時髖關節正位X線片,測量釘桿尾端皮質外露螺釘長度并計算兩時間點差值即為股骨頸短縮程度;其中,股骨頸短縮0~5 mm為輕度、6~10 mm為中度、>10 mm為重度。
1.5 統計學方法
采用SPSS21.0統計軟件進行分析。計量資料經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或列聯表卡方檢驗;檢驗水準α=0.05。
2 結果
兩組骨折均閉合復位成功,內固定手術順利完成。術后切口Ⅰ期愈合,無血管、神經損傷并發癥發生。兩組手術時間、術中出血量差異無統計學意義(P>0.05),FNS+CCS組術中透視次數多于FNS組,差異有統計學意義(P<0.05)。
兩組患者均獲隨訪,隨訪時間12~18個月,平均14.1個月。影像學復查示,兩組骨折復位質量差異無統計學意義(P>0.05),但FNS+CCS組患者骨折愈合時間縮短、開始負重更早,差異均有統計學意義(P<0.05)。末次隨訪時,FNS+CCS組患者股骨頸短縮、骨折不愈合以及股骨頭壞死發生率均低于 FNS 組,其中股骨頸短縮發生率組間差異有統計學意義(P<0.05),但股骨頸短縮程度組間差異無統計學意義(P>0.05)。末次隨訪時,兩組VAS評分差異無統計學意義(P>0.05);但FNS+CCS組髖關節功能Harris評分優于FNS組,差異有統計學意義(P<0.05)。骨折不愈合、股骨頭壞死患者均再次入院行人工全髖關節置換術。見表2及圖1、2。


a~c. 術前骨盆正位X線片及CT平掃、三維重建;d. 術后2 d骨盆正位X線片示骨折解剖復位,內固定物位置佳;e、f. 術后8周骨盆正位及蛙式位X線片;g、h. 術后6個月左髖關節正側位X線片;i、j. 術后12個月骨盆正位及蛙式位X線片示骨折線消失,內固定物穩定在位,股骨頭無壞死改變;k. 術后18個月骨盆正位X線片示股骨頭無壞死,內固定物穩定在位
Figure1. A 60-year-old female patient with left femoral neck fracture (Garden type Ⅲ/Pauwels type Ⅲ) in FNS groupa-c. Preoperative anteroposterior X-ray film of pelvis and CT scan and three-dimensional reconstruction; d. Anteroposterior X-ray film of pelvis at 2 days after operation showed the anatomical reduction of the fracture and the position of the internal fixator was good; e, f. Anteroposterior and frog position X-ray films of pelvis at 8 weeks after operation; g, h. Anteroposterior and lateral X-ray films of the left hip joint at 6 months after operation; i, j. Anteroposterior and frog position X-ray films of pelvis at 12 months after operation showed that the fracture line disappeared, the internal fixation was stable, and no osteonecrosis of the femoral head occurred; k. Anteroposterior X-ray film of pelvis at 18 months after operation showed that there was no osteonecrosis of the femoral head, and the internal fixator was stable

a、b. 術前骨盆正位X線片及CT;c、d. 術中髖關節正側位透視示骨折閉合復位滿意,機器人規劃FNS主釘及CCS方向;e、f. 術中髖關節正側位透視;g. 術后2 d骨盆正位X線片示骨折解剖復位,內固定物位置佳;h、i. 術后6周髖關節正側位X線片示骨折線模糊,內固定物穩定在位;j、k. 術后3個月髖關節正側位X線片示骨折線基本消失,內固定物穩定在位;l、m. 術后7個月髖關節正側位X線片示骨折線消失,骨折愈合良好,內固定物穩定在位;n. 術后12個月髖關節正位X線片示骨皮質連續,股骨頭無壞死表現
Figure2. A 57-year-old female patient with left femoral neck fracture (Garden type Ⅲ/Pauwels type Ⅲ) in FNS+CCS groupa, b. Preoperative anteroposterior X-ray film of plevis and CT; c, d. Intraoperative fluoroscopy showed the closure and reduction of hip fractures were satisfactory, and the direction of FNS nail and CCS were planned under assistance of the robot; e, f. Intraoperative anteroposterior and lateral fluoroscopy of hip joint; g. Anteroposterior X-ray film of the pelvis at 2 days after operation showed the satisfactory fracture reduction and good internal fixation position; h, i. Anteroposterior and lateral X-ray films of the hip joint at 6 weeks after operation showed the blurred fracture lines and stable internal fixator; j, k. Anteroposterior and lateral X-ray films of the hip joint showed that the fracture line disappeared and the internal fixator was stable; l, m. Anteroposterior and lateral X-ray films of the hip joint at 7 months after operation showed that the fracture line disappeared, the fracture healed, and the internal fixator was stable; n. Anteroposterior and lateral X-ray films of the hip joint at 12 months after operation showed the continuous cortical bone and no osteonecrosis of the femoral head
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近年來,隨著醫學技術的迅速發展,機器人導航在骨科手術中的應用日益增長,機器人導航定位系統通過透視采集處理數據,規劃內固定物植入路徑,確保了內固定精準度,避免了術中反復調整導針造成的血供損傷,也降低了操作過程中的輻射暴露[13]。研究表明天璣?骨科手術機器人用于股骨頸骨折內固定優勢明顯,與傳統徒手植釘相比,植釘時間短、創傷小、輻射低、植釘準,大大提升了植釘效果,保護了股骨頭頸部血供,同時學習曲線相對較短[14-15]。FNS徒手植入存在兩個難點,一是難以精準把控頸干角達130°,導致FNS不能與骨組織緊密貼合;二是需要置入導向器以調整導針角度,而導向器體積較大,必要時需延長切口,增加了創傷[16]。上述問題將隨著機器人導航的應用迎刃而解,精準的進針路線和方向規劃有效降低了術后股骨頸短縮發生風險,同時內固定物完美貼合避免了大腿外側軟組織激惹,大大提高了髖關節Harris評分[17]。但青壯年股骨頸骨折多為高能量損傷,往往合并股骨頸后方皮質破損,即使術中獲得滿意解剖復位,高剪切力也會導致內固定初始穩定性相對較低,如早期負重可能造成復位丟失、內固定失效、股骨頸短縮,甚至股骨頭壞死等問題[18-19]。本研究FNS 組出現內固定切割失效繼發骨折不愈合2例、股骨頭壞死2例。
機器人導航系統輔助使得股骨頭頸部血供得以保證,因此股骨頸骨折內固定失敗可能是生物力學因素導致。如何通過改進內固定構型增強股骨頸骨折的初始穩定性一直是研究方向。生物力學研究證明FNS聯合CCS內固定構型中,FNS處于股骨頸中下1/3,同時在股骨頸冠狀面上方平行聯合植入聯合CCS,其生物力學強度明顯優于單純FNS固定及FNS聯合CCS偏心固定[10]。而采用機器人導航系統規劃路徑能確保FNS主釘和聯合CCS位置,保證兩者在冠狀面處在同一平面,使得CCS達到最佳工作長度,獲得最大穩定性[18-19]。本研究結果發現,FNS+CCS 組骨折愈合時間明顯縮短,患者術后下地負重康復提前,有效避免了復位丟失導致的髖內翻畸形、內固定失效、骨不連等并發癥的發生。分析其原因可能是:① 青壯年股骨頸骨折多為Pauwels Ⅱ、Ⅲ型,FNS 聯合CCS增加了骨折端局部穩定性,抗旋轉能力更強,良好的初始穩定性使得剪切力更有效向壓應力轉變,促進骨折愈合,降低骨不連、內固定失效發生率。② 對于合并股骨距粉碎的骨折,增加CCS能更好地維持骨折復位,彌補后內側支撐,保障不穩定型骨折復位效果,避免復位丟失、股骨頸短縮發生。③ 采用機器人導航系統輔助手術操作,避免多次植釘可能導致的血供受損、骨質破壞;保證微創、精準同時,增加螺釘植釘這一操作沒有明顯增加術中透視次數、手術操作時間。
此外,FNS+CCS 組骨折不愈合及股骨頭壞死發生率均低于FNS組。分析其原因是前者內固定構型共建了更佳的空間穩定性,抗旋轉性能提高,有效降低股骨頸短縮發生率;更佳的抗剪切能力為骨折端良好愈合提供了保障[20];解剖復位骨折端獲得堅強固定,同時機器人導航微創操作避免了股骨頭頸血供二次損傷,減輕關節壓力同時促進局部血管重建,進而促進骨折愈合及關節功能恢復。
綜上述,機器人輔助FNS 聯合CCS內固定治療青壯年股骨頸骨折,能有效降低術后復位丟失、內固定失效發生風險,更好地預防術后股骨頸短縮、股骨頭壞死等并發癥,可獲得較好早期療效。CCS植入增加了骨折端穩定強度,能更好地維持復位效果保證股骨頸長度,但其滑動加壓對髖關節的影響需進一步生物力學分析;此外,本研究隨訪時間相對較短,需進一步跟蹤隨訪明確遠期療效。
利益沖突 在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突;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 研究方案經蚌埠醫科大學第一附屬醫院臨床技術應用倫理委員會批準(2020013)
作者貢獻聲明 王照東:研究設計、收集整理資料、撰寫論文;劉亞軍、徐陳、段克友、朱仲廉:隨訪收集患者資料,統計分析;吳敏:修改文章、研究指導;官建中:對文章的知識性內容作批評性審閱