2024导航和机器人辅助下颈椎椎弓根螺钉固定手术操作指南（完整版）.docx

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1、理、术中影像仗业，部分专家具有循证医学背景与实践经脸，提供方法学和证据支持。成立秘书组设定指南的形成流程，完成指南相关文献和证据的全面系统检索与汇总；随机挑选脊柱创伤学蛆成员，完成指南内容讨论,以评估本指南所涵盖问题的科学性及准确性，形成推荐意见。本指南使用人群为所彳参与导航和机器人辅助下颈椎椎弓根螺钉置入手术的人员，如临床医师、手术护士、术中影像医师等。目标人群为需行下颈椎椎弓根螺钉固定重建稳定性的患者。1.2临床问题提出与证据检索针对目标临床问题，按照PlCOS（人群、干预措施、对照、结局指标、研究类型）原则进行分析后开展证据检索，以“lowercervicalspinew“cervica

2、lvertebraeuC3C7,*“navigationrobot”,pediclen“screw”“下颈椎”“颈椎”“颈37”“导航”“机器人”“推弓根”“螺钉”等作为关键词，检索PubMed、中国生物医学文献数据库及万方数据知识服务平台。检索时限为建库至2023年10月11日。文献纳入标准：（1）研究内容：各种因素所致颈椎疾患需经前路或后路导航和机器人辅助卜椎弓根螺钉固定手术治疗；（2）研究对象为成人；（3）研究类型：系统评价、Meta分析、随机对照试胶（RCT）研究、队列研究、病例对照研究、病例系列研究、病例报告等；（4）文献类型：临床论著及系统综述。文献排除标准：（1）无法获取全文；（

3、2）内容相近或重复;（3）文献内容前后严重不符C共检索到469篇文献（英文269篇，中文致配准注册失败47;或既往颈椎手术存在内置物，金属伪影会影响对椎弓根内外侧壁的判定，可能导致无法实施引导路径规划59）。研究结果表明，未能行须骨牵引或头架固定均属禁忌证，如颅脑外伤所致颅骨骨折、局部需切开手术、头皮裂伤污染严重、头皮感染、局部病变如肿瘤、严重骨质疏松等155,71。Haemmcrli等88认为，愦骨牵引或头架固定是导航和机器人辅助下颈椎手术维持术中局部稳定性的必要措施。颈椎螺钉置入精确度要求高，良好的术区结构稳定性才能避免引导精度受影响造成螺钉置入偏移.文献报道，下颈椎椎弓根严重狭小，其直径

4、3.5mm时，属于导航和机器人辅助手术的相对禁忌证25。2.2术前准备充分的术前准备亦是确保手术成功的基础条件之一，其中应用导航和机器人涉及手术团队、患者、设备准备三方面“蛆建专业的手术团队不仅可缩短手术时间，更能增加设备使用率。而患者、设备的准备则更加重要，关系若螺钉置入精确度、手术疗效、是否发生并发症等C2.2.1 手术团队推荐意见3：成立导航或机器人辅助手术专业团队，旦手术团队中至少有1人接受过导航、机器人操作规他化培训（证据等级：C级；推荐强度：二级）。作站、机械臂、O形臂等设备(证据等级：Al级；推荐强度：一级)。共纳入文献证据2项,其中Al级证据1项23,B2级证据1项40。头架固

5、定是导航、机器人辅助颈椎手术为避免颈椎术中活动影响精准性的标准措施40,92-93。Tian等194偿试采用术中颅骨牵引配合导航辅助颈椎手术并取得良好的治疗效果，表明颅骨牵引具有维持术中颈椎稳定的可匏性和配合导航或机器人手术的可行性。同时，对于下颈椎骨折脱位患者,颅骨牵引可减轻骨折椎体断端移位对脊镯造成的压迫损伤，更便于术中骨折的豆位95)。头颅外伤或颅骨骨折等是不能行牵引固定的常见因素。导航和机器人在手术室的布局应遵循以卜原则23,92-93:(1)就近：机械臂置于靠近患侧或手术操作的位置；患者示踪器牢糕地固定于术区附近骨性结构或头架匕且不影响机械臂运行。(2)可视：患者示踪器与机械臂或工具

6、示踪器处于光学相机的可视他围内，避免可能影响光学信号传导的遮挡物，如托盘或头架。(3)无菌：凡是距离手术台面近的存在潜在污染术区可能的设备，重点防护。划方式，确定螺钉拟置入的位置(证据等级：Al级；推荐强度：一级)。共纳入Al级文献证据7项23-29。无论是导航还是机器人设备，辅助脊柱手术的规划设计均建立在对患者解剖结构三维扫描重建的基础上73。早期的导航和机器人设备因术中CT扫描技术的限制，依赖F患者术前检杳仰卧位CT扫描，将获取的数据导入与引导设备配套的软件中，在术前完成螺钉置入规划43,74。然而，下颈椎术前重建的三维结构和术中目标椎体的实际空间结构会因体位的变化而产生差异。同时，术中给

7、予的肌松药物及颈椎牵引等因素会显著增加两者的差异72。Arin等26认为,颈椎的活动度较大，术中牵引、体位变化等因素所致术前与术中颈椎解剖结构变化则更明显，基于术前扫描规划为参考的引导精确度得不到保障，甚至因差异过大，术中透视图像与术前CT数据无法匹配而导致注册失败。2011年，美国食品药品监督管理用(FDA)批准的RenaiSSanCe机器人就是以此为机制。Renaissance机器人胸腰椎螺钉置入精确度为94.5%,而未见在颈椎上应用的研究报道96。后来发展的导航和机器人技术主流都是必于术中CT扫描获取数据进行规划23-29,如通用骨科机器人，其颈椎螺钉置入精确度高达96.2%250PCn

8、g等24的Meta分析结果表明，术中扫描结合通用付科机器人在颈椎上应用的临床疗效和安全性可除。2.3.2 导航系统辅助颈椎椎弓根螺钉置入装牢固；患者示踪器位置不影响手术操作；患者示踪器需时刻能被导航所追踪，避免被手术器械与术者操作遮挡；手术过程中需避免与患者示踪器发生接触.两种示踪器安装方式根据情况选择59:一是用螺丝刀将棘突夹固定在需固定节段上一个节段棘突上，将患者示踪器安装在棘突夹匕注意使用工具拧紧棘突夹，使之固定率；二是采用万向臂联合患者示踪器，专用万向臂端连接在头架上，顶端置于患者头侧匏近中线位置，另一端安装患者示踪器。颈前路示踪器通常需用万向臂连接固定于手术床边轨或头架上43。(4)

9、导航注册C采集影像资料后。形臂会自动与导航完成注册，并将数据发送给导航工作站。当手术区域为颈胸交界处时，可采用O形臂的高清模式进行“地图”的采集，避免患者两例J肩膀、锁骨等影响图像质量98。(5)导航辅助。引导过程中注意以卜.事项：手持导航工具至导航区域，观测导航图像相应变化是否流畅；可使用配套高速导航磨体完成开11与部分开路操作，从而减少对颈椎椎体的推压和术中导航的漂移；置钉结束后可采用。形胃的高清模式进行影像验证44,47-48,52,64。2.3.3 通用件科机器人辅助下颈椎椎弓根螺钉置入通用骨科机器人是国内最早被用于辅助颈椎椎弓根螺钉置入手术的机器人,无论是上颈椎还是卜颈椎均表现出较高

10、的精确度99。DU等100的研究结果表明，通用骨科机器人较导航系统可为胸腰椎退变疾患的治疗提供更好的引导精确度且不增加并发症发生率C而1.i等98认为，对于青少年脊柱侧弯畸形患者，通用骨科机器人辅助的精确度低F导航系统。因此,通用骨科机器人和导航系统在下颈椎应用的差异值得进步研究。推荐意见7：按照三维图像采集、空间配准、钉道设计、辅助手术的流程辅助完成推弓根螺钉置入操作(证据等级：A2级；推荐强度：一级)。共纳入文献证据9项,其中Al级证据2项24-25,A2级证据2项32-33,Bl级证据3项34-36,B2级证据2项42-43。通用骨科机器人辅助下颈椎椎弓根螺钉置入的关键步躲：(1)图像采

11、集。患者示踪器固定方法同上述导航系统原理81。调辂光学相机位置，使其可同时识别和捕捉患者示踪器及机械臂示踪器的空间位置信息34,36;使用标尺法以验证扫描区域完整包含术区骨骼影像，注意确保标尺上的所Tf标记点均在透视图像他围内34-351(2)空间配准。进行三维图像扫描，系统H动完成图像传输与空间配准。注意图像采集、传输及配准过程中，患者示踪器及机械臂均不能有任何移动；应在此期间降低呼吸机潮气垃至正常值的50%42-43o(3)钉道设计。在机器人工作站中规划设计双边螺钉参数、进针点和方向24-25;此时需考虑软组织对螺钉规划设计的影响，当预计良好的设计受限于丰富软组织遮挡而实施困难时，则需降低

12、设计预期，提高实施的11Tf101o（4）辅助手术：机械臂自动运行至规划路径后需进行微调，使精确度lmm”机械臂运动过程中，定位精确度会实时显示在软件界面中。机械臂运动过程中需注意以下事项：如果发现机械臂可能碰到患者或周围障得物，应立即按卜紧急停止按钮42;导向器应尽可能能近操作区域43;套筒安装时，注意避免肌肉软组织对套筒及导向器的挤压133;可使用电钻引导克氏针置入，避免克氏针钻入过深32。2.3.4 可视化导航机器人系统辅助下颈椎椎弓根螺钉置入最新的机器人系统结合导航系统和通用骨科机器人的所有优势，即机械臂引导螺钉置入的过程中可同导航系统原理，实时观察螺钉置入在椎体内的空间位置。研究结果

13、表明，该系统展现出更高的螺钉置入精确度并拓展了其在脊柱外科的应用空间，如设计内固定曲度和截骨矫形范围等102,但相较于导航系统和通用骨科机器人的术中操作流程更为复杂，更需要把握规范的操作原则。推荐意见8:按照建立患者随动平台、术区三维扫描、快照、空间配准、钉道设计、辅助手术的流程辅助螺钉置入（证据等级：B2级；推荐强度：一级）。共纳入文献证据3项,其中Al级证据1项23,B2级证据2项40-41）。可视化导航机器人系统辅助下颈椎椎弓根螺钉置入的关健步骤:(1)建汇患者随动平台。将连接组件、手术系统与患者解剖结构进行稳固连接23。(2)术区三维扫描。建立机械瞥禁飞区，利用2个摄像头+1个传感器，

14、机械臂在患者上方拍摄影像，通过图像的拼接进行三维建模，定义机械臂在运行过程中与患者的安全明离。机械臂的任何关节绝不能进入建立好的术区(机械臂禁飞区)，以保证患者安全【40-41。(3)快照.机械臂运行至快照位置后获取快照，目的是将导航参考系与机械臂参考系相关联以启用导航功能；若术中发生参考架移动，无须重新扫描图像或拍摄二维影像进行注册，只需再次快照即可完成重新关联41。(4)空间配准。一是术中O形臂三维扫描，扫描后自动完成图像传输，注意配准时患者示踪器及机械臂均不能有任何移动；应在此期间降低呼吸机潮气量至正常值的50%。其注意事项同骨科机器人。二是配准方法，单推体跨模态配准，使用二维C形臂采集

15、2张二维影像，标记手术节段，完成单椎体分割，配准后主刀医师需验证配准效果103。(5)钉道设计。方法同件科机据人原理。(6)辅助手术。机械臂自动运行至规划路径，术中可随时将导航探针触及机械臂导向器侧面小孔，进行定位精度可视化检测，注意事项【23:锚定导向后完成进针点确认和去皮质处理，勿用力卜压锚定工具以防止滑移影响精确度；设定开路器械限深，可使用高速磨钻旋转下接触骨面，观察导航画面进行深度控制，勿用力卜压钻头，防止钻头变形或滑移；导航画面监测下沿套筒引导方向攻丝，随后常规置入螺钉C2.4常见问题及防止措施导航、机器人在使用过程中会出现注册失败、数据传输障碍、画面卡顿、系统错误、机械故障、图像漂移等问题，而最常见且对手术精确度影响最大的就是图像漂移95。2.4.1 图像漂移的识别术中图像采集后，要求手术部位解剖结构的空间位置相对固定。手术医师应具有判断图像漂移的能力。当出现以卜.情况即须怀疑可能存在图像漂移:(1)导航或机器人引导的进针点、置钉角度、置钉方向与徒手置钉经验对照相差甚远；(2)引导开路过程中出现落空感；(3)开路结束后进针点出血较多，判断为静脉从或动脉出血；(4)使用探针探查发现推弓根壁破裂；(5)置钉时拧入阻力明显低于其他螺钉；(6)置入螺钉后透视或扫描发现螺钉位置偏移严克。2.4.2 图像漂移的原因及