脊柱外科杂志  2017, Vol.15 Issue(1): 7-12   PDF    
机器人经皮置钉Quadrant通道下减压、椎间融合治疗腰椎滑脱症
付松1, 邵诗泽1, 王龙强1, 侯海涛1, 王亚楠1, 刘海军1, 王欢1, 黄相鹏1, 吕仁花2     
1. 山东省文登整骨医院脊柱脊髓科, 山东 264400;
2. 山东省威海市文登中心医院骨科, 山东 264423
摘要: 目的 总结机器人经皮置入椎弓根螺钉辅助Quadrant通道下减压、椎间融合治疗腰椎滑脱症的手术技巧并分析其短期疗效。 方法 2014年6月-2015年3月,山东省文登整骨医院脊柱脊髓科手术治疗腰椎滑脱症患者39例。利用机器人进行术前规划,安放机器人机械臂,按照术前规划经皮置入椎弓根螺钉,在Mast Quadrant通道辅助下行减压、椎间融合术。记录手术时间、置钉时间、术中出血量、术后引流量,统计螺钉置入准确率及术中、术后的并发症发生情况。术后2周及1、6、12个月进行随访,随访指标包括Oswestry功能障碍指数(ODI)、疼痛视觉模拟量表(VAS)评分、反映滑脱程度的Taillard指数、滑脱间隙的椎间隙高度以及椎间融合情况。 结果 39例患者手术均顺利完成,其中36例获得随访。术中出血量为(266.8±61.6)mL,手术时间为(115.3±32.8)min,机器人经皮置入单枚螺钉时间为(1.4±0.6)min,术后引流量为(196.4±69.5)mL。术后随访,各个时间点VAS评分、ODI、Taillard指数较术前降低,滑脱间隙的椎间隙高度较术前增高,差异均有统计学意义(P < 0.05)。术后12个月随访时CT显示椎间均达到骨性愈合,未见椎间融合器移位、内固定断裂等并发症。 结论 机器人经皮置钉辅助Quadrant通道下减压、椎间融合术操作安全、简单,置钉准确率高,容易掌握,对于腰椎滑脱症具有较好的临床疗效。
关键词: 腰椎     脊椎滑脱     机器人     脊柱融合术     减压术, 外科    
Treatment of lumbar spondylolisthesis with Quadrant-assisted decompression and interbody fusion by using a robot percutaneous insertion of pedicle screws
FU Song1, SHAO Shi-ze1, WANG Long-qiang1, HOU Hai-tao1, WANG Ya-nan1, LIU Hai-jun1, WANG Huan1, HUANG Xiang-peng1, LÜ Ren-hua2     
1. Department of Spinal and Spinal Cord, Shandong Wendeng Osteopath Hospital, Weihai 264400, Shandong, China;
2. Department of Orthopaedics, Weihai Wendeng Central Hospital, Weihai 264423, Shandong, China
Abstract: Objective To summarize the surgical technique and short term curative effect of Quadrant-assisted decompression and interbody fusion by using a robot percutaneous insertion of pedicle screws for lumbar spondylolisthesis. Methods From June 2014 to March 2015, 39 patients with lumbar spondylolisthesis were treated using robot to make preoperative planning and in stall robot manipulator in Shandong Wendeng Osteopath Hospital. According to preoperative planning, pedicle screws were placed percutaneously. Mast Quadrant-assisted decompression and interbody fusion were performed for the treatment of lumbar spondylolisthesis. The operation time, time of screws insertion, amount of bleeding during operation, volume of drainage, accuracy of screw insertion and complications after operation and during operation were observed and recorded. Oswestry dysfunction index (ODI), pain Visual Analogue Scale (VAS) score, Taillard index, the intervertebral height and the fusion of the intervertebral space were observed during the follow-up periods at 2 weeks and 1, 6 and 12 months. Results All the 39 patients were successfully operated and 36 were followed up. Intraoperative blood loss was (266.8±61.6) mL, operation time (115.3±32.8) min, time of screws insertion by robot (1.4±0.6) min, and the average volume of drainage (196.4±69.5) mL. The VAS score, ODI and Taillard index were decreased, and the intervertebral height were increased compared with pre-operation, all showing statistically significant difference (P < 0.05). At 12 months follow-up, CT showed bone healing, no interbody fusion cage shift and no internal fixation fracture. Conclusion The robot percutaneous insertion of pedicle screws with Quadrant-assisted decompression and interbody fusion is safe, simple, of high accuracy and easy to grasp, and has a good clinical efficacy for treating lumbar spondylolisthesis.
Key words: Lumbar vertebrae     Spondylolysis     Robotics     Spinal fusion     Decompression, surgical    

经典的后路开放手术易造成多裂肌的损伤,导致慢性腰背部疼痛、无力[1-2]。经通道进行置钉、椎间融合术因创伤小,越来越受到脊柱外科医师的重视[3]。Quadrant通道系统通过从患者背部建立一个可扩张撑开的背部“通道”,进行置钉、椎间融合等操作,可应用于多种脊柱后路手术。笔者2014年6月-2015年3月采用机器人经皮置钉Quadrant通道下减压、椎间融合术治疗腰椎滑脱症39例,取得满意疗效,现报告如下。

1 资料与方法 1.1 一般资料

2014年6月-2015年3月,山东省文登整骨医院脊柱脊髓科采用机器人经皮置钉Quadrant通道下减压、椎间融合术治疗腰椎滑脱症39例。男23例、女16例,平均年龄39.6岁(26~54岁)。病程13~96个月,中位病程26个月。所有患者均存在腰骶部疼痛病史,且多有间歇性跛行症状。滑脱节段L4 12例,L5 27例,均为峡部断裂所致滑脱。根据Meyerding分度标准[4],均为Ⅱ度滑脱。

1.2 手术方法 1.2.1 安放机器人设备

采用Renaissance机器人(Mazor公司,以色列)辅助完成手术。手术均采用经口插管全身麻醉方式。患者俯卧于脊柱手术支架上,腹部悬空。在双侧髂后上棘、手术处理间隙头端的第3个节段棘突置入固定针,将机器人固定架固定在固定针上,透视正、斜位,并与机器人术前CT计划(图 1)进行匹配,匹配吻合后(笔者一般要求术中匹配> 90%才能进行下一步的操作;如果匹配≤90%,需要进行俯卧支架位置的调整,以调整腰椎曲度,最终要求匹配> 90%),安装机械臂,根据术前计划经皮依次置入椎弓根螺钉(本组患者均置入6枚椎弓根螺钉,图 2)。将需要置入Cage一侧的滑脱椎体及其下位椎体的经皮置入椎弓根螺钉切口做成一个连续的直切口,置入滑脱椎体及其下位椎体椎弓根螺钉的操作和下一步椎间融合的操作在同一切口内完成。透视见椎弓根螺钉位置满意后,撤除机器人操作设备,根据术前计划选择适当的固定棒置入、复位、固定。只将固定棒放在滑脱椎体下位椎体的椎弓根螺钉上,不用螺帽锁紧固定棒和椎弓根螺钉,以备进行椎间融合时可以适当撑开椎体间的间隙。

a:术前计划区域 b:术前计划横断位,椎弓根螺钉完全位于椎弓根内 c:术前计划矢状位,椎弓根螺钉完全位于椎弓根内 d:术前计划冠状位,椎弓根螺钉完全位于椎弓根内 e:术前计划整体矢状位  f:术前计划整体冠状位 a:Preoperatively planned area b:Preoperatively planned cross section, pedicle screw is located in vertebral pedicle c:Preoperatively planned sagittal view, pedicle screw is located in vertebral pedicle d:Preoperatively planned coronal position, pedicle screw is located in vertebral pedicle e:Preoperatively planned overall sagittal position f:Preoperatively planned overall coronal position 图 1 术前CT计划定位 Figure 1 Preoperatively planned position by CT

a:安装机器臂并进行C形臂X线机正、斜位摄片 b:机器人置入椎弓根螺钉 a:Installation of the robot arm and anteroposterior and oblique C arm roentgenograms b: Robot placement of pedicle screw 图 2 机器人设备的安装及操作 Figure 2 Installation and operation of robot manipulator
1.2.2 切口位置

根据术前病变节段椎间盘水平MRI横断面图像,测量出多裂肌与最长肌间隙的皮肤对应点和后正中线的距离。L1至L5,距离逐渐增大,用C形臂X线机定位后,根据相应的节段测量结果,标识切口线,长2.5~3.0 cm。按照标识线切开皮肤、腰背筋膜,找到多裂肌和最长肌的交界部位,用示指及中指钝性分离至椎板及外侧下关节突,用手指仔细感觉多裂肌肌束间的间隙,将导针插入下关节突内侧0.5 cm、距离椎板下缘约0.5 cm的多裂肌间隙内,依次扩张间隙后,放置Mast拉钩,安装Quadrant通道臂(美敦力枢法模·丹力公司,美国),固定通道。直视下,骨膜下剥离多裂肌在椎板上的附着,并将大棉片塞入多裂肌深层与椎板的间隙内,保护多裂肌。显露下关节突、融合间隙上位椎体椎板的下2/3、棘突与椎板移行部位、融合间隙下位椎体椎板的上1/4近似正方形骨质区域,不显露上关节突的外缘,不破坏多裂肌在上关节突的起点和在棘突的止点。依次凿开上位椎板的下2/3、下位椎板的上1/5、内侧棘突与椎板移行部位,将凿除的椎板连同下关节突、部分黄韧带一并去除。显露上关节突的冠状部,凿除冠状部,咬除黄韧带在侧隐窝的部分,扩大侧隐窝及神经根管,将神经根及硬膜囊压迫解除。处理椎间隙后进行椎间隙植骨,斜行45°置入1枚Cage。如果同时存在中央管狭窄,则将操作侧手术床升高、倾斜,潜行扩大中央椎管。如果同时存在中央管及对侧椎管的狭窄,则在中央管减压后,在对侧黄韧带的浅层潜行扩大骨性椎管,最后咬除对侧黄韧带,探查对侧神经根松弛即可。冲洗、撤除通道。

1.3 术后处理

术前0.5 h及术后48 h常规预防性应用抗生素(头孢硫脒2 g,静脉滴注,一天2次),48 h后拔除引流管。患者术后清醒后,指导其进行双下肢主动屈伸功能锻炼,术后2周佩戴腰围下床活动。

1.4 随访及观察指标

记录手术时间、置钉时间(6枚)、术中出血量、螺钉置入准确率,观察术中及术后并发症。椎弓根螺钉位置准确性采用Raley-Mobbs分类方法[5]进行评价,该评价标准并非单一考量螺钉与椎弓根的关系,还结合并发症的发生情况。本研究设定3级为置钉欠佳。术后2周及1、6、12个月进行门诊随访,采用Oswestry功能障碍指数(ODI)[6]、疼痛视觉模拟量表(VAS)评分[7]评价患者腰痛及下肢疼痛情况,Taillard指数[8]以及滑脱间隙的椎间隙高度评价滑脱程度。术后12个月进行CT检查,了解椎间融合情况。

1.5 统计学处理

采用SPSS 17.0软件对数据进行统计分析。计量资料以x±s表示,以P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

对39例患者均采用此种方法顺利完成手术。术中出血量为(266.8±61.6)mL,手术时间为(115.3±32.8)min,机器人经皮置入单枚螺钉时间为(1.4±0.6)min,术后引流量为(196.4±69.5)mL。共置入234枚椎弓根螺钉,经术中C形臂X线机正侧位检查验证螺钉在椎弓根内226枚(96.6%),螺钉未完全位于椎弓根内8枚(3.4%)。根据Raley-Mobbs分类方法,置钉欠佳的发生率为1.3%(3/234)。

术中未完全位于椎弓根内的8枚螺钉,其中6枚螺钉突破了椎弓根外侧壁,2例突破椎弓根内侧壁。1例为L5滑脱患者的L4、L5左侧2枚螺钉,主要因为机器人未固定牢固,电钻钻椎弓根通道时,固定臂沿着上关节突的外缘向外侧滑移导致,置入导丝透视时发现,固定牢固机器人后再次按术前计划重新置入4枚螺钉。1例为L4滑脱患者,手术时因固定在棘突的固定针不牢固,致使电钻钻孔时固定臂通道偏移,造成置入的2枚螺钉突破椎弓根外壁,经固定针重新固定,重新拍片匹配后,置入2枚完全位于椎弓根内的螺钉。2例L5滑脱患者因骨钻钻头未安装在中心位置致使骨钻转动时偏移,带动固定臂偏移,致使置入螺钉偏向外侧。2例L5滑脱患者置入L4螺钉,按照术前计划应该选用1号短臂,结果错用2号短臂,致使螺钉偏向内侧,突破椎弓根内壁,透视发现后及时调整位置。以上8枚螺钉位置欠佳均未发生神经、硬膜囊损伤。

36例患者获得随访。术后2周及1、6、12个月,ODI、腰痛VAS评分、腿痛VAS评分、Taillard指数及滑脱间隙的椎间隙高度与术前比较差异均有统计学意义(P < 0.05,表 1)。术后12个月时进行CT检查,椎间隙内均形成骨性融合,并可显示术中减压范围(图 3)。36例患者术中均未出现硬膜囊、神经根损伤。其中2例术后出现减压侧的神经根症状,考虑为术中刺激所致,给予激素、脱水等治疗1周后缓解。1例较为肥胖的患者(体质量指数37.8 kg/m2)出现切口的液化,经静脉滴注极化液[9],换药后切口愈合。

表 1 统计指标 Table 1 Statistics index

a:术前侧位X线片 b:术前MRI c:术后冠状位CT示椎板减压范围,保留减压侧上关节突,保留对侧大部分椎板和下关节突 d:术后1年矢状位CT示椎间骨性融合 a: Preoperative roentgenograph b: Preoperative MRI c: Postoperative coronal CT shows decompression range of vertebral plate, and upper articular process of decompression side is preserved, and most of vertebral plate and inferior articular process are preserved d: Sagittal CT at postoperative 1 year show fusion of intervertebral bone 图 3 典型病例影像学资料 Figure 3 Radiologic data of a typical case
3 讨论

随着脊柱微创观念的深入,各种微创手术通道不断出现,其解剖学基础均为Wiltse入路[10],应用这一入路能明显减少术中出血和多裂肌的损伤[11]。解剖研究发现,最长肌与多裂肌的间隙到达骨质时在关节突关节外侧,而在骨质的浅层是在关节突关节后侧呈交叉存在,即多裂肌自内上向外下附着在上关节突,而最长肌在外上经关节突关节多裂肌的背侧交叉到内下关节突关节的内侧[12]。Quadrant通道系统是在X-Tube通道基础上发展起来的,特有的“葫芦形”能显露“浅窄深宽”的视野。因此在这种特定的解剖特点下,如果在Quadrant通道下进行腰椎后路融合术解决固定和椎间融合问题,即在一个通道下同时完成椎弓根螺钉的置入和Cage的置入,需要在通道下显露融合节段相邻两个上关节突。置钉时暴露进钉点,容易损伤经上关节突副突韧带深层的脊神经后支的内侧支,使多裂肌的唯一支配神经损伤。在打开椎间孔通道,去除关节突关节之前,首先要打开多裂肌和最长肌在此的交叉,这种情况需要剥离多裂肌在上关节突的起点,造成多裂肌的损伤[12]。笔者在手术过程中,先用手指在浅层分离最长肌和多裂肌,因多裂肌和最长肌之间存在固定的疏松结缔组织,分离较为容易。但在深层,特别是用手指能感觉到关节突关节时,如果想要继续在多裂肌和最长肌之间的疏松结缔组织之间进行钝性分离,将直接分离到上关节突的外缘,此时如果要显露椎板和下关节突,需要对多裂肌的起点进行广泛剥离,可能损伤唯一支配多裂肌的脊神经后支的内侧支[13],造成术后多裂肌的失神经营养,导致多裂肌萎缩。笔者术中多在手指能感觉到关节突关节时,不再继续沿Wiltse间隙向外侧钝性分离,而是在多裂肌上关节突起点的浅层向中线方向轻轻触摸,感觉到多裂肌束在棘突上的止点,并感觉相邻两束多裂肌束间的间隙,自中线向外下方用手指钝性分离多裂肌束间的间隙,然后经多裂肌肌束间隙置入通道并慢慢撑开。刘新宇等[14]通过棘突劈开、保留多裂肌的起止点进行腰椎管的减压,使多裂肌的萎缩率(平均为6.4%)比椎板切除组(平均为15.7%)降低。

采用微创手术经皮置钉治疗Ⅱ度腰椎滑脱仍然较为困难。主要表现:①滑脱导致正常的解剖位置变异,经皮置钉的靶点较难掌握,准确性明显降低。②难以在术前进行科学、客观的计划。术前的影像学检查大多是二维图像,缺少三维图像,以及三维图像和术中可能出现的情况的结合。③需要反复、多次的透视。运用机器人经皮置钉可以弥补上述缺陷[15-16]。滑脱椎体位置较深,且峡部、上关节突解剖变异,致使经皮置钉时找寻正确的进针点非常困难,即便能找到正确的进针点也容易在使用开路锥时导致开路锥向腹膜后滑落,造成相关的损伤。而使用机器人操作时,在安放固定臂后,先行置入的导杆前端的圆形锯齿样结构可以将导杆固定在进钉点,不易使进钉点移位,造成局部的损伤。本研究中利用术前CT进行责任节段的薄层扫描,将扫描图像及重建图像传入机器人系统,可针对横断位、矢状位、冠状位以及三维空间进行系统、多层面的规划(图 1)。术前规划的目的和意义与文献报道[17]一致,即规划更为精确的钉道轨迹,使手术更合理,效率更高。

椎弓根螺钉的置入方法包括徒手置钉、经皮置钉、CT导航下置钉、机器人辅助经皮置钉等。开放手术徒手置入椎弓根螺钉准确率高,但需要暴露进钉点,创伤大,术后恢复时间长,容易遗留腰背部疼痛症状。经皮置钉手术时间长,术中需要长时间暴露在X线下,对患者和术者的辐射大,准确率相对较低。因为外科的置钉技术均是从开放手术起步的,惯性思维认为开放徒手置钉的准确率更高,但Raley等[5]对经皮置钉进行的回顾性研究得出了相反的结论:在经皮置入的424枚螺钉中,383枚(90.3%)都位于椎弓根皮质内(0级),从T4至S1共有41枚螺钉(9.7%)穿破皮质,且穿破皮质的螺钉中大多数为1级(24枚,5.7%);而开放手术置入椎弓根螺钉出现穿破的概率为8.0%~40.0%。王铀等[18]对CT导航下置钉进行对照研究发现,CT导航组总体椎弓根置钉准确率(94.61%)明显高于非导航组(88.43%,P < 0.05),返修率(2.43%)明显低于非导航组(6.06%,P < 0.05),但CT导航术中需要进行多个步骤的匹配,且导航设备之间不能存在任何的遮挡,操作较为复杂。本研究对患者采用机器人辅助经皮置钉,术中置钉的成功率为96.6%,虽然是根据术中正侧位C形臂X线机检查结果统计的数字,但术后经CT证实按相关的标准[5]置钉欠佳的发生率仅为1.3%。这一置钉位置欠佳的发生率与其他相关报道[19-21]相似。对于有丰富的开放手术经验、能熟练制定术前计划的脊柱外科医生而言,机器人辅助置钉手术的学习曲线较短。本研究组术中发现位置欠佳的8枚螺钉,均是因为操作过程存在瑕疵导致,待操作过程熟练后,未再发现术中螺钉位置欠佳病例。

腰椎滑脱后,出现关节突关节增生、内聚,黄韧带肥厚,若采用4钉短节段固定易使应力点上移,造成邻近节段退变[22]。本组病例全部采用6枚万向螺钉提拉、复位、固定,未采用4枚固定螺钉通过“跷跷板”原理进行提拉、复位、固定。6枚万向螺钉相比4枚固定螺钉能更好地使椎体复位,纠正矢状位失平衡;且腰椎滑脱患者长期活动受限,或多或少存在骨质疏松,4钉固定容易造成螺钉的脱出,6钉固定更容易形成生物力学的稳定。近端的螺钉为机器人经皮置入,对关节突关节损伤小,亦符合微创理念。

本研究针对的病例全部为Ⅱ度的峡部裂性滑脱,且机器人经皮切口并不是通道的切口,均为6钉的复位,滑脱复位较好,但因条件所限未设立对照组,因此机器人6钉复位与开放手术6钉复位相比其效果如何尚不清楚。开放手术致多裂肌、最长肌损伤已经得到证实[1],本研究未对多裂肌和最长肌损伤情况进行统计分析,机器人辅助通道进行腰椎滑脱症治疗能否减少多裂肌和最长肌的损伤仍有待进一步研究。

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