前言

近几十年来,科技的飞速发展使人类生活发生了巨大的变化,医疗作为社会生活一个非常重要的方面也同样受到了相当大的影响。一方面,随着生活质量的提高,人们对医疗有了更高的要求,希望用更小的创伤获得更好的疗效;另一方面,随着影像、设备制造、软件等的进步,外科医生也有了更好的途径和工具来满足病人的需求。

脊柱外科手术属于风险大、致残率高的手术领域,在科技进步的浪潮中首当其冲。脊柱毗邻重要神经、血管结构,手术复杂性高,手术的准确性极其重要。但是,目前单纯依靠人眼和透视解决不了准确性的问题,一旦不准确,造成手术误伤血管、神经,就会给医患双方均带来痛苦和损失。即使没有神经血管损伤,不准确的操作也会造成减压不充分或者内固定位置偏移,固定力下降等问题。随着科学技术的进步,一种超越人的能力的智能手术方法被发明和应用于临床,这就是计算机导航辅助外科技术。它的精度可以达到0.25mm,在其引导下术者就能够完成肉眼和透视都无法实现的高精度手术。可以说,这一技术的出现,开创了脊柱外科的新时代。

此外,计算机导航辅助外科技术也为微创技术的弊端提供了一种极好的解决方案。虽然脊柱外科医生在脊柱微创手术(minimally invasive spine surgery,MISS)治疗方面一直进行着孜孜不倦地追求,但MISS技术一直就像一朵带刺的玫瑰,虽然很诱人,但很难在临床实践中推广应用。主要原因是在微小切口下手术视野不清晰,病变结构不能精确定位,导致神经损伤等比较严重的并发症发生率反而比切开手术要更高、且更严重,脊柱内植物尤其是椎弓根螺钉的置入精确性也更难保证,而且手术时间延长,医生的学习曲线也较长。因此微切口(minimallyaccess)并不能等同于真正意义上的微创(minimally invasive)。2004年Iso-C 3D、2005年O-arm等术中即时三维成像设备开始应用,使术中即时三维导航成为可能,给MISS技术带来了新的曙光。该技术直接采集术中实时三维数据与导航系统自动配准,可操作性与准确性提高,满足了微创手术精确定位的要求,而且不需要进行术野的充分显露,满足了微切口手术的要求,因此这两项技术的融合极大地推动了MISS技术的临床可推广性。在大量计算机辅助MISS手术的研究开发与临床应用基础上,我们率先提出了计算机辅助微创脊柱外科(computer-assisted minimallyinvasive spine surgery,CAMISS)的理念。CAMISS被作为一种理念提出,是因为它对MISS技术的改变是本质性的:不仅是以前不太可能完成的一些高风险手术(如上颈椎和上胸椎的复杂手术)可以精确、安全地在微创下完成,一些常规MISS手术的安全性和可操作性也明显提高,手术的长期疗效也优于传统方法。

迄今为止,现代计算机辅助骨科相关技术尤其是导航技术在我国的临床应用与研究已经有10余年的历史,作为该技术最早的践行者之一,我们深刻感受到了该技术的进步对脊柱外科发展的巨大影响。近年来,随着智能技术的突飞猛进,机器人技术也被引入到脊柱外科手术实践中,同导航技术一样,作为脊柱外科智能手术体系的重要组成部分,其战略地位正在世界范围内受到高度重视。现已公开报道的骨科机器人达30余种,但真正用于临床的不超过10种。自2002年起,北京积水潭医院骨科专业团队,从临床视角出发,联手北京航空航天大学、北京天智航医疗科技股份有限公司及中国科学院深圳先进技术研究院,医工企联合攻关,研制出骨科手术机器人系列产品,创建了以影像导航和机器人技术为核心的智能骨科手术体系。该体系实现了真正意义上的常规手术微创化、复杂手术安全化、关键操作智能化,是骨科手术史上一项革命性的进步,对于推进脊柱外科进入新的智能辅助精准时代,提升脊柱外科综合治疗水平具有重要的现实意义。

目前,我国拥有计算机导航设备及手术机器人设备的医疗机构正在逐渐增多,但是很多设备都处于闲置状态,不少脊柱外科医生仍然觉得该技术操作复杂,难以学习掌握,甚至由于盲目使用,反而造成手术精确性下降,手术并发症增加。究其原因,还是因为对导航技术和手术机器人技术缺少深入的理解和认识,缺少规范的技术操作指导。因此,我们基于临床中所遇到的实际问题,对导航技术和手术机器人技术进行了多年的研究探索,解决了其在脊柱外科实用性、适应证、操作规范和新技术、新术式开发等一系列问题,并将其编撰成此书,贡献给广大脊柱外科医生。本书分为五大部分共17章内容。第一部分较为系统地论述了此类新技术的基础理论知识,以便读者能够深入、全面掌握此类技术,以利于其规范的临床推广应用;第二至第五部分则依托北京积水潭医院丰富的病例资源和临床经验,采用大量图片的方式向读者阐明导航及机器人辅助脊柱外科手术的详细过程,将多年来我院专家在计算机辅助脊柱手术上的临床实践经验和规范的手术步骤呈现给读者。

计算机导航及机器人辅助脊柱外科手术是一个全新的医学领域,虽然我们的编者都想尽力让本书真正成为脊柱外科医生的案头必备参考书,但是由于没有太多前人的经验可以借鉴,难免存在遗漏和不足之处,希望广大读者给予点评和指正,我们一定会在今后进行修订和完善。希望本书对愿意致力于或已经在逐步开展计算机辅助脊柱外科手术的读者提供一个较高的起点和规范地指导,使他们能更快地正确掌握此类新技术,缩短学习曲线,推动我国医疗卫生事业和智能骨科技术的发展。

感谢北京积水潭医院脊柱外科的同事们,他们的经验总结是本书最宝贵的地方。同时,也要特别感谢参与稿件整理和编排的每一位骨科同仁以及人民卫生出版社的编审,他们的辛勤劳动才使本书呈现在广大读者面前。对此,再次表示我诚挚的感谢和敬意。

田　伟

2017年8月