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在骨科机器人手术中，K 线置放精度影响治疗效果。研究人员针对非导航误差开展研究，构建模拟系统分析多种因素。结果显示，操作者习惯和椎体固定刚度是主因。该研究为提升手术精准度提供依据，助力临床应用。
在现代医疗领域，骨科手术机器人的出现，本应像精准的 “手术工匠”，为患者带来更安全、高效的治疗。然而，在实际操作中，却出现了一些 “小插曲”。手术误差成为了悬在患者和医生心头的一把剑，影响着治疗效果和患者的预后。尤其是在机器人辅助椎弓根克氏针（K 线）置放手术中，误差的来源较为复杂，其中非导航误差长期被忽视，缺乏系统研究。到底哪些因素在 “捣乱”，影响着 K 线置放的精准度？又该如何 “制服” 这些因素，提升手术质量呢？带着这些疑问，南京医科大学和南京医科大学第二附属医院的研究人员开启了一场探索之旅，相关研究成果发表在《Journal of Orthopaedic Surgery and Research》上。
为了解开非导航误差的谜团，研究人员构建了机器人辅助 K 线置放模拟系统。该系统就像是一个 “手术实验室微缩版”，通过系统结构设计、手术路径规划和误差测量方法，模拟真实手术场景，对非导航误差的影响因素进行可控的模拟和分析。
研究人员采用了多种关键技术方法。在样本准备上，使用人体腰椎椎骨模拟模型，并制作不同的固定底座来模拟椎体位移。利用多摄像头监测系统，包括广角摄像头和显微镜摄像头，实时监测 K 线的位置偏差和导向装置的振荡。同时，运用坐标系统校准和图像校准技术，确保测量数据的准确性。通过设置不同的实验变量组合，如不同的操作者习惯、导向 - 骨面距离、机械臂刚度和椎体固定刚度，进行大量的模拟实验。
在研究结果方面：
- 系统误差评估：通过在不同平面和导向 - 骨面距离下对理论进针点的多次测量，发现系统误差会随着导向 - 骨面距离的增加而增大，且在倾斜平面上的偏差比水平平面更高，但总体系统误差在 0.35mm 以内。
- 各因素对非导航误差的影响：
- 操作者习惯：对比两种操作习惯，Habit 2 下的进针点偏差和导向振荡明显大于 Habit 1。这表明 Habit 2 对 K 线置放精度的影响更不利，可能是因为 Habit 1 中 K 线自身重量使针尖稍刺入骨面，减少了偏差。
- 导向 - 骨面距离：在 Habit 1 条件下，不同距离对偏差大小影响不显著；而在 Habit 2 条件下，5cm 距离时的偏差和导航通道振荡幅度均显著高于 1cm 距离。这是由于 K 线与导向内径存在差异，距离越远，K 线摆动空间越大，误差也就越大。
- 机械臂刚度：在 Habit 1 条件下，不同机械臂长度的进针点偏差差异不显著；在 Habit 2 条件下，600mm 机械臂的偏差和振荡明显大于 500mm 机械臂。说明机械臂刚度对 K 线置放精度有显著影响，刚度越大，精度越高。
- 椎体固定刚度：硅胶固定椎体组的进针点偏差和导向振荡明显大于石膏固定椎体组，表明椎体位移是影响 K 线置放精度的重要因素。
- 误差影响因素比例分析：综合分析得出，椎体位移导致的偏差最大，其次是操作者习惯，而导向 - 骨面距离和机械臂刚度造成的偏差相对较小。因此，操作者习惯和椎体固定刚度是影响非导航误差的主要因素，导向 - 骨面距离和机械臂刚度为次要因素。
研究结论和讨论部分具有重要意义。该研究明确了非导航误差的主要影响因素，为临床手术提供了关键指导。建议在临床手术中采用 Habit 1 进行 K 线置放，尽量缩短导向 - 骨面距离，提高机械臂和椎体固定的刚度，以降低非导航误差，提升机器人辅助椎弓根螺钉置放的准确性。虽然研究是在实验室模拟环境下进行，但与临床实践紧密相关。临床数据也进一步验证了操作者习惯对手术误差的显著影响。这一研究成果提醒临床医生在手术操作中要重视非导航误差因素，为优化手术流程、提高手术质量提供了有力的理论依据，推动了骨科机器人手术技术的发展和完善。
