综述：机器人辅助脊柱手术的进展：文献综述与技术比较

这篇综述系统回顾了机器人辅助脊柱手术领域的技术革新，重点对比了光学追踪系统（OTS）与新兴电磁导航（EM）技术的优劣。文章详细分析了6种主流脊柱手术机器人（如Mazor X Stealth Edition、ExcelsiusGPS等）的技术特点，并首次介绍了采用EM导航的8i Robotics系统，指出其突破性的无视线限制优势（<0.9 mm精度）及多机械臂协同操作能力，为未来脊柱手术机器人发展提供了新方向。

　　

引言

神经外科领域正经历着由导航系统和机器人技术驱动的革命性变革。2004年Mazor公司开发的SpineAssist开创了脊柱手术机器人先河，采用基于框架的立体定向技术，通过术前CT图像规划螺钉路径。2011年问世的Renaissance机器人首次引入光学追踪系统（OTS），利用近红外（NIR）反射标记和红外相机实现亚毫米级精度，目前所有主流系统如Mazor X Stealth Edition（MXSE）、ExcelsiusGPS（EGPS）均采用该技术。而8i Robotics最新研发的电磁导航（EM）系统，通过低频电磁场定位传感器线圈，首次实现了无视线障碍的脊柱手术导航。

当前脊柱手术机器人系统

MXSE采用床旁固定设计，通过髂后上棘（PSIS）的Schawnz螺钉实现患者-机器人耦合，配备双光学相机和红外相机，可实现术中实时扫描规划。临床数据显示其椎弓根螺钉置入准确率达100%（Gertzbein-Robbins A级）。ExcelsiusGPS的创新之处在于四足独立支撑结构，结合术前/术中CT融合技术，独有的钻头防滑移传感器能自动补偿患者呼吸运动。ROSA One则通过髂骨参考针注册，配备呼吸暂停模式消除脊柱位移影响。

新兴的CUVIS Spine具有骨接触力反馈系统，能检测侧向排斥力；CirQ以极简的桌边机械臂设计减少手术室占用；而TiRobot II的360°全向追踪器和智能手术模块实现了"单 surgeon 操作"。这些系统均依赖OTS，面临视线遮挡导致的精度下降问题。

电磁导航的革命性突破

8i Robotics系统首次将EM导航引入脊柱领域，其双机械臂设计可同步完成超声骨切割（左臂）和螺钉置入（右臂）。测试数据显示其平移精度<0.9 mm，方向精度<0.9°，EM工作容积30×30×30 cm³。独特的扭矩反馈系统能实时监测螺钉置入质量，呼吸追踪模块自动补偿患者运动。术中"动态规划"功能允许随时调整方案，脚踏板控制使术者能即时干预操作流程。

导航技术对比

OTS作为金标准，在MXSE、ROSA等系统中保持97%以上的螺钉置入准确率，但存在标记物位移需重新注册的缺点。EM导航虽不受器械遮挡影响，却易受MRI等设备电磁干扰，且精度随距场发生器距离增加而降低。ENT领域研究显示EM系统可缩短30%手术时间，但脊柱手术中尚未有机器人整合案例。一项手动EM导航研究显示其精度媲美机器人OTS系统，且减少70%辐射暴露。

未来展望

尽管OTS凭借成熟的安全记录仍是主流选择，8i Robotics的EM导航方案为解决视线限制提供了新思路。下一步需开展更多临床研究验证EM系统的长期稳定性，特别是对抗手术室电磁干扰的能力。多机械臂协同、实时力反馈和动态呼吸补偿等创新技术，预示着脊柱手术将进入更精准、更自主的新时代。