《Frontiers in Surgery》：Clinical outcomes and learning curve of robot-assisted percutaneous cannulated screw fixation for femoral neck fractures
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背景：机器人辅助空心螺钉固定可能在股骨颈骨折治疗中改善轨迹控制并减少透视采集次数；然而，其相对临床获益和早期学习曲线仍缺乏充分描述。方法：这项单中心回顾性队列研究纳入了2023年1月至2025年1月期间接受治疗的61例18–65岁急性Pauwels II型
背景：机器人辅助空心螺钉固定可能在股骨颈骨折治疗中改善轨迹控制并减少透视采集次数；然而，其相对临床获益和早期学习曲线仍缺乏充分描述。方法：这项单中心回顾性队列研究纳入了2023年1月至2025年1月期间接受治疗的61例18–65岁急性Pauwels II型或III型股骨颈骨折患者。21例患者接受机器人辅助固定，40例患者接受传统徒手三枚空心螺钉固定。研究人员比较了围手术期、影像学及12个月临床结局。采用Spearman等级相关、简单线性回归和均值中心化累积和（CUSUM）分析评估学习曲线。结果：两组基线特征具有可比性。与传统徒手固定相比，机器人辅助固定的总手术时间更短、透视采集次数更少、术中出血量更低。机器人辅助固定与更优的螺钉置入参数和更少的股骨颈短缩相关。机器人辅助组术后第1天采用视觉模拟量表（VAS）评估的疼痛评分更低。术后1个月及末次随访时的Harris髋关节评分（HHS）更高。骨折愈合时间和颈干角在两组间无显著差异。随访期间仅发生1例术后并发症，即徒手组1例患者出现螺钉退出；因此，无法得出比较安全性结论。在机器人辅助队列中，病例数与总手术时间、穿刺工作流程时间和透视使用次数呈负相关。均值中心化CUSUM轨迹分别在病例7、6和6处达到样本特异性最大值，随后呈现总体下降趋势。结论：与传统徒手固定相比，机器人辅助经皮空心螺钉固定与更高的手术效率和更优的螺钉置入参数相关。在术后疼痛、HHS和股骨颈短缩方面观察到统计学显著差异；然而，这些差异的临床重要性仍不确定。在观察到的机器人辅助病例序列中，手术表现逐步改善，但该队列无法确立经过验证的熟练度阈值。
## 论文解读
### 一、研究背景与问题
股骨颈骨折是临床常见的髋部损伤类型，尤其在高龄人群中具有显著疾病负担。由于骨折位于关节囊内且股骨头血供脆弱，骨不连和股骨头缺血性坏死风险较高，保髋治疗面临挑战。对于年轻患者及需要保留自身关节的特定人群，经皮空心螺钉固定仍被广泛采用，因其可减少软组织损伤并提供有效骨折稳定。然而，传统徒手固定高度依赖术者对二维透视图像的主观解读和反复导针轨迹调整，这一操作依赖性流程可能增加透视需求，并导致螺钉位置和最终构型的变异。骨科机器人系统整合了基于图像的规划、术中导航和机械引导执行，有望改善轨迹控制并减少反复透视确认。但机器人辅助技术引入了追踪器放置、图像配准和轨迹规划等额外步骤，其对手术表现及技能习得的影响此前缺乏充分研究。既往研究主要聚焦围手术期效率和植入物置入准确性，对连续病例中手术表现的变化关注不足。为此，研究人员开展了这项单中心回顾性队列研究，比较机器人辅助与传统徒手经皮空心螺钉固定在股骨颈骨折患者中的围手术期、影像学和临床结局，并通过Spearman秩相关、简单线性回归及累积和（CUSUM）分析评估机器人辅助固定的早期学习曲线。
### 二、研究的核心发现与意义
该研究纳入了2023年1月至2025年1月在武汉市第六医院接受手术治疗的61例股骨颈骨折患者，其中21例接受机器人辅助固定，40例接受传统徒手固定。研究发现，与传统徒手固定相比，机器人辅助固定显著缩短了总手术时间和穿刺工作流程时间，降低了术中出血量并减少了透视采集次数。在影像学层面，机器人辅助组获得了更高的Garden对线指数、更小的螺钉平行角、更大的螺钉分散角以及更少的股骨颈短缩。临床结局方面，机器人辅助组术后第1天疼痛评分更低，术后1个月和末次随访的Harris髋关节评分（HHS）更高。骨折愈合时间和颈干角无显著组间差异。学习曲线分析显示，随机器人辅助手术例数增加，总手术时间、穿刺时间和透视次数均呈下降趋势，CUSUM轨迹分别在病例7、6和6处达到峰值后整体下行。这些发现提示机器人辅助技术的主要价值可能在于提高导针和螺钉置入的一致性与手术效率，而非加速生物学愈合过程。
### 三、关键技术方法概述
研究人员采用单中心回顾性队列设计，连续纳入符合标准的股骨颈骨折患者。机器人辅助手术使用第三代TiRobot骨科机器人系统，该系统由机械臂操作子系统、光学跟踪定位子系统、手术规划子系统和术中实时导航子系统组成。手术流程包括闭合复位、透视确认、轨迹规划、机械臂对准、导针置入和空心螺钉固定。对照组采用传统徒手技术，在反复透视引导下手动插入三枚导针并置入空心螺钉。学习曲线分析采用Spearman秩相关、简单线性回归和均值中心化CUSUM分析。影像学测量由两名经过培训的骨科医师独立完成。统计分析采用独立样本t检验、Mann-Whitney U检验、卡方检验和Fisher精确检验。
### 四、研究结果
#### 1. 基线特征
两组在年龄（52.29±2.83 vs 52.70±2.72岁）、体质量指数（BMI）、性别分布、骨折侧别、Garden分型、Pauwels分型及受伤至手术时间方面均无统计学显著差异，表明两组基线特征具有可比性。
#### 2. 机器人辅助固定与较短手术时间、更低出血量和更少透视相关
通过组间比较发现，机器人辅助组总手术时间较徒手组显著缩短（65.05±4.19 vs 77.93±5.62 min，P<0.001）。穿刺工作流程时间也显著更短（5.00 [5.00–7.00] vs 12.00 [11.00–12.25] min，P<0.001）。术中出血量更低（23.00 [22.00–28.00] vs 34.50 [29.50–38.00] mL，P<0.001）。透视采集次数更少（12.00 [10.00–15.00] vs 17.50 [16.00–20.00]次，P<0.001）。
#### 3. 固定后影像学和螺钉置入参数
术后影像学评估显示，机器人辅助组正位Garden对线指数（161.00° [159.00–164.00°] vs 157.50° [155.00–160.25°]，P<0.001）和侧位Garden对线指数（179.00° [178.00–180.00°] vs 177.50° [176.00–179.00°]，P=0.008）均高于徒手组。机器人辅助组螺钉平行角更小（1.90° [1.70–2.10°] vs 2.15° [2.00–2.30°]，P=0.008），螺钉分散角更大（73.80° [73.20–74.10°] vs 70.00° [69.30–70.62°]，P<0.001），股骨颈短缩程度更轻（4.30 [4.20–4.30] vs 5.25 [4.90–5.53] mm，P<0.001）。两组颈干角差异无统计学意义（132.67±2.24° vs 132.38±2.00°，P=0.605）。
#### 4. 术后临床结局和并发症
骨折愈合时间在两组间无显著差异（均为18.00 [18.00–18.00]周，P=0.359）。机器人辅助组术后第1天VAS疼痛评分显著低于徒手组（3.00 [2.00–3.00] vs 4.00 [3.00–5.00]，P<0.001）。HHS在术后1个月（85.00 [84.00–86.00] vs 83.00 [82.00–84.00]，P<0.001）和末次随访（88.62±2.16 vs 86.78±1.94，P=0.001）时均显著高于徒手组。随访期间仅徒手组1例患者发生螺钉退出，机器人辅助组无并发症发生；因事件率极低（Fisher精确检验P=1.000），无法得出比较安全性结论。
#### 5. 连续机器人辅助病例的手术表现变化
在机器人辅助队列内，病例数与总手术时间（Spearman ρ=?0.728，Holm校正P=0.0005）、穿刺工作流程时间（ρ=?0.612，校正P=0.0064）和透视次数（ρ=?0.558，校正P=0.0086）均呈显著负相关。简单线性回归显示，每增加1例机器人辅助病例，总手术时间减少0.514 min（95% CI，0.304–0.724），穿刺时间减少0.169 min（95% CI，0.079–0.259），透视次数减少0.252次（95% CI，0.101–0.403）。均值中心化CUSUM轨迹分别在病例7、6和6处达到样本特异性最大值，随后呈总体下降趋势。与机器人辅助病例前三分之一相比，最后三分之一的总手术时间减少11.2%，穿刺时间减少36.0%，透视次数减少23.1%。相比之下，徒手组上述结局均未显示与病例数显著相关（Spearman ρ分别为0.289、0.003和0.032，Holm校正后均P>0.05），CUSUM轨迹波动且无持续下降趋势。
### 五、讨论与结论
讨论部分指出，机器人辅助固定的潜在价值可能主要体现在促进导针和螺钉置入的一致性、减少术中反复调整，而非加速骨折生物学愈合。操作时间和透视次数减少可能具有流程层面的临床意义，传统徒手固定依赖于术者对二维透视图像的反复判读和导针轨迹调整，机器人系统通过整合图像规划与机械引导，可提高预定轨迹的执行一致性。影像学参数的改善为早期临床结局差异提供了潜在机械学解释，但Garden对线指数、螺钉平行角和分散角等差异的因果关系无法从回顾性比较中确立。股骨颈短缩的中位组间差异约为0.95 mm，尽管具有统计学意义，但该幅度的临床相关性尚不确定，且未建立经过验证的最小临床重要差异。HHS差异虽在末次随访时仍存在，但绝对差异较小，其临床重要性同样无法仅凭统计学意义判断。学习曲线方面，CUSUM峰值不应被解释为经过验证的熟练度阈值，这些峰值仅是样本特异性描述性特征；部分改善可能反映累计手术经验、团队配合度提升等非机器人特异性因素，而非单纯的机器人技术适应。研究局限性包括回顾性单中心设计、非随机分组、机器人辅助组样本量仅21例、未进行多变量调整、12个月随访可能不足以发现晚期并发症、未直接测量辐射剂量、未进行正式的观察者间和观察者内可靠性分析。
研究结论为：在该队列中，与传统徒手固定相比，机器人辅助经皮空心螺钉固定与更高的手术效率、更少的透视采集次数和更优的螺钉置入参数相关。在术后第1天疼痛、HHS值和股骨颈短缩方面观察到统计学显著差异；然而，HHS和股骨颈短缩的绝对差异较小，其临床相关性仍不确定。辐射剂量未直接测量，透视采集频率不应被解释为辐射暴露的直接测量指标。在观察到的机器人辅助病例序列中，手术表现呈改善趋势；然而，有限的样本量和探索性分析的性质排除了建立经过验证的熟练度阈值。未来需开展更大规模、前瞻性、风险校正的学习曲线研究，并纳入成本效益和患者报告结局，以进一步明确机器人辅助固定的临床定位。
