在整個脊柱中腰椎承擔著最大的應力，同時也是最早、最多發生退變的部位。腰椎間盤突出癥、腰椎椎管狹窄癥及腰椎滑脫等是常見的腰椎退行性疾病，患者常表現為腰痛、腿疼。
椎間盤是椎體之間的連線部位，承載著巨大應力，年齡增加，椎間盤血液迴圈變差，髓核水分遺失，當腰部用力不恰當，腰椎負荷增加，導致腰椎間盤突出癥 。在中老年人群中腰椎間盤突出癥、腰椎椎管狹窄癥、腰椎滑脫等疾病常見，這明顯的影響到這一群體的日常工作、學習等活動。
當此類患者采取理療、口服非甾體消炎止痛藥等措施無效時，則采取手術治療。近年來隨著微創脊柱外科發展，目前有脊柱微創內鏡減壓技術、脊柱微創融合技術及脊柱微創矯形技術 。脊柱微創減壓技術包括頸椎內鏡減壓技術、胸椎內鏡減壓技術及腰椎內鏡減壓技術，其中腰椎內鏡減壓技術又包括經椎間孔入路和椎板間入路。
脊柱微創融合技術即MIS-TLIF；脊柱微創矯形技術，斜外側腰椎椎體間融合術。在此之後國內外的骨科醫生開始探索 ，怎樣才能將脊柱微創內鏡減壓技術和脊柱微創融合技術結合起來，將各自的優勢發揮到最大，在內鏡下進行融合，實作組合式微創手術，即全脊柱內鏡下經椎間孔腰椎椎間融合術。該技術曾在20世紀90年代最早報道。
報道Endo-TLIF帶來的並行癥發生率為36%，該項技術在沒有改進之前，不建議臨床使用。隨著經皮內鏡經椎間孔髓核摘除術和腰椎管減壓技術的不斷改進 ，Endo-TLIF再次進入脊柱外科醫師的視野，近來得到充分的發展。腰椎椎間融合術中主要的內固定方式為雙側經皮椎弓根螺釘內固定系統，脊柱各活動方向BPS內固定的生物力強度最高，研究結果與其相似。
傳統經皮椎弓根螺釘置入，需要多次腰椎正位、側位X線透視，來確定進針點是否合適，經驗不足的手術醫師在置釘過程中極有可能出現失誤 ，導致椎弓根螺釘穿透椎弓的內側緣、下緣皮質損傷周圍血管神經。已有文獻報道椎弓根螺釘置入的失敗率為4.9%~37.5%。在內鏡減壓技術中，精準的導針穿刺可獲得更加廣闊的鏡下操作空間。
如果穿刺不準確會導致鏡下操作通道位置不佳，強迫上鏡後容易引起相應的並行癥，反復調整穿刺路徑可能會損傷重要結構，導致醫患矛盾的增加 。近年來骨科機器人運用到骨科手術中，在骨科機器人的輔助下能夠進行術前椎弓根螺釘置入的路徑規劃，確定進針點，選擇大小合適的椎弓根螺釘，能有效地降低椎弓根螺釘置入不良的風險。
此外還可運用機器人規劃穿刺路徑，精準導航穿刺，一針到位。本研究將探討骨科機器人在Endo-TLIF中穿刺導航及輔助置釘的套用及該術式治療腰椎退行性疾病的臨床療效與安全性 ，並與通道下MIS-TLIF進行比較，明確脊柱微創技術和骨科機器人輔助的優勢。以期透過此次研究為腰椎間盤突出癥伴腰椎不穩的治療提供一點新的思路。
內鏡組手術方式
手術均由同一組醫師完成。患者俯臥位於手術床，消毒鋪單。將機器人與C型臂連線，用無菌塑膠袋覆蓋機械臂，並將機器人放置於手術台左側 ，要保證機械臂的活動空間能夠覆蓋手術部位。將示蹤器用無菌貼膜固定於體表。將光學跟蹤器置於患者頭側，面向手術部位，C臂掃描病變的腰椎節段。
將收集到的數據傳輸至主控台車，完成需要手術的腰椎節段三維重建和機器人各組成部份即時配準 。在主控台車電腦上規劃椎弓根螺釘的置入路徑，同時也要規劃內鏡系統工作路徑，經下關節突外側緣、上關節突上部的關節，指向椎間盤。規劃完畢後下達執行指令，機械臂執行至預先規劃位置。
在機械臂固定方向插入滑架，確定切口位置，做1cm的小切口，鈍性分離，置入導針。運用脊柱內鏡手術器械進行鏡下減壓、融合操作，以骨科機器人輔助穿刺導航的導針為中心 ，切開長約2cm的縱行切口，使用逐級擴張套管撐開皮膚及皮下組織，安裝椎間孔鏡，在灌流式的水環境中運用環鋸，切除上關節突及部份下關節突，配合使用咬骨鉗擴大開窗。
將切除關節突過程中的松質骨，使用咬骨鉗咬成小顆粒用於椎間植骨。內鏡監視下切除背側肥厚黃韌帶，充分暴露出行和下行神經根 ，確認解剖關系，將套管推入脊髓腹側減壓，處理椎間盤及終板，直至充分顯示出皮質骨終板、滲血良好，將套管結束椎間孔，探查神經根搏動良好。
通道組手術方式
患者體位取俯臥位於手術床，消毒鋪單。將機器人系統與C臂連線，用無菌塑膠袋覆蓋機械臂，並將機器人放置於手術台左側面，要確保機械臂的活動範圍能夠覆蓋手術部位 ，將示蹤器用無菌貼膜固定於體表，將光學跟蹤相機置於患者頭側，面向手術區域，C型臂掃描病變的腰椎節段，將獲得的數據傳輸至主控台車。
完成手術節段三維重建及機器人系統工作空間的自動配準，在主控台車上進行螺釘置入及手術減壓部位的規劃，依據主控台車上規劃的路徑，機械臂執行至預先規劃的位置 ，在機械臂固定方向插入滑架，在主控台車電腦上點選微調，確定切口位置，做1cm的小切口，鈍性分離，置入導針。
依據在主控台車規劃的減壓部位做長約4～5cm切口，依次切開皮膚、皮下組織，用手指鈍性分離肌間隙，依次置入逐級擴張套管，清理局部殘留的軟組織 ，在關節突關節，確定截骨水平，咬除上下關節突，留做植骨材料，充分減壓，去除椎間盤及軟骨終板，並用螺釘尾帽鎖緊鈦棒，透視確認各內建物位置滿意，沖洗、放置引流，關閉傷口。
腰椎間盤突出癥伴腰椎不穩
在中老年人群腰腿痛的常見原因就是腰椎間盤突出癥。腰椎間盤突出受到多種因素的影響，在椎間盤退行性改變的基礎上，各種原因使得纖維環破裂 ，髓核突破纖維環繼發炎癥刺激和免疫反應，而這種改變反過來又會加劇椎間盤突出，這種病理變化會導致一系列的臨床癥狀。有時LDH患者不僅是單純的突出，嚴重時有可能發生腰椎滑脫。
腰椎間盤突出癥常見的發病機制有以下幾個方面，機械力學學說，椎間盤連線著上下椎體，在穩定脊柱和緩沖壓力中都起到了至關重要的作用 。髓核的退行性改變與突出和其受到的壓力大小及壓力持續時間相關，彎腰時椎體前屈，纖維環後緣壓力減少，前緣壓力增加，長時間處於這種狀態，髓核水分遺失、變性，最終突出壓迫馬尾或者脊神經根。
基質金屬蛋白酶學說，基質金屬蛋白酶是一類重要的基質蛋白水解酶，當該酶被啟用後發生一系列的級聯反應，可以加快細胞外基質的降解 ；基因控制學說，人類聚集蛋白聚糖等位基因21、25串聯重復序列片在腰椎間盤中出現頻率高，此外FasL、CASP-9基因在腰椎間盤突出癥中扮演著重要角色。
腰椎間盤突出癥的治療主要包括保守治療、經皮穿刺技術治療及手術治療。常見的保守治療物理治療，在LDH急性期患者嚴格絕對臥床可降低椎間盤的承載負荷可擴大椎管的容積 ，有利於局部無菌性炎癥的消退，中醫藥的針灸、理療等，緩解期可鼓勵患者做「燕子飛」操；藥物治療目前臨床上常見的藥物有非甾體抗炎藥、神經營養藥物等。
且有相關研究報道NSAIDs能夠有效的緩解患者的痛苦，選擇性的COX-2抑制劑與非選擇性的NSAIDs在短期內的療效並無顯著差異 ，但是選擇性的對患者胃的功能影響小，臨床當中多選用的選擇性的NSAIDs藥物。經皮穿刺技術治療包含經椎間孔硬膜外封閉、髓核溶解、臭氧消融及椎間盤激光減壓等。
LDH的手術治療，手術能夠有效地解決患者的臨床癥狀，近來隨著外科技術的飛速發展，脊柱微創技術得到了廣泛地推廣及套用，如具有代表性的PELD與MIS-TLIF技術 。脊柱微創技術對患者損傷小、恢復快、並行癥少。此次研究中發現，內鏡組中患者的腰痛VAS評分和ODI評分在術後1周、術後3個月時低於通道組。
骨科機器人的特點
骨科機器人由中國自主研發，目前已經運用於骨科領域，尤其在脊柱手術中輔助置入椎弓根螺釘與個體化穿刺導航中發揮了巨大優勢 。術中骨科機器人接收來自ARCADIS0rbic3D系統掃描生成的三維數據，在主控台車上從冠狀位、矢狀位、橫斷位三個方向規劃螺釘置入路徑，還可在三維立體圖上觀察手術節段螺釘置入的相對位置。
機械臂按照指令執行至指定空間位置，準確地指導椎弓根螺釘置入的體表定位和穿刺角度，避免因穿刺失誤導致神經根的損傷 。骨科機器人在脊柱椎弓根螺釘置入過程中具有以下特點。該機器人具有「穩定手」，其定位準確、靈敏度高、執行平穩特點。這一特點能夠有效地避免術者徒手置釘的過程中，因疲勞或者生理性震顫，而導致的置釘失敗。
傳統手術過程中透視輔助下椎弓根螺釘的置入對手術間工作人員輻射較大，而骨科機器人無懼輻射，這可以減少術者與輻射環境的接觸 。與C臂透視輔助下椎弓根螺釘置入相比在機器人輔助下置釘，手術室相關工作人員在放射線下暴露的時間將近減少了50%，但對患者而言，機器人輔助手術中需要對患者進行高分辨率CT掃描。
與原來C臂透視輔助相比，患者所受總輻射劑量是增加還是減少，目前尚無明確定論。C臂透視輔助下術者可以看到骨質 ，但是缺少三維空間立體感。光學追蹤系統具有「透視眼」，在手術時，用三維影像掃描到顯示器。
然後透過導航系統幫助手術醫師進行三維立體定位，不需要觀察解剖結構，就可在機器人主控台進行螺釘最佳置入路徑規劃，確定螺釘的置入點 、方向及大小。在機器人輔助手術過程中不需在去暴露解剖標誌，並且螺釘置入的準確性更高。
骨科機器人與MIS-TLIF結合的優勢及其療效
腰椎間盤突出癥伴腰椎不穩的患者常伴有腰痛、腿痛，當保守治療無效時，腰椎融合術是首選方式 。最開始Cloward提出後路腰椎融合術,PLIF因具有充分的減壓、融合等特點，成為了經典的腰椎融合術式。但該術式要切除棘突、椎板等結構，這破壞了脊柱的後柱，術後脊柱的穩定性受到了一定的影響。
經椎間孔腰椎椎間融合術對脊柱後柱的骨與軟組織得到有效地保護，術中對神經根較少地牽拉，椎間融合率較高 。PLIF與TLIF都是後正中入路，這必然會損傷椎旁肌，患者術後醫源性腰背痛發生的機率會增加。2003年Foley提出了微創經椎間孔腰椎椎間融合術，該術式在最長肌與多裂肌之間進入，在肌間隙中置入可擴張通道進行減壓。
對椎旁肌的損傷降到了更低，在術前單節段腰椎間盤突出癥患者的多裂肌雙側有差別，其可保留肌肉止點可重塑代償肌肉萎縮 。目前在腰椎退行性疾病中MIS-TLIF得到了廣泛地套用，如輕度腰椎滑脫、腰椎間盤突出癥伴腰椎不穩要行椎間融合的手術，經驗豐富的脊柱外科醫師可實施多節段的手術操作或者雙側的減壓、融合操作。
