機(jī)器人輔助技術(shù)在全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

張帥 孔祥朋 柴偉

全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)（total hip arthroplasty，THA）是保守治療無效的髖部疼痛或髖部功能障礙的有效治療方法，被認(rèn)為是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)史上最成功的手術(shù)之一。然而，假體位置不佳導(dǎo)致的脫位、磨損仍是手術(shù)失敗的重要原因［1］。近年來，機(jī)器人輔助手術(shù)的應(yīng)用為解決以上問題提供了可能。本文旨在通過回顧分析國內(nèi)外髖關(guān)節(jié)機(jī)器人的發(fā)展歷程、性能特點(diǎn)與臨床結(jié)果等相關(guān)研究，客觀、全面地評價(jià)其在髖關(guān)節(jié)置換中的臨床價(jià)值及應(yīng)用前景。

一、文獻(xiàn)檢索策略

本文通過英文檢索詞“robotics”“total hip arthroplasty”“prognosis”，中文檢索詞“機(jī)器人”“全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)”“預(yù)后”在PubMed、Web of Science、中國知網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)庫等進(jìn)行檢索，共檢索到文獻(xiàn)237 篇。文獻(xiàn)納入標(biāo)準(zhǔn)為：①已正式發(fā)表的期刊文獻(xiàn)；②文獻(xiàn)內(nèi)容與機(jī)器人輔助THA研究密切相關(guān)；③同類研究中高證據(jù)質(zhì)量高的文獻(xiàn)。排除標(biāo)準(zhǔn)為：①非英文的外文文獻(xiàn)以及無法獲得全文的文獻(xiàn)；②學(xué)位論文、述評、講座、會議文獻(xiàn)、回復(fù)信件等非論著文獻(xiàn)。最終依據(jù)納入及排除標(biāo)準(zhǔn)納入文獻(xiàn)41篇（圖1）。

圖1 文獻(xiàn)納入流程圖

二、機(jī)器人介紹

按照人機(jī)工作模式，外科機(jī)器人分為被動(dòng)式、半主動(dòng)式、主動(dòng)式三種。被動(dòng)式機(jī)器人手術(shù)是在外科醫(yī)生的控制下連續(xù)進(jìn)行，沒有反饋回路，只能被動(dòng)執(zhí)行醫(yī)生的指令。達(dá)芬奇機(jī)器人是目前外科領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的被動(dòng)式機(jī)器人系統(tǒng)，它由外科醫(yī)生控制臺、床旁機(jī)械臂系統(tǒng)、成像系統(tǒng)組成，其被動(dòng)式遠(yuǎn)程操作機(jī)械臂可以輔助醫(yī)生的眼和手，以更清晰的視野和更高的靈活度進(jìn)行手術(shù)操作。在關(guān)節(jié)外科領(lǐng)域，各種導(dǎo)航工具可以感知肢體位置及骨性標(biāo)志，但并非傳統(tǒng)意義上的被動(dòng)式機(jī)器人，故本文不作介紹。半主動(dòng)式機(jī)器人需要外科醫(yī)生參與，并具有觸覺反饋回路，即它能夠與外科醫(yī)生實(shí)時(shí)通信，在手術(shù)過程中，如果術(shù)者動(dòng)作偏離手術(shù)計(jì)劃的范圍，機(jī)械臂則會提供觸覺阻力，進(jìn)一步的偏離將觸發(fā)聲音警報(bào)并關(guān)閉機(jī)械臂，有限的操作空間有助于更精準(zhǔn)的實(shí)施手術(shù)計(jì)劃，從而增加手術(shù)的安全性。主動(dòng)式機(jī)器人髖關(guān)節(jié)手術(shù)系統(tǒng)可根據(jù)預(yù)定的程序?yàn)榧袤w植入做準(zhǔn)備，無需術(shù)者的干預(yù)，自動(dòng)執(zhí)行術(shù)前規(guī)劃完成手術(shù)操作。

根據(jù)平臺的兼容性，機(jī)器人系統(tǒng)可分為開放平臺和封閉平臺。開放平臺可以與不同廠家的假體和設(shè)計(jì)兼容，具有普適性。醫(yī)生能夠根據(jù)病人的解剖結(jié)構(gòu)來選擇合適的假體，然而，由于開放式平臺能夠整合多種類型的假體，故缺乏設(shè)計(jì)特異性和生物力學(xué)數(shù)據(jù)來預(yù)測最佳假體位置［2］。封閉平臺只能與特定廠家的特定假體相匹配，外科醫(yī)生無法對假體類型進(jìn)行選擇，需要外科醫(yī)生決定使用這種機(jī)器人系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)和收益是否超過與假體選擇相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)和好處［3-4］。

目前國內(nèi)外主要有4 種可用于輔助髖關(guān)節(jié)置換的機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)，包括ROBODOC（Think Surgical Inc.，F(xiàn)remont，CA，USA），CASPAR（Universal Robot Systems Ortho，Germany），ACROBOT（The Acrobot Co.Ltd，London，UK）和MAKO（Stryker Corporation，Kalamazoo，MI，USA）。這其中，只有ROBODOC和MAKO機(jī)器人還在臨床廣泛應(yīng)用［5］。

（一）ROBODOC

1992年，世界上第一例機(jī)器人輔助髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)正是由ROBODOC機(jī)器人完成，是機(jī)器人輔助的外科手術(shù)中最早實(shí)例之一，ROBODOC公司后期被Curexo Technology Corporation（現(xiàn)稱為THINK Surgical）收購。現(xiàn)在，新一代主動(dòng)式ROBODOC系統(tǒng)T Solution one 已獲得美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）的批準(zhǔn)，并且也擴(kuò)展到全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)（total knee arthroplasty，TKA）中［6］。

ROBODOC 機(jī)器人屬于主動(dòng)式開放平臺系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)初衷是為了在非骨水泥型THA 中，對股骨假體所匹配的髓腔進(jìn)行精確化機(jī)械磨削，從而實(shí)現(xiàn)假體-股骨之間更緊密的壓配，促進(jìn)內(nèi)生長，延長假體壽命，減少手術(shù)翻修率［7-8］。其由術(shù)前規(guī)劃計(jì)算機(jī)工作站（ORTHODOC）、五軸機(jī)械臂和高速銑削設(shè)備作為末端執(zhí)行器組成［9-10］，可幫助外科醫(yī)生在術(shù)前設(shè)計(jì)股骨假體的類型，對股骨髓腔進(jìn)行機(jī)械擴(kuò)髓以適配選定的非骨水泥假體。該系統(tǒng)在美國和德國進(jìn)行了許多臨床試驗(yàn)，證明它是安全、有效的，可以在影像學(xué)上實(shí)現(xiàn)更好的假體定位及適配，并可明顯減少骨折的發(fā)生率［9，11-12］。

該公司新一代主動(dòng)式手術(shù)機(jī)器人T Solution one系統(tǒng)，結(jié)合了為ROBODOC 開發(fā)的技術(shù)，包含TPLAN 和TCAT 兩個(gè)子系統(tǒng)。TPLAN 主要用于術(shù)前規(guī)劃，TACT 系統(tǒng)由一系列傳感器、全自動(dòng)機(jī)械臂及相應(yīng)的截骨工具共同組成。該系統(tǒng)的優(yōu)勢在于能積極地進(jìn)行股骨的準(zhǔn)備，還可以引導(dǎo)髖臼磨挫和機(jī)械臂輔助杯植入，并利用病人的CT結(jié)果另行制作假骨模型，在假骨上進(jìn)行操作，驗(yàn)證術(shù)前規(guī)劃的可行性。但由于應(yīng)用時(shí)間短、缺乏高質(zhì)量的研究，該機(jī)器人系統(tǒng)的有效性仍有待確定［5-6，13］。

（二）CASPAR

另一個(gè)具有主動(dòng)式開放平臺的手術(shù)機(jī)器人是CASPAR。該系統(tǒng)由基于CT圖像的交互式規(guī)劃工作站和改進(jìn)型工業(yè)機(jī)器人（Stabubli RX90 工業(yè)機(jī)器人）組成，可應(yīng)用于THA、前交叉韌帶修復(fù)術(shù)和TKA［14］。CASPAR 的應(yīng)用報(bào)道主要限于德國。Siebel 等［15］一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，與對照組的徒手THA 病人相比，CASPAR 組病人的髖關(guān)節(jié)Harris 評分沒有顯著優(yōu)勢，并且CASPAR的平均手術(shù)時(shí)間更長，失血量更多，雖然這些差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但CASPAR 組的并發(fā)癥、翻修率和異位骨化率較高。現(xiàn)臨床上已不再使用CASPAR 機(jī)器人系統(tǒng)［16］。

主動(dòng)系統(tǒng)的不可靠性是另一個(gè)重要問題，多達(dá)18%的情況下需要轉(zhuǎn)為人工完成［12］。在一些比較研究中，與人工THA相比，采用全主動(dòng)系統(tǒng)的并發(fā)癥發(fā)生率更高，這凸顯了使用機(jī)器人技術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)［15］。目前來看，雖然主動(dòng)系統(tǒng)已相對邊緣化，但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，主動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)可能在未來某個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)獲得新生。

（三）MAKO

目前，機(jī)器人輔助THA 領(lǐng)域的主流是基于半主動(dòng)式封閉平臺的MAKO機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)不但可以在髖臼磨挫和臼杯放置方面保持精度優(yōu)勢，還可以計(jì)算術(shù)中髖關(guān)節(jié)長度、偏心距和聯(lián)合前傾角，以及做出相應(yīng)的假體調(diào)整的能力［17-18］。2008 年FDA 批準(zhǔn)了MAKO 用于TKA，并在2010 年批準(zhǔn)其應(yīng)用于THA［5］。目前國內(nèi)應(yīng)用的MAKO 機(jī)器人系統(tǒng)為3.0版本，而國外已上線4.0 MAKO THA 版本，新增站立位與平臥位的骨盆傾斜角的換算，引入脊柱-骨盆-髖關(guān)節(jié)聯(lián)動(dòng)下的功能安全區(qū)概念，在術(shù)前計(jì)劃時(shí)即可顯示股骨柄前傾角，進(jìn)行術(shù)后動(dòng)態(tài)撞擊模擬，并可輔助進(jìn)行翻修手術(shù)。

MAKO機(jī)器人由機(jī)械臂、攝像立架以及操作平臺三部分組成，病人在術(shù)前接受CT掃描以生成骨盆和股骨近端的3D模型，然后醫(yī)生對截骨量、假體型號及類型進(jìn)行術(shù)前規(guī)劃，并可在虛擬條件下將假體模板放置在最佳位置。手術(shù)中使用一系列術(shù)中注冊點(diǎn)注冊髖臼。建立一個(gè)實(shí)時(shí)模型，指導(dǎo)髖臼磨挫，并引導(dǎo)髖臼杯的植入［17］。

根據(jù)是否輔助股骨側(cè)假體植入，MAKO 機(jī)器人可分為Enhance模式和Express模式。Enhance模式可進(jìn)行髖臼側(cè)與股骨側(cè)手術(shù)，但需要額外的步驟，通過一系列注冊點(diǎn)進(jìn)行股骨的注冊。醫(yī)生可以通過該模式引導(dǎo)股骨頸截骨、擴(kuò)髓、調(diào)整股骨前傾角、糾正下肢長度差異、恢復(fù)聯(lián)合偏心距等。當(dāng)然，采用Express模式術(shù)中同樣可以測量下肢長度及偏心距，只是不能指導(dǎo)股骨頸截骨并獲悉實(shí)際的股骨柄前傾角。另外，Enhance 模式不適用于直接前入路。由此可見，半主動(dòng)式MAKO 機(jī)器人系統(tǒng)是人機(jī)協(xié)作，而不是自動(dòng)執(zhí)行手術(shù)計(jì)劃［19］。這也是半主動(dòng)式機(jī)器人相比其他模式機(jī)器人更具有安全性以及優(yōu)勢的一點(diǎn)。

三、機(jī)器人輔助THA的臨床應(yīng)用

（一）假體位置

根據(jù)Gwam 等［1］的研究，最常見的THA 并發(fā)癥包括機(jī)械松動(dòng)和假體脫位，占THA翻修的1/3以上，精確的髖臼杯、股骨柄放置是THA 后減少假體松動(dòng)、脫位以及取得良好預(yù)后的關(guān)鍵，隨著機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)步和相關(guān)的研究進(jìn)展，有越來越多的證據(jù)顯示機(jī)器人輔助手術(shù)可以提高THA假體位置的精準(zhǔn)度。

由Bargar 等［20］發(fā)表的隨機(jī)臨床試驗(yàn)14 年的隨訪結(jié)果顯示使用ROBODOC 主動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)可以改善股骨柄的充填及力線，在平均14年的隨訪中，機(jī)器人組的假體柄沒有發(fā)生松動(dòng)，在臨床結(jié)果上有微小但潛在重要的改善。此外，一項(xiàng)使用非骨水泥股骨柄的前瞻性隨機(jī)對照試驗(yàn)［21］得出的結(jié)論是，與徒手THA 相比，使用ROBODOC 系統(tǒng)輔助的THA 可以改善股骨柄的位置和下肢長度的準(zhǔn)確性，同時(shí)還降低了術(shù)中髖部骨折的風(fēng)險(xiǎn)。Nishihara 等［22］評估了手術(shù)后的X 線片和CT，認(rèn)為相比于人工植入技術(shù)，使用ROBODOC 可以實(shí)現(xiàn)出色的假體匹配。Kamara 等［18］進(jìn)行了一項(xiàng)回顧性隊(duì)列研究，比較了3 組病人：100 例病人接受了透視輔助的前路THA，100 例MAKO 機(jī)器人輔助THA 以及對照組中的100 例徒手THA。結(jié)果表明，徒手THA 中76%的假體位置在目標(biāo)區(qū)域中，透視輔助前入路中達(dá)到了84%，機(jī)器人輔助THA中達(dá)到了97%，得出的結(jié)論是MAKO機(jī)器人技術(shù)顯著提高了髖臼假體位置和角度的精準(zhǔn)度。Domb等［23］進(jìn)行了一項(xiàng)100例的匹配配對對照研究設(shè)計(jì)，發(fā)現(xiàn)由MAKO機(jī)器人植入的髖臼杯更有可能落在Lewinnek 和Callanan 安全區(qū)內(nèi)，分別為100%和92%。Illgen 等［24］進(jìn)行的一項(xiàng)研究隨訪兩年，結(jié)果顯示與徒手THA 相比，機(jī)器人輔助THA 提高了髖臼假體位置及角度的準(zhǔn)確性，并且減少了脫位率。但還需要長期多中心對照研究來驗(yàn)證假體位置的準(zhǔn)確性。Kong 等［25］的一項(xiàng)研究認(rèn)為MAKO機(jī)器人輔助THA手術(shù)假體位置明顯優(yōu)于傳統(tǒng)手術(shù)。

盡管這些證據(jù)表明機(jī)器人在假體定位方面具有更高的準(zhǔn)確性和更少的異常值，但目前尚不清楚這些影像學(xué)上的好處是否轉(zhuǎn)化為臨床結(jié)果的改善，需要更長的隨訪時(shí)間來確定機(jī)器人的遠(yuǎn)期臨床結(jié)果，重點(diǎn)關(guān)注病人報(bào)告結(jié)果和其他功能評估。

（二）下肢長度及偏心距

下肢不等長是關(guān)節(jié)外科醫(yī)生被訴訟的首要原因。臨床研究表明機(jī)器人在平衡下肢腿長方面具有一定優(yōu)勢。Honl等［12］對ROBODOC進(jìn)行的一項(xiàng)前瞻性研究發(fā)現(xiàn)，與人工植入相比，機(jī)器人輔助的腿長差異顯著降低。Domb 等［23］進(jìn)行的一項(xiàng)研究指出，機(jī)器人輔助THA 可以準(zhǔn)確平衡下肢腿長差異。Hsieh 等［26］的一項(xiàng)關(guān)于機(jī)器人輔助THA后股骨前傾、股骨偏心距和垂直偏心距的研究中，結(jié)果顯示至少95%的病人股骨前傾處于臨床理想目標(biāo)內(nèi)，至少99%的病人股骨偏心距處于臨床理想目標(biāo)內(nèi)，以7 mm為目標(biāo)，至少95%的病人髖關(guān)節(jié)垂直偏心距在目標(biāo)范圍內(nèi)，機(jī)器人輔助THA 可能會改善臨床結(jié)果。Cozzi 等［27］的一項(xiàng)前瞻性研究表明，使用機(jī)器人輔助技術(shù)和簡化的快速股骨工作流程獲得的術(shù)中值對于測量THA 中的下肢腿長和垂直偏心距是精準(zhǔn)的。Emara 等［28］對20 篇報(bào)道4 140 例病人機(jī)器人輔助THA 的文章進(jìn)行系統(tǒng)回顧發(fā)現(xiàn)，機(jī)器人輔助THA在Lewinnek和Callanan安全區(qū)域顯示了更高的杯位率，改善了股骨柄對齊，降低了整體偏心距和肢體長度差異。

綜上，機(jī)器人輔助THA 在平衡下肢腿長和恢復(fù)偏心距時(shí)是準(zhǔn)確的，但是機(jī)器人系統(tǒng)測量腿長時(shí)只是參考髖關(guān)節(jié)局部解剖關(guān)系，并未評估脊柱柔韌性、骨盆傾斜及脛骨絕對長度對下肢長度的影響，未來機(jī)器人的研究應(yīng)當(dāng)注意本局限性，若不從全局考量雙下肢長度，雙下肢不等長依然是關(guān)節(jié)外科醫(yī)生面臨的難題。

（三）學(xué)習(xí)曲線與手術(shù)時(shí)間

當(dāng)新技術(shù)開始應(yīng)用到臨床中，由于學(xué)習(xí)曲線的原因，手術(shù)時(shí)間自然是增加的。Nakamura 等［29］計(jì)算了連續(xù)ROBODOC 手術(shù)時(shí)間的皮爾遜乘積矩相關(guān)系數(shù)，發(fā)現(xiàn)從最初的140 min開始，每個(gè)病例的時(shí)間減少了17 s（r2=0.054），表明學(xué)習(xí)曲線顯著參與。Bargar 等［9］的臨床試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，ROBODOC組THA 的平均手術(shù)時(shí)間為258 min，而對照組為134 min，而且ROBODOC 組失血量更大。在Honl 等［12］的研究中，ROBODOC 組的平均手術(shù)時(shí)間為107 min，而對照組僅為82 min。Domb等［23］發(fā)現(xiàn)MAKO組的平均手術(shù)時(shí)間為110 min，而對照組為102 min。Redmond等［30］分析了由單名外科醫(yī)生進(jìn)行的105個(gè)MAKO機(jī)器人輔助THA的手術(shù)時(shí)間，發(fā)現(xiàn)隨著經(jīng)驗(yàn)的積累，不適當(dāng)?shù)捏y臼杯植入和手術(shù)時(shí)間都會減少。Kong等［31］進(jìn)行的一項(xiàng)回顧性隊(duì)列研究比較了在人工THA和MAKO 機(jī)器人輔助THA 后的學(xué)習(xí)曲線，機(jī)器人輔助THA 手術(shù)時(shí)間為（95.92±15.64）min，機(jī)器人輔助的THA 與14 例病人手術(shù)時(shí)間的學(xué)習(xí)曲線相關(guān)。在1～14例和15～100例兩個(gè)階段之間，髖臼定位和臼杯植入的持續(xù)時(shí)間存在顯著差異，表明在這個(gè)外科醫(yī)生的系列中，需要14 個(gè)病例的學(xué)習(xí)曲線才能熟練掌握機(jī)器人輔助THA，在熟練階段，機(jī)器人在臼杯定位方面比徒手有優(yōu)勢。

手術(shù)時(shí)間的延長與機(jī)器人輔助THA陡峭的學(xué)習(xí)曲線相關(guān)，手術(shù)時(shí)間的延長會導(dǎo)致假體周圍感染、失血量及麻醉等風(fēng)險(xiǎn)增加，但隨著外科醫(yī)生對機(jī)器人系統(tǒng)熟練程度的提高，這些問題都將解決。

（四）預(yù)后

由于機(jī)器人輔助THA 近年來才興起，中長期隨訪研究相對較少。Bargar 等［20］發(fā)表了一項(xiàng)平均隨訪14 年的隊(duì)列研究。他們發(fā)現(xiàn)，盡管Western Ontario和McMaster University指數(shù)低，但使用ROBODOC輔助進(jìn)行THA的病人的髖關(guān)節(jié)Harris 評分和健康狀況問卷得分明顯高于徒手THA。Hananouchi等［32］進(jìn)行了雙能X線骨密度吸收儀研究，將ROBODOC與徒手THA進(jìn)行了比較，結(jié)果表明，機(jī)器人擴(kuò)髓可有效促進(jìn)近端負(fù)荷轉(zhuǎn)移，并最大程度地減少非骨水泥假體的骨質(zhì)流失。Perets 等［33］發(fā)表了162 例MAKO 輔助THA 的短期隨訪研究，他們報(bào)告的髖關(guān)節(jié)Harris 評分平均為91.1，關(guān)節(jié)遺忘評分平均為83.1，術(shù)中并發(fā)癥發(fā)生率為3.7%，術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率為3.7%，結(jié)論是短期預(yù)后良好且沒有并發(fā)癥發(fā)生率增加。THA圍術(shù)期主要并發(fā)癥包括深靜脈血栓形成、肺栓塞、呼吸并發(fā)癥、急性腎功能衰竭、腦卒中、心肌梗死、術(shù)中出血、肺炎、敗血癥、休克、切口并發(fā)癥、假體并發(fā)癥（脫位、松動(dòng)）；輕微并發(fā)癥包括輸血、淺靜脈血栓性靜脈炎、尿路感染、周圍神經(jīng)損傷和手術(shù)淺表部位感染等。Kirchner 等［34］通過多因素Logistic回歸分析得出機(jī)器人手術(shù)病人與徒手手術(shù)病人的圍手術(shù)期并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)相似。

機(jī)器人輔助THA 的短期預(yù)后顯示出令人鼓舞的結(jié)果，并且未顯示出并發(fā)癥增加，但是作為一項(xiàng)新技術(shù)，仍需長期、高質(zhì)量的隨訪研究及相關(guān)技術(shù)的驗(yàn)證。

四、國內(nèi)機(jī)器人輔助THA的研究進(jìn)展

現(xiàn)階段，國內(nèi)尚無通過中國國家食品藥品監(jiān)督管理總局認(rèn)證的國產(chǎn)髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)機(jī)器人［35］。國內(nèi)關(guān)節(jié)外科應(yīng)用最多的機(jī)器人是MAKO 機(jī)器人，中國人民解放軍總醫(yī)院、上海交通大學(xué)附屬第六人民醫(yī)院、北京積水潭醫(yī)院等多家醫(yī)院均引入了該機(jī)器人，并開展了全髖、全膝、單髁關(guān)節(jié)置換手術(shù)。據(jù)報(bào)道，2016年中國人民解放軍總醫(yī)院、北京協(xié)和醫(yī)院、河南省人民醫(yī)院在國內(nèi)率先引入T-solution one 主動(dòng)式機(jī)器人，但并未檢索到該機(jī)器人在中國的大宗應(yīng)用報(bào)道［13］。國產(chǎn)骨科手術(shù)機(jī)器人的研發(fā)始于20世紀(jì)90年代中期，而THA骨科機(jī)器人的研究尚處于探索、試驗(yàn)階段［36］。

五、機(jī)器人輔助手術(shù)的不足及展望

在正常人體活動(dòng)中，脊柱及骨盆矢狀位角度是隨著身體姿勢的變化而變化的，而髖臼位置的變化與脊柱骨盆的位移直接相關(guān)。脊柱-骨盆-髖關(guān)節(jié)的聯(lián)動(dòng)機(jī)制受站立位以及坐立位姿勢的調(diào)節(jié)，站立位時(shí)，病人骨盆前傾，腰椎前凸，髖臼近乎完全覆蓋股骨頭，由站立位到坐位的變化過程中，骨盆變?yōu)楹髢A，脊柱相對變直，這種情況下出現(xiàn)髖臼前傾加大，以往的安全區(qū)概念可能不再安全。當(dāng)前機(jī)器人系統(tǒng)輔助手術(shù)使用的是單純冠狀面安全區(qū)定義，并不能進(jìn)行矢狀位平衡，所以功能安全區(qū)的概念也是將來的發(fā)展趨勢之一。

對于復(fù)雜病例，特別是髖關(guān)節(jié)周圍有較多骨贅時(shí)，進(jìn)行術(shù)前計(jì)劃時(shí)需要耗費(fèi)人工對CT圖像進(jìn)行閱片及處理并進(jìn)行三維重建，在手術(shù)時(shí)，可能會出現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和機(jī)械等誤差使操作出現(xiàn)相對誤差。其解決有賴于精細(xì)化編程、影像設(shè)備研發(fā)的推進(jìn)，也有賴于將來機(jī)器人系統(tǒng)與人工智能相結(jié)合，自動(dòng)生成三維重建圖像、減少術(shù)前計(jì)劃時(shí)所消耗的人力、物力，做到真正的精準(zhǔn)化、個(gè)體化、智能化。

在醫(yī)療費(fèi)用方面，應(yīng)用機(jī)器人完成手術(shù)的成本包括機(jī)器人系統(tǒng)、操作成本、一次性用品、術(shù)前成像和假體等，這勢必導(dǎo)致費(fèi)用增加。在美國，ROBODOC 系統(tǒng)的價(jià)格在63.5萬美元左右，MAKO 機(jī)器人價(jià)格在79.3 萬美元，大多數(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的年維護(hù)費(fèi)在4 萬到15 萬美元之間［37］。如果不考慮機(jī)器人技術(shù)的額外費(fèi)用，假體的成本約占手術(shù)成本的15%至87%，開放平臺和封閉平臺之間也可能存在差異，封閉平臺由于缺乏競爭可能會提高定價(jià)［38］。這些高昂的費(fèi)用將是限制其廣泛使用的重要因素，然而，機(jī)器人手術(shù)的支持者認(rèn)為，盡管初始安裝成本相對較高，但如果能減少翻修率的預(yù)測是正確的，那么可能會為醫(yī)療經(jīng)濟(jì)節(jié)約總體成本［39］。目前封閉平臺機(jī)器人較為流行，這其中有廠家推動(dòng)的原因，開放平臺可能因其多樣化的假體選擇在將來重獲新生。用計(jì)算機(jī)精準(zhǔn)度逐步替代外科醫(yī)生的肌肉記憶或感覺，有可能將人為因素的影響降到最低，例如假體位置不良或過量截骨，并且可能對病人的預(yù)后帶來長遠(yuǎn)的好處。然而在評估機(jī)器人輔助THA 的有效性時(shí)，必須權(quán)衡醫(yī)保支出，手術(shù)時(shí)間以及遠(yuǎn)期臨床結(jié)果［40］。

目前機(jī)器人設(shè)備復(fù)雜，體積及質(zhì)量較大，對手術(shù)室要求高；機(jī)械臂使用笨重、柔韌性反饋系統(tǒng)的確容易造成醫(yī)源性損傷；應(yīng)用范圍局限，在手術(shù)過程中某一階段使用，并且都是針對于骨組織，術(shù)中需要對術(shù)野進(jìn)行更好的軟組織暴露；術(shù)前CT 掃描，會增加病人額外輻射，故軟組織張力評估、柔性控制、微型化、非影像依賴是未來關(guān)節(jié)機(jī)器人的研發(fā)重點(diǎn)。

六、討論

成功的THA 大致可分為3 個(gè)因素，包括病人因素、外科醫(yī)生因素和假體因素［41］。

目前來看，隨著假體材料的不斷優(yōu)化，影響預(yù)后的最大因素是人為因素，其中包括人為錯(cuò)誤。每一個(gè)病人的解剖以及病理方面都不同，個(gè)性化、精準(zhǔn)手術(shù)似乎只能通過機(jī)器人來實(shí)現(xiàn)。正如Redmond等［30］在研究中指出，盡管外科醫(yī)生可以依靠計(jì)算機(jī)生成有關(guān)髖關(guān)節(jié)測量的信息，但醫(yī)生仍應(yīng)密切注意解剖標(biāo)志，以確保機(jī)器人系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的信息。

手術(shù)機(jī)器人可依據(jù)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作、精準(zhǔn)實(shí)施手術(shù)。但是，目前的機(jī)器人依然是“死板”的，它本身不會人腦的思考，對于突發(fā)的特殊情況無法進(jìn)行處理，所以，人為因素中醫(yī)師的思維、認(rèn)知、判斷、經(jīng)驗(yàn)也尤為重要，尤其是較為復(fù)雜的病例。此外，應(yīng)由有一定臨床資歷的醫(yī)師去掌握、實(shí)施機(jī)器人手術(shù)，做到真正的“人機(jī)合一”，利用機(jī)器人的優(yōu)勢，發(fā)揮臨床醫(yī)師的經(jīng)驗(yàn)，切實(shí)為病人帶來益處。

總之，在一項(xiàng)新技術(shù)應(yīng)用于臨床時(shí)，一方面，我們應(yīng)該尊重新事物的發(fā)生發(fā)展規(guī)律、勇于接受、寬容對待、積極探索；另一方面，我們更要嚴(yán)格限制新技術(shù)應(yīng)用門檻、仔細(xì)客觀理性評估該技術(shù)是否有利于病人治療及預(yù)后，避免盲目跟風(fēng)。