機(jī)器人輔助全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)對股骨旋轉(zhuǎn)對線及早期療效的研究進(jìn)展

劉思佳 趙磊 李格格

摘 要 機(jī)器人輔助全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)是近年來新興的一種手術(shù)方式，旨在提高手術(shù)精度和安全性，改善手術(shù)效果。本文介紹了機(jī)器人輔助手術(shù)在骨科的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用優(yōu)勢，闡述應(yīng)用機(jī)器人輔助全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)的重要意義，并總結(jié)了機(jī)器人輔助全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)在改善股骨旋轉(zhuǎn)對線及早期療效中的作用。

關(guān)鍵詞 機(jī)器人輔助手術(shù)；骨科；全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)；股骨旋轉(zhuǎn)對線

中圖分類號 R687.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-7721（2023）06-0593-04

Robot-assisted total knee arthroplasty in improving femoral rotational alignment and early effect

LIU Sijia1， ZHAO Lei1， LI Gege2

（1. 2nd Department of Orthopedics Trauma， Tongliao City Hospital， Tongliao 028000， China; 2. Department of Breast and Thyroid Surgery， Tongliao City Hospital， Tongliao 028000， China）

Abstract As a new surgical method in recent years， robot-assisted total knee arthroplasty aims to improve surgical outcomes by ensuring its accuracy and safety. Current status and advantages of robot-assisted surgery in orthopedics were reviewed in this paper， and the significance of robot-assisted total knee arthroplasty in improving femoral rotational alignment and early effect was summarized.

Key words Robot-assisted surgerys; Orthopedics; Total knee arthroplasty; Femoral rotational alignment

收稿日期：2023-06-05 錄用日期：2023-07-20

Received Date： 2023-06-05 Accepted Date： 2023-07-20

通訊作者：劉思佳，Email：jiulaogong1968@163.com

Corresponding Author： LIU Sijia， Email： jiulaogong1968@163.com

引用格式：劉思佳，趙磊，李格格.機(jī)器人輔助全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)對股骨旋轉(zhuǎn)對線及早期療效的研究進(jìn)展[J]. 機(jī)器人外科學(xué)雜志（中英文），2023，4（6）：593-596.

Citation： LIU S J， ZHAO L， LI G G. Robot-assisted total knee arthroplasty in improving femoral rotational alignment and early effect[J]. Chinese Journal of Robotic Surgery， 2023， 4（6）： 593-596.

全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)（Total Knee Arthroplasty，TKA）是一種治療嚴(yán)重膝關(guān)節(jié)退行性疾病的手術(shù)，通常用于治療嚴(yán)重的骨關(guān)節(jié)炎或其他與膝關(guān)節(jié)有關(guān)的病變。機(jī)器人輔助手術(shù)在骨科領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，其中包括全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)。機(jī)器人輔助全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)（Robot-assisted Total Knee Arthroplasty，RTKA）的臨床適應(yīng)證主要包括以下幾種。①嚴(yán)重的骨關(guān)節(jié)炎[1]：機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)可以幫助醫(yī)生更準(zhǔn)確地評估患者的膝關(guān)節(jié)病變程度，提供個體化的手術(shù)方案。②退變性關(guān)節(jié)疾?。喝珙愶L(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、強(qiáng)直性脊柱炎等，膝關(guān)節(jié)功能受損嚴(yán)重的患者可以考慮進(jìn)行機(jī)器人輔助全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)。③嚴(yán)重關(guān)節(jié)畸形：例如先天性關(guān)節(jié)發(fā)育不良、外傷性關(guān)節(jié)畸形等引起的關(guān)節(jié)功能障礙。④非炎性免疫介導(dǎo)的關(guān)節(jié)疾?。喝珙愶L(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、萊姆病、系統(tǒng)性紅斑狼瘡等引起的關(guān)節(jié)損害[2]。目前已有一些研究探討了機(jī)器人輔助全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)在股骨旋轉(zhuǎn)對線方面的應(yīng)用。國外有研究發(fā)現(xiàn)，機(jī)器人輔助全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)可以幫助外科醫(yī)生在手術(shù)過程中更準(zhǔn)確地定位和安放人工關(guān)節(jié)[3]。機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)采用了三維圖像重建、計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)規(guī)劃和實(shí)時導(dǎo)航等先進(jìn)技術(shù)，通過機(jī)器人系統(tǒng)的引導(dǎo)和實(shí)時反饋，外科醫(yī)生可以更加精確地調(diào)整切割和人工關(guān)節(jié)安放位置，并且避免了一些可能發(fā)生的手術(shù)風(fēng)險[4]。研究表明，相比傳統(tǒng)的全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)，機(jī)器人輔助手術(shù)能夠顯著提高手術(shù)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，減少手術(shù)時間和失血量，從而更好地保障患者的安全和手術(shù)效果[5-6]。機(jī)器人輔助全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)在改善股骨旋轉(zhuǎn)對線和早期療效方面具有明顯優(yōu)勢，但仍需要進(jìn)一步的大樣本量研究和臨床經(jīng)驗(yàn)積累以確定其長期效果。

1 股骨旋轉(zhuǎn)對線在全膝關(guān)節(jié)置換中的重要性

1.1 保持良好的穩(wěn)定性

TKA通過特定的技術(shù)調(diào)整人工股骨頭附近的肌肉和韌帶，可使假體和人體股骨的轉(zhuǎn)動軸盡可能保持一致。如果成功恢復(fù)了股骨旋轉(zhuǎn)對線，就可以提高假體在膝蓋關(guān)節(jié)內(nèi)的適應(yīng)性，從而減少運(yùn)動時摩擦和磨損等問題[7]。值得注意的是，股骨旋轉(zhuǎn)對線需要根據(jù)患者的具體情況進(jìn)行調(diào)整，如果股骨旋轉(zhuǎn)對線調(diào)整不當(dāng)，可能導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)的功能和穩(wěn)定性下降，反而增加假體松動和脫位的風(fēng)險。

1.2 提高手術(shù)效果

通過恢復(fù)股骨旋轉(zhuǎn)對線可以使人工全膝關(guān)節(jié)置換后的假體位置更接近自然的生理位置，從而提高關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性和運(yùn)動功能，保證患者的康復(fù)質(zhì)量。同時，仔細(xì)恢復(fù)股骨旋轉(zhuǎn)對線還可以使人工關(guān)節(jié)的張力分布均勻，減少假體松動和磨損的風(fēng)險，為患者帶來更好的手術(shù)效果。

1.3 減少組織損傷

在TKA中，股骨旋轉(zhuǎn)對線的恢復(fù)對于膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性和功能恢復(fù)至關(guān)重要。如若股骨旋轉(zhuǎn)對線恢復(fù)不當(dāng)，會加重患者的軟組織損傷和術(shù)后疼痛，延長康復(fù)時間。相反，如果順利恢復(fù)，可以使人工全膝關(guān)節(jié)置換后的假體位置更接近自然的生理位置，從而減輕軟組織的受力和損傷程度，降低患者術(shù)后疼痛，并且更利于術(shù)后早期康復(fù)訓(xùn)練，幫助患者縮短康復(fù)時間，讓患者更快地恢復(fù)到日?；顒拥恼Ｋ健?/p>

2 RTKA在改善股骨旋轉(zhuǎn)對線方面的優(yōu)勢

2.1 提高手術(shù)精確度和穩(wěn)定性

傳統(tǒng)的全膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)需要經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)生通過手動技術(shù)調(diào)整股骨旋轉(zhuǎn)中心的位置，由于受操作主觀性和人為因素的影響，手術(shù)精確度和穩(wěn)定性難以保證，容易出現(xiàn)假體松動、翻轉(zhuǎn)等并發(fā)癥。機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)可以通過預(yù)先設(shè)計(jì)好的三維解剖模型來規(guī)劃和指導(dǎo)手術(shù)過程，精準(zhǔn)地調(diào)整股骨旋轉(zhuǎn)中心的位置和角度。RTKA利用高精度的計(jì)算、定位和導(dǎo)航技術(shù)，在手術(shù)中對關(guān)節(jié)進(jìn)行精準(zhǔn)切削和植入，減少下肢力線誤差，幫助患者恢復(fù)正常的股骨旋轉(zhuǎn)對線。通過機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)的精細(xì)化操作，可以減少手術(shù)過程中難以避免的人為誤差，提高手術(shù)的精準(zhǔn)度和成功率，具有精度高、可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，有效減少術(shù)后康復(fù)時間，降低術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率。

2.2 減少手術(shù)時間和術(shù)中出血量

傳統(tǒng)的TKA手術(shù)時間相對較長，且手術(shù)過程中存在開放式切口，需要較大程度地切斷軟組織，可能導(dǎo)致大量出血。而機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)利用預(yù)先設(shè)計(jì)好的三維解剖模型來規(guī)劃和指導(dǎo)手術(shù)過程，操作控制精度高，可以幫助醫(yī)生更快地完成手術(shù)，從而縮短手術(shù)時間[8]。同時，機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)可以利用器械扶持和操作控制策略等手段，減少機(jī)械撕裂、壓迫周圍血管和神經(jīng)等情況的發(fā)生，有效保護(hù)膝關(guān)節(jié)周圍軟組織，進(jìn)而減少術(shù)中出血量，減輕手術(shù)損傷。此外，機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)還能在股骨旋轉(zhuǎn)矯正過程中記錄手術(shù)關(guān)鍵數(shù)據(jù)，如骨骼結(jié)構(gòu)測量、旋轉(zhuǎn)角度等，這些數(shù)據(jù)可以作為后續(xù)手術(shù)的參考和患者康復(fù)評估的依據(jù)，有助于醫(yī)生提供更精確化、個體化的治療方案。

3 RTKA對早期療效的影響

3.1 縮短康復(fù)時間和住院時間

傳統(tǒng)的全膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)需要經(jīng)過較長的恢復(fù)期，患者術(shù)后需要經(jīng)過多次理療和功能鍛煉才能恢復(fù)原有生活質(zhì)量，RTKA則可以提高手術(shù)的精確性和穩(wěn)定性，能夠更好地保證患者的術(shù)后運(yùn)動穩(wěn)定性和醫(yī)療安全性，在多方面促進(jìn)患者早期康復(fù)[9]。機(jī)器人輔助手術(shù)可以增加手術(shù)精度，使得手術(shù)中骨骼切割更加精準(zhǔn)，創(chuàng)傷更小，最大程度避免患者在術(shù)后出現(xiàn)不適癥狀，有助于患者更快地進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練和治療，盡快恢復(fù)到正常運(yùn)動模式。

3.2 減少術(shù)后不適

RTKA可以降低術(shù)后疼痛等早期不適癥狀。傳統(tǒng)的全膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)切割骨骼過程中創(chuàng)傷較大，容易損傷周圍軟組織結(jié)構(gòu)，引起手術(shù)后腫脹、疼痛、感染等不適癥狀，對患者的生活產(chǎn)生負(fù)面影響。而手術(shù)機(jī)器人應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)，可以通過術(shù)前三維模型重建和設(shè)計(jì)精準(zhǔn)計(jì)算，并在術(shù)中利用實(shí)時反饋和觸覺約束限定切割區(qū)域，從而避免手術(shù)過程中對周圍正常結(jié)構(gòu)的損傷，最大限度地控制局部炎癥反應(yīng)，緩解疼痛，減輕術(shù)后滲出，減輕術(shù)后疼痛，在恢復(fù)期間讓患者享受更少疼痛的生活，提高患者滿意度[10]。

4 RTKA面臨的挑戰(zhàn)

RTKA作為一種新興的手術(shù)方式，能夠提高手術(shù)準(zhǔn)確性和成功率，減少手術(shù)創(chuàng)傷，縮短患者恢復(fù)時間。但是在臨床實(shí)踐中仍面臨以下幾個挑戰(zhàn)。

4.1 成本高昂

機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)的價格和維護(hù)費(fèi)用都很高，這是機(jī)器人輔助手術(shù)不易普及的主要原因之一。機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)的價格通常在數(shù)百萬甚至上千萬元，且我國尚未將其納入醫(yī)保系統(tǒng)中，這對于大多數(shù)醫(yī)院和患者來說都是巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。手術(shù)機(jī)器人的維護(hù)成本也不低，機(jī)器人需要經(jīng)過定期的維護(hù)和保養(yǎng)才能保證其穩(wěn)定性和功能完整性，而這些維護(hù)和保養(yǎng)費(fèi)用均由醫(yī)院自行承擔(dān)。此外，手術(shù)機(jī)器人的操作和維護(hù)都需要專業(yè)人員，這也增加了醫(yī)院應(yīng)用機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)的難度和成本。

4.2 技術(shù)難度大

機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)的操作需要較高的技術(shù)水平、專業(yè)的知識培訓(xùn)以及豐富的手術(shù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在接受培訓(xùn)之前，醫(yī)生需要了解該手術(shù)機(jī)器人的特點(diǎn)和操作程序，例如如何使用手柄、腳踏板和圖像傳輸系統(tǒng)等。此外，由于手術(shù)機(jī)器人是遠(yuǎn)程操作的，因此對于一些復(fù)雜、微小的手術(shù)操作，要求醫(yī)生有更高的精確控制能力和更細(xì)微的手部操作技巧。這都需要培訓(xùn)和實(shí)踐相結(jié)合，通過模擬手術(shù)和真實(shí)手術(shù)來提高醫(yī)生操作技能。

除醫(yī)生之外，機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)還需要配有特定的技術(shù)支持人員，這些人員應(yīng)具備良好的軟件和硬件知識，嚴(yán)密遵循質(zhì)控流程，以保障機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)安全、順暢的運(yùn)行。所有參與機(jī)器人輔助手術(shù)的醫(yī)療工作者都需要接受相應(yīng)的專業(yè)訓(xùn)練，以保證機(jī)器人手術(shù)操作是安全、有效的。

4.3 操作復(fù)雜度高

機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)需要較長的設(shè)置和操作時間，這主要是因?yàn)槭中g(shù)機(jī)器人設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且需要進(jìn)行精確的校準(zhǔn)和程序調(diào)試。另外，相較于傳統(tǒng)手術(shù)，機(jī)器人輔助手術(shù)的流程更為繁瑣，因?yàn)闄C(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)需要通過復(fù)雜的電腦程序控制機(jī)械臂運(yùn)動，以此來完成對人體部位的準(zhǔn)確定位和微創(chuàng)入路選擇等步驟。由于手術(shù)機(jī)器人操作的復(fù)雜性，往往需要多位醫(yī)生共同協(xié)作，其中包括對機(jī)器人操作熟練的主刀醫(yī)生、助手、器械護(hù)士等。在一些高風(fēng)險的手術(shù)中，如神經(jīng)外科手術(shù)、心臟手術(shù)，更需要醫(yī)療團(tuán)隊(duì)的密切配合。

4.4 存在內(nèi)部學(xué)習(xí)曲線

機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)需要獲得足夠的手術(shù)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，才能準(zhǔn)確地為每位患者執(zhí)行必要的操作。如果手術(shù)數(shù)據(jù)量較少，則需經(jīng)過較長時間的內(nèi)部學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，這可能會延長手術(shù)時間。手術(shù)機(jī)器人通常通過感應(yīng)手柄或其他機(jī)器人手段來獲得操作數(shù)據(jù)，然后通過程序處理和計(jì)算，識別出手術(shù)部位和位置，并執(zhí)行相應(yīng)的手術(shù)操作。如果手術(shù)機(jī)器人的數(shù)據(jù)庫中沒有足夠的手術(shù)記錄和經(jīng)驗(yàn)，則需要在實(shí)際工作中進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和學(xué)習(xí)，而這個過程可能需要一定的時間來積累足夠的手術(shù)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)。

5 結(jié)語

在未來，機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)可能會實(shí)現(xiàn)更加智能化的操作，能夠根據(jù)患者的病情、身體結(jié)構(gòu)和個體差異等因素，自動調(diào)整手術(shù)程序和參數(shù)，提高手術(shù)的個性化和針對性。同時還可配合增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）和虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更加直觀、精確的手術(shù)操作和模擬，幫助醫(yī)生更好地判斷手術(shù)效果，完成重復(fù)性較高的手術(shù)操作。但目前的技術(shù)仍需進(jìn)一步發(fā)展，也需要大量的隨機(jī)對照研究和長期高質(zhì)量的隨訪來證實(shí)RTKA在臨床應(yīng)用中的優(yōu)勢。

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