機(jī)器人輔助全膝關(guān)節(jié)置換的學(xué)習(xí)曲線分析

王璠，劉長興，孫水*

（1.山東大學(xué)，山東濟(jì)南 250012；2.山東省立醫(yī)院骨關(guān)節(jié)科，山東濟(jì)南 250021）

全膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)是晚期重癥膝關(guān)節(jié)炎患者的重要治療手段［1］，也是目前骨科最成熟的手術(shù)方式之一，但其假體置入的準(zhǔn)確性和患者術(shù)后的滿意度始終存在問題［2，3］。機(jī)器人輔助手術(shù)技術(shù)已被報(bào)道可幫助術(shù)者實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)截骨、間隙平衡及個(gè)體化的假體置入，并改善患者早期預(yù)后指標(biāo)［4～7］。ROSA（Zimmer Biomet,USA）膝關(guān)節(jié)系統(tǒng)作為一種較晚應(yīng)用于臨床的手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)，其相關(guān)研究報(bào)道較少，該系統(tǒng)學(xué)習(xí)曲線所需的手術(shù)量同樣尚不明確。因此，本研究收集了2021 年9 月—2022 年9 月本科同一手術(shù)醫(yī)師在ROSA 膝關(guān)節(jié)系統(tǒng)輔助下進(jìn)行的17 例TKA 手術(shù)患者資料，探究其學(xué)習(xí)曲線并比較學(xué)習(xí)曲線不同階段患者的手術(shù)情況和術(shù)后療效。

1 臨床資料

1.1 一般資料

回顧性分析2021 年9 月—2022 年9 月山東省立醫(yī)院收治的17 例膝關(guān)節(jié)炎患者的臨床資料，患者均為膝關(guān)節(jié)重度膝關(guān)節(jié)炎，年齡18～85 歲，行單側(cè)、初次全膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)者。排除曾行同側(cè)膝關(guān)節(jié)部分或全膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)，6 個(gè)月內(nèi)接受過對(duì)側(cè)膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)，患側(cè)膝關(guān)節(jié)內(nèi)翻＞20°或外翻＞20°，患側(cè)膝關(guān)節(jié)存在側(cè)副韌帶，交叉韌帶損傷致膝關(guān)節(jié)嚴(yán)重不穩(wěn)，以及其他手術(shù)禁忌證。根據(jù)手術(shù)先后順序，將患者分為學(xué)習(xí)組與成熟組，學(xué)習(xí)組為前10 例，成熟組為后7 例，兩組一般資料見表1，兩組年齡、性別、病程差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），本研究經(jīng)本院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有患者均已簽署知情同意書。

表1 兩組患者臨床資料比較

1.2 手術(shù)方法

均由同一位手術(shù)醫(yī)師在ROSA 膝關(guān)節(jié)系統(tǒng)輔助下進(jìn)行單側(cè)全膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)，均使用Persona（Zimmer Biomet,USA）PS 型假體。所有患者均采用仰臥位，氣管插管全麻，使用止血帶止血。膝正中切口切開皮膚、皮下組織，髕旁內(nèi)側(cè)入路顯露關(guān)節(jié)腔，暴露術(shù)野后將ROSA 膝關(guān)節(jié)系統(tǒng)定位，依次進(jìn)行股骨、脛骨注冊(cè)，根據(jù)注冊(cè)結(jié)果得到截骨規(guī)劃與計(jì)劃假體型號(hào)，術(shù)者對(duì)規(guī)劃進(jìn)行調(diào)整后安放截骨導(dǎo)板進(jìn)行截骨，截骨完成后安裝試模，通過ROSA 膝關(guān)節(jié)系統(tǒng)驗(yàn)證屈伸膝間隙平衡及下肢力線滿意后，取出試模，沖洗并完成假體置入，進(jìn)行最終驗(yàn)證后逐層縫合切口。所有患者均不進(jìn)行髕骨置換，均不放置引流管?；颊咝g(shù)前半小時(shí)應(yīng)用抗生素，術(shù)后常規(guī)預(yù)防感染、鎮(zhèn)痛、消腫、抗凝、物理治療，麻醉恢復(fù)后進(jìn)行踝泵運(yùn)動(dòng)，術(shù)后第1 d 扶助行器下地活動(dòng)。

1.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)

記錄圍手術(shù)期資料，包括手術(shù)時(shí)間（切皮至縫合結(jié)束），ROSA 膝關(guān)節(jié)系統(tǒng)定位時(shí)間、股骨注冊(cè)時(shí)間、脛骨注冊(cè)時(shí)間，術(shù)中調(diào)整計(jì)劃假體時(shí)間，股骨遠(yuǎn)端、脛骨近端、股骨四合一截骨時(shí)間，圍術(shù)期失血量（術(shù)前1 d 與術(shù)后2 d 血常規(guī)HCT 差值計(jì)算）、術(shù)后HKA 角、切口愈合、住院時(shí)間；術(shù)后1 個(gè)月進(jìn)行隨訪，記錄患者術(shù)后1 個(gè)月KSS 臨床評(píng)分、KSS 功能評(píng)分、HSS 評(píng)分。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 26.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。采用GraphPad Prism8 軟件進(jìn)行繪圖。計(jì)量數(shù)據(jù)以±s表示，資料呈正態(tài)分布時(shí)，兩組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，資料呈非正態(tài)分布時(shí)，采用秩和檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料采用x2檢驗(yàn)或Fisher精確檢驗(yàn)。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。采用累計(jì)求和（Cumulative Summation,CUSUM）法分析學(xué)習(xí)曲線［8］，分析指標(biāo)為手術(shù)時(shí)間，以總體手術(shù)時(shí)間平均值為目標(biāo)值，CUSUM 值為每例患者手術(shù)時(shí)間與目標(biāo)值差值的累計(jì)和。

2 結(jié) 果

2.1 圍手術(shù)期資料

手術(shù)時(shí)間散點(diǎn)圖見圖1a，顯示隨手術(shù)例數(shù)增加，手術(shù)時(shí)間呈下降趨勢(shì)。手術(shù)時(shí)間采用CUSUM 分析法得到的學(xué)習(xí)曲線見圖1b，該學(xué)習(xí)曲線拐點(diǎn)位于第10 例手術(shù)左右，以此可將學(xué)習(xí)曲線劃分為兩個(gè)階段，第1～10 例手術(shù)期間CUSUM 值呈上升趨勢(shì)，為學(xué)習(xí)階段，第11～17 例手術(shù)期間CUSUM 值呈下降趨勢(shì)，為熟練階段。

圖1 手術(shù)時(shí)間散點(diǎn)圖及學(xué)習(xí)曲線圖。1a: 手術(shù)時(shí)間隨手術(shù)例數(shù)增加而逐漸縮短；1b: 手術(shù)時(shí)間采用CUSUM 法分析所得學(xué)習(xí)曲線，擬合曲線拐點(diǎn)位于第10 例手術(shù)左右，1～10 例為學(xué)習(xí)階段，11～17 例為熟練階段。

兩組患者臨床資料比較見表1，成熟組患者手術(shù)時(shí)間運(yùn)用機(jī)器人膝關(guān)節(jié)系統(tǒng)定位時(shí)間、調(diào)整計(jì)劃假體時(shí)間顯著少于成熟組（P＜0.05）；兩組間股骨注冊(cè)時(shí)間、脛骨注冊(cè)時(shí)間、股骨遠(yuǎn)端截骨時(shí)間、脛骨近端截骨時(shí)間、股骨四合一截骨時(shí)間比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。兩組間圍術(shù)期失血量、術(shù)后HKA 角、切口愈合、住院時(shí)間比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

2.2 隨訪結(jié)果

兩組患者均在術(shù)后1 個(gè)月進(jìn)行隨訪，患者術(shù)后隨訪結(jié)果見表1，兩組患者術(shù)后1 個(gè)月KSS 臨床評(píng)分、KSS 功能評(píng)分、HSS 評(píng)分比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

3 討 論

本研究中，學(xué)習(xí)曲線拐點(diǎn)出現(xiàn)在第10 例手術(shù)左右，目前與本研究中的ROSA 機(jī)器人膝關(guān)節(jié)系統(tǒng)相關(guān)的學(xué)習(xí)曲線報(bào)道較少，Vanlommel 等［9］研究分析了3 位外科醫(yī)師的學(xué)習(xí)曲線，他們分別于6、10、11例達(dá)到學(xué)習(xí)曲線拐點(diǎn)，渡過學(xué)習(xí)階段；Bolam 等［10］研究分析了3 位外科醫(yī)師的學(xué)習(xí)曲線例數(shù)分別為15、5、6 例。本研究結(jié)果顯示機(jī)器人膝關(guān)節(jié)系統(tǒng)輔助TKA 手術(shù)的學(xué)習(xí)曲線在10 例手術(shù)左右。

本研究分析了各項(xiàng)具體手術(shù)步驟時(shí)間，成熟組中機(jī)器人膝關(guān)節(jié)系統(tǒng)定位時(shí)間與術(shù)中調(diào)整計(jì)劃假體時(shí)間顯著減少（P＜0.05），可以認(rèn)為機(jī)器人膝關(guān)節(jié)系統(tǒng)該步驟操作性較高，隨著術(shù)者手術(shù)量增加，這兩項(xiàng)操作所需時(shí)間縮短，能夠有效減少手術(shù)時(shí)間；之前的研究者們統(tǒng)計(jì)分析了截骨階段的總體時(shí)間變化［9，10］，本研究將截骨時(shí)間詳細(xì)分為股骨遠(yuǎn)端截骨、脛骨平臺(tái)截骨、股骨四合一截骨時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，成熟組三部分截骨時(shí)間平均值均略短于學(xué)習(xí)組，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），可以認(rèn)為各截骨過程中患者膝關(guān)節(jié)存在骨質(zhì)、病變程度、畸形程度差異，截骨時(shí)可能需要多次調(diào)整截骨導(dǎo)板位置，且調(diào)整過程步驟較為繁瑣，會(huì)對(duì)截骨時(shí)間產(chǎn)生較大影響；成熟組股骨注冊(cè)時(shí)間和脛骨注冊(cè)時(shí)間與學(xué)習(xí)組進(jìn)行比較，雖有一定程度的縮短，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），作者分析認(rèn)為這兩項(xiàng)具體步驟因操作較為簡單，術(shù)者掌握較快，故兩組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

學(xué)習(xí)組與成熟組患者圍術(shù)期失血量、術(shù)后HKA角、切口愈合、住院時(shí)間比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），隨訪數(shù)據(jù)中術(shù)后1 個(gè)月KSS 臨床評(píng)分、KSS 功能評(píng)分、HSS 評(píng)分比較差異也無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），可以認(rèn)為在機(jī)器人膝關(guān)節(jié)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)曲線中，不會(huì)因術(shù)者處于學(xué)習(xí)階段，對(duì)系統(tǒng)較為生疏而對(duì)患者的手術(shù)結(jié)果和早期預(yù)后產(chǎn)生不良影響。

機(jī)器人輔助TKA 手術(shù)正在逐漸普及［11，12］，關(guān)節(jié)外科醫(yī)師可根據(jù)本研究中的學(xué)習(xí)曲線計(jì)劃開展機(jī)器人輔助TKA 手術(shù)。綜上所述，機(jī)器人膝關(guān)節(jié)系統(tǒng)輔助全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)的學(xué)習(xí)曲線在10 例手術(shù)左右。機(jī)器人膝關(guān)節(jié)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)過程較為安全，不會(huì)對(duì)患者的手術(shù)結(jié)果和早期預(yù)后產(chǎn)生不良影響。