劉思佳 趙磊 李格格

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

關鍵詞 機器人輔助手術；骨科；全膝關節(jié)置換術；股骨旋轉對線

中圖分類號 R687.4 文獻標識碼 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.機器人輔助全膝關節(jié)置換術對股骨旋轉對線及早期療效的研究進展[J]. 機器人外科學雜志（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.

全膝關節(jié)置換術（Total Knee Arthroplasty，TKA）是一種治療嚴重膝關節(jié)退行性疾病的手術，通常用于治療嚴重的骨關節(jié)炎或其他與膝關節(jié)有關的病變。機器人輔助手術在骨科領域的應用非常廣泛，其中包括全膝關節(jié)置換術。機器人輔助全膝關節(jié)置換術（Robot-assisted Total Knee Arthroplasty，RTKA）的臨床適應證主要包括以下幾種。①嚴重的骨關節(jié)炎[1]：機器人手術系統(tǒng)可以幫助醫(yī)生更準確地評估患者的膝關節(jié)病變程度，提供個體化的手術方案。②退變性關節(jié)疾?。喝珙愶L濕性關節(jié)炎、強直性脊柱炎等，膝關節(jié)功能受損嚴重的患者可以考慮進行機器人輔助全膝關節(jié)置換術。③嚴重關節(jié)畸形：例如先天性關節(jié)發(fā)育不良、外傷性關節(jié)畸形等引起的關節(jié)功能障礙。④非炎性免疫介導的關節(jié)疾病：如類風濕性關節(jié)炎、萊姆病、系統(tǒng)性紅斑狼瘡等引起的關節(jié)損害[2]。目前已有一些研究探討了機器人輔助全膝關節(jié)置換術在股骨旋轉對線方面的應用。國外有研究發(fā)現(xiàn)，機器人輔助全膝關節(jié)置換術可以幫助外科醫(yī)生在手術過程中更準確地定位和安放人工關節(jié)[3]。機器人手術系統(tǒng)采用了三維圖像重建、計算機輔助手術規(guī)劃和實時導航等先進技術，通過機器人系統(tǒng)的引導和實時反饋，外科醫(yī)生可以更加精確地調整切割和人工關節(jié)安放位置，并且避免了一些可能發(fā)生的手術風險[4]。研究表明，相比傳統(tǒng)的全膝關節(jié)置換術，機器人輔助手術能夠顯著提高手術的準確性和穩(wěn)定性，減少手術時間和失血量，從而更好地保障患者的安全和手術效果[5-6]。機器人輔助全膝關節(jié)置換術在改善股骨旋轉對線和早期療效方面具有明顯優(yōu)勢，但仍需要進一步的大樣本量研究和臨床經(jīng)驗積累以確定其長期效果。

1 股骨旋轉對線在全膝關節(jié)置換中的重要性

1.1 保持良好的穩(wěn)定性

TKA通過特定的技術調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動軸盡可能保持一致。如果成功恢復了股骨旋轉對線，就可以提高假體在膝蓋關節(jié)內的適應性，從而減少運動時摩擦和磨損等問題[7]。值得注意的是，股骨旋轉對線需要根據(jù)患者的具體情況進行調整，如果股骨旋轉對線調整不當，可能導致膝關節(jié)的功能和穩(wěn)定性下降，反而增加假體松動和脫位的風險。

1.2 提高手術效果

通過恢復股骨旋轉對線可以使人工全膝關節(jié)置換后的假體位置更接近自然的生理位置，從而提高關節(jié)的穩(wěn)定性和運動功能，保證患者的康復質量。同時，仔細恢復股骨旋轉對線還可以使人工關節(jié)的張力分布均勻，減少假體松動和磨損的風險，為患者帶來更好的手術效果。

1.3 減少組織損傷

在TKA中，股骨旋轉對線的恢復對于膝關節(jié)的穩(wěn)定性和功能恢復至關重要。如若股骨旋轉對線恢復不當，會加重患者的軟組織損傷和術后疼痛，延長康復時間。相反，如果順利恢復，可以使人工全膝關節(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，降低患者術后疼痛，并且更利于術后早期康復訓練，幫助患者縮短康復時間，讓患者更快地恢復到日?；顒拥恼Ｋ?。

2 RTKA在改善股骨旋轉對線方面的優(yōu)勢

2.1 提高手術精確度和穩(wěn)定性

傳統(tǒng)的全膝關節(jié)置換手術需要經(jīng)驗豐富的醫(yī)生通過手動技術調整股骨旋轉中心的位置，由于受操作主觀性和人為因素的影響，手術精確度和穩(wěn)定性難以保證，容易出現(xiàn)假體松動、翻轉等并發(fā)癥。機器人手術系統(tǒng)可以通過預先設計好的三維解剖模型來規(guī)劃和指導手術過程，精準地調整股骨旋轉中心的位置和角度。RTKA利用高精度的計算、定位和導航技術，在手術中對關節(jié)進行精準切削和植入，減少下肢力線誤差，幫助患者恢復正常的股骨旋轉對線。通過機器人手術系統(tǒng)的精細化操作，可以減少手術過程中難以避免的人為誤差，提高手術的精準度和成功率，具有精度高、可靠性強等優(yōu)點，有效減少術后康復時間，降低術后并發(fā)癥發(fā)生率。

2.2 減少手術時間和術中出血量

傳統(tǒng)的TKA手術時間相對較長，且手術過程中存在開放式切口，需要較大程度地切斷軟組織，可能導致大量出血。而機器人手術系統(tǒng)利用預先設計好的三維解剖模型來規(guī)劃和指導手術過程，操作控制精度高，可以幫助醫(yī)生更快地完成手術，從而縮短手術時間[8]。同時，機器人手術系統(tǒng)可以利用器械扶持和操作控制策略等手段，減少機械撕裂、壓迫周圍血管和神經(jīng)等情況的發(fā)生，有效保護膝關節(jié)周圍軟組織，進而減少術中出血量，減輕手術損傷。此外，機器人手術系統(tǒng)還能在股骨旋轉矯正過程中記錄手術關鍵數(shù)據(jù)，如骨骼結構測量、旋轉角度等，這些數(shù)據(jù)可以作為后續(xù)手術的參考和患者康復評估的依據(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 縮短康復時間和住院時間

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

3.2 減少術后不適

RTKA可以降低術后疼痛等早期不適癥狀。傳統(tǒng)的全膝關節(jié)置換手術切割骨骼過程中創(chuàng)傷較大，容易損傷周圍軟組織結構，引起手術后腫脹、疼痛、感染等不適癥狀，對患者的生活產生負面影響。而手術機器人應用先進的技術，可以通過術前三維模型重建和設計精準計算，并在術中利用實時反饋和觸覺約束限定切割區(qū)域，從而避免手術過程中對周圍正常結構的損傷，最大限度地控制局部炎癥反應，緩解疼痛，減輕術后滲出，減輕術后疼痛，在恢復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方式，能夠提高手術準確性和成功率，減少手術創(chuàng)傷，縮短患者恢復時間。但是在臨床實踐中仍面臨以下幾個挑戰(zhàn)。

4.1 成本高昂

機器人手術系統(tǒng)的價格和維護費用都很高，這是機器人輔助手術不易普及的主要原因之一。機器人手術系統(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)濟負擔。手術機器人的維護成本也不低，機器人需要經(jīng)過定期的維護和保養(yǎng)才能保證其穩(wěn)定性和功能完整性，而這些維護和保養(yǎng)費用均由醫(yī)院自行承擔。此外，手術機器人的操作和維護都需要專業(yè)人員，這也增加了醫(yī)院應用機器人手術系統(tǒng)的難度和成本。

4.2 技術難度大

機器人手術系統(tǒng)的操作需要較高的技術水平、專業(yè)的知識培訓以及豐富的手術實踐經(jīng)驗。在接受培訓之前，醫(yī)生需要了解該手術機器人的特點和操作程序，例如如何使用手柄、腳踏板和圖像傳輸系統(tǒng)等。此外，由于手術機器人是遠程操作的，因此對于一些復雜、微小的手術操作，要求醫(yī)生有更高的精確控制能力和更細微的手部操作技巧。這都需要培訓和實踐相結合，通過模擬手術和真實手術來提高醫(yī)生操作技能。

除醫(yī)生之外，機器人手術系統(tǒng)還需要配有特定的技術支持人員，這些人員應具備良好的軟件和硬件知識，嚴密遵循質控流程，以保障機器人手術系統(tǒng)安全、順暢的運行。所有參與機器人輔助手術的醫(yī)療工作者都需要接受相應的專業(yè)訓練，以保證機器人手術操作是安全、有效的。

4.3 操作復雜度高

機器人手術系統(tǒng)需要較長的設置和操作時間，這主要是因為手術機器人設備結構復雜，并且需要進行精確的校準和程序調試。另外，相較于傳統(tǒng)手術，機器人輔助手術的流程更為繁瑣，因為機器人手術系統(tǒng)需要通過復雜的電腦程序控制機械臂運動，以此來完成對人體部位的準確定位和微創(chuàng)入路選擇等步驟。由于手術機器人操作的復雜性，往往需要多位醫(yī)生共同協(xié)作，其中包括對機器人操作熟練的主刀醫(yī)生、助手、器械護士等。在一些高風險的手術中，如神經(jīng)外科手術、心臟手術，更需要醫(yī)療團隊的密切配合。

4.4 存在內部學習曲線

機器人手術系統(tǒng)需要獲得足夠的手術數(shù)據(jù)和經(jīng)驗，才能準確地為每位患者執(zhí)行必要的操作。如果手術數(shù)據(jù)量較少，則需經(jīng)過較長時間的內部學習和訓練，這可能會延長手術時間。手術機器人通常通過感應手柄或其他機器人手段來獲得操作數(shù)據(jù)，然后通過程序處理和計算，識別出手術部位和位置，并執(zhí)行相應的手術操作。如果手術機器人的數(shù)據(jù)庫中沒有足夠的手術記錄和經(jīng)驗，則需要在實際工作中進行數(shù)據(jù)收集和學習，而這個過程可能需要一定的時間來積累足夠的手術數(shù)據(jù)和經(jīng)驗。

5 結語

在未來，機器人手術系統(tǒng)可能會實現(xiàn)更加智能化的操作，能夠根據(jù)患者的病情、身體結構和個體差異等因素，自動調整手術程序和參數(shù)，提高手術的個性化和針對性。同時還可配合增強現(xiàn)實（AR）和虛擬現(xiàn)實（VR）等技術，實現(xiàn)更加直觀、精確的手術操作和模擬，幫助醫(yī)生更好地判斷手術效果，完成重復性較高的手術操作。但目前的技術仍需進一步發(fā)展，也需要大量的隨機對照研究和長期高質量的隨訪來證實RTKA在臨床應用中的優(yōu)勢。

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