引用本文： 杜剛, 李政甜, 勞山, UrishKen. 機器人輔助膝關節單髁置換術對坐起動作時膝關節生物力學的影響. 中國修復重建外科雜志, 2021, 35(10): 1259-1264. doi: 10.7507/1002-1892.202101061 復制
膝關節單髁置換術（unicompartmental knee arthroplasty，UKA）主要用于治療單側關節間室骨關節炎患者，相比于人工全膝關節置換術，具有微創、康復快、出血量少、死亡率較低等優勢[1-2]。既往 UKA 術后假體長期生存率較低，但隨著假體設計不斷改進，其長期生存率也得到了大幅度提升[3]。尤其是近年來，機器人輔助 UKA 技術不斷發展成熟，文獻報道其可以提高外科手術精準度、假體安放力線的準確率及獲得滿意軟組織平衡[4]，理論上會更好地保留膝關節生物力學特性，提高患者滿意度及功能[5]。Cobb 等[6]的一項隨機對照試驗顯示機器人組 UKA 實現冠狀面對齊的概率為 100%，而傳統組僅為 40%。
目前機器人輔助單髁置換系統有兩種，一種是美國 Stryker 公司的 Mako 機器人系統，Lonner 等[4-5]報道傳統單髁置換假體放置存在一定內翻畸形，而 Mako 機器人系統可以提高單髁置換脛骨假體后傾角的準確度[6]；但該系統需要術前收集患者的 CT 三維重建數據。另一種為英國施樂輝公司的 Navio 機器人單髁系統，與 Mako 機器人系統相比，該系統在提高假體安放準確度的同時，無需術前收集患者 CT 三維重建數據，可減少費用及輻射。但目前尚無 Navio 機器人系統輔助 UKA 術后生物力學及臨床療效的相關報道。走路行走、坐起動作及登樓梯是評估 UKA 術后膝關節生物力學改變的 3 個常用動作，其中坐起時膝關節承受約 3 倍體質量的重量。本研究通過測量 Navio 機器人系統輔助下 UKA 手術前后患側膝關節坐起時的生物力學及運動學參數，并與健側膝關節進行比較，探討 Navio 機器人系統輔助 UKA 對膝關節生物力學的影響。報告如下。
1 臨床資料
1.1 患者選擇標準
納入標準：① 單純內側間室骨關節炎患者；② 內翻畸形<10°，膝關節屈曲活動度>115°，伸直受限<5°；③ 前、后交叉韌帶完好；④ 膝關節 KellgrenLawrence 分級Ⅱ級及以上；⑤ 對側為健康膝關節，未合并骨關節炎或其他疾病；⑥ 接受 Navio 機器人系統內側固定平臺的 UKA 治療。排除標準：① 類風濕性關節炎；② 創傷性關節炎；③ 身體質量指數>40 kg/m2；④ 合并骨質疏松；⑤ 合并心腦血管疾病。2018 年 1 月—2019 年 1 月共 9 例患者符合選擇標準，其中 1 例失訪退出研究，最終共 8 例接受完整隨訪納入研究。
1.2 一般資料
本組男 4 例，女 4 例；年齡 58～67 歲，平均 62.3 歲。病程 6～18 個月，平均 13 個月。左膝 4 例，右膝 4 例。身體質量指數 26.5～33.2 kg/m2，平均 28.5 kg/m2。患者均為單純內側間室骨關節炎，內翻畸形 4°～6°，平均 5°；膝關節活動度 0°～130°，平均 110°；所有患者均無伸直受限。術前 Kellgren-Lawrence 分級為 Ⅲ級 5 例，Ⅳ級 3 例。
1.3 手術方法
患者于全麻下取仰臥位，取膝關節前內側切口，依次切開皮膚及髕骨內側支持帶，顯露股骨內側髁及脛骨內側平臺，將 Navio 機器人系統的定位裝置用螺釘牢固固定于股骨與脛骨上。然后安裝系統提示，定位股骨及內踝，按照系統提示屈伸膝關節，確定膝關節旋轉中心，進行膝關節韌帶的張力測試。標記股骨髁的表面標志：膝關節中心點、股骨遠端點、股骨后髁點，然后標記股骨表面形態。完成股骨標記后，再進行脛骨標記，包括脛骨中心點、最低點、后側點、內外側點及髁間嵴，最后進行脛骨表面形態標記。標記完成后在系統界面選擇最優假體型號及確定假體位置，再根據此方案啟動磨鉆，按照系統提示打磨股骨及脛骨表面軟骨，然后安裝股骨及脛骨假體，縫合切口。
1.4 數據收集及處理
1.4.1 數據收集
術前 3 周及術后 7 個月，所有患者均進行以下測試：① 使用雙能 CT 掃描患者雙側膝關節，掃描范圍：膝關節中心線遠、近各 10 cm，分辨率：0.6 mm×0.6 mm，掃描層厚：1.25 mm。使用 Mimics19.0 軟件（Materialise 公司，比利時）識別骨組織并進行股骨、脛骨三維重建，形成三維模型。CT 平均輻射量為 1.0 mSv。② 患者從椅子上站起，采用實時雙平面 C 臂 X 線機對膝關節進行透視（速度：100 幀/s，最大功率：90 kV，電流：160 mA，脈沖寬度：1 ms），收集患者坐起時生物力學數據。經 PCXMC 軟件測試，X 線最大輻射量為 0.48 mSv。
通過自動示蹤軟件技術（該技術在體內的精確度為 0.7 mm，旋轉精度為 0.9°[6]）將股骨和脛骨的三維模型分別與 X 線片影像中的股骨和脛骨進行匹配。見圖1。
圖1
數據收集
a. 患者從椅子上站起時動作；b. 雙平面 C 臂 X 線機透視；c. 雙能 CT 掃描雙側膝關節；d. 脛骨和股骨三維模型視圖；e. 應用自動示蹤軟件，將三維模型與 X 線片影像進行匹配；f. 匹配后的股骨、脛骨三維模型
Figure1. Data collectiona. Actions when the patient stands up from the chair; b. Biplane C-arm X-ray machine fluoroscopy; c. Dual-energy CT scan of bilateral knee joints; d. Three-dimensional model view of tibia and femur; e. Application of automatic tracer software to match the three-dimensional model with the X-ray image; f. The matched three-dimensional model of the femur and tibia
1.4.2 數據處理
在上述匹配后的圖像中進行數據處理。建立股骨、脛骨解剖參照系統：① 以股骨內、外髁中心點連線的中點作為股骨中心點，內、外髁中心點連線作為 X 軸，股骨中心點與髖關節中心點（由通過髖關節的 CT 掃描確認）的連線作為 Y 軸，Z 軸垂直于 X、Y 軸并通過股骨中心點。② 以脛骨內、外側平臺邊緣點連線的中點作為脛骨中心點，踝關節內、外踝連線的中點作為踝關節中心點。內、外側平臺邊緣點連線作為 X 軸，脛骨中心點與踝關節中心點的連線作為 Y 軸，Z 軸垂直于 X、Y 軸并通過脛骨中心點。
以上述坐標軸作為空間坐標軸，以近端股骨作為參照，通過測定膝關節內側間室、外側間室接觸中心點的位置，測量患者坐起動作 ［從屈曲開始至伸直位結束（95°～0°）］過程中，膝關節脛骨相對于股骨在不同維度的移動軌跡。參數指標包括：內旋（正值）/外旋（負值）（水平面，膝關節內側間室接觸中心點的變化）；內翻（正值）/外翻（負值）（冠狀面，膝關節內翻/外翻的力線變化）；內側及外側間室接觸中心點前（正值）、后（負值）位移（矢狀面）；外側間室距離（空間水平，外側間室股骨遠端與脛骨近端的距離）。使用 Butterworth 濾波器對所有旋轉運動學參數進行矯正。由于每 1 度屈曲角度之間數值差別微小，因此按 5° 間隔計算上述指標，所有屈曲角度數據取均值。對術前 3 周及術后 7 個月健側與患側，以及患側肢體手術前后個測量參數進行比較。
1.5 統計學方法
采用 SPSS24.0 統計軟件進行分析。數據以均數±標準差表示，手術前后差異及健患側間比較采用配對t檢驗；檢驗水準α=0.05。
2 結果
8 例患者獲隨訪，隨訪時間 5～7 個月，平均 6.4 個月。患側手術前后比較，除內翻/外翻差異有統計學意義（t=4.959，P=0.002）外，其余指標差異均無統計學意義（P>0.05）。健患側間比較，術前 3 周內翻/外翻、內旋/外旋差異有統計學意義（P<0.05），其余指標差異均無統計學意義（P>0.05）；術后 7 個月除內側間室接觸中心點前后位移差異有統計學意義（t=3.798，P=0.007）外，其余指標差異均無統計學意義（P>0.05）。見表1，圖2。
表1
膝關節各指標手術前后健患側比較（n=8，
）
Table1.
Comparison of knee joint indexes between affected side and healthy side before and after operation (n=8, 
)
圖2
坐起動作期間患側膝關節生物力學手術前后差值變化示意圖（脛骨相對于股骨的位置變化）
每根線條代表1 例患者 a. 內翻（正值）/外翻（負值）；b. 內旋（正值）/外旋（負值）；c. 內側間室接觸中心前移（正值）/后移（負值）；d. 外側間室接觸中心前移（正值）/后移（負值）
Figure2. Schematic diagram of the change of difference in the biomechanics of affected knee joint before and after operation during sitting-up movement (The change in the position of the tibia relative to the femur)Each line represented 1 patient a. Varus (positive value)/valgus (negative value); b. Internal rotation (positive value)/external rotation (negative value); c. Forward displacement (positive value)/backward displacement (negative value) of medial tibia contact center; d. Forward displacement (positive value)/backward displacement (negative value) of lateral tibia contact center
3 討論
隨著機器人技術的發展，臨床機器人系統輔助 UKA 逐漸增多。據文獻報道，目前美國有 17% 的臨床骨科醫生應用機器人輔助技術，在住院患者手術中利用率達 29%[7-9]；而我國也正在開展骨科手術機器人的基礎及臨床研究。
與傳統 UKA 相比，機器人系統輔助 UKA 可以有效提高手術精確度，降低假體安放誤差[10]。機器人輔助系統具有一定學習曲線，會增加手術時間，但可以有效提高假體安放準確度，將假體安放在骨質最好的位置，理論上可以延長假體使用壽命[11-12]。研究表明[2]Mako 機器人系統與 Navio 機器人系統手術精準度無明顯差別，但后者術前無需采集患者 CT 數據，只需要術中進行骨骼標記。
目前尚無關于 Navio 機器人系統輔助 UKA 治療的生物力學改變的文獻報道。坐起動作是患者日常動作，分析坐起動作生物力學參數旨在探索在膝關節負重情況下，患側膝關節是否發生改變，機器人輔助 UKA 術后膝關節生物力學能否恢復正常。本研究收集了 8 例采用 Navio 機器人系統輔助 UKA 治療的內側間室骨關節炎患者坐起動作生物力學數據，分析比較患側與健側的差異以及患側手術前后的差異。結果顯示，患側膝關節術前較健側內翻（?3.1±2.9）°，差異有統計學意義；而術后患側與健側相比，內外翻無明顯差異，患側膝關節術后較術前外翻（2.6±1.5）°，說明 Navio 機器人系統輔助 UKA 有效糾正了冠狀面的內翻畸形，恢復了膝關節冠狀面原有的生物力學特性。在旋轉方面，患側膝關節術前較健側外旋（?3.7±3.5）°，差異有統計學意義，而術后患側膝關節與健側比較差異無統計學意義，表明 Navio 機器人系統輔助 UKA 有效恢復了膝關節旋轉的生物力學特性。
既往假體設計基于股骨髁在不同屈曲角度有不同假體球形半徑，導致膝關節在屈曲時會發生后滾及軸移。本研究數據也表明，UKA 術后患者在坐起動作過程中，膝關節不同屈曲角度內側間室接觸中心也會發生改變，這表明 UKA 假體雖然能恢復膝關節的生物力學，但由于假體設計，在膝關節屈曲過程中，內側中心也會有后滾及內側接觸中心的變化。近年來，有部分學者[13]認為膝關節旋轉軸移中心位于內側平臺，應該設計單一屈曲半徑的假體，即“內軸膝”。但此種假體與傳統假體孰優孰劣，尚存在爭議。此外，本組患側較健側術前外側間室接觸中心點前移了（1.3±1.6）mm，而術后無明顯差異。結合上述結論，本研究結果表明 Navio 機器人系統輔助 UKA 術后脛骨相對于股骨外旋，而內側間室接觸中心前移，外側間室接觸中心后移。
許多學者認為膝關節單髁假體矯正了內側間室病變，會導致外側間室負重增加，進而引起外側間室骨關節炎進展，從而需行翻修手術[11-12]。本研究結果顯示，Navio 機器人系統輔助 UKA 手術前后患側外側間室距離與健側均無明顯差異，說明 UKA 假體不會影響外側間室的固有間隙，不會增加外側間室負重。
Navio 機器人系統輔助 UKA 目前剛進入臨床應用，尚無相關生物力學研究文獻報道，因此本研究具有較強的創新性。本研究采用雙平面 X 線結合股骨、脛骨三維模型，其優點在于該模型距離誤差為 0.7 mm，旋轉誤差為 0.9°[6]，因此本研究數據較既往研究模型更加精確，雖然樣本數量較小，但具有較強的說服力。
綜上述，Navio 機器人系統輔助 UKA 可以有效矯正膝關節內翻畸形，最大限度恢復膝關節的固有生物力學，但由于假體本身設計會引起內外側間室接觸中心點位置改變，因此需在此基礎上進一步改進假體設計，使 UKA 達到更好的臨床效果。
作者貢獻：杜剛直接參與研究實施及數據收集、統計分析；李政甜負責數據統計分析；勞山負責課題設計；Urish Ken 負責試驗設計及手術實施。
利益沖突：所有作者聲明，在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突。基金經費支持沒有影響文章觀點和對研究數據客觀結果的統計分析及其報道。
機構倫理問題：本研究所收集數據已通過美國匹茲堡大學 UPMC Magee 醫院倫理委員會審核，所有患者均簽署知情同意書。
膝關節單髁置換術（unicompartmental knee arthroplasty，UKA）主要用于治療單側關節間室骨關節炎患者，相比于人工全膝關節置換術，具有微創、康復快、出血量少、死亡率較低等優勢[1-2]。既往 UKA 術后假體長期生存率較低，但隨著假體設計不斷改進，其長期生存率也得到了大幅度提升[3]。尤其是近年來，機器人輔助 UKA 技術不斷發展成熟，文獻報道其可以提高外科手術精準度、假體安放力線的準確率及獲得滿意軟組織平衡[4]，理論上會更好地保留膝關節生物力學特性，提高患者滿意度及功能[5]。Cobb 等[6]的一項隨機對照試驗顯示機器人組 UKA 實現冠狀面對齊的概率為 100%，而傳統組僅為 40%。
目前機器人輔助單髁置換系統有兩種，一種是美國 Stryker 公司的 Mako 機器人系統，Lonner 等[4-5]報道傳統單髁置換假體放置存在一定內翻畸形，而 Mako 機器人系統可以提高單髁置換脛骨假體后傾角的準確度[6]；但該系統需要術前收集患者的 CT 三維重建數據。另一種為英國施樂輝公司的 Navio 機器人單髁系統，與 Mako 機器人系統相比，該系統在提高假體安放準確度的同時，無需術前收集患者 CT 三維重建數據，可減少費用及輻射。但目前尚無 Navio 機器人系統輔助 UKA 術后生物力學及臨床療效的相關報道。走路行走、坐起動作及登樓梯是評估 UKA 術后膝關節生物力學改變的 3 個常用動作，其中坐起時膝關節承受約 3 倍體質量的重量。本研究通過測量 Navio 機器人系統輔助下 UKA 手術前后患側膝關節坐起時的生物力學及運動學參數，并與健側膝關節進行比較，探討 Navio 機器人系統輔助 UKA 對膝關節生物力學的影響。報告如下。
1 臨床資料
1.1 患者選擇標準
納入標準：① 單純內側間室骨關節炎患者；② 內翻畸形<10°，膝關節屈曲活動度>115°，伸直受限<5°；③ 前、后交叉韌帶完好；④ 膝關節 KellgrenLawrence 分級Ⅱ級及以上；⑤ 對側為健康膝關節，未合并骨關節炎或其他疾病；⑥ 接受 Navio 機器人系統內側固定平臺的 UKA 治療。排除標準：① 類風濕性關節炎；② 創傷性關節炎；③ 身體質量指數>40 kg/m2；④ 合并骨質疏松；⑤ 合并心腦血管疾病。2018 年 1 月—2019 年 1 月共 9 例患者符合選擇標準，其中 1 例失訪退出研究，最終共 8 例接受完整隨訪納入研究。
1.2 一般資料
本組男 4 例，女 4 例；年齡 58～67 歲，平均 62.3 歲。病程 6～18 個月，平均 13 個月。左膝 4 例，右膝 4 例。身體質量指數 26.5～33.2 kg/m2，平均 28.5 kg/m2。患者均為單純內側間室骨關節炎，內翻畸形 4°～6°，平均 5°；膝關節活動度 0°～130°，平均 110°；所有患者均無伸直受限。術前 Kellgren-Lawrence 分級為 Ⅲ級 5 例，Ⅳ級 3 例。
1.3 手術方法
患者于全麻下取仰臥位，取膝關節前內側切口，依次切開皮膚及髕骨內側支持帶，顯露股骨內側髁及脛骨內側平臺，將 Navio 機器人系統的定位裝置用螺釘牢固固定于股骨與脛骨上。然后安裝系統提示，定位股骨及內踝，按照系統提示屈伸膝關節，確定膝關節旋轉中心，進行膝關節韌帶的張力測試。標記股骨髁的表面標志：膝關節中心點、股骨遠端點、股骨后髁點，然后標記股骨表面形態。完成股骨標記后，再進行脛骨標記，包括脛骨中心點、最低點、后側點、內外側點及髁間嵴，最后進行脛骨表面形態標記。標記完成后在系統界面選擇最優假體型號及確定假體位置，再根據此方案啟動磨鉆，按照系統提示打磨股骨及脛骨表面軟骨，然后安裝股骨及脛骨假體，縫合切口。
1.4 數據收集及處理
1.4.1 數據收集
術前 3 周及術后 7 個月，所有患者均進行以下測試：① 使用雙能 CT 掃描患者雙側膝關節，掃描范圍：膝關節中心線遠、近各 10 cm，分辨率：0.6 mm×0.6 mm，掃描層厚：1.25 mm。使用 Mimics19.0 軟件（Materialise 公司，比利時）識別骨組織并進行股骨、脛骨三維重建，形成三維模型。CT 平均輻射量為 1.0 mSv。② 患者從椅子上站起，采用實時雙平面 C 臂 X 線機對膝關節進行透視（速度：100 幀/s，最大功率：90 kV，電流：160 mA，脈沖寬度：1 ms），收集患者坐起時生物力學數據。經 PCXMC 軟件測試，X 線最大輻射量為 0.48 mSv。
通過自動示蹤軟件技術（該技術在體內的精確度為 0.7 mm，旋轉精度為 0.9°[6]）將股骨和脛骨的三維模型分別與 X 線片影像中的股骨和脛骨進行匹配。見圖1。
圖1
數據收集
a. 患者從椅子上站起時動作；b. 雙平面 C 臂 X 線機透視；c. 雙能 CT 掃描雙側膝關節；d. 脛骨和股骨三維模型視圖；e. 應用自動示蹤軟件，將三維模型與 X 線片影像進行匹配；f. 匹配后的股骨、脛骨三維模型
Figure1. Data collectiona. Actions when the patient stands up from the chair; b. Biplane C-arm X-ray machine fluoroscopy; c. Dual-energy CT scan of bilateral knee joints; d. Three-dimensional model view of tibia and femur; e. Application of automatic tracer software to match the three-dimensional model with the X-ray image; f. The matched three-dimensional model of the femur and tibia
1.4.2 數據處理
在上述匹配后的圖像中進行數據處理。建立股骨、脛骨解剖參照系統：① 以股骨內、外髁中心點連線的中點作為股骨中心點，內、外髁中心點連線作為 X 軸，股骨中心點與髖關節中心點（由通過髖關節的 CT 掃描確認）的連線作為 Y 軸，Z 軸垂直于 X、Y 軸并通過股骨中心點。② 以脛骨內、外側平臺邊緣點連線的中點作為脛骨中心點，踝關節內、外踝連線的中點作為踝關節中心點。內、外側平臺邊緣點連線作為 X 軸，脛骨中心點與踝關節中心點的連線作為 Y 軸，Z 軸垂直于 X、Y 軸并通過脛骨中心點。
以上述坐標軸作為空間坐標軸，以近端股骨作為參照，通過測定膝關節內側間室、外側間室接觸中心點的位置，測量患者坐起動作 ［從屈曲開始至伸直位結束（95°～0°）］過程中，膝關節脛骨相對于股骨在不同維度的移動軌跡。參數指標包括：內旋（正值）/外旋（負值）（水平面，膝關節內側間室接觸中心點的變化）；內翻（正值）/外翻（負值）（冠狀面，膝關節內翻/外翻的力線變化）；內側及外側間室接觸中心點前（正值）、后（負值）位移（矢狀面）；外側間室距離（空間水平，外側間室股骨遠端與脛骨近端的距離）。使用 Butterworth 濾波器對所有旋轉運動學參數進行矯正。由于每 1 度屈曲角度之間數值差別微小，因此按 5° 間隔計算上述指標，所有屈曲角度數據取均值。對術前 3 周及術后 7 個月健側與患側，以及患側肢體手術前后個測量參數進行比較。
1.5 統計學方法
采用 SPSS24.0 統計軟件進行分析。數據以均數±標準差表示，手術前后差異及健患側間比較采用配對t檢驗；檢驗水準α=0.05。
2 結果
8 例患者獲隨訪，隨訪時間 5～7 個月，平均 6.4 個月。患側手術前后比較，除內翻/外翻差異有統計學意義（t=4.959，P=0.002）外，其余指標差異均無統計學意義（P>0.05）。健患側間比較，術前 3 周內翻/外翻、內旋/外旋差異有統計學意義（P<0.05），其余指標差異均無統計學意義（P>0.05）；術后 7 個月除內側間室接觸中心點前后位移差異有統計學意義（t=3.798，P=0.007）外，其余指標差異均無統計學意義（P>0.05）。見表1，圖2。
表1
膝關節各指標手術前后健患側比較（n=8，）
Table1.
Comparison of knee joint indexes between affected side and healthy side before and after operation (n=8, )
圖2
坐起動作期間患側膝關節生物力學手術前后差值變化示意圖（脛骨相對于股骨的位置變化）
每根線條代表1 例患者 a. 內翻（正值）/外翻（負值）；b. 內旋（正值）/外旋（負值）；c. 內側間室接觸中心前移（正值）/后移（負值）；d. 外側間室接觸中心前移（正值）/后移（負值）
Figure2. Schematic diagram of the change of difference in the biomechanics of affected knee joint before and after operation during sitting-up movement (The change in the position of the tibia relative to the femur)Each line represented 1 patient a. Varus (positive value)/valgus (negative value); b. Internal rotation (positive value)/external rotation (negative value); c. Forward displacement (positive value)/backward displacement (negative value) of medial tibia contact center; d. Forward displacement (positive value)/backward displacement (negative value) of lateral tibia contact center
3 討論
隨著機器人技術的發展，臨床機器人系統輔助 UKA 逐漸增多。據文獻報道，目前美國有 17% 的臨床骨科醫生應用機器人輔助技術，在住院患者手術中利用率達 29%[7-9]；而我國也正在開展骨科手術機器人的基礎及臨床研究。
與傳統 UKA 相比，機器人系統輔助 UKA 可以有效提高手術精確度，降低假體安放誤差[10]。機器人輔助系統具有一定學習曲線，會增加手術時間，但可以有效提高假體安放準確度，將假體安放在骨質最好的位置，理論上可以延長假體使用壽命[11-12]。研究表明[2]Mako 機器人系統與 Navio 機器人系統手術精準度無明顯差別，但后者術前無需采集患者 CT 數據，只需要術中進行骨骼標記。
目前尚無關于 Navio 機器人系統輔助 UKA 治療的生物力學改變的文獻報道。坐起動作是患者日常動作，分析坐起動作生物力學參數旨在探索在膝關節負重情況下，患側膝關節是否發生改變，機器人輔助 UKA 術后膝關節生物力學能否恢復正常。本研究收集了 8 例采用 Navio 機器人系統輔助 UKA 治療的內側間室骨關節炎患者坐起動作生物力學數據，分析比較患側與健側的差異以及患側手術前后的差異。結果顯示，患側膝關節術前較健側內翻（?3.1±2.9）°，差異有統計學意義；而術后患側與健側相比，內外翻無明顯差異，患側膝關節術后較術前外翻（2.6±1.5）°，說明 Navio 機器人系統輔助 UKA 有效糾正了冠狀面的內翻畸形，恢復了膝關節冠狀面原有的生物力學特性。在旋轉方面，患側膝關節術前較健側外旋（?3.7±3.5）°，差異有統計學意義，而術后患側膝關節與健側比較差異無統計學意義，表明 Navio 機器人系統輔助 UKA 有效恢復了膝關節旋轉的生物力學特性。
既往假體設計基于股骨髁在不同屈曲角度有不同假體球形半徑，導致膝關節在屈曲時會發生后滾及軸移。本研究數據也表明，UKA 術后患者在坐起動作過程中，膝關節不同屈曲角度內側間室接觸中心也會發生改變，這表明 UKA 假體雖然能恢復膝關節的生物力學，但由于假體設計，在膝關節屈曲過程中，內側中心也會有后滾及內側接觸中心的變化。近年來，有部分學者[13]認為膝關節旋轉軸移中心位于內側平臺，應該設計單一屈曲半徑的假體，即“內軸膝”。但此種假體與傳統假體孰優孰劣，尚存在爭議。此外，本組患側較健側術前外側間室接觸中心點前移了（1.3±1.6）mm，而術后無明顯差異。結合上述結論，本研究結果表明 Navio 機器人系統輔助 UKA 術后脛骨相對于股骨外旋，而內側間室接觸中心前移，外側間室接觸中心后移。
許多學者認為膝關節單髁假體矯正了內側間室病變，會導致外側間室負重增加，進而引起外側間室骨關節炎進展，從而需行翻修手術[11-12]。本研究結果顯示，Navio 機器人系統輔助 UKA 手術前后患側外側間室距離與健側均無明顯差異，說明 UKA 假體不會影響外側間室的固有間隙，不會增加外側間室負重。
Navio 機器人系統輔助 UKA 目前剛進入臨床應用，尚無相關生物力學研究文獻報道，因此本研究具有較強的創新性。本研究采用雙平面 X 線結合股骨、脛骨三維模型，其優點在于該模型距離誤差為 0.7 mm，旋轉誤差為 0.9°[6]，因此本研究數據較既往研究模型更加精確，雖然樣本數量較小，但具有較強的說服力。
綜上述，Navio 機器人系統輔助 UKA 可以有效矯正膝關節內翻畸形，最大限度恢復膝關節的固有生物力學，但由于假體本身設計會引起內外側間室接觸中心點位置改變，因此需在此基礎上進一步改進假體設計，使 UKA 達到更好的臨床效果。
作者貢獻：杜剛直接參與研究實施及數據收集、統計分析；李政甜負責數據統計分析；勞山負責課題設計；Urish Ken 負責試驗設計及手術實施。
利益沖突：所有作者聲明，在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突。基金經費支持沒有影響文章觀點和對研究數據客觀結果的統計分析及其報道。
機構倫理問題：本研究所收集數據已通過美國匹茲堡大學 UPMC Magee 醫院倫理委員會審核，所有患者均簽署知情同意書。
