引用本文: 孫茂淋, 楊柳, 何銳. 手術機器人在人工全膝關節置換術中的應用及研究進展. 中國修復重建外科雜志, 2021, 35(7): 913-917. doi: 10.7507/1002-1892.202101114 復制
人工全膝關節置換術(total knee arthroplasty,TKA)是治療終末期膝骨關節炎及類風濕性關節炎的有效手段,能有效解決膝關節疼痛、畸形、活動受限等問題[1-3]。但傳統 TKA 存在術后對線不良、假體安放不準確等問題[4-6],而手術準確性對假體長期生存率有顯著影響[7]。傳統 TKA 手術準確性與術者經驗、操作技術密切相關[8]。為了避免這些主觀因素的干擾,臨床開始使用可視化、個體化、精準化的手術工具輔助手術操作[9]。
計算機輔助骨科手術是指將計算機技術用于術前規劃、術中操作等過程中,避免術者主觀因素造成的誤差,提高手術精準度。目前,計算機輔助骨科手術主要基于導航技術和機械手臂輔助技術兩方面。其中,導航技術是在計算機中顯示人工關節與骨骼位置信息的可視化系統,術中根據術前規劃在手術關鍵節點實時反饋并提示術者修正操作,以提高手術準確性,但不能從根本上解決術者手控能力所造成的誤差[10-11]。為了解決手控定位不準確的問題,機械手臂輔助技術應運而生。該技術將“手術環境”與“傳感器”進行交互,根據導航標志和術前規劃對手術器械和假體進行物理約束,其定位功能可以提高骨床準備和假體安放準確性。此外,該技術還能根據實時數據決定機械手臂下一步操作,克服人為操作手術器械帶來的誤差。
1992 年,ROBODOC 機器人系統首次用于人工關節手術領域,完成了首例人工全髖關節置換術[12]。之后,手術機器人逐漸用于 TKA,早中期療效較滿意[13]。目前手術機器人輔助 TKA(robotic-arm assistedTKA,RATKA)應用逐漸廣泛,臨床常用的三大類機器人系統包括主動系統(ROBODOC 和 CASPAR 等系統)、被動系統以及技術最成熟、應用最廣泛的半主動系統(RIO 和 ACROBOT 等系統)[14]。本文通過查閱國內外相關文獻,總結手術機器人在 TKA 中的應用現狀及研究進展并作一綜述,多角度探究其優勢及不足,為今后該技術在膝關節外科領域的臨床應用提供參考。
1 方法
以 PubMed、中國知網、萬方數據庫為基礎進行檢索,輸入英文關鍵詞(“robotic-arm”、“total knee arthroplasty”、“accuracy”、“clinical outcomes” and/or“complications”)及中文關鍵詞(“機器人”、“人工全膝關節置換術”、“進展”、“療效”、“并發癥”),共檢索到文獻 107 篇。通過閱讀文獻題目后篩選出 89 篇,在此基礎上通過閱讀摘要篩選出 77 篇,最終通過閱讀全文確定文獻 33 篇。
2 RATKA 優勢
RATKA 將術前三維模板測量、術中實時可視化、觸覺反饋、機械手臂截骨等技術相結合,具有操作精準、微創優勢,在臨床應用越來越廣泛[15-16]。
2.1 輔助精確截骨及假體植入
手術機器人通過整合計算機導航、可視化屏幕、機械手臂等模塊,在術中通過精確計算,根據實際情況確定假體覆蓋部分的截骨厚度、股骨遠端外翻截骨角度、股骨后髁外旋截骨角度、脛骨平臺后傾角及站立位下肢力線情況。Hampp 等[17]將 12 具尸體標本分為 RATKA 組和傳統 TKA 組,根據術后影像學檢查結果比較兩組假體位置偏差情況。結果顯示,無論是股骨假體還是脛骨假體,在冠狀位和矢狀位 RATKA 組偏差均小于傳統 TKA 組。Marchand 等[18]測量了 330 例接受 RATKA 的骨關節炎患者手術前后冠狀位下肢力線,64% 患者術前下肢力線存在超過 3° 的內翻畸形,11% 患者存在超過 3° 的外翻畸形;但所有患者術后下肢力線均糾正至中立位附近(±2°)。Yang 等[19]對接受 RATKA 的 71 例患者進行長達 10 年隨訪,并與 42 例接受傳統 TKA 的患者進行比較。結果顯示 RATKA 組術后下肢力線偏離中立位的患者例數少于傳統組,膝關節假體安放更準確,股骨及脛骨假體安放錯誤概率更低(6% vs 16%)。Suero 等[20]認為與傳統 TKA 相比,RATKA 在糾正膝關節畸形、重建下肢力線及旋轉對線準確性方面具有一定優勢。
與傳統 TKA 相比,RATKA 能提升截骨及假體植入準確性與以下三方面有關。首先,傳統 TKA 術中是以通髁線或以股骨后髁軸外旋 3° 為參考,行股骨側旋轉對線重建。但是由于患者病情進展程度不同,股骨遠端外翻截骨角度和股骨后髁外旋截骨角度均不同,通過二維影像學資料進行術前規劃無法保證準確性。此外,不同個體間股骨內、外上髁存在解剖學差異,因此通髁線位置不固定,而股骨后髁軟骨磨損程度不同也會導致股骨后髁軸不同。因此,以上述解剖結構作為參考進行股骨側旋轉對線重建存在一定誤差。而在 RATKA 中,機械手臂可以按照預先設定指令到達既定截骨區域,避免了操作過程中術者手控能力造成的誤差。另外,手術機器人可在三維視角下進行術前設計,根據設定的站立位下肢力線、股骨及脛骨旋轉對線情況,逆運算出截骨角度和截骨厚度,確保術后關節線高度合適。最后,根據逆運算結果嚴格執行截骨量和截骨角度,有助于術中平衡屈伸間隙及內外側間隙。因此,RATKA 可以達到準確截骨,為假體的精確植入奠定良好基礎。
2.2 有效保護膝關節周圍軟組織
一項基于尸體標本的研究比較了 RATKA 和傳統 TKA 在術中保護軟組織方面的差異[21],結果顯示 RATKA 可以更好地保護內、外側副韌帶,完整保留后交叉韌帶脛骨側止點,而傳統手術的 6 具標本中有 2 具后交叉韌帶脛骨側止點被手術器械損傷,甚至離斷。但該結論是基于尸體標本研究,具有一定局限性。在一項隨機對照試驗中,Siebert 等[22]對 RATKA 組和傳統 TKA 組患者術后大腿周徑進行比較,結果發現 RATKA 組患者膝關節周圍軟組織腫脹發生率低于傳統 TKA 組。Sultan 等[23]的研究也得出了相同結論,RATKA 術中膝關節周圍軟組織損傷較小,術后側副韌帶及后交叉韌帶得以完整保留。
RATKA 術中截骨量和截骨角度已根據術前規劃在系統中預先設定,相當于給“有創操作”限定了區域,機械手臂末端的磨鉆涉及到的所有操作均在紅外攝像頭實時監視下完成,若磨鉆活動范圍超出預先設定區域,“自動操作”就會立即停止。膝關節周圍軟組織均在設定操作區域之外,因此 RATKA 術中后交叉韌帶及其止點、內外側副韌帶的損傷風險大大降低[24]。此外,RATKA 無需行脛骨前脫位和向外側翻轉髕骨的處理,降低了髕腱、股四頭肌腱和腘窩周圍軟組織的損傷風險,這也是 RATKA 術后患者軟組織腫脹較輕的原因之一[21]。而傳統 TKA 在重建伸直位下肢力線時需要進行股骨髓內定位,當入髓干插入股骨干時會造成一定程度髓內出血。另外,傳統術中固定截骨器械會產生不同數量釘道,對于患者來說也是創傷,而 RATKA 技術無需行股骨髓內定位及脛骨髓外定位,與前者相比相對微創。
2.3 學習曲線較短
相對于傳統 TKA,RATKA 學習曲線顯著縮短,術者只要熟悉傳統 TKA 基本操作流程,通過一定手術量積累就可以掌握其技術要領。這主要是由于所有操作步驟都是經過量化且固定的,只要按照手術機器人操作順序,調整相關參數就可完成截骨等關鍵步驟。例如,股骨后髁截骨時,機械手臂會按照計算機“模擬截骨”過程中的參數,根據指令到達截骨區域并調整外旋截骨角度。無論此時使用的是主動系統機器人還是半主動系統機器人,均不影響截骨過程,固定參數會調整機械手臂抵達相同截骨區域,唯一區別為截骨過程是“機控”還是“手控”。Hampp 等[17]報道在 RATKA 開展初期,按照手術機器人操作順序進行操作,在脛骨近端截骨和脛骨假體植入方面,只在前 2 例患者出現較大偏差。
研究表明,隨著術者對手術流程逐步熟悉,術前規劃及術中操作時間均縮短,總體時間平均縮短約 15 min[25]。這種手術技術對于經驗尚不豐富的醫師而言是一個很好的學習途徑。van der List 等[14]進行了一項關于 RATKA 學習曲線的研究,對 2 名臨床經驗差距較大的醫生進行比較。一名醫生剛完成助手工作 2 年,另外一名醫生有超過 10 年的 TKA 手術經驗。首先,2 名醫生均進行 48 例傳統 TKA 以獲得手術基線時間以便后期比較;隨后,2 名醫生同時開展 RATKA。結果發現兩者學習曲線高峰均主要集中在前 10~15 例患者,且均未發生不良事件。
2.4 術后患者滿意度高
TKA 患者滿意度可以通過主觀感受和評分量表評定。Marchand 等[26]對 20 例接受 RATKA 和 20 例接受傳統 TKA 的患者在術后 6 個月使用美國西部 Ontario 與 McMaster 大學骨關節炎指數評分(WOMAC)進行評價,主要包含疼痛、功能、僵硬程度和患者整體滿意度評分,結果顯示 RATKA 組患者具有更低的疼痛評分、更高的滿意度評分和功能評分。Liow 等[27]對 31 例接受 RATKA 和 29 例接受傳統 TKA 患者進行簡明健康調查量表(SF-36 量表)評價,結果顯示術后 RATKA 組患者在情感評分和活力評分方面表現更佳。Kim 等[28-29]對 32 例接受 RATKA 的患者進行中期隨訪,結果顯示術后膝關節學會評分(KSS)較術前明顯提高,膝關節活動度由術前 71° 增加至 85°。
RATKA 術后患者滿意度評分較高的原因可能與評分量表的選擇有關,醫生主導的量表(KSS 評分、WOMAC 評分等)和患者主導的量表(SF-36 量表)中,評分項目側重點和術后功能評分的權重均不同,因此不同類型評分量表的功能不同。后續研究若選擇其他評分標準,可能得到不同結果。因此,雖然目前大多研究認為 RATKA 臨床評分較滿意,但是否真正優于傳統 TKA,尚需大量前瞻性隨機對照試驗及長期隨訪證實。
2.5 其他優勢
RATKA 可以提高手術效率,特別是在術者突破學習曲線后,在標準化臨床路徑指導下可提高手術量。此外,術中無需進行股骨髓內定位及脛骨髓外定位,對配套的專用器械依賴程度降低。RATKA 術中使用磨鉆或者較傳統術中使用的更輕薄的往復鋸截骨,可以減少對骨床不必要的創傷,為假體牢固安放及后期翻修手術奠定良好基礎。另外,因簡化了手術操作流程,減少了術中對截骨和植入假體反復檢查和驗證的次數,整個手術過程中主刀醫生僅需 1 名助手,降低了醫生工作量。
3 RATKA 不足
3.1 手術時間延長
任何一項新技術在推廣應用時都會出現手術時間延長問題,由于術者需要一定時間來克服學習曲線,因此在初期手術時間延長相對正常。RATKA 學習曲線相對平緩,對于經驗不足的年輕醫生來講,開展該技術初期需要較多時間熟悉操作系統及手術器械,在反復驗證過程中也增加了額外操作時間。但經過系統培訓后,在順利完成手術前提下,手術時間延長問題可明顯改善。國外也有相關研究支持上述觀點,Sodhi 等[30-31]隨訪了 240 例接受 RATKA 患者,由 2 名關節置換手術經驗豐富的高年資醫生(既往未開展機器人手術)完成,其中最后收治的 20 例患者手術時間明顯短于初期收治的 20 例患者。有研究者認為經過 15~20 例 RATKA 手術實踐后,手術時間與傳統 TKA 相近,差異無統計學意義[32]。Siebert 等[22]進行了一項前瞻性研究,比較 2 名醫生進行 RATKA 和傳統 TKA 的手術時間。他發現 RATKA 組開展初期手術時間較長,平均為 135 min,但隨著經驗積累,后期手術平均時間縮短至 90 min。Song 等[33]對雙側膝關節重度骨關節炎患者同期進行關節置換手術,一側行傳統 TKA,另一側行 RATKA,結果顯示兩側手術時間無明顯差異。
3.2 新的手術并發癥
由于 RATKA 使用機械手臂末端磨鉆截骨,不再使用傳統體積大且厚重的往復鋸銳性截骨,因此在截骨過程中側副韌帶及交叉韌帶損傷發生率降低。但在 RATKA 術中定位階段需要將光學靶標插入骨皮質并固定在股骨和脛骨上,同時為了避免術中微動,多采用直徑 3 mm 以上的皮質螺釘對靶標進行固定。該特殊固定釘表面采用螺紋設計,因此會在股骨遠端和脛骨近端產生固定孔洞,孔洞周圍將出現應力集中,可能會增加下肢骨折發生率。與此同時,光學靶標固定處的皮膚可能存在感染和愈合不良的情況。但是也有研究認為,在術后并發癥方面,RATKA 與傳統 TKA 技術大致相當,差異無統計學意義[26-27,33]。
3.3 其他局限性
由于目前 RATKA 在國內外普及率較低,主要集中在中心城市及醫學院校的教學醫院使用,遠遠不能滿足廣大患者的實際需求。此外,我國尚未將手術機器人的使用及維護費用納入醫保系統中,增加了醫療成本及患者經濟負擔。在設備技術方面,術中操作系統信號不佳及光學靶標的靈敏性問題尚需要進一步改進。
4 結論
初步臨床應用研究顯示 RATKA 療效滿意,具有準確輔助截骨、個體化植入假體、更好地保護膝關節周圍軟組織、學習曲線較短、患者術后滿意度較高等優勢,但也存在手術耗時延長、并發癥增加、醫療成本提高等不足。熟練掌握 RATKA 技術可以為患者提供更加個體化的微創技術,從而實現人工關節解剖重建的目標,獲得更理想的軟組織平衡、更精確的下肢力線。
隨著移動互聯網逐步進入 5G 時代、網絡速度極大提升及計算機運算能力的發展,遠程網絡操作及高清視頻互通得以實現,RATKA 的遠程操作將成為現實。此外,雖然大多數研究顯示 RATKA 與傳統 TKA 相比在某些方面具有一定優勢,但是仍需要大量隨機對照研究和長期隨訪來證實。
作者貢獻:楊柳、何銳負責文章設計,孫茂淋負責文章撰寫。
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。經費支持沒有影響文章觀點及其報道。
人工全膝關節置換術(total knee arthroplasty,TKA)是治療終末期膝骨關節炎及類風濕性關節炎的有效手段,能有效解決膝關節疼痛、畸形、活動受限等問題[1-3]。但傳統 TKA 存在術后對線不良、假體安放不準確等問題[4-6],而手術準確性對假體長期生存率有顯著影響[7]。傳統 TKA 手術準確性與術者經驗、操作技術密切相關[8]。為了避免這些主觀因素的干擾,臨床開始使用可視化、個體化、精準化的手術工具輔助手術操作[9]。
計算機輔助骨科手術是指將計算機技術用于術前規劃、術中操作等過程中,避免術者主觀因素造成的誤差,提高手術精準度。目前,計算機輔助骨科手術主要基于導航技術和機械手臂輔助技術兩方面。其中,導航技術是在計算機中顯示人工關節與骨骼位置信息的可視化系統,術中根據術前規劃在手術關鍵節點實時反饋并提示術者修正操作,以提高手術準確性,但不能從根本上解決術者手控能力所造成的誤差[10-11]。為了解決手控定位不準確的問題,機械手臂輔助技術應運而生。該技術將“手術環境”與“傳感器”進行交互,根據導航標志和術前規劃對手術器械和假體進行物理約束,其定位功能可以提高骨床準備和假體安放準確性。此外,該技術還能根據實時數據決定機械手臂下一步操作,克服人為操作手術器械帶來的誤差。
1992 年,ROBODOC 機器人系統首次用于人工關節手術領域,完成了首例人工全髖關節置換術[12]。之后,手術機器人逐漸用于 TKA,早中期療效較滿意[13]。目前手術機器人輔助 TKA(robotic-arm assistedTKA,RATKA)應用逐漸廣泛,臨床常用的三大類機器人系統包括主動系統(ROBODOC 和 CASPAR 等系統)、被動系統以及技術最成熟、應用最廣泛的半主動系統(RIO 和 ACROBOT 等系統)[14]。本文通過查閱國內外相關文獻,總結手術機器人在 TKA 中的應用現狀及研究進展并作一綜述,多角度探究其優勢及不足,為今后該技術在膝關節外科領域的臨床應用提供參考。
1 方法
以 PubMed、中國知網、萬方數據庫為基礎進行檢索,輸入英文關鍵詞(“robotic-arm”、“total knee arthroplasty”、“accuracy”、“clinical outcomes” and/or“complications”)及中文關鍵詞(“機器人”、“人工全膝關節置換術”、“進展”、“療效”、“并發癥”),共檢索到文獻 107 篇。通過閱讀文獻題目后篩選出 89 篇,在此基礎上通過閱讀摘要篩選出 77 篇,最終通過閱讀全文確定文獻 33 篇。
2 RATKA 優勢
RATKA 將術前三維模板測量、術中實時可視化、觸覺反饋、機械手臂截骨等技術相結合,具有操作精準、微創優勢,在臨床應用越來越廣泛[15-16]。
2.1 輔助精確截骨及假體植入
手術機器人通過整合計算機導航、可視化屏幕、機械手臂等模塊,在術中通過精確計算,根據實際情況確定假體覆蓋部分的截骨厚度、股骨遠端外翻截骨角度、股骨后髁外旋截骨角度、脛骨平臺后傾角及站立位下肢力線情況。Hampp 等[17]將 12 具尸體標本分為 RATKA 組和傳統 TKA 組,根據術后影像學檢查結果比較兩組假體位置偏差情況。結果顯示,無論是股骨假體還是脛骨假體,在冠狀位和矢狀位 RATKA 組偏差均小于傳統 TKA 組。Marchand 等[18]測量了 330 例接受 RATKA 的骨關節炎患者手術前后冠狀位下肢力線,64% 患者術前下肢力線存在超過 3° 的內翻畸形,11% 患者存在超過 3° 的外翻畸形;但所有患者術后下肢力線均糾正至中立位附近(±2°)。Yang 等[19]對接受 RATKA 的 71 例患者進行長達 10 年隨訪,并與 42 例接受傳統 TKA 的患者進行比較。結果顯示 RATKA 組術后下肢力線偏離中立位的患者例數少于傳統組,膝關節假體安放更準確,股骨及脛骨假體安放錯誤概率更低(6% vs 16%)。Suero 等[20]認為與傳統 TKA 相比,RATKA 在糾正膝關節畸形、重建下肢力線及旋轉對線準確性方面具有一定優勢。
與傳統 TKA 相比,RATKA 能提升截骨及假體植入準確性與以下三方面有關。首先,傳統 TKA 術中是以通髁線或以股骨后髁軸外旋 3° 為參考,行股骨側旋轉對線重建。但是由于患者病情進展程度不同,股骨遠端外翻截骨角度和股骨后髁外旋截骨角度均不同,通過二維影像學資料進行術前規劃無法保證準確性。此外,不同個體間股骨內、外上髁存在解剖學差異,因此通髁線位置不固定,而股骨后髁軟骨磨損程度不同也會導致股骨后髁軸不同。因此,以上述解剖結構作為參考進行股骨側旋轉對線重建存在一定誤差。而在 RATKA 中,機械手臂可以按照預先設定指令到達既定截骨區域,避免了操作過程中術者手控能力造成的誤差。另外,手術機器人可在三維視角下進行術前設計,根據設定的站立位下肢力線、股骨及脛骨旋轉對線情況,逆運算出截骨角度和截骨厚度,確保術后關節線高度合適。最后,根據逆運算結果嚴格執行截骨量和截骨角度,有助于術中平衡屈伸間隙及內外側間隙。因此,RATKA 可以達到準確截骨,為假體的精確植入奠定良好基礎。
2.2 有效保護膝關節周圍軟組織
一項基于尸體標本的研究比較了 RATKA 和傳統 TKA 在術中保護軟組織方面的差異[21],結果顯示 RATKA 可以更好地保護內、外側副韌帶,完整保留后交叉韌帶脛骨側止點,而傳統手術的 6 具標本中有 2 具后交叉韌帶脛骨側止點被手術器械損傷,甚至離斷。但該結論是基于尸體標本研究,具有一定局限性。在一項隨機對照試驗中,Siebert 等[22]對 RATKA 組和傳統 TKA 組患者術后大腿周徑進行比較,結果發現 RATKA 組患者膝關節周圍軟組織腫脹發生率低于傳統 TKA 組。Sultan 等[23]的研究也得出了相同結論,RATKA 術中膝關節周圍軟組織損傷較小,術后側副韌帶及后交叉韌帶得以完整保留。
RATKA 術中截骨量和截骨角度已根據術前規劃在系統中預先設定,相當于給“有創操作”限定了區域,機械手臂末端的磨鉆涉及到的所有操作均在紅外攝像頭實時監視下完成,若磨鉆活動范圍超出預先設定區域,“自動操作”就會立即停止。膝關節周圍軟組織均在設定操作區域之外,因此 RATKA 術中后交叉韌帶及其止點、內外側副韌帶的損傷風險大大降低[24]。此外,RATKA 無需行脛骨前脫位和向外側翻轉髕骨的處理,降低了髕腱、股四頭肌腱和腘窩周圍軟組織的損傷風險,這也是 RATKA 術后患者軟組織腫脹較輕的原因之一[21]。而傳統 TKA 在重建伸直位下肢力線時需要進行股骨髓內定位,當入髓干插入股骨干時會造成一定程度髓內出血。另外,傳統術中固定截骨器械會產生不同數量釘道,對于患者來說也是創傷,而 RATKA 技術無需行股骨髓內定位及脛骨髓外定位,與前者相比相對微創。
2.3 學習曲線較短
相對于傳統 TKA,RATKA 學習曲線顯著縮短,術者只要熟悉傳統 TKA 基本操作流程,通過一定手術量積累就可以掌握其技術要領。這主要是由于所有操作步驟都是經過量化且固定的,只要按照手術機器人操作順序,調整相關參數就可完成截骨等關鍵步驟。例如,股骨后髁截骨時,機械手臂會按照計算機“模擬截骨”過程中的參數,根據指令到達截骨區域并調整外旋截骨角度。無論此時使用的是主動系統機器人還是半主動系統機器人,均不影響截骨過程,固定參數會調整機械手臂抵達相同截骨區域,唯一區別為截骨過程是“機控”還是“手控”。Hampp 等[17]報道在 RATKA 開展初期,按照手術機器人操作順序進行操作,在脛骨近端截骨和脛骨假體植入方面,只在前 2 例患者出現較大偏差。
研究表明,隨著術者對手術流程逐步熟悉,術前規劃及術中操作時間均縮短,總體時間平均縮短約 15 min[25]。這種手術技術對于經驗尚不豐富的醫師而言是一個很好的學習途徑。van der List 等[14]進行了一項關于 RATKA 學習曲線的研究,對 2 名臨床經驗差距較大的醫生進行比較。一名醫生剛完成助手工作 2 年,另外一名醫生有超過 10 年的 TKA 手術經驗。首先,2 名醫生均進行 48 例傳統 TKA 以獲得手術基線時間以便后期比較;隨后,2 名醫生同時開展 RATKA。結果發現兩者學習曲線高峰均主要集中在前 10~15 例患者,且均未發生不良事件。
2.4 術后患者滿意度高
TKA 患者滿意度可以通過主觀感受和評分量表評定。Marchand 等[26]對 20 例接受 RATKA 和 20 例接受傳統 TKA 的患者在術后 6 個月使用美國西部 Ontario 與 McMaster 大學骨關節炎指數評分(WOMAC)進行評價,主要包含疼痛、功能、僵硬程度和患者整體滿意度評分,結果顯示 RATKA 組患者具有更低的疼痛評分、更高的滿意度評分和功能評分。Liow 等[27]對 31 例接受 RATKA 和 29 例接受傳統 TKA 患者進行簡明健康調查量表(SF-36 量表)評價,結果顯示術后 RATKA 組患者在情感評分和活力評分方面表現更佳。Kim 等[28-29]對 32 例接受 RATKA 的患者進行中期隨訪,結果顯示術后膝關節學會評分(KSS)較術前明顯提高,膝關節活動度由術前 71° 增加至 85°。
RATKA 術后患者滿意度評分較高的原因可能與評分量表的選擇有關,醫生主導的量表(KSS 評分、WOMAC 評分等)和患者主導的量表(SF-36 量表)中,評分項目側重點和術后功能評分的權重均不同,因此不同類型評分量表的功能不同。后續研究若選擇其他評分標準,可能得到不同結果。因此,雖然目前大多研究認為 RATKA 臨床評分較滿意,但是否真正優于傳統 TKA,尚需大量前瞻性隨機對照試驗及長期隨訪證實。
2.5 其他優勢
RATKA 可以提高手術效率,特別是在術者突破學習曲線后,在標準化臨床路徑指導下可提高手術量。此外,術中無需進行股骨髓內定位及脛骨髓外定位,對配套的專用器械依賴程度降低。RATKA 術中使用磨鉆或者較傳統術中使用的更輕薄的往復鋸截骨,可以減少對骨床不必要的創傷,為假體牢固安放及后期翻修手術奠定良好基礎。另外,因簡化了手術操作流程,減少了術中對截骨和植入假體反復檢查和驗證的次數,整個手術過程中主刀醫生僅需 1 名助手,降低了醫生工作量。
3 RATKA 不足
3.1 手術時間延長
任何一項新技術在推廣應用時都會出現手術時間延長問題,由于術者需要一定時間來克服學習曲線,因此在初期手術時間延長相對正常。RATKA 學習曲線相對平緩,對于經驗不足的年輕醫生來講,開展該技術初期需要較多時間熟悉操作系統及手術器械,在反復驗證過程中也增加了額外操作時間。但經過系統培訓后,在順利完成手術前提下,手術時間延長問題可明顯改善。國外也有相關研究支持上述觀點,Sodhi 等[30-31]隨訪了 240 例接受 RATKA 患者,由 2 名關節置換手術經驗豐富的高年資醫生(既往未開展機器人手術)完成,其中最后收治的 20 例患者手術時間明顯短于初期收治的 20 例患者。有研究者認為經過 15~20 例 RATKA 手術實踐后,手術時間與傳統 TKA 相近,差異無統計學意義[32]。Siebert 等[22]進行了一項前瞻性研究,比較 2 名醫生進行 RATKA 和傳統 TKA 的手術時間。他發現 RATKA 組開展初期手術時間較長,平均為 135 min,但隨著經驗積累,后期手術平均時間縮短至 90 min。Song 等[33]對雙側膝關節重度骨關節炎患者同期進行關節置換手術,一側行傳統 TKA,另一側行 RATKA,結果顯示兩側手術時間無明顯差異。
3.2 新的手術并發癥
由于 RATKA 使用機械手臂末端磨鉆截骨,不再使用傳統體積大且厚重的往復鋸銳性截骨,因此在截骨過程中側副韌帶及交叉韌帶損傷發生率降低。但在 RATKA 術中定位階段需要將光學靶標插入骨皮質并固定在股骨和脛骨上,同時為了避免術中微動,多采用直徑 3 mm 以上的皮質螺釘對靶標進行固定。該特殊固定釘表面采用螺紋設計,因此會在股骨遠端和脛骨近端產生固定孔洞,孔洞周圍將出現應力集中,可能會增加下肢骨折發生率。與此同時,光學靶標固定處的皮膚可能存在感染和愈合不良的情況。但是也有研究認為,在術后并發癥方面,RATKA 與傳統 TKA 技術大致相當,差異無統計學意義[26-27,33]。
3.3 其他局限性
由于目前 RATKA 在國內外普及率較低,主要集中在中心城市及醫學院校的教學醫院使用,遠遠不能滿足廣大患者的實際需求。此外,我國尚未將手術機器人的使用及維護費用納入醫保系統中,增加了醫療成本及患者經濟負擔。在設備技術方面,術中操作系統信號不佳及光學靶標的靈敏性問題尚需要進一步改進。
4 結論
初步臨床應用研究顯示 RATKA 療效滿意,具有準確輔助截骨、個體化植入假體、更好地保護膝關節周圍軟組織、學習曲線較短、患者術后滿意度較高等優勢,但也存在手術耗時延長、并發癥增加、醫療成本提高等不足。熟練掌握 RATKA 技術可以為患者提供更加個體化的微創技術,從而實現人工關節解剖重建的目標,獲得更理想的軟組織平衡、更精確的下肢力線。
隨著移動互聯網逐步進入 5G 時代、網絡速度極大提升及計算機運算能力的發展,遠程網絡操作及高清視頻互通得以實現,RATKA 的遠程操作將成為現實。此外,雖然大多數研究顯示 RATKA 與傳統 TKA 相比在某些方面具有一定優勢,但是仍需要大量隨機對照研究和長期隨訪來證實。
作者貢獻:楊柳、何銳負責文章設計,孫茂淋負責文章撰寫。
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。經費支持沒有影響文章觀點及其報道。