引用本文： 董子漾, 李楊, 田華. 個性化截骨導板與計算機輔助導航在人工全膝關節置換術中應用效果比較研究進展. 中國修復重建外科雜志, 2021, 35(11): 1492-1498. doi: 10.7507/1002-1892.202104048 復制
人工全膝關節置換術（total knee arthroplasty，TKA）是治療終末期膝關節骨關節炎最有效的方法之一，目前已在臨床中廣泛應用[1]。TKA 可顯著改善患者癥狀、提高生活質量，但目前術后患者滿意度仍不夠理想[2]。手術時間長、術后下肢力線不佳、失血量較多、關節功能恢復不佳等是影響患者滿意度及預后的主要問題，因此改善上述問題是目前關節外科醫師關注焦點。基于此，個性化截骨導板（personal specific instrumentation，PSI）及計算機輔助導航手術（computer-assisted navigation surgery，CAS）兩種輔助技術相繼被引入 TKA 中[3-9]。
PSI 與 CAS 兩種 TKA 輔助技術的目標都是提高假體放置準確度、改善下肢力線等，以提高患者手術滿意度。許多學者比較了這兩種輔助方式在 TKA 中的應用效果，但目前研究結果仍存在爭議。本文通過對近年來 PSI-TKA 與 CAS-TKA 對比的相關文獻進行綜述，探討兩種 TKA 輔助技術在改善患者手術時間、術后下肢力線、圍術期失血量以及術后膝關節功能等方面的差異，為臨床中 TKA 輔助方式的選擇提供參考。
1 PSI 與 CAS 概述
CAS 誕生于上世紀 90 年代，于 1997 年被 Saragaglia 等引入 TKA 中[10-11]。CAS 是在髖、膝、踝等特定解剖部位安裝可以發射或反射紅外線的定位器，計算機利用紅外線對定位器進行位置追蹤，最后通過圖像處理技術實現術中實時為手術醫師反饋下肢力線，以輔助截骨和假體放置，被認為可有效提高下肢力線重建的準確性[12-13]。經歷了 20 余年發展，CAS 輔助技術已逐步完善，并且在 TKA 中得到了廣泛應用。基于加速儀及陀螺儀的手持便攜式導航系統是 CAS 的一種新形式，其無需術前采集三維影像，具有占用空間小、操作簡便、學習曲線短、成本適中等優勢[14]。
PSI 是一種新興的 TKA 輔助技術，最初于 2008 年由 Klatt 等[15]提出。與 CAS 不同，PSI 是指在術前通過三關節（髖、膝、踝）MRI 或 CT 構建患者下肢的可視化三維模型，針對每個患者的解剖結構個性化設計截骨方案，最后利用 3D 打印技術定制截骨導板以輔助術中截骨，被認為具有改善下肢力線、簡化手術操作等優勢[16-19]。3D 打印以及計算機建模技術的成熟也推動了 PSI 的發展，目前有研究[20]指出，僅使用膝關節的單關節 CT 結合下肢全長 X 線片也可實現下肢三維模型構建，與傳統三關節 CT 或 MRI 相比，其在術后下肢力線改善方面可以發揮相同作用，這也進一步降低了 PSI 技術的門檻和使用成本。
2 應用效果比較
2.1 手術時間
目前研究均顯示，與 CAS-TKA 相比，PSI-TKA 的手術時間顯著縮短。Yan 等[21]進行了一項隨機對照試驗（randomized controlled trial，RCT）研究，結果發現 PSI-TKA 的手術時間比 CAS-TKA 至少縮短 15～20 min ［CAS-TKA 組（93.0±15.0）min，PSI-TKA 組（73.7±16.0）min］，差異有統計學意義。MacDessi 等[22]進行的一項隊列研究也驗證了上述觀點。我們曾進行了一項回顧性研究，也發現 CAS-TKA 的手術時間顯著長于 PSI-TKA ［CAS-TKA 組（90±10）min，PSI-TKA 組（80±14）min］[23]。這主要是由于 PSI 通過個性化 3D 打印截骨導板直接進行截骨，無需開髓等操作，大大縮短了定位所耗費時間，簡化了操作流程；而 CAS 需要固定、注冊等操作，術中的信號捕捉以及截骨量調整也會耗費時間，因而其手術時間顯著長于 PSI。
CAS-TKA 的手術時間不僅長于 PSI-TKA，也顯著長于傳統手術方式 TKA。Shi 等[24]在一項納入了 15 個研究、共 2 089 例患者的 Meta 分析中發現，CAS-TKA 的手術時間較傳統 TKA 平均延長 16.9 min。Thiengwittayaporn 等[25]的一項 RCT 研究將患者隨機分為 CAS-TKA 組和傳統 TKA 組，結果發現 CAS-TKA 組手術時間為（159±28.20）min，顯著長于傳統 TKA 組的（117±21.77）min。Schmitt 等[26]以及我國徐志宏等[27]也證實了 CAS-TKA 的手術時間相較于傳統 TKA 顯著延長。
雖然 PSI-TKA 的手術時間顯著短于 CAS-TKA，但是對于其是否也短于傳統 TKA 目前仍存在爭議。PSI-TKA 減少了術中測量、測試假體型號等步驟，因而理論上具有縮短手術時間的優勢[16-17]。Chareancholvanich 等[28]進行的一項 RCT 研究發現，PSI-TKA 手術時間較傳統 TKA 平均縮短 5.1 min，其截骨操作時間縮短（平均 3.6 min）尤為明顯。Vide 等[29]的 RCT 研究也進一步證實了 PSI-TKA 較傳統 TKA 可明顯縮短手術時間（平均縮短 18 min）。但也有部分學者提出了不同觀點。Randelli 等[30]在一項納入 133 例患者的 RCT 研究中指出，與傳統 TKA 相比，PSI-TKA 并不能顯著縮短患者手術時間。我們既往進行的一項回顧性研究發現，PSI-TKA 手術時間甚至長于傳統 TKA[23]。這可能與 PSI 的學習曲線、術中照片拍攝以及額外力線驗證等因素有關[20]；此外， PSI-TKA 可能因截骨失敗而具有一定的“棄用率”，也可能導致手術時間延長[31-32]。
2.2 下肢力線
PSI-TKA 和 CAS-TKA 比較研究的主要焦點是術后下肢力線的改善。目前主流觀點認為 CAS-TKA 可顯著改善患者術后下肢力線，但 PSI-TKA 能否在改善下肢力線上與 CAS-TKA 具有同樣效果，以及二者在改善下肢力線上的差異，目前仍有爭議[33]。學者們對于手持便攜式導航系統與 PSI 輔助 TKA 在改善下肢力線方面的差異也存在爭議。
2.2.1 PSI-TKA 恢復下肢力線與 CAS-TKA 相當或優于 CAS-TKA
部分學者通過研究肯定了 PSI-TKA 在下肢力線恢復上的作用，認為其不遜于 CAS-TKA，甚至較后者更加精準。但目前支持這一結論的研究較少，且均為回顧性研究，尚缺乏高質量研究進行驗證。
Yaffe 等[34]回顧性分析 122 例行 TKA 患者臨床資料，分為 PSI-TKA、CAS-TKA 和傳統 TKA 3 組。結果發現，在術后矢狀位股骨和脛骨假體對線方面，3 組患者差異無統計學意義；但在術后下肢機械軸力線上，CAS-TKA 組比傳統 TKA 組內翻程度更大，而 PSI-TKA 組與傳統 TKA 組差異無統計學意義。該研究提示 PSI-TKA 相較于 CAS-TKA 在下肢機械軸力線的恢復上具備一定優勢。MacDessi 等[22]進行的一項回顧性研究也得出相似結論，發現 PSI-TKA 可以得到與 CAS-TKA 相似的力線準確率，甚至在某些力線（如股骨冠狀位力線和下肢機械軸力線）上 PSI-TKA 相較于 CAS-TKA 還存在微弱優勢。CAS-TKA 與 PSI-TKA 相比并未展現出下肢力線恢復方面的顯著優勢，有學者認為這可能與在 X 線片上測量下肢力線的靈敏度較低有關，此外在攝片時肢體輕微旋轉或移位也會對下肢力線測量產生影響[34]。
也有研究表明，在減少力線嚴重偏移方面，PSI-TKA 比 CAS-TKA 具有明顯優勢。Rahm 等[35]對術前膝關節嚴重畸形（內、外翻≥10°）的 TKA 患者進行了一項回顧性研究，結果發現 PSI-TKA 與 CAS-TKA 兩組患者術后下肢力線總偏移率（>3°）差異無統計學意義，但相較于 CAS-TKA 組，PSI-TKA 組的嚴重偏移率（>5°）明顯降低。作者認為 PSI 在糾正嚴重畸形患者下肢力線上具有優勢，其原因并不明確，可能與 CAS 學習曲線較長、術者手術經驗不足所致。
隨著導航技術的進步，CAS 逐漸朝著便攜的方向發展。手持便攜式導航系統輔助 TKA 是計算機導航的一種新形式，也可顯著改善下肢力線，部分學者認為 PSI-TKA 與其具有同樣的準確度。田書暢等[36]進行了一項隨機對照研究，將 23 例使用 iASSIST 手持便攜式導航系統輔助 TKA 患者與 24 例使用 PSI-TKA 患者進行比較，結果發現兩組患者術后髖-膝-踝角（hip-knee-ankle angle，HKA），以及冠狀位、矢狀位股骨或脛骨假體力線的偏移值均在 ±3° 之內，兩組間下肢力線偏移值差異也無統計學意義。作者由此認為，PSI 和手持便攜式導航系統均可精準截骨和安放假體，兩種技術都可以提高 TKA 手術的精準度。
2.2.2 CAS-TKA 在下肢力線恢復上優于 PSI-TKA
目前更多高質量研究認為 CAS-TKA 在改善下肢力線上顯著優于 PSI-TKA。Thienpont 等[37]的一項 Meta 分析發現，相較于傳統 TKA，CAS-TKA 可以顯著降低術后力線偏移風險，而 PSI-TKA 和傳統 TKA 在下肢力線恢復上并無明顯區別，作者認為 PSI-TKA 在力線恢復上的作用不及 CAS-TKA。近期 Lei 等[38]的一項納入了 73 項 RCT 共 4 209 例患者的 Meta 分析進一步指出，CAS-TKA 在術后患者下肢力線恢復以及假體位置準確性等方面均顯著優于 PSI-TKA。Bouché等[11]的 1 項 Meta 分析也指出，CAS-TKA 組患者術后下肢 HKA 偏移率（>3°）為 12%，小于 PSI-TKA 組的 21%，比較差異有統計學意義。
此外，Zahn 等[39]的一項 RCT 研究也認為，PSI-TKA 在下肢力線恢復上并未比 CAS-TKA 更具優勢，其力線異常比例反而更高。Ollivier 等[31]的 1 項 RCT 研究同樣指出，使用 PSI 進行截骨并未表現出術后下肢力線恢復上的優勢，相反還可能存在較高的力線偏移率。本團隊通過對 96 例 TKA 患者進行回顧性研究，也認為對于下肢力線的恢復，PSI-TKA 相較于傳統 TKA 可能存在微弱優勢，但不及 CAS-TKA 準確[23]。
PSI-TKA 與 CAS-TKA 在下肢力線上的差異也可能與所選擇的力線有關。Nam 等[40]的一項回顧性研究發現，在股骨側力線方面，PSI-TKA 可以達到和 CAS-TKA 同樣的精準度，但在脛骨側和下肢機械軸力線方面，PSI-TKA 的精準度不如 CAS-TKA。Yan 等[21]的一項 RCT 研究顯示，CAS-TKA 組和 PSI-TKA 組在冠狀位股骨假體對線、冠狀位脛骨假體對線、矢狀位脛骨假體對線以及下肢整體力線方面差異均無統計學意義，但在矢狀位股骨假體對線以及股骨假體力線偏移率上，CAS-TKA 明顯優于 PSI-TKA。
至于手持便攜式導航系統輔助的 TKA，也有部分學者認為其在力線恢復方面較 PSI-TKA 更具優勢。在近期發表的 1 篇 Meta 分析中，Shihab 等[41]將基于加速儀的便攜式導航系統（accelerometer-based navigation，ABN）輔助的 TKA 與傳統 TKA、PSI-TKA 及普通 CAS-TKA 進行比較，其中比較 ABN-TKA 和 PSI-TKA 的研究有以下 2 篇，均為回顧性研究。Kawaguchi 等[42]發現，相較于 PSI-TKA，ABN-TKA 顯著降低了 TKA 術后下肢冠狀位力線、股骨冠狀位力線以及股骨矢狀位力線的偏移率。Steinhaus 等[43]發現，在術后矢狀位力線上，PSI-TKA 組的脛骨后傾角更大（PSI-TKA 組 4.4°，ABN-TKA 組 2.7°），且后傾出現偏移的患者更多。
PSI-TKA 術后下肢力線不及預期，其原因可能是術中軟組織清理不徹底導致截骨導板安放位置不準確，也可能與膝關節模型構建誤差、學習曲線等因素有關[20, 44]。與更加精密復雜的計算機導航系統相比，PSI 在下肢力線恢復上還具有更大改進空間。值得注意的是，雖然不少研究發現 CAS-TKA 在改善下肢力線上優于 PSI-TKA，差異有統計學意義，但這種力線偏移上的差異較小，對于患者術后下肢功能和假體生存率的影響并不一定顯著，其是否具有臨床意義仍有待進一步研究證實。此外，現有的下肢力線測量方法如 HKA、假體力線等大多是基于 X 線片測量的，患者攝片時體位不同也會影響力線數據的測量，其反映患者下肢力線的敏感性和準確性仍有待進一步研究證實。
2.3 失血量
傳統 TKA 需要股骨開髓操作以進行定位，這可能會導致患者術中失血量增加。有文獻報道傳統 TKA 患者失血量可高達 1 450～1 790 mL[45]，因此患者圍術期失血量一直是關節外科醫生關注的焦點之一。
PSI 與 CAS 兩種輔助技術均免除了股骨開髓操作，因而在理論上可以減少 TKA 術中失血量。多數研究結果顯示，與傳統 TKA 相比，PSI-TKA、CAS-TKA 均可顯著減少圍術期失血量[46-48]。Schnurr 等[47]發現，CAS-TKA 組患者失血量顯著少于傳統 TKA 組，其輸血率也僅為傳統 TKA 組的 50%。Cucchi 等[48]也發現與傳統 TKA 組相比，PSI-TKA 組患者術后血紅蛋白濃度下降更少，且回升更早。但是也有部分研究認為，PSI-TKA、CAS-TKA 的失血量與傳統 TKA 相比差異并無統計學意義。Cundy 等[49]進行了一項納入 128 例患者的前瞻性隊列研究，將患者分為 PSI-TKA、CAS-TKA 以及傳統 TKA 3 組，結果發現 PSI-TKA 組與 CAS-TKA 組患者術后 1～3 d 血紅蛋白下降幅度以及輸血率差異均無統計學意義。雖然 PSI-TKA 及 CAS-TKA 均無需開髓，但是 PSI 在放置截骨導板前需要對滑膜軟組織進行清理，這可能會在一定程度上增加術中失血量。CAS 利用計算機導航技術進行術中定位，術中需要在股骨和脛骨上打入固定螺釘，這一操作也可能導致失血量增加。
目前比較 PSI-TKA 與 CAS-TKA 之間失血量差異的文獻較少，大多數學者認為與 CAS-TKA 相比，PSI-TKA 的失血量并未顯著減少。Cundy 等[49]的研究認為 PSI-TKA 與 CAS-TKA 在失血量上并無顯著差異。我們既往進行的一項 RCT 研究也進一步驗證了上述觀點[50]，在總失血量方面，PSI-TKA 組為（1 044.3±454.1）mL，CAS-TKA 組為（1 147.0±301.8）mL，兩組間差異無統計學意義；在隱性失血量方面，PSI-TKA 組為（1 038.5±454.0）mL，CAS-TKA 組為（1 140.1±301.9）mL，差異亦無統計學意義。
上述研究顯示，PSI-TKA 與 CAS-TKA 在患者失血量方面并無顯著差異，但是影響 TKA 圍術期失血量的因素還有很多，如手術時間、止血帶應用時間、抗凝藥物使用量、手術入路、假體類型等，PSI-TKA 與 CAS-TKA 失血量的差異還需要更多高質量研究證實。
2.4 膝關節功能
PSI-TKA 與 CAS-TKA 對于患者術后膝關節功能改善作用的比較目前仍存在爭議。Yaffe 等[34]進行了一項前瞻性隊列研究，結果發現 PSI-TKA 組與 CAS-TKA 組患者術后關節功能評分均顯著優于傳統 TKA 組。但也有部分學者提出了不同意見，他們認為 PSI、CAS 兩種輔助技術對于 TKA 患者關節功能的改善作用有限。Yan 等[21]在一項 RCT 研究中發現，與傳統 TKA 組相比，PSI-TKA 組、CAS-TKA 組患者在術后 3 個月的關節活動度、膝關節學會評分（KSS）、牛津大學膝關節評分（OKS）方面，差異均無統計學意義。
關于 PSI-TKA 與 CAS-TKA 術后膝關節功能的差異，目前學者們也存有爭議。Yaffe 等[34]發現 PSI-TKA 組術后 6 個月 KSS 評分高于 CAS-TKA 組，差異有統計學意義，作者認為這可能與 PSI-TKA 的假體放置準確性更高有關。然而絕大多數學者認為，PSI-TKA 與 CAS-TKA 在改善膝關節功能上的差異并不顯著。Lei 等[38]的一項納入了 73 個 RCT 的 Meta 分析發現，PSI-TKA 與 CAS-TKA 患者術后 KSS 評分差異并無統計學意義。Bouché等[11]的一項 Meta 分析也發現，PSI-TKA 組與 CAS-TKA 組患者術后 6 個月的 KSS 評分和美國西部 Ontario 與 McMaster 大學骨關節炎指數評分（WOMAC）差異均無統計學意義。Yan 等[21]也指出，PSI-TKA 組與 CAS-TKA 組患者術后 3 個月關節功能及關節活動度未表現出顯著差異。但差異不顯著可能與現有的 KSS、WOMAC 等關節功能評分敏感性不足有關，未來還需要更多、更準確的評價手段進一步驗證。
3 總結
盡管目前已有不少關于 PSI 與 CAS 應用效果比較的研究，但是學者們對于這兩種 TKA 輔助技術在手術時間、下肢力線、失血量以及關節功能等方面的差異仍有爭議（表 1）。PSI 依據患者具體情況個性化定制截骨方案，具有操作簡便、手術時間短等優勢，但其對下肢力線的恢復可能不及 CAS。CAS 可以通過計算機導航實現更加精確的假體放置，改善下肢力線，但是其手術時間顯著延長的弊端不可忽視。此外，依據現有研究結果，兩種技術在患者圍術期失血量、關節功能方面的差異并不顯著。PSI 與 CAS 的進一步比較還有待更多高質量臨床研究加以證實。在臨床工作中，我們需要權衡兩種技術的利弊，選擇適宜的 TKA 輔助方式。
表1
近年 PSI-TKA 與 CAS-TKA 應用效果比較的研究
Table1.
Researches about comparison of application effects between PSI-TKA and CAS-TKA in recent years
作者貢獻：田華、李楊負責綜述構思、觀點形成及文章審改；董子漾負責文獻收集、文章撰寫及修改。
利益沖突：所有作者聲明，在文章撰寫過程中不存在利益沖突。
人工全膝關節置換術（total knee arthroplasty，TKA）是治療終末期膝關節骨關節炎最有效的方法之一，目前已在臨床中廣泛應用[1]。TKA 可顯著改善患者癥狀、提高生活質量，但目前術后患者滿意度仍不夠理想[2]。手術時間長、術后下肢力線不佳、失血量較多、關節功能恢復不佳等是影響患者滿意度及預后的主要問題，因此改善上述問題是目前關節外科醫師關注焦點。基于此，個性化截骨導板（personal specific instrumentation，PSI）及計算機輔助導航手術（computer-assisted navigation surgery，CAS）兩種輔助技術相繼被引入 TKA 中[3-9]。
PSI 與 CAS 兩種 TKA 輔助技術的目標都是提高假體放置準確度、改善下肢力線等，以提高患者手術滿意度。許多學者比較了這兩種輔助方式在 TKA 中的應用效果，但目前研究結果仍存在爭議。本文通過對近年來 PSI-TKA 與 CAS-TKA 對比的相關文獻進行綜述，探討兩種 TKA 輔助技術在改善患者手術時間、術后下肢力線、圍術期失血量以及術后膝關節功能等方面的差異，為臨床中 TKA 輔助方式的選擇提供參考。
1 PSI 與 CAS 概述
CAS 誕生于上世紀 90 年代，于 1997 年被 Saragaglia 等引入 TKA 中[10-11]。CAS 是在髖、膝、踝等特定解剖部位安裝可以發射或反射紅外線的定位器，計算機利用紅外線對定位器進行位置追蹤，最后通過圖像處理技術實現術中實時為手術醫師反饋下肢力線，以輔助截骨和假體放置，被認為可有效提高下肢力線重建的準確性[12-13]。經歷了 20 余年發展，CAS 輔助技術已逐步完善，并且在 TKA 中得到了廣泛應用。基于加速儀及陀螺儀的手持便攜式導航系統是 CAS 的一種新形式，其無需術前采集三維影像，具有占用空間小、操作簡便、學習曲線短、成本適中等優勢[14]。
PSI 是一種新興的 TKA 輔助技術，最初于 2008 年由 Klatt 等[15]提出。與 CAS 不同，PSI 是指在術前通過三關節（髖、膝、踝）MRI 或 CT 構建患者下肢的可視化三維模型，針對每個患者的解剖結構個性化設計截骨方案，最后利用 3D 打印技術定制截骨導板以輔助術中截骨，被認為具有改善下肢力線、簡化手術操作等優勢[16-19]。3D 打印以及計算機建模技術的成熟也推動了 PSI 的發展，目前有研究[20]指出，僅使用膝關節的單關節 CT 結合下肢全長 X 線片也可實現下肢三維模型構建，與傳統三關節 CT 或 MRI 相比，其在術后下肢力線改善方面可以發揮相同作用，這也進一步降低了 PSI 技術的門檻和使用成本。
2 應用效果比較
2.1 手術時間
目前研究均顯示，與 CAS-TKA 相比，PSI-TKA 的手術時間顯著縮短。Yan 等[21]進行了一項隨機對照試驗（randomized controlled trial，RCT）研究，結果發現 PSI-TKA 的手術時間比 CAS-TKA 至少縮短 15～20 min ［CAS-TKA 組（93.0±15.0）min，PSI-TKA 組（73.7±16.0）min］，差異有統計學意義。MacDessi 等[22]進行的一項隊列研究也驗證了上述觀點。我們曾進行了一項回顧性研究，也發現 CAS-TKA 的手術時間顯著長于 PSI-TKA ［CAS-TKA 組（90±10）min，PSI-TKA 組（80±14）min］[23]。這主要是由于 PSI 通過個性化 3D 打印截骨導板直接進行截骨，無需開髓等操作，大大縮短了定位所耗費時間，簡化了操作流程；而 CAS 需要固定、注冊等操作，術中的信號捕捉以及截骨量調整也會耗費時間，因而其手術時間顯著長于 PSI。
CAS-TKA 的手術時間不僅長于 PSI-TKA，也顯著長于傳統手術方式 TKA。Shi 等[24]在一項納入了 15 個研究、共 2 089 例患者的 Meta 分析中發現，CAS-TKA 的手術時間較傳統 TKA 平均延長 16.9 min。Thiengwittayaporn 等[25]的一項 RCT 研究將患者隨機分為 CAS-TKA 組和傳統 TKA 組，結果發現 CAS-TKA 組手術時間為（159±28.20）min，顯著長于傳統 TKA 組的（117±21.77）min。Schmitt 等[26]以及我國徐志宏等[27]也證實了 CAS-TKA 的手術時間相較于傳統 TKA 顯著延長。
雖然 PSI-TKA 的手術時間顯著短于 CAS-TKA，但是對于其是否也短于傳統 TKA 目前仍存在爭議。PSI-TKA 減少了術中測量、測試假體型號等步驟，因而理論上具有縮短手術時間的優勢[16-17]。Chareancholvanich 等[28]進行的一項 RCT 研究發現，PSI-TKA 手術時間較傳統 TKA 平均縮短 5.1 min，其截骨操作時間縮短（平均 3.6 min）尤為明顯。Vide 等[29]的 RCT 研究也進一步證實了 PSI-TKA 較傳統 TKA 可明顯縮短手術時間（平均縮短 18 min）。但也有部分學者提出了不同觀點。Randelli 等[30]在一項納入 133 例患者的 RCT 研究中指出，與傳統 TKA 相比，PSI-TKA 并不能顯著縮短患者手術時間。我們既往進行的一項回顧性研究發現，PSI-TKA 手術時間甚至長于傳統 TKA[23]。這可能與 PSI 的學習曲線、術中照片拍攝以及額外力線驗證等因素有關[20]；此外， PSI-TKA 可能因截骨失敗而具有一定的“棄用率”，也可能導致手術時間延長[31-32]。
2.2 下肢力線
PSI-TKA 和 CAS-TKA 比較研究的主要焦點是術后下肢力線的改善。目前主流觀點認為 CAS-TKA 可顯著改善患者術后下肢力線，但 PSI-TKA 能否在改善下肢力線上與 CAS-TKA 具有同樣效果，以及二者在改善下肢力線上的差異，目前仍有爭議[33]。學者們對于手持便攜式導航系統與 PSI 輔助 TKA 在改善下肢力線方面的差異也存在爭議。
2.2.1 PSI-TKA 恢復下肢力線與 CAS-TKA 相當或優于 CAS-TKA
部分學者通過研究肯定了 PSI-TKA 在下肢力線恢復上的作用，認為其不遜于 CAS-TKA，甚至較后者更加精準。但目前支持這一結論的研究較少，且均為回顧性研究，尚缺乏高質量研究進行驗證。
Yaffe 等[34]回顧性分析 122 例行 TKA 患者臨床資料，分為 PSI-TKA、CAS-TKA 和傳統 TKA 3 組。結果發現，在術后矢狀位股骨和脛骨假體對線方面，3 組患者差異無統計學意義；但在術后下肢機械軸力線上，CAS-TKA 組比傳統 TKA 組內翻程度更大，而 PSI-TKA 組與傳統 TKA 組差異無統計學意義。該研究提示 PSI-TKA 相較于 CAS-TKA 在下肢機械軸力線的恢復上具備一定優勢。MacDessi 等[22]進行的一項回顧性研究也得出相似結論，發現 PSI-TKA 可以得到與 CAS-TKA 相似的力線準確率，甚至在某些力線（如股骨冠狀位力線和下肢機械軸力線）上 PSI-TKA 相較于 CAS-TKA 還存在微弱優勢。CAS-TKA 與 PSI-TKA 相比并未展現出下肢力線恢復方面的顯著優勢，有學者認為這可能與在 X 線片上測量下肢力線的靈敏度較低有關，此外在攝片時肢體輕微旋轉或移位也會對下肢力線測量產生影響[34]。
也有研究表明，在減少力線嚴重偏移方面，PSI-TKA 比 CAS-TKA 具有明顯優勢。Rahm 等[35]對術前膝關節嚴重畸形（內、外翻≥10°）的 TKA 患者進行了一項回顧性研究，結果發現 PSI-TKA 與 CAS-TKA 兩組患者術后下肢力線總偏移率（>3°）差異無統計學意義，但相較于 CAS-TKA 組，PSI-TKA 組的嚴重偏移率（>5°）明顯降低。作者認為 PSI 在糾正嚴重畸形患者下肢力線上具有優勢，其原因并不明確，可能與 CAS 學習曲線較長、術者手術經驗不足所致。
隨著導航技術的進步，CAS 逐漸朝著便攜的方向發展。手持便攜式導航系統輔助 TKA 是計算機導航的一種新形式，也可顯著改善下肢力線，部分學者認為 PSI-TKA 與其具有同樣的準確度。田書暢等[36]進行了一項隨機對照研究，將 23 例使用 iASSIST 手持便攜式導航系統輔助 TKA 患者與 24 例使用 PSI-TKA 患者進行比較，結果發現兩組患者術后髖-膝-踝角（hip-knee-ankle angle，HKA），以及冠狀位、矢狀位股骨或脛骨假體力線的偏移值均在 ±3° 之內，兩組間下肢力線偏移值差異也無統計學意義。作者由此認為，PSI 和手持便攜式導航系統均可精準截骨和安放假體，兩種技術都可以提高 TKA 手術的精準度。
2.2.2 CAS-TKA 在下肢力線恢復上優于 PSI-TKA
目前更多高質量研究認為 CAS-TKA 在改善下肢力線上顯著優于 PSI-TKA。Thienpont 等[37]的一項 Meta 分析發現，相較于傳統 TKA，CAS-TKA 可以顯著降低術后力線偏移風險，而 PSI-TKA 和傳統 TKA 在下肢力線恢復上并無明顯區別，作者認為 PSI-TKA 在力線恢復上的作用不及 CAS-TKA。近期 Lei 等[38]的一項納入了 73 項 RCT 共 4 209 例患者的 Meta 分析進一步指出，CAS-TKA 在術后患者下肢力線恢復以及假體位置準確性等方面均顯著優于 PSI-TKA。Bouché等[11]的 1 項 Meta 分析也指出，CAS-TKA 組患者術后下肢 HKA 偏移率（>3°）為 12%，小于 PSI-TKA 組的 21%，比較差異有統計學意義。
此外，Zahn 等[39]的一項 RCT 研究也認為，PSI-TKA 在下肢力線恢復上并未比 CAS-TKA 更具優勢，其力線異常比例反而更高。Ollivier 等[31]的 1 項 RCT 研究同樣指出，使用 PSI 進行截骨并未表現出術后下肢力線恢復上的優勢，相反還可能存在較高的力線偏移率。本團隊通過對 96 例 TKA 患者進行回顧性研究，也認為對于下肢力線的恢復，PSI-TKA 相較于傳統 TKA 可能存在微弱優勢，但不及 CAS-TKA 準確[23]。
PSI-TKA 與 CAS-TKA 在下肢力線上的差異也可能與所選擇的力線有關。Nam 等[40]的一項回顧性研究發現，在股骨側力線方面，PSI-TKA 可以達到和 CAS-TKA 同樣的精準度，但在脛骨側和下肢機械軸力線方面，PSI-TKA 的精準度不如 CAS-TKA。Yan 等[21]的一項 RCT 研究顯示，CAS-TKA 組和 PSI-TKA 組在冠狀位股骨假體對線、冠狀位脛骨假體對線、矢狀位脛骨假體對線以及下肢整體力線方面差異均無統計學意義，但在矢狀位股骨假體對線以及股骨假體力線偏移率上，CAS-TKA 明顯優于 PSI-TKA。
至于手持便攜式導航系統輔助的 TKA，也有部分學者認為其在力線恢復方面較 PSI-TKA 更具優勢。在近期發表的 1 篇 Meta 分析中，Shihab 等[41]將基于加速儀的便攜式導航系統（accelerometer-based navigation，ABN）輔助的 TKA 與傳統 TKA、PSI-TKA 及普通 CAS-TKA 進行比較，其中比較 ABN-TKA 和 PSI-TKA 的研究有以下 2 篇，均為回顧性研究。Kawaguchi 等[42]發現，相較于 PSI-TKA，ABN-TKA 顯著降低了 TKA 術后下肢冠狀位力線、股骨冠狀位力線以及股骨矢狀位力線的偏移率。Steinhaus 等[43]發現，在術后矢狀位力線上，PSI-TKA 組的脛骨后傾角更大（PSI-TKA 組 4.4°，ABN-TKA 組 2.7°），且后傾出現偏移的患者更多。
PSI-TKA 術后下肢力線不及預期，其原因可能是術中軟組織清理不徹底導致截骨導板安放位置不準確，也可能與膝關節模型構建誤差、學習曲線等因素有關[20, 44]。與更加精密復雜的計算機導航系統相比，PSI 在下肢力線恢復上還具有更大改進空間。值得注意的是，雖然不少研究發現 CAS-TKA 在改善下肢力線上優于 PSI-TKA，差異有統計學意義，但這種力線偏移上的差異較小，對于患者術后下肢功能和假體生存率的影響并不一定顯著，其是否具有臨床意義仍有待進一步研究證實。此外，現有的下肢力線測量方法如 HKA、假體力線等大多是基于 X 線片測量的，患者攝片時體位不同也會影響力線數據的測量，其反映患者下肢力線的敏感性和準確性仍有待進一步研究證實。
2.3 失血量
傳統 TKA 需要股骨開髓操作以進行定位，這可能會導致患者術中失血量增加。有文獻報道傳統 TKA 患者失血量可高達 1 450～1 790 mL[45]，因此患者圍術期失血量一直是關節外科醫生關注的焦點之一。
PSI 與 CAS 兩種輔助技術均免除了股骨開髓操作，因而在理論上可以減少 TKA 術中失血量。多數研究結果顯示，與傳統 TKA 相比，PSI-TKA、CAS-TKA 均可顯著減少圍術期失血量[46-48]。Schnurr 等[47]發現，CAS-TKA 組患者失血量顯著少于傳統 TKA 組，其輸血率也僅為傳統 TKA 組的 50%。Cucchi 等[48]也發現與傳統 TKA 組相比，PSI-TKA 組患者術后血紅蛋白濃度下降更少，且回升更早。但是也有部分研究認為，PSI-TKA、CAS-TKA 的失血量與傳統 TKA 相比差異并無統計學意義。Cundy 等[49]進行了一項納入 128 例患者的前瞻性隊列研究，將患者分為 PSI-TKA、CAS-TKA 以及傳統 TKA 3 組，結果發現 PSI-TKA 組與 CAS-TKA 組患者術后 1～3 d 血紅蛋白下降幅度以及輸血率差異均無統計學意義。雖然 PSI-TKA 及 CAS-TKA 均無需開髓，但是 PSI 在放置截骨導板前需要對滑膜軟組織進行清理，這可能會在一定程度上增加術中失血量。CAS 利用計算機導航技術進行術中定位，術中需要在股骨和脛骨上打入固定螺釘，這一操作也可能導致失血量增加。
目前比較 PSI-TKA 與 CAS-TKA 之間失血量差異的文獻較少，大多數學者認為與 CAS-TKA 相比，PSI-TKA 的失血量并未顯著減少。Cundy 等[49]的研究認為 PSI-TKA 與 CAS-TKA 在失血量上并無顯著差異。我們既往進行的一項 RCT 研究也進一步驗證了上述觀點[50]，在總失血量方面，PSI-TKA 組為（1 044.3±454.1）mL，CAS-TKA 組為（1 147.0±301.8）mL，兩組間差異無統計學意義；在隱性失血量方面，PSI-TKA 組為（1 038.5±454.0）mL，CAS-TKA 組為（1 140.1±301.9）mL，差異亦無統計學意義。
上述研究顯示，PSI-TKA 與 CAS-TKA 在患者失血量方面并無顯著差異，但是影響 TKA 圍術期失血量的因素還有很多，如手術時間、止血帶應用時間、抗凝藥物使用量、手術入路、假體類型等，PSI-TKA 與 CAS-TKA 失血量的差異還需要更多高質量研究證實。
2.4 膝關節功能
PSI-TKA 與 CAS-TKA 對于患者術后膝關節功能改善作用的比較目前仍存在爭議。Yaffe 等[34]進行了一項前瞻性隊列研究，結果發現 PSI-TKA 組與 CAS-TKA 組患者術后關節功能評分均顯著優于傳統 TKA 組。但也有部分學者提出了不同意見，他們認為 PSI、CAS 兩種輔助技術對于 TKA 患者關節功能的改善作用有限。Yan 等[21]在一項 RCT 研究中發現，與傳統 TKA 組相比，PSI-TKA 組、CAS-TKA 組患者在術后 3 個月的關節活動度、膝關節學會評分（KSS）、牛津大學膝關節評分（OKS）方面，差異均無統計學意義。
關于 PSI-TKA 與 CAS-TKA 術后膝關節功能的差異，目前學者們也存有爭議。Yaffe 等[34]發現 PSI-TKA 組術后 6 個月 KSS 評分高于 CAS-TKA 組，差異有統計學意義，作者認為這可能與 PSI-TKA 的假體放置準確性更高有關。然而絕大多數學者認為，PSI-TKA 與 CAS-TKA 在改善膝關節功能上的差異并不顯著。Lei 等[38]的一項納入了 73 個 RCT 的 Meta 分析發現，PSI-TKA 與 CAS-TKA 患者術后 KSS 評分差異并無統計學意義。Bouché等[11]的一項 Meta 分析也發現，PSI-TKA 組與 CAS-TKA 組患者術后 6 個月的 KSS 評分和美國西部 Ontario 與 McMaster 大學骨關節炎指數評分（WOMAC）差異均無統計學意義。Yan 等[21]也指出，PSI-TKA 組與 CAS-TKA 組患者術后 3 個月關節功能及關節活動度未表現出顯著差異。但差異不顯著可能與現有的 KSS、WOMAC 等關節功能評分敏感性不足有關，未來還需要更多、更準確的評價手段進一步驗證。
3 總結
盡管目前已有不少關于 PSI 與 CAS 應用效果比較的研究，但是學者們對于這兩種 TKA 輔助技術在手術時間、下肢力線、失血量以及關節功能等方面的差異仍有爭議（表 1）。PSI 依據患者具體情況個性化定制截骨方案，具有操作簡便、手術時間短等優勢，但其對下肢力線的恢復可能不及 CAS。CAS 可以通過計算機導航實現更加精確的假體放置，改善下肢力線，但是其手術時間顯著延長的弊端不可忽視。此外，依據現有研究結果，兩種技術在患者圍術期失血量、關節功能方面的差異并不顯著。PSI 與 CAS 的進一步比較還有待更多高質量臨床研究加以證實。在臨床工作中，我們需要權衡兩種技術的利弊，選擇適宜的 TKA 輔助方式。
表1
近年 PSI-TKA 與 CAS-TKA 應用效果比較的研究
Table1.
Researches about comparison of application effects between PSI-TKA and CAS-TKA in recent years
作者貢獻：田華、李楊負責綜述構思、觀點形成及文章審改；董子漾負責文獻收集、文章撰寫及修改。
利益沖突：所有作者聲明，在文章撰寫過程中不存在利益沖突。
