文獻精享|機器人輔助定制假體行微分TKA:手術(shù)技術(shù)及早期臨床療效
傳統(tǒng)的全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)(TKA)由于術(shù)前規(guī)劃和假體植入精度難以完全保障,以及現(xiàn)有假體設(shè)計可能存在的局限性,導(dǎo)致約15-20%的患者術(shù)后不滿意。近年來,機器人輔助關(guān)節(jié)置換術(shù)的興起為TKA的精準(zhǔn)化奠定了基礎(chǔ),然而現(xiàn)有的機器人技術(shù)主要集中于解剖學(xué)手術(shù)規(guī)劃和骨端切削,缺乏對軟組織平衡和下肢對線的評估,難以滿足個性化需求。
Arthroplasty期刊最新刊發(fā)了北京積水潭醫(yī)院矯形骨科周一新教授團隊的文章,該團隊圍繞TiRobot 天璣關(guān)節(jié)手術(shù)機器人(TINAVI,北京,中國),引入智能工具—“求解器(Solver)”,實現(xiàn)了對患者軟組織彈性行為的標(biāo)定,構(gòu)建了基于解剖學(xué)-動力學(xué)-運動學(xué)約束(AKKC Anatomical-Kinematic-Kinetics Compliant)下的植入物定制和定位的機器人關(guān)節(jié)置換術(shù)新范式,從而實現(xiàn)量化分析的精準(zhǔn)治療,早期臨床結(jié)果總體令人滿意。
研究目的
在TKA中,獲得良好軟組織平衡的同時維持中立位下肢力線經(jīng)常較為困難,且容易導(dǎo)致術(shù)后療效不滿意。患者個性化膝關(guān)節(jié)假體具備一定理論優(yōu)勢,但由于缺乏精準(zhǔn)手術(shù)工具,有可能阻礙手術(shù)療效的提升。該研究旨在介紹機器人輔助患者個性化人工全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)的手術(shù)技術(shù)、術(shù)中運動學(xué)評估以及術(shù)后早期臨床療效。
研究方法
研究團隊基于患者術(shù)前CT影像學(xué)掃描,采用3D打印技術(shù)制作股骨髁及脛骨假體,搭配不同厚度、后傾角度及形合度的內(nèi)外側(cè)分體式脛骨平臺墊片可供術(shù)中選擇。并使用TiRobot天璣關(guān)節(jié)手術(shù)機器人進行術(shù)前建模及輔助切骨,使用該機器人配備的智能工具進行張力-間隙量效模型及股骨-脛骨相對運動評估膝關(guān)節(jié)運動學(xué)。收集患者的術(shù)前一般信息、術(shù)中間隙平衡情況、股骨內(nèi)外髁后滾比例、術(shù)后下肢力線、脛骨內(nèi)翻角。門診隨訪時,收集患者滿意度、關(guān)節(jié)活動范圍、視覺疼痛評分(VAS)、關(guān)節(jié)遺忘指數(shù)(FJS)評分和膝關(guān)節(jié)損傷與骨關(guān)節(jié)炎結(jié)果評分(KOOS,JR)。
圖1 3D打印個性化TKA組件和試模
圖2 間隙平衡和運動學(xué)的智能工具。A求解器(Solver)。B由求解器(Solver)形成的矩陣。藍色點為伸直0°,粉色點為伸直10°,橙色點為屈曲90°。C 當(dāng)求解器施加對稱力時,藍色線表示內(nèi)側(cè)和外側(cè)間隙的變化。
圖3 由TiRobot天璣關(guān)節(jié)手術(shù)機器人形成的脛股關(guān)節(jié)接觸點軌跡。
不同屈曲程度的脛股關(guān)節(jié)接觸點用不同的顏色突出顯示。L表示外側(cè),M表示內(nèi)側(cè)。
研究結(jié)果
研究共納入15例患者(17膝),平均年齡(64.6±6.4)歲。5例采用對稱式脛骨平臺墊片,其余墊片均為非對稱式。術(shù)中平均伸直位內(nèi)側(cè)間隙為 11.1±1.0(9.1-12.7)mm,伸直位外側(cè)間隙為 11.5±0.9(9.9-12.7)mm,屈曲位內(nèi)側(cè)間隙為 10.2±1.2(8.8-12.5)mm,屈曲位外側(cè)間隙為 11.2±13(8.9-13.7)mm,每例患者內(nèi)外屈伸間隙差值基本控制在 1~2mm 以內(nèi),屈曲位外側(cè)適當(dāng)殘留生理性松弛。術(shù)后平均下肢力線為 1.6士2.0(-3-5)°內(nèi)翻?;颊咂骄S訪 6.7+4.2(1-14)個月。平均 VAS 評分為 0.8±0.7(0-2),F(xiàn)JS 評分為 62.4±253(0-87),KOOS 評分為 86.5±9.4(57-97)。11 例患者對手術(shù)療效表示“非常滿意”,3 例為“滿意”。1例患者因術(shù)后5個月時伸直受限、康復(fù)欠佳而持中立態(tài)度。
研究結(jié)論
患者個性化假體及機器人輔助手術(shù)技術(shù)使人工全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)通過數(shù)學(xué)的形式呈現(xiàn)、演繹,即“微分”TKA。術(shù)中可獲得良好的軟組織平衡及股骨-脛骨運動學(xué),同時維持中立位力線,并且具有較好的早期臨床療效。
關(guān)鍵手術(shù)步驟
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