机器人辅助定制假体行微分TKA：手术技术与初步结果
在全膝关节置换术（TKA）中，软组织平衡和下肢对线的精确控制是手术成功的关键。然而，传统手术方式同时实现这两个目标具有一定难度，导致了部分患者术后不满意。Arthroplasty期刊最新刊发了北京积水潭医院矫形骨科周一新教授团队的文章，介绍了一种机器人辅助定制假体行微分TKA的手术技术，评估了其术中运动学和早期临床结果。
研究背景
全膝关节置换术是治疗终末期骨关节炎的有效方法，但仍有15%-20%的患者对手术结果不满意，主要原因在于术后持续的疼痛、僵硬或不稳定。传统的膝关节假体设计虽然可以适应大多数患者，但由于个体骨骼解剖和软组织特性的差异，仍可能出现假体覆盖不全、notch和异常运动学等问题。近年来，患者定制假体和工具被认为可以改善这些问题，但其效果仍存在争议。
研究方法
该研究基于术前CT扫描，采用3D打印技术制作股骨和胫骨组件，并使用TiRobot Recon机器人对纳入的患者进行差异化手术。机器人配备了智能工具，可以量化关节间隙、张力和股骨-胫骨轨迹。收集了患者的人口统计学数据、术中间隙平衡和股骨-胫骨运动数据，并在随访中评估了膝关节的活动范围、视觉模拟评分（VAS）、关节遗忘评分（FJS）和膝关节损伤与骨关节炎结果评分（KOOS, JR）。
手术步骤
步骤1：
所有手术均由同一位资深骨科医生（通讯作者周一新教授）完成。常规采用前正中纵向切口，通过内侧髌旁入路暴露膝关节。去除骨赘后，切除前交叉韧带（ACL），检查后交叉韧带（PCL）的完整性和张力，以确保可以进行CR-TKA。骨配准后，施加内翻/外翻应力，评估内外侧软组织张力，并调整假体位置以在截骨前实现软组织平衡。
步骤2：
使用顺序截骨技术，依次对股骨远端、后斜面、后髁、胫骨进行截骨。切除半月板和去除骨赘后，植入表面几何形状与AK股骨髁完全一致的试模。使用智能工具“Solver”量化内外侧间隙和侧副韧带的张力。通过“Solver”反应的间隙-张力矩阵，检查不同屈伸位时的内外侧间隙，指导截骨。
步骤3：
截骨满意后，植入胫骨和股骨试模和衬垫，评估全关节活动下的股骨-胫骨接触点及运动轨迹。再次使用"Slover"，检查屈膝90°时，外侧间隙较内侧大1mm；屈膝30-60°时，内外侧间隙相等，提示无需软组织松解。
步骤4：
为增加内侧稳定性，我们尝试了深碟形内侧衬垫，发现内侧股骨髁的回滚明显受限。最终，我们选择了标准内侧衬垫，股骨-胫骨轨迹良好，PCL张力适中。内侧衬垫与胫骨托分别独立设计，可以提供不同的厚度、后倾角及额外的深碟设计，以提供更多选择优化手术效果。
结果
研究共纳入15名患者（17膝），平均年龄64.6 ± 6.4岁。术后平均下肢力线为1.6 ± 2.0度内翻，平均随访时间为6.7 ± 4.2个月。术后VAS评分为0.8 ± 0.7，FJS为62.4 ± 25.3，KOOS为86.5 ± 9.4。11名患者对手术结果“非常满意”，3名患者“满意”，1名患者因术后康复不佳而持中立态度。
结论
结合患者定制假体和机器人技术，全膝关节置换术可以通过数学方式实现，即“微分”TKA。术中运动学在间隙-张力平衡和股骨-胫骨相对运动方面表现出色，初步临床结果总体满意。未来需要更大样本量和长期随访的研究，以比较传统手工TKA、机器人辅助TKA与患者定制假体的中长期结果。通过本文，我们希望为广大骨科医生提供一种新的手术思路和技术手段，提高全膝关节置换术的成功率和患者满意度。
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参考文献：
Zheng, H., Chen, M., Yang, D. et al. Robotic-assisted differential total knee arthroplasty with patient-specific implants: surgical techniques and preliminary results. Arthroplasty 6, 34 (2024). https://doi.org/10.1186/s42836-024-00255-1
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