我需要一篇(機(jī)器人輔助人工髖膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)是必然趨勢）論文,文獻(xiàn)求助求助主題我需要一篇(機(jī)器人輔助人工髖膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)是必然趨勢〕論文需求講明需要原文求助時間2022-11-2317:45本文引用格式：田華.機(jī)器人輔助人工髖膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)是必然趨勢[J].中華醫(yī)學(xué)雜志,2022,102(1):4-8.機(jī)器人輔助人工髖膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)是必然趨勢田華北京大學(xué)章［12］。這是一款完全主動式的機(jī)器人，通過基于患者CT數(shù)據(jù)的術(shù)前規(guī)劃，確定股骨假體的大小和型號，然后術(shù)中股骨髓腔的磨削完全由機(jī)械臂完成。ROBODOC機(jī)器人于1994年正式在歐洲開場臨床應(yīng)用于THA手術(shù)，2000年開場應(yīng)用于TKA，2008年獲得了美國FDA的認(rèn)證，并于2020年更名為THINK機(jī)器人。截至2021年，全球采用ROBODOC機(jī)器人輔助進(jìn)行關(guān)節(jié)置換的數(shù)量超過了17000例［13］。另外一款完全主動式的人工關(guān)節(jié)置換機(jī)器人是來自德國的CARSPAR，由于早期出現(xiàn)的臀中肌損傷、注冊釘孔部位骨折等較高的并發(fā)癥而很早就退出了市場［14］。MAKO是更新一代機(jī)器人的代表，與ROBODOC不同的是MAKO屬于半主動式的封閉系統(tǒng)，并且主要用于輔助髖臼假體的安頓。MAKO的前身是ACROBOT，最早是由倫敦帝國理工學(xué)院研發(fā)的一款基于力反應(yīng)的主動限制式機(jī)器人，2020年其相應(yīng)的技術(shù)和專利被Stryker公司并購，當(dāng)前是全球范圍內(nèi)裝機(jī)數(shù)量最多的關(guān)節(jié)置換機(jī)器人系統(tǒng)［15］。并且，MAKO是一款不僅能輔助進(jìn)行髖關(guān)節(jié)置換并且也能輔助進(jìn)行TKA和單髁置換的多功能機(jī)器人。Navio和Rosa也是半主動式的膝關(guān)節(jié)置換輔助機(jī)器人。Navio的特點(diǎn)是患者術(shù)前不需要進(jìn)行CT掃描，通過術(shù)中解剖標(biāo)志、關(guān)節(jié)面和旋轉(zhuǎn)中心的注冊后進(jìn)行手術(shù)規(guī)劃，Rosa也是半主動式機(jī)器人，特點(diǎn)是能將術(shù)前二維X線片轉(zhuǎn)化為三維圖像，并由此進(jìn)行術(shù)前三維規(guī)劃。術(shù)中則是注冊完成后在機(jī)械臂輔助下進(jìn)行導(dǎo)板式截骨，效率更高層次。有關(guān)Rosa輔助進(jìn)行膝關(guān)節(jié)置換的臨床研究當(dāng)前文獻(xiàn)較少。近年來在國家政策的引導(dǎo)和支持下，我們國家國產(chǎn)人工關(guān)節(jié)機(jī)器人的發(fā)展迅速。當(dāng)前已經(jīng)有多款髖、膝關(guān)節(jié)置換機(jī)器人處于臨床試驗(yàn)階段，均為半主動式，但其放射學(xué)和臨床效果均尚待臨床驗(yàn)證。三、髖、膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)機(jī)器人的優(yōu)勢與缺乏與傳統(tǒng)工具下進(jìn)行髖關(guān)節(jié)置換相比，基于術(shù)前CT影像的主動式和半主動式機(jī)器人〔如THINK和MAKO〕的優(yōu)勢之一是能進(jìn)行三維的術(shù)前計劃，實(shí)現(xiàn)了對假體型號、骨性覆蓋、前傾角和外展角、聯(lián)合偏心距以及肢體長度的可視化規(guī)劃，使醫(yī)生做到心中有數(shù)［15］。術(shù)中則通過解剖注冊進(jìn)行配準(zhǔn)后由機(jī)械臂輔助完成假體的精準(zhǔn)和安全置入。Bargar等［13］的臨床研究表示清楚，使用ROBODOC輔助進(jìn)行的髖關(guān)節(jié)置換，股骨柄的安頓位置顯著優(yōu)于傳統(tǒng)手術(shù)組，降低了術(shù)中骨折和術(shù)后下肢不等長的發(fā)生率，并且術(shù)后的功能評分也顯著高于對照組。MAKO機(jī)器人Enhance形式下則可對髖臼的聯(lián)合前傾角進(jìn)行個性化的調(diào)整。Perets等［16］的兩年隨訪研究發(fā)現(xiàn)，MAKO輔助髖關(guān)節(jié)置換組患者的功能評分、疼痛評分和滿意度均較對照組有顯著改善。Nd等［17］則研究發(fā)現(xiàn)MAKO輔助髖關(guān)節(jié)置換組的脫位率和出血量均優(yōu)于對照組。筆者團(tuán)隊自2022年9月開場使用MAKO機(jī)器人輔助進(jìn)行髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)，初步結(jié)果顯示，與傳統(tǒng)手術(shù)相比MAKO輔助下不僅能顯著降低術(shù)后雙下肢不等長的幾率，髖臼角度、旋轉(zhuǎn)中心、偏心距也均優(yōu)于有經(jīng)歷體驗(yàn)的專家，但平均手術(shù)時間較傳統(tǒng)手術(shù)有所延長［18］。X線片良好的假體位置是術(shù)后獲得患者滿意和延長假體使用壽命的基礎(chǔ)，筆者直接經(jīng)歷體驗(yàn)極大地提高了對機(jī)器人輔助關(guān)節(jié)置換手術(shù)的認(rèn)識和自信心。業(yè)界對機(jī)器人輔助TKA手術(shù)的期望不僅僅僅是精準(zhǔn)置入假體獲得良好的力線，更重要的是希望能幫助患者獲得更好的軟組織平衡。Kayani等［19］報道了機(jī)器人輔助TKA能獲得更好的冠狀位、矢狀位和旋轉(zhuǎn)對線，并能更好地恢復(fù)關(guān)節(jié)線的高度。為了進(jìn)一步提高患者滿意度，TKA正朝著運(yùn)動學(xué)對線和功能化對線的方向發(fā)展。而運(yùn)動學(xué)對線和功能化對線只要在機(jī)器人的輔助下，才能更完美地實(shí)現(xiàn)，更大限度降低對軟組織袖套的干擾。在輔助單髁置換方面，機(jī)器人的優(yōu)勢愈加明顯。眾所周知，膝關(guān)節(jié)單髁置換對假體位置、力線、韌帶張力等的要求較TKA更高層次，Bell等［20］研究發(fā)現(xiàn)，使用MAKO輔助單髁置換組患者術(shù)后無論股骨側(cè)假體、脛骨側(cè)假體的位置和對線均顯著優(yōu)于傳統(tǒng)對照組。同時，有研究也顯示MAKO機(jī)器人輔助的單髁置換手術(shù)術(shù)后患者滿意度更高層次，翻修率更低［21］。力線和軟組織平衡是膝關(guān)節(jié)置換經(jīng)過中追求的兩大目的，也是術(shù)后獲得良好療效的基礎(chǔ)與前提，而這兩個目的MAKO機(jī)器人均可幫助更好地實(shí)現(xiàn)。在機(jī)器人輔助關(guān)節(jié)置換手術(shù)的研究中也不乏負(fù)面報道。有研究顯示機(jī)器人輔助THA術(shù)后的疼痛評分、功能評分與對照組沒有區(qū)別［22］；也有研究發(fā)現(xiàn)機(jī)器人組的臀中肌損傷和術(shù)后脫位率顯著高于傳統(tǒng)手術(shù)組［23］。Kayani等［19］的研究則以為機(jī)器人輔助TKA手術(shù)盡管能夠更好地恢復(fù)力線，但良好的力線能否轉(zhuǎn)化為更高層次的患者滿意度和假體存活率則存在爭議。而Kim等［24］平均隨訪10年的隨機(jī)對照研究發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)手術(shù)的對照組相比無論臨床效果還是假體存活率均無明顯區(qū)別。THINK機(jī)器人是一款開放的操作系統(tǒng)，優(yōu)勢是醫(yī)生能夠根據(jù)自個的習(xí)慣選擇相應(yīng)的假體，但缺乏之處則是由于沒有假體特異性和缺乏相應(yīng)生物力學(xué)資料，無法對特定假體的最優(yōu)位置進(jìn)行術(shù)前規(guī)劃。系統(tǒng)封閉的機(jī)器人如MAKO等的缺乏之處則正好相反，即術(shù)中只能選用機(jī)器人相應(yīng)品牌的假體，迫使醫(yī)生在一定程度上改變自個的習(xí)慣。非基于影像的手術(shù)機(jī)器人Navio最大的優(yōu)勢是減少了患者CT掃描經(jīng)過中的X線輻射并同時降低了相關(guān)費(fèi)用。Batailler等［25］研究發(fā)現(xiàn)Navio輔助的單髁置換假體位置和力線均優(yōu)于傳統(tǒng)手術(shù)；同樣，Casper等［26］也報告Navio輔助TKA手術(shù)也顯著地改善了力線。非基于影像的機(jī)器人的最大缺乏之處在于無法在手術(shù)以前進(jìn)行良好的手術(shù)規(guī)劃，進(jìn)而在假體準(zhǔn)備方面不具有減少物流費(fèi)用等優(yōu)勢?？傊?dāng)前的髖、膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)機(jī)器人能夠幫助醫(yī)生進(jìn)行可視化的三維術(shù)前規(guī)劃，使得手術(shù)不再盲目；術(shù)中在機(jī)械臂的輔助下顯著克制人力誤差并精準(zhǔn)置入假體，進(jìn)而完美實(shí)現(xiàn)術(shù)前計劃，減少術(shù)后下肢不等長、偏心距過大或過小、脫位等并發(fā)癥的發(fā)生，提高醫(yī)療安全質(zhì)量和患者滿意度［27,28］。而在膝關(guān)節(jié)置換中可輔助獲得更好的軟組織平衡。但是，當(dāng)前的關(guān)節(jié)置換輔助機(jī)器人并不完美，還處于發(fā)展階段。其缺乏之處包括術(shù)前人為圖像分割等經(jīng)過耗時效率低、無法對髖關(guān)節(jié)置換患者的髖臼位置針對脊柱-骨盆聯(lián)動關(guān)系進(jìn)行自動的個性化調(diào)整、注冊流程繁瑣、手術(shù)時間長等。同時，大多數(shù)機(jī)器人并不是完全主動式的，并且體積宏大、設(shè)備昂貴［29,30］。四、機(jī)器人輔助髖、膝關(guān)節(jié)置換的將來將來無法精準(zhǔn)預(yù)測，但任何事物的發(fā)展都將會是一個不斷修正問題、日臻完善的經(jīng)過，髖、膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)機(jī)器人的發(fā)展也是如此。當(dāng)前的髖、膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)機(jī)器人確實(shí)存在著前面所述的問題和缺乏之處，但問題的存在并不能改變機(jī)器人輔助人工關(guān)節(jié)置換手術(shù)成為關(guān)節(jié)外科發(fā)展的必然趨勢，而且當(dāng)前存在的問題也正是將來發(fā)展的目的。將來的關(guān)節(jié)置換機(jī)器人將會充分融合人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)術(shù)前圖像的自動分割和手術(shù)自主規(guī)劃，即能夠根據(jù)每個患者的解剖特異性、病變病理特異性、脊柱-骨盆聯(lián)動關(guān)系的特異性等自動個性化規(guī)劃髖臼位置。針對膝關(guān)節(jié)置換機(jī)器人而言，將可能會根據(jù)患者的解剖和功能特異性，自動規(guī)劃出最優(yōu)的下肢力線和假體安頓位置，術(shù)中能可視化地輸出韌帶張力和運(yùn)動軌跡，實(shí)時指導(dǎo)手術(shù)經(jīng)過。機(jī)器人將來發(fā)展的目的也會擴(kuò)展到關(guān)節(jié)置換翻修領(lǐng)域，通過對金屬降噪實(shí)現(xiàn)對骨缺損的有效評估、術(shù)前規(guī)劃出骨缺損個性化修復(fù)的方式以及合理的螺釘位置，手術(shù)中在機(jī)械臂的輔助下完美實(shí)現(xiàn)骨缺損修復(fù)、假體位置理想安頓、螺釘位置合理而有效避免血管神經(jīng)損傷的風(fēng)險。完美的假體置入和軟組織平衡，不僅會提高患者的滿意度，由于外科醫(yī)生具有追求完美的特質(zhì)，機(jī)器人輔助下獲得的完美X線片，也會明顯提高關(guān)節(jié)外科醫(yī)生的滿意度和自自信心。關(guān)節(jié)置換假體尤其是膝關(guān)節(jié)置換假體，將來將可能會高度個性化，這需要在影像學(xué)技術(shù)、3D打印技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展以及相關(guān)法律法規(guī)的支持下才能得以實(shí)現(xiàn)。完全個性化的真正膝關(guān)節(jié)外表置換假體的完美置入只能在機(jī)器人的輔助下才能完成。關(guān)節(jié)置換機(jī)器人的發(fā)展也將順應(yīng)關(guān)節(jié)置換假體的發(fā)展趨勢，機(jī)械臂將愈加靈敏和柔性，體積也將大幅減小。除此之外，將來的關(guān)節(jié)置換機(jī)器人的工作效率也將會大幅提高，同時價格大幅降低。二十一世紀(jì)是人工智能的世紀(jì)，也是機(jī)器人的世紀(jì)，機(jī)器人能孜孜不倦地工作，完美實(shí)現(xiàn)既定目的。關(guān)節(jié)置換機(jī)器人在人工智能的賦能下，必將成為關(guān)節(jié)外科將來發(fā)展的趨勢。以下為參考文獻(xiàn)[1]LearmonthID,YoungC,RorabeckC.Theoperationofthecentury:totalhipreplacement[J].Lancet,2007,370(9597):1508-1519.DOI:10.1016/S0140-6736(07)60457-7.[2]邊焱焱,程開源,常曉,等.2018至2022年中國人工髖、膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)量的初步統(tǒng)計與分析[J].中華骨科雜志,2020,40(21):1453-1460.DOI:10.3760/121113-20200320-00177.[3]VendittoliPA,ShahinM,RivireC,etal.Ceramic-on-ceramictotalhiparthroplastyissuperiortometal-on-conventionalpolyethyleneat20-yearfollow-up:arandomisedclinicaltrial[J].OrthopTraumatolSurgRes,2021,107(1):102744.DOI:10.1016/j.otsr.2020.102744.[4]ChoiYJ,RaHJ.Patientsatisfactionaftertotalkneearthroplasty[J].KneeSurgRelatRes,2021,28(1):1-15.DOI:10.5792/ksrr.20.[5]BrownTD,ElkinsJM,PedersenDR,etal.Impingementanddislocationintotalhiparthroplasty:mechanismsandconsequences[J].IowaOrthopJ,2020,34:1-15.[6]HarrisWH.Edgeloadinghasaparadoxicaleffectonwearinmetal-on-polyethylenetotalhiparthroplasties[J].ClinOrthopRelatRes,2020,470(11):3077-3082.DOI:10.1007/s11999-012-2330-7.[7]FlecherX,OllivierM,ArgensonJN.Lowerlimblengthandoffsetintotalhiparthroplasty[J].OrthopTraumatolSurgRes,2021,102(1Suppl):S9-S20.DOI:10.1016/j.otsr.2021.11.001.[8]LeeSH,LimCW,ChoiKY,etal.Effectofspine-pelvisrelationshipintotalhiparthroplasty[J].HipPelvis,2022,31(1):4-10.DOI:10.5371/hp.20.[9]BozicKJ,KurtzSM,LauE,etal.TheepidemiologyofrevisiontotalkneearthroplastyintheUnitedStates[J].ClinOrthopRelatRes,2018,468(1):45-51.DOI:10.1007/s11999-009-0945-0.[10]SharkeyPF,HozackWJ,RothmanRH,etal.Insallawardpaper.Whyaretotalkneearthroplastiesfailingtoday?[J].ClinOrthopRelatRes,2002,(404):7-13.DOI:10.1097/00003086-200211000-00003.[11]RivireC,IranpourF,AuvinetE,etal.Alignmentoptionsfortotalkneearthroplasty:asystematicreview[J].OrthopTraumatolSurgRes,2021,103(7):1047-1056.DOI:10.1016/j.otsr.2021.07.010.[12]BargarWL,BauerA,B?rnerM.PrimaryandrevisiontotalhipreplacementusingtheRobodocsystem[J].ClinOrthopRelatRes,1998,(354):82-91.DOI:10.1097/00003086-199809000-00011.[13]BargarWL,PariseCA,HankinsA,etal.Fourteenyearfollow-upofrandomizedclinicaltrialsofactiverobotic-assistedtotalhiparthroplasty[J].JArthroplasty,2021,33(3):810-814.DOI:10.1016/j.arth.2021.09.066.[14]JacofskyDJ,AllenM.Roboticsinarthroplasty:acomprehensivereview[J].JArthroplasty,2021,31(10):2353-2363.DOI:10.1016/j.arth.2021.05.026.[15]KayaniB,KonanS,AyuobA,etal.Thecurrentroleofroboticsintotalhiparthroplasty[J].EFORTOpenRev,2022,4(11):618-625.DOI:10.1302/2058-5241.4.180088.[16]PeretsI,WalshJP,CloseMR,etal.Robot-assistedtotalhiparthroplasty:clinicaloutcomesandcomplicationrate[J].IntJMedRobot,2021,14(4):e1912.DOI:10.1002/rcs.1912.[17]NdIRL,BukowskiBR,AbiolaR,etal.Robotic-assistedtotalhiparthroplasty:outcomesatminimumtwo-yearfollow-up[J].SurgTechnolInt,2021,30:365-372.[18]李楊,耿霄,田華,等.計算機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)和3D打印截骨導(dǎo)板對全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)失血量的影響[J].中華醫(yī)學(xué)雜志,2020,100(33):2601-2606.DOI:10.3760/112137-20200216-00304.[19]KayaniB,KonanS,AyuobA,etal.Robotictechnologyintotalkneearthroplasty:asystematicreview[J].EFORTOpenRev,2022,4(10):611-617.DOI:10.1302/2058-5241.4.190022.[20]BellSW,AnthonyI,JonesB,etal.Improvedaccuracyofcomponentpositioningwithrobotic-assistedunicompartmentalkneearthroplasty:datafromaprospective,randomizedcontrolledstudy[J].JBoneJointSurgAm,2021,98(8):627-635.DOI:10.2106/JBJS.15.00664.[21]StMartJP,deSteigerRN,CuthbertA,etal.Thethree-yearsurvivorshipofroboticallyassistedversusnon-roboticallyassistedunicompartmentalkneearthroplasty[J].BoneJointJ,2020,102-B(3):319-328.DOI:10.1302/0301-620X.102B3.BJJ-2022-0713.R1.[22]HonlM,DierkO,GauckC,etal.Comparisonofrobotic-assistedandmanualimplantationofaprimarytotalhipreplacement.Aprospectivestudy[J].JBoneJointSurgAm,2003,85(8):1470-1478.DOI:10.2106/00004623-200308000-00007.[23]SchulzAP,SeideK,QueitschC,etal.ResultsoftotalhipreplacementusingtheRobodocsurgicalassistantsystem:clinicaloutcomeandevaluationofcomplicationsfor97procedures[J].IntJMedRobot,2007,3(4):301-306.DOI:10.1002/rcs.161.[24]KimYH,YoonSH,ParkJW.Doesrobotic-assistedTKAresultinbetteroutcomescoresorlong-termsurvivorshipthanconventionalTKA?Arandomized,controlledtrial[J].ClinOrthopRelatRes,2020,478(2):266-275.DOI:10.1097/CORR.000000000000091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