機(jī)器人輔助全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)治療合并關(guān)節(jié)外畸形的外翻膝1例報(bào)道及文獻(xiàn)復(fù)習(xí)

冼達(dá)亨，趙晶，王英杰，徐溢明，朱威，王惠珍，馮賓

機(jī)器人輔助全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)（total knee arthroplasty,TKA）兼顧了術(shù)前三維規(guī)劃、術(shù)中導(dǎo)航、術(shù)中可視化操作及術(shù)中人工智能輔助精確截骨等技術(shù)特點(diǎn)[1]。與傳統(tǒng)手術(shù)比較，機(jī)器人輔助TKA可以實(shí)現(xiàn)術(shù)前精確計(jì)劃，術(shù)中精準(zhǔn)操作，提高假體放置的準(zhǔn)確性，改善術(shù)后下肢力線，改善術(shù)后功能康復(fù)[2-3]。其最突出的優(yōu)勢(shì)是可以術(shù)前確認(rèn)關(guān)節(jié)畸形，完成三維手術(shù)規(guī)劃，術(shù)中完全實(shí)施三維規(guī)劃，避免人為誤差，尤其適合術(shù)前畸形較嚴(yán)重的患者。同時(shí)，手術(shù)過程中不需要股骨、脛骨開髓，可以減少出血，對(duì)于合并內(nèi)固定的患者，可以避免內(nèi)固定取出的操作及二次損傷。本文報(bào)道了1 例合并膝關(guān)節(jié)外畸形的外翻膝患者，采用機(jī)器人輔助TKA 完成了初次膝關(guān)節(jié)表面置換。

1 病例資料

患者，女，61 歲，因左膝關(guān)節(jié)畸形、活動(dòng)受限及疼痛于2021年10月入院?；颊? 歲時(shí)跌傷后左側(cè)膝關(guān)節(jié)出現(xiàn)局部紅腫、疼痛及活動(dòng)困難，當(dāng)?shù)蒯t(yī)院曾診斷“左膝結(jié)核性滑膜炎”，藥物保守治療后逐漸出現(xiàn)外翻畸形伴屈曲活動(dòng)受限，僅能屈曲20°，之后患者左膝維持外翻及屈曲受限的畸形，日?；顒?dòng)量受限。近3 年患者因多關(guān)節(jié)疼痛伴晨僵，于外院診斷為“類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、干燥綜合征”，給予雷公藤多苷片及潑尼松等藥物治療后關(guān)節(jié)癥狀穩(wěn)定。但左膝疼痛癥狀加重明顯，伴左下肢短縮、跛行，行走距離小于50 m，疼痛視覺模擬評(píng)分（visual analogue scale,VAS）8分。

1.1 術(shù)前檢查

體格檢查：患者左下肢跛行步態(tài)，左膝明顯外翻畸形，左膝合并屈曲畸形，脛骨相對(duì)股骨向后移位，左下肢較對(duì)側(cè)短縮約2 cm。左膝關(guān)節(jié)廣泛壓痛，過伸試驗(yàn)（+）、過屈試驗(yàn)（+）；左膝關(guān)節(jié)活動(dòng)度（range of motion,ROM）伸-屈 5°～20°。

實(shí)驗(yàn)室檢查：結(jié)核菌感染T細(xì)胞干擾素釋放實(shí)驗(yàn)為陰性，類風(fēng)濕因子（rheumatoid factor,RF）60 IU/mL（正常值0～20 IU/mL），紅細(xì)胞沉降率（erythrocyte sedimentation rate,ESR）21 mm/h，（正常值0～16 mm/h）,超敏C 反應(yīng)蛋白（hypersensitive C-reactive protein,hsCRP）2.0 mg/L（正常值＜3.5 mg/L）。

影像學(xué)檢查：雙膝關(guān)節(jié)正側(cè)位及雙下肢全長負(fù)重位X 線片顯示左下肢髖膝踝角（hip knee angle,HKA）為外翻18°（圖1A），膝關(guān)節(jié)正位X 線片顯示左膝關(guān)節(jié)間隙消失，脛骨平臺(tái)外側(cè)塌陷（圖1B）；膝關(guān)節(jié)側(cè)位X 線片顯示脛骨干骺端向后33°成角畸形，脛骨平臺(tái)相對(duì)脛骨解剖軸呈30°前傾畸形（圖1C）。膝關(guān)節(jié)CT及三維重建提示脛骨平臺(tái)外側(cè)骨缺損（圖1D）。膝關(guān)節(jié)MRI 顯示關(guān)節(jié)內(nèi)長T1、T2 信號(hào)，關(guān)節(jié)內(nèi)少量積液（圖1E）?；颊呷朐涸\斷考慮左膝類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎合并外翻畸形、左膝僵直膝畸形、左脛骨近端關(guān)節(jié)外畸形、左脛骨平臺(tái)骨缺損、骨質(zhì)疏松癥、干燥綜合征。

圖1 患者術(shù)前影像資料

1.2 術(shù)前計(jì)劃

患者脛骨近端干骺端向后成角畸形（圖1C），根據(jù)脛骨全長側(cè)位X線片，連接脛骨平臺(tái)中心及距骨中心確定脛骨整體矢狀位機(jī)械軸，矢狀面上左脛骨平臺(tái)與機(jī)械軸夾角為前傾10°，不進(jìn)行干骺端截骨，通過保留部分脛骨平臺(tái)前傾，以關(guān)節(jié)內(nèi)截骨的方法部分糾正關(guān)節(jié)外畸形。擬通過初次置換假體重建患者關(guān)節(jié)功能。

術(shù)前采用HURWA 膝關(guān)節(jié)手術(shù)機(jī)器人（和華瑞博，北京）進(jìn)行術(shù)前規(guī)劃。該系統(tǒng)對(duì)于假體選擇為開放平臺(tái)，可以根據(jù)臨床需求選擇不同的假體。該患者擬采用Legion 后穩(wěn)定型假體（施樂輝公司，美國）。該系統(tǒng)可以針對(duì)脛骨及股骨進(jìn)行分別分割，三維重建顯示脛骨外側(cè)平臺(tái)存在明顯的骨缺損（圖2A），術(shù)前計(jì)劃考慮通過金屬墊塊進(jìn)行補(bǔ)充。脛骨側(cè)截骨參考內(nèi)側(cè)脛骨平臺(tái)截骨量7 mm（圖2A）。由于脛骨干骺端畸形，需要避免脛骨平臺(tái)龍骨遠(yuǎn)端出現(xiàn)脛骨前皮質(zhì)穿孔。術(shù)前模擬脛骨平臺(tái)截骨面與機(jī)械軸的不同夾角，并測(cè)量脛骨平臺(tái)龍骨是否會(huì)接觸脛骨前皮質(zhì)導(dǎo)致穿孔。當(dāng)脛骨平臺(tái)取7°前傾截骨時(shí)（圖2B），脛骨平臺(tái)截骨面到脛骨前皮質(zhì)的距離為5 cm（圖2C），提示若采用Legion（施樂輝公司，美國）的脛骨平臺(tái)，需要對(duì)脛骨平臺(tái)遠(yuǎn)端進(jìn)行切割。股骨遠(yuǎn)端截骨，參照股骨內(nèi)側(cè)髁，截骨量為9 mm（圖2D），這樣股骨側(cè)和脛骨側(cè)內(nèi)側(cè)截骨總量為16 mm。股骨及脛骨截骨在冠狀面均垂直機(jī)械軸，以恢復(fù)下肢力線。進(jìn)一步參考通髁線確定外旋、確定股骨假體型號(hào)，股骨內(nèi)側(cè)后髁截骨11 mm，外側(cè)后髁截骨9 mm。計(jì)算屈曲90°內(nèi)側(cè)截骨間隙總和為18 mm?？紤]患者膝外翻畸形，患者伸直間隙和屈曲間隙均會(huì)出現(xiàn)外側(cè)緊張，術(shù)中需要進(jìn)一步通過外側(cè)松解獲得平衡的內(nèi)外側(cè)間隙。

圖2 機(jī)器人輔助TKA術(shù)前截骨設(shè)計(jì)及假體規(guī)劃視圖

1.3 手術(shù)過程

患者全身麻醉下采用HURWA 機(jī)器人輔助下完成左側(cè)TKA。假體選擇Legion 后穩(wěn)定型假體。常規(guī)前正中切口，髕旁內(nèi)側(cè)入路，行伸膝裝置袖套狀松解。術(shù)中見脛骨相對(duì)股骨后脫位嚴(yán)重，關(guān)節(jié)軟骨均炎性破壞，關(guān)節(jié)間隙粘連嚴(yán)重，股骨髁間、股骨后髁骨質(zhì)破壞，脛骨外側(cè)平臺(tái)缺損，膝關(guān)節(jié)外側(cè)韌帶結(jié)構(gòu)攣縮嚴(yán)重，骨質(zhì)疏松嚴(yán)重。

完成股骨及脛骨注冊(cè)并確認(rèn)注冊(cè)精度。先操作機(jī)械臂完成脛骨側(cè)截骨（圖3B），截骨量參考脛骨平臺(tái)內(nèi)側(cè)7 mm，參考脛骨矢狀位力線前傾7°。取出脛骨近端截骨塊后檢查伸直間隙緊，考慮到術(shù)前屈曲畸形，調(diào)整股骨側(cè)截骨計(jì)劃，參考股骨內(nèi)側(cè)髁，增加截骨到11 mm。操作機(jī)械臂完成股骨遠(yuǎn)端、前髁、后髁、斜面截骨（股骨外旋參考通髁線0°）。完成截骨后，檢查外側(cè)攣縮嚴(yán)重，參考由內(nèi)向外的方法分別松解后外側(cè)關(guān)節(jié)囊、髂脛束、部分松解外側(cè)副韌帶。獲得平衡的屈伸間隙。脛骨外側(cè)平臺(tái)可見深1 cm 的骨缺損，高速磨鉆處理骨缺損骨面后，以1 枚1 cm 厚的鉭金屬墊塊（Zimmer 公司，美國）進(jìn)行補(bǔ)充（圖3A）。脛骨平臺(tái)假體遠(yuǎn)端按術(shù)前計(jì)劃，剪去平臺(tái)遠(yuǎn)端龍骨約1 cm，避免假體前方穿出。完成沖洗后，用骨水泥將2號(hào)股骨假體，1 號(hào)脛骨平臺(tái)假體固定，并安裝11 mm后穩(wěn)定型聚乙烯墊片。

圖3 機(jī)器人輔助TKA術(shù)中視圖

1.4 術(shù)后處理

術(shù)后參照《中國髖、膝關(guān)節(jié)置換術(shù)加速康復(fù)——圍術(shù)期管理策略專家共識(shí)》[4]予以抗感染、鎮(zhèn)痛、抗凝治療。術(shù)后加強(qiáng)股四頭肌鍛煉，功能鍛煉采用持續(xù)被動(dòng)運(yùn)動(dòng)（continuous passive motion,CPM），進(jìn)行輔助鍛煉。術(shù)后6 周穿戴限制性支具固定保護(hù)下下地活動(dòng)，患側(cè)肢體部分負(fù)重?；颊咝g(shù)后3個(gè)月、6個(gè)月門診復(fù)查，術(shù)后6 個(gè)月復(fù)查時(shí)可獨(dú)立下地走路，傷口愈合滿意，VAS 評(píng)分1 分，左膝活動(dòng)度0°～70°?；颊呦リP(guān)節(jié)協(xié)會(huì)評(píng)分（Knee Society score,KSS）由術(shù)前23 分改善為術(shù)后6 個(gè)月隨訪時(shí)79 分；功能評(píng)分由術(shù)前20分，改善為術(shù)后6個(gè)月隨訪時(shí)60分。術(shù)后6個(gè)月復(fù)查雙膝關(guān)節(jié)正側(cè)位及雙下肢全長負(fù)重位X 線片示左下肢HKA 由術(shù)前外翻16°，改善為術(shù)后0°，脛骨平臺(tái)前傾5°，脛骨側(cè)假體無松動(dòng)及下沉（圖4）。

圖4 患者術(shù)后6個(gè)月X線檢查圖像

2 討論

膝關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)外畸形通常是指畸形位于側(cè)副韌帶以外的畸形，股骨側(cè)位于髁上以外，脛骨側(cè)位于腓骨尖以外[5]。常見原因包括下肢骨折伴畸形愈合的后遺癥，繼發(fā)于截骨矯形或骨代謝紊亂[6]。這些畸形改變了膝關(guān)節(jié)機(jī)械載荷的分布，導(dǎo)致早期繼發(fā)性骨關(guān)節(jié)炎。對(duì)于合并關(guān)節(jié)外畸形的膝骨關(guān)節(jié)炎患者，TKA 可以有效緩解疼痛、恢復(fù)功能。但是同時(shí)合并的關(guān)節(jié)外畸形給關(guān)節(jié)置換手術(shù)帶來一定的挑戰(zhàn)[7]。下肢機(jī)械軸和解剖標(biāo)志的改變，容易干擾假體的正確植入，導(dǎo)致力線對(duì)齊不良、髕骨畸形、早期松動(dòng)及聚乙烯磨損率較高[8-10]。目前針對(duì)關(guān)節(jié)外畸形的患者進(jìn)行TKA 的策略包括：單純關(guān)節(jié)內(nèi)截骨完成關(guān)節(jié)置換、關(guān)節(jié)內(nèi)截骨關(guān)節(jié)置換同時(shí)聯(lián)合關(guān)節(jié)外畸形截骨矯形[11]。目前文獻(xiàn)中缺乏關(guān)節(jié)內(nèi)矯形與關(guān)節(jié)外矯形的對(duì)比。Wang 等[9]報(bào)道15 例關(guān)節(jié)外畸形接受TKA手術(shù)的患者，采用關(guān)節(jié)內(nèi)截骨及擴(kuò)大軟組織松解的方式矯正畸形，術(shù)前股骨冠狀面畸形15.1°、矢狀面畸形8.1°、脛骨側(cè)冠狀面畸形19°、平均隨訪38 個(gè)月，膝關(guān)節(jié)KSS 評(píng)分由術(shù)前22.3 分改善為術(shù)后91.7 分，HKA 由術(shù)前22.7°改善為術(shù)后0.3°。作者認(rèn)為應(yīng)參考股骨、脛骨整體的機(jī)械軸設(shè)定截骨平面，當(dāng)截骨平臺(tái)位于側(cè)副韌帶止點(diǎn)以內(nèi)時(shí)，關(guān)節(jié)置換時(shí)可通過關(guān)節(jié)內(nèi)截骨矯正關(guān)節(jié)外畸形。通常情況下20°的冠狀面畸形及15°的矢狀面畸形可通過關(guān)節(jié)內(nèi)截骨進(jìn)行矯正[5]。相較于同時(shí)行關(guān)節(jié)外截骨矯形，關(guān)節(jié)內(nèi)手術(shù)畸形矯正時(shí)不需要額外的切口，利于早期康復(fù)，避免了截骨后骨不連、傷口延遲愈合、內(nèi)固定失敗和截骨部位感染等并發(fā)癥，臨床結(jié)果與初次TKA 相似[8-9,12]。關(guān)節(jié)外截骨同時(shí)一期行TKA 也可以獲得良好的矯形效果。Radke等[13]報(bào)道10例關(guān)節(jié)外平均20°畸形的患者，采用一期閉合截骨聯(lián)合TKA，平均隨訪2.5 年，KSS 由術(shù)前28 分改善到術(shù)后81 分，1 例出現(xiàn)截骨處延遲愈合，1 例出現(xiàn)截骨處不愈合。關(guān)節(jié)外截骨更容易矯正畸形，但是常需要額外切口，可能需要帶延長桿假體或者輔助內(nèi)固定，存在截骨不愈合的風(fēng)險(xiǎn)。該患者合并類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、應(yīng)用多種抗類風(fēng)濕藥物及激素，若一期行關(guān)節(jié)外截骨，術(shù)后骨折及切口愈合不良，感染風(fēng)險(xiǎn)較高。因此選擇通過關(guān)節(jié)內(nèi)截骨、關(guān)節(jié)置換的方法矯正關(guān)節(jié)畸形。

近年隨著人工智能技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)器人輔助手術(shù)、導(dǎo)航技術(shù)、個(gè)性化定制工具（patient specific instrument,PSI）成為合并關(guān)節(jié)外畸形TKA 的新選擇[13-15]。

機(jī)器人輔助TKA，術(shù)前規(guī)劃結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能及CT 掃描等多方面科技，通過機(jī)器人對(duì)患者骨骼的精確加工，可明顯減少誤差，從而改善假體與骨骼之間的接觸，優(yōu)化假體的術(shù)中放置及力線對(duì)齊，有效避免因人工操作導(dǎo)致的人為誤差，為患者提供個(gè)性化及精準(zhǔn)化的手術(shù)方案。術(shù)中通過機(jī)械臂操作，可以保證精確截骨，精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)術(shù)前計(jì)劃。Kort等[16]的研究證實(shí)，機(jī)器人手術(shù)后可以獲得更為精確的HKA、冠狀面股骨組件角、冠狀面脛骨組件角。Song等[17]對(duì)100 例患者進(jìn)行的隨機(jī)臨床試驗(yàn)結(jié)果指出，相比傳統(tǒng)手術(shù)后近24%的力線異常率，機(jī)器人手術(shù)組力線角度＞3°的概率大幅降低。同時(shí)機(jī)器人手術(shù)能夠在術(shù)中對(duì)關(guān)節(jié)周圍軟組織產(chǎn)生更有效的保護(hù)，由于術(shù)前的三維規(guī)劃，術(shù)中截骨量及范圍已經(jīng)提前完成設(shè)置，極大縮小了術(shù)中關(guān)節(jié)內(nèi)操作范圍，減少周圍組織如后交叉韌帶、內(nèi)外側(cè)副韌帶等的意外損傷[17]。由于機(jī)器人輔助手術(shù)有以上優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于合并關(guān)節(jié)外畸形的患者，術(shù)前計(jì)劃可充分識(shí)別畸形，術(shù)中可避免解剖變異對(duì)截骨定位的影響，無需開髓操作也避免了關(guān)節(jié)外畸形對(duì)開髓的影響[18]。Sodhi 等[18]報(bào)道，對(duì)于合并關(guān)節(jié)外畸形的患者，機(jī)器人輔助TKA 可獲得滿意的臨床療效。

該病例脛骨合并矢狀位關(guān)節(jié)外畸形，雖局部成角畸形達(dá)33°，截骨時(shí)參考脛骨整體力線，可以忽略局部成角的影響。借助機(jī)器人的術(shù)前可視化輔助計(jì)劃，可進(jìn)行術(shù)前模擬，模擬假體放置的位置，避免脛骨假體穿孔；同時(shí)術(shù)前計(jì)劃可評(píng)估骨缺損的情況，為術(shù)中骨缺損的處理提供參考。通過機(jī)器人輔助手術(shù)，精確執(zhí)行術(shù)前計(jì)劃，適當(dāng)保留脛骨截骨面前傾的基礎(chǔ)上，通過初次膝關(guān)節(jié)假體完成手術(shù)操作。術(shù)后力線恢復(fù)滿意，術(shù)后短期隨訪患者膝關(guān)節(jié)功能較術(shù)前明顯改善。當(dāng)然，該患者脛骨假體稍前傾放置，同時(shí)因未改善低位髕骨，導(dǎo)致屈曲功能受限，但是關(guān)節(jié)力線的恢復(fù)，使關(guān)節(jié)疼痛明顯改善，對(duì)于患者生活質(zhì)量提高有重要作用。另外，脛骨假體稍前傾放置，可能導(dǎo)致遠(yuǎn)期聚乙烯磨損增加，長期療效需要進(jìn)一步進(jìn)行隨訪。

綜上所述，通過關(guān)節(jié)內(nèi)截骨及軟組織松解的方法，可有效完成合并關(guān)節(jié)外畸形的TKA。通過機(jī)器人輔助的方法可實(shí)現(xiàn)術(shù)前可視化計(jì)劃及手術(shù)模擬，術(shù)中可避免解剖標(biāo)志變異對(duì)截骨的影響，術(shù)中通過機(jī)械臂截骨可精確實(shí)現(xiàn)術(shù)前計(jì)劃。機(jī)器人輔助TKA為合并關(guān)節(jié)外畸形患者擬行TKA 提供了有效的方法，其遠(yuǎn)期療效需要進(jìn)一步觀察。

【利益沖突】所有作者均聲明不存在利益沖突