作者：鄂尔多斯市中心医院骨科一区     王永华

膝关节骨关节炎是临床常见的骨科疾病，随着社会老龄化趋势加剧，其发病率呈不断攀升的态势。该病致病因素复杂，病情容易反复，无法通过药物等保守治疗得到根治。膝关节置换术（KA）是治疗终末期膝关节骨关节炎最有效的方式，可以有效减轻患者痛苦，纠正患者下肢力线，从而提高患者生存质量。KA包括全膝关节置换术（TKA）和单侧间室膝关节置换术（UKA）。TKA因受术者熟练度、假体质量等客观因素限制，患者术后满意度仅为80%～85%。相比之下，UKA则具备手术时间短、出血量少及关节周围软组织损伤轻等优势。尽管如此，假体耐久性较差、翻修比率偏高等UKA不足亦不容忽视。近年研究发现，术前的精确规划有助于成功规避传统手术的部分风险，不仅可以增加患者对手术的满意度，而且可以有效减轻术后的疼痛感。

机器人辅助技术在KA中的应用

自1985年创立以来，机器人辅助手术已被多个专业采用，由此成为一种主流手术方法，且几乎成为微创手术（MIS）的代名词。机器人辅助手术不但可以降低患者并发症的发生率，而且可以改善术后结果。机器人辅助关节置换术起源于美国，全球首例机器人辅助全髋关节置换术（THA）和TKA是由ROBODOC机器人完成的。然而，近期及中长期的跟踪调查研究均显示，ROBODOC辅助THA/TKA的患者术后功能恢复情况与传统手术方式并无显著差异。此外，国内关于机器人辅助TKA疗效的报道较多，但是关于机器人辅助UKA疗效的报道较少。

机器人辅助KA的概念及学习曲线   机器人辅助KA的概念  借助患者下肢的计算机断层扫描（CT）图像，机器人辅助技术有助于详尽地规划术前流程，不仅可以在三维空间内精确设计假体的方向与尺寸，而且能够通过机械臂操作来实现精准截骨。假体安装的个性化以及截骨的精确化，有利于关节屈伸空间的均衡分布，从而减轻对周边软组织的损伤。尽管该技术在国外应用日益广泛并呈逐年上升趋势，但其在国内的应用仍处于起步阶段。

机器人辅助KA的学习曲线  机器人辅助手术作为新技术，其学习曲线是外科医师不可忽视的问题。机器人辅助系统有很多种，目前ROBODOC、MAKO、OMNIBotics、ROSA、NavioPFC、VELYSTM机器人系统等较为常见，而骨圣元化膝关节置换手术机器人系统、HURWA膝关节置换手术机器人系统、“鸿鹄”膝关节置换手术机器人系统、ARTHROBOT关节置换手术机器人系统、EPS手术机器人、柳叶刀RobPath关节置换手术机器人等国产系统近些年发展较为迅猛。不同系统的差异性会造成学习及熟练掌握所需的时长不同，其学习曲线所需的手术量及主要体现也有所不同。基于不同阶段患者的手术情况和术后疗效的学习曲线尚待进一步研究。

机器人辅助KA与传统KA的疗效比较    人工KA目前较为成熟，但其疗效会因为术者个人理念不同而存在较大差异。机器人辅助KA技术起步较晚，是为了解决传统KA患者术后满意度较低的问题而提出的一种革新方法，但其疗效仅得到小范围多中心研究或个例报道验证。一项国内多中心随机对照研究显示，国产机器人辅助TKA可以获得良好的下肢力线重建、精准的假体植入以及满意的功能恢复，是一种安全、有效的膝关节骨关节炎手术方式。另一项国内研究发现，MAKO机器人辅助技术在手术时长、术中出血量、假体位置、冠状面下肢力线、并发症发生情况、术后膝关节活动度、膝关节协会评分（KSS）、患者遗忘关节评分（FJS）以及患者满意度等方面，均优于传统手术。一项关于膝关节骨关节炎致严重内翻畸形的研究发现，与传统手术组相比,机器人辅助技术组可以帮助术前存在内翻畸形的患者获得更好的肢体轴线和假体对位以及影像学和临床结果。但一项国外系统评价和荟萃分析则发现，传统TKA可能因为手术和止血带使用时间更短而优于机器人辅助TKA，而机器人辅助TKA仅在疼痛结局方面显示出微弱优势，且与传统TKA并无显著的统计学差异。另一项国外荟萃分析研究显示，机器人辅助KA虽然可以使部件在目标区域内的定位和放置更准确，但手术时间也更长。一项研究对120例患者进行比较，发现机器人辅助技术可以改善TKA的临床结果。另一项研究也证实，机器人辅助TKA可以改善患者的临床和放射学结局。还有一项国外研究表明，虽然机器人辅助TKA较传统TKA术后解剖学和机械对齐更佳，但两者在临床和功能结局以及并发症发生率方面相似。

与机器人辅助TKA相比，国内对机器人辅助UKA的研究相对较少。一项国外荟萃分析发现，与传统UKA相比，机器人辅助UKA功能结果改善更显著，并发症发生率和翻修率也更低，但手术时间更长。另一项为期至少5年的国外随访研究表明，机器人辅助技术患者生存率高，结果指标和满意度水平良好甚至极好，但临床表现存在性别差异，即男性优于女性。一项国内中期随访研究发现，MAKO辅助膝关节内侧UKA术后假体在位率高，未见假体位置异常，膝关节功能及临床预后结果优秀，临床疗效好。一项荟萃分析发现，与传统UKA相比，机器人辅助UKA短期功能结局明显更好（中等到高质量证据）。然而，与传统TKA相比，机器人辅助TKA的短期和中期主观膝关节结局未见明显优势（高质量证据）。一项纳入144例严重膝关节畸形的国内临床研究证实，对于术前下肢对位严重偏斜的患者，机器人辅助系统在改善腿部机械轴和假体对齐方面更有效。与传统KA相比，机器人辅助KA在国内起步较晚，且缺乏长期的随访及远期预后研究支持，术后功能结局存在争议。机器人辅助KA较传统KA在患者生活质量、肢体功能等方面的优势与不足有待进一步的临床研究予以证实。

机器人辅助技术应用于KA的优势与不足

优势     基于术前CT检查与三维重建，机器人辅助技术可以对患者进行充分的术前评估，使患者的膝关节力学重建、假体方向规划以及截骨更为精确，从而减少聚乙烯磨损并降低假体翻修率。一项对比研究发现，与传统术式侧相比，虽然机器人辅助侧术后力线（机械轴、股骨假体的冠状倾斜度和胫骨假体的矢状倾斜度）异常情况明显更少，术后出血也明显更少，且在手术过程中对手术托盘、定位器具及切割模板的依赖度明显更低，但其术后膝关节评分和活动度未见显著改善，且手术时间更长，皮肤切口也更长。有研究发现，对于同期行双侧KA的患者，机器人辅助侧术后出血量明显更少。在KA领域，机器人辅助技术的应用可以减少由手术复杂性造成的医生体力消耗，从而有效降低术者的疲劳程度。尽管上述机器人辅助技术优势显著，但其确切效果仍有待更多严谨的临床研究来进一步验证和确认。

不足      由于机器人辅助技术起步较晚，故在未来很长一段时间内仍处于探索阶段。目前，该技术面临的挑战：①从长期随访结果看，该技术尚未展现出明显优势；②现有机器人设备构造复杂，体型与重量均较大，故对手术环境要求较高；③机械臂柔韧性与反馈机制不足会带来操作不便，可能增加潜在的医源性伤害风险；④成本高昂，且术前CT检查会带来附加辐射；⑤对高端影像系统存在依赖，而非影像引导下的手术精确性仍是待解难题；⑥掌握操作技能亦有难度，存在一定的学习曲线，会限制其在特殊病例中的应用；⑦当前主要局限于对骨组织进行操作，且对手术视野中的软组织暴露要求更高。因此，该技术目前主要作为手术某一环节的辅助手段，尚不具备广泛适用性。此外，机器人辅助技术还存在如下问题：①设备的后期维护与保养、应用程序的购买、术前额外的CT成像检查、术者培训等均会增加医疗成本；②机器人辅助KA是噪声诱导性听力损失的危险因素之一，可能造成手术室工作人员的听力损失；③应用机器人辅助技术可能导致手术时间延长，而手术时间延长是关节手术后感染的重要危险因素。研究发现，手术时间一旦超过120min，患者感染风险将上升1.8倍，这意味着机器人辅助技术的积极作用会因手术时间延长而削弱。

结语

与传统KA相比，机器人辅助KA的优势在于设备不会疲劳，手术精确性高，稳定性好，并有助于医师制定个体化的治疗方案。尽管如此，机器人辅助KA仍属新兴技术，与传统KA相比，其优势仅得到短期结果支持，尚缺乏大量的临床及随访研究予以证实。目前，机器人辅助技术仍存在不可忽视的缺点：①不可避免的高成本问题使该技术难以在市县级医院大规模应用，故无法在短时间内得到普及；②机器人系统体型庞大，学习周期长，因此设备的小型化和智能化将是发展趋势，若结合5G技术则有望实现专家远程会诊及手术；③虽然机器人可以完成精细化的手术操作，但却缺乏独立思考能力，因此无法应对术中突发意外，只有将手术医师的临床经验与机器人精细操作相结合，才能切实保障患者安全。

综上所述，机器人辅助技术是人工智能、大数据、物联网及机器人技术联合应用的最新成果，该技术可以利用患者的CT数据进行三维重建，并制定个性化的手术方案，由此调整出与患者最适配的假体型号，再通过集成先进的物联网技术和远程监控系统，从而实现手术机器人的远程操作和智能化功能，以满足不同患者的个性化需求，并有助于进一步提升KA的精确性和安全性，进而降低社会和医疗负担。

来源：国际骨科学杂志2025年5月第46卷第3期

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