Mako 机械臂辅助全膝关节置换术

概要
全膝关节置换术已经存在了几十年，是一种非常成功的手术，可以减轻患有晚期退行性关节病的膝关节的疼痛和恢复功能。多年来，外科技术取得了许多进步，在植入物设计方面更是如此。全膝关节置换术最近的技术突破之一是使用机器人辅助手臂来增强术前计划和术中指导，并具有动态关节平衡和骨骼准备。该视频概述了主要作者在使用 Mako 机器人辅助对内翻畸形退行性膝关节进行后稳定全膝关节置换术时使用的手术技术。

案例概述

背景
膝关节骨性关节炎是一种退行性疾病，会导致关节软骨逐渐丧失。有症状的膝关节骨关节炎的发病率约为每年每 100,000 人中的 240 人。风险因素包括关节外伤、需要反复弯曲膝盖的职业、肌肉无力、体重过大、女性、年龄增长、遗传、种族（白人 > 西班牙裔 > 非裔美国人）和代谢综合征（由中央或腹部肥胖组成的综合征） 、血脂异常、高血压和空腹血糖水平升高）。关节软骨的病理生理变化包括水含量增加、胶原蛋白变得杂乱无章、蛋白多糖发生改变并最终减少，但软骨细胞的大小和数量保持不变。软骨下骨试图重塑，形成周围硬化的溶解囊肿。骨性骨赘也通过软骨内骨化的病理激活形成。滑膜经历进行性炎症变化，最终变得血管丰富且越来越厚。

患者的重点病史
患者为 66 岁女性，左膝疼痛 2 年，无外伤史。长时间行走、爬楼梯和长时间站立会加剧疼痛。尝试过的治疗包括支具、抗炎口服药物、具有良好暂时缓解作用的皮质类固醇注射以及正式的物理治疗。她既往有高血压、高脂血症和焦虑症病史。

体检
患者感觉舒适，容貌优美，并且对时间、地点和人员有针对性。她以一种镇静的步态走来走去。检查她的左下肢，发现整个皮肤都干净完整。大腿和腿部隔间很柔软。她的髋关节活动范围正常，没有疼痛。大体上，她的膝盖处于轻度内翻畸形。有中度膝关节积液。她的膝关节活动范围为 0° 至 115° 屈曲。她对内侧关节线有压痛。她的膝关节韧带检查对于前抽屉、拉赫曼、后抽屉以及内翻和外翻压力测试是稳定的。她的伸肌装置完好无损，直腿抬高也没有疼痛。她的远端神经血管完好无损。

影像学研究
在决定进行全膝关节置换术之前要拍摄的重要 X 光片包括负重 AP、PA 屈曲、侧位和日出视图。一些外科医生还喜欢查看长腿对齐 X 光片。该患者的图像显示严重的退行性变化，内侧和髌股关节间隙丧失，骨与骨接触，软骨下硬化和多个关节周围骨赘。有轻度内翻机械对齐。髌骨在日出视图中居中。

此外，根据 Mako 协议进行 CT 扫描，以便进行术前计划并允许 Mako 机器人执行准确的术中指导。 CT 协议由 Mako 提供。

Mako 机械臂辅助全膝关节置换术

图 1a。 术前前后位 X 线片显示患者左膝内翻畸形。

Mako 机械臂辅助全膝关节置换术

图 1b。 术前侧位片显示患者左膝内翻畸形。

Mako 机械臂辅助全膝关节置换术

图 2a。 术后正位 X 线片显示正常解剖轴的恢复。

Mako 机械臂辅助全膝关节置换术

图 2b。术后侧位片显示股骨和胫骨组件的适当对齐和尺寸。

自然历史
骨关节炎的自然病程是进行性的，导致疼痛和残疾增加。然而，症状进展的速度因患者而异。一般来说，这是一个缓慢的进展，症状在几个月到几年内变得更加严重、频繁和衰弱。随着关节炎和畸形随着时间的推移而恶化，患者的功能会下降，包括运动范围和行走能力。一些患者有严重的症状，X 光片上仅显示轻度疾病，而另一些患者则几乎没有或没有严重的放射学疾病症状。外科医生应治疗患者及其症状。

治疗方案
骨关节炎膝关节的治疗通常从非手术治疗开始，包括活动调整，例如减少冲击负荷练习和减轻体重。非甾体抗炎药（NSAIDs）也是一线治疗。其他非手术治疗选择包括对乙酰氨基酚、物理治疗、皮质类固醇注射、支具以及使用手杖或拐杖等辅助装置。通常为孤立的内侧或外侧隔室关节炎的年轻患者保留的手术选择是截骨术，以减轻受影响的隔室负荷并纠正畸形。关节置换选择包括部分膝关节置换和全膝关节置换。关节成形术的风险和益处是根据个人情况权衡的。风险包括但不限于感染、出血、血栓、周围结构损坏、伤口愈合问题、腿长差异、不稳定、持续疼痛、僵硬、骨折和需要进一步手术。

治疗原理
全膝关节置换术 (TKA) 是一种成功的外科手术，可以可靠地缓解退行性关节病患者的疼痛并改善功能。患者出现左膝退行性改变。她有与活动相关的剧烈疼痛，以及中度至重度关节炎的放射学检查结果。她未能通过助行器、支撑、物理治疗、注射和镇痛药物获得足够的功能或缓解疼痛。基于这些发现，并在与患者共同决定讨论（包括概述手术风险）后，决定进行膝关节置换手术。

特别注意事项
Mako 机器人辅助 TKA 的患者选择很大程度上取决于外科医生的判断。需要考虑的事项包括足够的关节关节和同侧髋关节的活动范围，以完成骨骼配准；手术腿中存在金属，可能会在 CT 扫描中产生伪影，从而降低准确性并对手术计划产生不利影响；以及外科医生使用 Mako 的舒适度。目前，只有某些植入物与 Mako 机器人兼容，因此需要仔细考虑其他因素。它们包括影响植入物稳定性的不良骨质量；软组织完整性差，妨碍使用兼容植入物恢复稳定的关节；以及膝关节整体畸形的类型和意义，包括屈曲挛缩和固定内翻/外翻对齐。

讨论
骨关节炎是最常见的关节疾病。估计有 37.4% 的 60 岁以上成年人有关节炎的放射学证据。根据美国人口普查局的数据，预计到 2030 年，全膝关节置换手术的数量将增加 350 万例。

总体而言，全膝关节置换术 (TKA) 在过去几十年中产生了出色的临床结果。尽管如此，仍有改进的余地。研究表明，在高达 31.8% 的传统 TKA 中，机械轴对线不良超过 3 度，而在计算机辅助 TKA 中这一比例为 9%。决定良好临床结果的最大因素之一是正确的组件放置。在一项尸体研究中，与传统的 TKA 对照相比，Mako TKA 的平均最终骨切割和部件位置的精确度分别提高了 5 倍和 3.1 倍。因此，机器人辅助全膝关节置换术 (RATKA) 可以提高骨切割和组件放置的准确性。

在另一项尸体研究中，用于 RATKA 的 Mako 技术表现出良好的软组织保护，包括对 LCL、MCL、PCL 或髌腱没有损伤。该研究还表明，在进行骨切割时，正确的可视化不需要胫骨半脱位和髌骨外翻。

尽管存在其他机器人辅助系统，但本案例演示中使用了 Stryker Mako 系统和 Stryker Triathlon 植入物。在一项为期十年的随访研究中，铁人三项全膝关节植入物的存活率达到了 99%。已经植入了超过 200 万个铁人三项膝关节，这表明它是一个可靠的系统，现在与 Mako 机器人辅助技术完全兼容。

关节炎膝关节疾病的广泛性和每位患者独特的解剖结构都可能对外科医生进行全膝关节置换术提出挑战。 RATKA 技术允许外科医生使用基于术前基于 3D CT 的模板的实时反馈回路做出术中决策，该模板允许对骨切割和植入物放置进行小幅调整。包括实时反馈在内的机械臂技术允许外科医生在进行骨头切割之前根据软组织张力平衡关节。在一项单外科医生研究中，Marchand 等人。查看了 100 多个膝关节的术中平衡和骨切除数据。他们指出，无论关节炎疾病的程度或膝关节畸形的类型如何，所有术前计划都在术中进行了调整。术中调整能够在 97% 的膝关节屈曲和 100% 膝关节伸展的内侧和外侧间隙之间的 1 毫米差异内实现平衡。此外，大多数膝盖不需要软组织释放来保持平衡。在进行骨切割之前预测关节平衡和调整部件位置的能力导致平衡切除技术增加了机器人辅助技术以提高精度。

确定 TKA 手术良好临床结果的另一个因素是使用适当的植入物尺寸。虽然并不总是必要的，但术前计划可以帮助估计合适的种植体尺寸。 RATKA 技术基于术前基于 3D CT 的模板，允许外科医生准确预测植入物尺寸。比马尼等人。使用提供术前种植体尺寸模板的 Mako RATKA 系统观察了 54 名连续接受 RATKA 的患者。根据避免股骨切迹、避免或最小化植入物悬垂以及最大化皮质接触等因素，在术中改变植入物尺寸。研究表明，该软件可以预测 96% 的股骨组件和 89% 的胫骨组件的精确组件尺寸，并且没有模板偏离超过 1 个尺寸。此外，在股骨假体或胫骨假体上均未出现切口或假体悬垂的病例。15 其他研究表明，使用标准 X 光片，假体尺寸模板的准确率为 43.6% 至 68%，这说明这种做法并不常见。

与几乎所有新的手术技术一样，RATKA 有一个学习曲线。索迪等人。评估了 RATKA 的学习曲线，发现外科医生可以对这项技术感到满意，以至于在几个月内不增加任何手术时间。

一些研究报告说，与使用各种患者报告的结果测量的传统手动 TKA 相比，RATKA 患者的平均疼痛评分显著降低，整体身体功能评分更好，患者满意度和临床结果更高，遗忘关节评分更低。尽管这项相对较新的技术需要具有更长期结果和更大人群的研究，但早期临床结果是有希望的。

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