針對(duì)上述情況,，英格蘭的 Karthik 教授對(duì)目前骨科方面使用機(jī)器人手術(shù)的有效性,、安全性進(jìn)行了一項(xiàng)文獻(xiàn)綜述，其研究發(fā)表在近期的 The bone & joint journal 雜志,。
骨科手術(shù)是最早開展臨床實(shí)驗(yàn)機(jī)器人手術(shù)的科室之一,，手術(shù)機(jī)器人的運(yùn)用不斷增多，可以帶來良好的近期療效,。由于人體肢體可固定不動(dòng),，骨科機(jī)器人無需面對(duì)牽拉內(nèi)臟和軟組織的問題，從而在進(jìn)行導(dǎo)航和定位方面時(shí)更為方便,。
機(jī)器人手術(shù)的支持者們認(rèn)為采用該系統(tǒng)可以幫助醫(yī)生改善從術(shù)前計(jì)劃到術(shù)中操作步驟之間的轉(zhuǎn)化過程,，從而提高手術(shù)的精確性。但是,，也有一些研究報(bào)道發(fā)現(xiàn)機(jī)器人手術(shù)會(huì)增加并發(fā)癥發(fā)生率,。在本次文獻(xiàn)綜述中，我們研究了目前骨科手術(shù)中機(jī)器人手術(shù)的使用情況并對(duì)其作用效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。
由兩位作者獨(dú)立全面檢索 1966 年至 2014 年 6 月之間所有文獻(xiàn),。設(shè)立納入標(biāo)準(zhǔn)和排除標(biāo)準(zhǔn)（見表 1）,。最初的檢索發(fā)現(xiàn)了 15053 篇文獻(xiàn)，其中 143 篇與骨科手術(shù)相關(guān),，44 篇文獻(xiàn)符合此次研究的納入標(biāo)準(zhǔn),，將其研究結(jié)果納入本次研究，并按照類別進(jìn)行亞組分析,。
表 1 研究的納入標(biāo)準(zhǔn)和排除標(biāo)準(zhǔn)
納入標(biāo)準(zhǔn)排除標(biāo)準(zhǔn)骨科手術(shù)中采用機(jī)器人輔助/手術(shù)重復(fù)文獻(xiàn)可以獲得全文未使用全主動(dòng)機(jī)器人的骨科手術(shù)（例如計(jì)算機(jī)輔助或?qū)Ш绞中g(shù)）英文文獻(xiàn)專家意見,、給雜志編輯的信或者病例報(bào)道以動(dòng)物為對(duì)象的實(shí)驗(yàn)研究失訪率大于 30%文獻(xiàn)回顧
膝關(guān)節(jié)
在 2012 年，整個(gè)英格蘭,、威爾士和北愛爾蘭共進(jìn)行了超過 94000 例膝關(guān)節(jié)置換手術(shù),。8 年期間全膝關(guān)節(jié)的累積翻修率為 3%、單髁膝關(guān)節(jié)置換的翻修率為 11%,。導(dǎo)致關(guān)節(jié)置換失敗的最常見原因是無菌性松動(dòng),，其中假體配件的位置不良是產(chǎn)生無菌性松動(dòng)的主要原因。機(jī)器人輔助下進(jìn)行膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)可能會(huì)降低假體松動(dòng)和翻修的發(fā)生率,。
單髁膝關(guān)節(jié)置換
Cobb 等人進(jìn)行了一項(xiàng)關(guān)于傳統(tǒng)手術(shù)操作和機(jī)器人輔助手術(shù)操作的前瞻性雙盲隨機(jī)對(duì)照研究,，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，機(jī)器人輔助手術(shù)組的手術(shù)時(shí)間延長(zhǎng),，但是下肢力線明顯優(yōu)于傳統(tǒng)手術(shù)操作組,。機(jī)器人組的冠狀對(duì)位與術(shù)前計(jì)劃中的誤差在 2° 之內(nèi)，平均僅為 0.65°,，而傳統(tǒng)操作組的 15 個(gè)膝關(guān)節(jié)置換中只有 6 例達(dá)到了上述精確度,，平均誤差為 -0.84°。
是否取得接近正常的冠狀對(duì)位對(duì)于單髁膝關(guān)節(jié)置換而言非常重要,，是影響膝關(guān)節(jié)假體置換長(zhǎng)期療效和生存的主要因素之一,。在術(shù)后 18 周，機(jī)器人輔助操作組的美國(guó)膝關(guān)節(jié)協(xié)會(huì)評(píng)分（AKS）明顯優(yōu)于傳統(tǒng)操作組,，但是西安大略省和麥克馬斯特大學(xué)骨關(guān)節(jié)炎指數(shù)（WOMAC）方面并無差別,。
Lonner、John 和 Conditt 回顧性比較傳統(tǒng)單髁膝關(guān)節(jié)置換與采用 Tactile 觸覺引導(dǎo)系統(tǒng)的機(jī)器人手臂輔助手術(shù),，在脛骨假體后傾與內(nèi)外翻角方面,，機(jī)器人輔助組較少出現(xiàn)對(duì)位不良。但是該研究存在較嚴(yán)重的局限性,，例如并未按照設(shè)定的程序拍攝 X 線片也未進(jìn)行 CT 掃描。
因此對(duì)其研究結(jié)果的判斷必須放在這一背景條件下進(jìn)行評(píng)估,，特別是該研究還報(bào)道了一例脛骨假體位置良好的患者,，在術(shù)后 3 個(gè)月出現(xiàn)了疼痛和假體松動(dòng)。
另外一位作者也發(fā)現(xiàn)機(jī)器人輔助進(jìn)行膝關(guān)節(jié)置換可以取得更好的對(duì)線，他們比較了 35 例機(jī)器人輔助手術(shù)的患者和 45 例傳統(tǒng)手術(shù)操作的患者,，機(jī)器人手術(shù)操作組的脛骨假體后傾和外翻 - 內(nèi)翻對(duì)位明顯優(yōu)于傳統(tǒng)手術(shù)組,。Pearle 等人對(duì) 10 例采用機(jī)器人輔助技術(shù)進(jìn)行單髁膝關(guān)節(jié)置換的患者進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果發(fā)現(xiàn)術(shù)中脛股角與術(shù)前計(jì)劃之間的偏差在 1°之內(nèi),，術(shù)后下肢軸線的偏差在 2° 之內(nèi),。.
Plate 等人認(rèn)為，采用機(jī)器人輔助進(jìn)行單髁膝關(guān)節(jié)置換,，可以更準(zhǔn)確地完成軟組織的平衡,，重建自然的膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，這對(duì)于假體生存和膝關(guān)節(jié)功能恢復(fù)具有積極作用,。
全膝關(guān)節(jié)置換
機(jī)器人輔助全膝關(guān)節(jié)置換的支持者們強(qiáng)調(diào)與傳統(tǒng)手術(shù)操作相比該方法可以帶來更好的假體位置,。Song 等人在進(jìn)行同側(cè)雙膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)時(shí)，一側(cè)采用傳統(tǒng)手術(shù)方法,，另外一側(cè)采用機(jī)器人輔助技術(shù),。機(jī)器人輔助組有 27 例取得了膝關(guān)節(jié)屈伸間隙平衡，而傳統(tǒng)手術(shù)組只有 23 例,，平均機(jī)械軸的角度分別為 9.1° 和 10.9°,。但是兩組患者在上述結(jié)果以及術(shù)后功能評(píng)分方面并無顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
Decking 等人通過比較術(shù)前計(jì)劃的 CT 與關(guān)節(jié)置換術(shù)后的 CT 來評(píng)估機(jī)器人輔助手術(shù)假體置入的準(zhǔn)確性,。他們的結(jié)果顯示機(jī)械軸的平均偏差只有 0.2°,，假體在所有平面均取得了優(yōu)異的準(zhǔn)確精度。但是,，該研究缺乏對(duì)照組來對(duì)研究結(jié)果進(jìn)行比較判斷,。
其他類似的研究也同樣證實(shí)機(jī)器人輔助手術(shù)，可以使膝關(guān)節(jié)假體的位置更為精確,，但也存在很明顯的增加手術(shù)時(shí)間和費(fèi)用的問題,。Park 和 Lee 進(jìn)行的一項(xiàng)前瞻性隨機(jī)研究發(fā)現(xiàn)由于手術(shù)醫(yī)生存在學(xué)習(xí)曲線，早期開展機(jī)器人輔助手術(shù)時(shí)容易出現(xiàn)嚴(yán)重的并發(fā)癥,，包括：髕腱斷裂,、髕骨骨折或脫位、股骨髁上骨折和腓總神經(jīng)損傷,。
髖關(guān)節(jié)
全髖關(guān)節(jié)置換
機(jī)器人輔助下全髖關(guān)節(jié)置換系統(tǒng)是 1992 年引進(jìn)的,，用于降低技術(shù)失誤，提高非骨水泥型全髖關(guān)節(jié)置換的手術(shù)療效,。對(duì)該系統(tǒng)的一項(xiàng)多中心研究顯示,，機(jī)器人在改善股骨假體位置與匹配方面存在顯著性優(yōu)勢(shì)，但是平均手術(shù)時(shí)間超過 240 分鐘,。機(jī)器人輔助髖關(guān)節(jié)置換組的失血量也存在明顯增高的現(xiàn)象,。
Honl 等人發(fā)現(xiàn)，由于該系統(tǒng)的故障會(huì)有 18% 的機(jī)器人輔助手術(shù)轉(zhuǎn)為傳統(tǒng)常規(guī)手術(shù)，而且機(jī)器人輔助手術(shù)組患者的手術(shù)時(shí)間明顯延長(zhǎng),。通過機(jī)器人輔助進(jìn)行全髖關(guān)節(jié)置換,，可以改善下肢不等長(zhǎng)以及假體內(nèi)外翻方向。在術(shù)后第一年,，機(jī)器人輔助手術(shù)組的 Mayo 臨床評(píng)分和 Harris 髖關(guān)節(jié)評(píng)分要明顯優(yōu)于傳統(tǒng)手術(shù)組,。
但是到了術(shù)后第二年，這一差異就不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,。機(jī)器人輔助組存在較高的并發(fā)癥發(fā)生率,，例如脫位、異位骨化,、臀中肌肌腱斷裂和假體翻修,。
同樣，Schulz 等人發(fā)現(xiàn)機(jī)器人輔助手術(shù)組的并發(fā)癥發(fā)生率為 9.3%,，他們認(rèn)為在繼續(xù)使用該技術(shù)和設(shè)備之前應(yīng)對(duì)其進(jìn)行改進(jìn),。
在一項(xiàng)最少隨訪 5 年的長(zhǎng)期研究中，作者發(fā)現(xiàn)機(jī)器人輔助手術(shù)組的假體位置更精確,、下肢不等長(zhǎng)情況更少,、股骨近端應(yīng)力遮擋更少。在其他的一些研究中,，同樣發(fā)現(xiàn)機(jī)器人輔助手術(shù)可以更好的改善股骨假體位置,。Lim 等人進(jìn)行了一項(xiàng)尸體研究，結(jié)果顯示采用 ROBODOC 系統(tǒng)的機(jī)器人輔助手術(shù),，可以改善干骺端匹配型短柄假體的位置和初始穩(wěn)定性,。Hagio 等人進(jìn)行的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，超聲心動(dòng)圖上中采用 ROBODOC 系統(tǒng)可以降低股骨側(cè)手術(shù)時(shí)的系統(tǒng)性栓塞的風(fēng)險(xiǎn),。
而另外一種機(jī)器人輔助系統(tǒng)在失血量,、假體脫位、翻修率,、異位骨化等臨床效果方面就存在明顯問題,。
髖關(guān)節(jié)鏡是在 1931 年首次出現(xiàn)的，目前獲得越來越多的運(yùn)用,，主要是用于股骨髖臼撞擊綜合征,。Masjedi 等人近期進(jìn)行了一項(xiàng)股骨頭骨干模型，結(jié)果顯示采用機(jī)器人輔助手術(shù),，可以更準(zhǔn)確的對(duì) Cam 型股骨髖臼撞擊進(jìn)行截骨,。
除了使用 3 個(gè)機(jī)械臂的機(jī)器人輔助髖關(guān)節(jié)鏡手術(shù)之外，達(dá)芬奇標(biāo)準(zhǔn)手術(shù)系統(tǒng)也被引進(jìn)用于解決手術(shù)技術(shù)難題,。
Kather 等人進(jìn)行了一項(xiàng)尸體實(shí)驗(yàn),，得出明確的結(jié)論：采用現(xiàn)有的達(dá)芬奇腹腔鏡器械同樣可以完成髖關(guān)節(jié)鏡手術(shù),，在兩具尸體的操作中可以查看髖關(guān)節(jié)的所有部位，同時(shí)進(jìn)行盂唇處理,，但是無法進(jìn)行關(guān)節(jié)盤狀軟骨和皺襞的切除。
足踝
目前,，已有采用 INNOMOTON 機(jī)器人輔助裝置進(jìn)行機(jī)器人導(dǎo)航下的脛距,、距舟、跗跖,、距下關(guān)節(jié)和跟骰關(guān)節(jié)內(nèi)注射報(bào)道,。通過評(píng)估疼痛緩解情況和視覺疼痛評(píng)分，證實(shí)所有的患者關(guān)節(jié)內(nèi)注射均獲得成功,。該技術(shù)需要進(jìn)行薄層 CT 掃描,，還很難說機(jī)器人引導(dǎo)足踝關(guān)節(jié)內(nèi)注射就一定存在優(yōu)勢(shì)。
肩關(guān)節(jié)
Bozkurt 等人使用 4 個(gè)機(jī)器臂的達(dá)芬奇外科手術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行了一項(xiàng)尸體肩關(guān)節(jié)鏡手術(shù),，評(píng)估該系統(tǒng)能否進(jìn)入肩關(guān)節(jié)以及處理各個(gè)組織結(jié)構(gòu)的能力,，例如：肱二頭肌、盂唇,、岡上肌,、岡下肌、肩袖間隙,、肩胛下肌,、所有的盂肱韌帶和喙突。隨后對(duì)尸體進(jìn)行解剖來評(píng)估機(jī)器臂的位置,，結(jié)果顯示所有的裝置均位于合適的位置,，沒有造成神經(jīng)血管損傷。
脊柱
在脊柱畸形的患者中使用微創(chuàng)技術(shù)準(zhǔn)確置入椎弓根螺釘是一件非常困難的事情,。有一項(xiàng)研究采用了脊柱輔助機(jī)器人置入胸椎,、腰椎和骶椎的椎弓根螺釘，96% 的螺釘可以被置入在術(shù)前計(jì)劃位置的 1 mm 之內(nèi),。
在一些病例中,，也有采用機(jī)器人進(jìn)行皮膚切開的報(bào)道。但是出于減少透視放射和軟組織暴露的原因,，將機(jī)器人輔助手術(shù)用于脊柱畸形和骨性標(biāo)志缺失的患者更為適宜,。
Devito 等人報(bào)道使用機(jī)器人輔助置入 3271 枚椎弓根螺釘，其中 3204 枚的位置較好,。有 4 例患者出現(xiàn)神經(jīng)功能障礙,，通過翻修手術(shù)而獲得治愈。其他的一些研究也取得了同樣的結(jié)果,，而且減少了放射暴露（見表 IV）,。
有一項(xiàng) MRI 引導(dǎo)下采用 INNOMOTION 裝置進(jìn)行的骶髂關(guān)節(jié)注射研究,，30 例患者均獲得成功注射。
創(chuàng)傷和普通骨折
對(duì)于嚴(yán)重創(chuàng)傷患者,，機(jī)器人技術(shù)越來越多的受到重視,，尤其是在軍事領(lǐng)域、遠(yuǎn)程輔助機(jī)器人手術(shù)或自動(dòng)機(jī)器人操作方面,。Garcial 等人的研究證實(shí)創(chuàng)傷 pod 系統(tǒng)這種半自動(dòng)化遙控機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)確實(shí)有效,。在一個(gè)模擬病人身上，他們證明手術(shù)醫(yī)生可以通過遠(yuǎn)程手術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行腸子的吻合手術(shù)和分流手術(shù),，同時(shí)這一系統(tǒng)也支持術(shù)中 CT 掃描,。
這種機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)在于具有自動(dòng)操作的機(jī)器臂來替代巡回護(hù)士和洗手護(hù)士。這一早期實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ斤@然離臨床實(shí)踐還有一些距離,，但是其潛力在于可以采用機(jī)器人進(jìn)行手術(shù)而不僅僅只是輔助手術(shù),。
創(chuàng)傷骨科方面的其他機(jī)器人運(yùn)用方式還包括髓內(nèi)釘?shù)娜脶旤c(diǎn)和遠(yuǎn)端鎖定螺釘?shù)膶?dǎo)航。在輔助進(jìn)行股骨和脛骨骨折復(fù)位手術(shù)方面也有一些相關(guān)研究,。
討論
本次文獻(xiàn)綜述強(qiáng)調(diào)了機(jī)器人系統(tǒng)在骨科手術(shù)方面的運(yùn)用以及潛在方向,。雖然機(jī)器人手術(shù)可以幫助改善手術(shù)操作的精確度，但是想要全面廣泛開展用于臨床還受到資金成本昂貴,、可靠性不穩(wěn)定,、缺乏長(zhǎng)期隨訪研究證據(jù)的限制。機(jī)器人手術(shù)設(shè)備的初始設(shè)備成本超過 800000 美元,，后期使用的運(yùn)營(yíng)成本也非常高,。
支持者們認(rèn)為，采用機(jī)器人輔助手術(shù)可以減小切口長(zhǎng)度,，提供更準(zhǔn)確的假體與放置位置,，促進(jìn)患者康復(fù)降低翻修率，從而減少初始關(guān)節(jié)置換和術(shù)后長(zhǎng)期管理成本,。
現(xiàn)有證據(jù)表明,，在微創(chuàng)脊柱損傷方面，和傳統(tǒng)手術(shù)相比,，機(jī)器人輔助手術(shù)不僅安全而且更為有效,。但是機(jī)器人手術(shù)在膝關(guān)節(jié)置換中的效果還不明確，在髖關(guān)節(jié)置換中也存在一些嚴(yán)重的安全問題,。在關(guān)節(jié)注射時(shí)也可以使用機(jī)器人進(jìn)行手術(shù),，但是目前還不清楚這樣操作能夠提供多大的幫助。
創(chuàng)傷骨科和關(guān)節(jié)鏡方面的機(jī)器人輔助技術(shù)還不成熟,，很難確定其在臨床實(shí)踐中的作用,。在廣泛應(yīng)用與臨床實(shí)踐之前，建立全國(guó)性的機(jī)器人輔助手術(shù)登記制度是分析其長(zhǎng)期療效的一個(gè)方法,，同時(shí)這也是必需的,。
