針對上述情況，英格蘭的 Karthik 教授對目前骨科方面使用機器人手術的有效性,、安全性進行了一項文獻綜述,，其研究發(fā)表在近期的 The bone & joint journal  雜志。

骨科手術是最早開展臨床實驗機器人手術的科室之一,，手術機器人的運用不斷增多,，可以帶來良好的近期療效。由于人體肢體可固定不動,，骨科機器人無需面對牽拉內臟和軟組織的問題,，從而在進行導航和定位方面時更為方便。

機器人手術的支持者們認為采用該系統(tǒng)可以幫助醫(yī)生改善從術前計劃到術中操作步驟之間的轉化過程,，從而提高手術的精確性,。但是，也有一些研究報道發(fā)現(xiàn)機器人手術會增加并發(fā)癥發(fā)生率,。在本次文獻綜述中,，我們研究了目前骨科手術中機器人手術的使用情況并對其作用效果進行評價。

由兩位作者獨立全面檢索 1966 年至 2014 年 6 月之間所有文獻,。設立納入標準和排除標準（見表 1）,。最初的檢索發(fā)現(xiàn)了 15053 篇文獻，其中 143 篇與骨科手術相關,，44 篇文獻符合此次研究的納入標準，將其研究結果納入本次研究,，并按照類別進行亞組分析,。

表 1 研究的納入標準和排除標準

文獻回顧

膝關節(jié)

在 2012 年，整個英格蘭,、威爾士和北愛爾蘭共進行了超過 94000 例膝關節(jié)置換手術,。8 年期間全膝關節(jié)的累積翻修率為 3%、單髁膝關節(jié)置換的翻修率為 11%,。導致關節(jié)置換失敗的最常見原因是無菌性松動,，其中假體配件的位置不良是產生無菌性松動的主要原因。機器人輔助下進行膝關節(jié)置換手術可能會降低假體松動和翻修的發(fā)生率,。

單髁膝關節(jié)置換

Cobb 等人進行了一項關于傳統(tǒng)手術操作和機器人輔助手術操作的前瞻性雙盲隨機對照研究,，結果發(fā)現(xiàn)，機器人輔助手術組的手術時間延長,，但是下肢力線明顯優(yōu)于傳統(tǒng)手術操作組,。機器人組的冠狀對位與術前計劃中的誤差在 2° 之內，平均僅為 0.65°,，而傳統(tǒng)操作組的 15 個膝關節(jié)置換中只有 6 例達到了上述精確度,，平均誤差為 -0.84°。

是否取得接近正常的冠狀對位對于單髁膝關節(jié)置換而言非常重要,，是影響膝關節(jié)假體置換長期療效和生存的主要因素之一,。在術后 18 周，機器人輔助操作組的美國膝關節(jié)協(xié)會評分（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骨關節(jié)炎指數(shù)（WOMAC）方面并無差別,。

Lonner、John 和 Conditt 回顧性比較傳統(tǒng)單髁膝關節(jié)置換與采用 Tactile 觸覺引導系統(tǒng)的機器人手臂輔助手術,，在脛骨假體后傾與內外翻角方面,，機器人輔助組較少出現(xiàn)對位不良。但是該研究存在較嚴重的局限性,，例如并未按照設定的程序拍攝 X 線片也未進行 CT 掃描,。

因此對其研究結果的判斷必須放在這一背景條件下進行評估，特別是該研究還報道了一例脛骨假體位置良好的患者,，在術后 3 個月出現(xiàn)了疼痛和假體松動,。

另外一位作者也發(fā)現(xiàn)機器人輔助進行膝關節(jié)置換可以取得更好的對線，他們比較了 35 例機器人輔助手術的患者和 45 例傳統(tǒng)手術操作的患者,，機器人手術操作組的脛骨假體后傾和外翻 - 內翻對位明顯優(yōu)于傳統(tǒng)手術組,。Pearle 等人對 10 例采用機器人輔助技術進行單髁膝關節(jié)置換的患者進行評估，結果發(fā)現(xiàn)術中脛股角與術前計劃之間的偏差在 1°之內,，術后下肢軸線的偏差在 2° 之內,。.

Plate 等人認為，采用機器人輔助進行單髁膝關節(jié)置換,，可以更準確地完成軟組織的平衡,，重建自然的膝關節(jié)運動,，這對于假體生存和膝關節(jié)功能恢復具有積極作用。

全膝關節(jié)置換

機器人輔助全膝關節(jié)置換的支持者們強調與傳統(tǒng)手術操作相比該方法可以帶來更好的假體位置,。Song 等人在進行同側雙膝關節(jié)置換手術時,，一側采用傳統(tǒng)手術方法，另外一側采用機器人輔助技術,。機器人輔助組有 27 例取得了膝關節(jié)屈伸間隙平衡,，而傳統(tǒng)手術組只有 23 例，平均機械軸的角度分別為 9.1° 和 10.9°,。但是兩組患者在上述結果以及術后功能評分方面并無顯著統(tǒng)計學差異,。

Decking 等人通過比較術前計劃的 CT 與關節(jié)置換術后的 CT 來評估機器人輔助手術假體置入的準確性。他們的結果顯示機械軸的平均偏差只有 0.2°,，假體在所有平面均取得了優(yōu)異的準確精度,。但是，該研究缺乏對照組來對研究結果進行比較判斷,。

其他類似的研究也同樣證實機器人輔助手術,，可以使膝關節(jié)假體的位置更為精確，但也存在很明顯的增加手術時間和費用的問題,。Park 和 Lee 進行的一項前瞻性隨機研究發(fā)現(xiàn)由于手術醫(yī)生存在學習曲線,，早期開展機器人輔助手術時容易出現(xiàn)嚴重的并發(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損傷。

髖關節(jié)

全髖關節(jié)置換

機器人輔助下全髖關節(jié)置換系統(tǒng)是 1992 年引進的,，用于降低技術失誤,，提高非骨水泥型全髖關節(jié)置換的手術療效。對該系統(tǒng)的一項多中心研究顯示,，機器人在改善股骨假體位置與匹配方面存在顯著性優(yōu)勢,，但是平均手術時間超過 240 分鐘。機器人輔助髖關節(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)的故障會有 18% 的機器人輔助手術轉為傳統(tǒng)常規(guī)手術，而且機器人輔助手術組患者的手術時間明顯延長,。通過機器人輔助進行全髖關節(jié)置換,，可以改善下肢不等長以及假體內外翻方向。在術后第一年,，機器人輔助手術組的 Mayo 臨床評分和 Harris 髖關節(jié)評分要明顯優(yōu)于傳統(tǒng)手術組,。

但是到了術后第二年，這一差異就不存在統(tǒng)計學意義。機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)機器人輔助手術組的并發(fā)癥發(fā)生率為 9.3%,，他們認為在繼續(xù)使用該技術和設備之前應對其進行改進,。

在一項最少隨訪 5 年的長期研究中，作者發(fā)現(xiàn)機器人輔助手術組的假體位置更精確,、下肢不等長情況更少,、股骨近端應力遮擋更少。在其他的一些研究中,，同樣發(fā)現(xiàn)機器人輔助手術可以更好的改善股骨假體位置,。Lim 等人進行了一項尸體研究，結果顯示采用 ROBODOC 系統(tǒng)的機器人輔助手術,，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  等人進行的隨機對照試驗發(fā)現(xiàn)，超聲心動圖上中采用 ROBODOC 系統(tǒng)可以降低股骨側手術時的系統(tǒng)性栓塞的風險,。

而另外一種機器人輔助系統(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,。

髖關節(jié)鏡是在 1931 年首次出現(xiàn)的，目前獲得越來越多的運用,，主要是用于股骨髖臼撞擊綜合征,。Masjedi 等人近期進行了一項股骨頭骨干模型，結果顯示采用機器人輔助手術,，可以更準確的對 Cam 型股骨髖臼撞擊進行截骨,。

除了使用 3 個機械臂的機器人輔助髖關節(jié)鏡手術之外，達芬奇標準手術系統(tǒng)也被引進用于解決手術技術難題,。

Kather 等人進行了一項尸體實驗,，得出明確的結論：采用現(xiàn)有的達芬奇腹腔鏡器械同樣可以完成髖關節(jié)鏡手術，在兩具尸體的操作中可以查看髖關節(jié)的所有部位,，同時進行盂唇處理,，但是無法進行關節(jié)盤狀軟骨和皺襞的切除。

足踝

目前,，已有采用 INNOMOTON 機器人輔助裝置進行機器人導航下的脛距,、距舟、跗跖、距下關節(jié)和跟骰關節(jié)內注射報道,。通過評估疼痛緩解情況和視覺疼痛評分,，證實所有的患者關節(jié)內注射均獲得成功。該技術需要進行薄層 CT 掃描,，還很難說機器人引導足踝關節(jié)內注射就一定存在優(yōu)勢,。

肩關節(jié)

Bozkurt 等人使用 4 個機器臂的達芬奇外科手術系統(tǒng)進行了一項尸體肩關節(jié)鏡手術，評估該系統(tǒng)能否進入肩關節(jié)以及處理各個組織結構的能力,，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,。隨后對尸體進行解剖來評估機器臂的位置，結果顯示所有的裝置均位于合適的位置,，沒有造成神經血管損傷,。

脊柱

在脊柱畸形的患者中使用微創(chuàng)技術準確置入椎弓根螺釘是一件非常困難的事情。有一項研究采用了脊柱輔助機器人置入胸椎,、腰椎和骶椎的椎弓根螺釘,，96% 的螺釘可以被置入在術前計劃位置的 1 mm 之內。

在一些病例中,，也有采用機器人進行皮膚切開的報道,。但是出于減少透視放射和軟組織暴露的原因，將機器人輔助手術用于脊柱畸形和骨性標志缺失的患者更為適宜,。

Devito 等人報道使用機器人輔助置入 3271 枚椎弓根螺釘,，其中 3204 枚的位置較好。有 4 例患者出現(xiàn)神經功能障礙,，通過翻修手術而獲得治愈,。其他的一些研究也取得了同樣的結果，而且減少了放射暴露（見表 IV）,。

有一項 MRI 引導下采用 INNOMOTION 裝置進行的骶髂關節(jié)注射研究,，30 例患者均獲得成功注射。

創(chuàng)傷和普通骨折

對于嚴重創(chuàng)傷患者,，機器人技術越來越多的受到重視,，尤其是在軍事領域、遠程輔助機器人手術或自動機器人操作方面,。Garcial 等人的研究證實創(chuàng)傷 pod 系統(tǒng)這種半自動化遙控機器人手術系統(tǒng)確實有效,。在一個模擬病人身上,，他們證明手術醫(yī)生可以通過遠程手術系統(tǒng)進行腸子的吻合手術和分流手術，同時這一系統(tǒng)也支持術中 CT 掃描,。

這種機器人的優(yōu)點在于具有自動操作的機器臂來替代巡回護士和洗手護士,。這一早期實驗模式顯然離臨床實踐還有一些距離，但是其潛力在于可以采用機器人進行手術而不僅僅只是輔助手術,。

創(chuàng)傷骨科方面的其他機器人運用方式還包括髓內釘?shù)娜脶旤c和遠端鎖定螺釘?shù)膶Ш?。在輔助進行股骨和脛骨骨折復位手術方面也有一些相關研究。

討論

本次文獻綜述強調了機器人系統(tǒng)在骨科手術方面的運用以及潛在方向,。雖然機器人手術可以幫助改善手術操作的精確度,，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,、缺乏長期隨訪研究證據(jù)的限制。機器人手術設備的初始設備成本超過 800000 美元,，后期使用的運營成本也非常高,。

支持者們認為，采用機器人輔助手術可以減小切口長度,，提供更準確的假體與放置位置,，促進患者康復降低翻修率，從而減少初始關節(jié)置換和術后長期管理成本,。

現(xiàn)有證據(jù)表明,，在微創(chuàng)脊柱損傷方面，和傳統(tǒng)手術相比,，機器人輔助手術不僅安全而且更為有效,。但是機器人手術在膝關節(jié)置換中的效果還不明確，在髖關節(jié)置換中也存在一些嚴重的安全問題,。在關節(jié)注射時也可以使用機器人進行手術,，但是目前還不清楚這樣操作能夠提供多大的幫助。

創(chuàng)傷骨科和關節(jié)鏡方面的機器人輔助技術還不成熟,，很難確定其在臨床實踐中的作用,。在廣泛應用與臨床實踐之前，建立全國性的機器人輔助手術登記制度是分析其長期療效的一個方法,，同時這也是必需的,。