曹力 | Mako 机器人辅助后外侧入路人工全髋关节置换术近期疗效

 摘　要

目的    探讨 Mako 机器人辅助后外侧入路人工全髋关节置换术（total hip arthroplasty，THA）的早期临床疗效。

方法    回顾分析 2020 年 5 月—2021 年 3 月采用 Mako 机器人辅助后外侧入路 THA 治疗的 64 例（74髋）患者（机器人组）临床资料，并与同期采用传统后外侧入路 THA 治疗的 52 例（55 髋）患者（对照组）进行比较。两组患者性别、年龄、侧别、身体质量指数、疾病种类及术前 Harris 评分等一般资料比较差异均无统计学意义（P>0.05）。记录并比较两组患者手术时间、术中出血量及并发症发生情况；术后测量髋臼外展角、髋臼前倾角及双下肢长度差；末次随访时，采用疼痛视觉模拟评分（VAS）、Harris 评分及遗忘关节评分（FJS-12）评价髋关节疼痛及功能改善情况。

结果    机器人组 3 例患者（包括 1 例术中探查发现髋臼骨折者）因髂前上棘处安置的骨盆数据阵列松动，导致数据错误，无法进行髋臼注册，从而改行常规 THA；两组其余患者均顺利完成手术。机器人组手术时间及术中出血量均明显多于对照组（P<0.05）。两组患者均获随访，随访时间 1～10 个月，平均 4.6 个月。机器人组 1 例强直性脊柱炎患者术后 2 d 发现髋臼假体松动，行手术翻修处理，10 例发现下肢肌间静脉血栓形成；对照组 1 例术后发生左髋关节脱位，5 例发现下肢肌间静脉血栓形成；两组均未发生坐骨神经损伤、切口渗液、假体周围感染等并发症。机器人组与对照组并发症发生率比较（17.2% vs.11.5%），差异无统计学意义（χ2=0.732，P=0.392）。末次随访时，机器人组髋臼前倾角及 FJS-12 评分大于对照组，双下肢长度差小于对照组，差异均有统计学意义（P<0.05）；两组髋臼外展角及 VAS 评分比较差异无统计学意义（P>0.05）。两组 Harris 评分均较术前显著改善（P<0.05），但两组手术前后差值比较差异无统计学意义（t=1.632，P=0.119）。

结论    Mako 机器人辅助 THA 较传统手术能够提升髋臼杯植入的准确性和安全性，减少双下肢长度差，具有一定学习曲线，其远期效果需进一步研究证实。

正　文

人工全髋关节置换术（total hip arthroplasty， THA）的远期疗效已得到充分证实[1]。随着 THA 手术的广泛开展，各种原因需行髋部翻修的患者数量也逐年增加，特别是因髋关节假体位置放置不良导致的髋关节脱位、磨损，以及术后双下肢不等长等，使得患者满意度严重降低[2]。与传统手术相比，机器人辅助手术能够提高人工关节置换手术的精准性，降低并发症发生率[3- 4]。我院于 2020 年5 月开始启用 Mako 机器人辅助 THA，迄今已完成90 余台手术。现回顾分析 2020 年 5 月—2021 年3 月我院采用 Mako 机器人辅助下经单纯后外侧入路 THA 治疗的髋关节疾病患者临床资料，并与传统后外侧入路 THA 患者进行比较，观察 Mako 机器人辅助 THA 的安全性、精确性以及近期临床疗效。报告如下。

1

临 床 资 料

1.1    患者选择标准

纳入标准：① 年龄 15～85 岁；② 髋关节疾病包括股骨头坏死、发育性髋关节脱位、类风湿性关节炎、骨关节炎、强直性脊柱炎、股骨颈骨折及各种髋关节疾病导致的继发性骨关节炎等；③ 采用标准髋关节后外侧入路 Mako 机器人辅助 THA 治疗或传统 THA 治疗；④ 有完整临床及影像随访资料。排除标准：① 神经肌肉功能不全者、精神异常者、酗酒者或药物滥用者；② 髋关节周围有严重骨质疏松、代谢性骨病、放射性骨病、肿瘤等；③ 术前髋关节感染者；④ 因各种原因需行髋关节翻修者；⑤ 不能配合或拒绝接受 Mako 机器人辅助THA 者，以及其他研究者认为不适合行 Mako 机器人辅助 THA 者。

2020 年 5 月—2021 年 3 月共 116 例（129 髋）患者符合选择标准纳入研究，其中 64 例（74 髋）采用后外侧入路 Mako 机器人辅助 THA 治疗（机器人组），52 例（55 髋）采用传统后外侧入路 THA 治疗（对照组）。

1.2    一般资料

机器人组：男 33 例，女 31 例；年龄 21～80岁，平均 52.0 岁。左髋 24 例，右髋 30 例，双髋 10例。术前身体质量指数 17～33 kg/m2，平均24.55 kg/m2。股骨头坏死 38 例、骨关节炎 11 例、发育性髋关节脱位 5 例、类风湿性关节炎 5 例、强直性脊柱炎累及髋关节 3 例、股骨颈骨折 1 例、继发性骨关节炎 1 例。

对照组：男 18 例，女 34 例；年龄 18～85 岁，平均 49.9 岁。左髋 27 例，右髋 22 例，双髋 3 例。术前身体质量指数 18～34 kg/m2，平均 24.43 kg/m2。股骨头坏死 19 例、骨关节炎 5 例、发育性髋关节脱位 19 例、继发性骨关节炎 7 例、类风湿性关节炎2 例。

两组患者性别、年龄、侧别、身体质量指数、疾病种类及术前 Harris 评分等一般资料比较差异均无统计学意义（P>0.05）。见表1。

1.3    机器人组术前准备

患者术前均完成骨盆和术侧膝关节 CT 扫描，建立三维模型。根据患者疾病特点（包括髋关节骨质疏松、周围骨赘增生、髋臼发育不良等情况），制定手术计划，设计髋臼杯型号、髋臼杯外展角（40°）及前倾角（20°）、双下肢长度差异等，术中可根据髋臼假体骨量覆盖情况调整外展角及前倾角。 

1.4    手术方法

手术均由同一名经验丰富的术者完成。患者均于全麻下取侧卧位，患侧在上（双侧髋关节置换者在完成一侧手术后翻身进行另一侧操作）。对照组常规行后外侧入路 THA[5]。

机器人组：切皮前首先在髂前上棘处牢靠安置骨盆定位阵列（图1a），在髌骨下缘中点处安置定位扣点（图1b）。然后沿后外侧入路逐层显露髋关节，脱位髋关节前在大转子上安置定位钉（图1c），并用探针捕获股骨近端及髌骨上的定位点，进入下一步髋臼注册操作。脱位髋关节并进行股骨颈截骨，在髋臼上缘深部安置第 2 枚定位钉（图1d）。切除髋臼周缘影响定位的滑膜及盂唇后，在计算机引导下完成髋关节注册工作，若失败可进行重新注册直至通过。在机械臂辅助下，按照术前规划方案进行髋臼磨锉并安置髋臼杯于合适位置（图1e、f），必要时采用螺钉加强固定。安放髋臼内衬前再次使用探针检测髋臼杯放置位置是否正确；然后显露股骨近端，手工完成股骨侧开髓、扩髓及磨锉。髓腔磨锉至术前计划大小，安放试模，确认髋关节稳定性及活动度，记录下肢长度和髋关节偏心距（图1g），满意后安装股骨假体。1 例发育性髋关节高位脱位患者术中行股骨小转子下截骨安置股骨柄假体。完全安置完成髋关节假体后再次定位髋关节，检测下肢长度差及髋关节偏心距情况。根据患者具体情况，于髋臼侧磨锉前进一步对髋臼杯位置进行微调，以达到更好的宿主骨覆盖及稳定性。

图 1     Mako 机器人系统手术操作方案     a. 安置骨盆定位阵列；b. 安置髌骨定位扣；c. 安置股骨大转子定位钉；d. 安置髋臼定位钉；e.机械臂辅助下磨锉髋臼；f. 机械臂辅助下安放髋臼杯；g. 检查髋臼杯位置及下肢长度

1.5    围术期处理及疗效评价指标

术中、术后预防性应用抗菌药物 ［常规为头孢呋辛钠（明可欣），若患者过敏则用克林霉素］，多模式镇痛 ［局部注射罗哌卡因、口服及注射选择性COX-2 抑制剂（特耐或西乐葆）、必要时使用阿片类止痛药］，常规术后第 2 天开始口服利伐沙班10 mg 抗凝治疗。术后第 1 天可拄拐下地完全负重少量行走；出院后拄双拐助行 1 个月，然后拄单拐行走 1 个月。

记录并比较两组患者手术时间、术中出血量及并发症发生情况。术后定期随访，摄骨盆正位 X 线片，并测量髋臼外展角[6]、髋臼前倾角[5]及双下肢长度差[7 -8]；末次随访时，采用疼痛视觉模拟评分（VAS）、Harris 评分及遗忘关节评分（FJS-12）[9]评价髋关节疼痛及功能改善情况。

1.6    统计学方法

采用 SPSS19.0 统计软件进行分析。计量资料均符合正态分布，以均数±标准差表示，组间比较采用独立样本 t 检验，组内手术前后比较采用配对t 检验；计数资料以率表示，组间比较采用 χ2 检验或 Fisher 确切概率法；检验水准取双侧 α=0.05。

2

结　果

机器人组 3 例患者（包括 1 例术中探查发现髋臼骨折者）因髂前上棘处安置的骨盆数据阵列松动，导致数据错误，无法进行髋臼注册，从而改行常规 THA；两组其余患者均顺利完成手术。机器人组手术时间及术中出血量均多于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）。两组患者均获随访，随访时间 1～10 个月，平均 4.6 个月。机器人组 1 例强直性脊柱炎患者术后 2 d 发现髋臼假体松动，行手术翻修处理（图2）；10 例术后 4 d 发现下肢肌间静脉血栓形成。对照组 1 例患者术后发生左髋关节脱位，急诊行麻醉下手法复位、卧床处理；5 例术后4 d 发现下肢肌间静脉血栓形成。两组均未发生坐骨神经损伤、切口渗液、假体周围感染等并发症。机器人组与对照组并发症发生率比较（17.2% vs. 11.5%），差异无统计学意义（χ2=0.732，P=0.392）。末次随访时，机器人组髋臼前倾角及 FJS-12 评分大于对照组，双下肢长度差小于对照组，差异均有统计学意义（P<0.05）；两组髋臼外展角及 VAS 评分比较差异无统计学意义（P>0.05）。末次随访时，两组 Harris 评分均较术前显著改善（P<0.05），两组手术前后差值比较差异无统计学意义（t=1.632， P=0.119）。见表1。

图 2     机器人组患者，男，38 岁，强直性脊柱炎累及右髋关节     a. 术前正位 X 线片；b. 术后 1 d 正位 X 线片示髋臼杯松动；c、d. 髋臼侧翻修术后 1 d 正侧位 X 线片示髋臼杯位置满意

3

讨　论

传统 THA 的近期和远期疗效均较好，且患者满意度较高[10-12]，但每年仍有 1% 患者需要进行翻修手术[13]。影响 THA 术后假体生存率的主要因素包括患者自身因素、手术技术和植入假体特性。其中，良好的假体位置是术者可控制的因素，它在预防髋关节脱位，减少磨损、双下肢不等长和翻修手术等方面发挥着重要作用[14-16]。

髋关节脱位和双下肢不等长是 THA 术后最常见并发症，双下肢不等长是患者对手术不满意的主要原因[17]，双下肢长度差>10 mm 时患者会感到明显不适[18]。髋臼杯的准确放置对于预防髋关节脱位和下肢长度调整，都起到至关重要的作用。Elson等[19]研究证实传统 THA 只有约 80% 髋臼杯能安置在 Lewinnek 等[6]报道的安全区域（外展角 30°～50°、前倾角 5°～25°）。大量文献报道了机器人辅助手术与传统徒手操作相比具有精确性优势[20-23]。Kamara 等[24]的回顾性队列研究结果显示，机器人辅助技术即刻及显著提高了髋臼假体位置安放精度。本研究中，机器人组髋臼杯安放位置术前设定在外展角 40°、前倾角 20° 范围，术中髋臼杯安置完成后复查显示均在术前设定角度范围内，仍然在Lewinnek 等[6]设定的安全区域内。术后 X 线片测量示两组患者髋臼外展角差异无统计学意义，而在前倾角方面，机器人组较对照组显示了更好的精确性，且机器人组双下肢长度差也明显小于对照组，这与 Mako 机器人辅助下术前的精准测量、髋臼假体的精确安置以及复位后术中再次精确复检有直接关系。崔可赜等[25]也认为 Mako 机器人辅助 THA相比传统手术能够更准确地将假体置于安全区域，从而把患者双下肢长度差控制在更小范围内，确保了患者术后良好的主观感受。

本研究中，机器人组有 3 例患者因骨盆参考架发生移动导致数据错误，改行传统 THA。第 1 例术中髋臼外展角和前倾角测量结果与预判差异较大，经髋臼侧标记钉验证（标记钉精度>1 mm）发现骨盆参考架发生位移，使得机器人数据错误，其原因是植入髋臼杯过程中发生髂骨骨折。从患者三维骨模型分析，其髂前上棘处较薄，固定骨盆参考架有一定难度。提示在术前规划时应综合考虑患者髂骨骨质情况，必要时可更改骨盆参考架的固定位置。第 2 例也是术中髋臼外展角和前倾角测量结果与预判差异较大，经髋臼侧标记钉验证发现骨盆参考架发生移位，原因可能是骨盆参考架未完全固定牢靠（固定架螺丝未拧紧或骨针未完全固定在骨组织内）或者术中骨盆参考架受到撞击。第 3 例是在机器人辅助植入髋臼杯之前，术者需要更改术前计划，从机器人计划页面返回至植入髋臼杯页面时，经点击髋臼侧标记钉验证骨盆参考架显示已发生移位，因此数据不再准确，分析移位原因同第2 例。上述分析提示，髋臼注册后骨盆参考架就代表了患者骨盆，因此牢固固定至关重要，需要严格按照要求操作以确保数据准确。

本研究中，1 例强直性脊柱炎累及右髋关节患者术中顺利通过 Mako 机器人辅助完成髋臼注册、机械臂辅助下磨锉及髋臼杯安置，术中检查髋臼杯初始稳定性及位置满意，但术后第 1 天复查 X线片时发现髋臼杯移位，行翻修手术手工完成髋臼杯安置后用 2 枚螺钉牢靠固定。分析原因为该例患者完成髋臼侧假体安置后虽然检查了髋臼杯的初始稳定性，但髋臼杯未用螺钉固定，因此安装股骨假体后反复尝试复位过程中已经导致髋臼松动，加之患者为强直性脊柱炎，髋关节部分活动受限导致肌肉挛缩，长期卧床致骨质疏松，最终发生髋臼杯移位。我们认为使用 Mako 机器人辅助THA，需充分了解术前患者软组织情况、术中骨质疏松程度，再结合术前手术计划调整髋臼侧磨锉的深度、位置，术中根据患者实际情况决定一次锉磨成型，还是选择小一号髋臼锉反锉压配安放髋臼假体，以及是否需要螺钉加强固定，从而避免上述情况的发生。

郭人文等[26]报道了 Mako 机器人辅助 THA 治疗 2 例 CroweⅣ型髋关节发育不良患者。本研究机器人组 64 例患者中，有 1 例发育性髋关节高位脱位患者，髋臼侧按照 Mako 机器人术前计划进行注册及磨锉，行股骨侧处理时发现髋关节脱位高度较高，无法复位，故行股骨小转子下截骨后安置股骨柄假体；因股骨侧进行了截骨，无法用探针定位复查下肢长度，故使用传统方法完成了术中下肢长度检查。尽管如此，该例患者在髋臼侧的处理还是体现了机器人辅助技术的优势，术前可根据 CT 扫描结果及患者骨质情况设计髋臼前倾角和外展角，术中根据髋臼发育实际情况及骨量再次调整。

综上述，与传统 THA 相比，Mako 机器人辅助THA 能进一步提升髋臼杯植入的准确性和安全性，减少下肢不等长发生，并且不增加术中及术后并发症，具有良好应用前景。手术时间及术中出血量相应增加，具有一定学习曲线是其不足之处，在复杂髋关节置换中的应用还需要进一步积累经验，其远期效果也需进一步研究证实。