MAKO机器臂辅助直接前入路人工全髋关节置换术治疗骨性融合髋

傅凯1, 2，朱博闻1, 2，蒋青1, 2，陈东阳1, 2 

1. 南京大学医学院附属鼓楼医院骨科 运动医学与成人重建外科（南京  210008）

2. 国家骨科与运动康复临床医学研究中心分中心（南京  210008）

基金项目：国家自然科学基金资助项目（81730067、81991514）；中央高校基本科研业务费专项资金资助（14380493、 14380494）

通信作者：蒋青

关键词：MAKO机器臂；强制性脊柱炎；骨性融合髋；人工全髋关节置换术；直接前入路

引用本文： 傅凯, 朱博闻, 蒋青, 陈东阳. MAKO机器臂辅助直接前入路人工全髋关节置换术治疗骨性融合髋. 中国修复重建外科杂志, 2022, 36(11): 1357-1362. doi: 10.7507/1002-1892.202206101 

摘要

目的   
探讨MAKO机器臂辅助直接前入路（direct anterior approach，DAA）行人工全髋关节置换术（total hip arthroplasty，THA）治疗强直性脊柱炎（ankylosing spondylitis，AS）骨性融合髋的临床疗效。

方法   
2021年6月—2022年1月，采用MAKO机器臂辅助DAA行THA治疗10例（12髋）AS骨性融合髋。男7例，女3例；年龄30～71岁，平均42.4岁。AS病程12～35年，平均21.4年。术前患髋屈曲位强直3例，屈曲角度20°、30°、35°；伸直位强直9例。记录手术时间和并发症发生情况；采用手术前后疼痛视觉模拟评分（VAS）、Harris评分和牛津髋关节评分（OHS），以及术后关节活动度（屈曲、伸直、内旋、外旋、内收、外展）评价关节功能恢复情况；根据术后双髋关节正位X线片和CT平扫，测量髋臼假体外展角、前倾角、双侧髋关节联合偏心距差值以及双侧下肢长度差。

结果    手术时间为80～190 min，平均134.6 min。10例患者均获随访，随访时间5～11个月，平均7.4个月。未发生切口感染、下肢深静脉血栓形成、髋关节再脱位、假体无菌性松动、死亡等严重不良事件。术后5个月髋臼假体外展角为37°～45°，平均40.3°；前倾角9°～20°，平均15.8°；双侧髋关节联合偏心距差值为0～10 mm，平均4.3 mm；双下肢长度差为0～12 mm，平均3.5 mm。末次随访时，术侧髋关节活动度为屈曲80°～100°，平均89.2°；伸直–5°～10°，平均1.7°；内旋0°～15°，平均7.1°；外旋10°～30°，平均20.4°；内收0°～20°，平均7.9°；外展10°～25°，平均16.5°。末次随访时，VAS评分、Harris 评分和OHS评分均较术前显著改善，差异均有统计学意义（P<0.05）。 

结论   
MAKO机器臂辅助DAA行THA治疗AS骨性融合髋可取得满意疗效，具有假体安装精确、利于软组织松解、术中创伤小等优势。

正文

强直性脊柱炎（ankylosing spondylitis，AS）是一种主要累及中轴骨的全身结缔组织性疾病[1]，骶髂关节、髋关节、膝关节也常受累，其中髋关节受累最为常见[2-3]。患者早期会出现受累关节疼痛、僵硬，严重时关节骨质完全融合，致使关节活动度完全丢失，患者生活质量显著降低。对于骨性融合的髋关节，人工全髋关节置换术（total hip arthroplasty，THA）是重建关节解剖结构、恢复关节功能和提升生活质量的唯一方案[4-5]。THA术中适当的软组织张力和精确的假体安装位置，是术后关节功能和假体使用寿命的决定性因素[6]。但AS骨性融合髋患者由于关节活动度丧失及软组织僵硬挛缩，使得原始髋臼难以准确定位，术中对髋臼窝位置及打磨深度评估不当是导致手术效果不理想的重要因素[7]。

THA手术入路多样，对于AS骨性融合髋患者，手术入路应确保完全松解挛缩组织以纠正骨性融合髋的固定畸形，且不损害固有的脆弱外展肌。后侧入路是AS患者THA最常用入路，但有损伤外展肌和脱位率高等风险[8-9]；外侧入路和改良外侧入路术后脱位率低，也常用于AS患者THA[10-12]。相较于以上手术入路，目前关于直接前入路（direct anterior approach，DAA）的报道很少。DAA是一种直接由前方肌间隙进入、不切断任何肌肉的微创THA入路，具有手术创伤小、术后恢复快和脱位率低等优势[13-14]，越来越受到临床医师青睐。但由于视野暴露较少，经DAA手术时髋臼假体位置及打磨深度的控制，仍依赖于医师技术水平和自身经验。机器臂辅助THA可在术中通过视觉导航技术精确定位假体位置，帮助医师更加精准地控制髋臼窝尺寸及髋臼假体位置[15-16]。2021年6月—2022年1月，我们采用MAKO机器臂辅助DAA行THA治疗10例（12髋）AS骨性融合髋患者，取得较好疗效。报告如下。

1、临 床 资 料

1.1   一般资料

纳入标准：因AS导致骨性融合髋需行一期THA。排除标准：① 因脑梗死、腰椎间盘病变，坐骨神经、股神经损伤等严重影响术后关节功能；② 随访资料不全；③ 髋关节周围软组织严重受累强直，失去弹性。

本组男7例，女3例；年龄30～71岁，平均42.4岁。身体质量指数（body mass index，BMI）为16.29～28.30 kg/m2，平均20.68 kg/m2。左髋4例，右髋4例，双髋2例。均因AS导致骨性融合髋，AS病程12～35年，平均21.4年。术前患髋屈曲位强直3例，屈曲角度分别为20°、30°、35°；伸直位强直9例。所有患者髋关节周围软组织均无明显强直，单侧髋关节置换者患侧软组织相较于对侧有不同程度萎缩，双髋患者双侧肌肉相较于患病前也有不同程度萎缩；此外，3例屈曲骨性融合的患髋前方软组织有一定屈曲挛缩。所有患者髋关节均无明显骨性结构畸形；7例患者脊柱强直，脊柱和骨盆活动度丧失，旋转、弯腰不能；3例患者活动度稍降低，脊柱旋转可、弯腰稍差。由于术前患髋姿势固定，故患者臀中肌状态无法正常评估。患者一般资料详见表1。

1.2   手术方法

双髋关节置换患者根据患髋严重程度依次行单侧髋关节置换，2次手术间隔时间分别为4个月和6个月。手术采用MAKO机器臂辅助THA系统（Stryker公司，美国）。术前行机器人髋关节CT建模，根据患者局部解剖，规划髋关节假体型号、位置、相关角度、高度和深度等参数。患者于全身麻醉下取仰卧位，常规消毒铺单，于术髋对侧髂前上棘上方约1 cm处平行植入3枚定位锚钉后，规范安装骨盆定位导向器。在髂前上棘与髌骨外缘作一直线，并于此线外2 cm处平行切开皮肤，长约10 cm（可根据患者身高适当增减）。切开表皮直至阔筋膜张肌，打开阔筋膜张肌肌膜，向近端松解至髂前上棘，远端松解至皮肤切缘下2 cm后，沿阔筋膜张肌与股直肌间隙打开深层肌膜暴露，并结扎旋股外侧动脉分支血管。切开髋关节囊外筋膜后外展髋关节，减轻臀中肌张力，沿臀中肌内缘分离，暴露臀中肌与关节囊之间间隙直至臀中肌大粗隆止点处。然后去除髋关节囊表面脂肪，沿关节囊表面向内侧分离股直肌反折头后，T形切开髋关节囊，充分暴露髋关节。于髋臼外上缘和股骨大转子处各置入定位螺钉，整体注册已融合髋关节空间定位数据，“两刀法”截断股骨颈；去除股骨颈后在机器臂辅助下选用术前规划的髋臼锉打磨髋臼，打磨至合适深度后，安装对应的生物型髋臼假体，确定髋臼侧压配牢靠，验证髋臼安装角度后置入对应陶瓷内衬。骨刀清除髋臼周围骨赘后，松解股骨后外侧关节囊；后伸、外旋髋关节充分暴露股骨近端，扩髓至合适大小后安装对应生物型股骨假体；选取合适的股骨头假体试头后，复位检查关节活动度及稳定性，若此时伸直受限，可对股直肌前方挛缩筋膜进行松解，直至术髋完全伸直。更换对应股骨头陶瓷假体后逐层缝合切口。

1.3   围术期处理

术前需评估气道、呼吸系统及心血管状况。如患者术前使用抗风湿药物（如TNF-α制剂），需在术前2周停药后再进行手术；术后待切口愈合后重新使用，以最大限度降低切口愈合不良相关风险。术后常规消肿、镇痛及抗感染治疗，并采用梯度弹力袜、小腿气压泵和低分子肝素防治血栓形成。术后术肢体位无特殊限制，避免过度后伸外旋。术后应加强患髋活动度练习，早期应在疼痛耐受情况下由康复师或家人辅助行被动髋关节屈伸练习，例如床边坐起或抱大腿屈髋等，活动度早期应尽量达到0°～90°。术后6周内鼓励患者行臀肌等长收缩和髋关节外展练习，循序渐进，6周后可进行臀桥练习锻炼臀部力量。术后叮嘱患者避免摔跤，根据患者恢复情况尽早在康复师和助行器辅助下下地行走，6周后改为单拐辅助，3个月实现独立行走。

1.4   疗效评价指标

记录手术时间和并发症发生情况；采用手术前后疼痛视觉模拟评分（VAS）、Harris评分和牛津髋关节评分（OHS），以及术后关节活动度（屈曲、伸直、内旋、外旋、内收、外展）评价关节功能恢复情况；根据术后双髋关节正位X线片和CT平扫，测量髋臼假体外展角、前倾角、双侧髋关节联合偏心距差值以及双侧下肢长度差。

1.5   统计学方法

采用SPSS23.0统计软件进行分析。计量资料行正态性检验，均符合正态分布，数据以均数±标准差表示，手术前后比较采用配对t检验；检验水准取双侧α=0.05。

2、结果

本组患者手术时间80～190 min，平均134.6 min。10例患者均获随访，随访时间5～11个月，平均7.4个月。未发生切口感染、下肢深静脉血栓形成、髋关节再脱位、假体无菌性松动、死亡等严重不良事件。术后5个月髋臼假体外展角为37°～45°，平均40.3°；前倾角9°～20°，平均15.8°；双侧髋关节联合偏心距差值为0～10 mm，平均4.3 mm；双下肢长度差为0～12 mm，平均3.5 mm。末次随访时，术侧髋关节活动度为屈曲80°～100°，平均89.2°；伸直–5°～10°，平均1.7°；内旋0°～15°，平均7.1°；外旋10°～30°，平均20.4°；内收0°～20°，平均7.9°；外展10°～25°，平均16.5°。末次随访时，VAS评分、Harris评分和OHS评分均较术前显著改善，差异均有统计学意义（P<0.05）。见表1、2及图1。

图 1 患者，男，44岁，双侧AS 骨性融合髋  a. 术前双髋关节正位X线片；b、c. 术前左、右侧髋关节假体计划；d. 术中已融合髋关节空间定位注册；e. 二期术后6 个月双髋关节正位X线片；f. 二期术后6 个月双髋关节CT平扫横断面

3、讨论

本研究采用MAKO机器臂辅助DAA行THA治疗AS骨性融合髋，很好地解决了因髋关节骨性融合导致的假体安装不精准问题。本组12髋THA术后髋臼假体外展角平均40.3°、前倾角平均15.8°，所有髋臼假体安装角度均在Lewinnek安全区内，且术后早期无假体无菌性松动、髋关节再脱位等不良事件发生。2020年一项回顾性研究[17]采用DAA行THA治疗骨性融合髋，结果显示患者疼痛和功能均显著改善，髋臼假体外展角为（40.0±3.5）°、前倾角为（10.8±2.8）°。其中，髋臼假体外展角与本研究结果相近；但对比前倾角时发现，两项研究前倾角虽然均位于Lewinnek安全区内，但本研究前倾角位置更接近于Lewinnek安全区要求的标准前倾角（15±5）°，说明在DAA行THA术中使用机器臂辅助更有优势。

在骨性融合髋患者中，骨性结构的重建具有挑战性。一是因为此类患者好发脊柱畸形和矢状位骨盆后倾[5]，会导致DAA行THA术中骨盆的视野与常规术野有所出入，从而使髋臼假体安装的位置和角度出现偏差[17]；二是由于髋关节骨性融合后，髋关节正常解剖结构丧失，难以定位原始髋臼，后外侧入路中若误将髋臼后壁作为股骨颈进行截骨，会造成髋臼壁损伤和/髋臼骨量缺失，影响其术后稳定性，DAA则可避免这一点。然而，在传统DAA行THA术中，由于髋关节骨性融合，为了暴露原始髋臼，通常需要采用“双刀法”截取部分股骨颈后，再根据经验利用髋臼磨锉打磨髋臼的位置、大小和深度，这种方式很难精确定位到原始髋臼，从而造成髋关节旋转中心偏移，影响术后肢体长度和功能。MAKO机器臂辅助下手术则可有效降低术中髋臼定位和假体安装难度；通过术前髋关节建模和规划、术中髋关节空间数据录入和校对，机器臂可以辅助术者按照规划角度和方向准确定位至髋臼位置，并且打磨深度也可通过MAKO辅助系统的实时反馈进行评估，避免打磨深度不当导致髋臼旋转中心偏移，甚至发生更严重并发症，降低术中操作难度和危险性，提高假体安装精确性。本组术后5个月测量双侧髋关节联合偏心距差值平均为4.3 mm，双下肢长度差平均为3.5 mm，均低于Wu等[17]研究报道的数据，表明MAKO机器臂辅助有助于提升髋关节旋转中心的准确度。另外，AS骨性融合髋患者软组织条件较差，髋关节屈曲挛缩多发[2]。因此，为保证术后髋关节活动度，不能仅依靠骨性结构重建，适当的软组织松解也至关重要[5]。DAA是从髋关节前方阔筋膜张肌和股直肌间隙进入，可在直视下松解前方软组织，具有安全、创伤小、恢复快和脱位率低等优势[13-14]。本组术后髋关节平均活动度达屈曲89.2°、伸直1.7°、内旋7.1°、外旋20.4°、内收7.9°、外展16.5°，均较术前明显改善；且在3例屈曲强直患者中，患髋的屈曲畸形也得到了有效纠正。

尽管DAA在骨性融合髋患者THA中有着自身优势，但由于手术难度大，术中仍需注意一些关键点。① 首先是骨性重建方面，由于髋关节骨性融合后，髋臼周围骨赘增生严重，术中对这些骨赘的清理尤为重要。我们的经验是在髋臼假体准确安置于规划位置后，髋臼周围突出骨赘均需清理，尤其是髋臼后方和前下方，因为此处骨赘最易引起术后髋关节撞击导致脱位。术中为了确保足够的髋臼覆盖，骨赘去除边缘一般距假体边缘0.5 cm为宜。值得注意的是，清理骨赘过程中尽量使用咬骨钳或窄距骨刀，可降低使用宽骨刀清除骨赘时造成的髋臼劈裂风险。② 术中软组织的暴露和松解也格外重要。一是由于患髋骨性融合，体位固定，前方肌间隙紧张，牵拉暴露较为困难，此时可沿髂骨翼适度剥离阔筋膜张肌筋膜，降低前方肌间隙的紧张度。二是术中格外注意对臀中肌、股方肌和髂腰肌的保护。因本研究采用的是仰卧位DAA，为了避免股骨扩髓时股骨髓腔锉的方向异常，扩髓时股骨近端的上抬、外旋和股骨后伸至关重要，尤其是股骨近端的上抬。术中为了实现这一点，需对髋关节基底部关节囊进行松解，但由于关节囊和髂腰肌与臀中肌贴靠紧密，加上截骨后无法止血，难以分出间隙。为了避免这一点，在切开关节囊之前就应打开臀中肌和髂腰肌与关节囊之间的间隙，便于术中松解关节囊时准确找到间隙，插入拉钩保护对应肌腱。此外，由于AS患者软组织弹性较差，正常松解髋关节基底部后上方关节囊后，股骨近端上抬不如正常情况下明显，为了进一步抬高近端，可适当对基底部的梨状肌、上孖肌等外旋肌群进行松解，但必须保护好股方肌，避免术后发生脱位。

综上述，MAKO机器臂辅助DAA行THA治疗AS骨性融合髋患者可取得良好疗效，具有假体安装精确、利于软组织松解、术中创伤小等优势。但本研究也存在一定不足：① 为单中心回顾性研究，纳入病例较少，且相对于前瞻性研究存在一定选择性偏倚。② 缺乏机器人辅助DAA与传统DAA以及与其他THA手术入路的对比，因此需要更大样本和更客观的比较研究来佐证本研究结论。③ 术后随访时间较短，需延长随访时间评价该术式的远期疗效。④ MAKO机器臂辅助DAA行THA是一种新兴技术，对于医疗中心的设备以及术者经验依赖性较高，学习曲线长，推广有一定困难。

通信作者

蒋青：南京大学医学院附属鼓楼医院运动医学与成人重建外科行政主任，主任医师，关节中心主任，南京大学医学院副院长，博士生导师。国家杰出青年基金获得者，享受国务院政府特殊津贴。中华医学会骨科分会青年委员会副主任委员、中华医学会骨科分会关节镜外科学组委员、江苏省关节镜学组主任委员，国际骨性关节炎协会常委。主攻方向为人工关节翻修技术、关节软骨修复的基础与临床研究及骨科遗传学等。擅长关节镜术、高难度全膝关节、髋关节置换术及翻修术。获省科技进步奖2项、省卫生厅新技术引进奖4项、市科学技术进步奖2项。目前在研国家级科研项目3项，省市级科研项目6项。

第一作者

傅凯，南京大学医学院临床医学5+3专业学生，目前硕士2年级，南京大学医学院附属鼓楼医院骨科基地住院医师。师从著名运动医学专家蒋青、陈东阳教授，主要专业方向为髋、膝、肩等关节的重建和相关运动损伤的诊治与康复。学习期间获得过国家一等学业奖学金，英才奖学金等。

参考文献：略