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傳統(tǒng)的全膝關節(jié)置換術（TKA）由于術前規(guī)劃和假體植入精度難以完全保障，以及現(xiàn)有假體設計可能存在的局限性，導致約15-20%的患者術后不滿意。近年來，機器人輔助關節(jié)置換術的興起為TKA的精準化奠定了基礎，然而現(xiàn)有的機器人技術主要集中于解剖學手術規(guī)劃和骨端切削，缺乏對軟組織平衡和下肢對線的評估，難以滿足個性化需求。

Arthroplasty期刊最新刊發(fā)了北京積水潭醫(yī)院矯形骨科周一新教授團隊的文章，該團隊圍繞TiRobot 天璣關節(jié)手術機器人（TINAVI，北京，中國），引入智能工具—“求解器（Solver）”，實現(xiàn)了對患者軟組織彈性行為的標定，構建了基于解剖學-動力學-運動學約束（AKKC Anatomical-Kinematic-Kinetics Compliant）下的植入物定制和定位的機器人關節(jié)置換術新范式，從而實現(xiàn)量化分析的精準治療，早期臨床結果總體令人滿意。

在TKA中，獲得良好軟組織平衡的同時維持中立位下肢力線經(jīng)常較為困難，且容易導致術后療效不滿意?；颊邆€性化膝關節(jié)假體具備一定理論優(yōu)勢，但由于缺乏精準手術工具，有可能阻礙手術療效的提升。該研究旨在介紹機器人輔助患者個性化人工全膝關節(jié)置換術的手術技術、術中運動學評估以及術后早期臨床療效。

研究團隊基于患者術前CT影像學掃描，采用3D打印技術制作股骨髁及脛骨假體，搭配不同厚度、后傾角度及形合度的內(nèi)外側分體式脛骨平臺墊片可供術中選擇。并使用TiRobot天璣關節(jié)手術機器人進行術前建模及輔助切骨，使用該機器人配備的智能工具進行張力-間隙量效模型及股骨-脛骨相對運動評估膝關節(jié)運動學。收集患者的術前一般信息、術中間隙平衡情況、股骨內(nèi)外髁后滾比例、術后下肢力線、脛骨內(nèi)翻角。門診隨訪時，收集患者滿意度、關節(jié)活動范圍、視覺疼痛評分（VAS）、關節(jié)遺忘指數(shù)（FJS）評分和膝關節(jié)損傷與骨關節(jié)炎結果評分（KOOS,JR）。

圖1 3D打印個性化TKA組件和試模

圖2 間隙平衡和運動學的智能工具。A求解器（Solver）。B由求解器（Solver）形成的矩陣。藍色點為伸直0°，粉色點為伸直10°，橙色點為屈曲90°。C 當求解器施加對稱力時，藍色線表示內(nèi)側和外側間隙的變化。

圖3 由TiRobot天璣關節(jié)手術機器人形成的脛股關節(jié)接觸點軌跡。

不同屈曲程度的脛股關節(jié)接觸點用不同的顏色突出顯示。L表示外側，M表示內(nèi)側。

研究共納入15例患者（17膝），平均年齡（64.6±6.4）歲。5例采用對稱式脛骨平臺墊片，其余墊片均為非對稱式。術中平均伸直位內(nèi)側間隙為 11.1±1.0（9.1-12.7）mm，伸直位外側間隙為 11.5±0.9（9.9-12.7）mm，屈曲位內(nèi)側間隙為 10.2±1.2（8.8-12.5）mm，屈曲位外側間隙為 11.2±13（8.9-13.7）mm,每例患者內(nèi)外屈伸間隙差值基本控制在 1~2mm 以內(nèi)，屈曲位外側適當殘留生理性松弛。術后平均下肢力線為 1.6士2.0（-3-5）°內(nèi)翻?；颊咂骄S訪 6.7+4.2（1-14）個月。平均 VAS 評分為 0.8±0.7（0-2），F(xiàn)JS 評分為 62.4±253（0-87），KOOS 評分為 86.5±9.4（57-97）。11 例患者對手術療效表示“非常滿意”，3 例為“滿意”。1例患者因術后5個月時伸直受限、康復欠佳而持中立態(tài)度。

患者個性化假體及機器人輔助手術技術使人工全膝關節(jié)置換術通過數(shù)學的形式呈現(xiàn)、演繹，即“微分”TKA。術中可獲得良好的軟組織平衡及股骨-脛骨運動學，同時維持中立位力線，并且具有較好的早期臨床療效。