评估机器人辅助全膝关节置换术中软组织平衡的方法比较：一项尸体研究

《The Knee》：Comparison of methods for evaluating soft tissue balance in robotic-assisted total knee arthroplasty: A cadaveric study

机器人辅助全膝关节置换术中软组织平衡评估的重复性研究显示，内侧间隙评估的 intra/rater ICC 均值达0.88-0.95，而外侧间隙仅0.37-0.96，证实外侧评估一致性更差。

　　

玉木康明 | 滨田大辅 | 和田圭三 | 志技洋翔 | 杉峰雄人 | 木下雄隆 | 富田浩一 | 盛良浩一

日本德岛大学研究生院生物医学科学研究所骨科

摘要

背景

机器人辅助的全膝关节置换术（TKA）可以根据假体的三维位置信息和术前软组织平衡数据来模拟术后的软组织平衡。然而，在机器人辅助TKA过程中获得的软组织平衡数据的准确性尚不明确。本研究旨在比较三种不同评估方法在机器人辅助TKA中软组织平衡的可重复性，并探讨评估者经验的影响。

方法

研究使用了7具新鲜冷冻的尸体。三名评估者使用无图像系统（Navio）对膝关节在整个活动范围内施加连续的内翻/外翻力，以评估内侧和外侧间隙。软组织平衡的评估方法包括施加轻微的手动压力（轻度组）、最大手动压力（最大组）以及使用Z型牵开器（Z组）。每位评估者进行了两次操作，通过类内相关系数（ICC）来评估评估者内部和评估者之间的可靠性。

结果

在内侧间隙评估中，轻度组的评估者内部可靠性ICC范围为0.88至0.95，最大组为0.89至0.94，Z组为0.89至0.95；评估者之间的可靠性ICC分别为0.88、0.88和0.92。在外侧间隙评估中，轻度组的评估者内部可靠性ICC范围为0.37至0.66，最大组为0.33至0.86，Z组为0.62至0.96；评估者之间的可靠性ICC分别为0.41、0.24和0.57。

结论

内侧间隙评估的评估者内部和评估者之间的可靠性较高，而外侧间隙评估的可靠性较低。

引言

全膝关节置换术（TKA）被广泛认为是治疗晚期骨关节炎或膝关节骨坏死的金标准方法，能够有效缓解膝关节疼痛并改善膝关节功能，患者满意度较高[1,2]。然而，尽管植入物设计、材料和手术技术不断改进，仍有高达20%的TKA患者对手术结果不满意[3]。导致患者不满意和临床效果不佳的原因有多种，其中最常见的原因是植入物错位以及术后膝关节不稳定。近年来，随着机器人辅助手术的出现，这些问题得到了改善。早期研究显示，机器人辅助的单间室膝关节置换术和TKA能够实现更好的植入物定位、更好的肢体对齐、更好的软组织平衡、更少的术后疼痛以及更低的翻修率[[4], [5], [6], [7], [8]]。

NAVIO手术系统（Smith and Nephew Inc., 美国马萨诸塞州安多弗）为膝关节置换术提供机器人辅助，该技术将手持机器人技术与无需计算机断层扫描的配准和患者个性化规划相结合。Navio系统可以根据术前通过膝关节屈伸时施加的内翻/外翻力获得的软组织间隙数据来模拟术后软组织平衡。利用这些模拟数据，可以在手术中进行骨切除前以0.5毫米和0.5度的增量调整植入物位置。

然而，在整个膝关节活动范围内施加连续的内翻和外翻力较为困难，且在我们机构中，不同评估者对同一膝关节的评估结果存在较大差异（图1）。如果术前软组织平衡信息不准确或缺乏可重复性，后续手术可能无法成功。为了按计划准确执行手术，有必要使用具有高可重复性的术前软组织平衡数据进行评估。本研究的目的是比较三种不同评估方法在机器人辅助TKA中软组织平衡的可重复性，并探讨评估者经验的影响。

研究样本

样本

本研究使用了7具存储在-20°C下的新鲜冷冻尸体。死亡时的平均年龄为81.3岁（范围：74–93岁）。未提供死前的体重、身高、活动情况以及死因的详细信息。排除了已经接受过手术的膝关节。所有尸体样本在研究前从冷冻库中取出，在23°C（室温）下解冻48小时。每个样本的骨骼形态通过计算机断层扫描进行了评估。

结果

在轻度组中，评估者A的内侧间隙评估者内部可靠性ICC为0.95，评估者B为0.88，评估者C为0.88；最大组分别为0.93、0.89和0.94；Z组分别为0.94、0.89和0.95；评估者之间的可靠性ICC分别为0.88、0.88和0.92（表1）。在每个屈曲角度下，评估者之间的平均绝对差异分别为轻度组0.56毫米，最大组0.48毫米，Z组0.42毫米。

讨论

目前，有多种可用于临床环境的机器人辅助系统用于TKA和单间室膝关节置换术。一些研究表明，与传统的TKA相比，机器人辅助TKA的手术精度更高[9,10]。此外，机器人辅助手术有助于外科医生实现个性化的定位，从而可能获得更好的临床效果[11,12]。然而，在TKA中，组件的个性化定位依赖于精确的

作者贡献声明

玉木康明：撰写原始稿件、可视化处理、验证、方法设计、研究实施、数据分析。滨田大辅：撰写与编辑、项目管理、研究实施、数据管理、概念构思。和田圭三：验证、研究实施。志技洋翔：验证、研究实施。杉峰雄人：研究实施、数据管理。木下雄隆：软件开发、研究实施。富田浩一：监督工作。盛良浩一：监督工作。

资金支持

本研究未获得任何公共部门、商业机构或非营利组织的资助。

利益冲突声明

作者声明没有已知的可能会影响本文所述工作的财务利益或个人关系。