【关节智汇】机器人辅助运动学对线TKA的临床实践分享

2021年9月13日，以“谈骨论术、后浪可期”为主题的“关节智汇”沙龙第一期在和华外科创新中心如期举行，北京协和医院骨科林进教授、北京朝阳医院骨科林源教授作为嘉宾，北京朝阳医院骨科王志为副教授、温亮副教授、张博副教授三位中青年专家作为主讲人出席本次沙龙，就HURWA关节手术机器人在运动学对线（以下简称“KA”）理论下的临床实践作经验分享，和华外科核心团队参与讨论。

▲关节智汇沙龙全员合影

机器人加持KA理论，实现1+1＞2

北京朝阳医院骨科温亮副教授介绍了KA理论体系，分享了两台使用机器人辅助完成的KA关节置换手术从手术规划、术中执行到术后评估的全过程。“KA理论能为患者提供个性化的膝关节置换对线。”温亮介绍道：“KA的核心是通过补偿患者存在的软骨和骨性磨损，把股骨远端和胫骨近端重建成骨关节炎发生前的样子。”

▲温亮分享HURWA辅助下的KA关节置换手术

温亮作了病例分享：

郑女士，74岁，左侧膝关节OA。

▲术前全长片

▲手术规划

手术方案如下：

股骨型号2，股骨远端截骨内侧6.0mm、外侧6.1mm，后髁截骨内外侧均5.5mm，屈曲截骨角度5.5°，股骨侧术后外翻3.4°。

胫骨型号2，冠状面截骨内侧8.9mm、外侧10mm，矢状面截骨内侧8.9mm、外侧10mm，胫骨侧术后内翻4.4°，重建8.0°后倾。

计划术后下肢整体力线内翻1°。

▲术后全长片

我们可以看到，术后关节线方向基本按术前计划修正，同时避免了进行软组织松解达成了符合预期的手术效果。

由于KA理论对截骨准确性的要求更高，而HURWA机器人辅助手术相对于传统关节置换手术，能提供更直观的术前规划和更精准的截骨操作，因此，在HURWA机器人的辅助下，KA理论可以得到更好的临床应用并取得更好的临床效果。

在软组织平衡方面，HURWA机器人也发挥了极大的优势。温亮表示：“KA-TKA手术在调整软组织平衡时，一般不必松解软组织，而是通过术前计划调整截骨量，以实现伸直间隙的平衡和屈曲间隙的适度内紧外松。更让人惊喜的是，HURWA机器人可在手术过程中根据实际截骨情况随时调节手术规划，这对于通过增加截骨来调整软组织平衡意义重大。”

实践是检验机器人性能的唯一标准

和华外科研发工程师团队与朝阳医院三位中青年专家展开讨论。当被问及KA理论对于关节假体类型的选择时，温亮回答道：“理论上来讲，HURWA机器人的辅助下，市面上的大多数假体都可以应用到KA手术，明确假体厚度后，通过3D手术规划，可以精确截骨量，这是传统手术很难做到的。” 张博补充道：“市场上的假体，包括截骨导板，大多是针对MA设计的。朝阳医院也正在设计适合KA手术的器械和假体。”

▲青年专家与HURWA工程师展开讨论

和华外科系统部张晓峰表示：“和华外科不断思考如何能通过机器智能使TKA手术更加完善，比如加入传感器，比如进一步提供软组织平衡的智能化解决方案。如果能在术前充分完善软组织信息，机器人对KA的助力会更大一些。”温亮表示认同：“虽然我们很难得知患者年轻时的真实状态，但通过患者受损较轻的一侧的软组织信息来提供参考，也非常有意义。”

“我是从去年接触HURWA机器人的，”张博介绍道：“机器人让我印象最深刻的就是‘精准’，包括精准地截骨和完美地纠正下肢力线，这是传统手术很难做到的。HURWA也让青年医生在经过一个较短的学习曲线后，可以完成一台比较‘完美’的手术，达到大专家的水平。”

▲青年医生为HURWA的研发提出建议

王志为、温亮、张博三维中青年专家对和华外科工程师提出了HURWA迭代方向的建议，包括空间定位、软组织平衡的实现等，和华外科系统部张晓峰表示：“非常感谢几位专家的建议，很多内容已经在研发中了，工程师非常需要获得来自临床专家的意见，希望以后能有更多交流机会。”

和华外科软件部杜可斌表示：“在手术规划方面，我们也在尝试通过技术手段，在术前将骨性组织和软组织进行融合，向医生提供更充分的信息，使手术规划更加适应实际情况。”

医工结合，未来可期

林进教授，作为和华外科的首席医学专家和临床主PI，分享了自己对机器人辅助关节置换手术的理解。“我已经变成一个‘机器人大夫’了。”林进教授笑道：“在我的经验里，HURWA的配准速度很快，稍微熟悉一下，就可以在几分钟内完成注册，我对这点非常满意。”

▲林进教授谈及HURWA的发展方向

对于HURWA未来的发展方向，林进教授表示：“我们正在改进定位架的设计，希望在减少创伤和快速装卸的情况下，仍能实现精准定位；关节安全墙将会在宽度、角度以及特殊点位处进一步完善；锯片的动力也在持续优化中。”

▲林源教授对HURWA研发提出宝贵意见

林源教授也对HURWA的研发提出了宝贵意见：“通过采集全方位的患者数据，为患者提供个性化的定制手术方案，很难，但一定是未来的发展方向。”

和华外科CTO闫钧表示：“工程师非常容易钻到自己的牛角尖里，我们需要多跟临床专家沟通，以启发思路，有更多的机会像今天这样交流碰撞，才能让我们做出更适用于临床的智能产品，从而真正实现医工融合。”

最后，林进教授作总结发言：“未来，随着机器人临床应用的不断增多，通过机器学习，融合更多术者的经验，必将使TKA手术更加精准和智能；未来，HURWA的学习曲线将继续缩短，基层医院的年轻大夫都可以使用机器人完成TKA手术，赋能更多医生；未来，希望更多术者分享使用经验，融入HURWA的日常培训中，实现知识迭代、共同进步。”

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