文章來源：MedRobot

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一臺髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)，究竟什么才算“做好了”？

術(shù)中將假體位置標(biāo)準(zhǔn)化、角度控制在“安全區(qū)”內(nèi)，是否就代表術(shù)后一定會順利？

實際臨床中，醫(yī)生有時會遇到這樣的情況：假體角度準(zhǔn)確，術(shù)中過程順利，術(shù)后影像也無異常，但患者在某些日常動作中仍出現(xiàn)不適、活動受限，甚至發(fā)生脫位或撞擊。問題或許不在于“手術(shù)有沒有做好”，而在于我們對功能性表現(xiàn)的理解，是否還停留在靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)角度的框架中。本文以史賽克Stryker的Mako關(guān)節(jié)機器人為例，結(jié)合國際研究，從“動態(tài)錯配”的成因，到“功能性規(guī)劃”的崛起，分析技術(shù)創(chuàng)新如何解決脊柱-骨盆-髖關(guān)節(jié)的三維動態(tài)關(guān)系，讓髖關(guān)節(jié)置換從“放得準(zhǔn)”邁向“用得好”。

# 假體放得準(zhǔn)，術(shù)后功能就穩(wěn)了嗎？

在傳統(tǒng)髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)中，醫(yī)生通常基于術(shù)前CT或X線，參考骨盆解剖標(biāo)志來規(guī)劃股骨柄與髖臼杯的位置，力求實現(xiàn)“理想對線”和“標(biāo)準(zhǔn)角度”。進入機器人輔助時代后，系統(tǒng)提供了更高精度的術(shù)中導(dǎo)航與實時反饋，使假體在術(shù)中的植入更加準(zhǔn)確。

然而，許多醫(yī)生卻發(fā)現(xiàn)，即使手術(shù)“放得準(zhǔn)”，仍有部分患者術(shù)后不適甚至脫位。X光片上看不出問題，CT重建顯示杯體和股骨柄都在“安全區(qū)”內(nèi)，但患者在下蹲、穿鞋、從椅子上站起時，仍感到髖部緊繃、活動受限，甚至發(fā)生前撞擊或后脫位。

這些現(xiàn)象被稱為“功能性脫位風(fēng)險”，在一些特殊人群中更為突出——

1. 例如，有脊柱退行性變或腰椎融合史的患者，骨盆調(diào)節(jié)能力受限；

1. 或者是骨盆運動幅度極大的高活動人群，在不同體位下假體相對位移超過安全范圍；

1. 還有BMI較高或姿態(tài)習(xí)慣特殊的個體，也可能出現(xiàn)術(shù)后假體表現(xiàn)與預(yù)期不符的情況。

站立、坐下、彎腰、旋轉(zhuǎn)……每一個動作都可能改變脊柱、骨盆與股骨的空間關(guān)系，造成假體在某些體位下偏離原有軌跡，進入風(fēng)險區(qū)。

一項研究發(fā)現(xiàn)：術(shù)中杯體位置理想的患者，在坐下時骨盆前傾超過30°時，其前撞擊風(fēng)險會顯著上升。

這推動醫(yī)生反思：精準(zhǔn)植入是否等于良好功能？標(biāo)準(zhǔn)角度是否適用于所有人？

功能性髖關(guān)節(jié)”（Functional Hip）由此成為新的理念起點。

# 脊柱和骨盆在動，假體需適應(yīng)

“動”，是問題的根源

在一個健康人群中，從站立到坐下，骨盆會發(fā)生前傾或后傾，帶動髖臼杯的空間方向發(fā)生變化——這種變化被稱為骨盆功能性前傾/后傾（Functional Pelvic Tilt）。

正常人群的骨盆傾角差異可達(dá)20°以上，而研究發(fā)現(xiàn)，在某些術(shù)前未評估者中，這個差值可高達(dá)40°

也就是說，術(shù)中看似標(biāo)準(zhǔn)的假體角度，在某些體位下可能進入潛在風(fēng)險區(qū)——

前傾時，可能造成前撞擊，后傾時，則可能導(dǎo)致后脫位

更復(fù)雜的是，對于部分患者，骨盆的調(diào)節(jié)能力本身就異常

1. 脊柱退變或融合術(shù)后的人群，骨盆旋轉(zhuǎn)受限，動態(tài)調(diào)節(jié)功能下降；

1. 脊柱僵硬者，無法有效通過骨盆調(diào)整緩沖髖部角度變化；

1. 而某些骨盆活動度過大的患者，則可能因假體“在不同體位下跑偏”而出現(xiàn)脫位風(fēng)險。

為什么傳統(tǒng)“安全區(qū)”會失效？

長期以來，醫(yī)生習(xí)慣以Lewinnek定義的“安全區(qū)”為手術(shù)依據(jù)（前傾15±10°、外展40±10°），認(rèn)為將髖臼杯放置在此范圍內(nèi)即可規(guī)避脫位。

但現(xiàn)實中，即便假體位置位于傳統(tǒng)“安全區(qū)”范圍內(nèi)，部分患者仍可能在某些體位中出現(xiàn)不適或撞擊現(xiàn)象。這背后的根本原因，是Lewinnek安全區(qū)基于靜態(tài)解剖，而非動態(tài)體位。在坐、立、彎等動作中，杯體相對于股骨的夾角可能已偏離原有角度，導(dǎo)致撞擊或脫位發(fā)生。

于是，新的標(biāo)準(zhǔn)開始被提出：

功能性安全區(qū)（Functional Safe Zone）

不是基于固定解剖角度，而是根據(jù)患者在真實運動狀態(tài)下，假體能始終維持安全角度范圍的個性化設(shè)計。

一個新問題：我們能否在術(shù)前預(yù)判這些風(fēng)險？

答案是肯定的。近期研究與工程技術(shù)正快速發(fā)展，包括：

1. 術(shù)前雙體位影像（如EOS）；

1. 骨盆功能模擬軟件；

1. 個體化姿態(tài)預(yù)測算法（如2024年論文提出的深度模型，誤差<3°）；

1. Mako系統(tǒng)等機器人平臺中集成的虛擬撞擊分析工具

# 一個新的路徑：從“術(shù)中導(dǎo)航”走向“術(shù)前預(yù)判”

Stryker 的 Mako 系統(tǒng)正是個性化適配的技術(shù)代表，其核心價值不僅在于術(shù)中執(zhí)行精度，更在于術(shù)前決策輔助能力。

1. 個體化體位建模（Patient-specific Functional Modeling）

髖關(guān)節(jié)的功能表現(xiàn)高度依賴骨盆動態(tài)。Mako 系統(tǒng)支持醫(yī)生引入患者在站立與坐位體位下的X光（或EOS影像），識別功能性骨盆傾角（Functional Pelvic Tilt）。研究顯示，這一差值在普通人群中可達(dá) 20°，個別高變異者甚至超過 40°。通過建模這些動態(tài)數(shù)據(jù)，醫(yī)生可在術(shù)前針對患者的真實運動狀態(tài)建立規(guī)劃基礎(chǔ)，避免“靜態(tài)對線”的局限。

1. 虛擬撞擊分析（Virtual ROM Simulation）

在上述建?；A(chǔ)上，Mako 將術(shù)前影像轉(zhuǎn)化為三維骨盆-股骨模型，醫(yī)生可模擬患者在坐、立、彎腰等常見體位下假體的運動軌跡。系統(tǒng)實時提示潛在的前方撞擊或后方脫位風(fēng)險點，從而引導(dǎo)醫(yī)生調(diào)整假體方向或選型?！禙unctional implant positioning in THA and the role of robotic-arm assistance》研究指出，這類虛擬仿真在脊柱融合術(shù)后人群中尤為重要，能夠發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)影像下難以察覺的錯配風(fēng)險。

1. 功能性安全區(qū)識別（Functional Safe Zone Mapping）

Mako系統(tǒng)的閉環(huán)價值：從導(dǎo)航工具到?jīng)Q策助手

Stryker Mako 所集成的術(shù)前—術(shù)中閉環(huán)流程，不僅提升了技術(shù)精度，更為臨床判斷賦能：

在高風(fēng)險人群中（如脊柱融合術(shù)后患者），該閉環(huán)路徑顯示出顯著優(yōu)勢。2021年一項美國多中心研究指出，傳統(tǒng)THA方案在這類患者中脫位率高達(dá) 5%，而應(yīng)用 Mako 系統(tǒng)后的個性化規(guī)劃，將這一比例降至 1.5% 以下

# 未來的髖關(guān)節(jié)置換：不止是“精確”，而是“適配”

幾十年來，髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)在“精確度”上不斷突破，從目測經(jīng)驗走到CT輔助、導(dǎo)航系統(tǒng)、再到機器人平臺，醫(yī)生在術(shù)中幾乎可以把假體植入誤差控制在1°以內(nèi)。

但越來越多的案例提醒我們：手術(shù)的成功，不能只靠位置“放得準(zhǔn)”，還要看“放得對、用得久”，是能否適應(yīng)每一位患者的真實身體狀態(tài)與生活方式。

這意味著，未來的關(guān)節(jié)置換將從標(biāo)準(zhǔn)化的術(shù)式執(zhí)行，轉(zhuǎn)向?qū)?strong>個體運動特征的理解與匹配

對醫(yī)生來說，這是一種新知識體系：

1. 不只是看影像角度，而是學(xué)習(xí)脊柱-骨盆-下肢運動鏈條的協(xié)同機制；

1. 不只是解剖對線，而是要建立功能性風(fēng)險預(yù)判的意識；

1. 不只是術(shù)中精準(zhǔn)操作，更重要的是術(shù)前動態(tài)評估與個體策略制定

1. 如何在信息化、影像建模、術(shù)前規(guī)劃等方面形成協(xié)同流程；

1. 如何借助智能工具將個體適配能力制度化、標(biāo)準(zhǔn)化

1. 如何評估“放得好”是否真的帶來“用得久、修得少”的長期收益。

外科手術(shù)的未來，不只是更先進的設(shè)備，更是更深層的個體理解與動態(tài)適配能力

MedRobot Decode系列文章，拆解手術(shù)機器人創(chuàng)新技術(shù)，看見智能外科未來。

參考文獻

1《Variation in functional pelvic tilt in patients undergoing total hip arthroplasty》 Bone Joint J. 2017;99B(2):184191. doi:10.1302/0301620X.99B2.BJJ20160098.R1

2《A patientspecific algorithm for predicting the standing sagittal pelvic tilt one year after total hip arthroplasty》 Bone Joint J. 2024;106B(1):1927. doi:10.1302/0301620X.106B1.BJJ20230640.R1

3《Functional implant positioning in total hip arthroplasty and the role of roboticarm assistance》 Int Orthop. 2022;47(2). doi:10.1007/s00264022056460

4《obotic total hip arthroplasty: past, present and future》R. EFORT Open Rev. 2022. 《The effect of a degenerative spine and adverse pelvic mobility on functional acetabular component position》 J Arthroplasty. 2021.