機器人輔助全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的精準性及術(shù)后假體周圍骨折的危險因素分析

中圖分類號R687.4文獻標識碼A文章編號2096-7721（2025）08-1298-07

Precision and risk factors for periprosthetic fractures in robot-assisted total hip arthroplasty

WUQingzhong'，MEI Rongcheng

（1.Department of Orthopedics，Xiangyang Central Hospital， Xiangyang 441Ooo， China;

2.School of Medicine，HealthScienceCenterofWuhan UniversityofScienceandTechnology，Wuhan43Oo1o，China

AbstractObjective：Toexploreeprecisionofrobot-asistedtotaliparthroplasty （R-）andaalyeriskfactorsforposperatie periprosthetic fracture.Methods：159patients whounderwentR-THAat Xiangyang Central HospitalfomJuly2O19 toJuly O23 were retrospectivelyinudedImagigparametersandipfunctioalsoresereassesed.Patitsedividedintothfracturegoup（4） andthenon-fracturegroup（n=145）basedonteoccurrnceofpostoperativeperiprosthticfacture.Clinicaldataofpatientsinthewo groupswerecolctedLgisticgressionidentifedidepedentiskfactrsforpiprosticfracturefter-Tandpdictive model wasconstructedusingfitedprobabilityvalues.ThepredictiveacuracywasevaluatedwithROCcurves.Results：Nosignificant diferences were observed in preoperative planning，intraoperative，and 3-month postoperative imaging parameters （Pgt;0.05） ）. Compared withthosebeforesurgery，HarisHipScore（HHS）significantlyincreased，whiletheWesterOntarioandMcMasterUniversitis Osteoarthritis Index （WOMAC） significantly decreased at 3 months postoperatively and final follow-up （Plt;0.05） .Multivariate analysis identified age ?60 years，femalesex，steoporosis，abnrmal femoral morphology，andcementlessprosthesisasindependentiskfactors for periprosthetic fracture after R-THA （Plt;0.05） .ROC analysis showed that the combined predictorsachieved an AUC of 0.919 95% CI：

0.834to1o），ssitiviyf857，andspeicityof0883Cocsi：R-TAashhproseticposiiongpreisioadellt clinical outcomes. Key independent risk factors for postoperative periprosthetic fracture include age ?60 years， female sex， osteoporosis， abnormal femoral morphology，and cementlessprosthesis.

Key WordsPeriprosthetic Fracture; Robot-assisted Total Hip Arthroplasty; Precision; Risk Factor

全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)（TotalHipArthroplasty，THA）是臨床治療終末期髖關(guān)節(jié)疾病的主要方法[]。THA通過手術(shù)替換損壞的髖關(guān)節(jié)，可以減輕患者的疼痛，有助于其恢復(fù)關(guān)節(jié)功能，提高生活質(zhì)量[2]。近年來，隨著科技的不斷發(fā)展，機器人手術(shù)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于臨床骨科手術(shù)中[3]，其配備高清成像系統(tǒng)及多自由度機械臂，可基于患者影像資料構(gòu)建關(guān)節(jié)三維模型，并精準控制術(shù)中手術(shù)器械的移動，有助于降低假體植人的誤差，提高手術(shù)精準度及穩(wěn)定性[4。但THA手術(shù)時間長、患者出血風(fēng)險高、康復(fù)過程困難，且因假體定位不良導(dǎo)致的并發(fā)癥發(fā)生率較高[5。假體周圍骨折是THA術(shù)后較為嚴重的并發(fā)癥，發(fā)病率為1%～5% ，其治療難度大、并發(fā)癥風(fēng)險高，且恢復(fù)狀況不佳，嚴重影響患者生活質(zhì)量與預(yù)后。因此，探尋潛在危險因素，前瞻性制定十預(yù)措施對降低術(shù)后假體周圍骨折風(fēng)險至關(guān)重要[。基于此，本研究旨在探討機器人輔助全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)（Robot-assistedTotalHipArthroplasty，R-THA）的精準性，并分析其術(shù)后假體周圍發(fā)生骨折的影響因素，以期為制定新型預(yù)防及治療方案提供堅實的理論依據(jù)

1 資料與方法

1.1一般資料回顧性納入2019年7月—2023年7月于襄陽市中心醫(yī)院行R-THA的159例患者為研究對象。納入標準： ① 接受R-THA手術(shù)，且無THA禁忌證； ② 年齡 ?18 歲； ③ 美國麻醉醫(yī)師協(xié)會（AmericanSocietyofAnesthesiologists，ASA）分級II～I級；④ 術(shù)后隨訪時間超過1年； ⑤ 患者及家屬均知情同意本研究。排除標準： ① 既往接受髖部翻修術(shù)者；② 病理性骨折者； ③ 合并嚴重臟器衰竭或惡性腫瘤者； ④ 合并血栓栓塞性疾病者； ⑤ 合并精神異常者；⑥ 臨床資料不完整者。本研究已通過醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會審批。

1.2手術(shù)方法 ① 術(shù)前規(guī)劃。患者術(shù)前行下肢CT三維成像，精確獲取髖關(guān)節(jié)的骨折結(jié)構(gòu)與病變情況，并將其傳送至關(guān)節(jié)置換手術(shù)導(dǎo)航定位系統(tǒng)（型號：KRobot-5800，北京和華瑞博醫(yī)療科技有限公司生產(chǎn)）。根據(jù)患者具體情況進行術(shù)前規(guī)劃，模擬手術(shù)過程，確定假體位置、固定方式及大小、角度等相關(guān)參數(shù)。其中骨水泥型假體適用于骨質(zhì)疏松患者，即刻穩(wěn)定性好，支持早期活動，以減少臥床并發(fā)癥;非骨水泥型假體適用于骨質(zhì)好的患者，生物相容性好，可保留更多骨量。 ② 術(shù)中操作。患者取側(cè)臥位，采用全身麻醉聯(lián)合神經(jīng)阻滯。術(shù)者取髖關(guān)節(jié)外側(cè)入路，以大轉(zhuǎn)子為中心在股骨后緣做一平行于股骨縱軸的直切口，長度為 8～10cm ，逐層分離皮膚、肌肉后，顯露髖關(guān)節(jié)囊。使用開口器完成髓腔開口，將擴髓鉆安裝在動力工具上，完成股骨近端擴髓。擴髓完成后需確保髓腔內(nèi)壁光滑，無骨屑殘留，以保證股骨假體可精確置入。在患者骨盆及股骨位置安裝機器人定位裝置，利用電動鉸磨鉆精確磨銼髖臼，使其與術(shù)前規(guī)劃的尺寸和形狀一致，并為安裝髖臼假體預(yù)留合適的空間。將股骨柄試模與機械臂連接，安放股骨頭試模復(fù)位，測試髖關(guān)節(jié)活動度、穩(wěn)定性及松緊度，記錄術(shù)中假體位置及角度參數(shù)，滿意后去除試模，利用機械臂將假體置入術(shù)前規(guī)劃位置，進行再次測試，確認無誤后沖洗手術(shù)切口，逐層縫合。 ③ 術(shù)后隨訪。術(shù)后進行常規(guī)鎮(zhèn)痛、抗菌及抗凝治療。術(shù)后 1～ 2天在醫(yī)生指導(dǎo)下進行腿部肌肉的收縮與舒張訓(xùn)練，術(shù)后3天可借助助行器下地站立或行走。術(shù)后3個月來院進行仰臥位骨盆前后位X線檢查。術(shù)后1年內(nèi)每3個月進行常規(guī)門診隨訪，隨后每年進行電話隨訪。1.3觀察指標 ① 手術(shù)相關(guān)指標：記錄所有患者的手術(shù)時間、術(shù)中出血量、機械臂準備時間。 ② 影像學(xué)指標：比較術(shù)前規(guī)劃、術(shù)中及術(shù)后3個月X線測量的髖白外展度、髖臼前傾度、旋轉(zhuǎn)中心及下肢長度差異，由兩位醫(yī)生各測量2次，取4次測量結(jié)果的平均值。 ③ 髖關(guān)節(jié)功能：采用Harris髖關(guān)節(jié)評分（Harris Hip Score，HHS）、西安大略和麥克馬斯特大學(xué)骨關(guān)節(jié)炎指數(shù)（Western OntarioandMcMasterUniversities Osteoarthritis Index，WOMAC）[]評分量表評估患者的髖關(guān)節(jié)功能。HHS反映患者髖關(guān)節(jié)功能狀況，分值越高代表療效越好，關(guān)節(jié)恢復(fù)狀況越好[\"；WOMAC評分量表主要評估患者疼痛、僵硬及身體功能狀況，分值越低代表術(shù)后癥狀越輕[12。 ④ 術(shù)后并發(fā)癥：觀察并記錄患者切口愈合不良、深靜脈血栓、假體松動、假體脫位、假體周圍骨折的發(fā)生情況。

1.4臨床資料收集通過電子病歷系統(tǒng)查閱并收集患者臨床資料。采用雙能X線吸收法進行骨密度測量，T值 ?-2.5SD 可診斷為骨質(zhì)疏松。股骨近端髓腔形態(tài)的判定主要依靠X線檢查，正常髓腔形態(tài)表現(xiàn)為均勻的低密度影，邊界清晰且無明顯骨質(zhì)破壞；非正常髓腔形態(tài)表現(xiàn)為變窄、增寬、骨質(zhì)硬化，伴透亮區(qū)或骨小梁紊亂等。

1.5統(tǒng)計學(xué)方法所有數(shù)據(jù)采用SPSS26.0軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析。符合正態(tài)分布的計量資料用均數(shù) ± 標準差 表示，兩組間行 χ_t 檢驗，多組間行單因素方差分析；計數(shù)資料用例數(shù)（百分比） 描述，組間行 χ² 檢驗；采用Logistic回歸模型分析危險因素；采用ROC曲線分析預(yù)測變量的準確性；Plt;0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1手術(shù)相關(guān)指標159例患者中，男116例，女43例，年齡（ 59.05±5.38 ）歲，BMI（ 21.21±1.09 ） kg/m² ，手術(shù)時間 （91.63±21.23）min ，術(shù)中出血量（ 232.67± 55.30）mL ，切口長度（ 8.41±1.17 ） cm ，機械臂準備時間（ 8.38±1.36）min 。

2.2影像學(xué)指標所有患者術(shù)前規(guī)劃、術(shù)中及術(shù)后3個月的髖白外展度、髖白前傾度、旋轉(zhuǎn)中心及下肢長度差異比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（ Pgt;0.05 ），具有可比性（見表1）。

2.3髖關(guān)節(jié)功能所有患者術(shù)前1天、術(shù)后3個月及末次隨訪的HHS、WOMAC評分比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（ Plt;0.05 ），見表2。與術(shù)前1天相比，術(shù)后3個月、末次隨訪的HHS顯著上升，WOMAC評分顯著下降，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（ Plt;0.05 ）。

2.4術(shù)后并發(fā)癥159例患者中，術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率為 18.24% ，切口愈合不良3例（ 1.89% ），深靜脈血栓9例（ 5.66% ），假體松動2例（ 1.26% ），假體脫位1例（ 0.63% ），假體周圍骨折14例（ 8.81% ）。根據(jù)患者術(shù)后隨訪期間是否發(fā)生假體周圍骨折，將其分為骨折組（ n=14 ）與無骨折組（ n=145 ）。

2.5影響R-THA術(shù)后假體周圍骨折的單因素分析單因素分析結(jié)果顯示，年齡、性別、骨質(zhì)疏松、股骨近端髓腔形態(tài)、假體類型與R-THA術(shù)后假體周圍骨折有關(guān)，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（ Plt;0.05 ），見表3。2.6影響R-THA術(shù)后假體周圍骨折的多因素分析以R-THA術(shù)后假體周圍骨折為因變量（骨折組 ⁼¹ ，無骨折組 =0 ），以表3中差異具有統(tǒng)計學(xué)意義的指標，包括年齡（ ?60 歲 ⁼¹ ， lt;60 歲 =0 ）、性別（女性 Σ=Σ 1，男性 =0 ）、骨質(zhì)疏松（有 ⁼¹ ，無 =0 ）、股骨近端髓腔形態(tài)（非正常髓腔型 ⁼¹ ，正常髓腔型 =0 ）、假體類型（非骨水泥型 ⁼¹ ，骨水泥型 =0 ），作為自變量納入Logistic回歸模型。多因素分析結(jié)果顯示，年齡 ?60 歲、女性、骨質(zhì)疏松、非正常髓腔形態(tài)、非骨水泥型假體是R-THA術(shù)后假體周圍骨折的獨立危險因素，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（ Plt;0.05 ，見表4。R-THA術(shù)后假體周圍骨折概率值回歸方程為： P=1/[1+e- （ 年齡 ?60 歲 +1.674× 女性 +2.648× 骨質(zhì)疏松 +2.128× 非正常髓腔形態(tài) +2.000× 非骨水泥型假體）]。

2.7影響因素對R-THA術(shù)后假體周圍骨折的預(yù)測價值以R-THA術(shù)后假體周圍骨折為因變量，以年齡?60 歲、女性、骨質(zhì)疏松、非正常髓腔形態(tài)、非骨水泥型假體聯(lián)合Logistic回歸模型中的概率值擬合ROC曲線。結(jié)果顯示，上述因素及其聯(lián)合對R-THA術(shù)后假體周圍骨折均具有預(yù)測價值（見表5，如圖1）；其中聯(lián)合預(yù)測評估R-THA術(shù)后假體周圍骨折的AUC值為0.919， 95% CI為 0.834～1.000 ，靈敏度為0.857，特異度為0.883。

Table 1 Comparison of imaging indicators in patients before and after surgery （ n=159 ， ）

表1患者手術(shù)前后影像學(xué)指標比較（ n=159 ）

表2患者手術(shù)前后髖關(guān)節(jié)功能比較（ n=159 ， ） 2Comparison of hip function in patients before and after surgery （n=159，x±s）

注：與術(shù)前1天相比， ^aPlt;0.05

表3影響R-THA術(shù)后假體周圍骨折的單因素分析[n （%） ，

Table 3Univariate analysis offactors influencing periprosthetic fractures after robot-assistedTHA[n（%），x±s]

2.8典型案例患者，女，79歲，股骨頭缺血性壞死，于8年前無明顯誘因出現(xiàn)髖關(guān)節(jié)疼痛，活動后加重，休息后緩解，門診行髖關(guān)節(jié)X線檢查顯示股骨頭缺血性壞死，入院接受R-THA（如圖2）。

3 討論

R-THA是一種新興的手術(shù)治療終末期髖關(guān)節(jié)疾病的方式，可利用計算機光學(xué)導(dǎo)航技術(shù)、電磁導(dǎo)航技術(shù)、三維成像技術(shù)和力反饋技術(shù)[13]，實時監(jiān)測手術(shù)器械與周圍組織的相對位置，精準控制骨科機器人的操作力度，降低手術(shù)風(fēng)險，提升手術(shù)效率，實現(xiàn)患者個性化治療[14]。

3.1R-THA的精準性髖白外展度、髖白前傾度與旋轉(zhuǎn)中心是評估髖部手術(shù)假體定位精準度的關(guān)鍵參數(shù)。髖白外展度影響髖關(guān)節(jié)的應(yīng)力分布與關(guān)節(jié)穩(wěn)定性[15]；髖白前傾度影響髖關(guān)節(jié)的活動度與旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性[；旋轉(zhuǎn)中心是髖臼假體在空間中的幾何中心，也是髖關(guān)節(jié)屈伸、旋轉(zhuǎn)運動的參考點[7]。下肢長度差異可改變髖關(guān)節(jié)的生物力學(xué)傳導(dǎo)，長度異常易導(dǎo)致關(guān)節(jié)面受力不均，加速關(guān)節(jié)軟骨磨損，發(fā)生假體松動、下沉等術(shù)后并發(fā)癥[8]。本研究結(jié)果顯示，患者術(shù)前規(guī)劃、術(shù)中及術(shù)后3個月的髖白外展度、髖白前傾度、旋轉(zhuǎn)中心及下肢長度差異比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（ Pgt;0.05 ），提示R-THA的精準性高，偏差較小。分析其原因為，R-THA是基于患者髖關(guān)節(jié)的詳細醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)制定個性化手術(shù)方案、確定假體類型[19]；通過光學(xué)或電磁跟蹤技術(shù)，提供精確的三維空間信息，規(guī)避周圍血管損傷[20]；在機械臂輔助下能以極高的精度控制截骨與磨銼的深度、角度與范圍，以及假體植入位置，確保髖白假體與股骨假體達到最佳穩(wěn)定性，減少誤差，提高精準度[21]。

圖1ROC曲線分析圖Figure1ROC curves

本研究結(jié)果顯示，與術(shù)前1天相比，術(shù)后3個月、末次隨訪的HHS評分顯著上升，WOMAC評分顯著下降，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（ Plt;0.05 ），提示R-THA可提升關(guān)節(jié)活動度，增強關(guān)節(jié)穩(wěn)定性，加快關(guān)節(jié)功能恢復(fù)進程。分析原因為，機械臂具備較高的靈活性與精準性，可有效減少術(shù)中出血量，減輕軟組織的牽拉與損傷[18]，有利于關(guān)節(jié)周圍組織的恢復(fù)。且R-THA創(chuàng)傷小、痛感輕，有利于患者術(shù)后早期開始功能康復(fù)訓(xùn)練，加快組織修復(fù)，提高關(guān)節(jié)活動度[7]。

Table4Multifactorial analysis offactors influencing periprosthetic fractures after robot-asssted THA

表5影響因素對R-THA術(shù)后假體周圍骨折的預(yù)測價值

表4影響R-THA術(shù)后假體周圍骨折的多因素分析

Table 5Predictive value of influencing factors on periprosthetic fractures after robot-assisted THA

圖2R-THA示意圖Figure2 Schematic diagram of robot-assisted THA注：A.機器人系統(tǒng)術(shù)前規(guī)劃示意圖；B.術(shù)前雙髖關(guān)節(jié)正位片；C.術(shù)中假體植入圖；D.術(shù)后3個月復(fù)查雙關(guān)節(jié)正位片；E.電動鉸磨鉆與床邊垂直圖；F.電動鉸磨鉆鉆頭垂直正對髖白窩;G.助手行髖白磨削

3.2R-THA術(shù)后假體周圍骨折的多因素分析精準的THA會使髖白假體與股骨柄假體角度合適，位置正確，下肢力線恢復(fù)正常。若角度偏差、力線不正，會造成假體周圍骨骼受力不均，局部應(yīng)力集中，增加骨折風(fēng)險[22。假體周圍骨折是R-THA術(shù)后的一種嚴重并發(fā)癥，是受截骨、組織與假體植入等各種手術(shù)因素影響導(dǎo)致的人工關(guān)節(jié)假體周圍的骨折，會破壞假體與骨骼的正常連接，造成關(guān)節(jié)功能障礙。若治療不及時可能造成永久性肢體殘疾，嚴重影響患者的生活質(zhì)量[23]。本研究多因素分析結(jié)果顯示，年齡 ?60 歲、女性、骨質(zhì)疏松、非正常髓腔形態(tài)、非骨水泥型假體是R-THA術(shù)后假體周圍骨折的獨立危險因素。鄧樂章等人[24]研究結(jié)果顯示，高齡是THA術(shù)后假體周圍骨折的獨立危險因素。分析原因為60歲及以上人群存在一定程度的骨質(zhì)疏松、骨骼強度與質(zhì)量下降，且常合并多種基礎(chǔ)疾病，修復(fù)及再生能力較差，術(shù)后承受外力時，假體周圍骨質(zhì)易發(fā)生骨折。另外，高齡患者髖關(guān)節(jié)疾病病程較長，解剖結(jié)構(gòu)因此有所改變，皮質(zhì)骨變薄，髓腔擴大，此種改變削弱骨骼的力學(xué)性能，增加了假體周圍骨折的風(fēng)險[25]。劉創(chuàng)建等人[2研究結(jié)果顯示，女性是THA術(shù)后假體周圍骨折的獨立危險因素。分析原因為女性骨骼、骨量及骨骼強度均低于男性，承受外力能力較弱，且女性絕經(jīng)后雌激素水平急劇下降，導(dǎo)致破骨細胞活性增加，加速骨吸收，致使女性更易發(fā)生骨質(zhì)疏松，進而導(dǎo)致假體周圍骨折發(fā)生率更高。駱國鋼等人[27]研究結(jié)果顯示，骨質(zhì)疏松是THA術(shù)后假體周圍骨折的獨立危險因素。分析原因為骨質(zhì)疏松患者骨密度低，骨代謝異常，骨骼力學(xué)性能減弱，骨折愈合能力差[28]。李璐兵等人[29]研究結(jié)果顯示，股骨近端非正常髓腔形態(tài)是THA術(shù)后假體周圍骨折的獨立危險因素。分析原因為狹窄、扭曲或擴張等非正常髓腔形態(tài)導(dǎo)致假體植入空間減小，增加手術(shù)難度；且異常髓腔形態(tài)會使假體與骨接觸面積發(fā)生改變，導(dǎo)致應(yīng)力無法均勻傳導(dǎo)，出現(xiàn)應(yīng)力集中的現(xiàn)象，超過承受能力后易引發(fā)骨折。李欣等人[30]研究結(jié)果顯示，非骨水泥型假體是THA術(shù)后假體周圍骨折的獨立危險因素。分析原因為非骨水泥型假體靠與骨骼的緊密貼合及骨長入來固定，且初期穩(wěn)定性差，關(guān)節(jié)活動時假體會產(chǎn)生微動，增加骨折風(fēng)險。另外，非骨水泥型假體的彈性模量與骨骼不同，易產(chǎn)生應(yīng)力遮擋或應(yīng)力集中，導(dǎo)致骨骼強度下降，受到外力易發(fā)生骨折。故非骨水泥型假體是R-THA術(shù)后假體周圍骨折的獨立危險因素。

本研究ROC曲線分析還顯示，年齡 ?60 歲、女性、骨質(zhì)疏松、非正常髓腔形態(tài)、非骨水泥型假體及其聯(lián)合預(yù)測對R-THA術(shù)后假體周圍骨折均具有預(yù)測價值，且聯(lián)合預(yù)測價值更高，提示基于以上危險因素構(gòu)建的預(yù)測模型有助于評估圍手術(shù)期假體周圍骨折風(fēng)險，盡早篩選高風(fēng)險患者，并予以針對性預(yù)防管理策略，可減少術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生。但本研究為單中心回顧性研究，缺乏對照組，無法得出R-THA優(yōu)于傳統(tǒng)THA的結(jié)論。術(shù)前、術(shù)后的影像學(xué)指標參數(shù)均通過X線或CT檢查測量，可能受到患者拍攝體位及測量者主觀誤差的影響。且本研究樣本量較小，隨訪時間短，結(jié)果可能存在一定偏倚。故未來將積累更多病例，進行多中心前瞻性模型構(gòu)建，并采用多種預(yù)測模型進行對比與驗證。

綜上所述，R-THA的假體植入精準性高，術(shù)后臨床效果優(yōu)。年齡 ?60 歲、女性、骨質(zhì)疏松、非正常髓腔形態(tài)、非骨水泥型假體是R-THA術(shù)后假體周圍骨折的獨立危險因素，術(shù)后應(yīng)密切關(guān)注相關(guān)因素評估，予以針對性的預(yù)防管理策略。

利益沖突聲明：本文不存在任何利益沖突。

作者貢獻聲明：吳清仲負責設(shè)計論文框架，起草論文，數(shù)據(jù)收集，統(tǒng)計學(xué)分析，繪制圖表，論文修改；梅榮成負責試驗操作，研究過程的實施，擬定寫作思路，指導(dǎo)撰寫文章并最后定稿。

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收稿日期：2025-03-11編輯：趙敏