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特輯報導
2017-04-10
以微型導航輔助進行 全人工膝關節置換術之經驗 Dealing with Traumatic OA Knee – Experience of Total Knee Arthroplasty with Accelerometer – Based Navigation
針對嚴重創傷性膝關節炎的治療，目前仍然以全人工膝關節置換術為主。由於部分病人在手術部位仍有鋼釘鋼板留存，因此傳統上，需要先將鋼釘鋼板拔除之後，再進行全人工膝關節置換。但是這種手術可能面臨的主要兩個問題：第一、拔除鋼板的傷口較大，造成傷害較多，影響預後；第二、拔除鋼板的傷口與人工關節置換的傷口太接近，容易造成皮膚壞死；基於以上的理由，創傷性膝關節炎除了本身容易造成感染以外，軟組織破壞的風險也更高。
先以一個病例做為開場，一位五十歲女性因為車禍，造成左側的股骨幹骨折，在其他醫院經過復位及interlocking nail 固定後，術中同時發現股骨頸也有骨折的現象，因此也使用cannulated screw 做股骨頸的固定，但是效果不彰，又更改為 dynamic hip screw，以及 locking plate 同時將股骨頸及股骨幹固定（如圖一）。但是事情並沒有結束，由於骨折的關係，左側的股骨頭開始壞死，原本股骨幹骨折也沒有癒合，這位病人此時來到我的門診。由於股骨頭開始壞死，以及股骨幹骨折未癒合，因此決定以 long stem THR 治療（ 如圖二）。 經過一年的復健，骨折癒合了，髖關節也穩定發揮功能，但是病人又抱怨膝關節疼痛，檢查的結果，發現是因為長時間左下肢無法正常受力，導致膝關節退化性關節炎；經過幾個月的保守治療無效，最後決定再做一次全人工膝關節置換手術。傳統全人工膝關節置換手術，是使用 IM alignment guide 為基礎，決定 distal femoral cutting 的角度，以及 femoral component rotation。但是對於鋼板及鋼釘還留存於手術肢體的 traumatic OA knee，如圖三，如果不把鋼釘移除，則無法使用 IM alignment guide。
當時碰到這樣的案例，除了有原先的鋼板以外，還有 total hip replacement 的 long stem，因此無法使用 IM alignment guide，可能要使用近乎 free hand cutting 的方式進行手術；如果能夠有導航的設備，則可以提高人工關節切割的準確率，相較於 free hand cutting，可以大幅提高切割準確率，提升預後良好的機率；光學導航技術可以提供這類的幫助，但是一般光學導航設備龐大且複雜，同時需要在手術肢體的骨頭上，額外放置追蹤器使用的插梢，針對過去曾有骨折的病人來說，在原本就比較脆弱的骨頭上在裝置插梢，會增加手術中骨折的風險；過去曾在醫學會中看過微型導航，利用微型導航陀螺儀定位的功能，可以省去使用 IM alignment guide 的步驟，因此在手術中可以不需要移除原有的鋼釘，就算在 femoral canal 內有 long stem 也不會有影響；同時微型導航設備簡單，體積較小，使用上較光學導航方便。我們可能會懷疑，這樣簡單的系統，在測量上有沒有光學導航的精準，在經過文獻的搜尋後，發現國外使用的經驗，微型導航與光學導航的誤差比較上，相差小於 0.5 度。將 femur 與 tibia 分開測量， femoral mechanical axis 的平均誤差為 0.4o±0.95o， tibial mechanical axis 平均誤差為 0.7o±1.07o， tibial slope 平均誤差為 -0.05o±0.78o，因此根據國外的使用經驗，微型導航作為手術中切割的導引可以提高準確度。
傳統全人工膝關節置換手術經常會因為患者的解剖構造不同，造成切割及各 component 裝置的誤差，誤差值太大，則會造成患者術後的疼痛，膝關節部分功能的喪失，甚至會造成日後人工關節早期鬆動。目前統計全人工膝關節的平均存活率，10 年為 98%， 15 年為 90%，而造成人工關節提早失效及鬆動的原因之一，就是人工關節術後 alignment 誤差太大；針對嚴重 varus deformity、femoral shaft 或 tibial shaft bowing，以及有鋼板存留的 traumatic OA knee 而言 ，經驗豐富的骨科醫師可以憑藉多年的經驗，做出正確的切割，但是對於多數骨科醫師而言，在沒有任何地標及 guiding 的情況下做切割，相對會提高手術失敗的風險。而光學導航可以提供準確地切割依據，但是因為機器操作複雜，定位程序的繁複，以及追蹤器插梢的裝置容易造成骨折等併發症，這些都會降低骨科醫師對導航的信任；微型導航可以大幅降低一般光學導航的繁複步驟，同時因為不需裝置追蹤器插梢，因此可避免手術中骨折的風險。
最後這位病患在微型導航輔助之下，接受全人工膝關節置換；由於有微型導航的輔助，可以在不拆除原有鋼板的情況之下，精準切割骨骼，人工關節的alignment 也是近乎零誤差（如圖五），同時由於沒有拆除原有的鋼板，可以將軟組織的破壞程度降至最低 ，手術後復原速度與一般人工關節置換術後幾乎沒有差別。
先以一個病例做為開場，一位五十歲女性因為車禍，造成左側的股骨幹骨折，在其他醫院經過復位及interlocking nail 固定後，術中同時發現股骨頸也有骨折的現象，因此也使用cannulated screw 做股骨頸的固定，但是效果不彰，又更改為 dynamic hip screw，以及 locking plate 同時將股骨頸及股骨幹固定（如圖一）。但是事情並沒有結束，由於骨折的關係，左側的股骨頭開始壞死，原本股骨幹骨折也沒有癒合，這位病人此時來到我的門診。由於股骨頭開始壞死，以及股骨幹骨折未癒合，因此決定以 long stem THR 治療（ 如圖二）。 經過一年的復健，骨折癒合了，髖關節也穩定發揮功能，但是病人又抱怨膝關節疼痛，檢查的結果，發現是因為長時間左下肢無法正常受力，導致膝關節退化性關節炎；經過幾個月的保守治療無效，最後決定再做一次全人工膝關節置換手術。傳統全人工膝關節置換手術，是使用 IM alignment guide 為基礎，決定 distal femoral cutting 的角度，以及 femoral component rotation。但是對於鋼板及鋼釘還留存於手術肢體的 traumatic OA knee，如圖三，如果不把鋼釘移除，則無法使用 IM alignment guide。
當時碰到這樣的案例，除了有原先的鋼板以外，還有 total hip replacement 的 long stem，因此無法使用 IM alignment guide，可能要使用近乎 free hand cutting 的方式進行手術；如果能夠有導航的設備，則可以提高人工關節切割的準確率，相較於 free hand cutting，可以大幅提高切割準確率，提升預後良好的機率；光學導航技術可以提供這類的幫助，但是一般光學導航設備龐大且複雜，同時需要在手術肢體的骨頭上，額外放置追蹤器使用的插梢，針對過去曾有骨折的病人來說，在原本就比較脆弱的骨頭上在裝置插梢，會增加手術中骨折的風險；過去曾在醫學會中看過微型導航，利用微型導航陀螺儀定位的功能，可以省去使用 IM alignment guide 的步驟，因此在手術中可以不需要移除原有的鋼釘，就算在 femoral canal 內有 long stem 也不會有影響；同時微型導航設備簡單，體積較小，使用上較光學導航方便。我們可能會懷疑，這樣簡單的系統，在測量上有沒有光學導航的精準，在經過文獻的搜尋後，發現國外使用的經驗，微型導航與光學導航的誤差比較上，相差小於 0.5 度。將 femur 與 tibia 分開測量， femoral mechanical axis 的平均誤差為 0.4o±0.95o， tibial mechanical axis 平均誤差為 0.7o±1.07o， tibial slope 平均誤差為 -0.05o±0.78o，因此根據國外的使用經驗，微型導航作為手術中切割的導引可以提高準確度。
傳統全人工膝關節置換手術經常會因為患者的解剖構造不同，造成切割及各 component 裝置的誤差，誤差值太大，則會造成患者術後的疼痛，膝關節部分功能的喪失，甚至會造成日後人工關節早期鬆動。目前統計全人工膝關節的平均存活率，10 年為 98%， 15 年為 90%，而造成人工關節提早失效及鬆動的原因之一，就是人工關節術後 alignment 誤差太大；針對嚴重 varus deformity、femoral shaft 或 tibial shaft bowing，以及有鋼板存留的 traumatic OA knee 而言 ，經驗豐富的骨科醫師可以憑藉多年的經驗，做出正確的切割，但是對於多數骨科醫師而言，在沒有任何地標及 guiding 的情況下做切割，相對會提高手術失敗的風險。而光學導航可以提供準確地切割依據，但是因為機器操作複雜，定位程序的繁複，以及追蹤器插梢的裝置容易造成骨折等併發症，這些都會降低骨科醫師對導航的信任；微型導航可以大幅降低一般光學導航的繁複步驟，同時因為不需裝置追蹤器插梢，因此可避免手術中骨折的風險。
最後這位病患在微型導航輔助之下，接受全人工膝關節置換；由於有微型導航的輔助，可以在不拆除原有鋼板的情況之下，精準切割骨骼，人工關節的alignment 也是近乎零誤差（如圖五），同時由於沒有拆除原有的鋼板，可以將軟組織的破壞程度降至最低 ，手術後復原速度與一般人工關節置換術後幾乎沒有差別。
