张海宁医生的科普号

1.机器人辅助全膝关节置换手术目前已经成为欧美等发达国家的主流术式，由于其远超人类徒手操作的精准性、可重复性以及安全性，已逐渐发展成为西方发达国家医疗机构的主要手术之一，渐渐显现替代人类徒手操作的趋势。2.青岛大学附属医院张海宁教授团队是山东省最早开展机器人辅助关节置换手术的团队（2016年研发，2020年应用），目前已经拥有9种机器人超过830例机器人辅助髋关节置换、膝关节置换、单髁置换、膝关节翻修手术的手术经验，位居山东省内遥遥领先、国内前列水平。完成国际首例机器人辅助全流程操作全髋关节置换术、国内首例机器人辅助单髁翻修术、省内首例机器人全髋置换术、全膝置换术、单髁置换术。其中，机器人辅助单髁置换术国内第一。3.MAKO机器人是美国制造和生产的专用于人工关节置换手术的机器人，具有13年的研发历史，是目前国际领先的智能关节机器人。在全球28个国家装机超过1000台，已完成超过100万例机器人手术，申请了超过1000项专利，发表数百篇相关文章。是目前国际公认的最具权威的机器人系统。青岛大学附属医院是山东省唯一拥有MAKO机器人的公立医疗机构，自2020年12月至今，张海宁教授团队已完成670例MAKO机器人全髋、全膝、单髁置换手术，恢复迅速、效果优异，满意度高达99.8%。4.MAKO机器人精准度可达到0.5mm之内和0.25°之内，是人为无法实现的精确性。而假体的精准正确安放，是保证手术效果和术后假体使用寿命的关键因素之一。5.利用机器人可完美实现术中保护韧带、血管、神经结构不受人为失误所造成的损伤，确保了手术安全。并且无需打开髓腔、无需显露彻底，减少了手术中和手术后的出血、疼痛和肌力减弱，可实现快速康复效果。6.利用机器人辅助全膝置换手术，术后患者出现膝关节无法完全伸直的概率大为减少，无需过分按压膝关节的康复训练，膝关节肌力恢复和活动度恢复比徒手操作迅速，并发症少。7.MAKO机器人可根据每个病人的具体特征，如畸形和骨骼、软组织的解剖特点，进行个性化的规划和手术，使假体的安放和软组织平衡最适合患者自身的特点，从而达到个性化的结果，使手术效果满意度更高。8.机器人在全膝关节置换手术当中，是充当主刀专家的得力助手和完美工具的角色，手术过程的具体规划设计、实时调整仍然由主刀专家来把控和调节，以便确保手术的安全和效果。因此，利用机器人辅助全膝关节置换手术，已经显现了极大的吸引力、价值和发展前景，可以产生精准化、个性化、智能化、微创化的特色，极大地改进了既往徒手操作的瑕疵和临床效果，代表了国际最新、高精尖技术的发展趋势。

2023年3月30日，青岛大学附属医院关节外科张海宁教授团队完成了山东省首例Mako机器人辅助单髁置换术。患者胡女士今年82岁，左侧膝关节疼痛十余年，半年前疼痛症状加重，先后就诊于多家医院行保守治疗效果不佳，建议行全膝关节置换手术。患者得知我院关节外科在智能化和精准化手术开展省内领先，专程到我院关节外科张海宁教授专家门诊咨询。张海宁教授在门诊对患者进行了充分的查体及影像学评估后，确定患者膝关节疼痛为膝关节内侧间室病变引发，结合患者相关病史及疾病特点，决定为患者进行膝关节单间室置换手术治疗。   患者住院后，张海宁教授再次对患者的病情进行了深入的分析及讨论，经过全面的查体评估后确定患者为膝关节单间室病变引发的膝关节疼痛，符合保膝治疗的手术适应症，且患者为高龄女性，行单间室置换可进一步减小手术创伤，减少手术时间及术中出血，增加患者围手术期的安全性，加快术后康复。为进一步提高手术的精准性及患者满意度，张海宁教授团队在术前对胡女士进行了下肢的CT扫描，并根据患者各自膝关节的个体解剖学特点，采用机器人术前智能规划系统进行了术前模拟规划，并采用机器人软件系统评估了术前及术后下肢力线，膝关节活动轨迹等参数，为病人量身打造了最符合其特点的假体安放位置和方案。术中，张海宁教授使用Mako机器人系统依据术前规划，在8cm的小切口內，利用6mm的球磨钻精确进行骨床制备。在术中机器人实时反馈系统的监测及机械臂系统的加持下，手术计划在术中得到了精准的执行，操作精度达到亚毫米级水平，极大程度上提高了人力操作的准确性，使得假体与患者骨骼获得了完美的匹配。患者在术后当日已经可以脱离助行器进行完全负重行走活动。此例手术为机器人辅助膝关节单间室置换技术在山东省首次实施，在机器人系统的辅助下，可使手术操作过程更加顺畅，创伤更小，机器人设定的安全操作区域也提高了手术的安全性，避免了人为操作的失误造成的韧带和骨质损伤和假体安放位置不良等情况。膝关节单间室置换术的手术精准度要求相较于全膝关节置换手术更高，尤其对于高龄手术患者，既往由于缺少对患者骨骼及数据的定量评估及不可避免的人为操作误差，加之老年患者骨质疏松等因素，术中极易造成医源性骨折及术后假体下沉，疼痛或对侧间室退变等并发症，因此膝关节单间室置换术往往在此类患者群体内较少使用。机器人辅助膝关节单间室置换术，采用术前规划系统可在术前根据患者的骨骼数据进行精准的术前规划，并可完好的保留软骨下骨，有效避免术后假体下沉，采用的“嵌入型”假体设计也可与患者原始骨面进行精准的匹配，更多地保留患者骨量，术后保留患者正常的本体感觉和空间位置觉，同时在系统的实施监测下可更好的对术中计划进行反馈与调整，获得最符合患者本身特点的假体安放位置，使得手术可以“精准定量个性化”完成。   据悉，青岛大学附属医院是山东省首家应用机器人进行关节手术的医疗机构，张海宁教授团队数年来已成功应用多种机器人完成500余例全膝关节和全髋关节置换手术，位居国内先进，省内领先水平。此次完成的机器人膝关节单间室置换术属于我省首例，也是全国第3家开展此类手术的医疗机构。该手术的开展，填补了我省机器人保膝手术技术的空白，也在山东省医疗机器人应用领域再次实现重大突破。

2021年6月22日上午11:00，张海宁教授成功完成山东省首例MAKO机器人全膝关节置换术，在当日的手术中，他共利用美国进口MAKO机器人顺利完成了4台全膝关节置换手术，均获得了成功。MAKO机器人是美国制造和生产的专用于人工关节置换手术的机器人，具有13年的研发历史，是目前国际领先的智能关节机器人。在全球28个国家装机超过1000台，已完成超过35万例机器人手术，申请了超过1000项专利。目前在我国仅在北京、上海、江苏、浙江等7家大型医院有限装机使用，青岛大学附属医院是山东省唯一拥有MAKO机器人的医院，自2020年12月开始已在全髋关节置换术进行使用数十例，并取得了优良的临床效果。此次MAKO机器人全膝关节置换术的开展，使得青岛大学附属医院关节外科成为继301医院、积水潭医院、上海市第六人民医院、浙江大学第二医院之后，第5家能够开展此类手术的医疗机构。应用MAKO机器人进行全膝关节置换术，可获得超过人为操作、极为精确的精准性和完美的骨骼匹配，使患者获得个性化的术前设计和优良的手术效果。精确性可达到1度以内以及亚毫米级，可完美重现手术设计结果，产生“所想即所得”的效果，从而避免人为失误，延长假体使用寿命。张海宁教授领先开展的MAKO机器人全膝关节置换术，提升了山东省关节修复重建领域的整体实力，也拉开了智能精准关节重建的序幕。MAKO膝关节置换机器人张海宁教授利用MAKO机器人精准完成全膝关节置换术

全膝关节置换术是目前国际公认的治疗膝关节退变或炎性疼痛的最佳手段，如骨性关节炎、类风湿性关节炎等。但传统手术切口长约20-30cm，且对股四头肌等肌肉肌腱组织造成较大损伤，因此术后疼痛较重，恢复慢，近、远期并发症如失血、粘连、膝关节活动度降低等的发生率较高，增加患者的恐惧，降低了满意度。利用微创方式进行关节置换是指对重要结构如肌肉、肌腱的损伤降至最低，并且切口长度可降至6-12cm，因此术后疼痛轻、恢复快、并发症少、满意度高。新时代对于微创技术的需求和要求进一步提高，为此，张海宁教授结合以往采用的2种微创入路的优势，独创“SMOC”入路，使得可以最大限度保护伸膝装置的完整性，完好保护股内斜肌、股四头肌腱等重要的肌肉、肌腱、软组织，利用传统手术器械，在“卡片”大小切口内完成全膝关节置换术，术后肌肉力量和关节活动度的康复进一步加速，这种独特的方法使微创技术再获新高，达到“艺术”境界。数年来，通过与国际、国内学者的学术交流，此术式已获得同行学者的广泛认可。

日前，我院关节外科在微创关节外科领域再次突破，创造了国内利用最小切口进行人工全膝关节置换术的纪录，该切口竟然可以小于普通就诊卡片的长度。11月24日，关节外科病区主任张海宁教授利用常规手术器械，在仅为6.8cm的手术切口内，对一位65岁老年女性膝关节骨性关节炎患者实施了人工全膝关节置换术。该患者体重指数（BMI）达27.1，属肥胖体型。据介绍，对此类较重膝关节畸形患者进行微创手术对技术要求较高，该手术采用改良股肌下入路完成，对伸膝装置和股四头肌均无损伤，在所有手术入路里对膝关节的干扰最小，因此患者可在术后12小时内恢复股四头肌肌力，并开始康复训练，获得了快速康复的效果。经广泛文献检索，目前国内尚无在此切口长度内完成膝关节置换手术的相关报道。

人体的膝关节主要有3个间室，可以理解为一个房子的3个房间，即内侧间室、外侧间室和髌股间室，大部分膝关节由于退变所导致的疼痛症状是位于内侧间室，也就是膝关节的内侧，对于轻中度内翻畸形的病人，其身体负重很大一部分是通过内侧间室传导，因此导致了内侧间室软骨的磨损，以及骨质增生，也就是骨赘（俗称“骨刺”）。尽管人工全膝关节置换术是治疗膝关节退行性改变和疼痛的“金标准”，但对于部分患者而言，他们的膝关节外侧间室和髌股间室的软骨相对正常，所以，对于症状局限在膝内侧的患者，微创单髁置换术是一个绝佳的选择。首先，和全膝关节置换术相比，微创单髁置换术保留了相对正常的外侧和髌股间室，仅对有问题的内侧间室的软骨进行处理，表面置换。这样既解决了内侧间室的症状，还保留了大部分正常的膝关节。即使多年以后假如内侧假体出现松动，需要进行全膝关节置换术，由于骨量和韧带得到了很好的保留，也不会影响全膝置换的效果。其次，单髁置换术恢复要大大快于全膝置换，因为单髁置换术保留了膝关节的几乎所有韧带结构，所以术后膝关节的活动度、肌肉力量以及空间位置感觉等和术前是一样的。而且患者术后的疼痛远小于全膝关节置换术，恢复也很迅速，大部分患者术后当天可以行走，2-4天可以出院，2-3周可恢复如常。再次，由于单髁置换术可以微创操作，其切口长度小于全膝关节置换，大多可在5-10cm之内完成，而且股四头肌腱和股内侧肌等结构也基本不会损伤，这也是术后患者感觉优良的原因之一。根据国际循证医学数据，采用牛津活动平台单髁置换术后，15年的成功率在94%左右，20年成功率可达到91%左右。同样道理，如果膝外翻畸形的病人，症状主要在膝关节外侧间室，也是适合做单髁置换术的。但是，如果患者的其他间室也存在较重的退变，如疼痛和骨赘形成、间隙狭窄等，或者韧带结构有损伤如交叉韧带断裂，是不适合单髁置换的，此时建议采用全膝关节置换术，由于目前全膝关节表面置换术也可以小切口并且在不损伤肌肉组织技术下微创进行，所以也可获得快速康复的效果。下图是单髁置换术与全膝关节置换术的区别。本文为张海宁医生原创，引用请注明出处。

2021年3月6日，国内首例自主研发的全手术流程覆盖关节机器人辅助全髋关节置换术由张海宁教授操刀，在青岛大学附属医院圆满完成。本次手术的顺利实施标志着我国的手术机器人技术在关节外科领域已经达到国际水平。张海宁教授领衔的青大附院关节外科团队是国内最早开展手术机器人研发与临床应用的团队之一，其所在科室也是国家临床重点专科青大附院骨科医院的优势学科之一，开展了诸多达到国内外领先水平的新技术新项目，均取得了优异的临床效果，关节置换手术数量和质量均位居省内第一、国内前列水平。近年来，由张海宁教授带领的智慧关节外科团队一直致力于推动人工关节置换手术向微创化、智能化和精准化的方向发展，已陆续使用包括MAKO在内的数种国内外不同品牌型号的骨科手术机器人开展了髋膝关节置换手术，本次使用的TRex骨科手术机器人完全是由青岛大学附属医院关节外科团队和国内顶尖工程师、数据师团队医工结合、独立自主研发的具有完整知识产权的新型医疗设备，可以在手术全部操作流程中辅助医生完成全髋关节置换，这一成果也是青大附院关节外科团队又一次具有里程碑意义的尝试与突破。本次手术使用的是由青大附院与上海龙慧医疗科技有限公司医工结合、历时5年研制的TRex-RS型第二代关节手术机器人，是国内独立研发的具有完整自主知识产权的智能化手术设备，已获得我国知识产权局授权的发明专利8项，实用新型及外观专利6项，并多次得到经信委人工智能认定与立项。与现有的进口机器人和目前所有在研国产机器人不同，本次使用的TRex-RS型第二代关节手术机器人在不变换机位的情况下，可用机械臂完成包括股骨颈截骨、股骨髓腔开口、近端锉与远端锉打入、股骨假体柄打入、髋臼磨锉与臼杯假体植入、复位后验证等8个全部手术流程，而目前其他机器人系统仅完成髋臼侧制备和复位后验证等3个步骤。并且，TRex-RS机器人在实时3D瞄准动态跟踪技术、智能化骨注册、人机工程学设计、电磁兼容性和数据链技术方面，也有许多革新性技术。术中系统显示该注册结果可支持机器人的操作精度被控制在亚毫米范围内，术后结果也完美重现了术前规划结果。 该例具有划时代意义的手术相继被解放日报、潇湘晨报、学习强国山东平台、青岛日报、半岛都市报、今日头条、青岛电台以及抖音等媒体、自媒体进行报道。

2020年12月12日上午11:00，在明亮宽敞的青岛大学附属医院崂山院区手术室里响起了热烈掌声，从机械臂注册到假体安放，仅仅用时27分钟，张海宁教授就利用国产原研膝关节置换机器人便完成了山东省首例机器人关节置换术。从利用新一代内轴膝EVOLUTION角度而言，该病例也是全球首例机器人辅助下新一代内轴膝关节置换术。当前，为打破美国独有的关节置换机器人MAKO的全球垄断，国内外医疗企业开发关节机器人的战略布局如火如荼，但是机器人辅助关节置换术在山东省仍属空白。与骨科其他亚专业机器人不同，关节置换智能机器人拥有多关节机械臂，利用灵活机械臂的限位操作，可获得与术前计划精准匹配的假体位置，产生“所想即所得”的效果，从而避免人为失误，延长假体使用寿命。对于患者而言，获得良好的假体使用远期效果才是追求的最终目标，因此，机器人手术可获得极大价值。该病例的术后下肢力线与术前设计完全一致，术中各部位的截骨量经测量，与术前计算机规划误差精度仅0-0.5mm，这是人力难以完成的精度，也进一步验证了机器人手术的精准度。该患者术后当日可下地站立，部分负重行走，也提高了手术满意度。此例机器人全膝关节置换术的开展，实现了山东省机器人关节手术零的突破，也开启了省内关节置换术的机器人时代。张海宁教授利用国产原研膝关节机器人完成全球首例机器人辅助EVOLUTION内轴膝置换术。

人工全髋关节置换术是20世纪所发明的最伟大的手术之一，是解决髋关节终末期疾病如股骨头坏死、类风湿性关节炎、骨关节炎等疾病的金标准，获得了极大的成功。然而，手术效果的关键因素是医师的手术技术，人为的失误和不足造成了假体安放位置的不准确，会导致假体使用寿命缩短、下肢不等长、假体早期松动、脱位、骨折等并发症。因此，提高假体安装的精确性和准确度，对于医生和患者均是极为重要的成功保证。任何经验再丰富的“大师”，也无法保证其做的所有手术均获得完美的良好结果，人为失误对于任何人而言是无法绝对避免的，对于经验丰富的医生来说，机器人是“锦上添花”的关键助手。而对于手术经验不足的“新手”而言，关节机器人的出现无疑更是“雪中送炭”的关键导师。与机械加工等领域的“机器人”不同，关节机器人是辅助主刀医师的得力助手，手术操作仍由医生完成。患者术前的关节CT数据被录入机器人的人工智能系统，由手术医师和工程师判断人工智能规划的术前计划。手术当中实时的“人-机交互”可完美的执行术前计划，有效避免人为失误，并且可在术中自由调整手术计划，在术中完全由医生来确定手术步骤，可确保手术的安全性和精准度。美国MAKO髋关节置换机器人是目前国际通用的主流关节机器人，在14年内已在全球28个国家装机超过1000台，完成关节置换术超过35万台次，申请了超过1000项专利，发表了超过150篇文章支持其优良效果，全球有超过3000名医师获得了应用认证。张海宁教授是山东省目前仅有的2名获得MAKO使用认证的骨科医师之一。青岛大学附属医院骨科是目前山东省唯一装机MAKO关节机器人的医疗机构，利用该关节机器人，髋关节假体的安装精准度可提高44%，可完美实现手术前规划的效果，应用的所有患者均效果优良，满意度100%。张海宁医生原创，请保护知识原创性，转载请注明出处。张海宁教授使用山东省唯一的MAKO机器人精准完成全髋关节置换术。

导致膝关节疼痛的原因非常多，如损伤、退变、炎症等，正确的诊断对于治疗效果是至关重要的，因此建议首先到正规医疗机构诊治。膝关节退行性变，即骨性关节炎等疾病导致的疼痛，是中老年患者常见且发病率较高的疾患。由于关节内软骨等组织的退变而产生骨赘形成、积液、畸形、功能障碍等，严重影响生活质量，选择合理的生活方式、习惯及药物治疗，对延缓病变发展、减轻症状是非常重要的。以下建议有医学文献、研究或指南支持，请合理选择，自行掌握：1. 关于运动量及运动方式： 理论上讲，减轻膝关节的负荷，尤其是垂直负荷和旋转负荷，可减轻膝关节的退变速度和程度，但适当的负荷对于软骨组织也是有益的，而且老年人适当的运动对于心肺功能及其他脏器是有利的。所以如何掌握适度的运动非常重要。受累关节应避免过度负荷，膝关节应避免长久站立、跪位和蹲位。尤其减少反复蹲下站起、登山、上下楼梯等运动，必要时利用手杖、步行器等协助活动。部分运动方式如游泳、阻力不大的固定自行车、太极拳等，可以促进肌肉的协调运动和肌力的增强，对于延缓退变、减轻疼痛等症状是有利的。2. 肥胖患者应减轻体重。3. 应注意加强关节周围肌肉的力量性锻炼，例如直腿抬高等股四头肌肌力训练。设计锻炼项目以维持关节活动范围。4. 膝关节内有积液，有因滑膜炎导致的症状时，不建议过度理疗，如发热仪器过度照射、烤电、热疗、电刺激治疗等。5. 不建议使用手法过重的推拿按摩。6. 不建议膝关节周围反复针灸、拔罐等刺激治疗。7. 不建议使用成分不明、药效不清的药物如外用复合中成药等。8. 建议适度的有氧运动，老年患者可适当散步、慢跑（根据心脑血管功能适度选择）、广场舞、太极拳等。9. 根据自身症状波动适当增减运动量，如膝关节疼痛加重，则需减少甚至停止运动。10. 必要时可佩戴护膝。11. 老年人应注意防止跌倒，必要时使用拐杖等辅助行走。适当补充活性维生素D3和钙剂。12. 不建议对膝关节进行灌洗治疗，如生理盐水灌洗等。13. 不建议长期使用所谓“保护软骨的保健品”进行治疗，因许多药物或保健品长期应用会导致严重的胃肠道、心脑血管疾病风险，所以应听从医生建议合理用药。14. 对膝关节疼痛而言，目前有许多微创治疗手段，适合于不同年龄、疾病严重程度的膝关节，建议到正规医疗机构咨询医生，切勿盲目轻信非正规医院、诊所、和夸大疗效的错误网络宣传。15. 膝关节疾病不建议自行网上诊断和治疗，建议听从正规医疗机构医生诊治。16. 戒烟、勿过量饮酒。尊重原创，转载请注明出处。本文系张海宁医生授权好大夫在线（www.haodf.com）发布，未经授权请勿转载。