全膝关节置换应用智能辅助手术导航系统治疗膝骨关节炎

doi:10.3877/cma.j.issn.1674-134X.2024.03.007

目的

研究膝骨关节炎患者智能辅助手术导航系统（iASSIST）辅助人工全膝关节置换（TKA）术治疗后膝关节功能、膝关节活动度及步态参数的改善情况。

方法

回顾性选取石家庄市第三医院2020年5月至2022年5月收治的90例保守治疗无效、符合TKA术适应证的膝关节骨关节炎患者，排除肝肾功能异常、关节置换史及不能耐受手术者等。采用随机数字表法分为观察组和对照组，每组45例，观察组患者采取iASSIST导航系统进行治疗，对照组患者采取常规手术治疗。采用独立样本t检验分析两组患者的围手术期指标、膝关节功能恢复、关节活动情况以及步态之间的差异。

结果

观察组患者的手术时间、术中引流量显著高于对照组，住院时间短于对照组（t=34.957、21.372，均为P<0.05）。治疗后，两组患者的西安大略与麦克马斯特大学(WOMAC)骨关节炎评分均显著下降，且观察组治疗后1、2、3、4周患者的WOMAC评分显著低于对照组（F=19.934，P<0.05）。两组患者的髋关节最大后伸角度、支撑相膝关节最大伸膝角度、膝关节最大屈曲角度均有改善，且观察组患者改善角度高于对照组（t=26.199、5.421、21.449，均为P<0.05）。两组患者的步长不对称性、单腿支撑时间不对称性显著下降；且观察组患者的数据低于对照组（t=27.000、10.138，均为P<0.05）。

结论

膝骨关节炎患者iASSIST-TKA术治疗后，患者的膝关节功能、膝关节活动度以及步态得到显著提升，建议临床推广。

关键词: 骨关节炎, 膝, 手术导航系统, 关节成形术，置换，膝

Objective

To investigate the improvement of knee function, knee range of motion and gait parameters in patients with knee osteoarthritis after intelligent assisted surgical navigation system(iASSIST)-total knee arthroplasty (TKA).

Methods

Ninety patients with knee osteoarthritis in the Third Hospital of Shijiazhuang City from May 2020 to May 2022 who did not respond to conservative treatment and met the indications for TKA surgery, were selected. Those who were with abnormal renal-hepatic functions, joint replacement history and couldnot tolerate surgery were excluded. The patients were randomly divided into an observation group and a control group, with 45 cases in each group. The observation group underwent treatment using the iASSIST navigation system, while the control group received conventional surgical treatment. Independent sample t test were performed to analyze differences between the two groups in perioperative indicators, recovery of knee function, joint mobility, and gait.

Results

The operation time and intraoperative drainage volume of the observation group were significantly higher than those of the control group, and the length of hospital stay was shorter than that of the control group (t=34.957, 21.372, both P<0.05). After treatment, the Western Ontario and McMaster Universities (WOMAC) osteoarthritis scores of patients in the two groups significantly decreased, and WOMAC scores of patients in one, two, three, and four weeks after treatment were significantly lower than those of the control group (F=19.934, P<0.05). The maximum hip extension angle, the maximum knee extension angle at stance phase and the maximum knee flexion angle of patients in the two groups were significantly improved, and the data in observation group were significantly higher than those in control group (t=26.199, 5.421, 21.449, all P<0.05). The asymmetry of step length and one-leg stance time in two groups significantly decreased, and the data in the observation group were significantly lower than those in the control group (t=27.000, 10.138, both P<0.05).

Conclusion

After iASSIST-TKA for patients with knee osteoarthritis, knee function, knee range of motion and gait of patients have been significantly improved, which is recommended for clinical promotion.

Key words: Osteoarthritis, Knee, Surgical navigation systems, Arthroplasty, replacement, knee

表1 两组患者的人口学以及临床资料比较

Table 1 Comparison of demographic and clinical data between the two groups

组别 Groups	例数 Number of cases	性别（男/女） Gender(male/female)	年龄［岁,（）］ Age(year)	身体质量指数［kg/m²,（）］ Body mass index	部位（左/右） Side(left/right)	膝关节炎程度（轻/重） Knee osteoarthritis(severe/mild)
观察组Observation group	45	23/22	47.0±3.4	24.5±2.0	15/30	25/20
对照组Control group	45	26/19	46.8±3.3	24.6±2.2	19/26	27/18
统计值 Statistical value		χ²=0.403	t=0.311	t=0.200	χ²=0.756	χ²=0.182
P值		>0.05	>0.05	>0.05	>0.05	>0.05

表1 两组患者的人口学以及临床资料比较

Table 1 Comparison of demographic and clinical data between the two groups

组别 Groups	例数 Number of cases	性别（男/女） Gender(male/female)	年龄［岁,（）］ Age(year)	身体质量指数［kg/m²,（）］ Body mass index	部位（左/右） Side(left/right)	膝关节炎程度（轻/重） Knee osteoarthritis(severe/mild)
观察组Observation group	45	23/22	47.0±3.4	24.5±2.0	15/30	25/20
对照组Control group	45	26/19	46.8±3.3	24.6±2.2	19/26	27/18
统计值 Statistical value		χ²=0.403	t=0.311	t=0.200	χ²=0.756	χ²=0.182
P值		>0.05	>0.05	>0.05	>0.05	>0.05

表2 两组患者的围手术期指标比较（

）

Table 2 Comparison of perioperative indicators between the two groups

组别 Groups	例数 Number of cases	手术时间（min） Operation time	术中引流量（ml） Drainage volume	住院时间（d） Length of hospital stay
观察组 Observation group	45	65.7±2.6	39.9±2.9	5.3±3.8
对照组 Control group	45	45.4±2.9	25.0±3.7	8.0±2.8
t值		34.957	21.372	3.736
P值		<0.001	<0.001	<0.001

表2 两组患者的围手术期指标比较（

）

Table 2 Comparison of perioperative indicators between the two groups

组别 Groups	例数 Number of cases	手术时间（min） Operation time	术中引流量（ml） Drainage volume	住院时间（d） Length of hospital stay
观察组 Observation group	45	65.7±2.6	39.9±2.9	5.3±3.8
对照组 Control group	45	45.4±2.9	25.0±3.7	8.0±2.8
t值		34.957	21.372	3.736
P值		<0.001	<0.001	<0.001

表3 两组患者的膝关节功能恢复情况比较（

）

Table 3 Comparison of knee joint function recovery between the two groups

组别 Groups	例数 Number of cases	治疗前 Before treatment	治疗1周 One week after treatment	治疗2周 Two weeks after treatment	治疗3周 Three weeks after treatment	治疗4周 Four weeks after treatment
观察组 Observation group	45	89.0±3.7	70.1±3.7	55.5±3.0	46.2±2.0	35.8±1.8
对照组 Control group	45	89.1±3.1	75.7±2.5	60.9±1.5	55.0±3.0	40.4±1.7
F值		组间效应：19.934，时间效应：24.934，交互效应：10.923
P值		均为 <0.001

表3 两组患者的膝关节功能恢复情况比较（

）

Table 3 Comparison of knee joint function recovery between the two groups

组别 Groups	例数 Number of cases	治疗前 Before treatment	治疗1周 One week after treatment	治疗2周 Two weeks after treatment	治疗3周 Three weeks after treatment	治疗4周 Four weeks after treatment
观察组 Observation group	45	89.0±3.7	70.1±3.7	55.5±3.0	46.2±2.0	35.8±1.8
对照组 Control group	45	89.1±3.1	75.7±2.5	60.9±1.5	55.0±3.0	40.4±1.7
F值		组间效应：19.934，时间效应：24.934，交互效应：10.923
P值		均为 <0.001

表4 两组患者的关节活动情况比较［°，（

）］

Table 4 Comparison of joint movements between the two groups

组别 Groups	例数 Number of cases	髋关节最大后伸角度 Maximum hip extension angle		髋关节最大屈曲角度 Maximum hip flexion angle		支撑相踝关节最大背伸角度 Maximum ankle dorsal extension angle at stance phase
组别 Groups	例数 Number of cases	治疗前 Before treatment	治疗后 After treatment	治疗前 Before treatment	治疗后 After treatment	治疗前 Before treatment	治疗后 After treatment
观察组 Observation group	45	2.02±0.18	4.44±0.18	25.07±1.11	25.62±1.16	8.14±0.95	8.68±0.77
对照组 Control group	45	2.09±0.27	3.14±0.28	25.11±1.15	25.09±1.29	8.17±0.87	8.65±0.99
t值		1.447	26.199	0.168	0.271	0.156	0.160
P值		>0.05	<0.001	>0.05	>0.05	>0.05	>0.05
组别 Groups	例数 Number of cases	支撑相膝关节最大伸膝角度 Maximum knee extension angle at stance phase		膝关节最大屈曲角度 Maximum knee flexion angle		-	-
组别 Groups	例数 Number of cases	治疗前 Before treatment	治疗后 After treatment	治疗前 Before treatment	治疗后 After treatment	-	-
观察组 Observation group	45	4.17±0.58	6.52±0.51	33.94±0.55	37.91±0.55	-	-
对照组 Control group	45	4.22±0.63	5.62±0.99	33.95±0.47	35.26±0.62	-	-
t值		0.392	5.421	0.093	21.449	-	-
P值		>0.05	<0.001	>0.05	<0.001	-	-

表4 两组患者的关节活动情况比较［°，（

）］

Table 4 Comparison of joint movements between the two groups

组别 Groups	例数 Number of cases	髋关节最大后伸角度 Maximum hip extension angle		髋关节最大屈曲角度 Maximum hip flexion angle		支撑相踝关节最大背伸角度 Maximum ankle dorsal extension angle at stance phase
组别 Groups	例数 Number of cases	治疗前 Before treatment	治疗后 After treatment	治疗前 Before treatment	治疗后 After treatment	治疗前 Before treatment	治疗后 After treatment
观察组 Observation group	45	2.02±0.18	4.44±0.18	25.07±1.11	25.62±1.16	8.14±0.95	8.68±0.77
对照组 Control group	45	2.09±0.27	3.14±0.28	25.11±1.15	25.09±1.29	8.17±0.87	8.65±0.99
t值		1.447	26.199	0.168	0.271	0.156	0.160
P值		>0.05	<0.001	>0.05	>0.05	>0.05	>0.05
组别 Groups	例数 Number of cases	支撑相膝关节最大伸膝角度 Maximum knee extension angle at stance phase		膝关节最大屈曲角度 Maximum knee flexion angle		-	-
组别 Groups	例数 Number of cases	治疗前 Before treatment	治疗后 After treatment	治疗前 Before treatment	治疗后 After treatment	-	-
观察组 Observation group	45	4.17±0.58	6.52±0.51	33.94±0.55	37.91±0.55	-	-
对照组 Control group	45	4.22±0.63	5.62±0.99	33.95±0.47	35.26±0.62	-	-
t值		0.392	5.421	0.093	21.449	-	-
P值		>0.05	<0.001	>0.05	<0.001	-	-

表5 两组患者的步态分析

Table 5 Gait analysis of patients in the two groups

组别 Groups	例数 Number of cases	步行速度（m/s） Walking speed		步长不对称性 Asymmetry of step length		单腿支撑时间不对称性 Asymmetry of one-leg stance time
组别 Groups	例数 Number of cases	治疗前 Before treatment	治疗后 After treatment	治疗前 Before treatment	治疗后 After treatment	治疗前 Before treatment	治疗后 After treatment
观察组 Observation group	45	0.330±0.090	0.350±0.030	0.220±0.080	0.030±0.010	0.330±0.080	0.140±0.050
对照组 Control group	45	0.350±0.040	0. 360±0.010	0.230±0.090	0.120±0.020	0.350±0.050	0.270±0.070
t值		1.362	2.121	0.557	27.000	1.422	10.138
P值		>0.05	0.037	>0.05	<0.001	>0.05	<0.001

表5 两组患者的步态分析

Table 5 Gait analysis of patients in the two groups

组别 Groups	例数 Number of cases	步行速度（m/s） Walking speed		步长不对称性 Asymmetry of step length		单腿支撑时间不对称性 Asymmetry of one-leg stance time
组别 Groups	例数 Number of cases	治疗前 Before treatment	治疗后 After treatment	治疗前 Before treatment	治疗后 After treatment	治疗前 Before treatment	治疗后 After treatment
观察组 Observation group	45	0.330±0.090	0.350±0.030	0.220±0.080	0.030±0.010	0.330±0.080	0.140±0.050
对照组 Control group	45	0.350±0.040	0. 360±0.010	0.230±0.090	0.120±0.020	0.350±0.050	0.270±0.070
t值		1.362	2.121	0.557	27.000	1.422	10.138
P值		>0.05	0.037	>0.05	<0.001	>0.05	<0.001

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