Главная → Архив → 2025 год, выпуск №1 → Использование современных роботизированных систем в эндопротезировании коленного сустава

Использование современных роботизированных систем в эндопротезировании коленного сустава

И.М.-Х. Гайрабеков1 *, С.В. Каграманов1, О.А. Алексанян1, Н.В. Загородний1,2, М.Р. Хажкасимов1
________________________________________________________________________________________________________

1 Национальный медицинский исследовательский центр травматологии и ортопедии имени
Н.Н. Приорова, Москва, Российская Федерация
2 Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы, Москва, Российская Федерация
________________________________________________________________________________________________________

Актуальность. В последние годы роботизированное эндопротезирование коленного сустава приобретает всё большую актуальность благодаря своему потенциалу в улучшении клинических исходов и снижении рисков осложнений. Внедрение роботизированных систем (РС) в хирургическую практику позволило повысить точность установки имплантатов, что имеет ключевое значение для восстановления нормальной функции сустава.

Цель. Провести анализ использования современных РС в эндопротезировании коленного сустава (ЭКС) на основе имеющихся литературных источников.

Материалы и методы. В процессе исследования был осуществлён поиск в базах данных MEDLINE, CyberLeninka, Mendeley, Web of Science и EMBASE с целью включения в анализ клинических исследований, обзорных статей и мета-анализов, затрагивающих темы тотального ЭКС как традиционными, так и роботизированными методами у людей. РС предоставляют хирургам поддержку при выполнении костных опилов и обеспечивают постоянную обратную связь во время операции, что позволяет достичь оптимальной кинематики сустава и баланса мягких тканей. Точные данные о положении и движении инструментов минимизируют риск неправильной установки имплантатов, т. е. мальпозиции, что является одной из частых причин повторных операций. Различные РС, такие как Cuvis Joint™ и МАКО и др. предлагают уникальные преимущества и функциональные возможности, каждая из которых имеет свои особенности применения и ограничения.

Заключение. Внедрение роботизированных технологий в ЭКС представляет собой значительный прогресс в ортопедической хирургии. Дальнейшие исследования и накопление клинического опыта помогут оптимизировать применение этих систем, что, вероятно, приведет к улучшению долгосрочных результатов лечения пациентов.

Ключевые слова: коленный сустав; роботизированное эндопротезирование коленного сустава; имплантаты; ранний послеоперационный период.

Список литературы

  1. Lychagin AV, Gritsyuk AA, Rukin YaA, et al. Clinical evaluation and accuracy of mechanical axis alignment in robotic total knee arthroplasty. Genij Ortopedii. 2023;29(5):487–494. (In Russ.) doi: 18019/1028-4427-2023-29-5-487-494
  2. Kienzle TC 3rd, Stulberg SD, Peshkin M, et al. A Computer–Assisted Total Knee Replacement Surgical System Using a Calibrated Robot. IEEE Engineering in Medicine and Biology. 1995;14(3):301–306.
  3. Van Ham G, Denis K, Vander Sloten J, et al. Machining and Accuracy Studies for a Tibial Knee Implant Using a Force-Controlled Robot. Comput Aided Surg. 1998;3(3):123–133. doi: 3109/10929089809149840
  4. Martelli M, Marcacci M, Nofrini L, et al. Computer- and Robot-Assisted Total Knee Replacement: Ana-lysis of a New Surgical Procedure. Ann Biomed Eng. 2000;28:1146–1153. doi: 1114/1.1313774
  5. Glozman D, Shoham M, Fischer A. A Surface-Matching Technique for Robot-Assisted Registration. Comput Aided Surg. 2001;6(5):259–269. doi: 3109/10929080109146091
  6. Gerasenkova AD, Orletskiy AK, Shumskiy AA, et al. Early results of primary robot-assisted knee endoprosthetics using the STRYKER MAKO system. Modern Problems of Science and Education. 2024;(2):13. Available at: https://science-education.ru/ru/article/view?id=33312. Accessed: 2024 November 30. doi: 17513/spno.33312
  7. Chandrashekar P, Babu KA, Nagaraja HS, et al. Intra-operative safety of an autonomous robotic system for total knee replacement: a review of 500 cases in India. Indian J Orthop. 2023;57(11):1800–1808. doi: 1007/s43465-023-00970-y
  8. Vermue H, Batailler C, Monk P, et al. The evolution of robotic systems for total knee arthroplasty, each system must be assessed for its own value: a systematic review of clinical evidence and meta-analysis. Arch Orthop Trauma Surg. 2023;143(6):3369–81. doi: 1007/s00402-022-04632-w
  9. Netravali NA, Shen F, Park Y, et al. A Perspective on Robotic Assistance for Knee Arthroplasty. Adv Orthop. 2013;2013:970703. doi: 1155/2013/970703
  10. Matsen FA 3rd, Garbini JL, Sidles JA, et al. Robotic assistance in orthopaedic surgery: a proof of principle using distal femoral arthroplasty. Clin Orthop Relat Res. 1993;(296):178–186.
  11. Fadda M, Marcacci M, Toksvig–Larsen S, et al. Improving accuracy of bone resections using robotics tool holder and a high speed milling cutting tool. J Med Eng Technol. 1998;22(6):280–284. doi: 3109/03091909809010012
  12. Norton J, Sambandam S, Mounasamy V, et al. Robotic arm-assisted versus conventional total knee arthroplasty: comparing complications, costs, and postoperative opioid use in propensity-matched cohorts. Eur J Orthop Surg Traumatol. 2024;34(8):3917–3929. doi: 1007/s00590-024-04077-4
  13. Wolf A., Jaramaz B., Lisien B., et al. MBARS: mini bone-attached robotic system for joint arthroplasty. Int J Med Robot. 2005;1(2):101–121. doi: 1002/rcs.20
  14. Song S, Mor A, Jaramaz B. HyBAR: hybrid bone-attached robot for joint arthroplasty. Int J Med Robot. 2009;5(2):223–231. doi: 1002/rcs.254
  15. Kayani B, Konan S, Tahmassebi J, et al. Robotic-arm assisted total knee arthroplasty is associated with improved early functional recovery and reduced time to hospital discharge compared with conventional jig-based total knee arthroplasty: a prospective cohort study. Bone Joint J. 2018;100-B(7):930–937. doi: 1302/0301-620x.100b7.bjj-2017-1449.r1
  16. Savov P, Tuecking L-R, Windhagen H, et al. Imageless robotic handpiece-assisted total knee arthroplasty: a learning curve analysis of surgical time and alignment accuracy. Arch Orthop Trauma Surg. 2021;141(12):2119–2128. doi: 1007/s00402-021-04036-2
  17. Held MB, Grosso MJ, Gazgalis A, et al. Improved Compartment Balancing Using a Robot-Assisted Total Knee Arthroplasty. Arthroplast Today. 2021;7:130–134. doi: 1016/j.artd.2020.12.022
  18. Khlopas A, Sodhi N, Hozack WJ, et al. Patient-Reported Functional and Satisfaction Outcomes after Robotic-Arm-Assisted Total Knee Arthroplasty: Early Results of a Prospective Multicenter Investigation. J Knee Surg. 2020;33(7):685–690. doi: 1055/s-0039-1684014
  19. Vanlommel L, Neven E, Anderson MB, et al. The initial learning curve for the ROSA® knee system can be achieved in 6–11 cases for operative time and has similar 90-day complication rates with improved implant alignment compared to manual instrumentation in total knee arthroplasty. J Exp Orthop. 2021;8(1):119. doi: 1186/s40634-021-00438-8
  20. Blum CL, Lepkowsky E, Hussein A, et al. Patient expectations and satisfaction in robotic-assisted total knee arthroplasty: a prospective two-year outcome study. Arch Orthop Trauma Surg. 2021;141(12):2155–2164. doi: 1007/s00402-021-04067-9
  21. Keggi JM, Wakelin EA, Koenig JA, et al. Impact of intra-operative predictive ligament balance on postoperative balance and patient outcome in TKA: a prospective multicenter study. Arch Orthop Trauma Surg. 2021;141(12):2165–2174. doi: 1007/s00402-021-04043-3
  22. Marchand RC, Sodhi N, Anis HK, et al. One-Year Patient Outcomes for Robotic-Arm-Assisted Versus Manual Total Knee Arthroplasty. J Knee Surg. 2019;32(11):1063–1068. doi: 1055/s-0039-1683977
  23. Alrajeb R, Zarti M, Shuia Z, et al. Robotic-assisted versus conventional total knee arthroplasty: a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. Eur J Orthop Surg Traumatol. 2024;34(3):1333–1343. doi: 1007/s00590-023-03798-2
  24. Chang JS, Kayani B, Wallace C, et al. Functional alignment achieves soft-tissue balance in total knee arthroplasty as measured with quantitative sensor-guided technology. Bone Joint J. 2021;103-B(3):507–514. doi: 1302/0301-620x.103b.bjj-2020-0940.r1
  25. Lee G–C, Wakelin E, Randall A, et al. Can a robot help a surgeon to predict a good total knee arthroplasty? Bone Joint J. 2021;103-B(6 Suppl A):67–73. doi: 1302/0301-620x.103b6.bjj-2020-2305.r1
  26. Kayani B, Konan S, Huq SS, et al. Robotic-arm assisted total knee arthroplasty has a learning curve of seven cases for integration into the surgical workflow but no learning curve effect for accuracy of implant positioning. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2019;27(4):1132–1141. doi: 1007/s00167-018-5138-5
  27. Smith AF, Eccles CJ, Bhimani SJ, et al. Improved patient satisfaction following robotic-assisted total knee arthroplasty. J Knee Surg. 2021;34(7):730–738. doi: 1055/s-0039-1700837
  28. Naziri Q, Cusson BC, Chaudhri M, et al. Making the transition from traditional to robotic-arm assisted TKA: What to expect? A single-surgeon comparative-analysis of the first-40 consecutive cases. J Orthop. 2019;16(4):364–368. doi: 1016/j.jor.2019.03.010
  29. Young SW, Zeng N, Tay ML, et al. A prospective randomised controlled trial of mechanical axis with soft tissue release balancing vs functional alignment with bony resection balancing in total knee replacement — a study using Stryker Mako robotic arm-assisted technology. 2022;23(1):580. doi: 10.1186/s13063-022-06494-4
  30. Mitchell J, Wang J, Bukowski B, et al. Relative Clinical Outcomes Comparing Manual and Robotic-Assisted Total Knee Arthroplasty at Minimum 1-Year Follow-up. HSS J. 2021;17(3):267–273. doi: 1177/15563316211028568
  31. Banerjee S, Cherian JJ, Elmallah RK, et al. Robo-tic-assisted knee arthroplasty. Expert Rev Med Devices. 2015;12(6):727–735. doi: 1586/17434440.2015.1086264
  32. Burgio C, Bosco F, Rovere G, et al. Early and delayed periprosthetic joint infection in robot-assisted total knee arthroplasty: a multicenter study. Eur J Orthop Surg Traumatol. 2024;34(6):3155–3162. doi: 1007/s00590-024-04043-0
  33. Bell C, Grau L, Orozco F, et al. The successful implementation of the Navio robotic technology required 29 cases. J Robot Surg. 2022;16(3):495–499. doi: 1007/s11701-021-01254-z
  34. Fu X, She Y, Jin G, et al. Comparison of robotic-assisted total knee arthroplasty: an updated systematic review and meta-analysis. J Robot Surg. 2024;18(1):292. doi: 1007/s11701-024-02045-y
  35. Zhang J, Ndou WS, Ng N, et al. Correction to: Robotic arm assisted total knee arthroplasty is associated with improved accuracy and patient reported outcomes: a systematic review and meta-analysis. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2022;30(8):2696–2697. doi: 1007/s00167-021-06522-x
  36. Ren Y, Cao S, Wu J, et al. Efficacy and reliability of active robotic-assisted total knee arthroplasty compared with conventional total knee arthroplasty: a systematic review and meta-analysis. Postgrad Med J. 2019;95(1121):125–133. doi: 1136/postgradmedj-2018-136190
  37. Ruangsomboon P, Ruangsomboon O, Pornrattanamaneewong C, et al. Clinical and radiological outcomes of robotic-assisted versus conventional total knee arthroplasty: a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. Acta Orthop. 2023;94:60–79. doi: 2340/17453674.2023.9411
  38. Kayani B, Konan S, Ayuob A, et al. Robotic technology in total knee arthroplasty: a systematic review. EFORT Open Rev. 2019;4(10):611–617. doi: 1302/2058-5241.4.190022
  39. Giustra F, Bistolf A, Bosco F, et al. Highly cross-linked polyethylene versus conventional polyethylene in primary total knee arthroplasty: comparable clinical and radiological results at a 10-year follow-up. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2023;31(3):1082–8. doi: 10.1007/s00167-022-07226-6

2025 год, выпуск №1
Научный обзор
Читать статью (pdf) →
DOI: 10.23888/HMJ2025131141-155
Как цитировать:

Гайрабеков И.М.-Х., Каграманов С.В., Алексанян О.А., Загородний Н.В., Хажкасимов М.Р. Использование современных роботизированных систем в эндопротезировании коленного сустава // Наука молодых (Eruditio Juvenium). 2025. Т. 13, № 1. С. 141–155. doi: 10.23888/HMJ2025131141-155  EDN: ZFZZKA
Дополнительная информация:
Источники финансирования. Отсутствуют.
Раскрытие интересов. Авторы заявляют об отсутствии отношений, деятельности и интересов, связанных с третьими лицами (коммерческими и некоммерческими), интересы которых могут быть затронуты содержанием статьи.

Об авторах:
*Гайрабеков Исраил Магомед-Хаджиевич, врач травматолог-ортопед, аспирант; ORCID: 0009-0006-6298-7084; e-mail: israil951998@gmail.com
Каграманов Сергей Владимирович, врач травматолог-ортопед, научный сотрудник, аспирант; eLibrary SPIN: 4670-7747; ORCID: 0000-0002-8434-1915; e-mail: Kagramanov2001@mail.ru
Алексанян Оваким Аргамович, врач травматолог-ортопед, аспирант; eLibrary SPIN: 9780-3598; ORCID: 0000-0002-6909-6624; e-mail: hovakim1992@mail.ru
Загородний Николай Васильевич, д-р мед. наук, профессор, Член-корреспондент РАН, советник директора, заведующий отделением эндопротезирования № 2; заведующий кафедрой травматологии и ортопедии Медицинского института; eLibrary SPIN: 6889-8166; ORCID: 0000-0002-6736-9772; e-mail: zagorodniy51@mail.ru
Хажкасимов Мухамед Ризуанович, врач травматолог-ортопед, аспирант; ORCID: 0009-0002-6262-7549; e-mail: Muhamed040101@mail.ru