Robotyka – nowoczesne kolano

Wszczepienie endoprotezy kolana należy do najczęstszych zabiegów ortopedycznych w Niemczech. Każdego roku około 180 000 pacjentów otrzymuje sztuczny staw kolanowy, ponieważ bólu, niestabilności lub ograniczeń ruchowych nie da się już opanować pomimo zastosowania metod zachowawczych. Oprócz sprawdzonych technik operacyjnych coraz większego znaczenia nabierają systemy wspomagane przez roboty: umożliwiają one indywidualne dla każdego pacjenta zaplanowanie operacji oraz precyzyjne dopasowanie protezy do konkretnej anatomii pacjenta. Redakcja Leading Medicine Guide rozmawiała z prof. dr. med. Rüdigerem von Eisenhart-Rothe na temat nowoczesnych metod leczenia i ich potencjału.

To, czy sztuczny staw kolanowy jest odpowiednią opcją terapeutyczną, można wiarygodnie ocenić na podstawie połączenia diagnostyki medycznej, oceny funkcjonalnej oraz indywidualnej sytuacji życiowej pacjenta. Decydujące znaczenie ma nie tylko stopień zaawansowania artrozy, ale także wzajemne oddziaływanie dolegliwości, ograniczeń i obiektywnych wyników badań. 

„W kwestii wyboru odpowiedniego momentu na wymianę stawu zawsze na pierwszym planie znajduje się indywidualny poziom cierpienia. Jeśli codzienne czynności, takie jak zakupy czy spacer z psem, nie są już możliwe bez bólu lub można je wykonywać jedynie przy pomocy środków przeciwbólowych, a ponadto występuje zaawansowana, potwierdzona radiologicznie artroza, sztuczny staw uznaje się za sensowną opcję. Wiek odgrywa tu drugorzędną rolę. Pogląd, że trzeba „wytrzymać” do 55. roku życia lub dłużej, uznaje się za przestarzały – ponieważ właśnie te lata, w których chce się być aktywnym, nie powinny być stracone z powodu bólu. Ponadto nie należy zwlekać z obawy: funkcja kolana przed operacją ma bowiem decydujący wpływ na wynik po zabiegu. Jeśli wady postawy, takie jak nasilające się koślawe kolana, uszkadzają więzadła lub występuje coraz większy, wyraźny deficyt wyprostu, standardowa proteza w pewnym momencie przestanie wystarczać i konieczne będą bardziej złożone modele. Również choroby współistniejące, wytrzymałość fizyczna i indywidualne oczekiwania odgrywają rolę, ponieważ proteza powinna nie tylko łagodzić ból, ale także pasować do sytuacji życiowej pacjenta” – wyjaśnia von Eisenhart-Rothe.

Planowanie 3D i wsparcie robotyczne w ostatnich latach ogromnie zmieniły oblicze endoprotezoplastyki kolana. Wsparcie techniczne pozwala chirurgowi na przeprowadzenie operacji dostosowanej indywidualnie do potrzeb pacjenta.

„Kiedyś wszystkie kolana operowano według tego samego schematu: nogę prostowano, a linię stawu ustawiano prostopadle do niej, niezależnie od tego, czy pacjent miał koślawe nogi, krzywe nogi, budowę męską czy żeńską. Dzisiaj wiadomo, że tylko około 15 procent ludzi ma w ogóle takie „kolano z podręcznika”. Większość ma z natury lekkie koślawe kolana, a u mężczyzn często nawet powyżej trzech stopni. Jeśli takie kolano zostanie sztucznie wyprostowane, wiele osób nie czuje się z nim później zbyt dobrze – co między innymi wyjaśnia, dlaczego 15 do 20 procent pacjentów, choć nie ma powikłań, nie odczuwa kolana jako własnego stawu, tzw. „zapomnianego stawu” . Właśnie w tym miejscu wkracza nowoczesna, spersonalizowana endoprotezoplastyka. Dzięki obrazowaniu 3D można dokładnie uchwycić indywidualną anatomię, a robotyka umożliwia wykonanie wszystkich cięć z najwyższą precyzją. W ten sposób sztuczny staw można optymalnie dostosować do naturalnej osi nogi i indywidualnej anatomii. Sam robot nie poprawia automatycznie stanu kolana – tworzy raczej techniczne warunki niezbędne do wdrożenia tej spersonalizowanej filozofii. Istnieją jednak sytuacje, w których nie można zastosować robotyki. Prawie wszystkie systemy są powiązane z określonymi modelami protez, które często nie oferują opcji bezniklowej. Również w przypadku bardzo poważnych deformacji, wymagających protezy sprzężonej, operuje się metodą klasyczną, ponieważ implanty te nie są zintegrowane z systemami wspomaganymi przez roboty i ze względu na sprzężenie są ustawiane w sposób klasycznie mechaniczny” – mówi von Eisenhart-Rothe i dodaje w kwestii alergii na nikiel:

„W kwestii alergii na nikiel i protez kolanowych zderzają się dwa punkty widzenia: w Niemczech temat ten jest częściej brany pod uwagę, podczas gdy wiele innych krajów – w tym Stany Zjednoczone, skąd pochodzi większość systemów robotycznych – praktycznie nie postrzega alergii na nikiel w kontekście implantów jako problemu. Powód: nikiel powoduje przede wszystkim alergie kontaktowe, w których pośredniczą komórki T, czyli reakcje skórne, na przykład wywołane biżuterią modową lub guzikami dżinsów. Zdarza się, że proteza kolana umieszczona głęboko w ciele wywołuje prawdziwą reakcję alergiczną, ale zdarza się to niezwykle rzadko – szacunki wskazują na mniej niż jeden procent przypadków. Mimo to dużą rolę odgrywa czynnik psychiczny. Jeśli ktoś ma wyraźną alergię na nikiel, a później pojawiają się bóle, szybko podejrzewa się protezę – nawet jeśli dolegliwości mają inne przyczyny. Aby uniknąć takich sytuacji, np. niemieccy i szwajcarscy producenci oferują implanty pokryte tytanem lub wolne od niklu, w których nikiel nie ma kontaktu z tkanką. Systemy robotyczne są jednak systemami zamkniętymi, kompatybilnymi wyłącznie z określonymi protezami – zazwyczaj z modelami amerykańskimi, które nie oferują wariantów bezniklowych. Dlatego pacjenci z alergią na nikiel nie zawsze mogą być operowani przy użyciu robotów. Czasami można wspólnie rozważyć ryzyko: wielu pacjentów, mimo alergii, akceptuje standardowy implant, gdy zrozumieją, jak niewielkie jest rzeczywiste ryzyko. Jednak ci, którzy wyraźnie życzą sobie implantu bez niklu, są operowani przy użyciu konwencjonalnej techniki operacyjnej bez robota”.

Podstawą spersonalizowanej endoprotezoplastyki kolana jest nowoczesne obrazowanie 3D. Na podstawie trójwymiarowego obrazu stawu pacjenta lekarz może już przed operacją określić najlepsze położenie protezy w kości w celu rekonstrukcji kolana. Dzięki temu implantację można optymalnie zaplanować i dostosować do indywidualnej anatomii pacjenta.

Operacje rewizyjne należą do najbardziej wymagających zabiegów w endoprotezoplastyce kolana, ponieważ utracono normalne warunki anatomiczne i konieczna jest rekonstrukcja znacznie zmienionego, często wcześniej uszkodzonego podłoża tkankowego i kostnego. Trudno usunięte lub obluzowane implanty pierwotne należy usunąć w sposób oszczędzający tkankę, a w większości przypadków konieczne jest wyrównanie znacznych ubytków kostnych. Również w tym zakresie robotyka może w przyszłości wnieść cenny wkład.

Prof. dr med. Rüdiger von Eisenhart-Rothe komentuje: „Operacje rewizyjne, niezależnie od stosowanej techniki, należą do najbardziej wymagających zabiegów w endoprotezoplastyce kolana. Przede wszystkim należy jednoznacznie wyjaśnić, dlaczego istniejąca proteza powoduje dolegliwości. W pierwszej kolejności należy zawsze wykluczyć infekcję, ponieważ wymaga ona priorytetowego leczenia. Jeśli nie stwierdza się infekcji, należy w szczególności wyjaśnić przyczyny mechaniczne – na przykład obluzowanie protezy, nieprawidłowe ustawienie lub problemy w okolicy rzepki. Dopiero gdy przyczyna bólu zostanie jednoznacznie zidentyfikowana i da się ją faktycznie wyeliminować poprzez wymianę protezy, należy przeprowadzić rewizję. Wymiana bez pewnej diagnozy wiąże się ze znacznie gorszymi szansami na sukces. Zasadniczo robotykę można zastosować również po wcześniejszych operacjach, o ile zachowały się warunki anatomiczne. Jeśli wcześniej wykonywano wyłącznie zabiegi zachowujące staw, takie jak artroskopie lub osteotomie korekcyjne, zazwyczaj nie ma żadnych ograniczeń. Sytuacja staje się bardziej złożona, gdy konieczna jest wymiana już wszczepionej (częściowej) protezy kolana. Wówczas zastosowanie robotyki zależy w znacznym stopniu od dostępnej masy kostnej oraz od istniejącej i wymaganej protezy. W przypadku większych ubytków kostnych lub konieczności zastosowania protezy o silniejszym połączeniu operuje się ponownie metodą konwencjonalną, ponieważ spersonalizowane ustawienia nie są już możliwe do zrealizowania, a systemy nie są do tego przystosowane”.

Precyzyjna, wspomagana robotem implantacja protezy kolana stwarza doskonałe warunki biomechaniczne zapewniające długą żywotność. 

Prof. dr med. Rüdiger von Eisenhart-Rothe: „Istnieją rzeczywiście solidne dowody na to, że endoprotezy kolana wszczepiane przy pomocy robotów są trwalsze. Dużą zaletą robotyki jest niezwykle precyzyjna realizacja planu. Badania pokazują, że systemy wspomagane robotami osiągają zaplanowane osie i kąty docelowe bardziej niezawodnie niż operacje wykonywane „z wolnej ręki”. Dzięki temu zmniejsza się liczba błędów w ustawieniu – co jest istotnym czynnikiem zapewniającym długotrwałą stabilność funkcjonowania protezy. Największą zaletą jest jednak spersonalizowane umiejscowienie protezy. Ponieważ implantacja opiera się na precyzyjnym planowaniu dostosowanym indywidualnie do pacjenta, często konieczne jest mniej ingerencji w tkanki miękkie. Prowadzi to do mniejszego uszkodzenia tkanek, mniejszego bólu pooperacyjnego i często do szybszej rehabilitacji. Na chwilę obecną nie ma jeszcze ostatecznej odpowiedzi naukowej na pytanie, czy robotyka zasadniczo prowadzi do większej długoterminowej satysfakcji pacjentów lub dłuższej trwałości wszystkich protez kolanowych. Wiele badań porównuje jedynie zastosowanie robota z operacją konwencjonalną, pomijając przy tym technikę wyrównania. Jednak rzeczywista wartość dodana pojawia się dopiero wtedy, gdy technika ta jest konsekwentnie wykorzystywana do spersonalizowanej rekonstrukcji stawu kolanowego. Szczególnie przekonujące są dane dotyczące protez częściowych, tzw. protez ślizgowych. Dane z rejestrów wskazują w tym przypadku na znacznie niższy odsetek rewizji i mniej powikłań – a w niektórych przypadkach nawet lepsze wyniki niż u bardzo doświadczonych chirurgów z dużym doświadczeniem. Właśnie w przypadku tych zabiegów dokładne umiejscowienie implantu decyduje o długoterminowym sukcesie, i właśnie w tym zakresie robotyka wykazuje swoje największe atuty”.

Robotyka nie sprawia automatycznie, że proteza kolana jest lepsza, ale stwarza techniczne warunki do precyzyjniejszego, mniej inwazyjnego i – w niektórych obszarach – udowodnionego, trwalszego leczenia.

W 2019 roku Klinika Ortopedii rozpoczęła stosowanie systemów robotycznych podczas implantacji endoprotez kolanowych. Aby je dalej udoskonalać, utworzono własne grupy badawcze, których zadaniem jest połączenie robotyki, sztucznej inteligencji i ortopedii. 

Prof. dr med. Rüdiger von Eisenhart-Rothe: „Od około siedmiu lat stosujemy robotyzowaną endoprotezoplastykę kolana i do tej pory wszczepiliśmy ponad 1600 protez kolanowych Mako. Obecnie dysponujemy dwoma systemami robotycznymi. Ponadto we współpracy z Munich School of Robotics dysponujemy platformą badawczą, która ściśle łączy opiekę kliniczną, badania naukowe i kształcenie. Nasz cel wykracza daleko poza czysto kliniczne zastosowanie nowych technologii. Spersonalizowana chirurgia kolana ma sens tylko wtedy, gdy rozumiemy, która strategia operacyjna faktycznie zapewnia najlepsze wyniki w przypadku danej anatomii. Robot dostarcza nam w tym celu wiele obiektywnych danych: ile kości zostało wycięte? Jakie było napięcie więzadeł? Jaką oś nogi ustawiono? Informacje te łączymy z długoterminowymi wynikami leczenia naszych pacjentów oraz z danymi funkcjonalnymi. W ten sposób krok po kroku powstaje cyfrowy bliźniak stawu kolanowego. W perspektywie długoterminowej ma to zaowocować stworzeniem inteligentnego systemu decyzyjnego, który będzie wspierał chirurgów w wyborze optymalnej strategii operacyjnej dla każdej indywidualnej anatomii kolana. Równolegle opracowaliśmy aplikację NewKnee. Wykorzystuje ona czujniki ruchu w smartfonie i obiektywnie dokumentuje, jak zmienia się funkcjonowanie stawu kolanowego po operacji lub w trakcie artrozy. Dzięki temu pacjenci mogą śledzić zmiany w zakresie ruchomości, długości pokonywanych odległości oraz aktywności w życiu codziennym. Dane dotyczące ruchu pochodzące ze smartfonów i urządzeń noszonych na ciele, takich jak monitor aktywności fizycznej, oferują ogromny potencjał. Na podstawie zarejestrowanych danych dotyczących przyspieszenia można z dużym prawdopodobieństwem określić, jak dobrze funkcjonuje staw kolanowy. Szczególnie interesujące jest to, że pierwsze zmiany funkcjonalne można potencjalnie wykryć już na wiele lat przed postawieniem klinicznej diagnozy artrozy. Jeśli uda się to osiągnąć w sposób wiarygodny, w przyszłości moglibyśmy znacznie wcześniej podjąć działania terapeutyczne i przeciwdziałać postępującemu uszkodzeniu stawu. Urządzenia noszone na ciele otwierają zupełnie nowe możliwości również w zakresie opieki pooperacyjnej. Umożliwiają one ciągłą cyfrową kontrolę przebiegu leczenia, wspierają indywidualnie dostosowane programy treningowe i zapewniają ścisłą opiekę – bez konieczności regularnych osobistych wizyt pacjentów w klinice”. 

Specjalizacja kliniki ma decydujące znaczenie dla powodzenia operacji endoprotezoplastyki kolana. Oprócz dużej liczby operacji na jakość i bezpieczeństwo zabiegu bezpośredni wpływ mają rutyna i sprawne procedury.

Prof. dr med. Rüdiger von Eisenhart-Rothe: „Doświadczenie i rutyna są istotnymi czynnikami jakości w endoprotezoplastyce. Dlatego uważam, że sensowna jest większa centralizacja złożonych zabiegów. Nie decyduje tu jednak całkowita liczba operacji wykonywanych w danej placówce. Równie ważne jest, aby chirurdzy regularnie wykonywali implantacje i aby do dyspozycji był doświadczony, interdyscyplinarny zespół. Tylko w ten sposób powstają wypracowane procedury i wysoki poziom bezpieczeństwa leczenia. W przypadku skomplikowanych operacji wymiany endoprotezy lub infekcji okołoprotezowych przewaga wyspecjalizowanych ośrodków jest szczególnie wyraźna. Kto jednak celowo poszukuje leczenia wspomaganego robotem, ma trudności, ponieważ jak dotąd nie istnieje oficjalny wykaz wyspecjalizowanych ośrodków, a sama obecność robota nie stanowi wystarczającego wyznacznika jakości. Ważnym wskaźnikiem jakości dla pacjentów jest certyfikacja EndoCert. Ośrodki zapewniające opiekę na najwyższym poziomie muszą wykazać się stałą dużą liczbą przypadków, ustrukturyzowanymi procedurami leczenia oraz udokumentowaną wiedzą specjalistyczną w zakresie endoprotezoplastyki pierwotnej i wymiany protez. Zapewnia to poziom jakości, który może mieć decydujące znaczenie, zwłaszcza w przypadku skomplikowanych zabiegów. Ostatecznie jednak liczy się również aspekt osobisty. Pacjent powinien czuć się dobrze poinformowany, rozumieć proponowaną strategię leczenia i zbudować zaufanie do chirurga. Jeśli te podstawy są solidne, warto podjąć wspólną decyzję dotyczącą terapii. Zasięganie zbyt wielu drugich opinii często prowadzi do niepewności. Jeszcze jedna refleksja na zakończenie: dla chirurga wymiana stawu należy do codziennej praktyki klinicznej – dla pacjenta oznacza ona często powrót do sprawności ruchowej, samodzielności i jakości życia. Ta świadomość zobowiązuje nas, chirurgów, do wykonywania każdego zabiegu z najwyższą precyzją, największą starannością i pełną uwagą”.

• Dyrektor Kliniki i Polikliniki Ortopedii i Ortopedii Sportowej w TUM Klinikum Rechts der Isar; jeden z czołowych ekspertów w dziedzinie endoprotezoplastyki kolana i biodra oraz ortopedii nowotworowej w Niemczech.
• Specjalizuje się w endoprotezoplastyce pierwotnej i wymianie endoprotez, protezach indywidualnych, robotyzowanej wymianie stawów oraz złożonych operacjach nowotworowych.
• Kierownik certyfikowanego przez EPZmax centrum endoprotezoplastyki oraz uznanego centrum leczenia kości krzyżowej; rocznie wykonuje ponad 1400 zabiegów endoprotezoplastyki.
• Prezes Niemieckiego Towarzystwa Endoprotezoplastyki (AE), były prezes Niemieckiego Towarzystwa Kolanowego, prezes-założyciel Niemieckiego Towarzystwa Biodrowego oraz certyfikowany przez AE mistrz endoprotezoplastyki.
• Autor ponad 300 publikacji naukowych, redaktor czasopisma „Der Orthopäde”, regularnie wyróżniany jako czołowy lekarz.