仅髋臼侧机器人辅助全髋关节置换术较传统全髋关节置换术可降低外科医生压力指数与感知工作量：一项前瞻性比较队列研究

《Arthroplasty》：Acetabular-only robot-assisted total hip arthroplasty is associated with lower surgeon stress index and perceived workload than conventional total hip arthroplasty: a prospective comparative cohort study

　　

摘要
背景：机器人辅助全髋关节置换术（robot-assisted THA, RATHA）已被认为能够提高假体位置准确性，但术者在外科医生工作负荷方面的获益仍不明确。本研究比较了传统全髋关节置换术（conventional THA, CTHA）与RATHA期间术者的客观生理应激和感知工作量。
方法：这项探索性、假设生成的试验前瞻性评估了60例择期初次全髋关节置换术（THA），包括30例CTHA和30例RATHA，作为来自单一高年资、关节置换专科培训外科医生的重复手术观察。所有手术均采用标准后外侧入路。RATHA仅使用MAKO系统进行髋臼侧准备和臼杯植入。术中生理数据通过Hexoskin智能服装收集。整体手术结局包括心率、应激指数、逐次差值平方根（root mean square of successive differences, RMSSD）、呼吸频率、每分钟通气量和能量消耗率。感知工作量采用外科手术任务负荷指数（Surgery Task Load Index, SURG-TLX）评估。按手术阶段分别分析暴露、髋臼准备、股骨准备和伤口闭合期间的应激指数与RMSSD。
结果：两组患者基线特征具有可比性。RATHA的手术时间显著长于CTHA（141.50 ± 30.76 min对116.86 ± 21.88 min，p < 0.001）。尽管如此，RATHA的SURG-TLX综合评分更低（调整后均数差，?0.47；95% CI ?0.85至?0.09；p = 0.039），其中任务复杂性和情境性应激评分较低。整体手术应激指数在RATHA期间更低（调整后均数差，?2.52；95% CI ?4.21至?0.83；p = 0.004），而两组间整体手术RMSSD差异无统计学意义（几何均数比，1.35；95% CI 0.98–1.86；p = 0.067）。心率、呼吸频率、每分钟通气量和能量消耗率在两组间无显著差异。阶段特异性分析显示，在暴露、髋臼准备和股骨准备阶段，RATHA的应激指数较低，但在伤口闭合阶段应激指数较高。在暴露和髋臼准备阶段，RATHA的RMSSD较高。
结论：在这项单一外科医生队列中，仅髋臼侧RATHA工作流程尽管手术时间更长，但与CTHA工作流程相比，其感知工作量更低，平均整体手术应激指数也更低。这些假设生成的发现需要在多外科医生研究中得到验证。

论文解读：机器人辅助全髋关节置换术对术者工作负荷的影响——一项前瞻性比较队列研究

全髋关节置换术（total hip arthroplasty, THA）是一种高手术量且技术要求严格的操作，对主刀医生提出较高的体力和认知要求。既往研究显示，THA比全膝关节置换术可诱发更高的外科医生心肺负荷和应激，而翻修关节置换术作为更复杂的手术形式会进一步放大这些生理需求。关节外科医生中工伤相关肌肉骨骼疾病和职业损伤的患病率较高，部分严重到需要治疗或改变职业轨迹。此外，急性应激和疲劳属于人为因素风险，可能降低手术表现、决策能力和非技术技能。因此，从职业健康和手术表现两个角度来看，降低术者术中工作负荷具有重要的临床意义。机器人辅助THA（robot-assisted THA, RATHA）的应用日益广泛，系统综述和荟萃分析报告其影像学准确度更高，部分研究还显示并发症发生率低于传统手动THA（conventional THA, CTHA），但患者报告结局的一致优越性尚未得到证实。从操作者角度而言，RATHA与CTHA在术前规划、术中配准、系统交互和实时引导等方面存在差异，但手术工作流程差异是否会导致外科医生生理与感知工作负荷的不同模式仍不明确。Hexoskin智能服装等可穿戴平台可连续采集心电和呼吸衍生指标，从而在真实手术室条件下量化心肺负荷和生理应激。心率变异性（heart rate variability, HRV）已被系统综述证据支持，在标准化伪差校正和分析流程下可作为术中精神应激的客观相关性指标。同时，感知工作量可用外科手术任务负荷指数（Surgery Task Load Index, SURG-TLX）这一经过验证的手术特异性多维工具进行评估。上述技术进展使得比较RATHA与CTHA期间术者的客观和感知工作负荷成为可能，并支持基于手术阶段的分析，从而将生理应激和负荷定位至具体操作任务。

为此，研究人员开展了一项探索性、假设生成、单一外科医生的前瞻性研究，旨在比较RATHA与CTHA期间的心肺负荷、HRV衍生的生理应激和感知工作量，并刻画各手术阶段的工作负荷特征。研究于2025年7月至2026年1月在一家三级学术医疗中心进行，纳入60例择期初次THA，其中30例CTHA、30例RATHA，均为同一名高年资、关节置换专科培训外科医生完成的重复手术观察。所有手术均采用标准化后外侧入路和全身麻醉。RATHA仅使用MAKO系统进行髋臼侧准备和臼杯植入，股骨侧仍采用传统器械；CTHA则完全采用传统机械器械。研究者预先设定的四个手术阶段包括暴露、髋臼侧操作、股骨侧操作和伤口闭合。术中生理数据通过Hexoskin智能服装连续采集，指标包括心率、应激指数、RMSSD、呼吸频率、每分钟通气量和能量消耗率。术后10分钟内使用SURG-TLX评估整体感知工作量。统计学上，由于术者仅为1人，手术为重复观察，所有分析解释为术者内关联；组间比较采用多元线性回归，阶段特异分析采用线性混合效应模型，多重比较经Benjamini–Hochberg错误发现率校正。

研究结果显示，两组患者年龄、体重指数、性别、侧别、ASA分级和诊断均具有可比性，但RATHA组手术时间显著长于CTHA组（141.50 ± 30.76 min vs 116.86 ± 21.88 min，p < 0.001）。在感知工作量方面，RATHA的SURG-TLX综合评分显著低于CTHA（调整后均数差，?0.47；95% CI ?0.85至?0.09；p = 0.039），其中任务复杂性（调整后均数差，?1.45；p < 0.001）和情境性应激（调整后均数差，?1.18；p = 0.003）均更低，但体力需求、时间需求和分心程度无显著差异。在整体生理结局方面，RATHA的应激指数显著低于CTHA（调整后均数差，?2.52；95% CI ?4.21至?0.83；p = 0.004），但RMSSD的组间差异未达统计学意义（几何均数比，1.35；95% CI 0.98–1.86；p = 0.067），心率、呼吸频率、每分钟通气量和能量消耗率也无显著差异。阶段特异性分析显示，RATHA在暴露阶段（均数差，?2.78；p = 0.011）、髋臼准备阶段（均数差，?1.92；p = 0.046）和股骨准备阶段（均数差，?1.84；p = 0.046）的应激指数均低于CTHA，但在伤口闭合阶段显著更高（均数差，2.14；p = 0.042）。RMSSD方面，RATHA在暴露阶段（几何均数比，1.60；p = 0.009）和髋臼准备阶段（几何均数比，1.62；p = 0.009）显著更高，股骨准备和伤口闭合阶段无显著差异。影像学与安全结局方面，臼杯倾斜角、前倾角和Lewinnek安全区比例无组间差异，但RATHA组的术后绝对肢体长度差异（limb length discrepancy, LLD）更低（2.9 ± 1.8 mm vs 4.2 ± 1.9 mm，p = 0.011）。计算总失血量无差异，两组均无围手术期输血、术中并发症或90天内不良事件。

讨论部分指出，RATHA与CTHA之间感知工作量的差异主要集中在任务复杂性和情境性应激，而非体力需求，这与两组共用手术入路、手动暴露、手动股骨准备和标准关创等特征一致，提示RATHA在认知和应激相关负荷方面具有优势，而非所有维度。整体手术应激指数降低且RMSSD无显著差异，表明术者相关差异集中于HRV衍生的应激指数、感知任务复杂性和情境性应激，而非整体自主神经状态或体力代谢需求的普遍改变。阶段分析中，髋臼准备阶段RATHA的应激指数更低、RMSSD更高，这与该阶段使用机器人辅助直接相关；但股骨准备阶段虽然也观察到较低应激指数，由于两组股骨假体和器械不同，不能明确归因于机器人引导。伤口闭合阶段RATHA的应激指数更高，可能与其更长手术时间导致的后续阶段累积疲劳或时间压力有关，而非机器人操作本身。影像学方面，虽然RATHA组LLD较小，但因机器人仅作用于髋臼侧且两组股骨系统不同，不能直接归因于机器人引导；Lewinnek安全区状态仅为影像学描述，不能作为稳定性的确定性指标。研究的主要局限在于单一术者设计，术者已远超早期机器人学习曲线，结果不能推广至初学者或低年资外科医生；研究未随机化，技术选择主要基于患者偏好，可能存在残留混杂；术者无法设盲，存在预期偏倚；器械系统不同，无法分离机器人引导的独立贡献；且未收集患者报告结局指标。

结论：在单一高年资外科医生的重复观察中，仅髋臼侧RATHA工作流程尽管手术时间更长，但其感知工作量和平均整体手术应激指数均低于CTHA工作流程；整体RMSSD、心率、通气参数和能量消耗率无显著差异；阶段特异性关联各不相同，提示组间差异并非贯穿整个手术过程均匀出现。这些假设生成的术者内发现需要在多外科医生研究中进一步验证，以考察不同手术经验水平、机器人工作流程和手术情境。