作者/ 劉俊良 (中國醫藥大學新竹附設醫院 骨科主治醫師)
進幾年科技進步飛速，在醫療手術中，也開始導入了機器手臂來輔助手術了。
機器人也許還不能做到跟人一樣千變化的精細動作，但在穩定性、可重覆性這個特點上卻比人更好，因此在某些方面的表現甚至已經超越人類了。像是下方影片中的機器人，它完成了就是算職業高爾夫選手也非常不易做到的「一桿進洞」。
在手術上，機械手臂輔助關節置換目前正在飛速進展中，許多公司都努力研發出自家特色的機械手臂，而且也得到了相當好的成果。在我個人的手術經驗中，也發現用機械手臂輔助關節置換手術的病人，術後的舒適度和恢復的速度都和傳統手術有很大的差別。而機械手臂用在人工關節手術的好處為何，有什麼神奇的地方呢？接下來幫大家稍作介紹。
人工膝關節置換的過程，大致上是：把大腿(股骨)和小腿(脛骨)磨損的骨頭削去一部分，再裝上金屬的蓋子，取代原來磨損的骨頭，然後再上下兩個金屬中間插入一片塑膠墊片，取代原來軟骨的功能。
在上述手術過程中，除了植入物的大小、位置、角度等要力求精準外，還有一件重要的事必需要兼顧，那就是膝關節周為了軟組織(肌腱、韌帶等)，因為他們也會影響關節的活動度和穩定度。
在傳統的手術做法中，我們會希望把彎曲變型的膝蓋，矯正成筆直的樣子，而且關節面要剛好和地面垂直，這樣才是最「標準」的關節，在力學上才是最佳位置，會讓人工關節最耐用，也就是所課的 Mechanical alignment (機械性對位)。
所以過去的手術的目標，就是把骨頭切成最「標準」的型狀，再裝入人工關節，而軟組織太緊的地方，就做手術鬆解，來配合這個新的腳型。然而，這樣”強迫改正”的做法，對人工關節友善，卻對人體不友善，因為這樣的方法常會需要大量的軟組織鬆解，造成病人術後的疼痛、活動不適，近五分之一的病人仍不滿意術後的狀況。
早在 1980 年代，就有醫生發現，我們所謂的「標準」腳型，其實跟大多數人本身的樣子是不一樣的，我們強迫身體用和原來腳型不一樣的東西，自然會造成不適。
到了 2006 年，一位 Howell 醫師提出了 Kinematic alignment (動力學對位)，目標就是盡可能順著骨頭原有的角度來做削骨和植入人工關節，來減少軟組織的鬆解和破壞，才能盡可能接近膝關節原來的活動方式，時至今日許多學說也是由此延伸出來，而且也得到很好的成果。
然而，想用動力學對位的新關念來做手術，最大的挑戰在於精準度的要求非常高。傳統的手術會用標準機械性對位的原因，因為這是對植入的人工關節最友善的做法，人工關節的失敗率最低，但代價是病人的膝蓋不一定舒服。
而用動力學對位，病人會覺得舒適，但是一旦偏離中立區越遠，關節日後出問題的危險也越高，也就是必需在安全範圍內準確的做微調。由於微調的安全範圍常常只有5度以內，光靠目測的風險是非常大的，一不小心就會超出預期，而且無法事前摸擬，在切完骨頭後發現有問題，也會增加後需補救的難度。這也就是在機械手臂出現之前，許多醫師都知道動力學對位是個好手術，但很少人真正這麼做，因為難度和風險都大多了。
有了機械手臂的出現，它可以用電腦來幫忙測量骨頭裁切(截骨)的厚度、角度、以及張力等資訊，再由機械手臂精準的導引到醫師指定的位置，這在過去只能靠肉眼、手工量測，自然有點一些誤差存在，而機械手臂可以讓誤差縮小到 1 度和 1 mm，而且可以在切骨頭之前就摸擬出切完後的樣子，醫師才可以真正達到想要的目標。
也因為精準度的提升，它就可以幫助讓醫生在安全範圍內，針對每個患者的腳型、軟組織的張力去做微調，達到類似「量身訂作」的效果，也就出目前新的 Personalized alignment (個人化對位)的新手術概念。依個人化調整後的膝關節，就像是讓人穿上量身訂作的衣服一樣，自然覺得舒適度比較高，手術後需要的適應期變短，自然恢復就快得多。
目前的膝關節手術，最關鍵的部分，在於選用何種對位方式，進一步決定人工關節的位置、角度，還有要做多少軟組織鬆解，才能達到最完全的平衡，這都是要由醫師的經驗來判斷。過去在計劃和執行上有道鴻溝，因為目視和手工的誤差範圍過大。
在機械手臂出現後，正好幫助填補了這道鴻溝。它無法直接取代醫師的經驗和判斷，而是讓醫師心中的理想的樣子可以真正精準的被執行，也就是讓醫師如虎添翼，進而達到最佳功能的人工膝關節。
