计算机技术的飞速发展以及向各专业领域的渗透可能会导致传统的人工膝关节置换外科发生一场革命。计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)已经获得普遍应用，人工关节术后的计算机模拟也在实验研究领域广泛开展，与此同时，计算机辅助手术(computer assistant surgery，CAS)也初见端倪。目前,在欧洲采用导航系统完成TKA手术已被越来越多的关节置换医师所接受、美国正在逐步开展。亚洲包括我们国家在内，亦有少数医院开始应用该项技术。更进一步的机器人辅助手术也在尝试之中。我们有理由相信，以计算机技术为核心的CAS技术会在21世纪成为提高手术精度从而获得更好疗效的重要手段。
一、计算机辅助导航
1.对线的重要性
成功的TKA手术需要具备几个因素：包括选择合适的患者、恰当的假体设计、正确的手术技术、有效的围手术期护理。TKA结果与手术技术密切相关。定位不正确或假体位置错误、肢体对线不恰当均加速假体磨损和松动，功能评分不理想。对线错误超过3°导致早期失败和较差的功能效果。最近研究强调手术技术错误是翻修TKA失败的最常见原因。
机械对线参考可提高假体植入的准确性。虽然机械对线系统的准确性不断提高，但是假体植入和对线错误仍不断发生。据估计即使有经验的医师使用现代设计机械对线系统，仍有10%以上植入的股骨和胫骨假体发生超过3°的对线错误。力学对线系统在假体最后植入准确性方面存在问题。术前计划的准确性受普通X线本身错误影响。以标准工具，难以准确测量重要对线标志(即股骨头和踝关节中心)的正确位置；而且，力学对线和测量尺寸工具设计是针对标准骨的几何形状设计的，可能不适用于特殊患者。即使最精确的机械对线系统也是依靠视觉检查，来证实手术结束时肢体和假体对线的准确性及稳定性。
已经研制出计算机辅助对线系统来解决TKA手术机械对线系统自身的局限性问题并通过近年来的临床应用获得了部分骨科医师的认同。目前有三种类型计算机TKA辅助系统：①无需CT的导航系统(也称为术中模型)；②依据CT的导航系统和；③机器人系统。导航系统在机械工具上添加探针，能找出关节中心位置、跟踪手术器械、对线假体位置。无需CT的导航系统利用TKA手术过程中在手术室获得信息；依据CT的导航系统使用术前CT扫描，或者手术室术中透视图像引导假体安装；机器人系统在TKA术中使用机械指导或代替手术医师。现以无需CT的导航系统为例说明导航技术在TKA手术的应用。
*文章来源：《人工膝关节外科学——从初次置换到翻修手术》吴海山 吴宇黎 主编
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