Robótica na prótese total do joelho

Descubra como a cirurgia robótica pode revolucionar a prótese total do joelho, oferecendo mais precisão, segurança e personalização. Entenda as diferenças entre a técnica convencional e a assistida por robô, os benefícios para os pacientes e o que a ciência diz dos resultados e das perspectivas futuras.

A prótese total de joelho é um marco da ortopedia, que, há mais de meio século, revolucionou o tratamento dos casos graves de artrose do joelho. É um procedimento amplamente realizado no mundo todo e, com o envelhecimento da população, o número de cirurgias continua aumentando.  

Apesar de ser uma cirurgia consagrada, cerca de 20% dos pacientes não ficam satisfeitos com o resultado da cirurgia. A cirurgia robótica de prótese de joelho é um novo recurso, que utiliza tecnologia de ponta para trazer maior precisão e segurança. Há expectativa na comunidade científica de que a robótica possa ajudar a melhorar os índices de satisfação dos pacientes. 

Fotografia de uma cirurgia de prótese total de joelho assistida por robótica. Imagem retirada do site: https://orthopedicnj.com/news/robotic-total-joint-replacement. 

O que é a prótese total de joelho? 

A cirurgia de prótese do joelho consiste na substituição dos tecidos articulares desgastados por implantes (metálicos e de polietileno), para recuperação do movimento e da função da articulação do joelho. Para que ocorra um resultado satisfatório, é necessário que parâmetros mecânicos (alinhamento, posição e tamanho dos implantes) sejam adequados à articulação do indivíduo. Para entender melhor como funciona este procedimento, leia o artigo: prótese total de joelho.

Ilustrações da anatomia de um joelho saudável (A), de um joelho desgastado pela artrose (B) e de um joelho após cirurgia de prótese (C). Imagens retiradas do site: https://orthoinfo.aaos.org/en/treatment/total-knee-replacement/  

Qual a diferença da cirurgia convencional para a robótica? 

As duas técnicas são muito similares e utilizam os mesmos implantes (mesmo tipo de prótese). O tamanho da incisão (cicatriz) também não difere, em ambas será necessária uma incisão considerável na parte da frente do joelho, para exposição da articulação. Além da incisão convencional, em alguns sistemas robóticos é necessário o acoplamento de sensores, que são fixados ao osso da tíbia e do fêmur por pinos ósseos, que podem necessitar de outras pequenas incisões. A grande diferença entre as duas técnicas consiste na execução dos cortes, na preparação do osso que irá receber a prótese. Esta etapa é fundamental, pois irá determinar o alinhamento e a estabilidade do joelho. 

Fotografias intraoperatórias, após exposição do joelho. Em A o cirurgião realiza a fixação dos pinos ósseos na tíbia, de forma percutânea (fora da incisão da prótese), para a colocação do rastreador tibial. Em B os rastreadores já foram acoplados (femoral com formato de losango e tibial com formato triangular) aos pinos ósseos. Neste momento o cirurgião está colocando o instrumento (probe point) sobre a superfície articular femoral, como uma caneta com um sensor na ponta. Fotos retiradas do arquivo pessoal.  

Na maioria das cirurgias de prótese convencional os cortes são realizados de forma padrão, seguindo os preceitos clássicos do alinhamento mecânico. Esta filosofia objetiva, mediante cortes ósseos perpendiculares ao eixo mecânico do fêmur e da tíbia, uma prótese estável, com um alinhamento de todo membro inferior passando no centro do quadril, do joelho e do tornozelo. Com um eixo mecânico neutro, a carga é equalizada entre os compartimentos, levando a uma maior durabilidade da prótese.     

Imagem do alinhamento da prótese total de joelho pela teoria clássica de alinhamento mecânico (neutro). Observe o eixo mecânico do membro inferior (linha que liga o centro do quadril ao cento do tornozelo) formando um ângulo reto com a linha da articulação. Esta técnica, no entanto, não recria o alinhamento fisiológico, com a obliquidade da linha articular. Imagem retirada do livro: Insall & Scott Cirurgia do joelho, 6ª edição.

Este tipo de técnica, porém, não recria a cinemática normal do joelho. A anatomia é variável entre os indivíduos, mas a maioria da população apresenta uma leve angulação em varo da superfície articular tibial (cerca de 3°), e não uma superfície perpendicular ao seu eixo. Vários trabalhos também demonstram uma ampla variabilidade entre as pessoas na rotação femoral, afetando a estabilidade e a congruência patelo-femoral. A modificação de alguns graus na angulação no planalto tibial ou na rotação femoral, pode acarretar desbalanço nos tecidos moles e ser um dos fatores de piora na satisfação.   

Na figura A: Ilustração de uma vista frontal dos ossos do membro inferior direito, demonstrando que a linha articular do joelho apresenta, em média, 3° de angulação em relação ao eixo mecânico do membro inferior. A imagem B demonstra uma prótese total de joelho, tentando restituir o alinhamento mais fisiológico, com 3° de obliquidade da interlinha articular. Imagem retirada do livro: Insall & Scott Cirurgia do joelho, 6ª edição

Uma das vantagens do uso da robótica é possibilitar a execução de cortes ósseos mais precisos e de forma personalizada. Com isso, correções de desbalanços ligamentares através de liberações cruentas tendem a ser menos necessárias. Assim, há uma redução nos índices de sangramento, na dor pós-operatória e no risco de lesão neurológica iatrogênica. Ainda não se sabe, porém, se estas modificações resultarão, no longo prazo, em melhores resultados funcionais e numa maior durabilidade das próteses. 

A cirurgia é realizada pelo robô ou pelo médico ortopedista? 

                O termo mais utilizado é prótese total de joelho assistida por robótica. O robô auxilia o cirurgião no rastreamento preciso da anatomia do joelho particular daquele indivíduo. Algumas marcas de equipamentos utilizam exames de imagem pré-operatórios, outros dispensam estes exames e fazem a leitura a partir de testes (estáticos e dinâmicos) realizados durante a cirurgia.  

Após rastrear essas informações, o software gera uma imagem virtual tridimensional, determinando o melhor posicionamento (angulação) e espessura dos cortes ósseos, além dos tamanhos dos componentes da prótese mais indicados para aquele indivíduo. Algumas marcas de aparelhos utilizam braços robóticos que posicionam os guias para o cirurgião acoplar a serra e seccionar o osso. Outro tipo de robô utiliza um instrumento de corte, que vai esculpindo o osso precisamente de acordo com o planejamento.  

Independente da marca, esses sistemas não realizam a cirurgia de forma automática. O robô fornece informações e sugere os parâmetros técnicos para a execução dos cortes ósseos, buscando uma prótese estável e com boa função. Cabe ao cirurgião, no entanto, definir a melhor estratégia, podendo alterar alguns parâmetros para realizar a cirurgia de acordo com o seu planejamento. 

Imagens intraoperatórias. Em A: Cirurgião realiza pequenos ajustes nos parâmetros (ajustando o grau de flexão do componente femoral), conforme seu planejamento, antes de realizar os cortes ósseos. Em B: Planejamento dos implantes gerado pelo software. Fotos retiradas do arquivo pessoal. 

Imagens intraoperatórias. Em A: imagem tridimensional do fêmur distal, gerada pelo software. O tecido ósseo em lilás é a região que deve ser ressecada. Em B: o cirurgião utiliza instrumento de ressecção óssea, como uma broca óssea,” esculpindo” o osso do fêmur. Em C: imagem que vai demonstrando, de forma instantânea, o relevo das regiões do fêmur que já foram finalizadas e as que ainda precisam ressecadas. Fotos retiradas do arquivo pessoal.

Quais os reais benefícios da prótese de joelho assistida por robô? 

Primeiro é necessário entender que a prótese total de joelho convencional é um procedimento consagrado. Quando realizado por um cirurgião bem treinado e experiente neste tipo de cirurgia, os resultados continuam satisfatórios. Por isso ainda existe discussão na comunidade científica sobre a relevância do uso do robô e de custo-efetividade desta tecnologia.  

Parte desta desconfiança advêm dos resultados das primeiras pesquisas sobre o tema, que analisavam robôs de primeira geração. Mas, aparentemente, este paradigma vem sendo alterado, e o uso da robótica deve ser perpetuado. Revisões sistemáticas e meta-análises mais recentes sugerem que a cirurgia assistida por robô melhora o posicionamento dos implantes, reduz erros grosseiros no alinhamento e confere maior satisfação reportada pelos pacientes. Além disso, alguns trabalhos encontraram melhores desfechos de curto prazo, como menor tempo de permanência hospitalar, menor índice de sangramento (anemia, insuficiência renal) e melhores níveis de dor no pós-operatório. Esta melhora é atribuída a uma menor necessidade de liberação cruenta de tecidos moles contraturados, para ajustes de equilíbrio dos espaços. Com uso da robótica é possível que grande parte das assimetrias geradas pelas deformidades sejam corrigidas mediante cortes ósseos com angulações precisas.  

Essas evidências indicam que o auxílio do robô aumenta a precisão e, possivelmente, melhora a segurança no curto prazo. É necessário, porém, aguardar estudos clínicos de longo prazo, para avaliar se os melhores parâmetros de posicionamento dos implantes irão promover maior durabilidade dessas próteses, menores índices de infecção e melhores resultados funcionais.  

Nossa equipe realiza este tipo de cirurgia na cidade de Porto Alegre, entre em contato para mais informações. 

Referências 

Alrajeb, R., Zarti, M., Shuia, Z., Alzobi, O., Ahmed, G., & Elmhiregh, A. (2024). Robotic-assisted versus conventional total knee arthroplasty: A systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. European Journal of Orthopaedic Surgery & Traumatology, 34(3), 1333-1343. 

Deckey, D. G., Rosenow, C. S., Verhey, J. T., Brinkman, J. C., Mayfield, C. K., Clarke, H. D., & Bingham, J. S. (2021). Robotic-assisted total knee arthroplasty improves accuracy and precision compared to conventional techniques. The Bone & Joint Journal, 103(6 Supple A), 74-80. 

Scott, W. N. (2011). Insall & scott surgery of the knee E-book. Elsevier Health Sciences. 

Maman, D., Laver, L., Becker, R., Takrori, L. A., Mahamid, A., Finkel, B. et al. (2024) Trends and epidemiology in robotic-assisted total knee arthroplasty: reduced complications and shorter hospital stays. Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy, 32, 3281–3288. https://doi.org/10.1002/ksa.12353 

Vermue, H., Tack, P., Gryson, T., & Victor, J. (2021). Can robot-assisted total knee arthroplasty be a cost-effective procedure? A Markov decision analysis. The Knee, 29, 345-352. 

Zhang, J., Ndou, W.S., Ng, N. et al. 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 30, 2677–2695 (2022). https://doi.org/10.1007/s00167-021-06464-4