《華爾街日報》：能與醫生“對話”的膝關節置換術？這才剛剛開始

圖片説明：《華爾街日報》Bianca Dunn繪製未來幾年，你的新人工關節將能主動向醫生彙報自身狀況。

醫療設備製造商捷邁邦美控股公司於2021年推出的"智能膝關節"已內置由Canary Medical公司開發的傳感器，可無線傳輸大量數據，顯示置換膝關節的功能狀態。

你的步態數據會每日發送給骨科醫生，使其能在術後數月乃至數年間追蹤步數、活動範圍等指標。掌握這些信息的醫生可向達到康復里程碑的患者給予肯定，或當指標未達預期時及時干預——例如調整患者的物理治療方案，避免人工膝關節長期性能不佳。

醫生和醫療設備工程師表示，這僅是開端。他們預測傳感器將擴展至人工髖關節、肩關節及脊柱植入物，並突破骨科領域應用——例如監測腦動脈瘤是否即將破裂，或判斷植入式助聽器、視覺設備是否需要微調。

“通過傳感器獲取患者數據，你能擁有數千個數據點來分析確切斷患者狀況，“蒙特利爾麥吉爾大學創傷外科醫生兼醫學教授愛德華·哈維表示。他領導的實驗室正開發植入式傳感器，包括用於臨時評估創傷患者肌肉損傷的裝置。

Zimmer的骨科競爭對手也在進入這一市場。強生公司正在開發其外科創傷板的傳感器版本，這些植入設備用於在骨折癒合過程中穩定骨骼。強生的一位女發言人表示，這種“智能板”有可能告訴外科醫生骨折部位是否正在癒合。

某些類型的醫療植入設備，如起搏器和其他心臟設備，多年來一直具備數據傳輸功能。它們可以跟蹤電池壽命和設備本身的特性，以及患者新出現的心臟問題跡象，如心律不齊。

但骨科植入物通常沒有這些智能功能。人工膝關節被植入那些因骨關節炎導致膝蓋疼痛的患者體內，當軟骨變薄，膝蓋處的骨骼相互摩擦時。大多數人工膝關節由塑料和金屬製成，並附着在大腿、脛骨和膝蓋骨的末端。美國每年大約進行一百萬例全膝關節置換手術。

患者在膝關節置換術後的幾周內接受物理治療，並被鼓勵逐漸增加活動量，以重建新膝蓋周圍的力量。

醫生通常通過親自檢查、患者自我報告以及必要時進行影像學檢查來監測新關節的功能恢復情況。有時這可能會遺漏有用的信息，比如患者每天走的步數是否比預期的少。或者，患者可能只是向醫生報告了不準確的信息。

“我們從未有能力客觀瞭解患者術後真實恢復情況，”新澤西州哈肯薩克大學醫學中心的骨科醫生兼運動醫學專家亞伊爾·基辛博士表示。

總部位於印第安納州華沙的傳統人工關節最大製造商之一捷邁邦美，與加州卡爾斯巴德的Canary Medical合作開發了智能膝關節Persona IQ。該傳感器裝置從人工膝關節脛骨部件末端延伸約兩英寸，內置電子元件、加速度計和陀螺儀以追蹤膝關節活動，由可持續工作10年以上的電池供電。傳感器封裝在一個長度超過兩英寸的圓柱形裝置中。當電池耗盡後，人工膝關節仍可作為標準植入物使用，但不再具備數據傳輸功能。

捷邁邦美與Canary Medical聯合研發的智能膝關節Persona IQ中，包含傳感器的柄部延伸件連接在膝關節植入物的底部。圖片來源：捷邁邦美傳感器通過無線電波將步速、步幅等數據傳送到家庭基站——一個可置於牀頭櫃的小型筆記本大小的盒子，該盒子與電腦相連。

這些信息通過在線儀表盤自動發送給醫生，同時患者也可通過手機應用程序查看。步頻以每分鐘平均步數顯示，步行速度以米/秒為單位，功能活動範圍則以角度值呈現。

患者可以通過手機上的應用程序追蹤Persona IQ植入物的信息。照片：捷邁邦美捷邁邦美全球機器人技術及數據解決方案總裁莉安·特普利茨基表示，智能膝關節生成的數據客觀，不依賴患者記憶。數據傳輸幾乎不需要患者操作，因為傳感器在靠近基站時會自動發送數據。

該公司指出，可能接受放射治療（尤其是下肢）的人羣不宜安裝智能膝關節，因為輻射可能縮短電池壽命或導致其他部件故障。此外，脛骨必須有足夠長度容納傳感器延伸部分，因此身高也是篩選合適患者的考量因素。

雷蒙德·施密特去年分兩次（間隔三個月）接受雙膝置換手術時植入了Persona IQ。這位來自新澤西州華盛頓鎮、剛從美國郵政署郵遞員崗位退休的62歲老人，在決定換膝前已忍受雙膝疼痛多年。

哈肯薩克大學醫學中心的基辛醫生推薦施密特先生使用新型智能膝關節。他欣然接受並表示：“只要膝關節安裝得當，有沒有發射器我都不在乎。”

施密特先生偶爾會查看手機上的數據，但頻率不高，因為他知道基辛醫生也會收到數據並在發現問題時告知。隨訪時醫生曾多次確認他的各項指標均正常。

基辛博士表示，他注意到一位患者在術後數月突然出現每日步數和行走距離下降的情況。經電話詢問，患者解釋這只是康復期間的短暫休息，正在家中度過放鬆的週末。基辛博士指出，遠程獲取這些數據能避免患者頻繁往返醫院進行復診。

這些傳感器並不能提升人工膝關節的功能。齊默醫療和卡納瑞醫療強調，活動數據並非用於替代臨牀決策，而是作為傳統膝關節功能評估方式（如測量患者屈伸幅度）的補充手段。

但進一步研究可能證實其臨牀價值。卡納瑞醫療首席執行官比爾·亨特舉例説明：當膝關節數據表明患者活動度未達預期時，醫生可制定更強化的康復方案，這有助於預防後期形成需高成本干預的瘢痕組織。

卡納瑞正研發機器學習算法來分析數據並預警潛在問題。亨特博士表示：“我們將為醫生建立早期預警系統，及時識別異常情況。”

齊默醫療的泰普利茨基女士認為，這些數據可能為開發檢測感染、關節鬆動或僵硬的新算法提供依據。施蒂費爾投行調研顯示，骨科醫生最期待未來智能膝關節能實現鬆動與感染監測功能。

亨特博士表示，Canary正與Zimmer合作開發適用於人工髖關節和肩關節的不同版本傳感器設備。

“幾乎所有主要醫療設備都應向臨牀醫生提供某種反饋，“亨特博士説，“十年後，我們會覺得這些主要醫療設備竟未向醫生提供任何反饋簡直不可思議。”

聯繫彼得·洛夫特斯，郵箱：[email protected]

刊登於2023年4月13日印刷版，標題為《能與醫生"對話"的"智能關節”》