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“机器人大夫”挑战骨科手术“禁区”

什么是骨科手术最大的难题？在北京积水潭医院院长田伟看来，“如何看到深层结构，实现三维空间定位，对患者进行精准操作，并且不伤害神经组织”是骨科医生面临的最大“难点”。

仅靠人眼，这一难点无法克服，田伟找来了“机器人大夫”帮忙。田伟于1997年在积水潭医院创建脊柱外科，三十余年一直致力于骨科诊疗精准化、微创化、智能化研究及应用，是我国骨科手术导航和机器人临床领域的奠基者和开拓者。

2016年12月18日，在中华医学会第十八届骨科学术会议暨第十一届COA国际学术大会上，田伟向世界展示了名为“天玑”的第三代国产骨科手术机器人，这是国际首台可用于脊柱、骨盆、髋臼、四肢等多部位的通用型骨科导航手术机器人。由于田伟在骨科手术导航和机器人领域的突出贡献，他今年获得了全国创新争先奖章。

直击骨科手术难题

随着改革开放，中国的手术学迅速进步，大量医生“走出去”，学习国外的先进技术，田伟就是其中之一。1995年从日本留学归国后，他又回到积水潭医院。

回忆起当年的情景，田伟对《中国科学报》记者说：“当时保守治疗比较多，手术学进步体现在两方面，一个是手术工具和骨科专用工具的引进，比如放大镜、电刀，过去中国没有；另一个是学习了很多内固定技术，例如钢板固定等，这一大系列技术的进步，为病人缩短了治病时间。”

骨科是深部手术，里面结构复杂，为了提高手术精度，不同的大夫尝试过不同的方法。田伟说：“我记得当时机器人‘深蓝’战胜人类赢得了象棋比赛，这给我留下很深的印象，这让我意识到，智能技术有可能克服人类的缺陷。”

从那时起，田伟开始研究导航技术和机器人技术。2002年，积水潭医院在国内率先引进计算机导航辅助手术技术，田伟团队突破了骨创伤机器人构型、双平面定位算法、机器人临床操作规范等基础性关键技术，成功研制了我国第一套骨科机器人原型系统——小型双平面骨科机器人系统。

2004年12月9日，我国第一台机器人辅助骨科手术——胫骨骨折髓内钉内固定手术在积水潭医院顺利完成。

产学研医“多方”合作

一名一线临床大夫研制出了机器人，这在很多人看来是“天方夜谭”，但田伟却完成了这项看似不可能的任务。

谈起自己产学研结合的秘诀，田伟告诉记者：“这不是单独靠医生就能完成的，我们是一个团队，北京积水潭医院、北京航空航天大学、中科院都参与其中。并且，我们的相互结合必须从合作一开始就进行，而不是各自为阵，最后再集成。”

就这样，以临床医生的实践经验是主导，科研单位将医生的想法变成现实，通过企业将研究成果推向市场。

通过多方努力，2005年天智航公司成立，这是为了骨科手术机器人成果转化而成立的公司，也标志着田伟团队迈出了实验室与临床的研究成果向市场转化的关键一步。

骨科机器人的研制涉及医学、力学、计算科学等多个学科，合作过程中的矛盾和冲突也不可避免。田伟对记者说：“大家的专业领域不一样，一开始经常出现沟通不畅的情况，但是只有克服困难坚持下去，创新成果才能不断推进，转化成生产力。”

2015年8月12日，世界上第一例复杂上颈椎畸形机器人辅助内固定手术在北京积水潭医院实施，误差不到1毫米，主刀医生正是田伟。

在团队合作下，国内首个骨科机器人产品标准“骨科机器人导航定位系统”诞生，并获得了我国第一个医疗机器人Ⅲ类（最高等级）器械注册证，“基于影像导航和机器人技术的智能骨科手术体系建立及临床应用”也获得国家科技进步奖二等奖。

智能技术将深刻影响人类生活

骨科机器人的成功研发，让越来越多的医生开始运用这一技术开展治疗。如何看待人和机器人之间的关系，也是田伟关注的问题之一。

他说：“ 我觉得机器是人发明的，目前阶段机器是人的助手，机器人不可能整体超越人类。但人类总有达不到的方面，这个时候智能技术就可以弥补，它将深刻影响人类生活的各个领域。”

在田伟眼中，智能技术是大势所趋，具有颠覆性、革命性的意义，中国各个领域的科技工作者都必须积极参与其中。

同时，作为科普工作者，他认为让社会大众相信科学，让老百姓理解问题，也是普及智能技术“不可缺少的一环”。田伟说：“做科普挺难的，要让老百姓理解专业问题，需要持续不断开展工作。除了科技工作者，媒体、社会机构都要行动起来。”

作者：高雅丽陈欢欢来源：科学网