近日，北京積水潭醫院院長田偉通過5G遠程控制技術，使用“天璣”骨科手術機器人，為遠在3500公裡外的新疆克拉瑪依市醫院的一位腰椎滑脫症的患者成功實施了微創復位固定手術。

“天璣”骨科手術機器人，用於四肢、骨盆骨折以及脊柱全節段（頸椎、胸椎、腰椎、骶椎）手術，精度誤差小於1毫米，性能指標及臨床效果均達到世界領先水平。它正是基於“產、學、研、醫”多方合作的產物：院校專注於基礎共性技術研究，為產品開發提供支撐﹔醫院負責提出臨床需求，進行臨床應用驗証﹔北京天智航醫療科技股份有限公司（下稱天智航公司）則負責突破產品研究的關鍵技術，實現科技成果產業化。

創新技術 突破手術難題

“不同於表面軟組織，骨科的手術更像是在一個堅硬的暗箱內操作，需要深層三維空間的精確定位。骨頭深部有很多重要的神經血管，特別是在脊柱部分，一旦螺釘打不准，碰到血管就會導致病人大出血，碰到神經則很可能導致癱瘓。”田偉曾總結骨科手術的三大難題--看不見、打不准、拿不穩。看不見，是指人眼無法看到內部結構﹔打不准，是指打螺釘時，人手的穩定性和操作精度不夠﹔拿不穩，則是指很多因素都會影響醫生的穩定發揮。

在醫學領域，脊柱和骨盆髖臼一直是骨科手術界難啃的“骨頭”。能在手術中實時捕捉手術器械和患者位姿信息，保証醫生植入物通道正確，確保手術質量及效果，一直是骨科醫生最為迫切的需求。傳統手術中，醫生可以借助X光射線通過透視看到骨骼，但平面的X光片無法讓醫生實現精准的立體空間定位，較大的輻射也為手術的安全性增加了隱患。同時，有的醫療機器人通過微創的方法可以實施復雜的外科手術，但看不見深部組織，也無法應用於骨科手術中。

“天璣”骨科手術機器人恰好解決了上述難題。“‘天璣’骨科手術機器人系統由機械臂主機、光學跟蹤系統、主控台車構成。”天智航公司相關技術人員向中國知識產權報記者介紹，光學跟蹤系統監控肌肉骨骼深處和每一個手術環節﹔機械臂運動靈活、操作穩定，能達到亞毫米的精度﹔而機器人的大腦，即主控電腦系統，將醫生的治療想法傳達給上述兩個設備，幫助醫生規劃手術路徑。

以骨盆骨折修復手術為例，傳統的手術方法為“開放式鋼板內固定手術”，不僅存在前后聯合切口大、手術時間長、術中出血量相對較大等問題，而且手術中需要在體內裝入多塊接骨板，病人承受較多生理上的痛苦。而在“天璣”輔助的手術中，醫生可以採用“通道螺釘內固定術”，精確地完成多根螺釘的置入操作。手術中，醫生在計算機屏幕上設計好釘道，系統自動計算出釘道的空間位置，機械臂將手術工具精確定位到手術位置，醫生便可輕鬆完成螺釘的精准、安全植入。與“開放式鋼板內固定手術”相比，“天璣”輔助的手術以螺釘取代接骨板，採用微創模式，患者的軟組織損傷小、手術切口小、出血量少、安全性高、康復周期短，在降低手術痛苦、提高手術安全性的同時，也減少了醫療費用支出。對於上頸椎疾病、脊柱畸形、脊柱翻修、骨盆及髖臼等常規手術中難以置釘的患者，以及一些因骨質疏鬆而不便進行多次進釘嘗試的患者來說，機器人輔助手術無疑是最佳的選擇。

布局專利 構建技術壁壘

一直致力於骨科機器人技術產業化的天智航公司，經十余年自主研發的骨科手術機器人“天璣”，幫助醫生突破了頸椎手術的禁區，完成了許多曾經不可能完成的手術。

然而，這一切成就的取得也並非一帆風順。從2000年起，臨床專家與工程專家進行了思想碰撞，開始骨科機器人的科技探索，為天智航公司的誕生奠定了基礎。為了將實驗室與臨床的研究成果向市場轉化，天智航公司於2005年成立。2009年3月，第一代骨科手術機器人問世，但因為操作繁瑣、適應症少、臨床作用有限，並未得到一線醫生的青睞。2012年，天智航公司推出第二代骨科手術機器人，適應症范圍從長骨擴展到骨盆，但依然做不了難度更高的脊柱手術。最終，天智航公司通過建立“產、學、研、醫”創新研發體系，匯聚醫用機器人領域的創新資源，依托“醫療機器人國家地方聯合工程研究中心”，建立了穩定高效的協同創新團隊，與北京航空航天大學、清華大學等國內外優秀大學、科研院所，及北京積水潭醫院、解放軍總醫院等臨床機構廣泛合作，經歷了艱苦的三輪產品升級，才有了“天璣”骨科手術機器人的驚艷亮相。

“在骨科手術機器人研發過程中，公司有專門人員進行專利檢索，一方面可避免專利侵權風險，另一方面對公司的研發成果能及時進行保護。”天智航公司相關負責人向記者介紹。目前，天智航公司逐漸形成了研發項目落地機制，為產品戰略和研發計劃的實施提供了充分的法律保障，同時在國內外做好專利布局，為公司在手術機器人領域積累了大量的技術儲備。

據了解，截至今年上半年，天智航公司已提交專利申請113件，其中62件已獲得授權。除此之外，天智航公司還對骨科機器人控制系統在內的23個軟件進行了軟件著作權登記。以此為基礎，天智航公司構建起在骨科手術機器人領域的技術壁壘。

深度結合 促進成果轉化

天智航公司的成功得益於產學研醫的深度結合：臨床醫生提出產品需求並對產品提供臨床驗証，研發人員深究技術提出解決方案，公司產業化團隊負責產業化開發和產品生產並最終服務於臨床需求。

手術機器人是一項門檻極高的行業，而“天璣”的出現，不僅打破了發達國家的壟斷，更闖出了一番新天地。如今，“天璣”骨科手術機器人已在全國20余個省、市、自治區的40余家醫院實現常規臨床應用，開展機器人輔助手術超過3800例。隨著5G網絡和通信技術的參與，“天璣”骨科機器人參與的手術進一步突破了地域、時間的限制，讓更多的患者受惠於先進的醫療技術。

田偉曾動情地說：“從我內心深處來講，希望有一天，技術能夠精准到我們不用再去填寫知情同意書，不讓病人和家屬經受這樣的磨難。”科技的發展離不開人的需求，醫療智能技術的發展更是為了人類健康的終極目標。正如田偉所說，隨著科技不斷發展，先進技術迭代更新，更加精准、微創、智能的手術環境，指日可待。（本報記者 劉 仁 實習記者 許 月）

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