俗話(huà)說(shuō)“傷筋動(dòng)骨一百天”，這話(huà)的意思就是說(shuō)，人一旦骨折，經(jīng)過(guò)接骨、復位等治療之后，至少要用100天的時(shí)間康復。如果骨折非常嚴重，像粉碎性骨折、脊柱、腰椎骨折，不僅要接受手術(shù)治療，而且康復的時(shí)間還會(huì )更長(cháng)。但是現在有一種新辦法可以顛覆這種傳統說(shuō)法了。

　　胸椎骨折患者3天就能下地行走機器人創(chuàng )造奇跡

　　山東省煙臺市煙臺山醫院的外科病房5病床，48歲的陳建波躺在病床上，疼痛難忍。5天前陳建波從3米的高空意外滑落，立即被送往醫院，經(jīng)過(guò)檢查之后，陳建波的腰椎第2節和第3節，多處骨折。

　　28歲的戰長(cháng)志是和陳建波住在同一病區的另一名患者，和陳建波一樣，他也是因為一次意外，從4米的高空摔下來(lái)后骨折的。骨折的部位在胸椎第12節椎體。因為骨折的部位很特別，稍有不慎就可能終身躺在床上。一位朋友向他們介紹，現在有一種新的醫療手段，可以讓?xiě)痖L(cháng)志很快康復。經(jīng)過(guò)家人的仔細商量之后，戰長(cháng)志隨即被送往煙臺山醫院。

　　上午8點(diǎn)30分，手術(shù)室的大門(mén)打開(kāi)了，已經(jīng)被全麻的戰長(cháng)志被推進(jìn)了3號手術(shù)室；與此同時(shí)，同樣全麻的陳建波被推進(jìn)了5號手術(shù)室。經(jīng)過(guò)最后的術(shù)前準備之后，兩臺手術(shù)開(kāi)始了。

　　5號手術(shù)室里，器械護士在手術(shù)臺上擺好了大把的器械，主刀醫生張建鋒開(kāi)始為陳建波實(shí)施手術(shù)。陳建波的腰椎為爆裂性椎體骨折，椎管內一塊碎骨壓迫在神經(jīng)上，主刀醫生張建鋒和其他醫護人員必須格外謹慎將碎骨復位。

　　3號手術(shù)室里，28歲的戰長(cháng)志靜靜地趴在手術(shù)臺上，為他實(shí)施手術(shù)的主刀醫生是脊柱外科的副主任醫師王磊升。術(shù)前的準備剛剛就緒，一臺機器人就被送到手術(shù)室。這臺機器人很神奇，由三部分組成，一個(gè)機械臂，一個(gè)操作臺，還有一個(gè)高清光學(xué)跟蹤照相機。與陳建波的手術(shù)完全不同，主刀醫生王磊升對他進(jìn)行的并不是傳統的開(kāi)刀手術(shù)，而是引導機器人到達指定位置后，對戰長(cháng)志進(jìn)行三維立體掃描。

　　戰長(cháng)志手術(shù)部位的立體圖像很快出現在電腦屏幕上，王磊升開(kāi)始在電腦屏幕前做起了規劃。

　　在電腦前規劃好螺釘的位置后，機器人自行精確地找到手術(shù)臺上戰長(cháng)志骨折的部位，隨后主刀醫生王磊升開(kāi)始對患者戰長(cháng)志實(shí)施手術(shù)。

　　醫生在機器人的引導下依次將六根導針植入椎弓根，之后再次通過(guò)三維立體掃描，來(lái)檢驗導針位置與前期規劃是否完全一致，在確認準確無(wú)誤之后，空心的螺釘跟隨導針的指引被打進(jìn)椎弓根。手術(shù)，在有條不紊中順利進(jìn)行著(zhù)。

　　就在骨科機器人準確地引導醫生使用空心螺釘打進(jìn)患者骨折部位的同時(shí)，陳建波的手術(shù)也在緊鑼密鼓地進(jìn)行。這個(gè)手術(shù)需要打開(kāi)患者骨折部位的皮膚，醫生找到粉碎的骨頭逐一準確復位后，才能縫合傷口。也就是說(shuō)，戰長(cháng)志的手術(shù)是在機器人的引導下進(jìn)行的，而陳建波的手術(shù)則是一臺傳統的骨科手術(shù)。

　　上午10點(diǎn)30分，由機器人引導完成的手術(shù)結束了，用時(shí)兩小時(shí)。這個(gè)風(fēng)險極大的手術(shù)只有7個(gè)2厘米左右的切口，出血量極少。

　　山東省煙臺市煙臺山醫院脊柱外科副主任醫師王磊升：應該說(shuō)今天的結果是比較滿(mǎn)意的，更加精準更加微創(chuàng )出血更加少，手術(shù)時(shí)間又更加縮短，一般手術(shù)后過(guò)了48小時(shí)，也就是說(shuō)第三天我們就可以讓病人，在親屬保護下下地活動(dòng)了。

　　上午十一點(diǎn)十五分，5號手術(shù)室的陳建波的手術(shù)也順利結束，這臺傳統手術(shù)用時(shí)兩小時(shí)四十五分鐘。患者的腰部因手術(shù)留下一條長(cháng)長(cháng)的刀口。

　　山東省煙臺市煙臺山醫院脊柱外科副主任醫師張劍鋒：這個(gè)刀口大概在，12到15公分長(cháng)，出血量大概200毫升。

　　在機器人引導下完成骨科手術(shù)對患者來(lái)說(shuō)，不僅說(shuō)創(chuàng )面小，出血量少，術(shù)后恢復快，最重要的是它可以幫助醫生提高準確度。2016年，經(jīng)濟半小時(shí)欄目就曾經(jīng)報道過(guò)北京積水潭醫院一名腰椎粉碎性骨折的患者，在接受機器人引導完成手術(shù)之后，3天就可以下地行走自如。如今越來(lái)越多的機器人已經(jīng)開(kāi)始走進(jìn)手術(shù)室，與醫生一起完成一個(gè)又一個(gè)高難度手術(shù)。

　　山東省煙臺市煙臺山醫院院長(cháng)張樹(shù)棟：在脊柱外科、創(chuàng )傷科、關(guān)節科、小兒骨科都可以用，所以叫廣適應癥的骨科機器人。

　　這臺骨科手術(shù)機器人名叫“天璣”，是由北京積水潭醫院、北京航空航天大學(xué)和北京天智航醫療科技股份有限公司共同開(kāi)發(fā)研制的，如今已經(jīng)配合醫生順利完成了3200多例手術(shù)。我國著(zhù)名骨科專(zhuān)家，現任北京積水潭醫院院長(cháng)田偉告訴我們，精度是衡量手術(shù)機器人非常重要的技術(shù)指標。

　　北京積水潭醫院院長(cháng)田偉：在國際上的這種機器人，他都是在一個(gè)毫米以上的，我們的機器人發(fā)明出來(lái)能達到0.8毫米。

　　精度，對于骨科手術(shù)機器人來(lái)說(shuō)直接決定著(zhù)它的適應癥范圍。在骨科手術(shù)中，頸椎要求的精度最高，必須小于1毫米。從世界范圍內來(lái)看，目前只有中國、以色列、法國推出了成熟的骨科手術(shù)機器人產(chǎn)品，但只有中國的手術(shù)機器人精度能夠小于一毫米，也就是說(shuō)只有“天璣”可以應用在高難度的頸椎手術(shù)中，其它兩個(gè)只能用于精度要求較低的胸椎、腰椎手術(shù)。

　　十年磨一劍骨科機器人全球領(lǐng)先

　　這臺名為“天璣”機器人自問(wèn)世以來(lái)，已經(jīng)在國內30多家醫院和醫生一起成功完成3200多例手術(shù)。而更值得一提的是，這臺骨科機器人完全是我國自主研發(fā)的。

　　北京航空航天大學(xué)智慧制造研究院院長(cháng)王田苗，是研發(fā)骨科機器人的重要人物之一。1992年，王田苗參加了一個(gè)歐盟科技計劃項目，一臺輔助醫生進(jìn)行膝關(guān)節置換手術(shù)的機器人引起他格外關(guān)注，那是他第一次見(jiàn)到醫用機器人。

　　北京航空航天大學(xué)智慧制造研究院院長(cháng)王田苗：我真的沒(méi)有想到機器人怎么會(huì )應用到醫療上。

　　北京航空航天大學(xué)是我國較早涉足機器人領(lǐng)域的單位，1996年，在一次偶然的機會(huì )下，海軍總醫院神經(jīng)外科的專(zhuān)家找到王田苗，提出一起合作開(kāi)發(fā)一臺可以用于腦外科手術(shù)的機器人。這個(gè)提議一下子勾起王田苗的興趣，一直渴望嘗試研究醫用機器人的他立即做出決定，馬上進(jìn)行醫用機器人的研發(fā)。整整經(jīng)過(guò)六年，2002年，在醫學(xué)專(zhuān)家和科研人員的共同努力下，腦外科手術(shù)機器人成功問(wèn)世，證明了機器人作為醫生的輔助進(jìn)行外科手術(shù)是可行的。這也讓他更加堅定了要把機器人用于其它醫學(xué)領(lǐng)域的決心。2002年，就在腦外科機器人問(wèn)世后不久，積水潭醫院院長(cháng)找到王田苗，希望研究制造骨科機器人。

　　田偉在長(cháng)達數十年的臨床診療中發(fā)現，盡管醫療技術(shù)不斷提高，但是仍然有很多問(wèn)題需要解決，這些問(wèn)題制約著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，也成了醫生手術(shù)時(shí)的一個(gè)短板。

　　北京積水潭醫院院長(cháng)田偉：我們骨科的最大特點(diǎn)是，骨頭是不透明的，就是你再怎么努力，那個(gè)問(wèn)題你解決不了，就是深部的東西你看不見(jiàn)，操作的準確性你控制不了。

　　為了解決長(cháng)期困擾骨科醫生的難題，田偉不斷嘗試著(zhù)各種辦法來(lái)解決問(wèn)題，他首先想到了導航技術(shù)。

　　導航只能夠解決看不見(jiàn)的問(wèn)題，卻無(wú)法滿(mǎn)足操作的準確性。而準確性對于醫生和病人來(lái)說(shuō)，關(guān)乎手術(shù)的成敗。就在田偉在為如何改變傳統醫療手段，更加精準地進(jìn)行手術(shù)而進(jìn)行各種嘗試的時(shí)候，王田苗和其他醫學(xué)專(zhuān)家研發(fā)的腦外科機器人一下子讓田偉眼前一亮。在經(jīng)過(guò)和積水潭醫院的醫生和專(zhuān)家反復溝通之后一周，王田苗的第一張骨科機器人草圖就畫(huà)出來(lái)了。

　　畫(huà)一張草圖很容易，但是讓電腦上的東西能夠應用在臨床上卻不是件容易的事，在驗證原理可行性的問(wèn)題上，科研團隊就足足用了兩年半時(shí)間。一次次否定，一次次推翻，一次次碰撞，原理樣機就做了十幾版。在2004年，王田苗團隊終于完成了國內首臺骨科機器人。而在醫生的心里，這個(gè)結果卻不是他們想要的。

　　田偉：說(shuō)實(shí)在的那個(gè)框架，機器人剛出來(lái)的時(shí)候，我是覺(jué)得很不滿(mǎn)意的，我說(shuō)那個(gè)東西不行，離我們臨床的要求差太遠了。

　　骨科機器人最重要的工作有兩項內容，第一是把鋼釘打進(jìn)患者骨折的部位，第二是精準度的問(wèn)題。而這臺機器人盡管已經(jīng)完成了鋼釘打進(jìn)體內的動(dòng)作，但是在精準度和耗時(shí)上，卻沒(méi)有達到醫生的要求。從2002年開(kāi)始至今，上千張骨科機器人草圖一遍遍更改，一次次完善，他們向臨床應用一點(diǎn)點(diǎn)靠近。

　　北京航空航天大學(xué)醫療器械研究所副所長(cháng)王豫：精度從兩毫米變到1.5毫米，又變到了1.2毫米，那這個(gè)狀態(tài)始終還是沒(méi)達到，就是不能用就是這樣的。

　　2004年，北京航空航天大學(xué)王田苗團隊終于研發(fā)出可以在手術(shù)上應用的機器人。經(jīng)過(guò)各種考察，張送根成為了他們的合作伙伴。張送根從2001年開(kāi)始從事全數字超聲診斷系統的研制工作，有生產(chǎn)醫療器械的經(jīng)驗。但是生產(chǎn)骨科機器人這還是第一次。

　　北京天智航醫療科技股份有限公司董事長(cháng)張送根：我當時(shí)只是覺(jué)得，離真正未來(lái)產(chǎn)業(yè)化的東西，還是非常遠的。

　　隨著(zhù)第三個(gè)團隊的加入，骨科機器人有了一個(gè)完整的研發(fā)團隊。如何讓最終的產(chǎn)品也能夠實(shí)現理想精度，成為三方共同的目標。而在這個(gè)過(guò)程中，磨合也隨著(zhù)第三個(gè)團隊的加入不斷增多。遇到的問(wèn)題也隨著(zhù)研究的深入越來(lái)越棘手。所有人都沒(méi)有想到，要想讓這個(gè)骨科機器人真正變成產(chǎn)品竟有這么難。

　　北京積水潭醫院院長(cháng)田偉：不但出乎我們的意料，也出乎工程師的意料，因為大家在合作的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì )覺(jué)得無(wú)能為力。

　　經(jīng)過(guò)測算，機器人本身的誤差就在2毫米，操作中的每個(gè)環(huán)境也都可能產(chǎn)生誤差，而所有的誤差會(huì )疊加體現在最終的產(chǎn)品中，徐進(jìn)，是天智航的研發(fā)總監，在他心里2毫米就是一個(gè)魔咒。

　　北京天智航醫療科技股份有限公司技術(shù)總監徐進(jìn)：中間有一段時(shí)間發(fā)現，只能夠在兩毫米以上的精度徘徊，就是始終下不去。

　　當時(shí)，大半年的時(shí)間里徐進(jìn)所帶領(lǐng)的天智航團隊嘗試了很多辦法都無(wú)法將精度從2毫米降下來(lái)。他們心里很清楚，如果達不到醫生要求的1毫米以下，所有的一切都將是徒勞。為了驗證精準度，工藝工程師就用三坐標測量?jì)x來(lái)重復測試，有時(shí)候幾個(gè)月的時(shí)間全部在做這樣的驗證，凡是其中某個(gè)數字超過(guò)1毫米的誤差，就意味著(zhù)這套工具的加工失敗。

　　北京積水潭醫院脊柱外科副主任醫師劉亞軍：對我們醫生來(lái)說(shuō)，對臨床的失誤是零容忍的。

　　最終，從2005年到2015年，十年的時(shí)間里，一方面是自己要想方設法讓想法更好的實(shí)現，另一方面也要盡快拿出產(chǎn)品，進(jìn)入臨床應用。在醫院、北航和企業(yè)共同的努力下，一代、二代不斷的產(chǎn)品磨合、升級，終于結合導航的第三代骨科手術(shù)機器人“天璣”成為行業(yè)內的領(lǐng)頭羊，并在2016年獲得國家科技進(jìn)步二等獎。

　　徐進(jìn)：在這個(gè)手術(shù)部位覆蓋的寬度來(lái)說(shuō)，我們是全球最好的，我們最后綜合的這個(gè)定位精度，包括手術(shù)精度的要求，也跟全球最先進(jìn)的設備相比，我們都是完全在同一個(gè)水平級。

　　如今，雖然“天璣”的精度已經(jīng)處于世界領(lǐng)先行列，但科研團隊對精度的探索仍在持續著(zhù)。隨著(zhù)設備的不斷改進(jìn)，精度也在一點(diǎn)點(diǎn)提高，這也意味著(zhù)它能夠參與難度更高、挑戰更大的手術(shù)。

　　北京積水潭醫院，59歲的王朝陽(yáng)將要接受骨科機器人引導手術(shù)，一周前王朝陽(yáng)由于車(chē)禍造成樞椎絞索者骨折，要在上頸椎實(shí)施手術(shù)，精度必須在1毫米以下，手術(shù)才有可能會(huì )成功，這個(gè)手術(shù)的難度和精度要求遠高于節目開(kāi)始的幾個(gè)案例，對醫生和“天璣”來(lái)說(shuō)，都是一個(gè)挑戰。

　　北京積水潭醫院脊柱外科副主任醫師劉亞軍：這個(gè)椎動(dòng)脈就是管大腦的血供的，一旦它堵了就會(huì )腦梗，有的地方有時(shí)候稍微，牽拉一下，碰一下，都可能導致癱瘓，

　　按照傳統的手術(shù)方式，需要切很大的口子才能實(shí)現剝離，而在剝離的過(guò)程中隨時(shí)可能發(fā)生致命的危險。在骨科手術(shù)中，這曾經(jīng)一度成為禁區。如今，設計方案、定位、打導針、上螺絲，一切工作都在有條不紊地進(jìn)行著(zhù)。一個(gè)小時(shí)后，空心螺釘在導針的引導下精準無(wú)誤地打入了劉亞軍預期的位置，手術(shù)順利完成。

　　最終，這個(gè)曾經(jīng)被視為骨科手術(shù)的禁區獲得了突破，這個(gè)手術(shù)在王朝陽(yáng)身上留下的痕跡只有兩個(gè)5毫米的傷口，誤差不超過(guò)0.5毫米。手術(shù)的成功讓劉亞軍懸著(zhù)的心也放了下了。

　　0.5毫米，比“天璣”已經(jīng)實(shí)現的臨床精度還少0.3毫米，在這類(lèi)高難度的手術(shù)中，精度每提高一分，手術(shù)成功的把握就能大一分。但是這用肉眼都很難觀(guān)察出的誤差還不能讓田偉的團隊滿(mǎn)意。

　　每個(gè)月，在積水潭醫院都要召開(kāi)產(chǎn)學(xué)研醫的討論會(huì )。十年來(lái)，醫生提出一個(gè)個(gè)高要求，科研、生產(chǎn)部門(mén)一個(gè)個(gè)加以完善，這就是三個(gè)團隊合作的常態(tài)。就在他們一次次的碰撞中，機器人的精度在一點(diǎn)點(diǎn)提高、適應癥的范圍也在逐漸擴大。