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2018年,中国迎来改革开放40周年。40年间,改革为中国医疗卫生事业的发展提供了强劲的动力,推动着中国医学的进步。《中国医学论坛报》特别策划《中国医学进步40年》特刊,透过一个个重要时刻的记录、一位位医学大师的讲述和一项项医学突破的回顾,展现中国医学发展带给世界的惊喜!
达芬奇机器人是由列奥纳多·达芬奇大约于1495年所设计的仿人型机械。这个机器人的设计笔记出现于在1950年被发现的手稿中,但没有人知道是否能够把它制造出来。2000年,一款命名为“达芬奇”的机器人被应用于外科手术,带来了外科史上的一次大革命。2006年,神秘的达芬奇机器人漂洋过海来到中国,从质疑到认可,直至中国机器人的自主研发,国产手术机器人走出了一条自己的道路…
2015年8月6日,在中国、乃至世界脊柱外科的发展史上,都是值得关注的一天。北京积水潭医院脊柱外科田伟教授及其团队,运用天玑骨科手术机器人(Tianji Robot),成功完成了世界首例基于术中实时三维影像的机器人辅助脊柱胸腰段骨折的微创内固定手术,为一例椎体骨折患者经皮植入6枚椎弓根螺钉。该患者是名28岁男性,因4米高处坠落伤导致腰椎骨折(L1椎体爆裂),入院时腰背部疼痛,无法站立及行走。患者全麻及体位摆放完成后,给予患者术中三维影像扫描,图像被同步传输至机器人系统。术者在主机屏幕上设计钉道后,机械臂会自发移动至准确的位置,使得导向器指向设计的钉道和进钉点。通过套筒钻入定位针,确认无误后置入螺钉。术后CT用来评价置钉位置和设计位置的偏差,并记录手术时间、出血量及术后并发症。手术用时3小时,术中出血仅50 ml,患者的骨折复位效果理想、固定稳定,术中损伤少,手术切口小、安全性高,术后第二天患者即可以正常下地行走。
田伟教授在运用天玑骨科手术机器人手术
仅仅相隔6天,田伟教授再次使用骨科导航机器人,为一例复杂上颈椎畸形伴颅底凹陷的患者成功实施了世界首例寰枢椎经关节突螺钉内固定手术,该团队又一次征服了上颈椎畸形这一脊柱外科领域最为复杂的手术,刷新了该领域的新高度。
10月14日,田伟教授又成功完成了世界首例基于术中实时三维影像的导航机器人辅助齿状突骨折固定术,使一位61岁齿突骨折-II型女性患者获得康复。
在这三台手术中惊艳亮相的天玑骨科手术机器人(Tianji Robot),不同于其他医用机器人,是由田伟教授带领的科研团队自主研发的、拥有完全自主产权的、真正意义上的中国制造产品,也是世界上首创的骨科手术机器人,在国际上首次实现了精准定位,误差不到1毫米,性能指标处于国际领先地位。田伟教授介绍,“这样一台结合各项高精尖技术于一体的导航机器人系统是一个多适应证的骨科手术平台。除椎弓根螺钉内固定术外,该系统还能够用于经皮骶髂螺钉、经皮髋臼前柱螺钉和后柱螺钉内固定等手术。特别是成功应用于复杂上颈椎畸形这种世界公认的高难度手术,实践证明了该系统的安全性和精确性。”
成功的背后是十年磨一剑的艰辛。作为中国计算机辅助骨科技术临床应用的先驱者和实践者,田伟教授长期致力于影像导航和机器人辅助技术的智能骨科手术研究,前瞻性地提出智能骨科手术是未来骨科治疗发展的重要方向。自2002年起,他率领北京积水潭医院骨科专业团队,从临床视角出发,提出了计算机辅助脊柱外科微创手术的理念,研制出骨科手术机器人系列产品,完善并规范了影像导航的临床应用,创建了以影像导航和机器人技术为核心的智能骨科手术体系。该体系实现了真正意义上的常规手术微创化、复杂手术安全化、关键操作智能化,是骨科手术史上一项革命性进步,对于推进骨科进入新的智能辅助精准时代,提升骨科综合治疗水平具有重要的现实意义。
2016年6月3日上午9时30分,中共中央总书记、国家主席,国家军委主席习近平来到北京展览馆,参观了13项重大标志性科技成果和重要工作进展。由北京积水潭医院脊柱外科田伟教授带领的产学研团队共同研发的自主品牌的第三代天玑骨科手术机器人(Tianji Robot),是医药领域的唯一代表,受到了高度关注。习近平、李克强、张德江、刘云山、王岐山分别参观了骨科手术导航机器人,田伟教授向习近平等领导人汇报天玑骨科手术机器人成果后获得充分肯定。
很多人问田伟教授,医学领域探索创新过程中最难的事情是什么?他的回答是:“最困难的不是物质的限制,而是人的观念转变。”从佩戴放大镜做手术到推广计算机导航技术,乃至研发骨科导航机器人系统,每一次创新,都是对过去观念的颠覆。“外科领域已经进入智能时代,手术已经变成精耕细作,将来医生会把繁琐的、基础的工作交给机器人去做,把更多的精力放在如何设计一个完美的手术方案上。而所有的科技进步最终将惠及患者,这也是医学创新的意义所在。”他说。
从模仿到自主研发
1. 从1台到59台
2006年,中国的第一台达芬奇手术机器人系统被引进到了中国人民解放军总医院。截止2016年,被引进到中国各大医院的达芬奇手术机器人数量达到了59台,我国累计完成达芬奇机器人手术共40896例,达芬奇机器人成了中国顶级医院的必备器械之一。
2. 国内研发百花齐放
海军总医院与北京航天航空大学联合开发的机器人系统CRAS是国内手术机器人系统的先行者,第一代机器人于1997年5月首次应用于临床,现已完成第五代的研制和临床应用。
2014年,由天津大学、中南大学等单位联合研发,具备自主知识产权的“妙手S”机器人在中南大学湘雅三院成功完成三台手术,宣告国内首例国产机器人手术已成功开展。
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进行。在这台手术中惊艳亮相的天玑骨科手术机器人(Tianji Robot),是由田伟教授带领的科研团队自主研发的、拥有完全自主产权的、真正意义上的中国制造产品,也是世界上首创的通用型骨科手术机器人。
3. 国家高度重视医用机器人的发展
随着"互联网+"和《中国制造2025规划》的发布,我国已逐步将机器人和智能制造纳入国家科技创新的重点发展领域。李克强总理在2015年世界机器人大会上表示,中国将促进机器人新兴市场的成长,创造世界上最大的机器人市场。
2015年10月,习近平主席在英国访问期间,特意参观了医疗机器人领域的世界顶尖研究机构:帝国理工学院的哈姆林研究中心,并观摩机器人微创手术展示。
4. 自主创新,做强中国手术机器人产业
以往在中国,三甲医院80%-90%的高端医疗设备都在采用国外产品,而产业界和医生对于国外品牌的认可,正是由于其临床应用效果的稳定、可靠。只有加大国产设备的自主创新力度,避免低水平的模仿,通过过硬的技术创造自己的品牌,才能压缩国外产品的市场占有量,做强中国手术机器人产业。
(本稿由北京积水潭医院 靳晓方 整理审阅)
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