骨科机器人技术是未来骨科发展方向

2017-11-02   文章来源:北京积水潭医院 田伟    点击量:123 我要说

骨骼及肌肉系统是人体最重要、最复杂的系统,其三维结构复杂且毗邻重要的神经血管组织。传统骨科手术由于可视化设备匮乏,过度依赖医生经验,术中需要多次透视确认导针及螺钉位置避免损伤神经血管组织,不仅手术精确性低,还增加了手术并发症的发生率。

随着骨科精准治疗概念的普及,越来越多的骨科手术开始借助生物医学工程技术,通过智能术前规划与虚拟仿真、术中实时多模影像引导与机器人准确稳定操作进行微创骨科手术,骨科机器人技术已成为未来骨科的发展方向。

在科技部项目支持下,北京积水潭医院、北京航空航天大学、哈尔滨工业大学等单位医工联合,以创伤骨科为切入点,于2002年启动了我国骨科机器人研究;随后,国内多家机构开展了相关研究,并在创伤骨科、脊柱外科、运动医学等领域取得技术突破,部分成果已应用于临床。

2004年,北京积水潭医院联合北京航空航天大学提出了骨科双平面定位技术,实现了术中靶点的精确定位,并研制出一种小型双平面骨科机器人系统,其功能模块化的临床构型设计可用于不同手术适应证。自2004年完成国内首例机器人辅助骨科手术临床试验至今,已累计完成临床手术千余例,解决了传统骨折内固定术定位困难、主要依赖术者经验及术中透视等瓶颈问题;该系统于2006年成功完成了我国首例骨科机器人异地远程手术(北京-延安),从技术上验证了骨科远程手术的可行性,为远程骨科医学的发展提供了技术依据和经验积累。

2010年,北京积水潭医院联合北京航空航天大学和北京天智航医疗科技股份有限公司进行了科研成果产品转化工作,于2010年研制出我国第一台拥有完全自主知识产权的骨科机器人产品,获得国内第一个手术机器人III类医疗器械注册许可证,填补国内空白。

目前,北京积水潭医院主导研制的第三代骨科手术机器人系统“天玑”的定位精度达到了亚毫米级,其适应证广泛,特别适用于微创术式,实现了全脊柱节段手术(尤其是针对胸椎、上颈椎等适应证的手术治疗手段)的突破,已覆盖骨科45%以上的手术适应证。

2015年8月至10月间,北京积水潭医院使用机器人辅助技术陆续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、世界首例基于术中实时三维影像的机器人辅助寰枢椎经关节螺钉内固定术和世界首例基于术中实时三维影像的机器人辅助齿状突骨折内固定术,定位精度及临床适用范围达国际领先水平。并于2017年成立了我国第一个骨科机器人培训基地,也是国内首家以临床实际应用为主要培训内容的骨科机器人培训基地,是我国骨科机器人规范化培训推广的里程碑。

我国在骨科机器人领域做出的贡献也得到了国际的认可。国际计算机辅助骨科学年会将于2018年6月6日于北京召开,本次大会将围绕计算机辅助骨科手术的临床技术和工程技术,以计算机辅助微创手术理念(CAMIS)为主题。北京积水潭医院承办此次会议,我本人也荣幸地被国际计算机辅助骨科学会选举为大会主席。会议将邀请国内外导航和骨科机器人领域的著名专家、学者、工程师和企业人员共同参与。

近几年,各国政府密集出台了一系列支持骨科机器人发展的政策。《中国制造2025》提出要重点发展医用机器人等高性能诊疗设备;“美国创新战略(2015版)”将机器人技术列为下一代通用技术;欧盟委员会“地平线2020计划”将投资6140万美元推进工业和服务机器人技术在医疗领域的发展。骨科机器人技术正面临着重要的发展契机。

自2002年至今,历经十五年,我国骨科机器人研究从无到有,取得了显著进步,在基础理论、关键技术及自主产品、临床应用等方面均取得重要突破,但发展整体上仍处于起步阶段,存在基础理论不完整、产品种类少、临床应用有限等问题。亟需做好顶层规划,科学推进骨科机器人技术研究与临床应用,抢占骨科机器人技术的国际制高点,在未来骨科中把握先机。

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