【实录】国内第一台手术机器人是如何炼成的？天智航董事长干货实录

摘要：由于现有的外科手术中存在人的视野受限及手术操作稳定性不足等局限性，手术机器人作为一种新的辅助精准治疗的手段，已成为医疗领域的一个研究热点。作为国内骨科手术机器人领域的领头羊，天智航公司在经过十余年的研制开发，先后推出了三代骨科手术机器人，在社会上取得了广泛的反响。在未来，天智航公司将致力打造一个国际品牌和领军企业，在不断协同创业和产业并购的基础上，实现企业的跨越式发展。

机器人技术自80年代中期引入手术治疗以来，陆续诞生了手术机器人、远程手术等概念。如今，手术机器人作为一种外科医生的辅助设备，因其可以用最小的手术伤害辅助医生获得相对最佳的手术路径达到较高的手术精度而成为时下的研究热点。作为国内骨科手术机器人领域的先行者，来自北京天智航公司的董事长张送根先生从临床需求、研制历程、临床应用及未来展望四个方面介绍了骨科手术机器人的研制与临床应用。

一、临床需求

骨科手术机器人辅助骨科手术实现精准治疗。骨科疾病是属于常见多发的一类疾病，据世界卫生组织的统计，骨科疾患是致残率最高的头号疾病，而手术是其主要的治疗手段。但骨头由于其自身结构复杂，毗邻重要的血管神经，同时其组织坚硬，对精准性和稳定性要求高，因而手术难度相对较大。

而且现有的很多骨科手术都追求微创的效果，但目前的微创手术存在两个方面的瓶颈，一方面是手术视野无法看到内部，视觉存在误差，因而损伤风险高，现有的解决方案是通过多拍X光来辅助医生进行观察，但大量拍X光又存在着对病人和医生过多的辐射伤害。另一方面是医生在手术操作中存在着动作控制力、稳定性和重复性不足的问题，这两个问题都是由人能力的局限性所导致的。

而骨科手术机器人能有效地解决这两个问题，通过其智能导航系统解决视野的问题，通过机器人系统能解决操作问题，因而骨科手术机器人能有效地辅助实现精准治疗。

二、研制历程

以临床需求为引领，产学研医协同创新。天智航公司自2005年公司成立以来，经过十余年的发展，先后历经三代骨科手术机器人的研制，逐渐形成了产学研医的创新机制，公司与清华大学、北京航空航天大学达成了长期合作，进行学术基础研究与核心技术突破，同时公司与在骨科领域全国最知名的北京积水潭医院合作，进行骨科临床应用研究。公司在2014年获得了北京市科学技术奖一等奖，2015年获得国家科学技术进步奖二等奖，同时其脊柱外科手术机器人项目被被2015年中关村十大创新成果。2016年，公司推出的第三代“天玑”骨科手术机器人获得CFDA的认证，该机器人是目前世界上唯一一个能够开展四肢、骨盆骨折以及脊柱全节段(颈椎、胸椎、腰椎、骶椎)手术的骨科机器人系统，将我国骨科机器人手术推向世界先进水平，因而也受到了社会的广泛关注。

三、临床应用

突破脊柱外科手术领域“禁区”。作为天智航公司推出的新一代骨科手术机器人，“天玑”手术机器人能适用于四肢、骨盆骨折以及颈胸腰骶脊柱全节段手术。相比传统的手术，使用“天玑”手术机器人进行手术能大大减少术中的手术时间、出血量和手术切口的长度，提高手术精度，最大程度上的降低患者的损伤。在北京积水潭医院，“天玑”手术机器人完成了世界首例复杂上颈椎畸形机器人辅助内固定术，该例手术解决了人工手术置钉无法达到所需精度的难题，通过机器人，成功实施对患者的寰枢椎经关节突螺钉内固定术，精度达到了0.8mm，该手术成功突破了脊柱外科手术领域“禁区”。

四、未来展望

打造国际品牌和领军企业。目前世界上手术机器人主要分为两个领域，分别是软组织操作机器人和硬组织定位机器人。其中在软组织机器人领域，来自美国直觉外科公司的达芬奇手术机器人是其中当之无愧的霸主，它基本垄断了整个领域的市场，是目前世界上最大最成功的手术机器人公司。而在硬组织定位机器人领域，目前市场上存在着多家公司竞争的局面，像是来自以色列的Mazor公司、法国的Medtech公司、包括中国的天智航公司都是其中的佼佼者。手术机器人产业是一个高门槛，研发和市场培育周期长、投入大、风险高、回报高的产业，一个手术机器人公司从研发到能够盈利往往要经历漫长时间的培育期，以达芬奇机器人为例，该公司在创立初经历了5年的产品开发期和4年的市场培育期，公司成立9年后才首次获利，然而之后公司便进入了高速的发展期，到2016年已经成为了一家年销售达到27亿美元，净利润超过7.36亿美元的独角兽企业。因而手术机器人产业虽然前期培育周期长，但一旦在市场站稳脚跟成功盈利，后续带来的将是成百上千倍的价值增长。

目前，在国内骨科手术机器人市场一片蓝海，广大社会资本积极参与医疗机器人科技创新和产业发展。天智航公司将继续围绕医疗机器人，开展手术耗材、手术工具以及配套设备的协同创新，借用金融的力量进行国际国内的产业布局和产业并购，致力于在将来能打造一个国际知名的品牌和领军企业，实现企业的跨越式发展。  

整理：陈向前 

           北京航空航天大学 生物医学工程在读博士

           研究方向是机器人手术导航、医学图像处理等      

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