近日，北京積水潭醫院傳(chuan) 來一個(ge) 好消息，該院與(yu) 北京羅森博特科技有限公司就“智能化骨折複位機器人技術成果”簽署轉化協議，總金額達1億(yi) 元。曆經十幾年的研究，這款智能化骨折複位機器人實現了骨科手術機器人從(cong) 輔助定位導航到完成手術操作的技術飛躍，在全球範圍內(nei) 率先實現在最高難度的骨盆骨折手術中的臨(lin) 床應用，填補了國際空白。與(yu) 傳(chuan) 統手術相比，智能化骨折複位機器人通過術前自動手術規劃、術中3D實時導航可視化、力位協同機器人精準操作，突破了傳(chuan) 統手術中醫生腦、眼、手的局限，做到了精準、微創、低輻射，成為(wei) 醫生的“超級助手”。這款機器人，也是本市科技創新與(yu) 醫療相結合造福百姓的一個(ge) 縮影。

　　傳(chuan) 統外科需依靠人力和經驗

　　不同於(yu) 普通的股骨、脛骨等直線型骨骼，骨盆結構特殊，顧名思義(yi) ，骨盆呈環狀，像一個(ge) 盆一樣，一旦骨折，其修複難度可想而知。北京積水潭醫院副院長吳新寶說，傳(chuan) 統的骨盆修複往往依靠外科手術，要求醫生切開骨折部位，在布滿血管神經的骨盆部位顯露出骨折位置，並通過徒手操作複位骨折，最後使用鋼板固定。這種方式創傷(shang) 大，需要麻醉、輸血，且恢複時間長。

　　隨著醫學的進步，如今的骨科手術追求的是微創，損傷(shang) 小、恢複快。在智能化骨折複位機器人發明以前，說起“手動版”的骨盆微創複位手術，吳新寶感慨：“這種手術方式需要多人配合，至少得4個(ge) 大夫，因為(wei) 骨盆修複要把骨折線對上，這就需要一定的張力，得有一人負責牽拉上肢，一個(ge) 人負責牽拉下肢，通過拉伸產(chan) 生的張力，讓骨盆周圍的軟組織、韌帶、肌肉的約束力使骨折自動回位，同時術者還要在X線透視下反複調整骨折位置，一旦判斷複位滿意，則所有人把持住不動，再由一個(ge) 有經驗的醫生打臨(lin) 時固定針，將骨盆結構框住。複位的過程總是讓醫生累得滿頭大汗。打好固定針之後，再在放射線的幫助下給破裂的骨縫打上螺釘進行修複固定。手術要做得好，很大程度上得靠主刀醫生的經驗，整個(ge) 手術下來，往往需要花費三四個(ge) 小時，讓醫生筋疲力盡。”

　　機器人可自動規劃複位路徑

　　在北京積水潭醫院的智能骨科實驗室內(nei) ，北京青年報記者看到了這款全球首款智能化骨折複位機器人。隻見這款機器人與(yu) 手術台密切融合，安裝在床頭的是一套監控係統，相當於(yu) 機器人的“大腦”，透過NDI跟蹤相機，可實時顯示術中患者身體(ti) 的影像數據，規劃複位路徑、顯示手術數據等等。床旁一側(ce) 是一套把持係統，可通過末端的把持針固定住患者的骨盆，床的另一側(ce) 是一隻可移動的機械臂，可通過力度、角度的變化，將錯位的骨盆恢複到正常位置。床頭還裝有一套彈性牽引係統，可與(yu) 機械臂相互配合，將患者身體(ti) 進行牽拉，以便於(yu) 開展手術。

　　北京積水潭醫院創傷(shang) 骨科主任醫師趙春鵬介紹，整個(ge) 手術過程非常簡單快捷，前期先給患者做術前CT，通過係統自動規劃複位路徑。進手術室全身麻醉後，再給患者安裝兩(liang) 個(ge) 示蹤器，可結合NDI跟蹤相機用於(yu) 開展骨盆三維實時導航定位，在骨盆位置打入若幹枚固定骨盆用的把持針，將把持針連接到把持臂、機器人機械臂，按照前期規劃複位路徑，機器人自動開展骨盆複位，完成後再給患者打入固定針，整台手術下來隻需一個(ge) 多小時，術後無需再進重症監護室，第二天就能出院。

　　突破三個(ge) 難點找到複位原理

　　目前，國內(nei) 能徒手做好骨盆骨折複位手術的醫生為(wei) 數不多。說起這款手術機器人的研發過程，吳新寶打開了話匣子：“考慮到傳(chuan) 統手術模式帶來的不便，我們(men) 一直希望研發一款能夠自動複位骨盆的機器人。”早在2007年，吳新寶就萌生了初步想法。但由於(yu) 骨盆結構的特殊性，複位是最難的，就像要把一個(ge) 破碎的碗拚回去，機器人的研發過程一波三折。

　　“破碎的骨茬之間存在一定約束力，隻要一塊沒有對準，另一塊就對不上，當時我們(men) 問軟件工程師，能不能把這種複位方式做出來，而且複位時可能會(hui) 用到好幾個(ge) 力，因為(wei) 當時技術所限，怎麽(me) 都調不出來。”研發了一段時間沒有成功，又得使用傳(chuan) 統手術方式，這讓吳新寶一直“耿耿於(yu) 懷”。

　　真正讓吳新寶下定決(jue) 心要做這款手術機器人，是在2014年。在前期的不斷探索、思考、積累中，吳新寶突破了幾個(ge) 難點：第一，打破傳(chuan) 統思路，放棄徒手把持骨盆的方式，改用金屬把持臂通過微創的方式把持住骨盆；第二，將人固定在手術床上，實現自動牽拉，解放人力；第三，放棄追求解剖學意義(yi) 上骨縫拚接的“嚴(yan) 絲(si) 合縫”，而是以功能複位為(wei) 目標，允許一定範圍內(nei) 的誤差，術後骨盆自行愈合，結構完整，不影響使用功能即可。

　　“由於(yu) 人的骨盆結構是對稱的，我們(men) 采用鏡像原理，如果左側(ce) 的骨盆骨折，可以依據右側(ce) 骨盆的模型做一個(ge) 鏡像翻版，據此模擬複位時碎裂骨片的回歸位置。這個(ge) 複位原理看似粗糙，但實驗過程中，破碎的骨片竟全部嚴(yan) 絲(si) 合縫地對上了。”吳新寶感慨道。

　　反複測量機械臂複位力大小

　　複位時，機械臂的力量到底需多大？此前，國際上無任何先例可循。吳新寶發現，市麵上相對適合的醫用機械臂力量極限是16公斤。為(wei) 了測量複位力大小，吳新寶團隊開展了多次實驗，發現手術中骨折複位時所需力量遠不止16公斤，普通的醫用機械臂力量是達不到的。複位力的控製又成為(wei) 研發過程中的“攔路虎”，研發又走進了“死胡同”，所有人一籌莫展。

　　但執著的吳新寶沒有放棄，依然不斷實驗。“後來我發現，如果加上縱向的牽引力，扭轉骨盆所需要的複位力會(hui) 省很多，那麽(me) ，在加上彈性牽引的情況下，是不是就能幫機械臂省力？”為(wei) 了證明這個(ge) 假設，研發團隊進行過無數次實驗：用過橡皮筋、彈簧，也用過豬後腿，後來又咬咬牙，花重金從(cong) 德國買(mai) 來“人工肌肉”搭建生物力學模型進行測試，經過反複驗證，證實在彈性牽引下，複位力可降低50%，這就一下子解決(jue) 了機械臂的力量問題。

　　複位平均三維精度達3.41毫米

　　2018年，樣機搭建成功，實驗繼續開展。每周三，吳新寶都要一頭紮進實驗室，與(yu) 工程師反複溝通，工程師經常會(hui) 換上刷手服進手術室觀摩手術，醫生也會(hui) 常常出入位於(yu) 羅森博特的實驗室，雙方實現了深度融合。後來，22名患者的科研實驗全部成功，平均失血量僅(jin) 159毫升。2021年11月，選定國內(nei) 6家醫院開展多中心臨(lin) 床實驗，兩(liang) 組病例進行隨機雙盲前瞻對照研究，今年3月5日，92例病例全部完成，病例隨訪還在進行中，將持續至今年6月。初步的結果令所有人喜出望外：從(cong) 目前來看，一組患者使用機器人進行手術，目前手術成功率100%；另一組患者為(wei) 醫生徒手牽拉複位，成功率約60%，徒手複位不成功時隻能開腹手術。

　　未來，這款機器人正式上市後，將徹底改變傳(chuan) 統的骨盆骨折複位手術。吳新寶說，首先是解放了醫生，以前一台手術要四五個(ge) 人齊上陣，現在，在機器人的幫助下，一個(ge) 人就能完成複位；其次，對患者來說，可以極大減輕痛苦，不僅(jin) 實現微創，還能減輕患者的經濟負擔，更重要的是骨折閉合複位的質量大大提高。國際上專(zhuan) 家認為(wei) ，骨盆骨折通過複位使骨折端的移位能夠達到10毫米以內(nei) 即為(wei) 優(you) 良，而智能化骨折複位機器人的複位操作，平均三維精度達到3.41毫米，明顯優(you) 於(yu) 徒手複位的精度。

　　“現在我腦海中已經有了2.0版的初步模型，我希望打造出一個(ge) 標準化流程，讓更多醫生經過係統培訓，輕鬆上手，造福更多患者。在5G技術的搭載下，還能實現遠程手術。”對於(yu) 未來，吳新寶充滿了信心。

　　延伸

　　北京已有18家市屬醫院開展研究型病房建設

　　作為(wei) 醫療技術創新的“搖籃”，近年來，北京在推動研究型病房建設方麵的力度正持續加大。早在2019年10月，本市印發了《北京市關(guan) 於(yu) 加強研究型病房建設的意見》，2020年4月正式啟動首批研究型病房示範建設工作。截至目前，本市市屬醫院中共有18家醫院開展研究型病房建設。如今，研究型病房逐步被建設成為(wei) 醫務人員開展藥品和醫療器械的臨(lin) 床試驗、生物醫學新技術的臨(lin) 床應用觀察的主要場所，成為(wei) 新技術、新方法和新方案的策源地，引導有實力的醫院轉向研究型、創新型方向發展，形成醫療衛生服務與(yu) 科學研究並重的發展格局。

　　研究型病房建設逐步規範化

　　一種新藥、一個(ge) 新醫療器械、一項新技術從(cong) 實驗室進入臨(lin) 床應用前，都要經過大量的臨(lin) 床研究，以往這些研究均由相關(guan) 單位自行組織。如今，本市持續推進研究型病房建設，隨著步伐加速，未來，北京將擁有國內(nei) 領先、國際一流的臨(lin) 床研究基地。據市醫院管理中心介紹，在本市開展研究型病房建設的18家市屬醫院中，有6家醫院被確立為(wei) 第一批次北京市示範性研究型病房建設單位，分別為(wei) 天壇醫院、腫瘤醫院、地壇醫院、宣武醫院、安定醫院、友誼醫院。同仁醫院、朝陽醫院、積水潭醫院等12家市屬醫院成為(wei) 第二批次、第三批次示範性研究型病房建設單位。

　　建設研究型病房，不僅(jin) 是深入貫徹落實北京國際科技創新中心建設要求，更是推動醫院由以看病為(wei) 主的醫療中心加速向以醫療、教學、科研並重的醫學中心轉變，構建醫院新發展格局，更好發揮研究型病房的服務企業(ye) 和引企功能，為(wei) 醫藥健康產(chan) 業(ye) 高質量發展提供全方位支持，實現高水平臨(lin) 床研究自立自強。

　　按照方案，開展研究型病房建設的醫院，每家醫院的研究型病房病床一般不少於(yu) 30張，占醫院現有編製床位數的10%左右。實有床位數已達到編製床位數的醫院，可按照法定要求依程序申請現有床位數的10%左右作為(wei) 研究型病房床位；實有開放床位數尚未達到編製床位數的依托醫院，按照其差額床位數的三分之一用於(yu) 研究型病房。

　　據市醫院管理中心介紹，為(wei) 強化科技創新對市屬醫院高質量發展的支撐，進一步發揮市屬醫院集團化優(you) 勢，2022年，市醫管中心組建成立市屬醫院研究型病房聯合體(ti) ，逐步推動市屬醫院研究型病房規範化、標準化建設。2022年以“藥物臨(lin) 床試驗質量管理規範”“倫(lun) 理辦公室在倫(lun) 理審查中的作用”“臨(lin) 床試驗概述及基本流程介紹”“臨(lin) 床研究的成敗核心——質量就是生命”“人類遺傳(chuan) 資源監管”“委托審查思考及實踐”為(wei) 主題連續開展六期“臨(lin) 床試驗訓練營”。

　　去年支持92項創新藥及器械

　　據了解，本市以引導市屬醫院高質量發展為(wei) 著眼點，著力推進研究型病房建設，通過多措並舉(ju) ，不斷提升市屬醫院臨(lin) 床試驗和臨(lin) 床研究能力，全力推動市屬醫院向研究型、創新型醫院轉變。

　　本市各市屬醫院通過提高服務審查效率，大力支持北京生物醫藥健康企業(ye) 。比如，朝陽醫院以北京市精準用藥研究與(yu) 應用中心牽頭，集合了13家醫療機構、7家研究機構、10家製藥企業(ye) 、10家CRO公司、2家人工智能科技企業(ye) 等創新主體(ti) ，牽頭組建“醫藥協同創新聯盟”，大大增強了對製藥企業(ye) 臨(lin) 床試驗方麵的服務能力。北京兒(er) 童醫院優(you) 先承接北京醫藥企業(ye) 的臨(lin) 床試驗項目，同等條件下，在項目立項、倫(lun) 理形式審查中優(you) 先審查，與(yu) 北京科信必成醫藥科技發展有限公司(G20企業(ye) )共建了兒(er) 童用藥轉化醫學研究中心，為(wei) 臨(lin) 床試驗項目提供完整的技術和後勤支持。

　　據市醫管中心介紹，僅(jin) 在2022年，相關(guan) 醫院支持、服務在京企業(ye) 創新藥創新器械共92項，其中牽頭創新藥30項，創新器械2項；參與(yu) 創新藥55項，創新器械5項。

　　創新成果多次實現零的突破

　　悉心耕耘，成果有目共睹，一係列新藥品、新器械、新方案層出不窮，更是為(wei) 廣大患者帶來新的希望。比如，同仁醫院牽頭開展了臨(lin) 床試驗“人胎盤間充質幹細胞凝膠治療糖尿病足潰瘍I期臨(lin) 床”，據了解，人胎盤間充質幹細胞凝膠是目前所知的全球第一款以人胎盤間充質幹細胞與(yu) 生物材料混合製備的外用藥物，也是全球首個(ge) 獲批進入臨(lin) 床試驗的幹細胞外用藥，用於(yu) 治療皮膚損傷(shang) 、潰瘍等疾病。

　　依托研究型病房建設，相關(guan) 市屬醫院建立了多個(ge) 新型平台係統，服務於(yu) 各學科的創新工作。其中，宣武醫院開展了中國家族性阿爾茨海默病注冊(ce) 登記隊列研究，建立國際上最大的家族性阿爾茨海默病(FAD)研究網絡和電子數據庫平台(CFAN)。首兒(er) 所專(zhuan) 注開展兒(er) 科人群特有疾病、兒(er) 科人群成人共患疾病特有狀態的研究，創建了國家級脊髓性肌萎縮症(SMA)注冊(ce) 登記係統，建立了1200例SMA患兒(er) 的臨(lin) 床隊列和生物樣本數據庫。

　　創新成果在持續轉化的過程中，創造出規模龐大的經濟效益和社會(hui) 效益：積水潭醫院完成係列骨科手術機器人創新重大成果轉化，近五年完成成果轉化項目27項，轉化額約3.6億(yi) 元；建立國際規模最大的神經係統疾病人工智能研究中心，逆向新藥研發模式使藥物研發周期壓縮七年……天壇醫院的創新工作實現了諸多“從(cong) 0到1”的突破，在多個(ge) 領域打破西方國家技術壟斷；在每年上市的抗腫瘤新藥中，70%由北京腫瘤醫院牽頭或參與(yu) 臨(lin) 床研究……在科研創新的道路上，北京攀登不止、步履不停。

　　本版文/本報記者 蔣若靜

　　攝影攝像/本報記者 郭謙