山東省煙臺(tái)市煙臺(tái)山醫(yī)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(yī)院，經(jīng)過(guò)檢查之后，陳建波的腰椎第2節(jié)和第3節(jié)，多處骨折。

28歲的戰(zhàn)長(zhǎng)志是和陳建波住在同一病區(qū)的另一名患者，和陳建波一樣，他也是因?yàn)橐淮我馔猓瑥?米的高空摔下來(lái)后骨折的。骨折的部位在胸椎第12節(jié)椎體。因?yàn)楣钦鄣牟课缓芴貏e，稍有不慎就可能終身躺在床上。一位朋友向他們介紹，現(xiàn)在有一種新的醫(yī)療手段，可以讓?xiě)?zhàn)長(zhǎng)志很快康復(fù)。經(jīng)過(guò)家人的仔細(xì)商量之后，戰(zhàn)長(zhǎng)志隨即被送往煙臺(tái)山醫(yī)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(zhàn)長(zhǎng)志被推進(jìn)了3號(hào)手術(shù)室；與此同時(shí)，同樣全麻的陳建波被推進(jìn)了5號(hào)手術(shù)室。經(jīng)過(guò)最后的術(shù)前準(zhǔn)備之后，兩臺(tái)手術(shù)開(kāi)始了。

5號(hào)手術(shù)室里，器械護(hù)士在手術(shù)臺(tái)上擺好了大把的器械，主刀醫(yī)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(nèi)一塊碎骨壓迫在神經(jīng)上，主刀醫(yī)生張建鋒和其他醫(yī)護(hù)人員必須格外謹(jǐn)慎將碎骨復(fù)位。

3號(hào)手術(shù)室里，28歲的戰(zhàn)長(zhǎng)志靜靜地趴在手術(shù)臺(tái)上，為他實(shí)施手術(shù)的主刀醫(yī)生是脊柱外科的副主任醫(yī)師王磊升。術(shù)前的準(zhǔn)備剛剛就緒，一臺(tái)機(jī)器人就被送到手術(shù)室。這臺(tái)機(jī)器人很神奇，由三部分組成，一個(gè)機(jī)械臂，一個(gè)操作臺(tái)，還有一個(gè)高清光學(xué)跟蹤照相機(jī)。與陳建波的手術(shù)完全不同，主刀醫(yī)生王磊升對(duì)他進(jìn)行的并不是傳統(tǒng)的開(kāi)刀手術(shù)，而是引導(dǎo)機(jī)器人到達(dá)指定位置后，對(duì)戰(zhàn)長(zhǎng)志進(jìn)行三維立體掃描。

戰(zhàn)長(zhǎng)志手術(shù)部位的立體圖像很快出現(xiàn)在電腦屏幕上，王磊升開(kāi)始在電腦屏幕前做起了規(guī)劃。

在電腦前規(guī)劃好螺釘?shù)奈恢煤�，機(jī)器人自行精確地找到手術(shù)臺(tái)上戰(zhàn)長(zhǎng)志骨折的部位，隨后主刀醫(yī)生王磊升開(kāi)始對(duì)患者戰(zhàn)長(zhǎng)志實(shí)施手術(shù)。

醫(yī)生在機(jī)器人的引導(dǎo)下依次將六根導(dǎo)針植入椎弓根，之后再次通過(guò)三維立體掃描，來(lái)檢驗(yàn)導(dǎo)針位置與前期規(guī)劃是否完全一致，在確認(rèn)準(zhǔn)確無(wú)誤之后，空心的螺釘跟隨導(dǎo)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。

就在骨科機(jī)器人準(zhǔn)確地引導(dǎo)醫(yī)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(yī)生找到粉碎的骨頭逐一準(zhǔn)確復(fù)位后，才能縫合傷口。也就是說(shuō)，戰(zhàn)長(zhǎng)志的手術(shù)是在機(jī)器人的引導(dǎo)下進(jìn)行的，而陳建波的手術(shù)則是一臺(tái)傳統(tǒng)的骨科手術(shù)。

上午10點(diǎn)30分，由機(jī)器人引導(dǎo)完成的手術(shù)結(jié)束了，用時(shí)兩小時(shí)。這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)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(tái)市煙臺(tái)山醫(yī)院脊柱外科副主任醫(yī)師 王磊升：應(yīng)該說(shuō)今天的結(jié)果是比較滿意的，更加精準(zhǔn)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(hù)下下地活動(dòng)了。

上午十一點(diǎn)十五分，5號(hào)手術(shù)室的陳建波的手術(shù)也順利結(jié)束，這臺(tái)傳統(tǒng)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(zhǎng)長(zhǎng)的刀口。

山東省煙臺(tái)市煙臺(tái)山醫(yī)院脊柱外科副主任醫(yī)師 張劍鋒：這個(gè)刀口大概在，12到15公分長(zhǎng)，出血量大概200毫升。

在機(jī)器人引導(dǎo)下完成骨科手術(shù)對(duì)患者來(lái)說(shuō)，不僅說(shuō)創(chuàng)面小，出血量少，術(shù)后恢復(fù)快，最重要的是它可以幫助醫(yī)生提高準(zhǔn)確度。2016年，經(jīng)濟(jì)半小時(shí)欄目就曾經(jīng)報(bào)道過(guò)北京積水潭醫(yī)院一名腰椎粉碎性骨折的患者，在接受機(jī)器人引導(dǎo)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(jī)器人已經(jīng)開(kāi)始走進(jìn)手術(shù)室，與醫(yī)生一起完成一個(gè)又一個(gè)高難度手術(shù)。

山東省煙臺(tái)市煙臺(tái)山醫(yī)院院長(zhǎng) 張樹(shù)棟：在脊柱外科、創(chuàng)傷科、關(guān)節(jié)科、小兒骨科都可以用，所以叫廣適應(yīng)癥的骨科機(jī)器人。

這臺(tái)骨科手術(shù)機(jī)器人名叫“天璣”，是由北京積水潭醫(yī)院、北京航空航天大學(xué)和北京天智航醫(yī)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(yī)生順利完成了3200多例手術(shù)。我國(guó)著名骨科專家，現(xiàn)任北京積水潭醫(yī)院院長(zhǎng)田偉告訴我們，精度是衡量手術(shù)機(jī)器人非常重要的技術(shù)指標(biāo)。

北京積水潭醫(yī)院院長(zhǎng) 田偉：在國(guó)際上的這種機(jī)器人，他都是在一個(gè)毫米以上的，我們的機(jī)器人發(fā)明出來(lái)能達(dá)到0.8毫米。

精度，對(duì)于骨科手術(shù)機(jī)器人來(lái)說(shuō)直接決定著它的適應(yīng)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(nèi)來(lái)看，目前只有中國(guó)、以色列、法國(guó)推出了成熟的骨科手術(shù)機(jī)器人產(chǎn)品，但只有中國(guó)的手術(shù)機(jī)器人精度能夠小于一毫米，也就是說(shuō)只有“天璣”可以應(yīng)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)。

這臺(tái)名為“天璣”機(jī)器人自問(wèn)世以來(lái)，已經(jīng)在國(guó)內(nèi)30多家醫(yī)院和醫(yī)生一起成功完成3200多例手術(shù)。而更值得一提的是，這臺(tái)骨科機(jī)器人完全是我國(guó)自主研發(fā)的。

北京航空航天大學(xué)智慧制造研究院院長(zhǎng)王田苗，是研發(fā)骨科機(jī)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(jì)劃項(xiàng)目，一臺(tái)輔助醫(yī)生進(jìn)行膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)的機(jī)器人引起他格外關(guān)注，那是他第一次見(jiàn)到醫(yī)用機(jī)器人。

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

北京航空航天大學(xué)是我國(guó)較早涉足機(jī)器人領(lǐng)域的單位，1996年，在一次偶然的機(jī)會(huì)下，海軍總醫(yī)院神經(jīng)外科的專家找到王田苗，提出一起合作開(kāi)發(fā)一臺(tái)可以用于腦外科手術(shù)的機(jī)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(yī)用機(jī)器人的他立即做出決定，馬上進(jìn)行醫(yī)用機(jī)器人的研發(fā)。整整經(jīng)過(guò)六年，2002年，在醫(yī)學(xué)專家和科研人員的共同努力下，腦外科手術(shù)機(jī)器人成功問(wèn)世，證明了機(jī)器人作為醫(yī)生的輔助進(jìn)行外科手術(shù)是可行的。這也讓他更加堅(jiān)定了要把機(jī)器人用于其它醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的決心。2002年，就在腦外科機(jī)器人問(wèn)世后不久，積水潭醫(yī)院院長(zhǎng)找到王田苗，希望研究制造骨科機(jī)器人。

田偉在長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年的臨床診療中發(fā)現(xiàn)，盡管醫(yī)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)題制約著技術(shù)的發(fā)展，也成了醫(yī)生手術(shù)時(shí)的一個(gè)短板。

北京積水潭醫(yī)院院長(zhǎng) 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(zhǔn)確性你控制不了。

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

導(dǎo)航只能夠解決看不見(jiàn)的問(wèn)題，卻無(wú)法滿足操作的準(zhǔn)確性。而準(zhǔn)確性對(duì)于醫(yī)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(tǒng)醫(yī)療手段，更加精準(zhǔn)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(yī)學(xué)專家研發(fā)的腦外科機(jī)器人一下子讓田偉眼前一亮。在經(jīng)過(guò)和積水潭醫(yī)院的醫(yī)生和專家反復(fù)溝通之后一周，王田苗的第一張骨科機(jī)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(yīng)用在臨床上卻不是件容易的事，在驗(yàn)證原理可行性的問(wèn)題上，科研團(tuán)隊(duì)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(jī)就做了十幾版。在2004年，王田苗團(tuán)隊(duì)終于完成了國(guó)內(nèi)首臺(tái)骨科機(jī)器人。而在醫(yī)生的心里，這個(gè)結(jié)果卻不是他們想要的。

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

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

北京航空航天大學(xué)醫(yī)療器械研究所副所長(zhǎng) 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(dá)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(tuán)隊(duì)終于研發(fā)出可以在手術(shù)上應(yīng)用的機(jī)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(shù)字超聲診斷系統(tǒng)的研制工作，有生產(chǎn)醫(yī)療器械的經(jīng)驗(yàn)。但是生產(chǎn)骨科機(jī)器人這還是第一次。

北京天智航醫(yī)療科技股份有限公司董事長(zhǎng) 張送根：我當(dāng)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(yuǎn)的。

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

北京積水潭醫(yī)院院長(zhǎng) 田偉：不但出乎我們的意料，也出乎工程師的意料，因?yàn)榇蠹以诤献鞯倪^(guò)程中，經(jīng)常會(huì)覺(jué)得無(wú)能為力。

經(jīng)過(guò)測(cè)算，機(jī)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(xiàn)在最終的產(chǎn)品中，徐進(jìn)，是天智航的研發(fā)總監(jiān)，在他心里2毫米就是一個(gè)魔咒。

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

當(dāng)時(shí)，大半年的時(shí)間里徐進(jìn)所帶領(lǐng)的天智航團(tuán)隊(duì)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(dá)不到醫(yī)生要求的1毫米以下，所有的一切都將是徒勞。為了驗(yàn)證精準(zhǔn)度，工藝工程師就用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x來(lái)重復(fù)測(cè)試，有時(shí)候幾個(gè)月的時(shí)間全部在做這樣的驗(yàn)證，凡是其中某個(gè)數(shù)字超過(guò)1毫米的誤差，就意味著這套工具的加工失敗。

北京積水潭醫(yī)院脊柱外科副主任醫(yī)師 劉亞軍：對(duì)我們醫(yī)生來(lái)說(shuō)，對(duì)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(shè)法讓想法更好的實(shí)現(xiàn)，另一方面也要盡快拿出產(chǎn)品，進(jìn)入臨床應(yīng)用。在醫(yī)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(jí)，終于結(jié)合導(dǎo)航的第三代骨科手術(shù)機(jī)器人“天璣”成為行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)頭羊，并在2016年獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

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(shè)備相比，我們都是完全在同一個(gè)水平級(jí)。

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(tuán)隊(duì)對(duì)精度的探索仍在持續(xù)著。隨著設(shè)備的不斷改進(jìn)，精度也在一點(diǎn)點(diǎn)提高，這也意味著它能夠參與難度更高、挑戰(zhàn)更大的手術(shù)。

北京積水潭醫(yī)院，59歲的王朝陽(yáng)將要接受骨科機(jī)器人引導(dǎo)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(yuǎn)高于節(jié)目開(kāi)始的幾個(gè)案例，對(duì)醫(yī)生和“天璣”來(lái)說(shuō)，都是一個(gè)挑戰(zhàn)。

北京積水潭醫(yī)院脊柱外科副主任醫(yī)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(dǎo)致癱瘓，

按照傳統(tǒng)的手術(shù)方式，需要切很大的口子才能實(shí)現(xiàn)剝離，而在剝離的過(guò)程中隨時(shí)可能發(fā)生致命的危險(xiǎn)。在骨科手術(shù)中，這曾經(jīng)一度成為禁區(qū)。如今，設(shè)計(jì)方案、定位、打?qū)п�、上螺絲，一切工作都在有條不紊地進(jìn)行著。一個(gè)小時(shí)后，空心螺釘在導(dǎo)針的引導(dǎo)下精準(zhǔn)無(wú)誤地打入了劉亞軍預(yù)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(qū)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的心也放了下了。

0.5毫米，比“天璣”已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的臨床精度還少0.3毫米，在這類高難度的手術(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察出的誤差還不能讓田偉的團(tuán)隊(duì)滿意。

每個(gè)月，在積水潭醫(yī)院都要召開(kāi)產(chǎn)學(xué)研醫(yī)的討論會(huì)。十年來(lái)，醫(yī)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(tuán)隊(duì)合作的常態(tài)。就在他們一次次的碰撞中，機(jī)器人的精度在一點(diǎn)點(diǎn)提高、適應(yīng)癥的范圍也在逐漸擴(kuò)大。