俗話說「傷筋動骨一百天」，這話的意思就是說，人一旦骨折，經過接骨、複位等治療之後，至少要用100天的時間康復。如果骨折非常嚴重，像粉碎性骨折、脊柱、腰椎骨折，不僅要接受手術治療，而且康復的時間還會更長。但是現在有一種新辦法可以顛覆這種傳統說法了。
胸椎骨折患者3天就能下地行走 機器人創造奇蹟山東省煙台市煙台山醫院的外科病房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，立即被送往醫院，經過檢查之後，陳建波的腰椎第2節和第3節，多處骨折。28歲的戰長志是和陳建波住在同一病區的另一名患者，和陳建波一樣，他也是因為一次意外，從4米的高空摔下來後骨折的。骨折的部位在胸椎第12節椎體。因為骨折的部位很特別，稍有不慎就可能終身躺在床上。一位朋友向他們介紹，現在有一種新的醫療手段，可以讓戰長志很快康復。經過家人的仔細商量之後，戰長志隨即被送往煙台山醫院。
上午8點30分，手術室的大門打開了，已經被全麻的戰長志被推進了3號手術室；與此同時，同樣全麻的陳建波被推進了5號手術室。經過最後的術前準備之後，兩台手術開始了。5號手術室里，器械護士在手術台上擺好了大把的器械，主刀醫生張建鋒開始為陳建波實施手術。陳建波的腰椎為爆裂性椎體骨折，椎管內一塊碎骨壓迫在神經上，主刀醫生張建鋒和其他醫護人員必須格外謹慎將碎骨複位。
3號手術室里，28歲的戰長志靜靜地趴在手術台上，為他實施手術的主刀醫生是脊柱外科的副主任醫師王磊升。術前的準備剛剛就緒，一台機器人就被送到手術室。這台機器人很神奇，由三部分組成，一個機械臂，一個操作台，還有一個高清光學跟蹤照相機。與陳建波的手術完全不同，主刀醫生王磊升對他進行的並不是傳統的開刀手術，而是引導機器人到達指定位置後，對戰長志進行三維立體掃描。戰長志手術部位的立體圖像很快出現在電腦屏幕上，王磊升開始在電腦屏幕前做起了規劃。在電腦前規劃好螺釘的位置後，機器人自行精確地找到手術台上戰長志骨折的部位，隨後主刀醫生王磊升開始對患者戰長志實施手術。
醫生在機器人的引導下依次將六根導針植入椎弓根，之後再次通過三維立體掃描，來檢驗導針位置與前期規劃是否完全一致，在確認準確無誤之後，空心的螺釘跟隨導針的指引被打進椎弓根。手術，在有條不紊中順利進行著。就在骨科機器人準確地引導醫生使用空心螺釘打進患者骨折部位的同時，陳建波的手術也在緊鑼密鼓地進行。這個手術需要打開患者骨折部位的皮膚，醫生找到粉碎的骨頭逐一準確複位後，才能縫合傷口。也就是說，戰長志的手術是在機器人的引導下進行的，而陳建波的手術則是一台傳統的骨科手術。
上午10點30分，由機器人引導完成的手術結束了，用時兩小時。這個風險極大的手術只有7個2厘米左右的切口，出血量極少。
山東省煙台市煙台山醫院脊柱外科副主任醫師 王磊升：應該說今天的結果是比較滿意的，更加精準更加微創出血更加少，手術時間又更加縮短，一般手術後過了48小時，也就是說第三天我們就可以讓病人，在親屬保護下下地活動了。上午十一點十五分，5號手術室的陳建波的手術也順利結束，這台傳統手術用時兩小時四十五分鐘。患者的腰部因手術留下一條長長的刀口。山東省煙台市煙台山醫院脊柱外科副主任醫師 張劍鋒：這個刀口大概在，12到15公分長，出血量大概200毫升。在機器人引導下完成骨科手術對患者來說，不僅說創面小，出血量少，術後恢復快，最重要的是它可以幫助醫生提高準確度。2016年，經濟半小時欄目就曾經報道過北京積水潭醫院一名腰椎粉碎性骨折的患者，在接受機器人引導完成手術之後，3天就可以下地行走自如。如今越來越多的機器人已經開始走進手術室，與醫生一起完成一個又一個高難度手術。
山東省煙台市煙台山醫院院長 張樹棟：在脊柱外科、創傷科、關節科、小兒骨科都可以用，所以叫廣適應症的骨科機器人。這台骨科手術機器人名叫「天璣」，是由北京積水潭醫院、北京航空航天大學和北京天智航醫療科技股份有限公司共同開發研製的，如今已經配合醫生順利完成了3200多例手術。我國著名骨科專家，現任北京積水潭醫院院長田偉告訴我們，精度是衡量手術機器人非常重要的技術指標。
北京積水潭醫院院長 田偉：在國際上的這種機器人，他都是在一個毫米以上的，我們的機器人發明出來能達到0.8毫米。
精度，對於骨科手術機器人來說直接決定著它的適應症範圍。在骨科手術中，頸椎要求的精度最高，必須小於1毫米。從世界範圍內來看，目前只有中國、以色列、法國推出了成熟的骨科手術機器人產品，但只有中國的手術機器人精度能夠小於一毫米，也就是說只有「天璣」可以應用在高難度的頸椎手術中，其它兩個只能用於精度要求較低的胸椎、腰椎手術。十年磨一劍 骨科機器人全球領先這台名為「天璣」機器人自問世以來，已經在國內30多家醫院和醫生一起成功完成3200多例手術。而更值得一提的是，這台骨科機器人完全是我國自主研發的。
北京航空航天大學智慧製造研究院院長王田苗，是研發骨科機器人的重要人物之一。1992年，王田苗參加了一個歐盟科技計劃項目，一台輔助醫生進行膝關節置換手術的機器人引起他格外關注，那是他第一次見到醫用機器人。北京航空航天大學智慧製造研究院院長 王田苗：我真的沒有想到機器人怎麼會應用到醫療上。北京航空航天大學是我國較早涉足機器人領域的單位，1996年，在一次偶然的機會下，海軍總醫院神經外科的專家找到王田苗，提出一起合作開發一台可以用於腦外科手術的機器人。這個提議一下子勾起王田苗的興趣，一直渴望嘗試研究醫用機器人的他立即做出決定，馬上進行醫用機器人的研發。整整經過六年，2002年，在醫學專家和科研人員的共同努力下，腦外科手術機器人成功問世，證明了機器人作為醫生的輔助進行外科手術是可行的。這也讓他更加堅定了要把機器人用於其它醫學領域的決心。2002年，就在腦外科機器人問世後不久，積水潭醫院院長找到王田苗，希望研究製造骨科機器人。田偉在長達數十年的臨床診療中發現，儘管醫療技術不斷提高，但是仍然有很多問題需要解決，這些問題制約著技術的發展，也成了醫生手術時的一個短板。北京積水潭醫院院長 田偉：我們骨科的最大特點是，骨頭是不透明的，就是你再怎麼努力，那個問題你解決不了，就是深部的東西你看不見，操作的準確性你控制不了。
為了解決長期困擾骨科醫生的難題，田偉不斷嘗試著各種辦法來解決問題，他首先想到了導航技術。導航只能夠解決看不見的問題，卻無法滿足操作的準確性。而準確性對於醫生和病人來說，關乎手術的成敗。就在田偉在為如何改變傳統醫療手段，更加精準地進行手術而進行各種嘗試的時候，王田苗和其他醫學專家研發的腦外科機器人一下子讓田偉眼前一亮。在經過和積水潭醫院的醫生和專家反覆溝通之後一周，王田苗的第一張骨科機器人草圖就畫出來了。
畫一張草圖很容易，但是讓電腦上的東西能夠應用在臨床上卻不是件容易的事，在驗證原理可行性的問題上，科研團隊就足足用了兩年半時間。一次次否定，一次次推翻，一次次碰撞，原理樣機就做了十幾版。在2004年，王田苗團隊終於完成了國內首台骨科機器人。而在醫生的心裡，這個結果卻不是他們想要的。田偉：說實在的那個框架，機器人剛出來的時候，我是覺得很不滿意的，我說那個東西不行，離我們臨床的要求差太遠了。骨科機器人最重要的工作有兩項內容，第一是把鋼釘打進患者骨折的部位，第二是精準度的問題。而這台機器人儘管已經完成了鋼釘打進體內的動作，但是在精準度和耗時上，卻沒有達到醫生的要求。從2002年開始至今，上千張骨科機器人草圖一遍遍更改，一次次完善，他們向臨床應用一點點靠近。
北京航空航天大學醫療器械研究所副所長 王豫：精度從兩毫米變到1.5毫米，又變到了1.2毫米，那這個狀態始終還是沒達到，就是不能用就是這樣的。2004年，北京航空航天大學王田苗團隊終於研發出可以在手術上應用的機器人。經過各種考察，張送根成為了他們的合作夥伴。張送根從2001年開始從事全數字超聲診斷系統的研製工作，有生產醫療器械的經驗。但是生產骨科機器人這還是第一次。北京天智航醫療科技股份有限公司董事長 張送根：我當時只是覺得，離真正未來產業化的東西，還是非常遠的。隨著第三個團隊的加入，骨科機器人有了一個完整的研發團隊。如何讓最終的產品也能夠實現理想精度，成為三方共同的目標。而在這個過程中，磨合也隨著第三個團隊的加入不斷增多。遇到的問題也隨著研究的深入越來越棘手。所有人都沒有想到，要想讓這個骨科機器人真正變成產品竟有這麼難。北京積水潭醫院院長 田偉：不但出乎我們的意料，也出乎工程師的意料，因為大家在合作的過程中，經常會覺得無能為力。
經過測算，機器人本身的誤差就在2毫米，操作中的每個環境也都可能產生誤差，而所有的誤差會疊加體現在最終的產品中，徐進，是天智航的研發總監，在他心裡2毫米就是一個魔咒。北京天智航醫療科技股份有限公司技術總監 徐進：中間有一段時間發現，只能夠在兩毫米以上的精度徘徊，就是始終下不去。當時，大半年的時間裡徐進所帶領的天智航團隊嘗試了很多辦法都無法將精度從2毫米降下來。他們心裡很清楚，如果達不到醫生要求的1毫米以下，所有的一切都將是徒勞。為了驗證精準度，工藝工程師就用三坐標測量儀來重複測試，有時候幾個月的時間全部在做這樣的驗證，凡是其中某個數字超過1毫米的誤差，就意味著這套工具的加工失敗。北京積水潭醫院脊柱外科副主任醫師 劉亞軍：對我們醫生來說，對臨床的失誤是零容忍的。
最終，從2005年到2015年，十年的時間裡，一方面是自己要想方設法讓想法更好的實現，另一方面也要儘快拿出產品，進入臨床應用。在醫院、北航和企業共同的努力下，一代、二代不斷的產品磨合、升級，終於結合導航的第三代骨科手術機器人「天璣」成為行業內的領頭羊，並在2016年獲得國家科技進步二等獎。徐進：在這個手術部位覆蓋的寬度來說，我們是全球最好的，我們最後綜合的這個定位精度，包括手術精度的要求，也跟全球最先進的設備相比，我們都是完全在同一個水平級。如今，雖然「天璣」的精度已經處於世界領先行列，但科研團隊對精度的探索仍在持續著。隨著設備的不斷改進，精度也在一點點提高，這也意味著它能夠參與難度更高、挑戰更大的手術。北京積水潭醫院，59歲的王朝陽將要接受骨科機器人引導手術，一周前王朝陽由於車禍造成樞椎絞索者骨折，要在上頸椎實施手術，精度必須在1毫米以下，手術才有可能會成功，這個手術的難度和精度要求遠高於節目開始的幾個案例，對醫生和「天璣」來說，都是一個挑戰。北京積水潭醫院脊柱外科副主任醫師劉亞軍：這個椎動脈就是管大腦的血供的，一旦它堵了就會腦梗，有的地方有時候稍微，牽拉一下，碰一下，都可能導致癱瘓，按照傳統的手術方式，需要切很大的口子才能實現剝離，而在剝離的過程中隨時可能發生致命的危險。在骨科手術中，這曾經一度成為禁區。如今，設計方案、定位、打導針、上螺絲，一切工作都在有條不紊地進行著。一個小時後，空心螺釘在導針的引導下精準無誤地打入了劉亞軍預期的位置，手術順利完成。
最終，這個曾經被視為骨科手術的禁區獲得了突破，這個手術在王朝陽身上留下的痕迹只有兩個5毫米的傷口，誤差不超過0.5毫米。手術的成功讓劉亞軍懸著的心也放了下了。0.5毫米，比「天璣」已經實現的臨床精度還少0.3毫米，在這類高難度的手術中，精度每提高一分，手術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隊滿意。每個月，在積水潭醫院都要召開產學研醫的討論會。十年來，醫生提出一個個高要求，科研、生產部門一個個加以完善，這就是三個團隊合作的常態。就在他們一次次的碰撞中，機器人的精度在一點點提高、適應症的範圍也在逐漸擴大。半小時觀察 研發瞄準市場 成果方能變碩果中國的科研團隊用15年的時間讓國產骨科機器人走到了世界的前列。它的成功得益於研發、生產、用戶緊密和諧的合作。醫生提出需求，科研團隊完成技術研發，生產企業實現產業化。反觀國內不少的科研成果卻只能掛在牆上，鎖在櫃中。要想加快科研成果的轉化，就必須建立起用戶和市場的意識，從用戶的需求出發，按市場的律運作，只有這樣科研成果才能真正成為推動經濟前行的力量。
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