提到機器人，多數人會聯想到影視作品甚至是科幻片中機器人形象，然而在醫療領域的手術機器人則與想象大相徑庭。近日，中國科技新聞網一行數人有幸見到了天智航（688277.SH）的“天璣”骨科手術機器人。

“天璣”骨科手術機器人渾身充滿著工業氣息，剛勁的外表之下，是由無數高精尖元器件組成。與人類相比，“天璣”擁有著更穩定、更精準的操控能力，這種能力對于病患來講，就意味著更小的傷口、更快的恢復速度以及更安全的操作過程，能最大限度的減少手術所造成的傷痛。

這么多優勢的加持，是否意味著隨著手術機器人的發展，醫生可能會面臨失業？醫療領域的“機器人”技術已經發展到了什么程度？未來將會發展成什么樣子？是否存在安全性問題？作為普通患者，我們應該積極去擁抱新技術還是應該持批判態度去謹慎觀察？

手術機器人正處于爆發前夜

根據Frost&Sullivan數據顯示，2015 - 2020年，全球手術機器人市場規模從30億美元增加到83.2億美元，復合增速22.6%，其中，中國手術機器人市場規模從0.93億美元增加到4.25億美元（約27.6億元），復合增速35.7%，估計到2026年全球市場將達到335.9億美元，中國市場則達到38.4億美元（約250億元），復合增速44.3%，占全球市場份額從2020年的5.1%提升到11.4%。

骨科手術機器人行業興起于2015年，2020年全球骨科手術機器人市場規模達13.9億美元，根據 Frost&Sullivan預測，預計2026年有望達46.9億美元，將成為繼腔鏡手術機器人之后下一個廣泛使用的領域，而目前，骨科手術機器人正處于市場應用綻放的前夜。

天智航：第一臺自主研發的本土化骨科手術機器人

天智航進入骨科機器人領域較早，據總經理徐進博士介紹，天智航設立于2005年，設立伊始即專注于骨科手術機器人。在當時，手術機器人還是一個相對比較陌生的概念，之所以選擇骨科作為切入點，是看中了骨科市場的發展前景，通過智能機器人輔助醫生，可以優化整個骨科手術流程，讓手術更精準、傷口更校

與此同時，天智航還選擇了北京積水潭醫院、北京航空航天大學等醫療、科研機構作為合作伙伴，一方面可獲得最前沿的臨床信息，另一方面，在機械控制等領域得以深耕。

與多數產品的逆向開發思路不同，“天璣”骨科手術機器人的開發，都是從一個Idea開始的正向開發。在與醫生進行持續性的交流中，獲得臨床需求，并以此來打造最初的原型機。也正是依靠這種開發思路，天智航自主研發出了我國第一臺取得CFDA注冊證的手術機器人。

難以逾越的“1毫米”護城河

有患者在術后會開玩笑說，“我以為手術機器人是個人形的機器來給我做手術呢！”其實很多患者都存在這樣誤解。實際上，目前的“天璣”骨科手術機器人更像是醫生的輔助工具，通過機械臂的引導，解決傳統骨科手術“看不見、打不準、拿不穩”的難題。

在傳統的骨科手術中，通常會造成很深的切口，而且醫生必須對患者手術部位進行多次、多角度X光透視，才能確認骨科植入物進入人體的位置是否符合手術規劃方案，這使得患者和醫生會長時間暴露在輻射之下。而“天璣”骨科手術機器人可以通過定位和計算，來取代傳統的診治方式。

雖然有機器人的輔助，但手術依然要靠醫生進行主導。醫生首先需要對患者進行X光透視掃描，并將掃描數據傳輸給“機器人”，此時，醫生便可通過機器人的控制臺實現“可視化”操作。在制定好手術規劃路線之后，無需進行多次X光透視，“機器人”便可以根據患者數據以及手術規劃，通過自身多種傳感器以及復雜計算，幫助醫生精準定位手術位置，并把持導針的方向和角度。

這個過程就好比一個裝在“漆黑”盒子里的標靶，醫生沒有辦法直接看到靶心，但是“機器人”不僅可以找到靶心，還能輔助醫生進行瞄準，更關鍵的是，就算靶心的位置發生改變，“機器人”依然可以根據位置變化，重新自動調整，做到實時瞄準，并把精度控制在1毫米以內。醫生在“機器人”的輔助之下，只需“扣動扳機”即可精準命中靶心。這個過程在骨科手術中，是至關重要的一個環節，定位的精準，直接決定了醫生在后續手術中順暢程度以及手術質量。

看似不起眼的“1毫米”，天智航研發團隊卻經歷了無數的挫折。最初，機器人只能做到2毫米的定位精度，為了完成從2毫米到1毫米的跨越，整個團隊不斷地推倒重來，在經歷無數的技術改進以及重新驗證之后，明明技術已經達到預期效果，但又因為加工或測量環節的不到位，又經歷了無數次的產品打磨，最終才推出一款成熟穩定的產品。一般普通的臨床試驗，最多也就半年左右，而“天璣”骨科手術機器人的臨床階段，卻經歷了長達一年半的時間。而也正是因為這1毫米的精度，讓“天璣”骨科手術機器人完成了從上頸椎到脊椎手術的全面覆蓋，并成為了一道難以跨越的護城河。

據徐進博士介紹，傳統的骨盆手術，可能需要做30厘米以上的大切口，術中出血3000毫升以上，術后康復大概需要2-3個月才能下地行走。而使用了“天璣”骨科手術機器人，出血量一般可控制在20毫升左右，兩三根螺釘就能夠解決手術，患者在術后的1-2天，基本就可以下地行走，所以這種技術的進步，能夠為醫生和患者同時帶來巨大的收益。

手術機器人將延長醫生職業生涯

在任何一個國家，醫生都是一種稀缺資源，而對于很多科室的醫生而言，其職業生涯中的黃金周期要比想象的更短，尤其對于骨科醫生而言，真正的黃金周期僅有十年左右。

從醫學院畢業走向工作崗位，年輕醫生都要由基礎手術開始，逐漸成長，直到可以駕馭更復雜的手術，這需要大量經驗的積累，是一個漫長的過程。而骨科醫生在50歲之后，身體機能往往開始走下坡路，隨著眼睛和肌肉機能的退化，一些微創及高難度手術對他們來講，做起來會越來越困難。

直到手術機器人的出現，大大提升了醫生職業生涯的發展速度和生命周期。對于年輕醫生而言，手術機器人提高了醫生的學習速度，將手術中的一些關鍵步驟，由手術機器人進行輔助完成，進而縮短了需要不斷重復練習，才能熟練掌握的技能的時間。對于年長的醫生而言，手術機器人更是彌補了眼睛及肌肉機能退化所帶來的不足，這兩個功能的強化，可以很大程度上延長醫生的職業生命周期。

手術機器人是如何保障安全的？

很多患者會對手術機器人的安全性有所顧忌，有媒體報道，2015年2月，英國首例機器人心瓣修復手術現場鮮血四濺，最終以失敗告終。后期聽證調查的結果顯示，這起慘案的背后，更多的原因是主刀醫生對手術準備不夠充分，在沒有完全掌握如何操作機器的情況下進行了手術，而本應該在現場的兩位醫用機器人專家，事故發生時卻未能出現，導致主刀醫生無法獲得有效幫助。

關于“天璣”骨科手術機器人在安全方面的考慮與設計，徐進博士介紹說，“基于對生命的敬畏，我們有一套完整的研發體系。‘天璣’骨科手術機器人在立項的時候，就已經把安全性放在第一位去考慮。“

目前“天璣“骨科手術機器人的定位就是協助醫生做輔助工作，現場所有的手術決策均由醫生來主控。機器人的每一個關鍵步驟的操作，也要由醫生進行審核和批準。

產品在設計之初，就已經充分考慮了在各個環節可能發生的突發情況，包括在發生斷電或核心部件失能的情況下，依然要保證不發生重大醫療事故。與此同時，為了保證醫生的規范操作，還設置了為期3天的強制性培訓，保證醫生可以準確無誤地進行各環節操作。在此基礎之上，醫生回到院方開展手術時，還會有專門的臨床工程師和專家進行跟臺手術指導，并且，跟臺手術的數量至少會保證在30-50臺，直到醫生完全掌握“天璣“骨科手術機器人的操作要點。

關于未來手術機器人的發展路線

國際著名學術期刊《科學 機器人學》（《ScienceRobotics》）對醫療機器人的自動化程度進行了定義，并分為6個階段，即無自動化（第一階段）、機器人輔助（第二階段）、任務自動化（第三階段）、條件自動化（第四階段）、高度自動化（第五階段）、完全自動化（第六階段）。

徐進博士也提到了天智航對于未來手術機器人的設想，只是并沒有按照學術期刊的“六個階段”去思考，而更像是一個自然而然的增長過程。

他提到，手術機器人大概每3-4年為一個迭代周期，每一代產品的適應癥更加寬廣，自動化和智能化程度也會更高，核心就是圍繞患者構建一個高度集成化的操作平臺。

目前，在天智航的研發團隊中，博士和研究生人數的占比已經達到40%。截止2021年6月30日，已獲得專利授權171項（其中發明專利授權36項）。僅今年上半年，新提交專利申請達17項（其中發明專利申請6項）。

由此可見，此時的天智航正處于快速發展階段，而之所以有這樣的速度，是因為在他們的研發團隊中，有一個特點鮮明的研發小組，主要負責探索未來5-10年內，可能會出現的新技術或產品，其特點就是敏捷、快速，沒有邊界，可以天馬行空地去進行開發，結合小而快的特點，做出各類原型機，不斷尋找未來可能存在的發展趨勢。

或許，正是因為擁有這樣一個“前沿突擊隊”，讓“天璣”骨科手術機器人在骨科的定位導航領域多年保持著業內領先優勢。也或許是進入行業較早的緣故，目前天智航在骨科手術機器人領域擁有接近80%的市場份額。但未來隨著進入這個領域的企業越來越多，競爭也會加劇。至于未來手術機器人的終極形態，沒有人可以說得清楚，但方向上，一定會奔著越來越高的精度、集成度以及安全性的方向去發展。或許，在未來的某一天，科幻作品中的全自動醫療倉終將會被照進現實。