骨科手术是典型的硬组织操作手术，术式复杂多样，操作风险大，对医生的临床经验要求高，传统的骨科手术方式存在视野差、创伤大、辐射量高、操作稳定性差、并发症发生率高等问题。因此，如何找到一种有效的设备帮助骨科医生提高手术的安全性及精确性成为研究的热点。随着微创、精准医疗理念的不断深入，以及导航技术与机器人技术的不断创新发展，骨科手术机器人的出现使传统骨科手术中存在许多问题都迎刃而解，并已逐步应用于临床。

* 什么是骨科手术机器人？

骨科手术机器人是指能够在术前进行手术方案的个性化制订、在术中引导医生完成手术精准化操作的先进的医疗器械设备，其涉及临床医学、计算机学、机械学、生物学等多种学科。

通常骨科手术机器人主要由主控系统、导航定位系统、执行系统三大部分组成，可以形象地将它们比喻为“智慧脑”、“透视眼”、“稳定手”。其中，主控系统，用于对患者病灶部位进行可视化建模，进行周密详细的手术规划，以及接收和发送信息指令；导航定位系统，用于实时跟踪获取患者、手术工具等的位置信息（目前常用的导航方式根据原理可分为光学定位导航、电磁定位导航等）；执行系统，用于接收控制指令后使机械臂末端执行装置准确到达手术规划的预定位置，辅助医生完成高难度、高精度的手术操作。

简单来说，骨科手术机器人能够极大地拓展医生的感官和操作技能，真正让骨科手术实现“所思及所见，所见即所得”。

* 骨科手术机器人是怎样辅助医生完成手术的？

手术开始之前，医生将患者术前拍摄的医学影像数据加载到手术机器人系统中，进行分割、重建等影像处理，从而实现对病灶部位的精准的可视化建模，生成所需的解剖学数据，在此基础上进行手术方案的制订（例如，在全膝关节置换手术中，医生通过手术机器人系统可以生成患者下肢的力学参数，完成对股骨、胫骨截骨面位置的规划，选择合适的假体型号等）。根据不同的手术类型，医生将手术机器人的相关设备在手术室里进行合理的摆位布局，准备开始手术。

手术开始之后，医生需要进行手术实际空间与计算机图像空间之间的配准，实现导航定位系统对患者和手术工具精确的位置跟踪，并同步显示在电脑屏幕上，使医生可以实时、直观地观察到手术工具与解剖结构之间的相对位置关系，并生成相应的解剖学信息，为医生提供术中参考；完成配准后，医生发出控制指令，“指挥”机械臂开始进行运动，机械臂末端执行装置准确到达手术规划的预定位置，辅助医生完成相应的手术操作，在此过程中导航定位系统实时监控手术工具并约束其运动范围，从而避免对周围组织造成损伤，降低手术风险。

骨科手术机器人并不是替代医生进行手术，而是更好的辅助医生完成手术，让整个手术过程在术前做到心中有数、术中做到稳中求进。

* 骨科手术机器人能做哪些类型的手术呢？

目前，骨科手术机器人的应用主要集中于三类手术。

(1)  脊柱外科手术，例如椎弓根钉置入手术、脊柱椎板减压手术等。

(2)  关节骨科手术，例如全膝关节置换术、膝关节单髁置换术、全髋关节置换术等；

(3)  创伤骨科手术，例如长骨骨折复位、股骨颈骨折复位、骨盆骨折复位手术等。

* 骨科手术机器人有哪些优势呢？

(1)  个性化。通过手术机器人医生能够全方位、立体的看清患者内部的解剖结构，确定手术操作的方式、工具、路径等，真正做到对手术方案的“量身定做”。

(2)  低辐射。通过手术机器人能够实时观察到术中手术器械相对于患者的实时位置，避免了传统手术中需要反复进行透视确认的过程，显著降低了对患者和医生的辐射伤害。

(3)更精准。通过手术机器人“脑、眼、手”的紧密配合，实现手术规划的精准复现，使手术操作更加稳定、可靠，手术中仅需要较小的创口就能达到非常好的手术效果。

骨科手术机器人的出现使骨科手术的精确性和安全性迈向了更高的台阶，随着人工智能、5G技术、现实技术、大数据等领域的快速发展，未来骨科手术机器人的高度智能化将势不可挡。能够想象到在不久的将来，骨科手术机器人能够帮助医生解决更复杂的手术病症，在术前实现更快速、更精准、更全面的病情诊断和手术模拟，在术中完成更安全、更灵活的手术操作，同时具有更人性化的交互体验；在偏远地区的患者同样能够接受高质量的诊疗服务，享受更好的医疗资源。