吳新寶：讓骨科手術(shù)機(jī)器人顯神通

方丹敏

吳新寶，男，1964年10月出生，中共黨員，北京積水潭醫(yī)院副院長，創(chuàng)傷骨科一級主任醫(yī)師，北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部教授，北京學(xué)者，享受國務(wù)院政府特殊津貼專家，智能化骨盆骨折復(fù)位機(jī)器人項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。

2022年5月，一位腹部開放性創(chuàng)傷兼骨盆骨折患者從外地被緊急轉(zhuǎn)到北京積水潭醫(yī)院創(chuàng)傷骨科中心。該患者其他部位已完成外科手術(shù)，唯獨(dú)骨盆位置由于涉及腹腔內(nèi)復(fù)雜的創(chuàng)傷，骨折復(fù)位手術(shù)極易碰到靜脈叢造成大出血，當(dāng)?shù)貨]有一個(gè)醫(yī)生敢動(dòng)手術(shù)。北京積水潭醫(yī)院副院長吳新寶全面評估了患者手術(shù)條件后，自信地說：“我們的智能化骨盆骨折復(fù)位機(jī)器人可以做?！?/p>

不讓“三進(jìn)三出”的往事再在手術(shù)室里發(fā)生

手術(shù)前，骨盆骨折復(fù)位機(jī)器人對CBCT掃描的幾百張影像進(jìn)行綜合讀取，顯示屏上方兩只“眼睛”對準(zhǔn)患者的骨盆位置進(jìn)行深層精準(zhǔn)定位，十幾秒后，患者的復(fù)位點(diǎn)位被清晰呈現(xiàn)。術(shù)中，醫(yī)生看著屏幕上的點(diǎn)位，打出切口小而精準(zhǔn)的復(fù)位針孔。左側(cè)輔助機(jī)械臂張開“雙臂”，將患者的位姿固定在最利于復(fù)位的狀態(tài)。機(jī)器人健壯的主動(dòng)臂開始工作，在光電導(dǎo)航下，骨折位置360度清晰可見，捏、提、拉、碰……“全對上了！”只用了一個(gè)多小時(shí)，吳新寶帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)十幾年自主研發(fā)的世界上第一臺智能化骨盆骨折復(fù)位機(jī)器人，又一次成功完成任務(wù)，患者手術(shù)全程出血量只有幾十毫升。

“這樣的手術(shù)，如果放在幾年前，術(shù)中風(fēng)險(xiǎn)評估會非常高，連我都不敢動(dòng)手?！眳切聦氄f。

目前在全球范圍內(nèi)，針對復(fù)雜、移位大的骨盆骨折，治療手段還是以損傷極大的開放手術(shù)為主，且對醫(yī)生的醫(yī)術(shù)和經(jīng)驗(yàn)要求極高。從1987年大學(xué)畢業(yè)到北京積水潭醫(yī)院工作至今，吳新寶已經(jīng)從初出茅廬的醫(yī)學(xué)院畢業(yè)生成長為骨盆領(lǐng)域的知名專家。他對學(xué)術(shù)有熱情，對自己的技術(shù)有信心，一次次挑戰(zhàn)高難度手術(shù)的成功也讓他相信自己“天生就是拿手術(shù)刀的料”，即便什么創(chuàng)新都不做，靠著這一雙手也能沿著知名專家的路走得很好。

吳新寶至今仍記得那場讓他“三進(jìn)三出”的手術(shù)。2002年夏天，一位28歲的沈陽小伙子因骨盆粉碎性骨折被緊急送到北京積水潭醫(yī)院。由于骨折端損傷了骶前靜脈叢并插在其中，主刀大夫吳新寶在試圖復(fù)位骨盆時(shí)，損傷的靜脈叢就像爆裂的水管一樣，瞬間出血溢滿了整個(gè)盆腔，反復(fù)幾次，骨折仍未復(fù)位，手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)倍增。在場其他醫(yī)生建議與家屬談放棄手術(shù)，吳新寶三次走出手術(shù)間，又三次走回來。第三次走回來的時(shí)候，吳新寶很清楚，如果這次不做了，就意味著患者將永遠(yuǎn)不會再有手術(shù)的機(jī)會?！八€這么年輕，命和腿都得要！”吳新寶決定再試最后一次。就是這最后一試，終于成功了！在摘下手套的那一刻，吳新寶全身大汗淋漓。

雖然這次手術(shù)成功了，但吳新寶深知再有經(jīng)驗(yàn)的專家也不能做到百分百精準(zhǔn)?！坝袝r(shí)候這次手術(shù)復(fù)位的點(diǎn)找得準(zhǔn)，下次就不一定。”他不想讓患者做“保命”還是“保腿”的選擇題，也不希望“三進(jìn)三出”的往事再在手術(shù)室里發(fā)生。“吃苦不怕，吃放射線也不怕，但是不能保證每次手術(shù)質(zhì)量都是最好的，這是我特別不甘心的地方?！眳切聦氄f。

死磕到底迎來重大突破

自主研發(fā)手術(shù)機(jī)器人，攻克傳統(tǒng)骨科手術(shù)中“看不見、打不準(zhǔn)、拿不穩(wěn)”的難題，北京積水潭醫(yī)院已經(jīng)先行。世界上第一臺骨科機(jī)器人，正是北京積水潭醫(yī)院田偉院士主持研發(fā)的天璣骨科手術(shù)機(jī)器人。吳新寶作為早期研發(fā)團(tuán)隊(duì)成員之一，看到手術(shù)機(jī)器人的出色表現(xiàn)，他的心中早已種下了一團(tuán)火。然而由于骨盆結(jié)構(gòu)的特殊性，骨盆骨折的治療在創(chuàng)傷手術(shù)中難度最大且嚴(yán)重依賴臨床經(jīng)驗(yàn)?！霸诠遣缍帱c(diǎn)錯(cuò)位的復(fù)雜情況下，天璣機(jī)器人后期固定的優(yōu)勢難以發(fā)揮，要是有專門的骨盆復(fù)位機(jī)器人就好了?！?007年，吳新寶決定動(dòng)手自主研發(fā)。

要解決這個(gè)問題，必須與國內(nèi)醫(yī)療機(jī)器人領(lǐng)域高端前沿研究機(jī)構(gòu)合作。2014年，吳新寶找到了北京航空航天大學(xué)教授王豫領(lǐng)銜的醫(yī)療機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室。在與王豫教授交流的過程中，兩人一拍即合。此后，幾乎每周三下午，吳新寶都會雷打不動(dòng)出現(xiàn)在北航的實(shí)驗(yàn)室。針對手術(shù)中的各種需求，他們不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)方案，一個(gè)走不通再換一個(gè)。“骨折復(fù)位手術(shù)的思路就是所有的骨茬都要對上，但骨盆骨折點(diǎn)多且骨茬之間相互牽扯，這個(gè)對上了那個(gè)對不上，機(jī)器人工程師沒辦法給出設(shè)計(jì)邏輯。再說如何實(shí)現(xiàn)需要四五個(gè)大夫才能實(shí)現(xiàn)的牽引患者的功能？”實(shí)驗(yàn)室里一次又一次的嘗試，始終沒有突破性進(jìn)展，吳新寶一度坦言“覺得自己走進(jìn)了死胡同”。

回到現(xiàn)實(shí)，手術(shù)室里情況依然如故。“沒事兒主任，我們再扛一會兒……”手術(shù)室里，X光射線強(qiáng)透視環(huán)境下，科室里身體最壯的四位助手牽拉著患者的上下肢已經(jīng)四五十分鐘?？吹街魅螀切聦殲檫_(dá)到最佳復(fù)位效果想再試一下，他們雖然已經(jīng)臉色發(fā)白、大汗淋漓，但依然咬牙挺著。

吳新寶看在眼里，疼在心里?！八麄兂詨蛄朔派渚€的苦，一定要用手術(shù)機(jī)器人替代這種簡單重復(fù)的體力勞動(dòng)。”吳新寶決定死磕到底。

峰回路轉(zhuǎn)一念間。一次，在與別的科室醫(yī)生聊天的時(shí)候，對方說到了給患者做耳朵損傷復(fù)位修復(fù)的事情。“對稱”“功能平衡”兩個(gè)詞給了吳新寶極大的啟發(fā)。他突然意識到，骨盆復(fù)位也可以用鏡像對稱原理，如果左側(cè)的骨盆骨折，可以依據(jù)右側(cè)骨盆的模型做一個(gè)鏡像結(jié)構(gòu)，據(jù)此模擬復(fù)位時(shí)碎裂骨片的回歸位置。研發(fā)團(tuán)隊(duì)的軟件工程師一聽，“這個(gè)邏輯清晰可行，算法正是我們的強(qiáng)項(xiàng)！”

放棄追求解剖學(xué)意義上骨縫拼接的“嚴(yán)絲合縫”，以往的醫(yī)學(xué)原則被打破并超越。“這個(gè)復(fù)位原理看似粗糙，但在實(shí)驗(yàn)過程中，破碎的骨片竟全部嚴(yán)絲合縫地對上了?！眳切聦毟锌?。

2015年和2016年兩年間，在不斷探索、思考、積累中，一個(gè)又一個(gè)科研難題得到解決，最難的牽引功能也通過開發(fā)創(chuàng)新的彈性牽引系統(tǒng)得到了實(shí)現(xiàn)。2018年，第一臺樣機(jī)搭建成功，死磕到底的吳新寶終于迎來了機(jī)器人研發(fā)的重大突破。

發(fā)揮優(yōu)勢深度融合接續(xù)創(chuàng)新

“這個(gè)復(fù)位的點(diǎn)需要再往前推送5毫米，為什么機(jī)器每次一到這個(gè)點(diǎn)就停了呢？”“這是編程的邏輯，遇到阻力了，它就得停下來?！薄艾F(xiàn)在遇到了實(shí)際問題，要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整呀！”

自從與王豫教授的醫(yī)療機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室合作以來，3000多個(gè)日日夜夜，攻堅(jiān)克難的過程中，吳新寶和團(tuán)隊(duì)工程師之間這樣面紅耳赤的爭論場面時(shí)常發(fā)生。吳新寶剛開始不明白工程師們?yōu)楹稳绱藞?jiān)持，后來發(fā)現(xiàn)是對方不理解手術(shù)中復(fù)位點(diǎn)用力的實(shí)際情況。“走，去現(xiàn)場看！”不久，團(tuán)隊(duì)里的軟件工程師們身穿手術(shù)衣，出現(xiàn)在了北京積水潭醫(yī)院的手術(shù)室中。幾次實(shí)地觀摩下來，他們才明白一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)生在復(fù)位骨盆時(shí)是有很多用力方向的，于是用力位協(xié)同理論取代了簡單的直線點(diǎn)位設(shè)計(jì)思路，機(jī)器人在智能化水平上立刻提升了一個(gè)層級。

“很多醫(yī)生說學(xué)不會我做手術(shù)，確實(shí)很多時(shí)候憑的就是經(jīng)驗(yàn)，用的是巧勁，這些力靠肉眼是看不出來的，也很難講出來?！彪S著研發(fā)創(chuàng)新進(jìn)一步深入，吳新寶開始琢磨將無法言說的復(fù)位用力經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化成科學(xué)的數(shù)據(jù)，讓機(jī)器人進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。他在復(fù)位針上連接六維力傳感器，手術(shù)時(shí)所有的實(shí)時(shí)用力數(shù)據(jù)被記錄、傳輸，15例手術(shù)的實(shí)時(shí)測量后，所有的用力數(shù)據(jù)被分析得明明白白。大到一個(gè)程序，小到一顆螺絲，上百種試驗(yàn)材料，無數(shù)個(gè)日日夜夜，吳新寶的科研團(tuán)隊(duì)靠著堅(jiān)韌不拔、堅(jiān)持不懈的精神，迎來了科研成果轉(zhuǎn)化與應(yīng)用的時(shí)刻。

2021年11月，智能化骨盆骨折復(fù)位機(jī)器人進(jìn)入多中心注冊臨床試驗(yàn)階段，在全球范圍內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)在骨盆骨折手術(shù)中的臨床應(yīng)用，填補(bǔ)了國際空白。與傳統(tǒng)手術(shù)相比，智能化骨盆骨折復(fù)位機(jī)器人做到了精準(zhǔn)、微創(chuàng)、低輻射，成為醫(yī)生的“超級助手”。吳新寶感慨地說：“這是在天璣骨科機(jī)器人研發(fā)基礎(chǔ)上根據(jù)醫(yī)學(xué)實(shí)踐需求的接續(xù)創(chuàng)新，這項(xiàng)工作單靠軟件工程師、硬件工程師、臨床醫(yī)生都無法完成，這是在深度融合基礎(chǔ)上的創(chuàng)新。沒有咱們國家優(yōu)越的制度保障，這樣的研發(fā)不可能進(jìn)行?！?/p>

工作30多年，吳新寶記不清參加過多少次搶險(xiǎn)救災(zāi)和重大搶救，記不清有多少頓飯沒吃，有多少個(gè)夜晚未眠。他說，作為一名共產(chǎn)黨員，這些都是他應(yīng)該做的。讓他痛苦的是自己分身乏術(shù)，許多地方的基層醫(yī)院因?yàn)闆]有經(jīng)驗(yàn)豐富的骨科專家，那些因跌倒導(dǎo)致骨盆骨折的老人成了“人生最后一摔”，還有那些外地奔波到北京求醫(yī)的患者的辛苦，都被吳新寶看在眼里。

“現(xiàn)在，有了智能化骨盆骨折復(fù)位機(jī)器人，更多醫(yī)院可以在機(jī)器人輔助下開展微創(chuàng)骨折治療，可以為更多患者提供更好的服務(wù)，這是我感到最有成就感的事?！眳切聦氄f。

（責(zé)任編輯：閆正宇）