“
什么？让机器人来换我的关节？！
”
这个问题听起来似乎有些惊悚 ， 可能提出这个问题的人 ， 头脑中会是类似这个画面？
临床工作中 ， 常有患者朋友 ， 甚至是没有接触过机器人手术的医生问我 ， “这个机器人辅助人工关节置换手术 ， 它靠谱吗？”
作为国内较早接触和学习进行机器人关节手术的医生之一 ， 我试着用更科普的语言与大家分享我对机器人手术的认识 。
那么今天我们谈一下这个“机器人辅助人工关节置换”是如何操作的 。
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自2016年起 ， 我院关节外科团队在中国大陆最早引进并开始使用人工关节手术机器人 ， 随后 ， 又相继到欧洲、美国学习相关技术 。 经过不断发展 ， 关节外科医生手中的武器也在迅速的更新换代 。
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在国内 ， 我们完成了进口机器人在中国大陆的第一批验证研究 ， 以及国产机器人的测试工作 。 截至目前 ， 已完成数百例机器人辅助人工关节置换手术 ， 涵盖髋关节、膝关节 ， 特别是高脱位先天性髋关节发育不良、强直性脊柱炎、创伤后股骨头坏死等高难度复杂病例 。
这项技术在国内甚至国际上亦属于先进水平 ， 在使用过程中 ， 其优良的表现和对医生手术策略的执行力可谓令人惊艳！
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“机器人辅助人工关节置换”靠谱吗？
所谓“靠谱” ， 我的理解为“它能不能做得对？”这其实涉及到一个很重要的概念 ， 称之为“可靠性”或“可重复性” 。
其实 ， 无论是传统手术技术还是机器人辅助手术 ， 最核心的要素都是医生 。 医生在手术前制定的手术策略和方案 ， 决定了患者术后能获得功能恢复的上限 。 换言之 ， 如果术前计划的策略就是错误的 ， 那么无论手术如何顺利 ， 患者最终的恢复也不会令人满意 。
以前 ， 我们一般使用二维的、静态的片子来进行术前方案的制定 ， 当手术机器人出现后 ， 我们则可以在三维的、动态的水平来进行计划 ， 这无疑大大提高了计划的周全性和准确性 。
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二维、静态计划vs三维、动态计划
在现实中 ， 即使医生手术计划策略正确 ， 也不一定获得完美的结果！
因为作为计划的执行者 ， 医生的眼睛和手毕竟是有误差的 。 这个时候 ， 机器人的第二个优势就显现出来了 。 以我们安装人工关节的角度准确率为例 ， 传统手术中一般认为 ， 实现目标值±3°～±5°的范围可以被认为计划获得了良好的执行；但相比之下 ， 我们利用机器人完成手术的结果 ， 基本上都可以控制在±1°左右 。
这个进步可以说是很大的 ， 也很好理解 ， 类似下面三幅图 ， 第一张是徒手画的一条直线；第二张是用尺子画的直线 ， 第三张 ， 是借助电脑画出的直线 ， 哪个更直呢？
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“可靠性”的另一方面含义 ， 在于能不能每次都获得同样的精准程度 。 有点类似于生产领域所说的“批次稳定性” 。
每一次手术都能获得完美的位置 ， 这个对于关节外科医生 ， 是十分困难的一个境界 ， 即使是经验最丰富的医生 ， 也会有偏离目标的几率 ， 不可能百发百中 。
从这一角度分析 ， 机器人辅助工具在执行的过程中 ， 无疑是更稳定的 ， 其优势相当于数控机床之于手工打造的区别 ， 前者无疑是更可靠的 。
【张是|让机器人来换我的关节？太厉害了！】
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那么 ， 机器人是如何帮助医生完成“人工关节置换”操作的呢？是时候见识一下机器人的本尊了！
机器人的主体部分是一个很灵活的机械臂 ， 有6-7个可活动的关节 ， 可以从各个角度处理骨骼 。 主机系统负责建模和重构 ， 同时有一个高速实时摄像头 ， 用以捕捉手术中可能出现变化的人体骨骼的位置 。
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● 在手术前 ， 医生首先要根据患者的自身情况 ， 判断人工关节安装的最佳位置 ， 制定出最优方案 ， 以此得出预期结果 ， 这种计划的方式是机器人手术所独有的 ， 属于三维计划 ， 其准确性和可行性均大大优于传统的二维计划 ， 可以针对患者的骨骼数据 ， 进行“量体裁衣” ， 以一种“个体化”的方式 ， 选择最适合该患者的手术方案 ， 并将所有数据输入到机器人系统中 。
● 在手术中 ， 医生通过适度的显露以及位置注册 ， 让机器人能够准确识别骨骼的位置 ， 根据术前“个体化”的方案 ， 对骨骼进行修整和对位 ， 最终完成人工关节的安装 ， 最终结果再由医生对机器人提供的数据进行验证 ， 并结束手术 。 这其中涉及到一系列的计划、调整、执行、完成的人机互动环节 ， 以保证手术正确进行 。
下面两组图片分别是术前设计预测和实际操作完成实体拍摄的片子 ， 位置、角度几近完全相同 ， 其执行力可见一斑：
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END
机器人是一个辅助工具 ， 有点类似于导航对于一名驾驶员的帮助 ， 虽然不能帮助你转向或者刹车 ， 但不会允许走错了路 。
新的技术需要新的知识和理念加以催动 ， 在学习和使用过程中 ， 我们也经历了从最初的怀疑 ， 到信任 ， 再到依赖的过程 ， 更好的工具会让我们的工作和生活更加便捷和轻松 。
随着科技的发展 ， 手术设备也将不断推陈出新 ， 帮助患者恢复健康 。 就像机器人手术 ， 它是近些年关节外科领域最大的进步和发展 ， 算得上是外科医生的航空母舰！
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作者 | 中国人民解放军总医院（301医院） 李想
编辑/排版 | 夹心、布丁、蛋挞
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