中国科技新闻网8月31日讯提到机器人，大多数人会想到影视作品甚至科幻片中机器人的形象，但医疗领域的手术机器人与想象中的大相径庭。近日，中国科技新闻网几个人有幸见到了天之航的“天脊”骨科手术机器人。
“天极”骨科手术机器人充满了工业气息，在它僵硬的外表下，是由无数精密的部件组成的。与人类相比，“天机”具有更稳定、更精准的操控能力。对于患者来说，这种能力意味着创伤更小，恢复更快，手术过程更安全，可以最大限度地减少手术带来的痛苦。
这么多优势的加持，是否意味着随着手术机器人的发展，医生可能面临失业？医疗领域的「机器人」技术发展到了什么程度？未来会是什么样子？是否存在安全问题？作为普通患者，是应该积极拥抱新技术还是应该批判性观察？
机器人正处于爆发的前夜。
FrostSullivan数据显示，2015年至2020年，全球手术机器人市场从30亿美元增长至83.2亿美元，复合增长率为22.6%。其中，中国手术机器人市场从0.93亿美元增长到4.25亿美元，复合增长率为35.7%。预计到2026年，全球市场将达到335.9亿美元，中国市场将达到38.5%。
2015年骨科机器人产业崛起，2020年全球骨科机器人市场规模达到13.9亿美元。据FrostSullivan预测，2026年有望达到46.9亿美元，成为继内窥镜手术机器人之后下一个广泛应用的领域。目前，骨科手术机器人正处于市场应用的前夜。
智航:首款自主研发的本地化骨科手术机器人。
天之航较早进入骨科机器人领域。据总经理徐进博士介绍，天之航成立于2005年，自成立以来专注于骨科手术机器人。那个时候，手术机器人还是一个比较陌生的概念。之所以选择骨科作为切入点，是看中了骨科市场的发展前景。通过智能机器人协助医生，可以优化整个骨科手术流程，使手术更准确，创伤更小。
同时，天之航还选择了北京积水潭医院、北航空航空航天大学等医疗科研机构作为合作伙伴。一方面可以获取最前沿的临床信息；另一方面可以在机械控制等领域深耕。
与大多数产品的逆向开发思路不同，“天极”骨科手术机器人的开发是从一个思路上的正向开发。通过与医生的不断沟通，获取临床需求，构建初始原型。也正是依靠这种开发思路，天之航自主研发了国内第一台拥有CFDA注册证书的手术机器人。
不可逾越的“1毫米”护城河
有些病人手术后会开玩笑说:“我还以为手术机器人是个人机器给我做手术呢！”其实很多患者都有这种误解。其实现在的“天极”骨科手术机器人更像是医生的辅助工具，通过一只机械臂的引导，解决了传统骨科手术中“看不见、不准、不稳”的问题。
传统的骨科手术，通常要做一个很深的切口，医生必须对患者的手术部位进行多次X线透视，以确认骨科植入物进入人体的位置是否符合手术方案，这就使得患者和医生长时间暴露在辐射下。“天极”骨科手术机器人通过定位和计算，可以替代传统的诊疗方式。
在机器人的帮助下，手术还是要靠医生。首先，医生需要用x光透视扫描病人，并将扫描的数据传输给“机器人”。此时，医生可以通过机器人的控制台实现“可视化”操作。手术计划路线制定出来后，就不需要多次X线透视了。“机器人”可以根据患者数据和手术规划，通过自身的传感器和复杂的计算，帮助医生准确定位手术位置，控制导针的方向和角度。
这个过程就像一个“黑暗”盒子里的目标。医生无法直接看到靶心，但“机器人”不仅能找到靶心，还能协助医生瞄准。更重要的是，即使靶心位置发生变化，“机器人”也能根据位置变化自动再次调整，实时瞄准，精度控制在1毫米以内。在医生的“机器人”帮助下，只需“扣动扳机”，就能准确命中靶心。这一过程是骨科手术中至关重要的环节，定位的准确性直接决定了医生在后续手术中的流畅度和手术质量。
看似不起眼的“1mm”，天之行RD团队却经历了无数挫折。起初，机器人只能达到2mm的定位精度。为了完成从2mm到1mm的跨越，整个团队又不停地推过来。经过无数次的技术改进和再验证，明明技术达到了预期效果，却因为加工或测量环节不到位，又经历了无数次的产品打磨，最终推出了一款成熟稳定的产品。普通临床试验最多半年左右，但“天极”骨科手术机器人的临床阶段已经走过了一年半。正是因为1mm的精度，“天极”骨科手术机器人完成了从上颈椎到脊柱手术的全面覆盖，成为一道难以跨越的护城河。
据徐进医生介绍，传统的盆腔手术可能需要30厘米以上的大切口，术中出血3000多毫升，术后需要2-3个月左右才能下地行走。使用“天极”骨科手术机器人，出血量一般可以控制在20ml左右，两三个螺钉就可以解决手术。患者术后1-2天内基本可以下地行走，因此这项技术的进步可以给医患双方带来巨大的利益。
机器人将延长医生的职业生涯。
在任何一个国家，医生都是稀缺资源，而对于很多科室的医生来说，职业生涯的黄金期都比预期的要短，尤其是骨科医生，真正的黄金期只有十年左右。
年轻医生从医学院毕业到走上工作岗位，要从基础手术开始，逐步成长，直到能够掌握更复杂的手术，这需要大量的经验，是一个漫长的过程。然而，骨科医生在50岁之后，身体功能往往会下降。随着眼睛和肌肉功能的退化，一些微创、高难度的手术对他们来说会越来越困难。
直到手术机器人的出现，医生职业的发展速度和生命周期都有了很大的提高。对于年轻医生来说，手术机器人可以提高医生的学习速度，手术中的一些关键步骤可以由手术机器人来完成，从而缩短反复练习掌握技能所需的时间。对于年长的医生来说，手术机器人可以弥补眼睛和肌肉退化带来的不足。这两种功能的增强，可以大大延长医生的职业生命周期。
手术机器人如何安全？
很多患者会对手术机器人的安全性有所顾忌。据媒体报道，2015年2月，英国首例机器人心脏瓣膜修复手术被血溅当场，以失败告终。后来的听力调查结果显示，在这场悲剧的背后，更多的原因是手术医生没有做好充分的手术准备，在没有完全掌握如何操作机器的情况下进行了手术。然而，事故发生时，两名本应在现场的医疗机器人专家未能出现，导致外科医生无法获得有效帮助。
关于“天脊”骨科手术机器人的安全性考虑和设计，徐进博士表示，“基于对生命的敬畏，我们拥有完整的研发体系。‘天极’骨科手术机器人成立的时候，安全是第一考虑的。”
目前“天极”骨科手术机器人的定位是辅助医生进行辅助工作，现场所有手术决策由医生掌控。机器人的每一个关键步骤的操作也要经过医生的审核和批准。
在产品设计之初，我们就已经充分考虑到了各个环节可能出现的突发情况，包括在断电或者核心部件失效的情况下，仍然要保证不发生重大医疗事故。同时，为了保证医生的规范操作，设置了为期3天的强制培训，确保医生能够准确的进行所有程序。在此基础上，医生回医院开展手术时，会有专门的临床工程师和专家进行现场手术指导，现场手术次数至少在30-50次，直到医生完全掌握“天极”骨科手术机器人的操作要点。
未来手术机器人的发展路线
国际著名学术期刊《科学机器人学》(Scientific Robotics)定义了医疗机器人的自动化程度，并将其分为六个阶段，即无自动化、机器人辅助、任务自动化、条件自动化、高度自动化和完全自动化。
徐进博士也提到了天之航对未来手术机器人的设想，但他并没有按照学术期刊的“六阶段”来思考，更像是一个自然的成长过程。
他提到手术机器人大约每3-4年是一个迭代周期。每一代产品的适应症更广，自动化、智能化程度也会更高。核心是围绕患者搭建一个高度整合的运营平台。
目前，在天之行的RD团队中，博士和研究生的人数已经达到40%。截至2021年6月30日，已授权专利171项。仅在今年上半年，就提交了17项新的专利申请。
可以看出，此时的天之航正处于高速发展的阶段，而之所以会有这样的速度，是因为在他们的RD团队中，有一支颇具特色的RD团队，主要负责探索未来5-10年可能出现的新技术或新产品。它的特点是敏捷，快速，没有边界，可以野方式开发空，结合小而快的特点，使各种。
或许，正是因为有这样一支“前沿突击队”，“天极”骨科手术机器人在骨科定位导航领域保持了多年的领先地位。或许也是因为入行早。目前，天之航在骨科手术机器人领域拥有近80%的市场份额。但是未来随着越来越多的企业进入这个领域，竞争会加剧。至于未来手术机器人的最终形态，谁也说不清楚，但在方向上，肯定会朝着精度越来越高、集成化、安全性的方向发展。或许，在未来的某一天，科幻作品中的全自动医疗仓库终于被照进现实。
