一台有“大脑”、“眼睛”又有“手”的骨科手术机器人是怎么研发出来的？又将如何协助医生为更多患者做手术？

长木谷董事长张逸凌博士：“用AI重塑骨科医疗，我们从一支海归创业团队成长为北京市‘专精特新’中小企业。目前长木谷自研的骨科手术计划软件已进入国家药监局的创新审批绿色通道，有望在未来1-2个月内获批，将成为中国第一个AI+骨科治疗类的三类骨科手术计划创新医疗器械。”

• AI+医疗，破解骨科手术的难题

随着中国老龄化趋势加速，关节患者发病率不断升高。“中国每年有100多万患者需要做关节置换手术，但关节置换手术难度大、数量多、主要依靠资深医生的经验，且年轻医生成长周期长，这就导致有限的优质医疗资源很难满足巨大的需求量。”张逸凌说。

△张逸凌进行机器人配准测试。

如何破解这些难题？AI+手术机器人成为医生的“超级助手”。利用AI算法将患者二维影像转换成三维图像，进行评估、建模和模拟，为医生打造“智脑”，在手术前完成手术方案；在手术过程中，为了让医生看得更清楚，通过光学追踪、标定的方法，实现将人在真实世界中的骨骼情况与虚拟重建骨骼影像的配准，进行导航定位；在操刀进行手术时，机械臂则能模拟医生的手，进行精准操作。

△张逸凌操作机器人。

AI技术让“脑”“眼”“手”精准配合，通过深度学习让智能手术机器人不断迭代优化，具备资深骨科医生的水平，这样就能辅助更多年轻医生快速完成精准化、个体化的骨科诊疗。“在哈佛留学期间，我看到美国的医院已经进入这种数字化医疗时代，就萌生了将研究所学从书架搬到货架、惠及更多患者的想法。”张逸凌说。2018年，怀着“让天下没有难做的手术”的初心，他与合作伙伴回国创业，成立长木谷。

• 医工结合，提升骨科手术精准度

“在创业过程中，医工结合是我们的一大特色。”张逸凌说。在早期研发阶段，长木谷的技术团队联合国内四五十位顶级专家，曾用两三万张相关图片，开过几千小时的会议。

△张逸凌（左）进行机器人磨锉演示。

医生和专家的经验反馈能帮技术团队更懂临床需求。以髋关节置换手术为例，研发团队要用技术完成建模和术前规划，不仅需要大量案例数据，还需要了解医生实际手术中所面临的难点问题，如髋关节大小选型、安放角度位置等如何选择，才能在众多排列组合中给出最优解。截至目前，长木谷已经用数十万病例训练过人工智能系统。

现如今，长木谷已经能为骨科医生提供人工智能辅助诊断、个性化手术规划、3D打印手术导板、手术导航、手术机器人、术后评估等全流程解决方案。其中，长木谷自主研发的AIJOINT人工智能关节置换数字化全流程解决方案，5-10分钟即可定制出一套个体化的手术方案，与传统手术相比，帮医生将骨科手术的准确性从50%提升到97%以上，将手术时间从原来的2小时左右降低到三四十分钟。目前该技术已覆盖30个省级行政区、落地700余家三甲医院。

• 千亿市场，助推优质医疗资源下沉

“如果做医生，我一年最多可能就帮助1000名患者，穷其一生可能最多帮一两万人；现在通过自主研发AI骨科手术机器人，我们一年就帮医生做了数万台手术，未来我们还可能帮助几十万甚是上百万名患者。”张逸凌说。这几年，长木谷在做的就是以更快的速度推进创新技术落地，惠及更多患者。

△AI骨科手术机器人。

这一路走来，北京经开区为长木谷的发展壮大提供了阳光雨露和沃土。张逸凌说：“经开区有完善的创新医疗器械产业生态和政策，让我们没有后顾之忧，不仅快速实现了成果转化落地，还建起智慧工厂。”

“接下来，我们需要跑得更快一些，通过迭代数据量、拓展应用量、提升供应链水平等降低成本，让高端技术触手可及，让更多患者能够受益。”张逸凌说。中国骨科市场规模在千亿级，未来3-5年，长木谷将继续重点布局创新医疗器械的自主研发，搭建起数字骨科创新医疗器械产品从研发到注册到生产到销售的全渠道；加速推动产品惠及更多医院，解决偏远地区医疗技术水平不高、医生学习曲线长等热点问题，推动优质医疗资源下沉。

编辑：徐祎