提到机器人，多数人会联想到影视作品甚至是科幻片中机器人形象，然而在医疗领域的手术机器人则与想象大相径庭。近日，中国科技新闻网一行数人有幸见到了天智航（688277.SH）的“天玑”骨科手术机器人。
“天玑”骨科手术机器人浑身充满着工业气息，刚劲的外表之下，是由无数高精尖元器件组成。与人类相比，“天玑”拥有着更稳定、更精准的操控能力，这种能力对于病患来讲，就意味着更小的伤口、更快的恢复速度以及更安全的操作过程，能最大限度的减少手术所造成的伤痛。
这么多优势的加持，是否意味着随着手术机器人的发展，医生可能会面临失业？医疗领域的“机器人”技术已经发展到了什么程度？未来将会发展成什么样子？是否存在安全性问题？作为普通患者，我们应该积极去拥抱新技术还是应该持批判态度去谨慎观察？
手术机器人正处于爆发前夜
根据Frost&Sullivan数据显示，2015 - 2020年，全球手术机器人市场规模从30亿美元增加到83.2亿美元，复合增速22.6%，其中，中国手术机器人市场规模从0.93亿美元增加到4.25亿美元（约27.6亿元），复合增速35.7%，估计到2026年全球市场将达到335.9亿美元，中国市场则达到38.4亿美元（约250亿元），复合增速44.3%，占全球市场份额从2020年的5.1%提升到11.4%。
骨科手术机器人行业兴起于2015年，2020年全球骨科手术机器人市场规模达13.9亿美元，根据 Frost&Sullivan预测，预计2026年有望达46.9亿美元，将成为继腔镜手术机器人之后下一个广泛使用的领域，而目前，骨科手术机器人正处于市场应用绽放的前夜。
天智航：第一台自主研发的本土化骨科手术机器人
天智航进入骨科机器人领域较早，据总经理徐进博士介绍，天智航设立于2005年，设立伊始即专注于骨科手术机器人。在当时，手术机器人还是一个相对比较陌生的概念，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，通过智能机器人辅助医生，可以优化整个骨科手术流程，让手术更精准、伤口更校
与此同时，天智航还选择了北京积水潭医院、北京航空航天大学等医疗、科研机构作为合作伙伴，一方面可获得最前沿的临床信息，另一方面，在机械控制等领域得以深耕。
与多数产品的逆向开发思路不同，“天玑”骨科手术机器人的开发，都是从一个Idea开始的正向开发。在与医生进行持续性的交流中，获得临床需求，并以此来打造最初的原型机。也正是依靠这种开发思路，天智航自主研发出了我国第一台取得CFDA注册证的手术机器人。
难以逾越的“1毫米”护城河
有患者在术后会开玩笑说，“我以为手术机器人是个人形的机器来给我做手术呢！”其实很多患者都存在这样误解。实际上，目前的“天玑”骨科手术机器人更像是医生的辅助工具，通过机械臂的引导，解决传统骨科手术“看不见、打不准、拿不稳”的难题。
在传统的骨科手术中，通常会造成很深的切口，而且医生必须对患者手术部位进行多次、多角度X光透视，才能确认骨科植入物进入人体的位置是否符合手术规划方案，这使得患者和医生会长时间暴露在辐射之下。而“天玑”骨科手术机器人可以通过定位和计算，来取代传统的诊治方式。
虽然有机器人的辅助，但手术依然要靠医生进行主导。医生首先需要对患者进行X光透视扫描，并将扫描数据传输给“机器人”，此时，医生便可通过机器人的控制台实现“可视化”操作。在制定好手术规划路线之后，无需进行多次X光透视，“机器人”便可以根据患者数据以及手术规划，通过自身多种传感器以及复杂计算，帮助医生精准定位手术位置，并把持导针的方向和角度。
这个过程就好比一个装在“漆黑”盒子里的标靶，医生没有办法直接看到靶心，但是“机器人”不仅可以找到靶心，还能辅助医生进行瞄准，更关键的是，就算靶心的位置发生改变，“机器人”依然可以根据位置变化，重新自动调整，做到实时瞄准，并把精度控制在1毫米以内。医生在“机器人”的辅助之下，只需“扣动扳机”即可精准命中靶心。这个过程在骨科手术中，是至关重要的一个环节，定位的精准，直接决定了医生在后续手术中顺畅程度以及手术质量。
看似不起眼的“1毫米”，天智航研发团队却经历了无数的挫折。最初，机器人只能做到2毫米的定位精度，为了完成从2毫米到1毫米的跨越，整个团队不断地推倒重来，在经历无数的技术改进以及重新验证之后，明明技术已经达到预期效果，但又因为加工或测量环节的不到位，又经历了无数次的产品打磨，最终才推出一款成熟稳定的产品。一般普通的临床试验，最多也就半年左右，而“天玑”骨科手术机器人的临床阶段，却经历了长达一年半的时间。而也正是因为这1毫米的精度，让“天玑”骨科手术机器人完成了从上颈椎到脊椎手术的全面覆盖，并成为了一道难以跨越的护城河。
据徐进博士介绍，传统的骨盆手术，可能需要做30厘米以上的大切口，术中出血3000毫升以上，术后康复大概需要2-3个月才能下地行走。而使用了“天玑”骨科手术机器人，出血量一般可控制在20毫升左右，两三根螺钉就能够解决手术，患者在术后的1-2天，基本就可以下地行走，所以这种技术的进步，能够为医生和患者同时带来巨大的收益。
手术机器人将延长医生职业生涯
在任何一个国家，医生都是一种稀缺资源，而对于很多科室的医生而言，其职业生涯中的黄金周期要比想象的更短，尤其对于骨科医生而言，真正的黄金周期仅有十年左右。
从医学院毕业走向工作岗位，年轻医生都要由基础手术开始，逐渐成长，直到可以驾驭更复杂的手术，这需要大量经验的积累，是一个漫长的过程。而骨科医生在50岁之后，身体机能往往开始走下坡路，随着眼睛和肌肉机能的退化，一些微创及高难度手术对他们来讲，做起来会越来越困难。
直到手术机器人的出现，大大提升了医生职业生涯的发展速度和生命周期。对于年轻医生而言，手术机器人提高了医生的学习速度，将手术中的一些关键步骤，由手术机器人进行辅助完成，进而缩短了需要不断重复练习，才能熟练掌握的技能的时间。对于年长的医生而言，手术机器人更是弥补了眼睛及肌肉机能退化所带来的不足，这两个功能的强化，可以很大程度上延长医生的职业生命周期。
手术机器人是如何保障安全的？
很多患者会对手术机器人的安全性有所顾忌，有媒体报道，2015年2月，英国首例机器人心瓣修复手术现场鲜血四溅，最终以失败告终。后期听证调查的结果显示，这起惨案的背后，更多的原因是主刀医生对手术准备不够充分，在没有完全掌握如何操作机器的情况下进行了手术，而本应该在现场的两位医用机器人专家，事故发生时却未能出现，导致主刀医生无法获得有效帮助。
关于“天玑”骨科手术机器人在安全方面的考虑与设计，徐进博士介绍说，“基于对生命的敬畏，我们有一套完整的研发体系。‘天玑’骨科手术机器人在立项的时候，就已经把安全性放在第一位去考虑。“
目前“天玑“骨科手术机器人的定位就是协助医生做辅助工作，现场所有的手术决策均由医生来主控。机器人的每一个关键步骤的操作，也要由医生进行审核和批准。
产品在设计之初，就已经充分考虑了在各个环节可能发生的突发情况，包括在发生断电或核心部件失能的情况下，依然要保证不发生重大医疗事故。与此同时，为了保证医生的规范操作，还设置了为期3天的强制性培训，保证医生可以准确无误地进行各环节操作。在此基础之上，医生回到院方开展手术时，还会有专门的临床工程师和专家进行跟台手术指导，并且，跟台手术的数量至少会保证在30-50台，直到医生完全掌握“天玑“骨科手术机器人的操作要点。
关于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》（《ScienceRobotics》）对医疗机器人的自动化程度进行了定义，并分为6个阶段，即无自动化（第一阶段）、机器人辅助（第二阶段）、任务自动化（第三阶段）、条件自动化（第四阶段）、高度自动化（第五阶段）、完全自动化（第六阶段）。
徐进博士也提到了天智航对于未来手术机器人的设想，只是并没有按照学术期刊的“六个阶段”去思考，而更像是一个自然而然的增长过程。
他提到，手术机器人大概每3-4年为一个迭代周期，每一代产品的适应症更加宽广，自动化和智能化程度也会更高，核心就是围绕患者构建一个高度集成化的操作平台。
目前，在天智航的研发团队中，博士和研究生人数的占比已经达到40%。截止2021年6月30日，已获得专利授权171项（其中发明专利授权36项）。仅今年上半年，新提交专利申请达17项（其中发明专利申请6项）。
由此可见，此时的天智航正处于快速发展阶段，而之所以有这样的速度，是因为在他们的研发团队中，有一个特点鲜明的研发小组，主要负责探索未来5-10年内，可能会出现的新技术或产品，其特点就是敏捷、快速，没有边界，可以天马行空地去进行开发，结合小而快的特点，做出各类原型机，不断寻找未来可能存在的发展趋势。
或许，正是因为拥有这样一个“前沿突击队”，让“天玑”骨科手术机器人在骨科的定位导航领域多年保持着业内领先优势。也或许是进入行业较早的缘故，目前天智航在骨科手术机器人领域拥有接近80%的市场份额。但未来随着进入这个领域的企业越来越多，竞争也会加剧。至于未来手术机器人的终极形态，没有人可以说得清楚，但方向上，一定会奔着越来越高的精度、集成度以及安全性的方向去发展。或许，在未来的某一天，科幻作品中的全自动医疗仓终将会被照进现实。
