吳新寶：讓骨科手術機器人顯神通

方丹敏

吳新寶，男，1964年10月出生，中共黨員，北京積水潭醫院副院長，創傷骨科一級主任醫師，北京大學醫學部教授，北京學者，享受國務院政府特殊津貼專家，智能化骨盆骨折復位機器人項目負責人。

2022年5月，一位腹部開放性創傷兼骨盆骨折患者從外地被緊急轉到北京積水潭醫院創傷骨科中心。該患者其他部位已完成外科手術，唯獨骨盆位置由于涉及腹腔內復雜的創傷，骨折復位手術極易碰到靜脈叢造成大出血，當地沒有一個醫生敢動手術。北京積水潭醫院副院長吳新寶全面評估了患者手術條件后，自信地說：“我們的智能化骨盆骨折復位機器人可以做。”

不讓“三進三出”的往事再在手術室里發生

手術前，骨盆骨折復位機器人對CBCT掃描的幾百張影像進行綜合讀取，顯示屏上方兩只“眼睛”對準患者的骨盆位置進行深層精準定位，十幾秒后，患者的復位點位被清晰呈現。術中，醫生看著屏幕上的點位，打出切口小而精準的復位針孔。左側輔助機械臂張開“雙臂”，將患者的位姿固定在最利于復位的狀態。機器人健壯的主動臂開始工作，在光電導航下，骨折位置360度清晰可見，捏、提、拉、碰……“全對上了！”只用了一個多小時，吳新寶帶領團隊十幾年自主研發的世界上第一臺智能化骨盆骨折復位機器人，又一次成功完成任務，患者手術全程出血量只有幾十毫升。

“這樣的手術，如果放在幾年前，術中風險評估會非常高，連我都不敢動手。”吳新寶說。

目前在全球范圍內，針對復雜、移位大的骨盆骨折，治療手段還是以損傷極大的開放手術為主，且對醫生的醫術和經驗要求極高。從1987年大學畢業到北京積水潭醫院工作至今，吳新寶已經從初出茅廬的醫學院畢業生成長為骨盆領域的知名專家。他對學術有熱情，對自己的技術有信心，一次次挑戰高難度手術的成功也讓他相信自己“天生就是拿手術刀的料”，即便什么創新都不做，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“三進三出”的手術。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位骨盆時，損傷的靜脈叢就像爆裂的水管一樣，瞬間出血溢滿了整個盆腔，反復幾次，骨折仍未復位，手術風險倍增。在場其他醫生建議與家屬談放棄手術，吳新寶三次走出手術間，又三次走回來。第三次走回來的時候，吳新寶很清楚，如果這次不做了，就意味著患者將永遠不會再有手術的機會。“他還這么年輕，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。

雖然這次手術成功了，但吳新寶深知再有經驗的專家也不能做到百分百精準。“有時候這次手術復位的點找得準，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“三進三出”的往事再在手術室里發生。“吃苦不怕，吃放射線也不怕，但是不能保證每次手術質量都是最好的，這是我特別不甘心的地方。”吳新寶說。

死磕到底迎來重大突破

自主研發手術機器人，攻克傳統骨科手術中“看不見、打不準、拿不穩”的難題，北京積水潭醫院已經先行。世界上第一臺骨科機器人，正是北京積水潭醫院田偉院士主持研發的天璣骨科手術機器人。吳新寶作為早期研發團隊成員之一，看到手術機器人的出色表現，他的心中早已種下了一團火。然而由于骨盆結構的特殊性，骨盆骨折的治療在創傷手術中難度最大且嚴重依賴臨床經驗。“在骨茬多點錯位的復雜情況下，天璣機器人后期固定的優勢難以發揮，要是有專門的骨盆復位機器人就好了。”2007年，吳新寶決定動手自主研發。

要解決這個問題，必須與國內醫療機器人領域高端前沿研究機構合作。2014年，吳新寶找到了北京航空航天大學教授王豫領銜的醫療機器人實驗室。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出現在北航的實驗室。針對手術中的各種需求，他們不斷改進設計方案，一個走不通再換一個。“骨折復位手術的思路就是所有的骨茬都要對上，但骨盆骨折點多且骨茬之間相互牽扯，這個對上了那個對不上，機器人工程師沒辦法給出設計邏輯。再說如何實現需要四五個大夫才能實現的牽引患者的功能？”實驗室里一次又一次的嘗試，始終沒有突破性進展，吳新寶一度坦言“覺得自己走進了死胡同”。

回到現實，手術室里情況依然如故。“沒事兒主任，我們再扛一會兒……”手術室里，X光射線強透視環境下，科室里身體最壯的四位助手牽拉著患者的上下肢已經四五十分鐘。看到主任吳新寶為達到最佳復位效果想再試一下，他們雖然已經臉色發白、大汗淋漓，但依然咬牙挺著。

吳新寶看在眼里，疼在心里。“他們吃夠了放射線的苦，一定要用手術機器人替代這種簡單重復的體力勞動。”吳新寶決定死磕到底。

峰回路轉一念間。一次，在與別的科室醫生聊天的時候，對方說到了給患者做耳朵損傷復位修復的事情。“對稱”“功能平衡”兩個詞給了吳新寶極大的啟發。他突然意識到，骨盆復位也可以用鏡像對稱原理，如果左側的骨盆骨折，可以依據右側骨盆的模型做一個鏡像結構，據此模擬復位時碎裂骨片的回歸位置。研發團隊的軟件工程師一聽，“這個邏輯清晰可行，算法正是我們的強項！”

放棄追求解剖學意義上骨縫拼接的“嚴絲合縫”，以往的醫學原則被打破并超越。“這個復位原理看似粗糙，但在實驗過程中，破碎的骨片竟全部嚴絲合縫地對上了。”吳新寶感慨道。

2015年和2016年兩年間，在不斷探索、思考、積累中，一個又一個科研難題得到解決，最難的牽引功能也通過開發創新的彈性牽引系統得到了實現。2018年，第一臺樣機搭建成功，死磕到底的吳新寶終于迎來了機器人研發的重大突破。

發揮優勢深度融合接續創新

“這個復位的點需要再往前推送5毫米，為什么機器每次一到這個點就停了呢？”“這是編程的邏輯，遇到阻力了，它就得停下來。”“現在遇到了實際問題，要根據實際情況進行調整呀！”

自從與王豫教授的醫療機器人實驗室合作以來，3000多個日日夜夜，攻堅克難的過程中，吳新寶和團隊工程師之間這樣面紅耳赤的爭論場面時常發生。吳新寶剛開始不明白工程師們為何如此堅持，后來發現是對方不理解手術中復位點用力的實際情況。“走，去現場看！”不久，團隊里的軟件工程師們身穿手術衣，出現在了北京積水潭醫院的手術室中。幾次實地觀摩下來，他們才明白一個有經驗的醫生在復位骨盆時是有很多用力方向的，于是用力位協同理論取代了簡單的直線點位設計思路，機器人在智能化水平上立刻提升了一個層級。

“很多醫生說學不會我做手術，確實很多時候憑的就是經驗，用的是巧勁，這些力靠肉眼是看不出來的，也很難講出來。”隨著研發創新進一步深入，吳新寶開始琢磨將無法言說的復位用力經驗轉化成科學的數據，讓機器人進行深度學習。他在復位針上連接六維力傳感器，手術時所有的實時用力數據被記錄、傳輸，15例手術的實時測量后，所有的用力數據被分析得明明白白。大到一個程序，小到一顆螺絲，上百種試驗材料，無數個日日夜夜，吳新寶的科研團隊靠著堅韌不拔、堅持不懈的精神，迎來了科研成果轉化與應用的時刻。

2021年11月，智能化骨盆骨折復位機器人進入多中心注冊臨床試驗階段，在全球范圍內率先實現在骨盆骨折手術中的臨床應用，填補了國際空白。與傳統手術相比，智能化骨盆骨折復位機器人做到了精準、微創、低輻射，成為醫生的“超級助手”。吳新寶感慨地說：“這是在天璣骨科機器人研發基礎上根據醫學實踐需求的接續創新，這項工作單靠軟件工程師、硬件工程師、臨床醫生都無法完成，這是在深度融合基礎上的創新。沒有咱們國家優越的制度保障，這樣的研發不可能進行。”

工作30多年，吳新寶記不清參加過多少次搶險救災和重大搶救，記不清有多少頓飯沒吃，有多少個夜晚未眠。他說，作為一名共產黨員，這些都是他應該做的。讓他痛苦的是自己分身乏術，許多地方的基層醫院因為沒有經驗豐富的骨科專家，那些因跌倒導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的患者的辛苦，都被吳新寶看在眼里。

“現在，有了智能化骨盆骨折復位機器人，更多醫院可以在機器人輔助下開展微創骨折治療，可以為更多患者提供更好的服務，這是我感到最有成就感的事。”吳新寶說。

（責任編輯：閆正宇）