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為什么常被稱為外科老大的骨科，似乎在這個(gè)手術(shù)機(jī)器人應(yīng)用火熱的時(shí)代落后很多了？
在過(guò)去十幾年中，機(jī)器人系統(tǒng)在外科手術(shù)中的使用大大增加。普外科、泌尿外科、婦科等領(lǐng)域已廣泛采用機(jī)器人手術(shù)作為日常實(shí)踐的一部分，甚至都放在了住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)中；而我們的骨科醫(yī)生很多還在徒手打釘子、上鋼板、換關(guān)節(jié)和徒手進(jìn)行內(nèi)鏡微創(chuàng)手術(shù)，與上世紀(jì)的骨科醫(yī)生的工作似乎沒(méi)有什么太大變化，只不過(guò)鋼板是新型號(hào)，釘子是新款式，關(guān)節(jié)是新界面，微創(chuàng)倒是出現(xiàn)了一些新術(shù)式。 國(guó)際上看，骨科機(jī)器人產(chǎn)品已經(jīng)開(kāi)始推廣布局，尤其是在脊柱外科。Zimmer Biomet 的Rosa Spine，Globus 的Excelsius GPS，以及Medtronic的Mazor X等都已經(jīng)廣泛開(kāi)展臨床應(yīng)用。Stryker也收購(gòu)了Mobius以及旗下Cardan 機(jī)器人，要進(jìn)一步集成為一體化的脊椎微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人平臺(tái)。目前來(lái)看，國(guó)外廠商最新的發(fā)展趨勢(shì)是“術(shù)中3D影像+手術(shù)機(jī)器人+人工智能+專有耗材”一體化，他們計(jì)劃提供完整的平臺(tái)解決方案。 全球骨科機(jī)器人手術(shù)機(jī)構(gòu)分布 圖片來(lái)源：biomedcentral.com 國(guó)內(nèi)，在手術(shù)機(jī)器人第一股——天智航的帶動(dòng)下，脊柱機(jī)器人公司也是如雨后春筍般的涌現(xiàn)出來(lái)。但目前還未看到能夠和國(guó)際品牌相匹敵的具有完整平臺(tái)解決方案的機(jī)器人系統(tǒng)；此外，機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在精確性、微創(chuàng)性、可重復(fù)性等，但當(dāng)前商用化的骨科機(jī)器人還不能完成高效的全流程手術(shù)操作，多數(shù)局限在脊柱置釘導(dǎo)航輔助，或是輔助關(guān)節(jié)置換手術(shù)中的若干步驟。 內(nèi)科手術(shù)外科化，外科手術(shù)微創(chuàng)化是未來(lái)的手術(shù)趨勢(shì)，關(guān)節(jié)外科的機(jī)器人僅提高了植入物的精確性，而椎間盤(pán)鏡、關(guān)節(jié)鏡這些技術(shù)結(jié)合機(jī)器人可使患者獲益于微創(chuàng)和精確植入。把這些技術(shù)與機(jī)器人技術(shù)相結(jié)合，才會(huì)使得更多患者獲益，但是這些微創(chuàng)技術(shù)門(mén)檻較高，需要更多系統(tǒng)化的技術(shù)集成，培訓(xùn)及臨床技術(shù)更新。普外科、泌外科、婦產(chǎn)科等已經(jīng)借助腔鏡機(jī)器人系統(tǒng)走到了微創(chuàng)機(jī)器人外科的前面，骨科目前仍然需要進(jìn)一步的努力。當(dāng)然，從目前的治療來(lái)看，傳統(tǒng)治療仍然占臨床治療中的大多數(shù)。新生代的大型醫(yī)院醫(yī)生們正在積極參與研發(fā)屬于下一代的機(jī)器人產(chǎn)品，這也正是我國(guó)骨科事業(yè)發(fā)展的重要機(jī)遇。 骨科脊柱手術(shù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)布局與文章專利情況 目前布局骨科脊柱手術(shù)機(jī)器人公司包括Brainlab（CIRQ）、Curexo（CUVIS-spine）、Globus Medical（ExcelsiusGPS）、Medtronic（Mazor X）、TINAVI Medical Technologies（TiRobot）、Zimmer Biomet（ROSA One Spine）、Stryker（Mobius - Cardan），在此推動(dòng)下，最近幾年的脊椎外科相關(guān)的專利數(shù)量急劇增加。 脊柱外科美國(guó)、歐洲創(chuàng)新專利數(shù)量 圖片來(lái)源：researchgate.net 脊柱手術(shù)機(jī)器人優(yōu)勢(shì) 安全有效的脊柱手術(shù)依賴于精準(zhǔn)的影像基礎(chǔ)，它多以精準(zhǔn)3D影像為基礎(chǔ)，結(jié)合實(shí)時(shí)定位手段，引導(dǎo)機(jī)器人臂進(jìn)行手術(shù)導(dǎo)航乃至輔助手術(shù)操作。 在進(jìn)行手術(shù)操作時(shí)，脊柱機(jī)器人提供了一些優(yōu)勢(shì)，包括減少外科醫(yī)生的疲勞和顫抖，同時(shí)通過(guò)固定的工作角度為器械提供穩(wěn)定性，從而提高準(zhǔn)確性和精確度，并且可以有效減少術(shù)中醫(yī)生透視次數(shù)和時(shí)間，減少醫(yī)生和患者的輻射劑量。目前脊椎手術(shù)機(jī)器人正從置釘導(dǎo)航，發(fā)展到半自動(dòng)置針，下一步就是發(fā)展全流程手術(shù)機(jī)器人尤其是骨科微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人，據(jù)了解，目前在已經(jīng)有公司開(kāi)始開(kāi)發(fā)類似的全流程骨科內(nèi)鏡微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人，例如國(guó)內(nèi)的歌銳科技（Great Robotics），國(guó)外的Stryker公司。 內(nèi)窺鏡脊柱手術(shù)機(jī)器人輔助脊柱融合手術(shù)中的置釘 圖片來(lái)源：.semmes-murphey.com 脊柱的融合與非融合選擇 脊柱外科醫(yī)生目前把脊柱融合（椎體固定）作為治療的“最后的手段和最重要的手段”。內(nèi)固定主要是基于脊柱不穩(wěn)或傳統(tǒng)切開(kāi)手術(shù)對(duì)原有脊柱穩(wěn)定性大量破壞后的操作。 問(wèn)題來(lái)了，真的那么多脊柱都需要內(nèi)固定嗎？ 新時(shí)代的內(nèi)鏡微創(chuàng)技術(shù)操作下，在并沒(méi)有破壞脊柱大部分穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的情況下，可能只有很少一部分需要內(nèi)固定置釘技術(shù)。但目前的骨科導(dǎo)航手術(shù)機(jī)器人主流仍然在強(qiáng)調(diào)置釘精確、置釘優(yōu)勢(shì)。不可否認(rèn)，從傳統(tǒng)的幾十年來(lái)，置釘是基礎(chǔ)，是重要手段，但不是唯一方式。隨著椎間盤(pán)鏡下融合，鏡下器械、OLIF等等技術(shù)的發(fā)展，置釘融合未來(lái)可能逐漸需要被淡化或被推遲實(shí)施。 美國(guó)脊柱內(nèi)鏡技術(shù)的創(chuàng)始人Yeung 的第一篇文章“遠(yuǎn)離融合”于 2015年12 月發(fā)表在《脊柱雜志》上。從 Yeung 對(duì) 58 名患者進(jìn)行 5 至 10 年隨訪的初步審查中分析發(fā)現(xiàn)，大約 36% 的患者避免了脊柱融合手術(shù)（打脊柱椎弓根釘），但 100% 的患者對(duì)延遲融合作為他們的第一個(gè)手術(shù)選擇的決定感到滿意。他建議患者首先選擇內(nèi)鏡減壓術(shù)作為“過(guò)渡手術(shù)”時(shí)，診斷和治療有助于緩解患者的疼痛，提高患者的生活質(zhì)量。這就相當(dāng)于關(guān)節(jié)鏡治療是骨關(guān)節(jié)炎治療的過(guò)渡手術(shù)，并不是每個(gè)人都需要直接做關(guān)節(jié)置換一個(gè)道理。 微創(chuàng)脊柱外科與機(jī)器人的結(jié)合發(fā)展 近幾十年來(lái)，已經(jīng)引入了各種微創(chuàng)手術(shù)技術(shù)，以最大限度地減少與入路相關(guān)的組織創(chuàng)傷，同時(shí)優(yōu)化為手術(shù)期護(hù)理和長(zhǎng)期功能結(jié)果。目前國(guó)內(nèi)外也開(kāi)始出現(xiàn)用于脊柱微創(chuàng)的新一代手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)，該領(lǐng)域重新變?yōu)闊狳c(diǎn)。脊柱微創(chuàng)手術(shù)在術(shù)中需要在高精度術(shù)中影像的引導(dǎo)下進(jìn)行精確的操作以及一些重復(fù)性的操作，因此特別適合手術(shù)機(jī)器人輔助。 未來(lái)的新一代脊柱機(jī)器人技術(shù)需要不僅僅在置釘方面表現(xiàn)優(yōu)秀，還需要在微創(chuàng)手術(shù)的定位、建立通道、內(nèi)鏡下減壓和鏡下融合等方面具有更多技術(shù)特點(diǎn)。結(jié)合新一代的末端器械，以及光學(xué)/磁追蹤器械，使得脊柱外科的手術(shù)越來(lái)越簡(jiǎn)單化。 其他相關(guān)重要技術(shù)的進(jìn)步 脊柱內(nèi)鏡手術(shù)。內(nèi)窺鏡脊柱手術(shù)是一種先進(jìn)的微創(chuàng)脊柱手術(shù)形式，旨在為患者提供比傳統(tǒng)脊柱手術(shù)方法更快的恢復(fù)時(shí)間和更少的復(fù)發(fā)性疼痛。在大多情況下，可以使用局麻代替全身麻醉進(jìn)行內(nèi)鏡手術(shù)，從而降低年齡較大或合并有可能增加手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的內(nèi)科疾病患者的整體醫(yī)療風(fēng)險(xiǎn)。脊柱內(nèi)窺鏡技術(shù)是一種更具技術(shù)挑戰(zhàn)性的手術(shù)，但它有優(yōu)良的術(shù)后效果。 內(nèi)窺鏡脊柱手術(shù) 圖片來(lái)源：outpatient-spine-surgeon.com 人工間盤(pán)置換術(shù)。融合與置換一直存在爭(zhēng)議，部分學(xué)者認(rèn)為融合是過(guò)時(shí)的，尤其是頸椎，因?yàn)閿?shù)據(jù)非常清楚，以至于人工頸椎間盤(pán)置換在很多結(jié)果指標(biāo)上都優(yōu)于融合，人工椎間盤(pán)通過(guò)模仿正常椎間盤(pán)的粘彈性，可以改善替代物的生物力學(xué)。 3D打印。3D打印技術(shù)在脊柱有很多用途。2019 年，紐約市特殊外科醫(yī)院與 LimaCorporate 建立合作伙伴關(guān)系，推出基于供應(yīng)商的增材制造 3D 打印設(shè)施，用于個(gè)性化定制骨科植入物。3D打印Cage提供定制的尺寸和形態(tài)，工程師設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的Cage，使用精確的映射和術(shù)前手術(shù)計(jì)劃來(lái)恢復(fù)適當(dāng)?shù)母叨群徒嵌?。RTI Surgical 等公司開(kāi)發(fā)了 Fortilink Interbody Fusion 3D 打印植入物用于治療退行性椎間盤(pán)疾病。最新的骨科3D打印可以進(jìn)行在位的3D打印，更符合臨床的需求。 混合現(xiàn)實(shí)。約翰霍普金斯醫(yī)院的三名神經(jīng)外科醫(yī)生使用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)對(duì)一名患者進(jìn)行了首次脊柱融合術(shù)，Augmedics 在脊柱領(lǐng)域引起了轟動(dòng)。該公司的 FDA 批準(zhǔn)的 Xvision 脊柱系統(tǒng)使外科醫(yī)生能夠在術(shù)中可視化 3D 脊柱解剖結(jié)構(gòu)，因此他們可以在看著患者的同時(shí)瀏覽器械和植入物?；旌犀F(xiàn)實(shí)技術(shù)的聯(lián)合在術(shù)前評(píng)估、醫(yī)患溝通、遠(yuǎn)程會(huì)診、提高患者安全、改善術(shù)后效果、減少并發(fā)癥方面具有巨大潛力。 人工智能。人工智能在醫(yī)療保健領(lǐng)域具有巨大潛力。人工智能可以幫助做出手術(shù)決策和閱讀影像研究。該技術(shù)不會(huì)取代外科醫(yī)生，但可以增強(qiáng)外科醫(yī)生的數(shù)據(jù)處理能力，為患者制定最佳治療流程。 再生醫(yī)學(xué)。再生醫(yī)學(xué)在脊柱領(lǐng)域仍處于起步階段。一種治療方法是 Discseel，其中外科醫(yī)生將纖維蛋白注射到撕裂的椎間盤(pán)中以密封纖維環(huán)內(nèi)的撕裂。 遠(yuǎn)程醫(yī)療。新冠大流行迫使許多專家在2020年初暫時(shí)推遲了手術(shù)，并轉(zhuǎn)向遠(yuǎn)程醫(yī)療問(wèn)診?；颊攥F(xiàn)在對(duì)這項(xiàng)技術(shù)感到滿意，并希望脊柱外科醫(yī)生可以進(jìn)行遠(yuǎn)程問(wèn)診和虛擬手術(shù)方案咨詢。新一代的脊柱機(jī)器人也可能配備5G遠(yuǎn)程手術(shù)解決方案，為患者執(zhí)行遠(yuǎn)程手術(shù)。 脊柱手術(shù)機(jī)器人的設(shè)想 當(dāng)機(jī)器人技術(shù)對(duì)所有醫(yī)院外科醫(yī)生來(lái)說(shuō)都是一種實(shí)用且有效的選擇時(shí)，它就會(huì)真正成為脊柱手術(shù)的未來(lái)。例如提高CBCT（錐束CT）成像的精度與密度分辨率，將術(shù)前MRI/CT影像與術(shù)中CBCT相融合，再結(jié)合脊柱內(nèi)鏡，明顯可以提高安全性并擴(kuò)大進(jìn)一步的應(yīng)用。 未來(lái)脊柱機(jī)器人最重要的特征可能是通用性的概念，像達(dá)芬奇機(jī)器人這種平臺(tái)化的產(chǎn)品。它們必須能夠執(zhí)行多種程序，并且最好與植入物制造商們更多兼容，適用于脊柱手術(shù)的幾乎所有領(lǐng)域，從微創(chuàng)到開(kāi)放領(lǐng)域，而且不僅僅是椎弓根螺釘?shù)姆胖?。?dāng)今脊柱手術(shù)的主要原則涉及減壓、矯形和穩(wěn)定性。脊柱機(jī)器人要蓬勃發(fā)展，它們必須能夠端到端的參與手術(shù)的各個(gè)方面并具有普遍性。 手術(shù)機(jī)器人的成本必須降低，當(dāng)脊柱機(jī)器人以更合理的價(jià)格出售，并且有合理的使用成本，應(yīng)用于包括頸椎、胸椎和腰椎在內(nèi)的多種類型的手術(shù)時(shí)，甚至其他骨科手術(shù)時(shí)，它們才能真正的推廣應(yīng)用。尤其在中國(guó)實(shí)踐，需要考慮醫(yī)保覆蓋的能力。 如果開(kāi)發(fā)出基于力反饋的器械，機(jī)器人可能會(huì)用于自動(dòng)執(zhí)行手術(shù)的減壓部分，從而減少手術(shù)時(shí)間和失血量，甚至可能廣泛的應(yīng)用于脊柱畸形矯正的手術(shù)和恢復(fù)。 手術(shù)效率要高，如果可以通過(guò)多臂協(xié)同提高手術(shù)效率和成功率，降低并發(fā)癥將會(huì)是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。 流行病學(xué)與成本效益分析 2001 年至 2010 年間，北美進(jìn)行了大約 360 萬(wàn)次脊柱融合術(shù)，這些手術(shù)的總估計(jì)累計(jì)成本超過(guò) 2870 億美元。40 歲及以上的成年人中有超過(guò) 40% 患有脊柱疾病，當(dāng)前的醫(yī)療手段尤其是在中國(guó)，不僅應(yīng)側(cè)重于改善手術(shù)結(jié)果，還應(yīng)側(cè)重于降低成本。 考慮到手術(shù)機(jī)器人在未來(lái)可能會(huì)越來(lái)越多地減少手術(shù)時(shí)間、患者住院時(shí)間、透視曝光和手術(shù)翻修率，可以預(yù)測(cè)在脊柱手術(shù)中使用機(jī)器人所獲得的潛在經(jīng)濟(jì)節(jié)約?？紤]到這些變化，到 2022 年，脊柱手術(shù)機(jī)器人的全球市場(chǎng)預(yù)計(jì)將從 2600 萬(wàn)美元增加到 27.7 億美元，如果考慮到融合手術(shù)的一半都先進(jìn)行內(nèi)鏡下的非融合微創(chuàng)治療，那么脊柱微創(chuàng)的市場(chǎng)的估量則將進(jìn)一步擴(kuò)大。 具體到中國(guó)的醫(yī)療生態(tài)，未來(lái)的脊椎微創(chuàng)內(nèi)鏡手術(shù)機(jī)器人的應(yīng)用將會(huì)普及微創(chuàng)手術(shù)，實(shí)現(xiàn)階梯治療，提高治療效果，減少附加傷害。從而利于降低整體的國(guó)家醫(yī)保負(fù)擔(dān)和個(gè)人負(fù)擔(dān)。 最近國(guó)家醫(yī)療保障局發(fā)了關(guān)于骨科“手術(shù)機(jī)器人”和3D打印輔助收費(fèi)的征詢意見(jiàn)函，這個(gè)函文將骨科手術(shù)機(jī)器人根據(jù)臨床貢獻(xiàn)價(jià)值大致分成了四類：1.規(guī)劃類；2.導(dǎo)航類；3部分手術(shù)輔助；4.全流程手術(shù)手術(shù)機(jī)器人/遠(yuǎn)程操控手術(shù)機(jī)器人，制定的建議收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)從1到4逐步提升，這將會(huì)引導(dǎo)骨科脊柱手術(shù)機(jī)器人向具備更高臨床價(jià)值、更高性價(jià)比的全手術(shù)化、系統(tǒng)化、微創(chuàng)化的平臺(tái)化解決方案的方向發(fā)展。 在過(guò)去的幾年里，我們看到結(jié)合了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)分析、人工智能等技術(shù)的各類手術(shù)機(jī)器人解決方案的大規(guī)模宣傳，就目前而言，很多人認(rèn)為是一種商業(yè)炒作，而不是提供真正的臨床優(yōu)勢(shì)。個(gè)人PC剛出來(lái)的時(shí)候有人這么認(rèn)為，智能手機(jī)來(lái)的時(shí)候有人這么認(rèn)為，5G來(lái)的時(shí)候有人這么認(rèn)為，無(wú)人駕駛來(lái)的時(shí)候也有人這么認(rèn)為，元宇宙來(lái)的時(shí)候還是有人這么認(rèn)為……，只有時(shí)間會(huì)告訴我們真正的答案，但很顯然它們?cè)谖磥?lái)極有潛力來(lái)真正改變我們的工作和生活，因?yàn)樗鼈兪菚r(shí)代創(chuàng)新的腳印。類似的，我對(duì)新一代的脊椎微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人的未來(lái)發(fā)展充滿了信心。
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