「院士專家講科學」走進通州二中，骨科專家為學生建立科學觀念

「機器人怎麼做骨科手術？機器人和醫生是怎樣配合的？」11月28日下午，在北京市通州區第二中學，中國工程院院士田偉向百餘位初中生解答了這些問題。

這是「院士專家講科學」——2023年科學教育行動活動之一。此次活動由北京市科學技術協會主辦，北京科學中心和新京報社承辦，中國工程院辦公廳支持，重點面向北京遠郊區學校開展科學教育行動。

田偉是北京首都醫科大學附屬積水潭醫院首席科學家、北京大學及清華大學教授、法國國家醫學科學院外籍院士、英國愛丁堡皇家外科學院名譽院士、北京學者，此外，他還是第十八屆國際計算機輔助骨科學會主席、中國科學技術期刊編輯學會理事長、國家手術機器人臨床應用管理專家委員會主任委員、第十屆中華醫學會骨科學分會主任委員、中國醫師協會醫學機器人分會會長。

在這節特殊的科學課上，田偉為學生們分享有關骨科機器人的科普知識，向他們傳遞科學精神。

11月28日下午，中國工程院院士田偉為北京市通州區第二中學同學授課。新京報記者王貴彬攝

如何打準一顆釘子？

在活動現場，田偉率先向同學們介紹了機器人的基本概念和緣起。

他介紹，早在幾千年前，中國的典籍就已經有了機器人的雛形和對機器人形象的暢想。而被稱為「機器人之父」的美國科幻小說作家阿西莫夫，也在1950年出版的小說集《我，機器人》中提出了「機器人學三大法則」——機器人不得傷害人類個體，或坐視人類受到傷害；機器人必須服從人類的命令，但當該命令與第一法則衝突時例外；機器人在不違反第一、第二法則的情況下，儘可能保護自己。「在現實中，大家仍然認為這‘三大法則’是很有意義的。」田偉講道，隨著科技發展，真正的機器人被研製出來，也被逐漸應用在醫學領域，包括骨科。

田偉提到，在骨科機器人的發展歷程中，1999年，世界範圍內已經出現了人工關節置換手術機器人，置換過程像安裝「工業零件」一樣要按照步驟精確操作，因此利用機器人協助的想法應運而生。2002年前後，以田偉為代表的中國科學家結合實際，開始在骨科機器人領域探索，以克服醫生的局限，提高手術的精度，在術中為患者「打準釘子」，降低手術風險。

歷經15年艱苦攻關、2000餘次設計和實驗的失敗，2016年11月，由田偉領銜研發的天璣骨科機器人正式上市。在醫生給機器人發出指令後，機器人會按照規劃位置在紅外線導航引導下到達患者的實際部位，並在主控台上實時顯示出引導器和手術部位的三維關係和精準度，醫生沿著引導器置入導針、螺釘或者進行病變部位切除，實現完全按照規劃執行手術，精準度大幅度提高，有助於手術實現安全、微創的目標。

2016年，田偉發表了首例機器人輔助C1-C2經關節螺釘固定技術的學術報告，該技術提高了螺釘置入精度，使過去不可手術的上頸椎疑難重症病例獲得安全手術治療，被國際學界評價為「引領了本世紀的發展趨勢」。

「截至目前，全國完成機器人手術5萬餘例，準確率98.6%，比傳統手術提高53.6%。」田偉向學生們介紹，骨科機器人技術還在繼續向前發展，可以與人工智能技術在5G場景下助力遠程醫療。