通过数字技术在术前即可获得患者手术部位的长度、面积、体积和角度等大量精确的解剖参数，让术前诊断更精确、手术设计和手术模拟更便捷；

手术中，医生戴着3D虚拟现实眼镜，可以看到病变部位复杂的三维结构，并可进行任意透明度、任意组合，任意剖切等操作；通过混合现实导航、全息三维影像等技术，医生在手术过程中可以获得清晰立体的手术视野，可以将病灶扩大几百倍进行精雕细琢灶；

通过5G技术等，手术将突破空间的限制，专家可以远程通过手术机器人遥操作，实施远程指导、远程手术；

……

这些，以前在科幻片中才看到的医疗场景，如今，随着智能与数字技术飞速发展，已经不再是想象和虚构，已经在临床外科中变为现实。智能与数字技术，将成为外科医生的“脑”、“手”与“眼”的延伸，颠覆了我们对传统外科手术的认知。飞速发展的智能与数字技术可以为临床插上腾飞的翅膀，也越来越得到重视。但是，如何打通“最后一公里”，让高科技落地临床？这成为我国致力于医工交叉领域研究所面临的瓶颈问题。

而如今，在深圳，这座创新之城，有人勇敢挑战这一难题。2019年12月28日，南方科技大学粤港澳智能与数字外科创新中心在南方科技大学医院正式成立，由我国著名的“数字骨科学倡导者和领军人”裴国献教授领衔，将人工智能、数字科技与临床医疗密切结合的医工融合梦想，在深圳这片创新热土上，播种发芽。

▲创新中心聚焦智能与数字外科创新技术在向临床应用融合转化过程中的“最后一公里”难题

数字骨科学倡导者领衔 智能数字化技术落地深圳

80、90年代，数字信息技术成为潮流，发展如火如荼。数字骨科学也在这股潮流中孕育而生。数字骨科学涉及到人体解剖学、三维几何学、生物力学、信息科学及机械工程学等领域，作为一门新兴学科提出后，引发了国内很多专家学者的关注。数字骨科学实现了信息技术与骨科深度融合，打开了医工结合的潘多拉魔盒。

而数字骨科学的倡导者和领军人，正是南方科技大学医院的院长、南方科技大学粤港澳智能与数字外科创新中心主任裴国献教授。作为国内著名的骨科及再生医学研究专家，他创立了肢体严重伤、创伤救治的多项新理论和新技术，形成了较为完整的理论及临床救治体系；取得了多项国际先进、亚洲首创及国内领先的创新性成果：在国际上最先报道四肢同时离断再植成功；首创下肢严重创伤避免截肢的“双桥式皮瓣移植”修复新技术；开创亚洲异体肢体移植的先河。

这个上世纪90年代就因娴熟高超的手术技术而名声大噪的创伤骨科专家，在“中国虚拟人之父”钟世镇院士的影响下，敏锐发现，引入数字技术将可能给传统骨科带来一次蝶变生长。

“看不见、摸不着，手术时需要凭借丰富的经验，还要尽量让手稳不颤……”裴国献教授深知传统外科手术，尤其是骨科手术中，因人的生理局限出现的“痛点”，因此，他更敏锐捕捉到——数字骨科技术在外科手术的术前规划、植入物个性化定制、术中视野拓展、手术精准定位、手术标准化等诸多方面的利好。

因此，多年来，裴国献教授在数字骨科学学科建设不遗余力开展大胆创新性的开拓工作：进行数字骨科学的理论凝析、宏观定位与学科归属，形成系统性的理论与技术体系，通过建立学会、学组等打造优质的学术平台，并通过开展培训班等培育专业的研究和技术队伍。如今，数字骨科学已经是成为潮流热点学科。这一切，为南方科技大学粤港澳智能与数字外科创新中心在深圳的落地，奠定了坚实的基础。

▲裴国献教授介绍创新中心

国内首家设在医院的智能与数字外科创新中心

走进南方科技大学粤港澳智能与数字外科创新中心，引入眼帘的是宽敞明亮的模型展示大厅，形态各异的3D打印模型展示墙、手术机器人……这里，600平米的空间将承载起解决智能与数字技术通往临床“最后一公里”的诸多屏障和难点的使命。

“深圳，作为粤港澳大湾区和中国特色社会主义先行示范区的领头羊，是科技创新创意之都，先行示范潜力无限。在这里，人工智能和数字外科在医学临床中的运用，医工的深度融合，将能发挥最大优势。”裴国献院长说。

南方科技大学粤港澳智能与数字外科创新中心是国内首家设在医院的智能与数字外科创新中心。创新中心下设3D打印外科部、虚拟现实临床部、手术机器人部和骨植入物研发部四个创新平台，立足临床实际，理医工融汇交叉，开展系列创新性临床转化研究。在3D打印方向，增强医工融合的设计能力，促进3D打印技术在临床应用的规范化、标准化；在手术机器人方向，衔接医工融合渠道，探究解决临床应用难题与标准路径；在虚拟现实方向，面向临床实际应用，创建虚拟外科教室，拓展虚拟外科手术，力促MR与外科手术完美融合；在骨植入物研发方向，研究智能化植入物特性，创新骨植入物个性化设计，研发出符合国人解剖特征的骨植入物。

▲创新中心下设3D打印外科部、虚拟现实临床部、手术机器人部和骨植入物研发部四个创新平台

“创新中心将为科技公司与临床医学打造一个无障碍交流合作平台，将科技公司研发设计的前线推进到了医疗一线，让研发人员零距离了解临床需求，真正打破以往花费大量财力物力‘闭门造车’的瓶颈。”裴国献院长说。打造一个平台，医工衔接开展科研攻关，让人工智能产品更安全有效运用服务于临床，打造智能与数字外科领域内产学研深度融合的国家级创新平台。

为外科手术赋能 让手术更安全精准微创高效

医学人工智能，可以为患者带来什么好处呢？数字骨科技术可以精确地显示正常或病变骨骼复杂的三维结构，并可进行任意旋转、剖切等操作；可以对重建的三维结构进行测量，获得长度、面积、体积和角度等大量精确的解剖参数。这对临床辅助诊断、辅助手术设计和手术模拟等方面都大有裨益。

智能技术将成为医生“脑”、“手”与“眼”的延伸，在引入如机器人技术后，能够有效消除人手操作时的颤抖，完成很多传统骨科手术无法完成的精细动作。医生还能在手术时通过MR混合现实导航，全息三维影像等技术获得清晰立体的手术视野，大大扩展了肉眼可见范围。同时，通过5G技术等手术将突破空间的限制，专家可以远程参与手术的观摩、指导、会诊，甚至通过手术机器人遥控操作，实施远程手术。

数字技术让“个性化”成为可能。例如传统的嵌入人体内假体由工厂标准化生产，只能应用于长骨等结构简单的部位。用在骨盆、肩胛骨等形状不规则、结构复杂的部位，往往贴合不牢，导致积液、感染、松动，从而产生功能障碍。但是数字技术的应用，则可以通过3D打印成精准的假体。真正做到每个病人匹配专属假体，保证了手术的个性化与精准化，大大提高了手术效果。

其实，在2019年，裴国献教授履职南方科技大学医院后，其团队即成功完成全球首例混合现实（Mixed Reality, MR）导航脊柱手术。手术中同时采用中国电信的5G网络承载，手术全程高清实时互动。裴国献作为场外专家通过投影、5G手机、平板等多种媒介对MR导航手术进行了全程指导并和手术医生进行交流互动。手术中充分利用了5G网络高带宽、低时延、高速编码和边缘计算等技术优势，实现了MR全息立体影像的高通量计算分析和4K以上的云视频直播，使场外专家与手术医生能够共用MR“透视眼”、实时交互共同为手术的高质量完成保驾护航。

南方科技大学医院引进深圳第一台、也是当时深圳唯一“在岗”的O形臂辅助天玑骨科机器人医生“小玑”。采用目前国际上最先进的O形臂是目前世界上最先进的术中影像获取系统，可在15秒内获取手术区域的三维影像数据，图像清晰且辐射量低，相当于为天玑机器人配备了高精度的人体“北斗”定位。O形臂系统快速准确获取术中三维影像后辅助天玑机器人实施精准手术，误差小于1毫米。使用几个月以来，已完成包括“全国首例O型臂辅助天玑机器人脊柱手术”、“O型臂辅助天玑机器人腰椎椎体后凸成形术”在内的100余台骨科手术。

▲全国首例O型臂辅助天玑机器人脊柱手术

现南方科技大学医院已建立了一支脊柱、骨盆、四肢“全覆盖”的专业机器人手术团队。机器人的加盟，为外科医生赋能，让手术更安全，更精准，更高效。个性化、精准化、远程化、智能化是现代外科的发展方向。“人工智能可以为患者带来实实在在的好处”中心 副主任苏秀云说。

未来着力“三大基地”建设 立足服务大湾区引领全国

随着国家对高新技术临床转化的重视，深圳高新技术临床转化的开放政策优势，将为南方科技大学粤港澳智能与数字外科创新中心的建设发展提供前所未有的机遇，未来将重点进行应用基础与临床研究，以及成果转化和科普教育工作，立足深圳、服务大湾区、引领全国、辐射东南亚。

谈及创新中心未来发展，苏秀云副主任说：“未来，这里将往三个基地建设着力，希望国内相关企业高新技术可以在医院落地；智能与数字外科技术可以服务南方科技大学医院乃至大湾区其他医院；可以成为医生、医学生培训和市民医学科普的基地。”

南方科技大学粤港澳智能与数字外科创新中心优质的交流合作平台，已经得到了国内科技公司的青睐。目前，该中心是华南地区唯一拥有两台价值千万培训机器人的单位，可进行临床医生的训练、教学以及科普工作。在这里，外科医生可以在跟手术室完全一样的环境下进行手术机器人操作训练，加快了医生学习的速度和提高了学习效率。数字技术让手术过程变得更加透明和标准，对医生的诊疗行为起到了很好的规范作用，减少“经验型手术”。“标准化”有效推广，将对年轻医生培养发挥重要作用，裴国献教授认为。

此外，南方科技大学医院还在国内率先全职引进国际骨科团队，全面参与医院骨科建设，将开展“南方科技大学粤港澳国际医学教育学院”项目，建设“一带一路”国际骨科教育中心、国际骨科科研转化平台。在这些项目当中，中心将发挥举足轻重的作用。

而依托以上的优势，南方科技大学医院将致力建成国际知名、国内领先、粤港澳大湾区一流的整合型优质医疗服务体系，为广大患者提供高水平医疗服务，为深圳打造“病有良医”的民生幸福标杆城市发挥“先行示范”作用。

来源|晶报APP

记者：严珊珊

通讯员：黄贤君

编辑：贺曦