国产骨科手术机器人破解世界难题

王豫 骨科手术机器人亮相中关村论坛 罗森万相智能化骨科手术机器人是全球唯一具备复杂骨折闭合复位功能的手术机器人

发力就失精度，精细就没力量，这是骨科手术中人类医生难以逾越的生理极限，也是困扰全球骨科机器人行业多年始终未能突破的技术壁垒。

过往海外相关研究长期止步于实验室模型与基础实验阶段，始终无法落地真实临床场景。深耕医疗科创的国产骨科机器人研发团队携手临床专家，凭借自主原创的智能算法与硬件体系实现关键技术突围，成功完成高难度骨折手术临床落地，用中国方案解决了世界性临床难题。

全球无竞品

手术机器人3分钟规划复位路径

“一、二、三，使劲，好。”在手术室里，六位骨科医生正在齐心协力帮患者进行骨盆骨折复位手术。整个手术过程中，为了一起发力要重复多次喊号子。每一次操作，医生还要通过X光机实时观察骨头复位的情况，这意味着术中医患均会暴露在大量的X线辐射下。

骨科创伤手术中，骨盆骨折治疗难度最大、最依赖临床经验，是全球公认最难的手术操作。目前，骨盆骨折手术在中国常规的治疗方案是切开手术，这种传统方式创伤大、愈合慢，还容易引起并发症，甚至危及患者生命。此外，在骨盆骨折复位手术中，医生受制于自身生理极限，无法在使用爆发力复位的同时进行精准操作，手术效果也因此受到影响。

现在，骨盆骨折不开刀也能复位，辐射暴露剂量降低90%，患者平均住院天数缩短4.86天，重症监护时长减少2.2天，术后感染降低，康复也更快。这样的效果正是在骨科机器人的辅助下实现的。

骨科手术机器人“复制”临床专家经验，根据术前CT与术中CBCT影像，可在3分钟内完成手术复位路径智能规划，尤其适用于高龄骨质疏松骨折患者等复杂病例。机器人根据复位规划进行自动操作，实现骨折微创治疗。

术前，通过CT三维重建，机器人系统智能规划出最佳骨折复位路径，并将扫描结果传输至导航系统。术中，通过与术前影像数据配准，实现对骨盆高精度实时动态三维可视化导航。在实时动态三维可视化导航下，使用罗森手持导航钻（可实时观察进针位置、角度、深度）精准、安全置入把持针。随后，分别将罗森天工手术机械臂和罗森万相智能化骨科手术机器人机械臂与患者健侧、患侧稳定固定、把持。对复位位置及路径进行预览并确认复位规划后，使用机器人特有的力—位协同控制模式，在全程多角度实时可视、监控下，安全完成骨盆骨折闭合复位，复位的误差为亚毫米级别。

这款机器人出自北京的一家科技企业——北京罗森博特科技有限公司（以下简称罗森博特）。该公司创始人王豫介绍，罗森博特联合北京积水潭医院研发的罗森万相智能化骨科手术机器人，是全球唯一具备复杂骨折闭合复位功能的手术机器人，填补国际技术空白，也是国家药品监督管理局认证的创新医疗器械。

目前，罗森博特智能化骨折复位的机器人系统已在全国24个省市、53家三甲医院落地应用，成功完成上千例临床手术。闭合复位成功率达到100%，优良率达到95%。

创业切入口

选会做的事而不是该做的事

王豫选择骨科手术中难度最大的骨盆骨折复位作为切入口，与他的求学经历不无关系。“我在北航读书的时候，就做骨科的机器人。从创业的角度，我觉得有一个说法很对：创业选会做的事，而不是该做的事。该做的事有很多，但你得会做，才能把它做得成。”

1999年，王豫在北京航空航天大学机械学院主修的本科专业是机械设计及自动化。从2003年在本校直博开始，王豫就参与了国内首台骨科手术机器人系统的研发。那时国内的骨科机器人研发刚刚起步，他师从国内最早一批做手术机器人的专家之一王田苗教授。“当时在一项863课题支持下，北航和积水潭医院合作做骨科手术机器人，我很有幸作为低年级研究生参与到课题中。为了解决手术中的精准定位问题，自研了一个双平面导航定位系统，这是第一个真的上临床的手术机器人产品。”

作为最早一批在中国研究骨科手术机器人的研发团队，毫无经验可参照的他们当时做的一些技术探索和尝试，在国内外均属于开创性的。王豫介绍，2004年这款机器人完成了中国的第一例机器人辅助骨科手术；在3G网络还没有的2006年，它做了第一例远程骨科手术，当时依靠的是ADSL有线拨号上网。

王豫回忆，没有医学背景的他早在攻读博士阶段，就经常深入临床一线，跟台观摩手术数百台，对于研发人员而言，这是常态。长期观察下来，他最直观的感受就是，徒手开展骨盆骨折复位手术很难，“手术要求持续施加足够力量的同时还要实现精细操作，这类复杂操作已经触及人类生理极限，和医生的主观意愿无关。人发力操作时，很难保证精度；追求精细操作时，又无法输出足够力量。但机器人天然擅长这类操作，可以兼顾大力量与超高精度。”

2009年，博士毕业后的王豫选择留校任教，继续从事机器人方面的研究工作，其间也出国做过访问学者，直到2017年才成立罗森博特，中间隔了8年。

支持他投身创业的初心是：骨科手术操作存在人力无法突破的瓶颈，但机器人可以做到。“无论研发过程有多艰难，我们都认为这件事值得全力攻关。我们希望机器人不是锦上添花的工具，而是真正雪中送炭的解决方案。”

起步资金是靠着天使轮投资和自己团队凑出来的600万元，当时团队规模仅有十余人，整体开支不高，这笔钱维持运营近三年。2020年前后，公司账上资金仅够发放两三个月的人员薪酬，濒临资金链断裂。

在第一轮公开Pre-A融资阶段，公司经历了一次生死考验，核心问题在于融资启动时间太晚。王豫坦言，“当时我误以为多家机构释放了积极信号，严重低估了融资难度。”

王豫说，这次危机并非技术卡点，而是自身经验不足、融资规划失误造成。万幸在最后关头，有投资人凭借对团队的信任给了1500万元的“救命钱”，如果没有这笔钱，也许就没有后来的罗森博特。

十年磨一剑

科研临床试验时曾接连碰壁

王豫说，骨科机器人属于医疗器械，研发过程本身就比较漫长。从2013年开始技术研发，到2023年拿证的这十年时间里，总共做了三代样机。“第一代是个很粗糙的原理样机；第二代做了一个功能化样机，但依然不能做手术，只可以做一些模型实验；到第三代再做产品化样机，经历了做科研临床、做注册临床、做检测等整个研发的验证过程。”

当然，研发之路并非一帆风顺。成功通过大体实验、模型实验后，申请进入科研临床试验的伦理审查也通过了，但2022年做科研临床试验时却接连碰壁：手术过程中经常出现机械臂卡死情况，动到一半就不动了。

好在设备卡滞后可无缝切换人工手术，不会给患者带来额外伤害，只是机器人辅助复位目标暂时无法实现。连续失败后，团队并没有放弃，而是通过复盘试图找到机械臂中途卡死的原因。

北京积水潭医院副院长吴新宝当时提出的疑问给了他们很大启发：“我胳膊也不粗，我为什么就掰得动，为什么机械臂看着粗，怎么就掰不动。”

机械臂跟人比到底差在哪儿？这促使王豫和团队去寻找人工操作与机械臂之间的核心差距。关键就在于控制逻辑：人的主观运动背后，有一套高度智能的生理系统实时协同调节。初代机器人控制策略则较为单一：根据从A点移动B点的预先规划，机械臂只会单纯机械式地沿直线或最短路径行进，缺乏智能动态调整能力。

意识到问题出现在轨迹上之后，团队找到了两条核心突破路径。第一，迭代更新控制算法。依靠实时采集的力反馈数据动态修正运动轨迹，提出一套全新控制策略“力位闭环”，实现力与位置双闭环协同调控。第二，自研弹性牵引装置。这项典型的医工交叉创新思路灵感正是来源于真实手术室场景：传统手术中，常常需要一名医护人员持续牵拉患者下肢。团队复盘思考这套操作的作用后，设计出弹性牵引方案，使用后可以把复位所需负载降低50%以上。它可以在单一方向提供足够对抗牵引力，其余方向保持灵活自由，分担机器人复位负载。负载下降叠加智能控制算法优化之后，手术成功率显著提升。

2023年12月，国家药监局官网上的一则消息显示：罗森博特“骨盆骨折复位手术导航定位系统”获批上市。该产品是国内首个采用机器人技术实现骨盆骨折闭合复位的手术导航定位系统。

“这不仅突破了医生徒手手术极限，微创切口面积为传统手术的十分之一，术中出血量是原来的十分之一；同时设备手术精度更高，患者术后康复速度更快，愈合更好。”王豫表示，简单地讲，机器人的核心作用就是实现复杂骨折微创治疗。比如高龄老人、多发严重创伤患者，传统手术风险极高，机器人微创手术降低手术门槛，带来了显著性的临床获益。

国产化替代

既是降成本也是为了供应链安全

王豫认为，之所以能够打造出全球原创的骨科手术机器人，核心原因在于临床专家并非仅提出需求，而是深度参与研发全过程。临床医生既是使用者，也是一线实际操作者，拥有丰富临床经验，沉淀了大量手术实操体会。企业要做的，就是通过数字化手段，将医生的经验、技巧与操作手法进行转化呈现。

“很多人谈及科技创新，常会强调攻坚克难，但技术研发的出发点，应当是现实里真实存在的临床痛点。这也是我们坚持与医院开展成果转化合作的原因——我们的产品，是企业与医生联合研发的成果。”王豫还强调，这类创业项目只能在北京落地，因为研发创新需要顶尖工科高校、头部临床医院，同时配套优质产业政策与充足资本供给，国内几乎只有北京能够同步集齐全部资源条件。

他认为，北京具备其他城市难以比拟、独一无二的资源聚合优势。北京最吸引年轻创业者、能够为创业梦想持续供给养分的核心在于城市创业环境，这份环境带来多重独特优势：第一是开阔眼界，第二是资源高度集聚。

据了解，为有效破解高端手术机器人等高值医疗设备购置成本高昂、技术迭代迅速、维保培训投入较大等行业痛点，北京创新探索手术机器人服务性租赁新模式，持续优化高端医疗设备资源配置效率。今年4月出台的《北京市支持创新医药高质量发展若干措施（2026年）》也进一步明确，将加速腔镜、骨科、神经外科、介入等全品类手术机器人临床落地应用，全面推广手术机器人创新租赁服务模式，并将设备研发应用、临床成效、全场景开放使用等情况纳入公立医院绩效考核体系。

今年1月份，罗森博特拿到了国产核心零部件的注册证，骨科机器人的所有核心部件全部替换成国产的部件，既是降成本也是为了供应链安全。

“此前我们有两大核心部件供应商为美国企业，完成国产化替代后，核心部件供应链全部转向国内。其中相机供应商为北京企业，机械臂供应商位于苏州。”王豫表示，国产部件与进口产品性能差距不大，多项指标整体表现良好，部分局部指标甚至实现领先。目前主力出货机型均搭载国产核心部件，市场销售占比已经超过进口配置版本。从成本上看，国产化替代后综合成本降幅30%至40%。细分来看，机械臂降价幅度最为突出，降幅超60%。

放眼看未来

中国在这条赛道上不输海外

如今，整个医疗行业数智化是必然趋势，特别是人工智能技术进一步加快数智化转型，手术是整个医疗环节中知识密度最高的，但却是数字化最低的。手术做完之后没有留存下的数据仅限于患者、主刀医师、耗材使用量、术中出血量等信息记录单，就算手术室全程拍摄手术视频，新人医师也不可能只靠观摩视频就能独立完成手术。

“师父领进门，修行在个人。”外科医师传承模式和传统手工业十分相似，外科医生会将带自己的主任视为师父，做手术的手感需要“悟性”，很难靠语言和文字传达。手术机器人介入临床操作后，完整手术流程会生成结构化数据，这是很有意义和价值的。

人工智能技术如今发展日趋成熟，可以为手术机器人带来显著赋能。王豫透露，现阶段罗森博特正重点落地AI相关产品研发：一款AI辅助手术计划软件正在申报三类医疗器械注册证，核心功能是依靠AI完成全自动手术规划。公司还持续迭代机器人本体与控制系统，同时积极探索具身智能方案，以此探寻产品未来的发展路径与全新形态。

当前，骨科手术机器人的角色更多是协助医生实现手术的定位导航，而罗森博特希望能提升手术机器人的自动化和智能化程度，让骨盆骨折复位机器人真正参与手术操作，使其从手术工具变成医生的“助手”。

全新技术体系下，机器人具备独立思考决策能力，如同人类大脑，同时搭载运动控制模块协调机械臂操作，形成全新研发逻辑。真正的智能时代到来后，机器人可能会替代医生做手术。

走访全球顶尖实验室后，王豫更加确信——中国在这条赛道上不输海外，甚至独具优势。最直观的就是制造业基础：开发样机、搭建原型设备的成本，国内远低于美国。

“集成了AI的机器人可能3至5年就会出现，但它依然是辅助治疗。能够独立完成全流程手术的全自动机器人，预计需要10至20年研发周期。”王豫透露，公司继续做国内市场的同时也在积极开拓国际市场，预计今年会拿到CE的注册证，基于产品全球独有的创新属性，积极拓展海外市场的发展机遇。

王豫表示，“我们清楚这条路挑战巨大，但依然充满信心。对于软硬一体化医疗硬件产品而言，完备供应链是先天优势，能够快速完成样机搭建、持续迭代优化，这也是中国独有的竞争优势。”

本版文/本报记者宋霞

统筹/余美英