谭军：骨科手术数字化

谭军

同济大学附属东方医院副院长，骨科部主任，主任医师，教授，博士生导师。现任中国人道救援医学学会委员，国际神经修复学会委员，国际脊柱功能重建学会中国分会委员，国际脊髓学会(iscos)国际会员，华裔骨科协会理事，华裔骨科协会脊柱外科分会理事，华人脊柱外科理事，中国脊柱微创学组委员，脊髓损伤康复学会脊柱分会上海副主任委员，中华医学会上海分会骨科微创学组副组长等职。

同济大学附属东方医院副院长推行的骨科数字化平台，可以根据患者的X光片、CT片、核磁共振片等检查结果，进行三维模拟重建，事先设计手术方案并进行手术演练；术中将计算机导航技术与脊柱微创技术联合使用，既缩短了手术时间，提高了准确性，又减少了医生和患者的放射线暴露量。

身体周刊记者 肖蓓

如果将传统的骨科开放手术比作传统战争，那么基于骨科数字化平台之上的微创手术则是“手术解剖刀式”的局部战争，不但能缩小战争规模，扩大成果，还能减少平民损伤。同济大学附属东方医院副院长、骨科部主任谭军，就是应用这种局部战争进行精确打击的高手。

他在东方医院推行的骨科数字化平台，可以根据患者的X光片、CT片、核磁共振片等检查结果，进行三维模拟重建，事先设计手术方案并进行手术演练。手术中将计算机导航技术与脊柱微创技术联合使用，既缩短了手术时间，提高了准确性，又减少了手术医生和患者的放射线暴露量。在达到与常规开放手术相同疗效的同时，减少患者的创伤和失血。

“数字化平台，可以带来无限的想象，创造新的需求，进而推动了转化医学的发展。”借助于数字化平台，谭军又开始国产微创器械的研发，“丘比特”全新一代的脊柱微创后路内固定系统，使得医生在小切口下进行简洁自如的手术操作。他还与交大合作研究脊柱微创手术机器人，为手术精准定位。

数字化坐诊和手术

与传统医院的骨科病人不同，谭军的病人来看病时很潇洒，没有大包小包的X光片、CT片，而是拿着一张浓缩了所有检查资料的光盘。与传统的骨科医生不同，谭军的办公室里找不到用来看片子的灯箱，偌大的办公桌被一台双屏幕电脑占据，看起来更像是研发人员的工作台。

打开数字化平台，搜索病人的姓名，这个病人所有的X光片、CT片、核磁共振等影像检查资料就跳了出来。“一张X光片打印出来要50元，这样的电子文本不仅省了打印费，还可以随时提取资料、分析总结、得出新的东西。”谭军说。

当然，谭军推行的数字化平台不仅仅是电子文本这么简单。医生从放射科拿到X光片、CT片、核磁共振等第一手资料，通过国际专门的处理软件进行分析，在电脑上进行三维重建，医生就可以在虚拟模型上设计个性化的手术方案，并进行多次模拟手术。

“对一个复杂的病人来说，数字化平台就像现代的精确打击的局部战争，不但能缩小战争规模，扩大成果，还能减少平民损伤。数字化模拟手术，同样可以使手术更精准、更微创、对患者的损伤更小。”从这个意义上，谭军对提供医疗资料的病人尤为感谢，“我要感谢病人，即使没有做手术，共享医疗信息也让我们在计算机屏幕前成长。”

谭军打开一个病人的资料，这是一个脚部的三维重建模型，“这是一个建筑工人，在工地上被铲车碰撞，导致脚部骨折。从模型中可以看出脚部的骨头缺了一小块，我们通过3D打印技术将这个缺损部位打印出来，然后与真实情况进行对比微调。再将这个模型送到专业公司，用异体骨加工成型，最终填入患者体内，这样手术就更精准。”

“人老先老腿”，骨科的很多疾病都属于老化性疾病，如老化性的腰椎、老化性颈椎病、骨质疏松症，这些疾病在60多岁发生时并未引起足够的重视。而对于中国人来说，“身体发肤，受之父母”，不到万不得已，一般人并不情愿做手术。等到80多岁时疾病加重，而此时老人身体已经承受不了手术带来的打击。

谭军说，“临床上碰到很多八九十岁的患者，腰椎退化，必须通过手术治疗。什么样的手术能让老人接受？一个精确、微创、简明扼要的手术变成一种需求。我们所做的就是挽救后十年的病人。”

一位德高望重的表演艺术家，找到谭军时已经88岁，因为退变性腰椎管狭窄症，使坐骨神经受压迫，走着走着就走不动路了。因为老人经常往返于中美两地，每次去机场时都觉得吃力，走100多米就走不了了。这种病症只有经过精心设计的手术才能解决问题。谭军根据她的CT、核磁共振资料，通过软件分析进行三维重建，精心设计手术方案，在多次模拟手术后，落实到一种最精准的方案——在全麻下实行潜行减压微创手术。“就像修地铁打隧道一样，我在她的腰椎打了个小洞，然后用微创手术方法解除坐骨神经的压迫，整个手术只用了40分钟。现在五年过去了，她仍然活跃在各种社会活动中。”

还有一位82岁的老人，由于腰椎退行性病变导致走不动路，因为老人曾做过心脏瓣膜手术，并装了心脏起搏器，传统开放手术肯定吃不消。谭军仔细分析她的影像资料，为她制定了周密的跨越式减压微创手术方案。手术仅仅用了47分钟，在腰椎部位做了一个小切口，一侧经皮固定，一侧微开放，减压手术解除了神经压迫，建立腰椎的稳定性，手术七天后老人就能下地走路了。

数字化平台不仅是模拟手术的法宝，也是一个医生培训的平台，可以节约大量的医疗资源。谭军说，“传统的骨科医生成长周期很长，要经过15年的手术训练的过程，由于可供解剖的尸体标本太少，也制约了医生的训练。而模拟手术则为医生培训提供了一个很好的平台，可以消耗更少的医疗资源，得到更好的效果。就像飞行员要在模拟飞机上培训一样，培养一个优秀的脊柱微创医生投入的成本，不亚于一个飞行员。但是，模拟手术也不能解决所有的问题，还要与传统的手术训练同时进行。”

设计微创手术器械

数字化平台，也为国产医疗器械研发提供了帮助。谭军说，目前国内卫生系统70%的资源集中在三级甲等医院，而三级医院里的医疗器械、药品中70%是进口的，算下来国家一半的卫生资源被跨国公司控制。进口器械药品价格昂贵，而且有些设计并不适合中国人。因此要自主创新，用成熟的技术为国人服务。

从微创内固定系统开始，谭军开始自己设计微创器械，几经改良，全新一代的脊柱微创后路内固定系统诞生了，谭军给这套小巧玲珑的内固定系统起了个非常可爱的名字“丘比特”。“丘比特是爱神的儿子，拿着一把小箭，这个名字寓意手术的精准和对患者的爱。”

“丘比特”系统通过提供全方位的工具和内植入物，使得医生在小切口下进行自如简洁的手术操作，包括经皮微创，开放常规以及脊柱侧弯矫正和创伤治疗。这套系统由一个设计精巧的金属套管和内固定螺钉组成，套管的横面积有2厘米左右，比进口产品还要小巧。它的独到之处在于套管上一个巧妙的卡配设计，用套管把内固定螺钉送入脊柱部位，并旋转套管使螺钉固定在腰椎上，几枚螺钉固定好后，将一根钛棒通过套管开槽插入螺钉尾部，将几枚螺钉连接，内固定手术完成后，只需拨一下套管的卡配装置，套管就自动与螺钉脱离，这样大大精简了操作流程。

“国外专家看了以后感叹，这一定是医生自行设计的，因为只有医生知道自己需要什么！”这套精巧的系统是手术医生和工程师合作的结晶，从设计到产品成型，全部使用数字化设计。先在电脑上设计出三维造型，然后通过3D打印技术得到模型，最后在数控机床上生产出成品。谭军说，丘比特系统的设计理念是“临床医生的经验技能+微创手术器械的优良设计=简洁完美的手术”。

“这套系统是国际上直径最小、操作最简单的系统，以前的内固定手术需要2个半小时，现在只需要一个小时。目前这套系统已经在国内20多个省份销售，价格只有进口系统的一半，每套节省两三万元，一年就能为国家节约几个亿。”

除了设计微创设备，谭军的研究已经进入脊柱微创机器人领域。如何给骨头上精确打洞，是每个骨科医生不得不解决的问题。传统的定位方法，要医生多次暴露在X光下，对医生造成职业伤害。计算机导航仪技术的出现解决了这个问题，但是在实际应用中，导航之前的准备工作相当繁琐，软件启动、输入数据、做好标记，往往要花费一个多小时，使得手术效率降低。如何既不“吃”射线，又能提高手术效率？谭军将机械手臂引入脊柱微创手术领域，与交大合作研发机械手臂遥控器，医生可以在铅屏风后面操作遥控器来控制机械手臂的动作，从而精准定位。

谭军带领的骨科团队，另一个探索领域是人工关节。目前，人工关节仍然依赖进口，而进口人工关节与中国人的解剖结构不匹配，如何找到更适合中国人解剖结构的人工关节？东方医院骨科人工关节研发团队与意大利博洛尼亚大学合作，通过数字化设计研发出新一代人工关节。谭军说，“如果说人工关节的个性化定制是时装届的 高级定制 ，那么新一代人工关节则是中国化的批量 成衣 。研发产品不能只盯着三甲医院，要二级医院用得起，所以在技术提高的背景上，要控制成本，使操作更简单。”

“能够突破传统，用新技术服务病人，是很幸运的一件事。”谭军感叹。为了鼓励自主创新，东方医院投资7000万元建立了一个转化医学平台，内部设施包括蛋白组学、基因组学、细胞电生理学、组织病理学、细胞呈像实验室等，人工关节、牙齿种植等方面的科研都在这里孵化。现在正在筹备一个转化医学工作坊，专门进行微创器械的产品设计，更多自主创新的设计将在这里诞生。

微创手术的话语权

“跟着大师学习，在拓展眼界外，最重要的是掌握了话语权。”50岁的谭军，虽然年纪不算大，但在骨科领域的辈分不小。1989年，谭军毕业于第二军医大学海军医学系，原工作于第二军医大学长征医院,读博士时师从我国现代创伤和现代骨科奠基人之一屠开元教授，是他的关门弟子。谭军还曾访问过10余位世界著名脊柱外科大师。

学有所成之余，谭军主编主译著作多部，参编学术论著20部，发表论文250篇， SCI论文5篇。站在大师的肩膀上，让谭军打开了眼界，看到了脊柱微创手术的发展前景。现在，东方医院骨科的微创手术已经占到60%～70%。

谭军说，“医学在不断发展，医生要有创新精神，骨科、脊柱外科的发展体现在电子技术、信息技术的介入，而微创手术将是未来骨科、脊柱外科的主流。虽然现在还有一些老医生不能接受微创手术，但是在将来，可能会有1/3的医生用微创手术治疗2/3的病人。”