一場手術，就像一場醫生和患者的“闖關游戲”，尤其是精密的骨科關節手術，我們都希望能夠讓最富有經驗的醫生操刀，達成 “無感”的術后完美效果。但是現實中，骨科人工關節置換手術難度大、風險高，醫生的臨床決策和術中執行會直接影響手術結果，因此該類關節置換手術基本上只能在大型三甲醫院開展。為承受起“生命之重”，通過人工智能、3D打印和手術導航技術，結合頂尖臨床專家經驗，能夠完成精確的術前規劃和個體化定制手術方案，幫助醫生顯著縮短手術時間，達成更理想的術后康復效果，消除骨科患者對于關節置換術后并發癥的擔憂。

圍繞智慧醫療領域，在本期未來午餐會欄目中，我們邀請到長木谷董事長兼CEO張逸凌博士，共同探索在骨科領域進行手術輔助的科技奧秘，以及如何借助技術的力量實現醫療下沉，讓天下沒有難做的手術。

以下根據未來午餐會直播對話整理：

一臺完美的骨科手術，醫生和患者需要闖幾道關？

Eva：大型外科手術以前主要是靠醫生的手感來完成，需要經過哪些重重“考驗”？患者又需要經過怎么樣的看診過程？

張逸凌：長木谷聚焦骨科關節置換人工智能與手術導航解決方案。隨著人口老齡化增加，關節病患者在中國成為了一個非常大的人群。中國關節疾病患者大約有2億，作為關節疾病患者的終極治療手段，2019年中國約有90-100萬患者會接受人工關節置換手術，而且這類手術每年有20-25%的高增長率。

目前，在這類手術中，醫生術前大多還是參照二維的X光片，以及個人的經驗來還原和預測患者的三維骨骼結構，并在有經驗醫生的腦海里進行手術規劃，直到在手術臺上把關節打開，才有機會去測量患病關節實際的情況，往往術中需要花費非常多的時間嘗試不同大小的人工關節和組配關系，而且每家人工關節廠商的假體型號與參數都不一樣。醫生在手術中的臨床決策和操作執行會直接影響手術效果，手術難度大、風險高，基本上只能在大型三甲醫院開展。

普通老百姓都希望去大醫院找大專家做這種手術，不希望在基層醫院做。基層醫生如果臨床經驗不是很豐富，術后并發癥就會非常多。最常見的就是兩條腿一長一短，患者基本上不能站直，還可能會出現跛行、疼痛，甚至脫位等手術失敗的情況。

但是專家級的臨床資源非常欠缺，優質的醫生資源都集中在大城市的大醫院，患者想要看到大專家可能要等好幾周甚至幾個月。

Eva：由此看來，創新技術不僅是能解決一個醫療問題，也是幫助解決社會上的一些現象級問題。長木谷手術導航解決的是什么樣的問題？

張逸凌：醫療科技企業通過創新技術，實際上解決的是社會性問題。

從醫生的角度來看，首先他們的培養周期非常長。

在中國一個好的醫學生想畢業從事骨科和關節領域的工作，基本需要五年本科、三年碩士、三年博士，再加上三到五年的規培，通過住院醫師的輪轉與專科的培養，到副高的時候大多已經40歲以上了。關節屬于骨科領域非常精細的學科，這樣的醫生培養周期只會更長。

第二，醫生即使培養成功了，在大醫院的工作負荷也是非常重的，一天門診可能會有200-300個病人需要診治。

第三是大醫院床位也非常緊張，像北京301、協和、積水潭、中日友好這樣的大三甲醫院，骨科床位都是非常少的，排隊的患者卻是成千上萬。所以我們的優質醫療資源真的是非常稀缺。

從患者的角度來說，大家都希望追求好的治療效果，如果手術做得不精準，術后并發癥會為患者帶來更大的負擔。在骨科關節領域，實現把手術做完之后，達到最理想的“forgotten joint”效果，就是忘記自己換過了人工關節，感覺不到了。但想要達到這個效果，就取決于臨床醫生的手術規劃與操作了。

其中，一方面是醫生的術前規劃，是按照一個標準，還是個體化定制手術方案；另一方面就是醫生實際操作的精準性，是個體化定制精準截骨，還是按照一個標準截骨。這樣來看，患者手術的效果都會有非常大的差異。我們希望將人工關節置換手術精準化，標準化，個體化，這是我們做人工智能和手術導航的初衷。

智能規劃與導航，能否“百發百中”？

Eva：目前，智能規劃與導航在骨科手術中的應用達到了什么水平？

張逸凌：在手術前期規劃等領域來看，人工關節置換手術的前期規劃系統已經在不斷發展，從第一代基于膠片模板的手工測量，第二代歐美目前普遍使用的、基于數字化模板的二維規劃（如OrthoView、SmartJoint、AIVIEW系統），發展到了第三代基于CT進行三維重建，通過立體定向實現更精準的手術規劃。

但現在基本上中國的醫院還在第一代方法階段，據了解應該不超過20家中國醫院在用第二代方案。而第三代技術很前沿，需要非常強的工程師團隊，對圖像進行數字化建模，個體化為患者進行設計，但這樣的團隊不僅需要工科的工程背景，更需要骨科關節的醫學背景，即精通工程建模，又精通關節手術，這樣專業的醫工結合團隊十分稀缺，比起每年超過100萬需要做手術的患者，這樣的優秀團隊全中國不超過10個。加上現在中國三甲醫院骨科床位非常緊張，床位周轉率很高，這項技術并不適合中國國情，很難在臨床大規模推廣，人力、時間與資金成本都非常高。

我們團隊在美國哈佛大學醫學院讀博士后時看到了這個趨勢，聯合了斯坦福大學的AI團隊，利用人工智能+3D打印+手術導航技術，并結合大數據與臨床醫生專家經驗，把原來2-3周的專業規劃時間縮短到3-5分鐘。目前，AIJoint項目已經在國家骨科臨床與運動康復臨床醫學研究中心正式啟動，在中國100多家大型三甲醫院開展多中心合作，包括北京301醫院，北京協和醫院，北京積水潭醫院、中日友好醫院等，未來有機會在中國大面積推廣。我相信這項技術不僅是在中國，在全世界也能廣泛地推廣。希望我們能聯合中國的專家共同研發出中國智造，世界領先的產品，與歐美的國際巨頭企業同場競技。

Eva：長木谷的解決方案有什么特別之處？其中人工智能發揮了怎樣的作用？

張逸凌：長木谷的解決方案包括兩大塊，人工智能三維手術計劃系統和手術導航系統。基于人工智能的手術計劃系統就像一個超級大腦，可以學習專家經驗，輔助醫生思考、制定手術設計；支持個體化定制的手術導航系統就像是一個機器手。機器腦加機器手，共同幫助醫生在術中按照手術計劃的方案精準實施。

我們產品線主要包括 AI系統、3D打印系統和手術導航系統。

人工智能首先承擔圖像處理的作用，將二維的骨科圖像轉成三維，1000多張圖片疊加在一起成為三維的圖像，只需要30-60秒，精準度可達到97%以上。

其次AI會輔助解剖點識別，人工智能可以自動識別、計算關節的空間解剖結構、大小，幫助判斷應該使用怎樣的假體。

第三，就是通過數據的機器學習。通過收集專家反饋的案例數據，讓機器學習這些專家經驗，隨著數據量的積累，這些機器會越來越聰明、越來越精準，學到這些專家的理念、想法與經驗，就可以在未來給年輕醫生、基層醫生提供手術建議和指導。

Eva：是不是未來更多醫院、醫生的經驗被記錄與積累，將會讓機器學習更加完善？

張逸凌：是的。我們最近半年合作的三甲醫院數量已經超過了100家。隨著專家數量越來越多，不同專家的不同經驗我們都會積累下來，而且也有不同地區的不同案例。機器學習越精準，對基層醫生或年輕醫生能起到更好的指導作用。總體而言，AIJOINT人工智能系統對臨床幫助的精準度已經達到93.5%，是國際領先的水平了。

在術前如果人工智能已經幫醫生設計好了，術中就不需要再考慮上千種排列組合，直接參考設計方案去執行，術中需要調整的次數減少，手術時間能得到有效縮短，這樣直接帶來的是手術出血減少，風險降低。

另外，如果術前設計很精準，醫生就不再需要做術中透視，對醫生和患者都能減少輻射影響。

對患者來說，手術更精準，就能夠更快康復，臨床療效好，住院時間減少，整體費用也會降低。

簡單來說，有了人工智能與手術導航的幫助，骨科手術時間能得到有效縮短，手術執行更精準，愈后效果也會更好。

人工智能讓專家“走出”三甲醫院

Eva：智慧醫療確實與每個人的健康息息相關。現代醫療加上人工智能可以讓關節手術的前期規劃更精準，術中準確率得到提升，愈后效果也更好。每個個體健康的提升，都會對整個社會的醫患矛盾解決起到很好的作用。同時，這項技術可以幫助基層醫生在自己的醫院開展更多高難度手術。所以其實很多社會大問題，都可以通過科技在某個具體領域的發展去解決，促進對人的關懷和生活質量的提升。

張逸凌：長木谷希望通過創新技術，真真正正實現優質醫療的下沉。

我們國家一直希望分級診療，但對于這種大手術，如果真的把患者分到基層，醫生如果不具備手術能力，其實對雙方都是負擔，也會讓患者不信任基層醫療系統。

長木谷希望通過更智能的方法，把優秀醫生的經驗復制出來，將眾多頂級專家幾十年的經驗匯聚起來，復制成一套人工智能與手術導航系統，就可以無限復用到基層，讓基層醫生具備做這些高難度手術的能力，把手術做得更精準，可以媲美專家醫生。未來更多普通老百姓就能在當地做到精準的手術，用更少的花費得到更好的醫療服務。通過這項技術能有效優化手術的全流程，進一步降低整體的費用，讓更多的患者能及時進入手術治療階段，獲得更好的康復效果，這對于國家來說是真真正正實現了優質醫療的下沉。