日前，北京大学第三医院骨科李危石教授在国际骨科顶级期刊《骨关节外科杂志·美国卷（The Journal of bone and joint surgery. American volume，JBJS）》发表关于胸腰椎自主椎板切除的新型脊柱机器人系统的研究成果①。该研究为李危石教授团队关于脊柱椎板自主识切机器人系统系列研究成果之一，通过尸体试验对机器人系统的效率、准确性及安全性进行了验证。

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李危石教授带领多学科团队研发出全球首例脊柱椎板自主识切机器人系统。术前，系统规划软件对脊柱空间定位方式进行优化②，术者通过脊柱三维重建图像即可进行手术规划。术中，系统通过融合操作末端多个传感器信息，对椎板切削状态进行分类，实现对切削穿透时刻的精准感知，保证操作的安全性③④⑤；在自动化程度方面，实现了机器人全自动椎板切除⑥。两者有机结合形成了该“自主识切”机器人安全控制策略。

脊柱椎板自主识切机器人系统

此外，研究团队首次提出了机器人椎板切除效果的综合评估体系，涵盖机器人自主切削效率、准确性及安全性三个方面。结果表明，该机器人进行单侧椎板切除的平均时间约5.5分钟，单节段全椎板切除平均时间约13.6分钟。实际切割平面和预先规划平面之间的平均偏移距离在头侧为0.67±0.30mm，尾侧为0.73±0.31mm。在总共80个切削平面中，83%被评为A级，18%被评是B级，没有C级。研究结果证实，该机器人系统进行胸腰椎自主椎板切除操作的准确性和安全性。

北京大学第三医院骨科李卓夫、王承夏为本文共同第一作者，李危石教授和胡磊教授为共同通讯作者。

李危石团队相关研究：

① Li Z, Wang C, Song X, Liu S, Zhang Y, Jiang S, Ji X, Zhang T, Xu F, Hu L,Li W.Accuracy Evaluation of a Novel Spinal Robotic System for Autonomous Laminectomy in Thoracic and Lumbar Vertebrae: A Cadaveric Study[J].The Journal of Bone and Joint Surgery. American Volume,2023.

② Zhang Y, Hu N, Li Z, Ji X, Liu S, Sha Y, Song X, Zhang J, Hu L,Li W.Lumbar spine localisation method based on feature fusion[J].Caai Transactions on Intelligence Technology,2022.

③ Li Z, Jiang S, Song X, Liu S, Wang C, Hu L,Li W. Collaborative spinal robot system for laminectomy: a preliminary study[J].Neurosurg Focus,2022, 52 (1): E11.

④Hu L, Zhang Y, Zhang J, Zhang T, Song X, Ji X, Liu S, Li Z,Li W. STP-Net: Signal prediction method of laminar decompression robot based on Swin Transformer[J], Int J Intell Syst（录用未见刊）

⑤ Ji X, Wang Y, Zhang Y, Hu L, Li K, Duan W,Li W, Liu W. Breakthrough Prediction in Robotic Laminectomy Based on Electrical Impedance Monitoring with LSTM-FCN[C].2022 WRC Symposium on Advanced Robotics and Automation (WRC SARA),2022: 107-112.

⑥ 李卓夫, 宋雄康，季旭全，刘杉杉，姜帅，王承夏，胡磊，李危石. 基于3D打印配准模板的脊柱机器人系统在椎板切除中的应用[J].生物骨科材料与临床研究,2022, 19 (02): 11-13+25.

责编：陈龙飞