【醫(yī)界觀察】

醫(yī)學(xué)與工程學(xué)的深度融合正成為引領(lǐng)醫(yī)療變革的關(guān)鍵力量。醫(yī)工結(jié)合不僅促進(jìn)了疾病診治方式的轉(zhuǎn)型，更成為推動(dòng)“健康中國(guó)”戰(zhàn)略目標(biāo)落地的重要支撐力量。

筆者長(zhǎng)期從事骨科臨床醫(yī)學(xué)研究，在醫(yī)學(xué)各專(zhuān)科中，骨科尤為依賴(lài)工程技術(shù)的支撐和創(chuàng)新。從人工關(guān)節(jié)、內(nèi)固定器械，到手術(shù)導(dǎo)航、康復(fù)設(shè)備，幾乎每一個(gè)診療環(huán)節(jié)都與工程密切相關(guān)。骨科技術(shù)的每一次進(jìn)步，都離不開(kāi)一個(gè)核心邏輯——從臨床實(shí)際問(wèn)題出發(fā)，以患者需求為導(dǎo)向，借助工程手段實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)高效的解決。

從臨床實(shí)際出發(fā)，以患者需求為導(dǎo)向

骨科疾病涉及骨骼、軟骨、肌肉、韌帶等多個(gè)組織結(jié)構(gòu)，病因復(fù)雜、類(lèi)型多樣，對(duì)診斷和治療的精準(zhǔn)度提出了更高要求。隨著人口老齡化加劇和人們健康意識(shí)的增強(qiáng)，慢性退行性病變、運(yùn)動(dòng)損傷等發(fā)病率明顯增加，這也帶動(dòng)了骨科醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展需求。

骨科之所以成為醫(yī)工融合的重點(diǎn)領(lǐng)域，首先在于其病理特征和技術(shù)屬性的高度契合。例如，人工關(guān)節(jié)和內(nèi)固定器械對(duì)材料性能的依賴(lài)極強(qiáng)，需要具備優(yōu)良的生物相容性、機(jī)械強(qiáng)度和耐腐蝕性，需要材料科學(xué)的不斷進(jìn)步來(lái)能滿(mǎn)足臨床的新需求。此外，醫(yī)學(xué)影像與計(jì)算機(jī)視覺(jué)的發(fā)展支撐了術(shù)前三維建模、術(shù)中精準(zhǔn)導(dǎo)航和術(shù)后康復(fù)監(jiān)測(cè)，構(gòu)成現(xiàn)代骨科精準(zhǔn)醫(yī)療的技術(shù)基石。微創(chuàng)手術(shù)技術(shù)、手術(shù)機(jī)器人、3D打印等新興技術(shù)不斷應(yīng)用于骨科實(shí)踐，提升了療效與安全性；而康復(fù)階段對(duì)智能化設(shè)備的需求，則推動(dòng)可穿戴傳感器、輔助訓(xùn)練設(shè)備和數(shù)據(jù)分析算法持續(xù)發(fā)展。

骨科醫(yī)工結(jié)合的真正出發(fā)點(diǎn)，在于識(shí)別并解決臨床中的實(shí)際問(wèn)題。只有深度理解臨床需求，技術(shù)創(chuàng)新才能找到真正的落腳點(diǎn)。

首先，在發(fā)病機(jī)制研究方面，老齡化帶來(lái)的骨質(zhì)疏松、骨性關(guān)節(jié)炎、脊柱退行性病變等疾病負(fù)擔(dān)不斷加重，需要對(duì)其生物力學(xué)機(jī)制和分子病理過(guò)程開(kāi)展系統(tǒng)、深入研究。這些認(rèn)知將為下一代藥物和器械研發(fā)提供理論支撐。例如，關(guān)節(jié)表面材料的設(shè)計(jì)正從“抗磨損”向“模擬天然軟骨潤(rùn)滑環(huán)境”轉(zhuǎn)變，這種設(shè)計(jì)理念正是建立在臨床長(zhǎng)期反饋與病理研究的基礎(chǔ)上。

同時(shí)，隨著生活方式變化和運(yùn)動(dòng)參與度提高，韌帶、軟骨和半月板損傷等運(yùn)動(dòng)損傷越來(lái)越常見(jiàn)，并趨向年輕化。這些損傷對(duì)修復(fù)材料的柔韌性、生物降解性、愈合誘導(dǎo)能力等提出了新要求。工程師需基于醫(yī)生的反饋，不斷迭代修復(fù)材料和微創(chuàng)手術(shù)器械，以降低術(shù)后并發(fā)癥并縮短康復(fù)周期。

復(fù)雜骨折，尤其是多發(fā)、粉碎、關(guān)節(jié)內(nèi)骨折，對(duì)內(nèi)固定器械的設(shè)計(jì)提出挑戰(zhàn)。工程技術(shù)需要模擬骨折愈合過(guò)程中的應(yīng)力分布，為醫(yī)生提供更具穩(wěn)定性和生物力學(xué)優(yōu)勢(shì)的固定方案，以提升愈合質(zhì)量。

呼喚學(xué)科全鏈條的工程技術(shù)支撐

骨科醫(yī)療覆蓋從預(yù)防、診斷、治療到康復(fù)的完整鏈條，而每一環(huán)節(jié)都緊密依賴(lài)工程技術(shù)的進(jìn)步。

在疾病預(yù)防領(lǐng)域，臨床需求已延伸至健康管理前端，例如通過(guò)可穿戴設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)骨骼肌肉狀態(tài)、跌倒風(fēng)險(xiǎn)等指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并結(jié)合人工智能進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與預(yù)警。特別是在老年人群中，防跌倒往往比治療骨折更重要。因此，防護(hù)材料、智能鞋墊、跌倒檢測(cè)傳感器等工程產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。

在精準(zhǔn)診斷方面，影像設(shè)備和圖像處理算法不斷演進(jìn)。醫(yī)學(xué)影像與人工智能結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)對(duì)骨腫瘤、微骨折、軟骨損傷的早期識(shí)別。

在治療環(huán)節(jié)，新型植入材料持續(xù)成為熱點(diǎn)。例如碳纖維復(fù)合材料、可降解鎂合金等，均在臨床應(yīng)用中展現(xiàn)出良好前景。手術(shù)機(jī)器人則以其高精度、高穩(wěn)定性改變了傳統(tǒng)手術(shù)方式，尤其在脊柱、關(guān)節(jié)、骨盆骨折等手術(shù)中已逐步成為標(biāo)準(zhǔn)配置。未來(lái)，人工骨骼、生物支架與干細(xì)胞結(jié)合的組織再生技術(shù)，有望極大提升骨科病患的醫(yī)治療效。3D打印技術(shù)的應(yīng)用也不斷拓展，可定制化特性使其在骨盆、脊柱等解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜區(qū)域的重建中具備顯著優(yōu)勢(shì)。此外，不僅骨科植入物可以實(shí)現(xiàn)個(gè)性化匹配，術(shù)中導(dǎo)板也能通過(guò)打印精準(zhǔn)輔助定位，大幅提升手術(shù)效率和準(zhǔn)確性。

在康復(fù)領(lǐng)域，康復(fù)機(jī)器人、智能訓(xùn)練系統(tǒng)、可穿戴動(dòng)作捕捉設(shè)備逐步應(yīng)用于臨床，大數(shù)據(jù)算法賦能可進(jìn)一步促進(jìn)實(shí)現(xiàn)個(gè)性化康復(fù)指導(dǎo)和精準(zhǔn)數(shù)據(jù)反饋。

從“想法”到“產(chǎn)品”，亟待解決轉(zhuǎn)化問(wèn)題

盡管醫(yī)工結(jié)合的成果不斷涌現(xiàn)，但要實(shí)現(xiàn)從“想法”到“產(chǎn)品”的高效轉(zhuǎn)化，仍需解決多重難題。當(dāng)前最大挑戰(zhàn)之一，是醫(yī)學(xué)與工程之間的學(xué)科壁壘。醫(yī)生缺乏將臨床問(wèn)題轉(zhuǎn)化為工程語(yǔ)言的能力，工程師也難以深入理解臨床流程和評(píng)價(jià)體系。此外，成果轉(zhuǎn)化所需的驗(yàn)證周期長(zhǎng)、資金投入大，也影響了科研人員的積極性。破解這些問(wèn)題，需要多維度協(xié)同，包括加強(qiáng)復(fù)合型人才培養(yǎng)、建設(shè)多元合作平臺(tái)、優(yōu)化醫(yī)生和科研人員的創(chuàng)新轉(zhuǎn)化激勵(lì)機(jī)制、推動(dòng)企業(yè)發(fā)揮產(chǎn)業(yè)化橋梁作用。

近年來(lái)，骨科領(lǐng)域基于醫(yī)工結(jié)合的創(chuàng)新成果不斷轉(zhuǎn)化為臨床應(yīng)用。國(guó)產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人獲批注冊(cè)，高端國(guó)產(chǎn)醫(yī)療器械在核心零部件和系統(tǒng)集成領(lǐng)域加速突破，多個(gè)可降解骨修復(fù)材料和3D打印植入物投入使用。新型影像導(dǎo)航系統(tǒng)、智能康復(fù)設(shè)備逐步推廣，提升了醫(yī)療效率與患者滿(mǎn)意度。同時(shí)，圍繞這些技術(shù)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和臨床路徑也在不斷完善，構(gòu)建起從研發(fā)到臨床應(yīng)用的閉環(huán)管理體系。放眼未來(lái)，骨科醫(yī)工結(jié)合將進(jìn)一步朝著智能化、微創(chuàng)化、個(gè)性化方向發(fā)展。人工智能、大數(shù)據(jù)、數(shù)字孿生等前沿技術(shù)的融合應(yīng)用，將為骨科診療開(kāi)辟全新空間。

技術(shù)進(jìn)步的核心依然在于“需求牽引”。唯有以臨床問(wèn)題為起點(diǎn)，構(gòu)建從醫(yī)啟程的創(chuàng)新生態(tài)，才能讓科技真正戰(zhàn)勝疾病，服務(wù)患者。

（作者：李廣翼 馬昕，分別系上海市第六人民醫(yī)院國(guó)家骨科醫(yī)學(xué)中心副主任醫(yī)師，上海市第六人民醫(yī)院黨委書(shū)記、國(guó)家骨科醫(yī)學(xué)中心主任）