当今世界，科技创新已经成为提高综合国力的关键支撑，成为社会生产方式和生活方式变革进步的强大引领；谁牵住了"科技创新"这个牛鼻子，谁下好了"科技创新"这步先手棋，谁就能占领先机、赢得优势。"源创新"即从源头上创新，相对于科技创新、产品创新、流程创新等常见概念，它代表的是一种极其颠覆性的新思维。"源创新"就是要把原始创新能力提升摆在更加突出的位置，努力实现更多"从0到1"的突破，实现更大规模的科技价值创新。目前中国人工智能发展已经进入了一个新阶段，也许现在正是我们赶超世界水平的一个弯道超车的关键节点；人工智能不仅是当下国际竞争的新焦点，也可能成为我国未来经济发展的一个新引擎。

智慧医疗（WITMED）是物联网时代的一种新型医疗形态，是物联网在医疗健康行业应用的结果。智慧医疗通过大数据系统化、标准化、智能化进行远程会诊、双向转诊等远程服务，依托区域信息平台有效整合共享患者电子病历和居民电子健康档案，以电子档案为依托向患者提供智慧服务，向医务人员进行智慧医疗，向医院进行智慧管理。智能骨科是数字骨科发展进程中的高级阶段，毋容置疑，智慧赋能下的人工智能技术将是骨科未来的重要发展方向，智能骨科必将引领骨科学的未来。本刊自2019年以来，连续三年以"总编寄语"形式先后推出《数字骨科：骨科领域的第三次技术浪潮》《智慧赋能医学：开启智能骨科新时代》《新技术再造学科链　新时代诠释新骨科》3篇专论，本年度又再次推出《智慧赋能：助推骨科从"0到1"源创新》，旨在履行学术期刊的职责与职能，助推信息、数字和智能化技术与骨科的无缝隙融汇，学术导引数字智能骨科的快速发展。

过去的一年是智能与数字骨科技术向更广更深的方向蓬勃发展的一年。外科4.0、智能医学、智能骨科等新的提法不断涌现，智慧赋能骨科逐渐成为业内专家的共识。国家出台了一系列支持政策，《"十四五"国家信息化规划》《"十四五"医疗装备产业发展规划》《"十四五"机器人产业发展规划》近期相继发布；精准医疗、3D打印、虚拟现实、机器人、人工智能、大数据、物联网、5G技术、远程医疗等新技术正逐步赋能医疗创新；AI医院、AI患者、AI医生的研究热潮在全球广泛掀起。相关学术组织如"中国老年医学学会智能与数字外科分会"于2021年12月18日成立；相关研究机构如"南方科技大学粤港澳智能与数字外科创新中心"已于2019年12月成立；相关议题已成为业界学术交流、讨论的热点。

2021年被称为"元宇宙"元年。"元宇宙"不是单一的技术，而是由虚拟现实技术、增强现实技术、混合现实技术、数字孪生技术、三维网络技术等发展演变而来，是各项技术发展到一定程度、迫切需要一个名词概括这些技术的本质以及外延、应运而生的一个名词。这些技术赋能骨科的核心，在于将患者、医生、设备等创建数字孪生，将手术规划、手术操作、手术评估等创建虚拟仿真、虚实结合、虚实融合，在数字解剖、虚拟手术规划、虚拟手术室、虚拟手术模拟器、混合现实导航手术等方面不断拓展应用，为骨科带来革命性的变革。

外科医生可以通过虚拟现实设备，基于患者CT和MRI三维影像数据，以及三维重建的解剖模型和器械模型进行沙盘演练手术的全过程，以了解手术过程中可能出现的情况，从而进行精准的手术规划；学生也可以在虚拟手术室中进行解剖学习及手术操作演练。混合现实手术直播有别于传统单一视角的视频，可以将医学生虚拟置入数字孪生的三维手术场景中，能够提供给学生最逼真的手术教学。增强现实、混合现实技术逐渐成为一种可靠的骨科导航技术，在骨科各个亚专业都有应用报道。虚拟现实技术也有助于缓解医患矛盾，助力医患沟通。"元宇宙"体系让未来医生与医院、医生与患者的关系的变革充满想象。

人工智能渗透到骨科的方方面面，不仅是在一个领域、一个点的应用，而是全方位推动骨科向智能化方向发展。过去20年骨科领域人工智能文献发表数量增加了10倍以上；人工智能在骨科影像诊断方面，可以自动检测骨折、肿瘤及畸形解剖参数；人工智能+大数据的分析预测方法越来越多地融入骨科临床诊疗应用当中。在预后方面可对大量的复杂数据进行处理，自主识别并发症或其他风险因素以辅助医生临床决策及提前进行干预，避免不良治疗结果的出现。人工智能将为海量随访数据的处理提供强有力的技术支撑，利用智能化工具对国家级数据库进行分析，可用于评估骨科疾病的患者特征、发病风险及发病趋势。在辅助手术规划方面，可以集成专家经验进行智能规划。在为3D打印、虚拟现实、手术机器人赋能方面，可以将数据处理、人机交互过程更加智能化。2020年1月我国首款人工智能医疗器械（科亚医疗"冠脉血流储备分数计算软件产品"）取得注册证，一年多时间已有20余款人工智能医疗器械获批，涵盖了智能辅助诊断类和智能辅助治疗类两大领域。整个骨科领域必将与这项革命性的技术进一步深度融合。

大数据、物联网、人工智能的应用正在为骨科内植物的设计优化、临床配送、追踪随访带来革命性的改变。医疗器械质量安全与创新发展得到了政府部门的高度重视，2019年10月1日国家药品监督管理局发布《医疗器械唯一标识系统规则》，医疗器械唯一标识（unique device identification，UDI）的应用、骨科高值耗材国家集采的实施，为生产、流通及使用环节中识别、监管及追踪内植物全生命周期提供可能，在国家层面有望形成一个包括所有骨科内植物品规、所有患者围术期影像数据的实时更新的统一数据库。传统的骨科内植物设计一般基于几百例有限的骨骼标本进行，而未来的骨科内植物设计将利用人工智能的方法，基于不断更新的手术数据库进行阶段性设计优化。同时传统的骨科内植物型号根据专家经验及有限的试验数据进行确定，而未来会利用人工智能基于大数据进行，定制化和标准化生产的界限将逐渐模糊。骨科器械公司不再是单纯的内植物产品提供方，而且加速向为医生、患者每一步治疗提供建议的全流程智能服务方向转变。

5G技术具有高速率、高可靠、低时延的特点，为远程会诊提供无限可能，可有效打破医疗资源地域限制，缓解我国医疗资源发展不均衡之矛盾。2021年7月国家工信部、卫健委等多部门明确提出了3年内显著提升我国5G技术的综合应用能力的"扬帆计划"。2019年起，北京积水潭医院等借助中国电信5G网络技术，已为全国多省市成功完成了50余例骨科远程手术；2019年12月11日，南方科技大学医院骨科医学部王林副教授团队成功实施全球首例混合现实（MR）导航+5G脊柱手术；2021年9月17日上海交通大学医学院附属第九人民医院通过5G+手术机器人为远在广东惠州和云南昆明的2例患者分别实施了膝关节置换手术，这些案例标志着"5G+智慧医疗"的美好愿景在骨科领域已完美落地。

3D打印技术得到骨科医生的普遍认可。3D打印技术分为4个阶段：3D打印模型、手术导板、个性化金属植入物和3D生物打印，前3个阶段已在临床得到广泛应用。随着3D打印技术的成熟、价格的下降、多地逐渐纳入医保等，其临床应用越发广泛，目前3D打印模型已成为许多医院的常规操作。手术导板应用范围不断拓展，在膝关节置换、膝关节高位截骨等领域出现专门的公司，随着导板设计和打印门槛的降低，不断涌现创新性的应用案例。国内一些相关公司，诸如昕健、E3D等软件已为临床提供智能导板设计功能，大大缩短了术前设计时间。个性化金属植入物应用案例不断增多，对大段骨缺损实施3D打印钛合金假体植入；对复杂关节翻修手术中的骨缺损多家公司都可提供3D打印定制金属垫块服务。在骨肿瘤专业，金属3D打印个性化植入物已成为常规选项。3D生物打印研究方兴未艾，有望不久的将来可进入临床应用阶段。

2021年手术机器人技术在临床应用取得诸多里程碑式的成果。12月14日Intuitive宣布使用达芬奇机器人辅助手术量超过1 000万例。达芬奇手术系统在全球的普及，推动外科手术精准化跃上了新的台阶。近两年我国机器人辅助关节置换手术量由2015年的零增至2020年的243例，预计2025年可能突破万例。天智航是国内首家获得注册证的骨科机器人公司，其"天玑"系统在国内装机已达150余台，已累计完成超过10 000例临床手术。国产替代正在加速，多家关节置换机器人和创伤骨科机器人产品已进入临床试验阶段。在术前规划方面，人工智能自动图像分割、多模态图像融合、智能图像配准、智能置钉通道规划等研究大大缩短了机器人围手术期准备时间。在手术操作方面，可由机器人自动执行的操作越来越多，自动钻孔、自动截骨、自动磨削骨面的工具不断集成到手术机器人工具箱中。骨科机器人整体向智能化、小型化、专业化方向发展；手术机器人的功能越来越强大，价格越来越亲民。在机器人手术医保政策方面北京和上海起到了很好的先行示范作用，比如北京自2021年10月份起机器人辅助骨科手术正式进入北京甲类医保支付目录，为机器人辅助下的手术提供了8 000元的手术费和8 000元的耗材费额度，减轻了患者的支付压力。以后可以预见，随着骨科机器人技术的不断进步以及国家相关政策的支持，骨科机器人辅助手术将会得到更快的普及并不断迭代出更新更实用更贴近骨科临床需求的产品。

目前，多种智能外科技术不断交叉融合将成为外科研究以及应用领域的趋势和热点，这种情况同样出现在骨科领域。人工智能、增强现实技术、手术机器人的集成，实现术前智能手术规划，术中三维全息成像、机器人辅助操作，真正突破人类脑、眼、手的生理极限，达到"想得更好、看得更清、做得更准"。3D打印导板与关节置换机器人的结合，将适应证从初次关节置换拓展到复杂的关节翻修手术中。而物联网、5G、混合现实技术、手术机器人融合，能够帮助医疗资源匮乏的偏远地区接受到国内顶级医院专家的远程会诊、远程手术治疗，从而有望解决医疗资源均质化的问题。智能外科技术如同历史上任何一种技术一样，在两个维度蓬勃发展：一个是商业公司，在已经成熟的应用领域，将智能与数字外科新产品做精、做强、做优。国内一批优秀的公司，在人工智能辅助诊断、个性化手术规划、手术机器人、术后智能评估等方面持续研发全流程解决方案，这些产品受到资本的大力支持，将迅速迭代进化成专注于某一领域的成熟产品。另一个是开源供区，不断丰富的开源平台、公共接口，为高校、医院的研究者提供探索智能与外科技术无限可能的广泛工具。例如3DSlice平台可以为多种影像设备、多种导航设备、多种手术机器人提供通信接口，实现医学影像处理、人工智能图像分割、手术机器人控制、手术导航、虚拟现实模拟等多元化功能。

智能与数字技术赋能骨科机遇与挑战并存，如果说高新技术从研发到临床是一个漫长链条的话，目前许多技术还处在研发前端，离临床普及还有不短的距离。目前人工智能在骨科领域处于研发热阶段，在临床落地的项目少，仅有基于X线片的骨龄预测和基于CT的骨质疏松诊断项目有成熟的商业公司在推广。骨科机器人核心部件依赖进口，操作软件研发医生参与程度不足，临床还未形成成熟的技术规范，应用场景主要还局限在术中精准定位螺钉通道、精确定位截骨平面方面，更广泛的、全流程的骨科手术操作，诸如骨折复位机器人研发滞后，还没有进入临床的产品。3D打印在骨科的应用技术相对成熟，然而还未在基层普及，医保支持政策滞后，个性化服务的属性很难降低在设计阶段的沟通成本，未能培养出成熟的龙头企业。"元宇宙"的概念囊括了所有的虚拟现实技术，虚拟现实技术迭代快，骨科领域应用场景少。

未来已来，智能技术的浪潮将为骨科领域带来革命性进步。智能与数字技术有其自身的发展规律，智慧赋能骨科要以临床需求为导向，以患者健康为目标。医生已经不仅是创新应用的终端，也是创新的起点。从临床中发现问题，在临床应用中优化产品，密切理工医交叉融合，打通高精技术通向临床应用的"最后一公里"的路径问题。智能骨科技术必将成为骨科领域重要的创新点、突破点，必将引领骨科学的未来发展，也必将诞生更多更成熟的临床整体解决方案，完成从"0到1"的源头创新突破，为患者造福。