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《中华创伤骨科杂志》自1999年9月创刊,时值2019年已进入第20年的发展时期。20年来本刊伴随着我国创伤骨科的成长,见证了创伤骨科学的发展;为我国创伤骨科的发展起到了知识传播、学术导向、专业引领与成果发布的载体作用,有力推动了我国创伤骨科学的发展。本刊已成为我国骨科领域的重要学术核心期刊及创伤骨科医生不可或缺的重要学术刊物。借此2019年来临之际,在此,我代表《中华创伤骨科杂志》编辑委员会向20年以来关心本刊建设与发展的本刊顾问、编委、通讯编委、审稿等专家及广大读者表示由衷的谢意!
科学技术浪潮总是不断冲击着科学技术的进步与人类社会的发展。回顾骨科学的发展历程,大体经历了显微外科、微创外科及数字骨科3次重大技术浪潮的冲击,推动着骨科学不断开拓创新,始终处于科学技术发展的最前沿。20世纪60~90年代初期,显微外科技术的问世与发展给外科学带来了一场技术革命。显微外科技术是外科医生借助于手术显微镜,使用精细的显微手术器械及缝合材料对细小的组织进行精细手术,克服了人的视力自然限制,使过去难以看清、精准度不高的手术在手术显微镜下放大了组织,使外科医生能够精确地解剖、切开和缝合各类组织,因而扩大了手术适应证,极大提高了手术质量。显微外科技术的应用,极大地推动了外科学整体水平的发展。
20世纪末以来,微创外科技术问世并逐步在外科领域得到广泛应用。微创外科是通过微小创伤或微小入路将特殊器械、物理能量或化学药剂送入人体内部,完成对人体内病变、畸形、创伤的灭活、切除、修复或重建等外科手术操作,以达到治疗目的的医学科学分支,其特点是对患者的创伤明显小于相应的传统外科手术。微创外科更注重患者的心理、社会、生理(疼痛)、精神、生活质量的改善与康复,最大程度体贴患者、减轻患者的痛苦。微创外科是临床医学界跨世纪的高新科技,其最杰出、最典型的代表是内镜技术,如电视腹腔镜技术,它是20世纪末光电领域现代高科技与现代外科学有机结合产生的一场外科领域新技术,是现代外科发展史上的一次革命,也是一个新的里程碑。未来治疗学发展的最终目标为无创伤方法代替有创伤方法、小创伤代替大创伤的方法。微创外科是外科学发展的一个重要方向。
近10多年来,我国数字医学得到了迅猛的发展。钟世镇院士在继美国、韩国之后开展了"虚拟中国人"的人体切片建模研究,为"中国数字人"和中国数字医学的发展奠定了重要的基础,拉开了中国数字医学的序幕。2006年我们将数字化技术在骨科的应用这一涉及面广、内容宽泛的新兴交叉与当今重大技术,进行了科学定位、理论凝析与学科归属,适时提出了"数字骨科学"的概念与理论,并于2011年经中华医学会批准出成立了中华医学会医学工程学分会数字骨科学组;2016年4月成立了国际矫形与创伤外科学会(Société Internationale de Chirurgie Orthopédique et de Traumatologie, SICOT)中国部数字骨科学会,继而江西、广东、陕西、湖北、安徽、贵州、江苏、河南、辽宁、湖南等10个省亦先后成立了各省的数字骨科分会;2017年4月成立了中国研究型医院学会骨科创新与转化专业委员会数字骨科学组;迄今我国已有3个"数字骨科"学术组织。举行了八届中国数字骨科学术会议,组织了三届COA数字骨科分会场,相关杂志出版了多期"数字骨科"重点专刊;《中华创伤骨科杂志》2018年开辟了"3D打印与骨科"专栏;相继出版了《数字骨科学》、《数字化骨折分类》等多部专著;应国际著名出版集团Springer之约,Digital Orthopaedics英文专著将于2019年初出版,全球发行。这些学术组织的成立与专著的出版有力推动了数字化技术在骨科领域的快速开展,为数字骨科技术的普及、推广及发展起到了重要的组织保障与学术导向、引领作用。
数字骨科学是计算机科学与骨科学相结合的一门新兴交叉学科,属于骨科学科一门新的亚专科;涉及人体解剖学、立体几何学、生物力学、材料学、信息学、电子学、机械工程学等领域。数字骨科学范围:凡是以数字化手段用于骨科的研究、诊断、治疗、康复及教育的数字医疗技术,均属于数字骨科学的范围。主要包括:①骨科有限元分析;②骨科三维重建技术;③骨科虚拟(virtual reality, VR)、增强现实(augmented reality, AR)和混合现实技术(mixed reality, MR);④骨科增材制造技术(3D打印技术);⑤计算机辅助设计(computer aided design, CAD)与计算机辅助制造(computer aided manufacturing, CAM)技术;⑥计算机辅助骨科导航手术(computer assisted orthopedic surgery, CAOS);⑦骨科机器人技术;⑧骨科远程手术;⑨骨科人工智能技术。
自2006年创建数字骨科学科,我国数字骨科学已进入了第13年的发展时期,在骨科领域临床得到了广泛的应用,已彰显出其重大的临床应用价值与巨大的发展前景。其临床应用已涵盖了骨科学的所有亚专科,包括骨科基础研究、创伤骨科、骨肿瘤科、脊柱外科、关节外科、运动损伤、显微修复、小儿骨科与骨病矫形等专科。数字骨科新技术的临床应用确为骨科高难度、极复杂手术起到了重要的"保驾护航"的技术支撑作用,让骨科手术更为精确、安全和简便,大大提升了骨科手术质量。数字骨科学的发展大体可分为3个阶段:技术研究阶段、技术转化阶段与技术规范阶段。目前我国正处在数字骨科技术临床转化阶段。数字骨科技术的发展目前还存在以下问题与瓶颈:①缺乏系统、深入的学科理论和临床应用研究,医-工双重学科背景的人才尚缺乏;②规范化手术操作路径的缺失,各家标准不一,影响了数字化手术的推进;③尚无数字化手术系统的评价指标,影响了手术疗效的评定;④数字化产品缺乏"国标",直接影响成果的转化应用。上述问题,不同程度的影响、制约了我国数字骨科技术的发展。对此,我国数字骨科目前亟待解决的主要问题与发展的主要方向在于以下几个方面:
数字骨科技术及产品在骨科应用是一个完整的技术链,包含了设备、材料选择、软件应用、方案设计、产品制造及临床应用等,在这个技术链中临床医生的角色是"总设计师";临床医生需要改变传统的思维模式,要认识到数字化手术和产品的核心是"个体化"、"私人订制",而不是传统的手术"常规性"和产品"通用性"。因此,临床医生必须主导、直接加入到数字化产品的技术、产品的研究及设计中来。数字化产品在骨科的应用是一个"产、学、研、用"的结合体,是一个完整的技术体系。因此,多学科协作、团队联合研究,建立"产、学、研、用"一体化技术平台是数字骨科技术发展的必然路径与总趋势。
数字骨科学不同于传统骨科学,由于其数字化特点、其本身可在骨科形成独立的技术体系。虽然数字骨科技术目前已在临床得到了广泛应用、并在逐步扩大其应用范围与空间,但其仍然处于数字骨科学发展的初期阶段,其学科理论有待进一步研究、基础知识需进一步普及、数字化技术需进一步研究、应用范围需进一步拓展。譬如3D打印金属假体的精准设计与个性化仿生制造;VR、AR、MR技术在医学干预、患者诊断及医学康复等领域的拓展,实现VR、AR、MR技术的真正临床价值;消除CAOS目前在临床存在的影像素质与种类、工作流程、术前计划、术后检测和评估等因素的影响,建立完备的、先进的数字一体化的导航操作手术室;远程遥控手术是未来的发展方向,须注重技术改进与积极拓展;人工智能技术与大数据未来将对医学产生颠覆性的变革,是数字骨科技术发展的高级阶段,应在骨科积极的引进与探索等。
目前有关数字医学临床技术我国尚无相关法律、法规和标准的出台,此已不同程度地制约了我国数字外科这一领域技术的发展。数字外科技术不同于传统的外科手术方式,其手术范围、手术指证、术前规划、手术路径、手术操作流程、术后评估等均不同于传统手术,亟待制定一个全国性的行业标准,以便统一、规范数字外科手术,建立数字化手术临床评价体系,统一评估手术疗效。
对于数字化定制的骨科设备、器械、产品等,国家需尽快出台一部分类的数字化医疗设备、产品标准,以便企业遵循执行。目前国家食品药品监督管理总局(CFDA)已开始组织制定我国数字化骨科产品的相关技术标准。同时,我国第一个3D打印人体植入物--人工髋关节产品,已于2015年7月22日获得国家食品药品监督管理总局(CFDA)注册批准;该产品也是国际上首个通过临床验证后获得注册的3D打印人工关节假体,标志着我国3D打印植入物已迈进产品化阶段。为指导、规范3D打印骨科模型在临床的应用,由中华医学会医学工程学分会数字骨科学组组织制定了"3D打印骨科模型技术标准专家共识"(《中华创伤骨科杂志》2017年19卷第1期);由戴戎院士、王金武教授组织制定了《3D打印矫形器设计、制造、使用标准与全流程监管的专家共识》(《中华创伤骨科杂志》2018年20卷第1期);由中华医学会医学工程学分会数字骨科学组组织制定了《3D打印骨科手术导板技术标准专家共识》(《中华创伤骨科杂志》2019年21卷第1期)。这些有关3D打印骨科技术标准专家共识的制定,对规范3D打印技术在骨科临床的推广应用与健康发展起到了重要的指导作用。
医学科学技术正朝着以"精准化、个性化、微创化、智能化与远程化"为特征的现代医学方向高速发展,是现代医学的一场技术革命;数字骨科学科的问世大大促进这一进程的快速发展。目前,数字骨科学已成为骨科学关注的焦点与临床应用的热点,也是骨科学领域发展最快的一门亚专科。数字骨科学理论、技术的建立及相关技术的深入研究与临床不断地创新拓展,必将促使骨科技术逐步走向立体化、可视化、智能化与标准化,从而整体提升骨科学的技术水平。
数字骨科已成为骨科学未来发展的一个重要领域与方向;未来几年,我国数字骨科学必将迎来一个快速发展的时期,数字骨科技术作为骨科领域的第三次技术浪潮,必将引领骨科学的明天,实则方兴未艾,前景无限。




















