該團隊為李先生免費提供了一個完全根據其個人情況定制的3D打印個性化膝關節。這一創新不僅顯著縮短了手術時間，還極大地加快了術后恢復過程，使李先生享受到了前所未有的舒適度以及更快速的功能恢復。

這是余家闊教授團隊自主研發并獲得國家藥品監督管理局（NMPA）批準作為三類創新醫療器械注冊證的個性化鈷鉻鉬金屬3D打印人工膝關節首次應用于臨床實踐。

相較于國外采用先打印模具再鑄造的傳統方法，他們成功突破了技術壁壘，實現了股骨和脛骨假體100%直接使用鈷鉻鉬合金材粉末料，通過3D打印，完成個性化全膝置換用人工膝關節的定制，從而將人工關節與自然關節之間的匹配程度提升至新高度，徹底解決了長期以來困擾醫療界的個性化關節定制難題。

清華大學附屬北京清華長庚醫院的骨科運動醫學中心于2023年11月27日正式揭牌成立并投入運行。該中心在已有9年歷史的醫院重點學科骨科基礎上升格成立，并配套成立了“清華醫學骨科與運動醫學研究所”。研究所致力于醫療、教學、體醫融合下的運動傷病診療、醫工交叉及產研轉化等，旨在打造高水平的骨科與運動醫學融合發展的學科。中心的成立，為無數像李先生這樣的疑難患者提供了新的希望。剛剛過去的2024年11月30日，北京清華長庚醫院成為中國田徑協會合作醫療機構，將為田徑的奧運爭光計劃提供長期高效的 保駕護航，并積極支持大眾田徑運動的運動健康保障，其中最突出的保障任務是國家田徑隊和每年600多場參賽人數340萬人以上的群眾馬拉松運動。

余家闊教授在醫工交叉領域擁有超過30年的經驗，在他的領導下，中心在已有3個科室的基礎上，成立了膝關節外科，并取得了一系列成果。2024年9月13日，中心研發的全球首款前交叉韌帶手術導航軟件及前交叉韌帶（ACL）雙束重建和全能重建手術機器人也獲得了國家藥監局三類醫療器械注冊證。這是中國第一款ACL手術機器人，也是全球首款具備ACL雙束重建和全能重建功能的手術機器人。

“團隊研發的多項產品在全球范圍內處于領先地位，尤其是我們的3D打印關節在密度、耐磨性、耐腐蝕性和抗疲勞性等關鍵性能指標上均優于現有產品。”余家闊教授表示，“即使是在技術水平領先的美國，想要達到我們當前的技術水平也需要至少五年的時間。”

2024年，清華大學附屬北京清華長庚醫院迎來十周年慶典，《醫師報》與醫院聯手推出“建院十年品牌學科”系列訪談，展現學科發展和科研創新的智慧。本文將帶您深入了解骨科運動醫學中心，深入了解該中心的科研創新和醫工結合之道。

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強化科研 培養頂尖人才

作為主任，余家闊教授為中心描繪了一幅宏偉的發展藍圖，強調提升科研能力是中心發展的關鍵。為實現這一目標，中心將重點放在了人才培養上。鼓勵中心成員參與國家自然科學基金優秀青年科學基金申報，并通過實施英才博士后培養計劃以及積極引進海外高層次人才，進一步增強團隊實力。余家闊教授還特別重視跨學科背景的人才，尤其是在生物醫學工程、人工智能等領域擁有深厚基礎的工科畢業生，認為他們在醫學研究中展現出獨特優勢和極高的學習效率與創新能力。

在科研成果方面，中心的目標是取得一系列具有國際影響力的突破性研究成果。同時，在平臺建設上，清華醫學骨科與運動醫學研究所正朝著成為世界頂級研究機構的方向邁進。

通過這些措施，余家闊教授期待，團隊不僅致力于培養出一批杰出的科研人才，包括國自然優青、國自然杰青、長江學者獎勵計劃特聘教授、青年長江、青年拔尖人才以及吸引海外優秀青年學者加入海外優青的競聘，建立一個人工智能大模型貫穿骨與關節傷病全生命周期的、多個垂直應用智能體服務與診療與康復過程的智慧化管理的骨科與運動醫學中心，同時也為推動我國乃至全球骨科與運動醫學領域的發展貢獻力量。

創傷骨科：提供一站式精準醫療服務

創傷骨科作為該中心最早設立的專業方向之一，自醫院開業之初便致力于為廣大患者提供專業的醫療服務。骨科與運動醫學中心·創傷骨科執行主任潘勇衛教授介紹，科室不僅能夠全面處理從骨盆髖臼至肢體骨折等各類創傷性損傷，尤其擅長于處理伴有神經血管損傷以及復雜創面缺損的骨折病例。此外，在周圍神經損傷及疾病治療方面積累了豐富的經驗，并達到了高水平。

“無論是針對創傷性骨折還是軟組織損傷，該醫院創傷骨科均能提供從診斷到治療的一站式服務，確保每位患者都能得到最佳的醫療照護。”潘勇衛教授還強調，近年來，創傷骨科領域見證了多項新技術或創新成果的重大突破。

考慮到人體骨盆結構復雜且形態各異，對于骨盆骨折患者來說，傳統手術方法通常需要進行大切口切開來實現內固定，涉及骶髂關節、髖臼乃至恥骨支等多個部位，整個手術過程可能耗時長達數小時，創傷非常大。但隨著骨科手術機器人技術的應用，這種狀況得到了根本性改變。

潘勇衛教授介紹，借助先進的手術機器人系統，醫生可以在閉合復位后，通過機器人引導精準地放置螺釘。比如，在解決骶髂關節問題時，通常會在此區域植入兩枚螺釘；而針對髖臼骨折，在確保良好復位的前提下，則可以置入一枚通道螺釘；同樣地，前側恥骨支骨折也可以采用通道螺釘固定。這種方法只需少量螺釘即可有效穩定整個骨盆結構，顯著減少了手術創傷和出血量（約10毫升），從而大幅縮短了恢復時間。術后患者能夠更快恢復正常活動，避免了長期臥床帶來的并發癥風險，極大地提升了治療效果。

脊柱外科：AI賦能個性化診療方案

“骨科與運動醫學中心的成立，標志著從傳統意義上的骨科向更廣泛領域擴展的決心。”骨科與運動醫學中心·脊柱外科，副主任醫師劉華瑋副教授介紹，運動醫學的核心在于通過微創手段保護并恢復關節功能，從而加速患者的康復過程。基于這一理念，在脊柱外科的學科建設中，推動了精準化、微創化以及個性化治療策略的應用。

為了實現上述目標，脊柱外科團隊在多個層面上進行了努力：首先，理念轉變，強調以最小侵入性手段達到最佳治療效果；其次，技術支持，與清華大學合作開發了先進的機器人輔助手術系統，這些系統最初僅用于提供圖像引導，現已發展到能夠進行更復雜的操作，如精確修整骨質，尤其是在靠近神經結構的操作中，提高了手術精準度；再次，混合現實與虛擬現實技術的應用，下一代機器人將配備可穿戴設備，使醫生能夠直觀地看到病灶位置，進一步提高手術的精準度；最后，大數據與人工智能，利用歷史病例數據訓練AI模型，以預測不同治療方法的效果，為每位患者制定個性化的手術計劃，確保最優化的治療結果；微創手術技術的發展，包括脊柱內鏡技術（如UBE技術）在內的多種微創方法被廣泛應用于腰椎、頸椎乃至胸椎疾病的治療中，顯著降低了手術風險和并發癥發生率。開展特色的個案管理模式，通過個案管理師整合術前、術中、術后全程管理，使患者獲得最優的個性化照護和最佳的治療效果，同時感受到醫療的溫度。

“脊柱疾病的治療往往需要多學科的合作。在肖嵩華主任的帶領下，中心在脊柱腫瘤治療方面積累了豐富經驗，并擅長處理復雜的原發性和轉移性脊柱腫瘤。”劉華偉介紹。在面對脊柱轉移瘤患者時，團隊會組織包含腫瘤外科、內科、放療科、血液科乃至康復科等在內的多學科團隊會議，全面評估患者狀況并制定后續治療計劃。這樣的做法不僅確保了手術的安全性，也有利于提高患者的生活質量。

關節外科：用技術創新改善患者生活質量

關節外科專注于全身各大重要關節的疾病診療，并已形成了一套成熟且全面的診療體系。骨科與運動醫學中心·關節外科，副主任醫師孫長鮫大夫介紹，依靠領先的技術手段和豐富的臨床積累，中心致力于為每一位患者提供更加優質的醫療服務。

在科研成果與創新技術或材料方面，自創立以來，關節外科取得了顯著成就。團隊發表了大量學術論文，參與了全國性的多中心藥物臨床試驗，并在多項國家重點研發計劃中擔任關鍵角色。例如，在類風濕性關節炎患者或肥胖患者的關節置換過程中，團隊創新性地采用殘留半月板與內側副韌帶加強縫合技術，有效提高了膝關節穩定性同時減少了昂貴假體的需求。此外，還自主研發了一種新型高強度鈦板用于交叉韌帶止點撕脫骨折固定手術，并開發了一種基于核磁共振成像的人工智能深度學習模型，用于快速準確診斷多種骨關節炎及軟骨損傷情況。

為了提升患者就醫體驗，關節外科采取了一系列優化措施。特別是在加速康復外科（ERAS）領域，通過基于循證醫學的圍手術期優化措施，不僅減輕了患者的生理應激反應，也緩解了心理壓力。2021年，關節外科被授予國家級快速康復試點專科稱號。通過多種手段優化術前貧血狀況、精細化手術操作及個性化使用止血帶等措施，成功將輸血需求降至最低甚至達到零輸血率。此外，采用多模式鎮痛策略確保患者舒適度的同時促進早期功能恢復，特色個案管理模式也有效減少了術后并發癥的發生概率，提高了患者對治療計劃的依從性和整體滿意度。

向國際一流骨科運動醫學中心邁進

目前，清華醫學骨科與運動醫學研究所正在籌建10個骨與關節傷病與運動損傷診療和康復的研發中心，覆蓋人工智能、定制醫療器械、機器人技術、精準醫學和基因診斷、大數據隊列研究、干細胞再生醫學、骨與關節修復重建新材料、運動人體機能評估、遠程智慧康復、智慧骨與關節手術平臺研發等十個前沿領域。

余家闊主任說，到目前為止，他培養的學生中已經有四個學生獲得了國家級人才稱號，其中2個青年拔尖人才、1個國家自然科學基金優秀青年，1個第一屆國家優秀青年醫師。可喜的是，4個國家級人才中，今年就囊括了2個。“明年起，我們的10個研發中心將全面啟動運營，未來十年不僅有望誕生大量創新成果，還將孕育出眾多行業精英和國家級人才。”余家闊主任表示，將為全面服務骨科與運動醫學卓越臨床中心建設、醫院創新發展、全民健身和《“健康中國2030”》規劃綱要做出清華醫學的重要貢獻。

此外，余家闊教授及其團隊還十分重視向公眾傳播運動醫學知識。通過多種渠道如多媒體平臺、醫療聯合體建設以及參與大規模群眾性體育賽事等方式，他們正努力提高人們對運動傷害預防的認識。同時，也在積極推進將相關課程納入清華大學的本科生和研究生的教學體系中，旨在進一步促進全民健康水平的提升。

余家闊教授作為國內膝關節外科和運動醫學領域的領軍人物，正在帶領清華大學附屬北京清華長庚醫院骨科運動醫學中心朝著打造全球領先智慧醫療服務典范的方向邁進。