喜欢摄影、会唱美声，能轻松驾驭年轻人热衷的爆款游戏，医学博士张元智自称“爱玩”的背后，是超敏锐的领悟能力。多年来，张元智教授利用数字化时代的高科技成果，辅助传统医学的临床实践，积极推动我区数字骨科领域的发展。
张元智是自治区数字转化医学工程技术研究中心主任，内蒙古医科大学附属医院数字医学中心暨智能医疗机器人实验室负责人。15年前，博士后在读期间，张元智在钟世镇院士和裴国献教授指导下，借鉴数字医学的相关理念，前瞻性地提出了“数字骨科学”的概念，并参与主编了国内第一部《数字骨科学》专著。在这之后，他构建的“数字化皮瓣的三维重建”“无遮挡骨科手术机器人”等理念和设想，在临床实践中取得了较好的疗效，并于不久前获得2019年度自治区科技进步一等奖。
在张元智看来，想要做成一件事，首先要能静下心来，耐得住寂寞，还要开拓思维，大胆创新，做科研更是如此。
将“数字骨科学”理念带回家乡
1986年，张元智毕业于第二军医大学军医系。2002年，在第一军医大学攻读博士学位期间，他首次接触到“数字解剖学”这个新名词，从而萌发了将数字医学的概念引入到骨科临床中的想法。
“我当时的初心，就是想要把骨折的具体情况立体展示出来，为医生提供参考的同时，让病人对自己的病情有更多的直观了解，从而减少医患关系的纠纷。”张元智说。
2005年，张元智进入南方医科大学博士后流动站，在我国“数字人之父”钟世镇院士和“异体手移植”之父裴国献教授指导下，进行骨科数字化相关研究。勤奋好学的张元智协同裴国献教授创立了“数字骨科学”体系，并且主编了国内第一部《数字骨科学》专著。
“当时，虚拟手术设计与实施已成功应用于解剖和神经学外科及其他领域，而将数字化技术应用于骨科领域并形成体系，是一个全新的尝试。”张元智坦言，当时业内有不少质疑声，但他坚信，数字骨科技术必将引领骨科发展的未来。
2008年，博士后出站后，张元智拒绝了区外发达城市的高薪聘用，毅然回到家乡，进入内蒙古医科大学附属医院骨科，开展并推广自治区数字医学的应用。
学校科技处从实验场地到试验设备均给予了大力支持，搭建了“数字医学中心”等平台。2018年，内蒙古医科大学附属医院“数字医学中心暨智能医疗机器人实验室”成立。在实验空间紧缺的条件下，医院协调出100平米的机器人实验操作间，同时在科研经费上予以支持，多方面实施“绿色通道”，大力支持数字医学落地。
开辟骨科手术全新领域
在传统外科手术中，如何避开错综复杂的神经、血管，以最小的手术损伤，准确地固定和修复，一直是骨科医生的梦想和面临的挑战。
以传统透视下经皮骶髂螺钉固定技术为例，由于骨盆结构复杂，且附近有重要的器官、血管和神经，因此无法同时多平面观察导针位置，加之骨盆结构的个体化差异显著，螺钉植入偏离发生率较高。因而，实现术前规划符合生物力学的骨盆固定通道螺钉置入最优钉道并实施手术，是当前难以解决的问题。
“个性化的手术规划势在必行。传统的实验研究，往往需要大量的标本，每个标本个体差异太大，实验所需数据繁冗复杂，在这样的情况下，以计算机为依托的数字骨科技术为骨盆骨折螺钉的置入提供了一个新的辅助方法。”张元智说。
张元智团队通过大量参数的测量和积累，形成数据库，在术前模拟手术过程，建立一种针对每个患者骶骨个体特征，进行横向骶髂关节螺钉固定最佳钉道术前规划，最终确定螺钉置入的最优钉道，大大提高了骨盆骨折治疗的预后效果。
数字骨科学涵盖骨科学、人体解剖学、现代影像学、计算机三维重建、逆向工程技术等，是一门跨学科、多学科交叉研究的学科，对科研人员的多元化知识储备要求极高。
张元智不惧挑战，利用1个半月的时间，自学了计算机相关软件的编程等内容，做到了与软件开发师无障碍沟通。
在创新性提出的“计算机辅助确定三维下肢力学轴线设计的全膝关节置换截骨模板”“骶髂关节螺钉固定最优钉道”等方法成功应用于临床实践基础上，张元智团队成功研发了自治区首个骨科手术机器人AIOOR，AIOOR同时成为国内第一台无遮挡骨科手术机器人。
因为其特有的前沿影像系统及软件开发，AIOOR不需要另外购置手术室配套CT设备，无需在术前进行手术规划，在术中10分钟内就可以完成规划。由于工具端的无遮挡和可细微调整，方便了手术实施者的操作，减少了射线暴露危险。
精准度高、创伤小、效果好、患者恢复快，带着众多优势的骨科手术机器人自主研发成功，将自治区骨科发展带入了新的里程。
“精准医疗与智能医学技术的深度融合，已然成为当前医学领域的大势所趋。”张元智说。
作为本地区数字医学的先行者，张元智的数字骨科团队不断探索，在优化骨科个性化3D打印辅助微创手术的同时，发挥自身优势并与其他专业相结合，成功开展了3D打印技术在口腔颌面外科及肝胆外科中的应用，同时将混合现实技术、机器人辅助外科技术应用到理论教学与临床实践中。
（配图由受访者提供）
