高宇，翟吉良，丁大伟，赵宇

    1956年，“人工智能(artificial intelligence,AI)”术语由约翰·麦卡锡(John McCarthy)首次提出[1]，这标志着AI 学科的诞生。21 世纪初，随着计算机图形处理单元(graphic processing unit,GPU)的普及与数据储存容量的无限扩展，AI 得以前所未有的快速发展[2]。到目前为止，AI作为计算机学科的一个分支，是一门涉及信息学、逻辑学、认知学、心理学、脑科学、生物学等多学科交叉的综合型技术学科。随着机器学习与深度学习的发展，AI技术已广泛应用于教育、工业、商业、医疗等领域，为人类带来了巨大的经济效益和社会效益，极大促进了社会的发展，有效提高了人们的生活水平与生活质量。机器学习与深度学习作为AI的重要研究方向，在医疗领域得以广泛应用，促进了疾病的智能诊断、治疗与预后[3,4]。

    骨科手术是典型的硬组织操作手术，术式复杂多样，手术风险大，对医师临床经验要求高，在传统手术条件下具有创伤大、辐射量高、手术时间长及术后恢复慢等问题[5]。随着导航技术与机器人技术的不断创新与发展，骨科手术机器人成为推进精准、微创骨科治疗的核心设备与技术，并已逐步应用于临床。骨科手术机器人与AI结合，使微创化、智能安全化、精准化与个性化疾病治疗成为可能，有效弥补了传统骨科手术的不足。骨科手术机器人根据机器人与医师之间的关系及自动化程度可分为主动型、半主动型与被动型；根据现有骨科手术类别可分为关节骨科手术机器人、脊柱外科手术机器人与创伤骨科手术机器人等[6]。

    本文概述了当前骨科手术机器人的应用现状，并详细阐述了AI 在关节骨科手术机器人、脊柱外科手术机器人与创伤骨科手术机器人的应用情况，总结了当前骨科手术机器人的不足与发展趋势，有助于相关研究者对当前骨科手术机器人的全面认识与深入了解，进而对未来的发展有更清晰的认识。

    1 AI在骨科手术机器人中的应用

    设置(Set-up)、注册(Registration)、规划(Planning)与执行(Execution)是骨科手术机器人系统遵循的四个环节。如果存在先验图像，操作流程为规划、设置、注册、执行；反之为设置、注册、规划、执行(图1)[7]。AI 的机器学习或深度学习算法在医学成像分析方面应用广泛[8]。但在骨科手术中应用的文献尚少[9]，以基于医学成像的术前诊断与规划为主，探讨如何借助AI 有效提高手术的准确率，避免人为错误。

    1.1 AI在关节骨科手术机器人中的应用 ......