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“我們想做的事，不能等著國外做了我們再去做，我們要搶先，就要找優秀的團隊一起合作。”

帶著不斷追求卓越的信念，國際著名膝關節外科與運動醫學專家余家闊教授于去年年末加入清華大學附屬北京清華長庚醫院（以下簡稱“清華長庚醫院”）。作為在運動醫學及醫工交叉領域耕耘近四十載的頂尖專家，余家闊教授的到來對于清華醫學的發展將起到非常重要的推動作用；而清華大學在國內理工科領域的一騎絕塵，這些理工科優勢學科與骨科、運動醫學的強強聯合，亦將引領整個學科的發展邁上一個更高維度、更為廣闊的臺階。

在余家闊看來，醫學和工科就像是運動醫學的兩條腿，唯有雙腿都健碩，方能走得更遠更穩。

作者 | 人物君

1

眾里尋他的彼此融合

作為膝關節外科與運動醫學領域的領軍專家，余家闊對于團隊的要求是，始終要做行業的引領者。而在他看來，對于未來醫療的引領，光靠臨床醫生是不行的，還需要眾多理工科領域的科學家、工程師們的加入，大家攜手并進，才能實現在醫療智慧化道路上的不斷前行。

清華在理工科領域的強大實力，使得其天然具備成為智慧醫療、精準醫學等未來醫學領域引領者的土壤。無論是人工智能、材料學，還是機器人研究、生命科學等，這些如今醫工交叉中的最熱門領域，清華都處于絕對領先的地位。

工科與醫學，就像很長時間都在尋覓著對方的兩個人。醫生想找尋合適的工科專家合作，工科專家亦是如是，但卻總是徘徊在難覓彼此的擦肩而過中。而隨著余家闊教授團隊的加入，卻似點亮了一盞燈，讓很多一直在尋尋覓覓中的清華理工科教授，頓生“驀然回首，那人卻在燈火闌珊處”的興奮感。

而在此之前，余家闊團隊便在先進材料、組織工程韌帶、骨性關節炎的治療等領域與清華有著多年的合作。比如正是依托于清華大學、華南理工大學在高分子3D打印、金屬3D打印方面的頂尖技術，才有了余家闊團隊在組織工程半月板領域的全球領先地位。

這一次的完全加入，正是在之前合作基礎上的全面升華。

▲清華大學附屬北京清華長庚醫院
骨科與運動醫學中心主任 余家闊

“來這之前就一直與清華合作好多年，后來一看大部分的合作伙伴都在這里，想著不如大家離得更近一點，融合為一個團隊，成為真正的一家人，以便更好完成后續更大的、工程化的研發和轉化目標。”

清華長庚醫院則為迎接余家闊教授的加入專門新成立了骨科與運動醫學中心，在原先骨科的基礎上調整成為與大外科平行的獨立的臨床中心，與之配套成立的還有“清華醫學骨科與運動醫學研究所”，定位于集醫療、教學、體醫融合下的運動傷病診療、醫工交叉、產研轉化等為一體的骨科與運動醫學融合發展的高水平學科。

在聽到余家闊教授加入清華的消息后，很多清華理工科領域的知名教授紛至沓來，主動尋求合作。在余家闊加入清華長庚醫院的短短數月內，骨科與運動醫學中心便吸引了多名特聘專家的申請加入。

在余家闊看來，清華的工科、生命科學等與醫學的結合，所帶來的強大優勢，是國內絕大多數院校所比擬不了的，這對于他們團隊在行業前沿的探索將是一個巨大的推動。

“我們目前正在推進的一系列工作，在清華做，要比在其他地方可能要快上至少三年時間。”

2

從醫工結合到奧運守護

而余家闊在運動醫學、醫工交叉領域的持續深耕與突出貢獻，正如我國運動醫學發展的騰飛一樣，是與奧運會的舉辦同步的。

2001年7月底，當時正在以德國海德堡大學免疫學系訪問學者身份在ATOS臨床中心留學的余家闊收到一份來自北京的郵件，發件人為時任人大副委員長的韓啟德院士，想聽聽從余家闊的角度來看，奧運會的醫療保障應該注意些什么。就在那份郵件發出的前半個月，2001年7月13日，薩馬蘭奇先生宣布了北京成為2008年奧運會主辦城市，舉國沸騰，而接下來的奧運醫療保障就成了至關重要的事。

當時的德國在運動醫學損傷治療領域領先全球，1984年便在國際上率先開展了游離的人同種異體半月板移植。而就是這么一項那時候已在德國開展近20年的成熟常規手術，卻因為國外在相關移植產品方面對中國的封鎖，還未能在國內開展起來。那時候不批準我們在奧運醫療保障中少量進口以防受傷運動員可能使用的理由是“因為生物安全原因，不能出口到中國”，可是半月板損傷和交叉韌帶斷裂作為運動員在訓練或比賽中最常見的損傷，相關產品如果不能突破，無疑會給數年后即將在我國舉辦的全球體育盛會的醫療保障具體到組織移植這一塊，蒙上一層陰影。為了不讓人“卡著脖子”，唯有自主研發。

▲手術臺上的余家闊教授（中）

當時，在韓啟德院士鼓勵下，考慮到研發產品并獲批三類醫療器械注冊證需要6-7年時間，為了趕在奧運會舉辦之前把產品做出來并獲批三類醫療器械注冊證，余家闊在德國海德堡進修滿兩年后立刻回國，全身心地投入到北京奧運會的保障工作中相關組織庫的建設和相關產品的研發中。而要在短短數年來突破國外的技術封鎖，研發出真正能用于奧運會的半月板和肌腱產品，壓力無疑是巨大的。

之所以敢應承下如此艱巨的任務，用如今余家闊自己的話來講，就是對自己在醫工結合方面打下的底子還是有信心的。而這一塊基礎的打下，則要最早追溯到余家闊在安徽醫科大學（以下簡稱“安醫大”）讀研的時候，當時立志要報考北京醫科大學（現北京大學醫學部）運動醫學博士的余家闊，誓要做出一篇出類拔萃的碩士畢業論文，于是給自己定了一個特別高的水準線，但由于課題的難度系數拉滿，又涉及多學科交叉，必須找到頂尖的理工科團隊合作才能完成。余家闊很快找到了同樣在合肥且近在咫尺的中國科學技術大學，他充分利用了這一近水樓臺的優勢，與赫赫有名的中科大近代力學系（由錢學森教授親自創辦并任首屆系主任）建立了合作。

在他們的幫助和指導下，余家闊學會了如何通過兔子活體手術，在頸椎上貼上力學傳感器，來觀察兔子模仿人低頭伏案工作狀態時，每個頸椎的力學變化等前沿技術操作，以便與X線片上頸椎的退變和骨贅比對分析，從生物力學角度探討長時間低頭伏案工作與頸椎病發病關系。這為其日后在醫工結合領域的持續探索打下了深厚的底子。也是從那時起，整合各行業最頂尖的團隊去一起合作并進成了余家闊在科研探索之路上不斷前行的一大法寶，助力其在醫工交叉領域持續深耕了37載歲月。

這些給了余家闊敢于接下奧運會醫療保障中有關組織庫產品研發重任的底氣，最終余家闊團隊不負眾望，他們研發的人同種異體半月板和同種異體骨-髕腱-骨產品分別于2006年、2007年獲批國家藥品管理局三類醫療器械注冊證，這兩款產品在北京奧運會前的順利上市，為我國體育健兒在2008年北京奧運會上的出色發揮提供了強有力的醫療保障。甚至有國家隊頂尖運動員前交叉韌帶斷裂后，接受人同種異體骨-髕腱-骨放生解剖四骨道雙束重建術后，半年內就能在奧運開幕前滿血復活，再次恢復至運動生涯的巔峰狀態。

3

對引領卓越的極致追求

北京申奧的成功，使得中國的運動醫學迎來了其發展的黃金時代，而余家闊教授無疑是這一進程的重要見證者與推動者。自此之后，我國的運動醫學進入了高速發展階段，經過無數運動醫學人的不懈努力，如今在學科實力上已經可以和西方發達國家平起平坐，甚至在部分領域實現了超前發展。

“我們現在正處于有可能引領國內外運動醫學發展的關鍵時期，如何抓住這一契機非常重要。”

中國的運動醫學在1955年由我國運動醫學先驅、余家闊教授的博士導師曲綿域教授創立。1959年，曲綿域教授主持成立了我國首個運動醫學研究所并任第一任所長，余家闊教授之后成為該研究所的第四任所長。1959年和1960年，曲綿域教授分別完成了我國首例職業運動員半月板手術和膝關節交叉韌帶重建手術，當時無論是診斷還是手術技術，在國際上都處于非常領先的水平。此后因為種種原因，我國的運動醫學發展出現了停滯，斷代的中國運動醫學與當時國際先進水平的差距越來越大，幸而之后北京奧運的契機帶來我國運動醫學發展的飛速提升。

在余家闊看來，如今再次屹立于學科發展前沿的中國運動醫學，雖取得了一系列矚目的成績，但仍存在著諸多不足，必須要有居安思危的意識以及一顆始終追求卓越的心。

雖然，現在我們在運動醫學研發的人才和條件上正在逐步完善，但與國外在運動醫學新領域研究方面的超前理念以及新技術運用方面還存在不小差距，也未能形成體系化的未來運動醫學發展模式，這是目前我國運動醫學發展的一點隱憂。

“雖然我們的運動醫學發展了，但如果缺乏體系化地向前推進，將來可能會再次被落下，到時候再去追趕，就失去了引領的機會。”

余家闊提出，未來在關節外科、運動醫學傷病診斷等領域，將以全新的診療方法與模式展示在世人面前，其中標志性的就是人工智能診斷，這也是未來運動醫學中所不可或缺的。

▲余家闊教授給患者看診

余家闊認為，無論是在運動損傷的診斷，還是其輔助治療決策、治療用個性化醫療器械的個性化設計、個性化醫療器械的智能增材3D打印定制、術前規劃、術中智能機器人手術和術后遠程智慧康復，幾乎所有運動損傷診療的全生命周期，如果沒有AI(人工智能)加持，一定會再次落后。正是因為對AI的重視，他在2020年之前就開始布局AI+醫療。今年4月，姚期智院士創立“清華大學人工智能學院”，余家闊教授成為該學院跨院系的教授之一，從事AI+醫療的相關工作。

作為膝關節損傷領域非常重要的一類疾病——前交叉韌帶斷裂的診斷和治療，基本可以反映運動醫學的整體發展水平。從2019年開始，余家闊教授團隊開始探索膝關節前交叉韌帶斷裂的AI輔助診斷算法模型的開發，經過三年多的努力，使得該AI輔助診斷軟件的準確率達到96%，這一診斷水準已經可以達到放射科副主任醫師的水平，相比而言，目前國際上很多同類軟件的的診斷準確率還只有80%左右。

這是建立在大量的標準標注的膝關節MRI數據庫的基礎上的，現在該數據庫仍然在每天增長中，目前已有5萬多例的MRI影像，清華長庚醫院日常診療中常規給患者提供薄層MRI掃描影像，使數據庫的建設工作如虎添翼。正是因為該研發成果可不斷適應不同醫院的MRI特色，并通過對多家醫院多中心影像的分割、建模和算法優化，才有了現在的國際頂尖水平。

2021年11月初，在距離北京冬奧會開幕還有88天的時候，余家闊團隊研發的這一膝關節前交叉韌帶診斷系統進入冬奧保障序列。因為當時冬奧會場地采取閉環式管理，醫生進場后需要兩周后才能出來正常工作，而這一產品在給運動員進行核磁共振檢查后，只需十幾秒就可以顯示出運動員是否存在韌帶撕裂的情況，為冬奧會的醫療保障工作做出了突出貢獻。

北京是歷史上首個同時舉辦過夏季奧運會和冬季奧運會的城市，而余家闊則是少數幾位全程參與這兩屆奧運會運動醫療保障的醫學專家。從2008年夏奧會攻克膝關節新材料瓶頸到2022年冬奧會引入人工智能診斷，恰是反映了醫工交叉領域科技的進步與時代的變遷。

4

給運動醫學插上智慧翅膀

在余家闊看來，與人工智能的深度融合，將使得運動醫學在將來向前再跨越一大步。

而清華作為全國人工智能領域的執牛耳者，兩者的結合無疑是最美的相遇。在算法模型、文聲視頻以及ChatGPT等如今的人工智能熱門領域，清華都處于非常領先的位置。

“我們會在學校里找其他理工科的教授合作，也有很多人是主動找上門來的。大家一交流，在很多理念想法上一拍即合，便一起快速地合作推進。”

余家闊認為，未來的運動醫學一定是智慧化程度最高的醫學學科之一，在關節外科、運動醫學的診斷和手術中，將來都會有人工智能的參與。包括患者術后的康復，比如在患者膝蓋上貼個可穿戴傳感器，記錄其每天的步數、雙腳受力的差別、步態異常情況以及屈腿角度大小等數據，患者的主治醫生可以通過手機隨時查看這些數據，及時發現問題，保證術后康復效果，以及通過對運動員運動時動作的高速攝影分析，來判斷其康復的效果，并對其如何更好地提升成績提供建議，余家闊將其稱為“遠程智慧型康復”。

通過上述技術可以實現從診斷到康復全過程的升級改造，這是今年余家闊教授希望在其重點關注的關節置換、韌帶重建這兩大疾病領域所希望實現的。之后還將延伸至其他骨關節外科相關的傷病治療領域，使得運動醫學真正走向高端化發展之路。

除了人工智能，在其他理工科領域的碰撞亦是如是。在這樣的碰撞中，醫工交叉的結合點會越來越多。

“現在基本上我的每位學生所做的內容，若是離開了工科的東西，感覺就沒什么新鮮了。”

▲余家闊教授帶隊查房??

為了實現余家闊教授所設想的多學科交叉下，運動醫學和骨科的發散式、跨越式發展。清華大學集結自身的學科優勢，為清華的骨科與運動醫學打造了融合眾多強勢學科的“黃金團隊”。在清華醫學骨科與運動醫學研究所，目前設有包括人工智能、手術機器人、生物力學、大數據和隊列研究、生物力學、個性化醫療器械研發等在內的10個研發中心。將大多數清華的傳統優勢學科中，可能與骨科、運動醫學會碰撞出火花的，都囊括了進來。代表著全球關節外科與運動醫學研究領域的頂尖水平。

“在這樣的頂尖平臺加持下，你可以想象未來我們可以飛得有多高。”

能在這樣的交叉融合中，推動一個學科的發展不斷邁向新的臺階，這源自一種廣泛的興趣，而這在余家闊看來非常重要。

這一點在余家闊上大學時就有著很好的體現，那時候除了學校規定要修的課程，其他的如文科、工科、農科的講座，只要有時間余家闊都會去聽，他覺得這有助于自己跳出書本以及本學院知識的局限，去更好地思考。

5

開放創新與小心求證

也正是這樣的廣泛涉獵，冥冥之中讓余家闊與運動醫學結下了一生的不解之緣。1983年，我國運動醫學奠基人曲綿域教授在合肥講學，那時在安醫大讀書的余家闊被曲教授的講座深深吸引。雖然這時他還只是名大學二年級學生，但已堅定地相信運動醫學就是今后自己要鉆研的方向，并在多年后成為了曲綿域教授的博士研究生，將中國運動醫學的接力棒傳承下去并發揚光大。

如今來到了清華，給了余家闊廣泛興趣下的融合并進最好的土壤。他對于清華骨科與運動醫學的未來只有一個要求，那便是要做到行業頂尖。不僅是能處理運動醫學所有的常見傷病，還要能處理很多醫院的運動醫學處理不了的骨折、脊柱損傷等，從而達到比國外運動醫學更高的水準。

在廣泛的興趣下，找到令自己非常興奮的點，然后持之以恒地朝著既定目標去不斷努力。余家闊強調，興趣的背后是恒心和毅力，要能坐得住“冷板凳”。

“要耐得住寂寞，不要總想著出名”，這是余家闊的人生哲學。

2020年，余家闊團隊研發的全球首款男女性別全面差異性設計的半個性化人工膝關節獲批上市。該項目從2001年開始搜集數據到最后實現臨床轉化，總共歷時19年之久，其間因為設計專利保密，不能發表任何與項目研發相關的文章，整個研發團隊就這樣默默在背后堅守了近二十載；膝關節損傷的干細胞藥物治療亦是如是，從2003年項目啟動，至今已有21年時間，如今總算看到了研究成果即將轉化為產品的曙光，但到真正的產品上市用于臨床，估計至少還要5-7年的時間。

// 余家闊教授談運動醫學與理工科的碰撞

作為國內第一例半月板移植的術者，余家闊卻在完成第21例半月板移植手術后就不再做下去了，這是令當時很多人所費解的。原因是那時余家闊看到國外半月板移植成功率的一組數據，十年后移植半月板的生存率為73.5%左右，雖然這個數據不算低，但也意味著十年后每100位進行半月板移植的患者中就有近30位需要重新手術，這是嚴謹治學的余家闊所不能接受的。于是他緊急叫停了他們團隊的半月板移植手術，就先做這21個，十年后效果好的話再做。雖然這期間，有國內同行團隊做了數百例的，但余家闊還是不為所動。直至2022年，所有這21例患者的半月板移植手術都已超12年，隨訪結果顯示這些患者的半月板生存率高達94%左右，在目前整個國際上是最高的。有了這一令人振奮的結果后，余家闊教授才放心讓團隊將半月板移植手術全面推廣開，這一工作如今已經寫入今年清華長庚醫院骨科與運動醫學中心的重點工作計劃了。

“醫學的探索，風險有時候難以避免，但我們必須要以嚴謹的態度，將可能對患者造成的潛在傷害降到最低。”

開放融合同時不忘嚴謹求實，這是余家闊一直以來的治學態度和對團隊的要求。如今來到清華的他，要將這樣的精神繼續傳承與發揚。

“以最牛的人才去做最頂尖的創新，出臺最先進的診斷治療方法、研發最好的手術產品，這是我們的目標。”

如今，雖然距離余家闊加入清華僅半年有余，但在這里，學校和醫院的支持、與各學科專家的契合度，都讓他相信，未來清華必將帶來運動醫學的一場創新革命，將整個學科推至全新的發展高度，造福每一位民眾。

人物名片

余家闊 | 清華大學長聘教授、主任醫師、博導

清華大學附屬北京清華長庚醫院骨科與運動醫學中心主任

清華醫學骨科與運動醫學研究所所長??

國務院特殊津貼專家

國家重點研發計劃首席科學家

2023年榮獲首屆北京市優秀科技工作者稱號

中國老年學和老年醫學學會老年運動醫學分會創始主委

老年運動醫學香山科學會議創辦人

中國老年醫學學會運動健康分會副會長

中國生物材料學會生物材料先進制造分會副主任委員??

中國醫師協會骨科醫師分會運動醫學學組副組長??

中國田徑協會運動健康專家評聘工作組副組長

國家藥監局醫療器械分類技術委員會無源植入物組長

《中國矯形外科雜志》第五屆編委會關節鏡與運動醫學主編

備戰夏季和冬季奧運會國家隊醫療專家

《中國運動醫學雜志》副主編

《中國骨與關節外科雜志》常務編委

• 國際著名膝關節外科和運動醫學專家，師從我國運動醫學奠基人曲綿域教授，有著40多年職業運動員醫療保障以及37年的醫工交叉新診療方法研發和產業化經驗。近年來主持國家級、省部級科研項目40余項，國家自然科學基金儀器專項、重點項目、重點國際合作項目和區域聯合重點項目牽頭人；在Science Translational Medicine/Advanced Materials/Advanced Science等國際知名期刊以第一作者或通訊作者發表論文多篇，其中SCI論文百余篇，授權專利75項（發明專利25項），獲省部級科技成果獎7項；研發了系列膝關節個性化微創結構和功能重建產品、3D打印定制人工膝關節等。

責編 | 周 韻
攝影 | 葳 蕤
校對 | 趙 越