手术机器人是近年来刚刚兴起的一项新技术，它是一个国家综合实力的体现，目前已成为各国竞相研究的医学热点课题之一。郑州大学第一附属医院张春霖博士经过近十年的潜心研究，终于研制出世界首台无框架脊柱导航手术机器人，并成功完成动物实验和人体脊椎骨标本实验，圆满解决了脊柱椎弓根钉植入精度的难题。
   
    　　椎弓根内固定系统在脊柱外科应用非常广泛，椎弓根钉的准确植入是手术成功的关键，稍有偏差就可能损伤神经，导致患者瘫痪。文献报道失败率可高达30%以上，针对这一难题各个国家竞相研制能够辅助椎弓根钉准确植入的器械，2005年以色列的医师率先研制出一种微型框架式脊柱外科机器人--脊柱助理（Spine Assist），初步应用于临床，手术时先在人的背部固定一框架装置，再在框架上安装辅助瞄准装置，然后由医师切开皮肤完成手术。由于其操作繁琐，精准度不高，没能在临床推广应用。
   
    　　面对这一医学难题，2001年由张春霖医学博士牵头组建的手术机器人科研小组成立，该小组由软件工程师、机械师和骨科专家组成，在没有任何前人经验可以借鉴的情况下，他们经过一次次反复设计、反复试验，十年磨一剑，终于研制出具有完全自主知识产权的世界首台无框架脊柱导航手术机器人。该机器人由机械手、移动单元和计算机主控系统三部分组成，手术时不需要在患者身上安装框架，而是通过X线成像系统，准确找到椎弓根的轴心线，由术者遥控机器人将中空机械手中的导针沿椎弓根轴心线植入椎弓根内，在X线的轴向引导下完成精准导航穿刺，再由术者沿导针完成椎弓根钉植入。经过人体椎骨标本及动物实验，椎弓根钉的植入准确率达100%。经测试该机器人运行异常灵活、平稳，其精确度可达到0.1mm，具有传统手术所达不到的精准性及稳定性。由于是通过主控台遥控操作，医生不需暴露在X线下，也不用反复透视，减少或避免了X线对患者和医生的损害；同时该机器人还具有操作简单、重复性好、安全可靠、学习曲线短等优点，便于脊柱外科医师的培养。
   
    　　无框架脊柱导航手术机器人的成功研制，不仅使我国脊柱外科迈上新的台阶，也标志着我国在手术机器人领域处于世界领先水平，同时也为我国机器人技术拓展到其他医学领域提了供宝贵经验。今后与网络通信技术结合，还可以进行远程手术,让边远贫困地区也可以享受到一流的医疗服务。