1997年在国际上首先开展机器人辅助脑立体定向手术，实现了无创伤定位、无框架手术，目前五代机器人系统已应用于临床，现已成功手术2200余例。该项目已获得两次国家863课题、一次总后军事课题资助，共计获得经费592万元。十年来，中心与北京航空航天大学机器人研究所合作，在国家863计划的支持下，先后研制成功了机器人辅助脑外科立体定向手术系统CRAS-BH1、CRAS-BH2、CRAS-BH3和黎元BH-600，并具有自主知识产权。
两千余例临床手术病例证实，机器人系统较传统基于经验的规划方法更为科学和准确。机器人定位精确、自动化程度高，手术创伤小、治疗效果好，操作便捷，从而明显减轻病人的手术痛苦，方便术者操作，并具有高效率和通过远程进行异地手术的优势，具有明显的军事价值及科学研究价值。
于2001年获军队科技进步二等奖，2002年获中华医学奖。2004年进入北京市医保报销范畴。2004年和2008年分别获国家863课题及总后军事课题资助。2004年“远程脑外科机器人辅助手术系统临床应用研究”以优秀的成绩通过了国家863专家组的结题鉴定；2008年科技部批准的863课题“血管介入手术机器人的临床实践”正在进行预实验，将在不久应用于临床血管外科介入手术中。
立体定向技术基础
立体定向神经外科指利用影像学定位（CT、MRI或DSA）和立体定向仪引导，将穿刺针、微电极等显微器械置入脑内特定靶点，通过记录电生理、留取组织标本、产生毁损灶、去除病变等方法，诊断和治疗中枢神经系统的各种病症。主要分定位术与导向术。此技术经近50年的发展，立体定向神经外科的范围逐渐扩大，目前立体定向神经外科手术已涉及传统神经外科的各个分支，发展成为一个较为完善的学科。
立体定向技术的优势：立体定向手术具有微创、安全、可靠等特点，近年来其手术死亡率已降为0-1%。尤其是对于不适合开颅手术的脑深部小病灶、多发病灶和位于重要功能区的病灶，以及对于高龄患者、体质虚弱不能耐受开颅手术的患者，立体定向手术具有其它技术不可替代的特点。立体定向的发展方向：主要是机器人辅助立体定向手术、神经组织定向移植、功能性神经外科、立体定向放射外科等方面。
无框架（机器人）立体定向手术
手术系统简介
在脑立体定向手术中，该系统可以取代传统的定向仪框架，并可标示出靶点位置和穿刺轨迹，为术者提供准确导航和操作平台。靶点定位后,动力机械臂能以0.1ｍｍ的重复精度保持稳定的轨迹，确保手术准确无误。
手术适应证:
1.脑内病变活检：脑肿瘤、寄生虫及其它不明原因病变；
2.脑内各种囊肿抽吸、切除；
3.脑内血肿排空、引流；
4.脑脓肿排空及注入抗生素；
5.脑内异物摘除；
6.各种功能性神经外科疾病：帕金森病、扭转痉挛、舞蹈病、脑瘫、精神疾病、癫痫、疼痛等；
7.脑肿瘤内各种治疗，如内放疗(注入同位素胶体和后装置管)、内化疗；
8.内窥镜治疗脑内各种病变。
9.立体定向放射外科治疗脑血管畸形等各种血管性病变，采用方法包括X-刀、伽玛刀。
临床应用
立体定向神经外科的发展经历了有框—无框—远程手术过程。也经历了从有创到无创的过程，进而为远程手术提供坚实的基础。以下以图片来说明。