5G加持手術(shù)機(jī)器人 讓遠(yuǎn)程手術(shù)如臨其境

借助醫(yī)療智能感知與交互技術(shù)，以及5G網(wǎng)絡(luò)通信，醫(yī)生為身處異地的病人實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程精準(zhǔn)手術(shù)，遠(yuǎn)程診療正在成為現(xiàn)實(shí)。英國(guó)女王伊麗莎白二世不久前在倫敦大學(xué)國(guó)王學(xué)院參觀“基于5G網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程手術(shù)創(chuàng)新技術(shù)方案”展示時(shí)，情不自禁地贊嘆“這就是(醫(yī)療手術(shù)的)未來(lái)”。

基于5G網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程手術(shù)創(chuàng)新技術(shù)方案由天津大學(xué)、倫敦大學(xué)國(guó)王學(xué)院、中國(guó)移動(dòng)研究院等機(jī)構(gòu)合作開(kāi)發(fā)。該方案連日來(lái)備受世界關(guān)注。2019年2月底在巴塞羅那召開(kāi)的2019世界移動(dòng)通信大會(huì)上，該項(xiàng)目也頗為引人矚目。

天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院“妙手”微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人團(tuán)隊(duì)作為項(xiàng)目的重要合作方，依托國(guó)家自然科學(xué)基金國(guó)際合作項(xiàng)目“具有觸覺(jué)功能的柔性手術(shù)器械感知機(jī)理與設(shè)計(jì)方法研究”，成功研制了國(guó)內(nèi)首套具有觸覺(jué)功能的經(jīng)自然腔道手術(shù)(Natural Orifice Transluminal Endoscopic Surgery, NOTES)平臺(tái)。

這個(gè)“冰冷”的微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人醫(yī)生，比人類(lèi)醫(yī)生更精準(zhǔn)地將“剛”與“柔”的力量控制到極致。它有柔軟的“手指”，可以通過(guò)柔性手術(shù)器械，以柔順狀態(tài)經(jīng)鼻、口、結(jié)直腸等人體自然腔道入路精準(zhǔn)抵達(dá)病灶處;同時(shí)，它也能“拿”起電鉤、電刀、夾持鉗等工具，進(jìn)行大力度、高強(qiáng)度的剛性手術(shù)操作。微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人醫(yī)生的出現(xiàn)，與以腹腔鏡為代表的部分微創(chuàng)手術(shù)相比，可減少對(duì)健康組織造成的破壞，避免在人體表面留下疤痕，滿(mǎn)足了微創(chuàng)手術(shù)安全接觸、柔性可達(dá)、剛性操作、精準(zhǔn)控制的實(shí)際需求，是一種可實(shí)現(xiàn)內(nèi)外科融合一體的新型手術(shù)模式。

要實(shí)現(xiàn)微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人的“剛?cè)岵?jì)”，團(tuán)隊(duì)通過(guò)醫(yī)工交叉融合，深入開(kāi)展了微創(chuàng)器械系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論與制造新原理研究，將精(安全接觸、精確制造)與準(zhǔn)(準(zhǔn)確定位、靈活操作)融入微創(chuàng)手術(shù)器械設(shè)計(jì)與制造之中，該成果也是對(duì)國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目“精準(zhǔn)微創(chuàng)手術(shù)器械創(chuàng)成與制造基礎(chǔ)”成果進(jìn)行的拓展研究。

“看病難、看病貴”一直是困擾人們的難題。一方面，隨著醫(yī)療技術(shù)和生活水平的提升，患者對(duì)醫(yī)療資源的質(zhì)量提出了更高的要求，而另一方面我國(guó)醫(yī)療資源具有明顯的地域不均衡性。醫(yī)療機(jī)器人技術(shù)，整合優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療已經(jīng)成為解決這一問(wèn)題的有效途徑。

然而受制于傳統(tǒng)通信技術(shù)，該技術(shù)難以得到實(shí)際應(yīng)用。

5G技術(shù)的成熟與產(chǎn)業(yè)推廣讓很多從前難以實(shí)現(xiàn)的困難迎刃而解。相較于4G、WLAN等傳統(tǒng)通信方式，5G的高速率、低時(shí)延、大連接等特性能有效解決數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題，提高傳輸穩(wěn)定性，使遠(yuǎn)程手術(shù)成為現(xiàn)實(shí)。

該項(xiàng)目所使用的5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)，可以通過(guò)定制化的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、可保障的網(wǎng)絡(luò)資源，實(shí)現(xiàn)端到端的“專(zhuān)用”網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，在網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量敏感型業(yè)務(wù)上有強(qiáng)大的應(yīng)用潛力，這是5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與行業(yè)應(yīng)用的寶貴探索。

如今，該項(xiàng)目將自然腔道手術(shù)平臺(tái)的關(guān)鍵技術(shù)與人工觸覺(jué)、智能感知與交互技術(shù)，以及5G網(wǎng)絡(luò)低時(shí)延、大帶寬、切片和邊緣云等特性結(jié)合起來(lái)，“基于5G網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程手術(shù)創(chuàng)新技術(shù)方案”實(shí)現(xiàn)了觸覺(jué)與視覺(jué)信息的實(shí)時(shí)人機(jī)交互，讓醫(yī)生遠(yuǎn)程操作時(shí)具有身臨其境之感，也使得手術(shù)更快、更穩(wěn)、更準(zhǔn)，這對(duì)于在急救“黃金時(shí)間”挽救更多病患生命，解決跨地域醫(yī)療資源不均衡問(wèn)題具有重要意義。

天津大學(xué)“妙手”微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人團(tuán)隊(duì)史超陽(yáng)教授介紹，合作方2018年12月在實(shí)驗(yàn)室中成功完成遠(yuǎn)程手術(shù)的試驗(yàn)操作，而隨著5G通信技術(shù)的成熟，其大帶寬、低時(shí)延的特性，將顯著降低遠(yuǎn)程手術(shù)操作的延遲，極大提升醫(yī)生操作體驗(yàn)與手術(shù)質(zhì)量，也將助力遠(yuǎn)程醫(yī)療技術(shù)真正走進(jìn)尋常百姓家。