機(jī)器人遠(yuǎn)程做手術(shù)，真的安全嗎

樊書(shū)菠 李學(xué)松

今年4月的一天，一名患者躺在位于北京大學(xué)第一醫(yī)院第二住院部的手術(shù)室里，我們團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用國(guó)產(chǎn)內(nèi)窺鏡機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)為其進(jìn)行腎盂成形手術(shù)。主要手術(shù)步驟包括分離腹膜，游離裁剪腎盂輸尿管連接部，支架管留置，縫合腎盂輸尿管連接部等。同時(shí)，在距離手術(shù)室6公里外的北京協(xié)和醫(yī)院遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)中心，泌尿外科紀(jì)志剛教授在手術(shù)機(jī)器人醫(yī)生控制臺(tái)前觀察和監(jiān)控著手術(shù)全程。雙方通過(guò)副屏可實(shí)時(shí)進(jìn)行視頻溝通，遇到解剖變異和到了關(guān)鍵手術(shù)步驟時(shí)，紀(jì)志剛教授接手，遠(yuǎn)程操控手術(shù)機(jī)器人機(jī)械臂系統(tǒng)，完成必要的手術(shù)操作和教學(xué)指導(dǎo)。

手術(shù)開(kāi)始前，北大醫(yī)院的手術(shù)室和協(xié)和醫(yī)院的遠(yuǎn)程中心建立5G通訊連接，所設(shè)基站接入了30M聯(lián)通固線網(wǎng)絡(luò)。手術(shù)過(guò)程中，雙方多次切換操控，過(guò)程順暢，遠(yuǎn)程端的3D視頻畫(huà)面清晰流暢，機(jī)械臂響應(yīng)及時(shí)穩(wěn)定，無(wú)明顯延遲感，操作精準(zhǔn)有效。兩端術(shù)者的語(yǔ)音及場(chǎng)景視頻交互也很流暢，手術(shù)順利完成。

在既往手術(shù)機(jī)器人單控制臺(tái)遠(yuǎn)程手術(shù)模式中，遠(yuǎn)程手術(shù)操作存在倫理安全和醫(yī)療責(zé)任等諸多問(wèn)題。特別是術(shù)中出現(xiàn)突發(fā)情況時(shí)，術(shù)者無(wú)法臨場(chǎng)處置，可能會(huì)增加醫(yī)療風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)重阻礙了遠(yuǎn)程手術(shù)的發(fā)展。此次嘗試的新模式，通過(guò)遠(yuǎn)程多點(diǎn)控制臺(tái)的控制權(quán)轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)端醫(yī)療專家對(duì)手術(shù)的全過(guò)程監(jiān)管，并可在關(guān)鍵步驟進(jìn)行操作，降低了醫(yī)療風(fēng)險(xiǎn)，且能加速本地醫(yī)師手術(shù)經(jīng)驗(yàn)的積累。此外，手術(shù)采用5G網(wǎng)絡(luò)與固網(wǎng)專線跨網(wǎng)域、跨運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)傳輸通路，盡可能還原了現(xiàn)階段遠(yuǎn)程手術(shù)應(yīng)用的實(shí)際場(chǎng)景。

遠(yuǎn)程手術(shù)是指醫(yī)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸，借助機(jī)器人進(jìn)行實(shí)時(shí)異地手術(shù)操作。遠(yuǎn)程手術(shù)的關(guān)鍵是手術(shù)操作的時(shí)間一致性和空間一致性。

時(shí)間一致性需要高速穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)傳輸支持。

2001年，通過(guò)橫跨大西洋的海底光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸信號(hào)，世界首例遠(yuǎn)程手術(shù)得以完成。之后，遠(yuǎn)程手術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展受到了網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的限制?，F(xiàn)有的4G（第四代移動(dòng)通信技術(shù)）網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星傳輸，速度及穩(wěn)定性不夠。光纖專線則成本較高，靈活性較差。這些都限制了遠(yuǎn)程手術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

第五代移動(dòng)通信技術(shù)（5G）具有高速率、多連接、低時(shí)延、傳輸穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)。該技術(shù)的問(wèn)世進(jìn)一步推動(dòng)了遠(yuǎn)程手術(shù)的發(fā)展。2018年12月，解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學(xué)中心劉榮教授等使用國(guó)產(chǎn)“康多”手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)成功完成了50公里以外的肝臟楔形切除術(shù)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。這是國(guó)際上第一次嘗試5G遠(yuǎn)程手術(shù)。2019年9月，他們?cè)俅问褂脟?guó)產(chǎn)“康多”手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)成功實(shí)施了全球首例多點(diǎn)協(xié)同5G遠(yuǎn)程動(dòng)物手術(shù)。2020年，青島大學(xué)附屬醫(yī)院牛海濤教授等通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)控制“妙手”機(jī)器人平臺(tái)，首次完成了國(guó)際超遠(yuǎn)程手術(shù)。

目前，國(guó)內(nèi)較發(fā)達(dá)地區(qū)可以實(shí)現(xiàn)5G的提前示范應(yīng)用，但更多的基層醫(yī)院僅有固網(wǎng)覆蓋，所以完全基于5G的遠(yuǎn)程手術(shù)基礎(chǔ)硬件還有待于進(jìn)一步完善。基于現(xiàn)階段我國(guó)固網(wǎng)業(yè)務(wù)覆蓋范圍廣泛的現(xiàn)狀，結(jié)合5G網(wǎng)絡(luò)高速度、低延遲的優(yōu)勢(shì)，跨運(yùn)營(yíng)商、跨網(wǎng)域“5G+固網(wǎng)專線”的模式更加符合當(dāng)前我國(guó)的基本國(guó)情。

既往手術(shù)機(jī)器人單控制臺(tái)遠(yuǎn)程手術(shù)中，主刀醫(yī)師遠(yuǎn)離患者，當(dāng)術(shù)中出現(xiàn)突發(fā)或異常情況時(shí)，術(shù)者無(wú)法臨場(chǎng)處置，這使醫(yī)療風(fēng)險(xiǎn)大大增加。為了避免上述風(fēng)險(xiǎn)，我們創(chuàng)新性地采用多點(diǎn)協(xié)同遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)交互臨床手術(shù)教學(xué)模式，通過(guò)技術(shù)手段保障遠(yuǎn)程手術(shù)實(shí)施，同時(shí)最大限度保障患者安全。這就是文章開(kāi)頭的一幕。

遠(yuǎn)程多點(diǎn)控制臺(tái)的控制權(quán)轉(zhuǎn)移，可以讓遠(yuǎn)端醫(yī)療專家對(duì)手術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管，同時(shí)對(duì)手術(shù)關(guān)鍵步驟進(jìn)行示教操作。這極大降低了本地術(shù)者學(xué)習(xí)期的醫(yī)療風(fēng)險(xiǎn)，加速其手術(shù)技能的提升，同時(shí)提高了手術(shù)成功率。術(shù)中一旦出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中斷或遠(yuǎn)端控制臺(tái)失效的情況，本地醫(yī)生可直接使用本地控制臺(tái)操作手術(shù)機(jī)器人完成進(jìn)一步操作，大大降低了遠(yuǎn)程手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。

多點(diǎn)協(xié)同遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)交互的手術(shù)模式，為優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源下沉提供了切實(shí)可行、安全有效的思路和技術(shù)支持，促進(jìn)了醫(yī)療資源的流動(dòng)，解決了區(qū)域發(fā)展差異導(dǎo)致的高端成熟醫(yī)療人才資源分布不均的問(wèn)題。

遠(yuǎn)程手術(shù)的實(shí)現(xiàn)依賴于機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)。機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)擁有三維高清的視野，支持縮放而高度自由的“內(nèi)鏡腕”技術(shù)，使施術(shù)者的“肢體”能力更加強(qiáng)大，使得術(shù)者可以完成更加精細(xì)、復(fù)雜、高難度的手術(shù)。在機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)中，機(jī)械臂模仿術(shù)者手部運(yùn)動(dòng)，術(shù)者的手部操作可以直接轉(zhuǎn)化為器械的操作，這讓術(shù)者適應(yīng)工具更加容易，學(xué)習(xí)曲線也更短。

北京協(xié)和醫(yī)院泌尿外科紀(jì)志剛教授（左圖）與北京大學(xué)第一醫(yī)院泌尿外科李學(xué)松教授（右圖）共同完成多點(diǎn)協(xié)同機(jī)器人手術(shù)。

機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)在泌尿外科應(yīng)用廣泛。2000年，達(dá)芬奇機(jī)器人輔助手術(shù)系統(tǒng)完成了國(guó)際首例根治性前列腺切除術(shù)。根治性前列腺切除術(shù)需要術(shù)者在狹小的骨盆內(nèi)完成精細(xì)的高難度操作，而達(dá)芬奇機(jī)器人輔助手術(shù)系統(tǒng)擁有三維高清視野，可清晰顯示盆腔內(nèi)的組織結(jié)構(gòu)，仿真機(jī)械腕操作靈活精準(zhǔn)，有利于保護(hù)神經(jīng)、血管、肌肉，因此優(yōu)勢(shì)明顯。

在腫瘤控制方面，與腹腔鏡前列腺癌根治術(shù)和開(kāi)放前列腺癌根治術(shù)相比，達(dá)芬奇機(jī)器人輔助根治性前列腺切除術(shù)能達(dá)到相似的腫瘤控制效果，但機(jī)器人輔助手術(shù)術(shù)中出血更少，在患者術(shù)后勃起功能恢復(fù)和排尿控制功能恢復(fù)方面更有優(yōu)勢(shì)。機(jī)器人前列腺根治術(shù)的手術(shù)時(shí)間和患者術(shù)后住院時(shí)間都縮短了，缺點(diǎn)是所需的手術(shù)費(fèi)用較高。

2002年，首例機(jī)器人輔助腎盂成形術(shù)被報(bào)道。腎盂成形術(shù)對(duì)于腹腔內(nèi)縫合的要求較高，而機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)可以進(jìn)行復(fù)雜縫合。機(jī)器人手術(shù)可在保持腹腔鏡手術(shù)的微創(chuàng)優(yōu)勢(shì)下，進(jìn)一步減少縫合時(shí)間。機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)還為三維重建術(shù)中導(dǎo)航提供了良好的平臺(tái)，三維重建可以縮短機(jī)器人輔助上尿路修復(fù)手術(shù)中狹窄段的游離時(shí)間。

2003年，機(jī)器人輔助根治性膀胱切除術(shù)被首次報(bào)道。機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)在尿流改道及淋巴結(jié)清掃等操作中具有顯著優(yōu)勢(shì)。研究報(bào)道，機(jī)器人輔助根治性膀胱切除術(shù)患者在腫瘤復(fù)發(fā)、3年總生存期等方面與開(kāi)放手術(shù)患者相當(dāng)。相對(duì)于開(kāi)放性手術(shù)，機(jī)器人手術(shù)具有創(chuàng)傷小、失血少、并發(fā)癥少、住院時(shí)間短等優(yōu)勢(shì)，但手術(shù)時(shí)間較長(zhǎng)。此外，機(jī)器人輔助根治性膀胱切除術(shù)聯(lián)合新膀胱手術(shù)的遠(yuǎn)期效果有待進(jìn)一步評(píng)估。2014年，國(guó)外研究人員發(fā)現(xiàn)，機(jī)器人輔助根治性膀胱切除術(shù)對(duì)于性神經(jīng)保留效果良好。這得益于機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)在手術(shù)視野和體內(nèi)操作方面的技術(shù)提升。

2004年，國(guó)外專家第一次報(bào)道了機(jī)器人輔助腎部分切除術(shù)。機(jī)器人輔助手術(shù)系統(tǒng)具有三維高清視野，仿真機(jī)械腕操作靈活、精準(zhǔn)，與傳統(tǒng)腹腔鏡手術(shù)相比，關(guān)閉腎臟深層髓質(zhì)和淺層皮質(zhì)更加輕松。對(duì)于腎門及內(nèi)生性腫瘤的復(fù)雜腎部分切除手術(shù)，機(jī)器人輔助手術(shù)系統(tǒng)的三維高清視野可更加清晰地暴露血管，識(shí)別腫物，靈活精準(zhǔn)的仿真機(jī)械腕也有利于阻斷、游離及縫合。一項(xiàng)研究表明，開(kāi)放、腹腔鏡和機(jī)器人輔助腎部分切除術(shù)在局部復(fù)發(fā)率、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移和腫瘤相關(guān)死亡率等方面未見(jiàn)明顯差異。一項(xiàng)多中心前瞻性研究對(duì)1800名接受開(kāi)放腎部分切除術(shù)和機(jī)器人輔助腎部分切除術(shù)的患者進(jìn)行了比較，結(jié)果顯示機(jī)器人手術(shù)患者并發(fā)癥較少，輸血率較低，住院時(shí)間較短。另一項(xiàng)研究比較了機(jī)器人輔助腎部分切除術(shù)和腹腔鏡腎部分切除術(shù)的手術(shù)效果，結(jié)果顯示，機(jī)器人手術(shù)中患者熱缺血時(shí)間較短，住院時(shí)間更短。

2005年，機(jī)器人輔助腎臟根治性切除術(shù)被首次報(bào)道。目前機(jī)器人輔助腎臟根治性切除術(shù)主要應(yīng)用于相對(duì)復(fù)雜的根治手術(shù)，比如伴有下腔靜脈瘤栓的腎癌根治術(shù)。

機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)讓術(shù)者可以完成更加精細(xì)、復(fù)雜、高難度的手術(shù)。機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)還可在一定程度上避免術(shù)者和患者的直接接觸，對(duì)于特殊情景下的手術(shù)治療更具優(yōu)勢(shì)。其安全性已經(jīng)在多個(gè)術(shù)式中被證實(shí)，可想而知，未來(lái)機(jī)器人手術(shù)的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣泛。目前高昂的費(fèi)用在一定程度上限制了其進(jìn)一步發(fā)展，同時(shí)技術(shù)進(jìn)步也需要不斷推陳出新。不斷涌現(xiàn)的新型手術(shù)機(jī)器人各自具有獨(dú)特的設(shè)計(jì)，比如開(kāi)放的控制臺(tái)、觸覺(jué)反饋、多個(gè)單臂床旁機(jī)械臂系統(tǒng)等。伴隨著這些新型機(jī)器人的問(wèn)世，機(jī)器人手術(shù)的價(jià)格會(huì)逐漸下降，最終惠及廣大患者。