768近些年各种科幻电影相继登上荧幕,其中不乏科幻医疗操作场景,医生使用远程机器人为千里之外的病患看病诊治,这样的场景着实让人向往。现如今,伴随科学技术的创新实践,精密机械技术、人工智能技术、5G通信技术等加快普及应用,类似的场景已经逐步成为现实。远程机器人介入治疗实现了不同类型前沿技术的融合实践,属于超新型医疗模式!
高速网络和精密控制相互融合:技术支撑
远程手术机器人的精髓在于能够“实时双向传输”。医生在实际操作端口的任何动作,最终都要体现为具体的数字信号,通过网络向病患端口的机器人传输,机器人自身的力反馈传感器将收集到的触觉信息向医生回传反馈,实践过程中必然会对网络抖动、延迟及带宽表现出特别高的要求。
6年前,国内第一例5G远程起搏器植入手术顺利完成。医生依托5G网络对机械臂进行操控,顺利为数千里之外帕金森病患体内植入电极。植入手术成功的关键即5G网络的超高可靠性与毫秒级延迟。传统的4G网络背景下,容易出现操作指令和视频反馈不相互同步的情况,增加了手术失败可能,很容易出现医疗事故。
临床实践:推动实现常态化应用面临的挑战
首先,心血管介入。美国波士顿科学公司推出了远程导管系统,帮助医生在精密控制室对导管进行控制,医护人员暴露在X射线下的可能性显著降低。其次,神经外科。加拿大魁北克大学充分发挥机器人系统的作用,率先实现了跨越城市的脑肿瘤活检,将误差控制在0.5毫米之内。再次,急诊救治。基于现代战争的需要,美军创新推出了创伤救治机器人,将其应用于复杂战场环境做到了远程清创止血。但是,从实际看,很多案例还是停留在操作较为简单的介入治疗,包括活检取样、导管引导等,还离不开本地医护团队的支持。特别复杂的颅脑手术、开胸手术等还很难做到完全远程化。
技术瓶颈:有待化解的三大难题
首先,触觉反馈缺失。虽然当前技术发展满足了视觉与位置信息传输需要,但还是无法有效对血管搏动、组织质地等触觉体验进行还原。虽然美国斯坦福大学开发出了“触觉手套”,以微气流阵列对压力感进行模拟,但主要步骤还停留在实验阶段。其次,网络安全性挑战。以色列研究发现,国际黑客可以对手术机器人的通信链路进行劫持并改动相关操作指令。医疗级网络必须要做好区块链验证或量子加密等多重性质防护。再次,应急机制不到位。一旦出现网络中断情况,必须要在0.1秒内向本地托管模式自动切换。以德国推出的“手术看门狗”系统为例,能够实现机械臂运动暂停,还可做到备用控制及时启动,但在处置复杂场景时仍然要有现场人员从旁指导参与。
摸不着的潜在壁垒:伦理和监管
远程手术遇到的法律问题比较多,包括认定医疗责任、跨地域执业许可等。如果新疆恰巧有病患需要手术,安排北京的医生使用机器人,手术中出现医疗事故如何对主体责任进行界定?美国当前的主流做法:远程手术必须要安排本地应急团队跟进,而且主刀医生必须拥有病患所在地区的执业执照。
远程机器人技术进入临床应用步伐加快
现有综合技术加快发展,都为远程机器人手术分阶段更好实现创造了条件。第一,近期。可在区域内网络中实现简单介入手术的常态化开展;第二,中期。以示范中心为主阵地组织实施跨省复杂手术,以AI辅助纠偏系统逐步成熟;第三,远期。伴随航天航空等事业发展推动,太空手术等以往难以想象的场景将成为现实,全息影像导航将实现深层次普及应用。
当前我国正在加快布局“5G+医疗健康”事业,例如,301医院大力深化和华为的合作,构建起远程手术实验室可以为动物实验阶段每秒2000次的操作指令交互。6G技术研发及创新实践步伐持续加快,真正的“云端手术时代”估计很快就会到来。
远程机器人技术将推动介入治疗持续走深走实,有助于实现介入治疗资源的深刻共享,“云端”手术的逐步突破,必然会为广大病患带来更多介入治疗福音。
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