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5G加持手术机器人 让远程手术如临其境

2019-04-19  来源:中国青年报  作者:

借助医疗智能感知与交互技术,以及5G网络通信,医生为身处异地的病人实现远程精准手术,远程诊疗正在成为现实。英国女王伊丽莎白二世不久前在伦敦大学国王学院参观“基于5G网络的远程手术创新技术方案”展示时,情不自禁地赞叹“这就是(医疗手术的)未来”。

基于5G网络的远程手术创新技术方案由天津大学、伦敦大学国王学院、中国移动研究院等机构合作开发。该方案连日来备受世界关注。2019年2月底在巴塞罗那召开的2019世界移动通信大会上,该项目也颇为引人瞩目。

天津大学机械工程学院“妙手”微创手术机器人团队作为项目的重要合作方,依托国家自然科学基金国际合作项目“具有触觉功能的柔性手术器械感知机理与设计方法研究”,成功研制了国内首套具有触觉功能的经自然腔道手术(Natural Orifice Transluminal Endoscopic Surgery, NOTES)平台。

这个“冰冷”的微创手术机器人医生,比人类医生更精准地将“刚”与“柔”的力量控制到极致。它有柔软的“手指”,可以通过柔性手术器械,以柔顺状态经鼻、口、结直肠等人体自然腔道入路精准抵达病灶处;同时,它也能“拿”起电钩、电刀、夹持钳等工具,进行大力度、高强度的刚性手术操作。微创手术机器人医生的出现,与以腹腔镜为代表的部分微创手术相比,可减少对健康组织造成的破坏,避免在人体表面留下疤痕,满足了微创手术安全接触、柔性可达、刚性操作、精准控制的实际需求,是一种可实现内外科融合一体的新型手术模式。

要实现微创手术机器人的“刚柔并济”,团队通过医工交叉融合,深入开展了微创器械系统设计理论与制造新原理研究,将精(安全接触、精确制造)与准(准确定位、灵活操作)融入微创手术器械设计与制造之中,该成果也是对国家自然科学基金重大项目“精准微创手术器械创成与制造基础”成果进行的拓展研究。

“看病难、看病贵”一直是困扰人们的难题。一方面,随着医疗技术和生活水平的提升,患者对医疗资源的质量提出了更高的要求,而另一方面我国医疗资源具有明显的地域不均衡性。医疗机器人技术,整合优质医疗资源,实现远程医疗已经成为解决这一问题的有效途径。

然而受制于传统通信技术,该技术难以得到实际应用。

5G技术的成熟与产业推广让很多从前难以实现的困难迎刃而解。相较于4G、WLAN等传统通信方式,5G的高速率、低时延、大连接等特性能有效解决数据传输问题,提高传输稳定性,使远程手术成为现实。

该项目所使用的5G网络切片技术,可以通过定制化的网络服务、可保障的网络资源,实现端到端的“专用”网络服务,在网络质量敏感型业务上有强大的应用潜力,这是5G网络技术与行业应用的宝贵探索。

如今,该项目将自然腔道手术平台的关键技术与人工触觉、智能感知与交互技术,以及5G网络低时延、大带宽、切片和边缘云等特性结合起来,“基于5G网络的远程手术创新技术方案”实现了触觉与视觉信息的实时人机交互,让医生远程操作时具有身临其境之感,也使得手术更快、更稳、更准,这对于在急救“黄金时间”挽救更多病患生命,解决跨地域医疗资源不均衡问题具有重要意义。

天津大学“妙手”微创手术机器人团队史超阳教授介绍,合作方2018年12月在实验室中成功完成远程手术的试验操作,而随着5G通信技术的成熟,其大带宽、低时延的特性,将显著降低远程手术操作的延迟,极大提升医生操作体验与手术质量,也将助力远程医疗技术真正走进寻常百姓家。

关键词:机器人医生 天津大学机械工程学院 微创手术 远程诊疗 远程操作