Forskning i effektiviteten og sikkerheden af ​​fjernstyring af husligt kirurgisk robotsystem til urinvejskirurgi

Formål: Dette kliniske forsøg har til formål at evaluere effektiviteten og sikkerheden af ​​telekirurgi for patienter med tumorer i urinsystemet ved hjælp af kinesisk uafhængigt udviklet "MicroHand" kirurgisk robotsystem gennem 5G-netværk.

Indhold: En-arms klinisk forsøg blev vedtaget i denne undersøgelse. Produktet var indenlandsk produceret "MicroHand" kirurgisk robotsystem (Shandong Weigao Co., Ltd). Før de gik ind i den kliniske undersøgelse, blev patienterne fuldt informeret, og det skriftlige informerede samtykke blev underskrevet. I henhold til inklusionskriterierne og eksklusionskriterierne vil forskerne foretage en detaljeret screening for at afgøre, om patienterne er egnede til det kliniske studie. Telekirurgi vil blive udført for patienter, der opfyldte inklusionskriterierne ved hjælp af "MicroHand" kirurgisk robotsystem. Data mellem kirurgkonsollen og patientsidevognen blev transmitteret gennem et 5G-netværk. Sikkerheden og effektiviteten af ​​robotsystemet i fjern klinisk diagnose og behandling blev verificeret i henhold til hovedvurderingskriteriet og sekundært vurderingskriterium.

Baggrund: Med kombinationen af ​​robotteknologi og netværkskommunikationsteknologi er telekirurgi blevet en realitet. På den ene side kan telekirurgi bevare og optimere medicinske ressourcer og levere medicinske tjenester af høj kvalitet til ubalancerede områder, såsom landdistrikter, ramte områder og slagmarker. På den anden side kan telekirurgi reducere den tid, patienterne bruger på at vente på behandling og dermed forhindre, at sygdomme forværres.

Den ubalancerede fordeling af medicinske ressourcer har været et fremtrædende problem i Kina. Derudover gør det store territorium og det relativt lavere medicinske distributionsforhold pr. indbygger det vanskeligt for patienter at modtage rettidig behandling af høj kvalitet, især dem i fjerntliggende og underudviklede områder. Derfor er telekirurgi mere betydningsfuld i Kina. I de senere år har kirurgiske robotsystemer og netværkskommunikationsteknologi oplevet gennembrud. Betjeningssystemerne for da Vinci-robotten i Amerika, REVO-I-robotten i Sydkorea og ALF-X-robotten i Italien er mere fleksible og intelligente og fungerer godt i kirurgiske procedurer. "Micro Hand S"-systemrobotten, der er udviklet uafhængigt i Kina, gengiver en ny generation af kirurgiske robotsystemer. Ud over de fleksible og intelligente egenskaber ved traditionelle robotter har robotten en række fordele, såsom en klar grænseflade, lav vægt, lave omkostninger med hensyn til brug og vedligeholdelse og stærk udstyrskompatibilitet. Efter foreløbige eksperimenter er den indenlandsk producerede robot med succes blevet anvendt i klinisk kirurgi. I mellemtiden, inden for netværkskommunikation, er den nye 5G-mobilkommunikationsteknologi (5. generation af trådløse systemer, 5G-teknologi for kort) den seneste generation af mobilmobilkommunikationsteknologi. 5G-teknologi er også en udvidelse af 4G (LTE-A eller WiMax), 3G (UMTS eller LTE) og 2G (GSM) teknologi. 5G-teknologi har en høj datahastighed, lav latens, høj gennemstrømning, udstyrsforbindelse i stor skala, lave omkostninger og lavt energiforbrug. Fremkomsten af ​​5G-teknologi giver flere muligheder for udbredelsen af ​​telekirurgi.

I september 2020 gennemførte vores forskergruppe den første 5G-fjern-telekirurgi ved hjælp af "Micro Hand S"-systemrobotten og et 5G-netværk mellem Qingdao, Shandong-provinsen og Xixiu, Guizhou-provinsen, i september 2019 i Kina (netværkskommunikationsafstanden var næsten 3000 km). Specifikt udførte efterforskerne radikal cystektomi på en mandlig patient. 5G-netværket (Plan A) blev brugt under hele operationen med en gennemsnitlig total forsinkelse på 254 ms (inklusive en gennemsnitlig retur-forsinkelse på 104 ms og en pakketabsrate på 0%). Operationstiden var omkring 5 timer, den intraoperative blødning var omkring 200 ml, og der opstod ingen intraoperative komplikationer. Patienten kom sig jævnt efter operationen og blev udskrevet den 18. dag. Efterforskerne demonstrerede, at ultrafjern laparoskopisk telekirurgi kan udføres sikkert og gnidningsløst under 5G-netværket ved hjælp af indenlandsk produceret udstyr. På dette grundlag planlagde vores forskningsgruppe at udføre dette kliniske forsøg med flere patienter for at evaluere effektiviteten og sikkerheden af ​​telekirurgi for patienter med tumorer i urinsystemet ved hjælp af kinesisk uafhængigt udviklet "MicroHand" kirurgisk robotsystem gennem 5G-netværk.

Introduktion af "MicroHand" kirurgisk robot: "MicroHand" operationsrobotsystemet består af to fysisk adskilte undersystemer kaldet "kirurgkonsollen" og "patientsidevognen". Kirurgkonsollen inkluderer en stereobilledfremviser, to mastermanipulatorer, et kontrolpanel og flere fodpedaler. Patientens sidevogn inkluderer en passiv arm, der kan glide i op-ned-retningen og justeres frem og tilbage, et drejehoved, der kan dreje rundt om den lodrette akse, og tre slavearme (en til det endoskopiske kamera og de to andre til kirurgiske instrumenter). Kirurgkonsollen (baseret i Qingdao) tager kirurgens input og omsætter manipulation til et kontrolsignal. Efter netværkstransmission oversætter patientsidevognen (baseret i Anshun) styresignalet til faktisk instrumentmanipulation. 3D-billederne optaget af det endoskopiske kamera blev samtidig sendt tilbage til skærmen på kirurgkonsollen som visuel feedback.

Trin i proceduren:

① Kirurgkonsollen blev placeret i Qingdao, Shangdong-provinsen, mens patientvognen blev placeret i andre byer i Shandong-provinsen.

② Forbindelser mellem kirurgkonsollen og patientsidevognen blev etableret gennem et offentligt 5G trådløst netværk. Specielt 5G-kundeudstyr (CPE) blev brugt som signalforstærkerstation og forstærker. Upload- og downloadhastighed vil blive testet som netværksbåndbredde.

③ Efter generel anæstesi blev liggende stilling opretholdt, det kirurgiske område blev desinficeret, og pneumoperitoneum blev etableret fra venstre side af navlen ved hjælp af en Veress-nål. Derefter blev trokarer indsat, og slavevåben blev leveret. Slavearm A var udstyret med en robottang, og slavearm C var udstyret med en ultralydsskalpel (bipolær tang eller elektrokauteri). Robotassisteret telekirurgi, herunder adrenalektomi og nefrektomi, blev udført af en kirurg fra de urologiske afdelinger. Kirurgen i Qingdao udførte dissektion og koagulering af målorganerne, mens assistenter i andre byer udførte eksponering af strukturer og klippåføring. Trokarplacering og patienternes position blev også justeret i hver telekirurgi af assistenterne om nødvendigt. Efter afslutning af dissektionen blev målorganerne fjernet ved assistentsengen. Derefter blev pneumoperitoneum ekssuffleret, og snittene blev lukket. Intraoperative netværksforsinkelser og vitale tegn blev overvåget konstant. Konsistensen af ​​master-slave-manipulation blev vurderet subjektivt. Operationstid, blodtab og komplikationer blev registreret.