Kliinisen telekirurgian tehokkuus ja turvallisuus käyttämällä kiinalaista itsenäisesti kehitettyä kirurgista robottijärjestelmää

Tavoite: Tämän kliinisen tutkimuksen tavoitteena on arvioida telekirurgian tehokkuutta ja turvallisuutta potilailla, joilla on virtsatiejärjestelmän kasvaimia, käyttämällä kiinalaista itsenäisesti kehitettyä "MicroHand" -kirurgista robottijärjestelmää 5G-verkon kautta.

Sisältö: Tässä tutkimuksessa hyväksyttiin yhden käden kliininen tutkimus. Tuote oli kotimaassa tuotettu "MicroHand" kirurginen robottijärjestelmä (Shandong Weigao Co., Ltd). Ennen kliiniseen tutkimukseen osallistumista potilaille tiedotettiin täydellisesti ja kirjallinen tietoinen suostumus allekirjoitettiin. Sisällys- ja poissulkemiskriteerien mukaan tutkijat tekevät yksityiskohtaisen seulonnan selvittääkseen, soveltuvatko he kliiniseen tutkimukseen. Etäkirurgia suoritettaisiin potilaille, jotka täyttävät mukaanottokriteerit käyttämällä "MicroHand"-kirurgista robottijärjestelmää. Tiedot kirurgin konsolin ja potilaan puoleisen kärryn välillä välitettiin 5G-verkon kautta. Robottijärjestelmän turvallisuus ja tehokkuus kliinisen etädiagnoosin ja -hoidon yhteydessä varmistettiin pääarviointikriteerin ja toissijaisen arviointikriteerin mukaisesti.

Taustaa: Robotti- ja verkkoviestintätekniikan yhdistelmällä telekirurgiaan on tullut todellisuutta. Toisaalta telekirurgia voi säästää ja optimoida lääketieteellisiä resursseja tarjoamalla laadukkaita lääketieteellisiä palveluita epätasapainoisille alueille, kuten maaseutualueille, tuhoalueille ja taistelukentille. Toisaalta etäkirurgia voi lyhentää potilaiden hoitoon kuluvaa aikaa ja estää siten sairauksien pahenemisen.

Lääketieteellisten resurssien epätasapainoinen jakautuminen on ollut merkittävä ongelma Kiinassa. Lisäksi laaja alue ja suhteellisen alhainen lääkintäjakelusuhde asukasta kohden vaikeuttavat potilaiden oikea-aikaista ja laadukasta hoitoa etenkin syrjäisillä ja alikehittyneillä alueilla. Siksi telekirurgia on merkittävämpi Kiinassa. Viime vuosina kirurgiset robottijärjestelmät ja verkkoviestintäteknologia ovat kokeneet läpimurtoja. Da Vinci-robotin Amerikassa, REVO-I-robotin Etelä-Koreassa ja ALF-X-robotin Italiassa käyttöjärjestelmät ovat joustavampia ja älykkäämpiä, ja ne toimivat hyvin kirurgisissa toimenpiteissä. Kiinassa itsenäisesti kehitetty "Micro Hand S" -järjestelmärobotti edustaa uuden sukupolven kirurgisia robottijärjestelmiä. Perinteisten robottien joustavien ja älykkäiden ominaisuuksien lisäksi sillä on joukko etuja, kuten selkeä käyttöliittymä, keveys, alhaiset käyttö- ja ylläpitokustannukset sekä vahva laitteiden yhteensopivuus. Alustavien kokeiden jälkeen sitä on sovellettu menestyksekkäästi kliinisessä kirurgiassa6. Samaan aikaan verkkoviestinnän alalla nouseva 5G-matkaviestintekniikka (langattomien järjestelmien 5. sukupolvi, lyhennettynä 5G-tekniikka) on uusimman sukupolven matkaviestintäteknologiaa. Se on myös 4G (LTE-A tai WiMax), 3G (UMTS tai LTE) ja 2G (GSM) -teknologian laajennus. 5G-teknologialla on korkea tiedonsiirtonopeus, alhainen latenssi, korkea suoritusteho, laajamittainen laiteyhteys, alhainen hinta ja alhainen energiankulutus. 5G-teknologian ilmaantuminen tarjoaa lisää mahdollisuuksia telekirurgian yleistymiselle.

Syyskuussa 2019 tutkimusryhmämme suoritti ensimmäisen 5G-etäleikkauksen käyttämällä "Micro Hand S" -järjestelmärobottia ja 5G-verkkoa Qingdaon Shandongin maakunnassa ja Xixiun välillä Guizhoun maakunnassa syyskuussa 2019 Kiinassa (verkon viestintäetäisyys oli lähes 3000 km). Tarkemmin sanottuna tutkijat suorittivat neljä äärimmäisen etäistä laparoskooppista leikkausta, mukaan lukien vasemman nefrektomia, osittainen maksan poisto, kolekystektomia ja kystektomia sikamallissa 5G-verkon alla käyttäen kotimaisesti tuotettua "Micro Hand S" -kirurgista robottia. tutkijat suorittivat neljä laparoskooppista telekirurgiaa onnistuneesti keskimääräisellä verkon viiveellä 264 ms (mukaan lukien edestakaisen kuljetuksen viive 114 ms ja 1,20 %:n datapakettien häviösuhde). Lisäksi kokonaisverenmenetys oli 25 ml, eikä toimenpiteiden aikana ilmennyt komplikaatioita. Tutkijat osoittivat, että ultraetä laparoskooppinen telekirurgia voidaan suorittaa turvallisesti ja sujuvasti 5G-verkossa kotimaisilla laitteilla. Tällä perusteella tutkimusryhmämme suunnitteli suorittavansa tämän kliinisen kokeen arvioidakseen telekirurgian tehokkuutta ja turvallisuutta potilailla, joilla on virtsatiejärjestelmän kasvaimia, käyttämällä kiinalaisen itsenäisesti kehitettyä "MicroHand" -kirurgista robottijärjestelmää 5G-verkon kautta.

"MicroHand"-kirurgisen robotin esittely: "MicroHand"-kirurginen robottijärjestelmä koostuu kahdesta fyysisesti erillisestä alajärjestelmästä nimeltä "kirurgikonsoli" ja "potilaan sivukärry". Kirurgikonsoli sisältää stereokuvan katselulaitteen, kaksi master-manipulaattoria, ohjauspaneelin ja useita jalkapolkimia. Potilaan sivukärry sisältää passiivisen varren, joka voi liukua ylös-alas-suunnassa ja jota voidaan säätää eteenpäin ja taaksepäin, kääntöpään, joka voi pyöriä pystyakselin ympäri, ja kolme orjavartta (yksi endoskooppiselle kameralle ja kaksi muuta kirurgiset työvälineet). Kirurgikonsoli (sijaitsee Qingdaossa) ottaa kirurgin syötteen ja muuntaa sen ohjaussignaaliksi. Verkkolähetyksen jälkeen potilaan puoleinen vaunu (Anshunissa) muuntaa ohjaussignaalin todelliseksi instrumentin käsittelyksi. Endoskooppisella kameralla otetut 3D-kuvat lähetettiin samanaikaisesti takaisin kirurgin konsolin näytölle visuaalisena palautteena.

Menettelyn vaiheet:

① Kirurgin konsoli sijoitettiin Qingdaoon Shangdongin maakuntaan, kun taas potilaan sivukärry sijoitettiin Anshuniin, Guizhoun maakuntaan.

② Yhteydet kirurgin konsolin ja potilaan puoleisen kärryn välille muodostettiin julkisen langattoman 5G-verkon kautta. Signaalin toistinasemana ja vahvistimena käytettiin erityistä 5G-asiakastilalaitteistoa (CPE). Lataus- ja latausnopeus testataan verkon kaistanleveydenä.

③ Yleisanestesian jälkeen pidettiin makuuasennossa, leikkausalue desinfioitiin ja pneumoperitoneum muodostettiin navan vasemmalta puolelta Veress-neulalla. Sitten trokaarit laitettiin sisään ja orja-aseet toimitettiin. Slave-varsi A oli varustettu robottipihdeillä ja orjavarsi C ultraääniveitsellä (kaksinapaiset pihdit tai sähkökauterilla). Urologian osastojen kirurgit suorittivat robottiavusteisia teleleikkauksia, mukaan lukien lisämunuaisten poisto, kystectomia ja nefrektomia. Qingdaon kirurgit suorittivat kohde-elinten dissektion ja hyytymisen, kun taas Anshunin avustajat valottivat rakenteita ja kiinnittivät klipsiä. Trokaarien sijoittelua ja potilaiden paikkaa säädettiin myös kussakin telekirurgiassa tarvittaessa avustajien toimesta. Dissektion päätyttyä kohdeelimet poistettiin avustajan sängyn vieressä. Sitten pneumoperitoneum poistettiin ulos ja viillot suljettiin. Leikkauksensisäisiä verkkoviiveitä ja elintoimintoja seurattiin jatkuvasti. Isäntä-orja-manipuloinnin johdonmukaisuus arvioitiin subjektiivisesti. Leikkausaika, verenhukka ja komplikaatiot kirjattiin.