中国独自開発の手術ロボットシステムを用いた臨床遠隔手術の有効性と安全性

目的： この臨床試験は、5G ネットワークを介して中国独自に開発された手術用ロボット システム「MicroHand」を使用して、泌尿器系の腫瘍患者に対する遠隔手術の有効性と安全性を評価することを目的としています。

内容： 本試験は片群臨床試験を採用した。 製品は、国産「マイクロハンド」手術用ロボットシステム（山東威高股份有限公司）。 臨床研究に入る前に、患者は十分な説明を受け、書面によるインフォームド コンセントに署名されました。 選択基準と除外基準に従って、研究者は詳細なスクリーニングを実施し、臨床研究に適しているかどうかを判断します。 選択基準を満たした患者さんに対しては、手術用ロボットシステム「マイクロハンド」を用いて遠隔手術を行います。 外科医コンソールと患者側のカート間のデータは、5G ネットワークを介して送信されました。 遠隔臨床診断と治療におけるロボットシステムの安全性と有効性は、主な判断基準と二次的な判断基準に従って検証されました。

背景： ロボットとネットワーク通信技術の組み合わせにより、遠隔手術が現実のものとなりました。 一方では、遠隔手術は医療資源を節約および最適化し、農村地域、被災地、戦場などの不均衡な地域に高品質の医療サービスを提供できます。 一方、遠隔手術は、患者が治療を待つ時間を減らし、病気の悪化を防ぐことができます。

中国では、医療資源の偏在が大きな問題となっています。 さらに、広大な地域と一人当たりの医療普及率が比較的低いため、患者がタイムリーで質の高い治療を受けることが難しくなっています。 したがって、遠隔手術は中国でより重要です。 近年、手術ロボットシステムやネットワーク通信技術が飛躍的な進歩を遂げています。 アメリカの Da Vinci ロボット、韓国の REVO-I ロボット、イタリアの ALF-X ロボットの操作システムは、より柔軟でインテリジェントであり、外科手術でうまく機能しています。 中国で独自に開発されたシステムロボット「マイクロハンドS」は、新世代の手術用ロボットシステムです。 従来のロボットの柔軟でインテリジェントな特性に加えて、明確なインターフェース、軽量、使用とメンテナンスの面での低コスト、強力な機器互換性など、一連の利点があります。 予備実験の後、臨床手術への適用に成功しています6。 一方、ネットワーク通信の分野では、新興の 5G モバイル通信技術 (第 5 世代ワイヤレス システム、略して 5G 技術) は、最新世代のセルラー移動通信技術です。 また、4G (LTE-A または WiMax)、3G (UMTS または LTE)、および 2G (GSM) テクノロジーの拡張版でもあります。 5G テクノロジーは、データ転送速度が高く、遅延が少なく、スループットが高く、大規模な機器接続、低コスト、低エネルギー消費を実現します。 5G テクノロジーの出現により、遠隔手術が普及する機会が増えています。

当研究グループは、2019年9月に中国の山東省青島と貴州省西秀の間で、システムロボット「マイクロハンドS」と5Gネットワ​​ークを用いた5G遠隔遠隔手術を2019年9月に初めて実施しました（ネットワークの通信距離は2019年9月）。約3000キロ）。 具体的には、研究者は、国産手術ロボット「マイクロハンドS」を使用して、5Gネットワ​​ーク下でブタモデルで左腎摘出術、肝部分切除術、胆嚢摘出術、および膀胱切除術を含む4つの超遠隔腹腔鏡手術を実施しました。 研究者は、平均ネットワーク遅延 264 ミリ秒 (往復転送遅延 114 ミリ秒およびデータ パッケージ損失率 1.20% を含む) で、4 回の腹腔鏡遠隔手術を成功裏に完了しました。 さらに、総出血量は 25 ml で、手術中に合併症は発生しませんでした。 研究者らは、超遠隔腹腔鏡遠隔手術が、国産機器を使用した5Gネットワ​​ーク下で安全かつスムーズに実行できることを実証しました。 その上で、私たちの研究グループは、5Gネットワ​​ークを介して中国独自に開発された手術用ロボットシステム「マイクロハンド」を使用して、泌尿器系の腫瘍患者に対する遠隔手術の有効性と安全性を評価するために、この臨床試験を実施することを計画しました.

手術ロボット「MicroHand」のご紹介： 手術ロボットシステム「MicroHand」は、「術者コンソール」と「患者サイドカート」という物理的に分離された2つのサブシステムで構成されています。 手術用コンソールには、ステレオ イメージ ビューア、2 つのマスター マニピュレータ、コントロール パネル、および複数のフット ペダルが含まれています。 患者側カートには、上下方向にスライドして前後に調整できるパッシブ アーム、垂直軸を中心に回転できるスイベル ヘッド、および 3 つのスレーブ アーム (1 つは内視鏡カメラ用、もう 2 つは内視鏡用カメラ用) が含まれています。手術器具）。 外科医コンソール (青島に拠点を置く) は、外科医の入力を受け取り、それを制御信号に変換します。 ネットワーク送信後、患者側のカート (安順市) が制御信号を実際の器具操作に変換します。 内視鏡カメラによってキャプチャされた 3D 画像は、視覚的なフィードバックとして同時に執刀医コンソールの画面に送り返されました。

手続きの流れ：

①手術台は山東省青島に、患者側台車は貴州省安順に設置した。

② 外科医コンソールと患者側カート間の接続は、公衆 5G 無線ネットワークを介して確立されました。 特別な 5G 顧客宅内機器 (CPE) が、信号中継局および増幅器として使用されました。 アップロードとダウンロードの速度は、ネットワーク帯域幅としてテストされます。

③全身麻酔後、仰臥位を維持し、術野消毒を行い、臍左側よりベレス針にて気腹した。 その後、トロカールが挿入され、スレーブ アームが配信されました。 スレーブ アーム A にはロボット グリップ プライヤーが装備され、スレーブ アーム C には超音波メス (双極ペンチまたは電気メス) が装備されていました。 副腎摘出術、膀胱切除術、腎摘出術などのロボット支援遠隔手術は、泌尿器科の外科医によって行われました。 青島の外科医が標的臓器の解剖と凝固を行い、安順の助手が構造物の露出とクリップの取り付けを行いました。 トロカールの配置と患者の位置も、必要に応じてアシスタントによって各遠隔手術で調整されました。 解剖の完了後、助手のベッドサイドによって標的臓器が取り除かれた。 その後、気腹を排気し、切開を閉じた。 術中のネットワーク レイテンシとバイタル サインは常に監視されていました。 マスタースレーブ操作の一貫性は主観的に評価されました。 手術時間、失血および合併症を記録した。