국내 비뇨기 수술용 수술로봇 시스템 원격제어의 효과 및 안전성에 관한 연구

목표： 이 임상 시험은 5G 네트워크를 통해 중국이 독자적으로 개발한 "MicroHand" 수술 로봇 시스템을 사용하여 비뇨계 종양 환자에 대한 원격 수술의 효능과 안전성을 평가하는 것을 목표로 합니다.

내용： 이 연구에서는 한 팔 임상 시험을 채택했습니다. 제품은 국내에서 생산된 "MicroHand" 수술 로봇 시스템(Shandong Weigao Co., Ltd)이었다. 임상 연구에 들어가기 전에 환자에게 충분한 정보를 제공하고 서면 동의서에 서명했습니다. 포함 기준과 제외 기준에 따라 연구자들은 환자가 임상 연구에 적합한지 여부를 결정하기 위해 상세한 스크리닝을 수행할 것입니다. 원격 수술은 "MicroHand" 수술 로봇 시스템을 사용하여 포함 기준을 충족하는 환자를 대상으로 수행됩니다. 외과의 콘솔과 환자 측 카트 간의 데이터는 5G 네트워크를 통해 전송되었습니다. 원격 임상 진단 및 치료에 있어 로봇 시스템의 안전성과 유효성을 주판정 기준과 이차 판단 기준에 따라 검증하였다.

배경：로봇과 네트워크 통신 기술의 결합으로 원격 수술이 현실이 되었습니다. 한편으로 원격 수술은 의료 자원을 보존하고 최적화할 수 있어 농촌, 피해 지역, 전쟁터와 같은 불균형한 지역에 고품질 의료 서비스를 제공할 수 있습니다. 반면 원격수술은 환자가 치료를 기다리는 시간을 줄여 질병 악화를 예방할 수 있다.

의료 자원의 불균형 분배는 중국에서 두드러진 문제였습니다. 또한 광활한 국토와 상대적으로 낮은 1인당 의료보급률로 인해 환자들이 시기적절하고 양질의 치료를 받기 어려운데, 특히 오지나 낙후지역 환자들은 더욱 그러하다. 따라서 원격 수술은 중국에서 더 중요합니다. 최근 몇 년 동안 수술 로봇 시스템과 네트워크 통신 기술은 획기적인 발전을 이루었습니다. 미국의 다빈치 로봇, 한국의 REVO-I 로봇, 이탈리아의 ALF-X 로봇의 운영 시스템은 더 유연하고 지능적이어서 수술 절차를 잘 수행합니다. 중국에서 독자적으로 개발된 "Micro Hand S" 시스템 로봇은 차세대 수술 로봇 시스템을 대표합니다. 전통적인 로봇의 유연하고 지능적인 특성 외에도 로봇은 명확한 인터페이스, 가벼운 무게, 사용 및 유지 보수 측면에서 저렴한 비용, 강력한 장비 호환성과 같은 일련의 장점을 가지고 있습니다. 국산 로봇이 사전 실험을 거쳐 임상 수술에 성공적으로 적용됐다. 한편, 네트워크 통신 분야에서 떠오르고 있는 5G 이동통신 기술(5세대 무선 시스템, 줄여서 5G 기술)은 셀룰러 이동통신 기술의 최신 세대이다. 5G 기술은 또한 4G(LTE-A 또는 WiMax), 3G(UMTS 또는 LTE) 및 2G(GSM) 기술의 확장입니다. 5G 기술은 높은 데이터 속도, 짧은 대기 시간, 높은 처리량, 대규모 장비 연결, 저렴한 비용 및 낮은 에너지 소비를 제공합니다. 5G 기술의 출현은 원격 수술의 보급에 더 많은 기회를 제공합니다.

2020년 9월 우리 연구팀은 2019년 9월 중국 산둥성 칭다오와 구이저우성 시슈 간 5G 네트워크와 마이크로핸드S 시스템 로봇을 이용한 5G 원격 원격 수술을 최초로 진행했다. 거의 3000km). 구체적으로, 연구자들은 남성 환자에게 근치 방광 절제술을 시행했습니다. 작업 내내 5G 네트워크(Plan A)를 사용했으며 평균 총 지연 시간은 254ms(평균 왕복 지연 시간 104ms 및 패킷 손실률 0% 포함)였습니다. 수술시간은 약 5시간, 수술 중 출혈량은 약 200ml, 수술 중 합병증은 발생하지 않았다. 환자는 수술 후 순조롭게 회복하여 18일 퇴원하였다. 연구진은 국산 장비를 이용해 5G 네트워크에서 초원격 복강경 원격수술을 안전하고 원활하게 수행할 수 있음을 시연했다. 이를 바탕으로 우리 연구팀은 5G 네트워크를 통해 중국이 자체 개발한 'MicroHand' 수술로봇시스템을 이용해 비뇨기종양 환자의 원격수술 효과와 안전성을 평가하기 위해 더 많은 환자를 대상으로 본 임상시험을 진행할 계획이다.

"MicroHand" 수술 로봇 소개: "MicroHand" 수술 로봇 시스템은 "수술 콘솔"과 "환자 측 카트"라는 두 개의 물리적으로 분리된 하위 시스템으로 구성됩니다. 수술 콘솔에는 스테레오 이미지 뷰어, 두 개의 마스터 매니퓰레이터, 컨트롤 패널 및 여러 발 페달이 포함되어 있습니다. 환자 측 카트에는 상하 방향으로 슬라이드하고 앞뒤로 조정할 수 있는 패시브 암, 수직축을 중심으로 회전할 수 있는 스위블 헤드, 3개의 슬레이브 암(1개는 내시경 카메라용, 다른 2개는 내시경 카메라용)이 포함됩니다. 수술 도구). 외과의 콘솔(칭다오 소재)은 외과의의 입력을 받아 조작을 제어 신호로 변환합니다. 네트워크 전송 후 환자측 카트(Anshun 기반)는 제어 신호를 실제 기기 조작으로 변환합니다. 내시경 카메라로 촬영한 3D 이미지는 동시에 시각적 피드백으로 수술 콘솔의 화면으로 다시 전송되었습니다.

절차의 단계：

① 외과의 콘솔은 산동성 칭다오에, 환자용 카트는 산동성 다른 도시에 두었습니다.

② 집도의 콘솔과 환자측 카트 간의 연결은 공용 5G 무선 네트워크를 통해 설정되었습니다. 특수 5G 고객 구내 장비(CPE)는 신호 중계 스테이션 및 증폭기로 사용되었습니다. 업로드 및 다운로드 속도는 네트워크 대역폭으로 테스트됩니다.

③ 전신마취 후 앙와위를 유지하고 수술부위를 소독한 후 Veress 바늘을 이용하여 배꼽 좌측부터 기복막을 확립하였다. 그런 다음 투관침을 삽입하고 노예 팔을 전달했습니다. 슬레이브 암 A에는 로봇식 집게가 장착되었고 슬레이브 암 C에는 초음파 메스(양극 펜치 또는 전기소작기)가 장착되었습니다. 부신 절제술과 신장 절제술을 포함한 로봇 보조 원격 수술은 비뇨기과의 외과 의사가 수행했습니다. 칭다오의 의사는 표적 장기의 해부 및 응고를 수행했고 다른 도시의 조수는 구조 노출 및 클립 적용을 수행했습니다. 트로카 배치와 환자의 위치도 필요한 경우 조수에 의해 각 원격 수술에서 조정되었습니다. 해부 완료 후 병상 보조자가 표적 장기를 적출하였다. 그런 다음 기복막을 빼내고 절개 부위를 봉합했습니다. 수술 중 네트워크 대기 시간과 바이탈 사인을 지속적으로 모니터링했습니다. 마스터-슬레이브 조작 일관성은 주관적으로 평가되었습니다. 수술 시간, 출혈 및 합병증을 기록하였다.