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5G加持手術機器人 讓遠程手術如臨其境

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點擊次數:  更新時間:2019-04-20 17:14:46  【打印此頁】  【關閉

  借助醫療智能感知與交互技術,以及5G網絡通信,醫生為身處異地的病人實現遠程精準手術,遠程診療正在成為現實。英國女王伊麗莎白二世不久前在倫敦大學國王學院參觀“基于5G網絡的遠程手術創新技術方案”展示時,情不自禁地贊歎“這就是(醫療手術的)未來”。

  基于5G網絡的遠程手術創新技術方案由天津大學、倫敦大學國王學院、中國移動研究院等機構合作開發。該方案連日來備受世界關注。2019年2月底在巴塞羅那召開的2019世界移動通信大會上,該項目也頗為引人矚目。

  天津大學機械工程學院“妙手”微創手術機器人團隊作為項目的重要合作方,依托國家自然科學基金國際合作項目“具有觸覺功能的柔性手術器械感知機理與設計方法研究”,成功研制了國内首套具有觸覺功能的經自然腔道手術(Natural Orifice Transluminal Endoscopic Surgery, NOTES)平台。

  這個“冰冷”的微創手術機器人醫生,比人類醫生更精準地将“剛”與“柔”的力量控制到極緻。它有柔軟的“手指”,可以通過柔性手術器械,以柔順狀态經鼻、口、結直腸等人體自然腔道入路精準抵達病竈處;同時,它也能“拿”起電鈎、電刀、夾持鉗等工具,進行大力度、高強度的剛性手術操作。微創手術機器人醫生的出現,與以腹腔鏡為代表的部分微創手術相比,可減少對健康組織造成的破壞,避免在人體表面留下疤痕,滿足了微創手術安全接觸、柔性可達、剛性操作、精準控制的實際需求,是一種可實現内外科融合一體的新型手術模式。

  要實現微創手術機器人的“剛柔并濟”,團隊通過醫工交叉融合,深入開展了微創器械系統設計理論與制造新原理研究,将精(安全接觸、精确制造)與準(準确定位、靈活操作)融入微創手術器械設計與制造之中,該成果也是對國家自然科學基金重大項目“精準微創手術器械創成與制造基礎”成果進行的拓展研究。

  “看病難、看病貴”一直是困擾人們的難題。一方面,随着醫療技術和生活水平的提升,患者對醫療資源的質量提出了更高的要求,而另一方面我國醫療資源具有明顯的地域不均衡性。醫療機器人技術,整合優質醫療資源,實現遠程醫療已經成為解決這一問題的有效途徑。

  然而受制于傳統通信技術,該技術難以得到實際應用。

  5G技術的成熟與産業推廣讓很多從前難以實現的困難迎刃而解。相較于4G、WLAN等傳統通信方式,5G的高速率、低時延、大連接等特性能有效解決數據傳輸問題,提高傳輸穩定性,使遠程手術成為現實。

  該項目所使用的5G網絡切片技術,可以通過定制化的網絡服務、可保障的網絡資源,實現端到端的“專用”網絡服務,在網絡質量敏感型業務上有強大的應用潛力,這是5G網絡技術與行業應用的寶貴探索。

  如今,該項目将自然腔道手術平台的關鍵技術與人工觸覺、智能感知與交互技術,以及5G網絡低時延、大帶寬、切片和邊緣雲等特性結合起來,“基于5G網絡的遠程手術創新技術方案”實現了觸覺與視覺信息的實時人機交互,讓醫生遠程操作時具有身臨其境之感,也使得手術更快、更穩、更準,這對于在急救“黃金時間”挽救更多病患生命,解決跨地域醫療資源不均衡問題具有重要意義。

  天津大學“妙手”微創手術機器人團隊史超陽教授介紹,合作方2018年12月在實驗室中成功完成遠程手術的試驗操作,而随着5G通信技術的成熟,其大帶寬、低時延的特性,将顯著降低遠程手術操作的延遲,極大提升醫生操作體驗與手術質量,也将助力遠程醫療技術真正走進尋常百姓家。

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