把命交给5G手术,你敢吗?。

​人们究竟能不能放心地将自己的命交给5G技术呢?

编者按:本文来自微信公众号“CV智识”(ID:CVAI2019),作者 张雪,编辑 张丽娟。经授权转载。

对于一个普通人来说,接受手术是一件多少需要信任和勇气的事情。毕竟这世上没有万无一失的手术,风险总是与手术并存。

古往今来,为求名医做手术的例子不胜枚举,可见,在手术这件事上,人与人之间的信任是靠技术与口碑建立的,那么人与冰冷的5G技术、与机器人之间的信任又该如何建立呢?

2019年初,今年1月,福建省一名外科医生利用5G网络,操控30英里外一个偏远地区的机械臂进行手术,成功切除了一只实验动物的肝脏。

由此,我国5G手术正式进入应用落地期,各种类型疾病的首例5G手术接连刷屏,各种新兴技术与5G结合的手术案例也不断涌现。

在医疗领域,5G网络的低延时、高速度以及大带宽的特点首次满足了远程呈现、甚至远程手术的要求,能保障手术即时画面直播的动态实时共享,为远程医疗带来了创新性的变化。

现在的5G手术究竟进展到了什么程度?人们究竟能不能放心地将自己的命交给5G技术呢?当下的种种疑问与5G手术的热闹现状,形成了强烈而刺眼的对比。

从国内首例5G远程手术说起

近日,CV智识记者就在现场目睹了一场远程5G手术的过程,观看期间,全场都一直在用手机录直播视频,同时还要边听现场讲解,边看直播画面,生怕错过什么关键环节。

令人印象最为深刻的是,即使CV智识记者离大屏幕的距离已有数十米,但是依然能够清晰地看到,主刀医生的步步操作,还包括血管脉络和手术刀的位置。

不过,提到5G手术还要从我国的首例开始讲起。

3月16日,我国首例5G远程手术在北京进行。这是我国首次通过5G网络,成功实现了一起帕金森病“脑起搏器”植入手术。

本次5G远程手术用时近三小时。

位于海南的神经外科专家凌至培主任,通过中国移动5G网络实时传送的高清视频画面,远程操控手术器械,成功为身处中国人民解放军总医院的一位患者完成了“脑起搏器”植入手术。

在手术过程中,两地专家通过4K高清视频会议系统部进行方案讨论,利用5G网络大带宽、低时延的特性,保障了患者即时数据和历史诊疗数据的动态实时共享,同时通过软件远程精准控制机械臂,成功为病人完成手术,有效提升远程会诊系统的诊断准确率和医疗指导效率。

凌至培表示:“我在北京和海南两地轮换工作,本次手术是在海南工作期间,有北京的帕金森患者需要进行手术,且患者不宜飞往海南。借助中国移动5G网络的保障,首次实现了海南、北京两地远程手术,解决了4G网络条件下手术视频卡顿、远程控制延迟明显的问题,手术近乎实时操作。”

凌至培回忆手术过程时说道,“几乎没有延迟卡顿的现象,我们可以与病人在手术室面对面的对话,声音交流就像我站在病人边上进行手术一样,甚至感觉不到病人远在3000公里之外”。

但是,从大众角度来看,这台首例的5G远程手术与大众想象中的5G远程手术还存在较大差距。

业内人士分析称,首先,主控方在中国人民解放军总医院三亚分院,患者在北京总院,远是远了,但明显是控制方与被控制方颠倒了。应该是患者在三亚,主控方在北京才合理。

另外,主控方采用的是视频会议的模式,而不是远程实时控制控制的模式来进行远程手术。换句话说,只是进行手术的远程指导,而不是手术的远程操作,这与真正意义上的远程手术还是有显著差别的。

不可否认的是,这场5G远程手术虽然不如预想之中的科幻,但确实是我国基于5G技术进行远程手术的首次尝试,而且结果较为成功,目前患者已经健康出院。

据不完全的统计,现在我国进行的5G手术已经多达几十起,只是在5G技术的应用程度上略有不同,综合来看,大多是基于5G网络现在比较成熟的低时延、高带宽、超高清的特点。

而这只是5G在医疗领域应用的开始,将来5G对远程手术机器人的操控,以及AR(增强现实)和VR(虚拟现实)在手术中的应用等都会起到很大的作用。

从VR手术教学到MR手术实施

随着5G技术的进一步发展,在医疗领域之中,5G与其他技术的融合也越发成熟,像5G+VR,5G+AR和5G+MR等字眼越来越频繁地出现在了人们的视野中。而这也反映出了5G手术的进展与转变。

此前,南昌大学二附院5G+VR医疗教学点进行了江西省首次通过5G+VR技术现场手术示范的转播。

现场通过会议系统和该院院长刘季春进行视频连线,由刘季春对观摩的医护学生讲解,而手术室则全程正常手术,改变了以往教学时需要在手术室的状况。

当天的手术示范教学是一台心脏手术,示教的主要目的是通过5G+VR技术,把手术室正在进行的手术进行实况转播,视觉清晰、画面逼真,使同学们如同现场观摩,身临其境。

“今天体验效果非常震撼、非常棒。”作为此次手术的主要参与者,南昌大学二附院心胸外科医师熊刚说。

“5G技术让手术台上的医生感受不到有任何的延迟,大家带上VR眼镜有种身临其境的感觉,完全颠覆了传统的医疗教学,手术操作的每一步,医护人员都看得非常的清楚和直观。”

在VR技术中,语音识别、视线跟踪、手势感应等都需要低延时处理,所以优质的VR体验对网络环境也有很高的要求。VR的情景体验是为了更接近真实,需要非常细致的纹理和质感,而在5G网络下这种目标很容易实现。

“5G+VR技术对推动医疗卫生事业发展,尤其是对医学教育、医疗技术的下沉,对基层的传帮带都起到很大的作用。”刘季春补充道。

当然,这些技术如果只停留在教学阶段是远远不够的,新兴技术带来改变的更多意义应该在实践上。

近日,一则“5G奶奶”接受乳腺手术的消息,就是“纸下用兵”的成功案例。

7月3日上午9时,江苏省浦口分院手术室已做好了一切准备。另一端,远在20公里之外的省人医本部会议室内,普外科江平主任医师团队正在向本部“指挥室”的省人医党委书记、乳腺外科专家唐金海教授汇报病情。

在手术前一天唐金海团队利用MR(混合现实)技术,在5G的辅助下,与手术团队进行了详细周密的术前方案讨论。

经过人工智能三维重建后,患者的CT图像被“翻译”成一幅乳腺3D图像呈现在显示屏上。

在省人医本部会议室里,唐金海头戴智能设备,通过手势旋转图像,并同步向团队解释手术相关要点。团队成员均表示,这项技术可以清晰直观地看到肿块大小,对接下来的手术操作会起到很好的帮助。

相比于VR来讲,MR最大的特点在于虚拟世界和现实世界可以互动。本部现场,在5G+ MR(混合现实)远程技术支持下,唐金海在虚拟现实投影板上的手术视野上进行切口设计,准确地画出手术切口部位的线段,“精准指导”浦口分院手术团队的手术路径。

确认无误后,唐金海随即宣布:手术开始!一场无声的战役随即在5G和MR的加持下悄然打响。

唐金海目不转睛盯着屏幕,画面中视野清晰无卡顿。画面另一头,浦口分院手术团队按照术前既定的手术方案开始手术。主刀医生不时通过平板设备与20公里以外的唐金海对话。

“对,就这样切除,非常好!”唐金海频频点头也不忘时刻提醒着:“注意这根血管,小心点……”“皮瓣厚度如何把握?”“肋间臂神经是否保留?”……手术过程中,浦口那端实时提问,本部这端唐金海及时解答。2小时后,肿瘤被成功切除。

“基于混合现实远程手术,很大程度上解决了因物理距离病人无法享受优质医疗资源的问题。随着医学混合现实和5G技术的成熟,远程手术操作的延迟显著降低,极大提升医生操作体验与手术质量,也将助力远程医疗技术的真正普及。”

唐金海表示,5G+MR将让大医院与基层医院之间的会诊更加普及,可广泛应用于各类疑难重症的诊治,推动更多优质医疗资源下沉。

而如今接受了国内首例5G+MR远程实时乳腺手术的“5G奶奶”已经恢复良好,即将康复出院。

从端到端的人对人指导到三地的机器人协作

在被媒体广泛报道的众多国内首例5G手术中,远程实现人对人的实时指导,已经不是什么稀奇事儿了,但是我国首例实时5G远程手术指导演示,却是在6月底才真正出现。

6月28日,CV智识在MWC19上海5G峰会上见证了这场正在进行的实时的5G远程手术指导。

通过5G超高清直播,一台由上海市东方医院肛肠外科主任主刀的直肠NOSES手术呈现在上海新国际博览中心医疗高峰论坛的高清电子屏上。

主持人介绍完毕后,全场数百人瞬间安静,屏息注视着大屏幕,仿佛自己是那个即将接受手术治疗的患者,既紧张又激动。

在手术直播云平台上实现4K 3D腹腔镜影像以及多路4K手术视频的多方实时共享及交互,远端专家可同步看到4K腔镜画面及超高清画质的手术直播场景。

“现在是在动脉上面进行操作,已找到了正确的平面,可以看到这里面有神经。现在需要去保护神经,这对于患者后续的生活品质,都是有非常重要的作用。”

在5G网络下,在患者完全同意的情况下,巴塞罗那临床医院胃肠手术服务负责人Antonio de Lacy博士在上海新国际博览中心的场馆里,为上海东方医院手术室提供了远程实时指导。

“5G最大优势在哪里?它没有卡顿,整个音频和视频的传输相当好,毫无卡顿和延迟,手术进展是非常好。”场馆里传来医院现场执刀医生的手术感受。

而这也是首次在中国进行的实时5G远程手术指导演示。在短暂的手术指导演示结束后,全场响起了热烈的掌声,大家在感叹技术的力量的同时,也感到自己荣幸地见证了历史。

现场讨论环节,上海东方医院副院长表示,“5G时代,患者只要上了救护车,就等于已经进了手术室。5G提供的超低时延和超快速度,可以使我们在医院的医生实时对救护车内的情况进行指导和监控,所有的患者监测数据也都会实时进行传输。”他认为,5G极有可能改变未来的医疗模式。

“以往用VR看手术直播总觉得有点头晕,现在5G技术下的VR几乎是身临其境,所有手术细节都一目了然。”进修医生张恒在观摩时感叹道。

然而,单单的远程对人指导,仿佛不能够满足人们对于5G远程手术的想象。那么5G技术、人工智能、医学装备三者集合出怎样的医学现象呢?

近日北京积水潭医院借用5G技术成功实施了“一对多实时手术”,北京积水潭医院院长田伟在医院的机器人远程手术中心,通过远程系统控制平台与嘉兴市第二医院以及烟台市烟台山医院同时连接,这是全球首次骨科手术机器人多中心5G远程手术。

北京距离嘉兴约1240公里,距离烟台约726公里,远距离实时遥控机器人手术网络传输技术至关重要,要知道,即使网络延时只有几秒,都有可能给患者带来致命的风险。

“多远的距离都归为零。”田伟说,“我感觉就像在自己的手术室里做手术。”此次手术也标志着我国5G远程医疗与人工智能应用达到了新高度。

两台手术同时开始,两个分中心的手术核心环节交替进行。

嘉兴市第二医院患者的病情,是传统的手术无法精确判断的骨折线,手术失败概率极大。但采用机器人手术引导,手术中就可以精确设计螺钉长度和置入位置,缩小手术失败概率。手术10分钟后,第一根椎弓根螺钉已经置入完毕。

烟台山医院患者是一名胸椎椎体爆裂骨折患者,这个手术对置入螺钉的要求非常高。此次利用机器人手术,不但可以置入,而且非常精确。

手术仅仅进行半个多小时后,两台手术的核心环节就已经全部顺利完成。这是传统的手术无法企及的。

“我在积水潭医院都不能做到一个人同时完成两台手术,但通过5G多中心可以同时控制两台手术。”田伟说,“过去机器人手术很难进行远程操作,主要就是因为时延。现在在5G网络下,真正实现了远程操控骨科手术机器人实时手术。”

我国的医疗均质化不够,各地的医生经验能力有差距。以往医生需要远程奔波到外地学习,回到本院后也不能保证医疗水平的均等。现在“5G+机器人”这种组合手术,让患者在家门口就可以享受到高质量的医疗服务,这对我国分级诊疗制度落地及智慧医疗建设具有标志性意义。

结语

5G网络除了众所周知的低时延,高带宽、超高清特点外,还有两大“独门秘籍”:边缘计算和切片技术,搭载专用网络管道。

据了解,进行5G手术的医院在单独平面能够享受端到端的专享带宽,不仅网络更稳定性,也为医疗数据的保密性增加砝码,有效保障了手术中高清音视频、患者影像数据、手术方案等数据的快速传输、同步调阅,为5G远程手术顺利开展提供支撑。

而这也进一步打消了患者和医生的顾虑。

5G手术应用步入了快车道,接二连三的落地案例让人目不暇接,各个地方各个病症都在强调首例。但是喧嚣背后,5G技术与其他新兴技术的融合,尚且不能满足人们对于5G手术的想象。同时,5G时代,整个医疗的商业模式还将成为新的思考命题。

THE END
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