2023 CUDA | 國(guó)士闡道，張旭院士深度解析遠(yuǎn)程外科發(fā)展前景

回望來(lái)時(shí)路——外科及遠(yuǎn)程外科的發(fā)展歷程

回顧中西方外科歷史，我國(guó)的外科之路早已開(kāi)啟。華佗作為我國(guó)外科始祖，遠(yuǎn)在東漢時(shí)期就發(fā)明了麻沸散，并留下了“刮骨療毒”、“開(kāi)顱手術(shù)”等動(dòng)人傳說(shuō)，為我國(guó)外科領(lǐng)域的開(kāi)拓和發(fā)展做出了極大貢獻(xiàn)。由于現(xiàn)代外科主要源自西方，我們通常稱之為西醫(yī)。然而，西方手術(shù)距今發(fā)展只有200多年的歷史，且早期手術(shù)由于沒(méi)有無(wú)菌手術(shù)和麻醉劑，患者死亡率驚人。

麻醉、無(wú)菌技術(shù)、解剖學(xué)、抗生素及輸血等無(wú)數(shù)技術(shù)和學(xué)科的創(chuàng)新發(fā)展，才使得現(xiàn)代外科成為了成熟、可控、安全的代名詞。張旭院士談到，當(dāng)下我們也正經(jīng)歷著一場(chǎng)巨大的變革，泌尿外科在短短20年間從傳統(tǒng)的開(kāi)放手術(shù)時(shí)代進(jìn)入到以腹腔鏡和機(jī)器人為代表的微創(chuàng)手術(shù)時(shí)代，在這新時(shí)代，努力提高外科技術(shù)水平、全力推動(dòng)泌尿外科高質(zhì)量發(fā)展是我輩泌尿人的歷史使命和時(shí)代責(zé)任。

變革之路仍在繼續(xù)。張旭院士表示，現(xiàn)擁有3D高清圖像、7個(gè)自由度的腔鏡手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)能夠幫助泌尿外科醫(yī)生突破人手極限，更加地開(kāi)展外科手術(shù)，并與其他技術(shù)（例如人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、通訊技術(shù)等）結(jié)合，推動(dòng)微創(chuàng)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展。

腔鏡手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)與人工智能結(jié)合即為智能外科，而其與遠(yuǎn)程通訊技術(shù)結(jié)合即為遠(yuǎn)程外科。遠(yuǎn)程外科早由一位美國(guó)軍醫(yī)提出，他于1987年提出相關(guān)概念，設(shè)想通過(guò)光纖、互聯(lián)網(wǎng)和衛(wèi)星來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，以克服物理空間的限制。他還進(jìn)行了相關(guān)的研究并發(fā)表論文，引起了美國(guó)軍方和企業(yè)的關(guān)注，早的機(jī)器人也由軍方制造，主要用于軍事目的。然而，隨著技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人開(kāi)始被應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域。2001年，美國(guó)實(shí)現(xiàn)了跨大西洋的遠(yuǎn)程外科手術(shù)，這項(xiàng)膽囊切除術(shù)被命名為林德伯格手術(shù)，以紀(jì)念首位駕駛飛機(jī)橫渡大西洋的飛行員。雖然當(dāng)時(shí)使用的“宙斯”系統(tǒng)并非真正的機(jī)器人，通過(guò)海底光纖傳輸?shù)臄?shù)據(jù)延時(shí)達(dá)到310ms，也僅切除了部分膽囊，但這也成為了外科史上的創(chuàng)舉。

闊步新征程——醫(yī)工合作攻克遠(yuǎn)程外科發(fā)展難題

談及遠(yuǎn)程外科和智能外科，張旭院士表示，這正是外科學(xué)發(fā)展的兩個(gè)重要方向。智能外科能夠賦予外科醫(yī)生超強(qiáng)大腦引擎，而遠(yuǎn)程外科突破空間對(duì)外科手術(shù)的制約。張旭院士強(qiáng)調(diào)，由于我國(guó)面臨著日益增長(zhǎng)的醫(yī)療需求和醫(yī)療資源的不均衡分布的問(wèn)題，開(kāi)展遠(yuǎn)程外科技術(shù)研究具有必要性和重要意義。不僅如此，遠(yuǎn)程外科技術(shù)還可以促進(jìn)各地區(qū)的醫(yī)療協(xié)作和知識(shí)分享，加速我國(guó)醫(yī)療領(lǐng)域的創(chuàng)新進(jìn)程。

近年來(lái)，我國(guó)一些三甲醫(yī)院和大型企業(yè)已經(jīng)在這些領(lǐng)域展開(kāi)了合作并取得成果，安全可靠、物美價(jià)廉的國(guó)產(chǎn)機(jī)器人的出現(xiàn)大大促進(jìn)了國(guó)家遠(yuǎn)程外科實(shí)驗(yàn)室的研究進(jìn)程，但遠(yuǎn)程外科的發(fā)展仍面臨著以下難題：

1. 虛擬非物理網(wǎng)絡(luò)專線的穩(wěn)定性問(wèn)題

2. 數(shù)據(jù)傳輸延遲、丟包等信息流擾動(dòng)問(wèn)題

3. 手術(shù)機(jī)器人的適應(yīng)化改進(jìn)問(wèn)題

4. 遠(yuǎn)程手術(shù)的倫理及責(zé)任歸屬問(wèn)題

5. 遠(yuǎn)程手術(shù)的衛(wèi)生經(jīng)濟(jì)學(xué)問(wèn)題

張旭院士指出，這些難題的解決離不開(kāi)醫(yī)工合作，臨床醫(yī)生提出臨床需求和問(wèn)題，科技企業(yè)提供技術(shù)支持和研發(fā)資源，才能攻克難關(guān)，共同推動(dòng)遠(yuǎn)程外科技術(shù)的創(chuàng)新和進(jìn)步。例如針對(duì)數(shù)據(jù)流傳輸延遲問(wèn)題，張旭院士提出可以通過(guò)5G等技術(shù)、遠(yuǎn)程通訊線路設(shè)置1+1或1+n冗雜備份、優(yōu)化數(shù)據(jù)流壓縮/解壓縮策略利用深度學(xué)習(xí)高效還原圖像來(lái)解決。目前301醫(yī)院已開(kāi)展一系列動(dòng)物試驗(yàn)和相關(guān)研究來(lái)評(píng)估遠(yuǎn)程外科技術(shù)的穩(wěn)定性和可靠性，結(jié)果提示與本地手術(shù)相比，遠(yuǎn)程手術(shù)未對(duì)手術(shù)操作、機(jī)器人穩(wěn)定性等造成影響。

專家總結(jié)

張旭院士總結(jié)道：泌尿外科已步入微創(chuàng)外科時(shí)代，遠(yuǎn)程外科技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于泌尿外科來(lái)說(shuō)具有重要意義，它不僅能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程手術(shù)操作和診療，克服地理距離和時(shí)間限制，讓患者獲得高質(zhì)量的醫(yī)療服務(wù)，同時(shí)它還能優(yōu)化醫(yī)療資源的配置，將優(yōu)質(zhì)的醫(yī)療資源引入到邊遠(yuǎn)地區(qū)，提高醫(yī)療水平和服務(wù)質(zhì)量。而醫(yī)工合作是攻克現(xiàn)有難題的關(guān)鍵，通過(guò)優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用和研發(fā)適應(yīng)性設(shè)備，保障遠(yuǎn)程手術(shù)的效果和安全性。在泌尿外科同道及民族創(chuàng)新企業(yè)的共同努力下，我國(guó)泌尿外科事業(yè)必將迎來(lái)更加進(jìn)步繁榮的未來(lái)！