通信作者：田文（左），万政（右）
共同第一作者：田文（左），王冰（中），姚京（右）
【引用本文】田 文，王 冰，姚 京，等. 5G远程手术机器人辅助食管裂孔疝修补及胃底折叠术临床初步研究[J]. 中国实用外科杂志,2024,44(10):1171-1173.
5G远程手术机器人辅助食管裂孔疝修补
及胃底折叠术临床初步研究
田 文1，王 冰1，姚 京1，苗 欣1，
万 政1，吴继敏2，胡志伟2，黄晓明3，
郑 皓4a，徐 红4a，张 旭4b，王 野4b，
银彩霞4c，梁发雅2，王 璐4c，唐 绮4c
中国实用外科杂志,2024,44(10):1171-1173
基金项目：军队保健专项课题项目（No.21BJZ14）
作者单位：1中国人民解放军总医院第一医学中心普通外科医学部甲状腺（疝）外科，北京100853；2中国人民解放军火箭军特色医学中心胃食管外科，北京 100088；3中山大学附属孙逸仙纪念医院耳鼻咽喉头颈外科，广东广州 510120；4中国人民解放军总医院第三医学中心 a.普通外科 b.泌尿外科医学部 c.麻醉科，北京 100143
通信作者：田文，E-mail:tianwen301_cta01@163.com；万政，E-mail: dr_wan301@163.com
注：田文、王冰、姚京对本文具同等贡献，为共同第一作者
1 资料与方法
1.1 病例资料 病人女性，69岁。因“间断性反酸、胸骨后灼痛5年余，近半年内症状加重”于2024-07-30收入中国人民解放军总医院第三医学中心普通外科。既往病人间断口服质子泵抑制剂治疗，效果不明显。既往有2型糖尿病、冠状动脉粥样硬化和高脂血症病史，曾行双耳胆脂瘤切除术。2024-05-06于外院行胃镜检查结果示：（1）反流性食管炎洛杉矶分级（LA）A级。（2）食管裂孔疝。（3）慢性非萎缩性胃炎。2024-06-06于中国人民解放军总医院第一医学中心行食管阻抗-pH联合监测检查示，平躺位酸暴露时间百分比为7.8%（正常值为＜1.2%），直立位+平躺位酸暴露时间百分比为5.7%（正常值为＜4.2%）；Demeester评分为24.7（正常值为＜14.72）；食管测压检查结果示，食管体部正常蠕动波消失，湿吞咽时可见100%无效吞咽。根据诊断结果决定采取手术治疗，手术方式为远程机器人辅助食管裂孔疝修补及胃底折叠术。术前完成所有必要检查，无手术禁忌证［4］。经过中国人民解放军总医院伦理委员会批准（审批号：S2024-488-01），病人及其家属均签署知情同意书。
1.2 远程手术机器人系统和网络连接 远程手术设备为精锋MP1000手术机器人系统，软件系统版本为v1.3.4.0。由2名具有同等资历的专家在手术现场进行准备，以处理突发情况。主系统（外科医生控制台）位于中山大学附属孙逸仙纪念医院远程中心（广州），从系统（床旁操作控制台）位于中国人民解放军总医院第三医学中心远程外科中心（北京）。有线网络采用100 Mb/s公共互联网专线，IP地址由公网分配；无线网络采用中国电信的5G网络，IP地址由5G信号基站分配。两种网络均进行了加密处理，并提前进行调试，安装了新一代防火墙以确保网络传输的安全性。同时，通过远程手术演示系统，将主、从系统及手术画面投放至手术现场的4K显示屏上，并通过视频会议系统进行无障碍沟通，实时展示两地手术场景。病人的生命体征及手术现场情况也通过网络实时传输。手术系统操作及网络连接见图1。
2 结果
2.1 操作远程手术情况 2024-08-02，病人于全麻下行远程机器人辅助食管裂孔疝修补及胃底折叠术。北京市和广州市两端的机器人工程师团队在术前1 h启动设备，进行系统间的网络连接和设备调试，并监测网络延时情况。两地画面实时清晰稳定，声音同步。
手术方法：病人取仰卧、头高脚低位，常规消毒铺单。脐上2 cm切开皮肤，建立气腹，CO2气腹压力为14 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）。置入12 mm trocar放置镜头。于剑突下置入5 mm trocar放置举肝器，抬起肝脏，充分暴露胃底及食管。探查腹腔未见明显分泌物及粘连，腹腔器官未见明显异常，部分胃底和网膜经食管裂孔疝入胸腔。于左、右锁骨中线上肋缘下分别置入8 mm trocar（1臂）、8 mm trocar（2臂），送入机械臂超声刀及机械臂抓钳，平脐右侧4 cm置入12 mm trocar（辅助口）。使用超声刀自胃小弯侧上方沿肝缘离断肝胃韧带至贲门右侧，并游离食管右侧下段及后方，充分暴露右侧膈肌脚。将近端胃体及食管下段向右侧翻起，充分游离左侧膈肌脚及胃底近端、食管下端，暴露食管裂孔疝缺损部位。使用2-0可吸收倒刺线连续缝合关闭左右膈肌脚，减小张力后，使用2-0 Proline线间断缝合加固、关闭食管裂孔，完成修补。随后将胃底与食管前方以2-0 Proline线间断缝合4针，完成180°折叠（Dor胃底折叠术）。手术结束后，退出机器人腹腔镜器械，缝合各戳孔。手术顺利完成，术中出血约10 mL，手术时间为78 min，术后病人生命体征平稳。
2.2 术中延迟及网络安全性 本次手术采用广州市至北京市2200 km的专用网络，双向网络延迟时间为39 ms。机械臂对控制信号的响应平均延迟时间为80 ms，手术机器人主机系统对图像压缩和解压缩的处理平均延迟时间为40 ms，总平均延迟时间为159 ms。手术过程中，手术机器人主机网络系统未出现断网或丢帧等明显问题，术者在操作过程中未感受到明显延迟或卡顿，操作平稳流畅，主从系统的一致性较好。虽然视频会议系统在手术进行至11 min 46 s时，广州方面出现了画面及语音通话卡顿，但在此期间，手术机器人主机系统未受影响。手术机器人主机网络系统继续正常运行，但针对这一突发情况，团队按照预案主动停止床旁操作控制台（从系统）的操作，并随时准备切换为内部网络，由现场专家进行传统机器人手术。2 min 10 s后，画面卡顿问题顺利解决，手术继续顺利进行。
2.3 术后恢复情况 病人术后恢复顺利，术后23 h排气，术后2 d进食，反酸、嗳气等症状较术前明显改善，无吞咽困难等并发症。病人于术后第6天顺利出院。
3 讨论
近年来，机器人外科手术系统在全球范围内的应用日益广泛，设备不断更新。笔者团队于2015年成功开展了我国首例机器人辅助食管裂孔疝修补及胃底折叠术，为远程手术的顺利开展奠定了基础［5-6］。早期对机器人辅助外科手术的研究主要集中在局部控制机器人系统方面。2001年，Marescaux等［7］在美国纽约成功对位于法国斯特拉斯堡的病人完成了世界首例远程机器人辅助胆囊切除术，验证了可行性，标志着远程手术的发展开端。但由于对网络技术要求高，受限于网络延迟，远程手术发展缓慢。随着5G网络的全面铺开，为远程机器人辅助手术提供了新的可能性。5G技术的高传输速率和低延迟特点能够支持大规模数据的快速传输，实现实时的数据交换和信息传递，使医生能够通过远程通信技术进行手术。 本研究中，主从系统通过联合使用有线网络和无线网络，将中山大学附属孙逸仙纪念医院与中国人民解放军总医院第三医学中心实时连接，双向网络的平均延迟时间为39 ms，机械臂对控制信号的响应平均延迟时间为80 ms，图像压缩和解压缩的处理平均延迟时间为40 ms，总平均延迟时间为159 ms，均处于理想的延迟时间范围内［8］。手术过程中，手术机器人主机网络系统未出现断网或丢帧的情况，术者操作平稳流畅，无明显延迟或卡顿，主从系统之间的一致性良好。虽然视频会议系统在手术11 min 46 s时出现了画面及语音通话卡顿，但在此期间手术机器人主机系统未受影响。分析认为，可能是由于视频会议系统使用宽带网络信号，而非无线及专线信号。尽管如此，针对这一突发情况，团队已提前预案，主动停止床旁操作控制台（从系统）的操作，并随时准备切换为内部网络，进行传统机器人或腹腔镜手术，同时邀请了两名同等资历的专家在现场进行准备，确保手术能够安全实施。
此次手术的成功实施，开创了远程机器人手术在疝与腹壁外科领域的应用，总结经验如下：（1）加强通信硬件设备的配置及提高通信技术要求。远程手术作为远程实时通信技术的一种应用，对硬件设备的要求及网络流畅性、稳定性均有极高的要求。手术机器人系统及视频会议系统应联合使用专线网络和无线网络，以避免其中一方系统出现卡顿。（2）制定远程手术操作规范。目前，我国的远程手术仍处于起步阶段，整体流程和操作规范尚需进一步完善。同时，网络安全性及信息保密性也是远程手术推广过程中不可或缺的重要环节。（3）降低成本。远程手术的通信费用、机器人设备购置费用以及后续的线路维护和机器检修费用较高，严重限制了其在贫困地区医院的推广。随着国产化手术机器人的不断发展，费用将逐渐降低，可减轻病人的经济负担，更好地服务于我国广大病人的手术需求。
综上，通过本研究远程手术机器人辅助食管裂孔疝修补及胃底折叠术的成功实施可看出，基于加强通信技术、规范手术操作以及降低成本等多方面的发展，远程手术机器人有望在未来的医疗领域中发挥更大的作用。
参考文献
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［1］ Cacciamani G，Desai M，Siemens DR，et al. Robotic urologic oncologic surgery: ever-widening horizons［J］. J Urol，2022，208（1）：8-9.
［2］ 田文，姚京，王冰，等. 5G远程手术机器人辅助甲状腺癌根治术初步研究［J］. 中国实用外科杂志, 2024, 44(9): 1075-1077.
［3］ Wang Y，Ai Q，Zhao W，et al. Safety and reliability of a robot-assisted laparoscopic telesurgery system: expanding indications in urological surgery［J］. Eur Urol，2024，85（5）：506-507.
［4］ 中国医师协会外科医师分会胃食管反流病专业委员. 成人胃食管反流病外科诊疗共识（2020版）［J］. 中华胃食管反流病电子杂志，2021，8(1):1-8.
［5］ 田文，郗洪庆，卫勃，等. 机器人辅助食管裂孔疝修补术及胃底折叠术2例报告及文献复习［J］. 中国实用外科杂志，2015，35(5):519-521.
［6］ 李晨，田文. 机器人食管裂孔疝修补手术的优势、难点及对策［J］. 中国实用外科杂志，2024，44(4):411-414.
［7］ Marescaux J，Leroy J，Rubino F，et al. Transcontinental robot-assisted remote telesurgery: Feasibility and potential applications［J］. Ann Surg，2002，235（4）：487-492.
［8］ Xu S，Perez M，Yang K，et al. Determination of the latency effects on surgical performance and the acceptable latency levels in telesurgery using the dV-Trainer(®) simulator［J］. Surg Endosc，2014，28（9）：2569-2576.
（2024-08-10收稿 2024-09-14 修回）
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