摘要 目的：探索在不同距離5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下國(guó)產(chǎn)圖邁?手術(shù)機(jī)器人在遠(yuǎn)程動(dòng)物手術(shù)中的可行性、安全性及穩(wěn)定性。方法：將6頭實(shí)驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)豬隨機(jī)分為6組，使用國(guó)產(chǎn)圖邁?手術(shù)機(jī)器人在5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下從甘肅省6個(gè)地區(qū)分別對(duì)位于甘肅省人民醫(yī)院動(dòng)物手術(shù)室的6頭實(shí)驗(yàn)豬實(shí)施遠(yuǎn)程膽囊切除手術(shù)。對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的網(wǎng)絡(luò)速率、網(wǎng)絡(luò)延遲、調(diào)試時(shí)間、裝機(jī)時(shí)間、手術(shù)時(shí)間、失血量、不良事件和術(shù)中并發(fā)癥進(jìn)行記錄。結(jié)果：本次實(shí)驗(yàn)歷時(shí)15 d完成，累計(jì)往返距離超過(guò)3000 km，最遠(yuǎn)的手術(shù)直線距離約為780 km，6臺(tái)遠(yuǎn)程動(dòng)物膽囊切除手術(shù)均在5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下順利完成。平均網(wǎng)絡(luò)延遲為（55.16±25.33） ms，平均調(diào)試時(shí)間為（65.17±13.75） min，平均裝機(jī)時(shí)間為（5.12±1.60） min，平均機(jī)器人操控時(shí)間為（22.00±5.40） min，平均總手術(shù)時(shí)間為（44.00±4.23） min，平均失血量為（5.83±7.36） mL，術(shù)中發(fā)生弱網(wǎng)不良事件1次，無(wú)術(shù)中并發(fā)癥發(fā)生。結(jié)論：5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下使用國(guó)產(chǎn)圖邁?手術(shù)機(jī)器人可以安全、穩(wěn)定地進(jìn)行遠(yuǎn)程動(dòng)物手術(shù)，這為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程機(jī)器人臨床手術(shù)奠定了理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞 5G網(wǎng)絡(luò)；機(jī)器人輔助手術(shù)；圖邁?手術(shù)機(jī)器人；動(dòng)物實(shí)驗(yàn)；膽囊切除術(shù)

中圖分類號(hào) R608 R656 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-7721（2025）01-0012-07

Remote animal experiments with Toumai? surgical robot based on 5G network

MA Shixun1， 2， 3， HU Ming1， 2， 3， MA Yuntao1， 2， JING Wutang1， 2， TIAN Hongwei1， 2， GONG Shiyi1， 2， YANG Jia1， 2， YANG Jing1， 2， CAI Hui1， 2， 3

（1.Department of General Surgery， Gansu Provincial Hospital， Lanzhou 730000， China; 2. Clinical Center of General Surgery， Gansu Provincial Hospital， Lanzhou 730000， China; 3. Key Laboratory of Molecular Diagnostics and Precision Medicine for Surgical Oncology in Gansu Province， Lanzhou 730000， China）

Abstract Objective： To explore the feasibility， safety and stability of the domestic Toumai? surgical robot in remote animal experiments under different distances of 5G network environment. Methods： 6 standard pigs were randomly divided into 6 groups， and the Toumai? surgical robot was used to perform remote cholecystectomy on experimental pigs located in the animal operating room of Gansu Provincial Hospital from 6 different locations in Gansu Province under 5G network environment. The network rate， network delay， debugging time， loading time， operative time， blood loss， adverse events and intraoperative complications were recorded. Results： The experiment lasted 15 days， with a cumulative round-trip distance of gt;3000 km， and the farthest surgical distance was about 780 km. 6 remote animal cholecystectomies were successfully completed under 5G network environment， with the average network delay of （55.16±25.33） ms， the average commissioning time of （65.17±13.75） min， the average loading time of （5.12±1.60） min， the average robot manipulating time of （22.00±5.40） min， the average total operative time of （44.00±4.23） min， and the average blood loss of （5.83±7.36） mL. 1 case of intraoperative weak network connection was found， but there was no intraoperative complications occurred. Conclusion： Remote animal surgery can be safely and stably performed using domestic Toumai? surgical robot under 5G network environment， which provides a theoretical foundation for the remote robot-assisted surgery on human.

Key words 5G Network; Robot-assisted Surgery; Toumai? Surgical Robot; Animal Experiment; Cholecystectomy

遠(yuǎn)程醫(yī)療包含了使用信息技術(shù)提供遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)的多種模式[1]，遠(yuǎn)程手術(shù)是其中最高端和最有前景的一種。5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和手術(shù)機(jī)器人設(shè)備的發(fā)展推動(dòng)了遠(yuǎn)程手術(shù)的進(jìn)步，遠(yuǎn)程手術(shù)需求明顯上升，特別是COVID-19爆發(fā)以來(lái)，遠(yuǎn)程醫(yī)療顯得尤為重要[2-3]。通過(guò)遠(yuǎn)程手術(shù)平臺(tái)可以向醫(yī)療條件相對(duì)欠缺和技術(shù)相對(duì)不發(fā)達(dá)的地區(qū)提供高質(zhì)量的醫(yī)療服務(wù)，減輕患者就醫(yī)難度和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，促進(jìn)醫(yī)務(wù)人員技術(shù)交流，降低病毒傳播風(fēng)險(xiǎn)。

遠(yuǎn)程手術(shù)最先被報(bào)道于2001年，Marescaux J

教授使用ZEUS機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)通過(guò)海底光纜進(jìn)行了第一例人類遠(yuǎn)程膽囊切除術(shù)，被認(rèn)為是遠(yuǎn)程手術(shù)的里程碑[4-5]，但網(wǎng)絡(luò)延遲和高昂的傳輸成本等問(wèn)題導(dǎo)致遠(yuǎn)程手術(shù)的發(fā)展一直停滯不前。隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的不斷進(jìn)步，5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)克服了這一困難，也為遠(yuǎn)程手術(shù)的推廣帶來(lái)了新的機(jī)遇。2020年3月，我國(guó)工業(yè)和信息化部印發(fā)了《關(guān)于推動(dòng)5G加快發(fā)展的通知》，提出開(kāi)展5G智慧醫(yī)療系統(tǒng)建設(shè)，搭建5G智慧醫(yī)療示范網(wǎng)和醫(yī)療平臺(tái)，加快新興的5G移動(dòng)通信技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用推廣，進(jìn)一步推動(dòng)“5G+醫(yī)療健康”的創(chuàng)新發(fā)展[6]。目前，全球已經(jīng)研發(fā)了多種機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)，包括美國(guó)的Da Vinci機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)[7]、意大利的ALF-X機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)[8]、韓國(guó)的K-FLEX及Revo-i機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)和中國(guó)的Micro Hand S及圖邁?機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)[9-12]，

但只有Da Vinci機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程手術(shù)能夠成熟地應(yīng)用于臨床。

圖邁?機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)是我國(guó)自主研發(fā)的可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程手術(shù)的機(jī)器人系統(tǒng)。除了具有四代Da Vinci機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)的特點(diǎn)外，還具有操作靈敏、視野真實(shí)、重量輕、使用和維護(hù)成本低、設(shè)備兼容性強(qiáng)等一系列優(yōu)勢(shì)。2022年1月，本院參與完成圖邁?手術(shù)機(jī)器人國(guó)家級(jí)Ⅱ期臨床實(shí)驗(yàn)，目前Ⅲ期臨床實(shí)驗(yàn)正在進(jìn)行。在前期研究的基礎(chǔ)上，本研究采用圖邁?機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)和5G通信技術(shù)相結(jié)合的方式，探索不同距離實(shí)施遠(yuǎn)程動(dòng)物手術(shù)的可行性、安全性及穩(wěn)定性。

1 材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與麻醉 實(shí)驗(yàn)選用6頭3月齡的雌性標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)豬，體重30～40 kg。預(yù)先在蘭州市動(dòng)物研究所飼養(yǎng)7 d，術(shù)前禁食24 h，禁水4 h。

所有實(shí)驗(yàn)豬均于術(shù)前30 min靜脈注射丙泊酚

[5～8 mg/（kg·bw）]行麻醉誘導(dǎo)，待完成氣管插管后行機(jī)械通氣，采用間歇正壓通氣（Intermittent Positive Pressure Ventilation，IPPV）。開(kāi)放雙側(cè)耳緣靜脈通道給予補(bǔ)液，以2%～4%七氟烷吸入麻醉復(fù)合間斷靜脈注射丙泊酚、舒芬太尼、苯磺酸順式阿曲庫(kù)銨等維持麻醉。術(shù)中常規(guī)監(jiān)測(cè)心電圖、有創(chuàng)動(dòng)脈血壓、脈搏氧飽和度等。本研究獲得了甘肅省人民醫(yī)院倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)（IACUC編號(hào)2015-0358）。實(shí)驗(yàn)操作流程按照《美國(guó)公共衛(wèi)生署人道管理和使用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物政策》中規(guī)定的原則進(jìn)行[13]。

1.2儀器、設(shè)備與試劑 本研究采用圖邁?機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)、5G網(wǎng)絡(luò)連接和網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)、運(yùn)輸臺(tái)車和術(shù)中輔助設(shè)備（如無(wú)菌手術(shù)室、手術(shù)器械、無(wú)菌敷料、縫線、麻醉機(jī)、輸液器等）。試劑包括麻醉藥品、消毒藥品、術(shù)中補(bǔ)液用生理鹽水等。

1.2.1圖邁?機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng) 圖邁?機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)分為醫(yī)生控制端（包括主操控臺(tái)和副操控臺(tái)）、患者操作端裝置、圖像臺(tái)車三部分（如圖1）。主操控臺(tái)為遠(yuǎn)程醫(yī)生控制臺(tái)，位于移動(dòng)手術(shù)車廂內(nèi)，依次到達(dá)不同手術(shù)地點(diǎn)。副操控臺(tái)、患者操作端裝置和圖像臺(tái)車位于甘肅省人民醫(yī)院動(dòng)物手術(shù)室。

1.2.2 5G網(wǎng)絡(luò)連接與網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng) 采用“中國(guó)電信”的5G通信服務(wù)和通信方案（如圖2），使兩端可以實(shí)現(xiàn)音頻、視頻和手術(shù)場(chǎng)景的實(shí)時(shí)信息交互，實(shí)現(xiàn)大帶寬、低時(shí)延和高速率，打破遠(yuǎn)程手術(shù)地域和時(shí)間限制。5G客戶端設(shè)備（Customer Premise Equipment，CPE）是5G基站產(chǎn)生的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的終端接收器，醫(yī)生操控臺(tái)與患者手術(shù)平臺(tái)分別部署5G信號(hào)環(huán)境，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)由CPE傳輸?shù)交荆缓笸ㄟ^(guò)甘肅電信5G核心網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互。在手術(shù)過(guò)程中，醫(yī)生操控臺(tái)通過(guò)捕捉術(shù)者的手術(shù)操作指令并轉(zhuǎn)換為控制信號(hào)，經(jīng)過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)傳輸至患者手術(shù)平臺(tái)，同時(shí)將控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成實(shí)際的機(jī)械臂動(dòng)作。同樣，在患者手術(shù)端的內(nèi)窺鏡圖像平臺(tái)不斷捕捉手術(shù)視野，并在顯示器上以2D圖像呈現(xiàn)給助手觀看，同時(shí)術(shù)野圖像信息被CPE發(fā)送至5G基站，通過(guò)甘肅電信5G核心網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鞯夺t(yī)生操控臺(tái)的3D顯示器上。此外，在甘肅省人民醫(yī)院動(dòng)物手術(shù)室配備1臺(tái)副操作臺(tái)，如果術(shù)中發(fā)生網(wǎng)絡(luò)或機(jī)器相關(guān)不良事件時(shí)可進(jìn)行接管，以此保證手術(shù)安全順利進(jìn)行。

1.3手術(shù)程序 麻醉成功后，將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物以仰臥位固定于手術(shù)臺(tái)。對(duì)手術(shù)區(qū)域進(jìn)行備皮，全腹部消毒，常規(guī)鋪巾，體位固定到頭高腳低30°、左傾20°。臍下緣切開(kāi)皮膚1.1 cm，置入10 mm Trocar，連接3號(hào)鏡頭臂，并建立CO2氣腹，設(shè)置腹內(nèi)壓12 mmHg，在機(jī)器人視野下插入其他Trocar。各機(jī)械臂連接成功后在3D視野下開(kāi)始操作。1號(hào)臂鉗夾小紗布?jí)K擋住右側(cè)肝葉暴露膽囊，2號(hào)臂進(jìn)入抓鉗提起膽囊頸部，4號(hào)臂超聲刀先分離并切斷膽囊管和膽囊動(dòng)脈，再分離膽囊，從輔助孔取出膽囊，縫線縫合腹膜及皮膚。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 25.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，定量資料結(jié)果以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，定性資料如實(shí)表述。

2 結(jié)果

2.1實(shí)驗(yàn)環(huán)境 本研究從2022年8月20日開(kāi)始，依次在甘肅省人民醫(yī)院新區(qū)分院、甘肅省武威醫(yī)學(xué)科學(xué)院腫瘤醫(yī)院、金塔縣人民醫(yī)院、酒泉市人民醫(yī)院、嘉峪關(guān)市中醫(yī)醫(yī)院和嘉峪關(guān)城樓戶外進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，歷時(shí)15 d，累計(jì)往返距離gt;3000 km，

最遠(yuǎn)的手術(shù)距離約為780 km。在世界范圍內(nèi)，這是多地對(duì)一站5G遠(yuǎn)程機(jī)器人手術(shù)的首次報(bào)道，也是世界上首次在戶外進(jìn)行遠(yuǎn)程手術(shù)。

2.2 5G網(wǎng)絡(luò)狀況 整個(gè)遠(yuǎn)程手術(shù)過(guò)程是通過(guò)5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和CPE來(lái)實(shí)現(xiàn)醫(yī)生操控臺(tái)與患者手術(shù)平臺(tái)之間的連接。本地端網(wǎng)速：上行帶寬

gt;91.2 Mbps，下行帶寬gt;582.3 Mbps；遠(yuǎn)程端平均網(wǎng)速：上行帶寬gt;96.61 Mbps，下行帶寬gt;594.78 Mbps

（見(jiàn)表1）。本次研究中，當(dāng)兩端都連接到5G

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)時(shí)，平均網(wǎng)絡(luò)延遲為（55.16±25.33） ms，

可以保證整個(gè)遠(yuǎn)程手術(shù)過(guò)程的順利進(jìn)行。C站手術(shù)中提示弱網(wǎng)1次，醫(yī)生主動(dòng)暫停手術(shù)，網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)恢復(fù)后繼續(xù)手術(shù)。E站手術(shù)中出現(xiàn)系統(tǒng)錯(cuò)誤1次，遠(yuǎn)程端失去控制權(quán)，由本地端快速接管手術(shù)，錯(cuò)誤解除后再次切換到遠(yuǎn)程操作。

2.3手術(shù)相關(guān)結(jié)果 本實(shí)驗(yàn)通過(guò)圖邁?手術(shù)機(jī)器人遠(yuǎn)程操作，成功完成6例動(dòng)物膽囊切除手術(shù)

（如圖3），在整個(gè)手術(shù)過(guò)程中所有動(dòng)物均保持正常生命體征。平均調(diào)試時(shí)間為（65.17±13.75）min，

平均裝機(jī)時(shí)間為（5.12±1.60） min，平均機(jī)器人操控時(shí)間為（22.00±5.40） min，平均總手術(shù)時(shí)間為（44.00±4.23） min，平均失血量為（5.83±7.36） mL，無(wú)術(shù)中并發(fā)癥記錄（見(jiàn)表1）。

3 討論

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速進(jìn)步，人工智能（AI）與醫(yī)療領(lǐng)域的結(jié)合日益緊密，為醫(yī)療質(zhì)量和高端醫(yī)療服務(wù)帶來(lái)了前所未有的發(fā)展契機(jī)，而手術(shù)機(jī)器人在臨床中的廣泛應(yīng)用已成為大趨勢(shì)。這類高科技設(shè)備不僅提高了手術(shù)的精確度和安全性，還顯著減輕了醫(yī)護(hù)人員的體力負(fù)擔(dān)，使復(fù)雜手術(shù)變得更加可行。在這樣的背景下，達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人憑借其卓越的性能和持續(xù)的研發(fā)更新，幾乎完全壟斷了國(guó)際市場(chǎng)，成為手術(shù)機(jī)器人領(lǐng)域的標(biāo)桿。壟斷的存在往往導(dǎo)致市場(chǎng)價(jià)格上漲，患者醫(yī)療費(fèi)用增加，并可能阻礙技術(shù)的持續(xù)發(fā)展和創(chuàng)新。因此，國(guó)產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人的迅速研發(fā)與應(yīng)用是打破國(guó)際壟斷、降低醫(yī)療費(fèi)用、推動(dòng)醫(yī)療技術(shù)進(jìn)步的重要途徑。同時(shí)，國(guó)產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人的成功研發(fā)和應(yīng)用還將促進(jìn)國(guó)內(nèi)醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)的升級(jí)，提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

2019年11月1日，上海微創(chuàng)公司自主研發(fā)的圖邁?手術(shù)機(jī)器人在上海市東方醫(yī)院完成了機(jī)器人輔助腹腔鏡下前列腺癌根治術(shù)，圖邁?手術(shù)機(jī)器人也成為中國(guó)首個(gè)完成高難度泌尿外科手術(shù)的腔鏡機(jī)器人，這也標(biāo)志著國(guó)產(chǎn)腔鏡機(jī)器人研發(fā)成功。2022年6月11日，新疆克州人民醫(yī)院與江蘇省人民醫(yī)院通過(guò)5G連線，順利完成了2臺(tái)泌尿外科5G超遠(yuǎn)程圖邁?機(jī)器人手術(shù)，實(shí)現(xiàn)了迄今為止世界最遠(yuǎn)距離的5G遠(yuǎn)程機(jī)器人手術(shù)[14]。為進(jìn)一步加快國(guó)產(chǎn)圖邁?手術(shù)機(jī)器人的遠(yuǎn)程手術(shù)功能研發(fā)，本團(tuán)隊(duì)在全球第一次嘗試多地對(duì)一站5G遠(yuǎn)程機(jī)器人動(dòng)物膽囊切除手術(shù)。

本研究創(chuàng)新性地采用了“多地對(duì)一站”的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，旨在降低長(zhǎng)距離運(yùn)輸機(jī)械與實(shí)驗(yàn)動(dòng)物所帶來(lái)的高昂成本。相較于單獨(dú)移動(dòng)醫(yī)生控制臺(tái)，此方案更為經(jīng)濟(jì)可行，且未偏離醫(yī)生與患者操作臺(tái)均在5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下、間隔不同距離進(jìn)行手術(shù)的核心要求。同時(shí)，該設(shè)計(jì)確保了實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的安全與儀器的穩(wěn)定，進(jìn)一步提升了實(shí)驗(yàn)的可行性與科學(xué)性。

在后續(xù)試驗(yàn)中，本團(tuán)隊(duì)于甘肅省人民醫(yī)院本部及其新區(qū)分院（相距70 km）成功開(kāi)展了10例

遠(yuǎn)程機(jī)器人膽囊切除手術(shù)的雙向驗(yàn)證，證實(shí)了國(guó)產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人的遠(yuǎn)程操作能力，初步結(jié)果令人滿意。此外，國(guó)產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人正逐步在酒泉、武威等地裝機(jī)，為即將開(kāi)展的三期臨床試驗(yàn)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。屆時(shí)，每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)均將配備手術(shù)機(jī)器人，通過(guò)5G遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)醫(yī)生控制臺(tái)的遠(yuǎn)程操作，進(jìn)一步提升試驗(yàn)效率與準(zhǔn)確性。

在總結(jié)了前期國(guó)家級(jí)臨床試驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)后，本中心于2022年8月20日開(kāi)展了遠(yuǎn)程5G國(guó)產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究，研究中6例動(dòng)物實(shí)驗(yàn)都成功完成。與一項(xiàng)達(dá)芬奇機(jī)器人Meta分析[15]相比，圖邁?手術(shù)機(jī)器人在操控機(jī)器人時(shí)間、總手術(shù)時(shí)間及失血量方面初步顯示出了一定的優(yōu)勢(shì)?？紤]主要是以下原因：①圖邁?手術(shù)機(jī)器人的腔內(nèi)腕關(guān)節(jié)靈活性和穩(wěn)定性較高；②圖邁?手術(shù)機(jī)器人自主研發(fā)的蜻蜓眼?3D腔鏡系統(tǒng)，可以為術(shù)者提供更加立體真實(shí)的手術(shù)視野，直覺(jué)式主從遙操作靈敏易上手，有助于簡(jiǎn)化手術(shù)操作，縮短手術(shù)時(shí)間。③6例實(shí)驗(yàn)均未發(fā)生任何術(shù)中并發(fā)癥，這進(jìn)一步證明了國(guó)產(chǎn)圖邁?手術(shù)機(jī)器人的安全性。

穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)也是進(jìn)行遠(yuǎn)程機(jī)器人手術(shù)的重要環(huán)節(jié)。2019年6月，中國(guó)正式宣布進(jìn)入5G時(shí)代。每一次科技躍遷與技術(shù)進(jìn)步，都極大地促進(jìn)了醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展。醫(yī)療行業(yè)必須抓住5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的機(jī)遇，以滿足現(xiàn)代醫(yī)療服務(wù)日益增長(zhǎng)的需求[16]?；ヂ?lián)網(wǎng)和衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)是以往遠(yuǎn)程手術(shù)的常用網(wǎng)絡(luò)[17-18]，但它需要特殊的網(wǎng)絡(luò)線路或光纖電纜連接。而5G網(wǎng)絡(luò)消除了專用網(wǎng)線的地域限制，兩個(gè)站點(diǎn)之間可以通過(guò)無(wú)線連接進(jìn)行遠(yuǎn)程手術(shù)。查閱文獻(xiàn)可知，本研究是5G網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合圖邁?手術(shù)機(jī)器人在普通外科領(lǐng)域的第一個(gè)臨床前研究。5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有高速率、低時(shí)延、高密度、高頻譜、高效率、信息傳輸不受時(shí)間和空間限制等優(yōu)勢(shì)，使信息交互更加方便快捷[19]。本研究中，5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接的平均延遲時(shí)間為55.16 ms，較有線互聯(lián)網(wǎng)略高。有研究認(rèn)為，遠(yuǎn)程手術(shù)的理想延遲時(shí)間應(yīng)小于100 ms，但只要延遲時(shí)間小于300 ms，則可以滿足手術(shù)要求，外科醫(yī)生可以毫無(wú)困難地適應(yīng)并完成手術(shù)[20]。

展望未來(lái)，遠(yuǎn)程機(jī)器人手術(shù)模式將持續(xù)拓展，對(duì)相關(guān)操作人員的專業(yè)培訓(xùn)顯得尤為關(guān)鍵。盡管達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人手術(shù)培訓(xùn)迅速增長(zhǎng)，但國(guó)內(nèi)配備該設(shè)備的醫(yī)院占比仍有限。當(dāng)前，國(guó)產(chǎn)機(jī)器人外科醫(yī)生培訓(xùn)認(rèn)證體系尚屬空白，特別是針對(duì)圖邁?手術(shù)機(jī)器人的專業(yè)培訓(xùn)課程亟待開(kāi)發(fā)。 隨著圖邁?手術(shù)機(jī)器人在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的普及，構(gòu)建完善的培訓(xùn)與認(rèn)證體系迫在眉睫，以保障患者安全與手術(shù)質(zhì)量。

本研究開(kāi)創(chuàng)性地實(shí)施了外科領(lǐng)域世界首次“一站對(duì)多地”的5G遠(yuǎn)程膽囊切除術(shù)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，并首次在戶外復(fù)雜環(huán)境中驗(yàn)證了5G遠(yuǎn)程手術(shù)的穩(wěn)定性和可靠性，為野外應(yīng)急救援遠(yuǎn)程機(jī)器人手術(shù)的可行性和安全性提供了重要參考。然而，本研究也存在局限性，如僅限于動(dòng)物小樣本、中等距離的簡(jiǎn)單手術(shù)操作，缺乏大樣本、長(zhǎng)距離（gt;1000 km）及復(fù)雜手術(shù)的數(shù)據(jù)支持，且對(duì)并發(fā)癥的探索有限。后續(xù)，本團(tuán)隊(duì)將深入開(kāi)展大樣本、長(zhǎng)距離的復(fù)雜手術(shù)動(dòng)物研究，全面驗(yàn)證5G遠(yuǎn)程手術(shù)的可行性、安全性及穩(wěn)定性。同時(shí)，還將評(píng)估5G遠(yuǎn)程手術(shù)對(duì)患者及醫(yī)療保健系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)影響，以期為該技術(shù)的推廣提供科學(xué)依據(jù)，推動(dòng)遠(yuǎn)程醫(yī)療技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步與發(fā)展。

綜上所述，本研究經(jīng)過(guò)周密的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施，有力地證實(shí)了國(guó)產(chǎn)圖邁?手術(shù)機(jī)器人在5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下具備為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物實(shí)施遠(yuǎn)程手術(shù)的安全性與穩(wěn)定性。這一重要發(fā)現(xiàn)不僅為后續(xù)推進(jìn)5G遠(yuǎn)程手術(shù)奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，而且為我國(guó)遠(yuǎn)程外科領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展提供了寶貴的啟示與借鑒。本次研究成果表明，圖邁?手術(shù)機(jī)器人在5G通信技術(shù)的加持下，能夠跨越空間限制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程精準(zhǔn)操作，展現(xiàn)了其在外科領(lǐng)域的巨大應(yīng)用潛力。展望未來(lái)，我們將繼續(xù)深化研究，積極探索5G遠(yuǎn)程機(jī)器人手術(shù)的臨床應(yīng)用，以期為中國(guó)乃至全球的醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)作出更大的

貢獻(xiàn)。

利益沖突聲明：本文不存在任何利益沖突。

作者貢獻(xiàn)聲明：蔡輝負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；馬云濤負(fù)責(zé)獲取研究經(jīng)費(fèi)及提供支持性貢獻(xiàn)；馬世勛、狐鳴負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)的實(shí)施及文章撰寫；景武堂、龔世怡、楊佳負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)并分析數(shù)據(jù)；楊婧、田宏偉負(fù)責(zé)對(duì)文章的知識(shí)性內(nèi)容作批判性審閱及修改。

致謝：感謝上海微創(chuàng)有限責(zé)任公司為本研究提供的圖邁?手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)和技術(shù)支持，感謝中國(guó)電信有限責(zé)任公司提供的5G網(wǎng)絡(luò)信號(hào)連接和技術(shù)支持，最后感謝參與此次動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究的全體工作人員。

參考文獻(xiàn)

[1] Vimalananda V G， Brito J P， Eiland L A， et al. Appropriate use of telehealth visits in endocrinology： policy perspective of the endocrine society [J]. J Clin Endocrinol Metab， 2022， 107（11）： 2953-2962.

[2] Sosnowski R， Kamecki H， Joniau S， et al. Introduction of telemedicine during the COVID-19 pandemic： a challenge for now， an opportunity for the future [J]. Eur Urol， 2020， 78（6）： 820-821.

[3] Boehm K， Ziewers S， Brandt M P， et al. Telemedicine online visits in urology during the COVID-19 pandemic-potential， risk factors， and patients’ perspective [J]. Eur Urol， 2020， 78（1）： 16-20.

[4] Marescaux J， Leroy J， Gagner M， et al. Transatlantic robot-assisted telesurgery [J]. Nature， 2001， 413（6854）： 379-380.

[5] 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.

[6] 張輝. 加快5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及應(yīng)用支撐經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展—工業(yè)和信息化部發(fā)布《關(guān)于推動(dòng)5G加快發(fā)展的通知》[J].網(wǎng)信軍民融合， 2020， （4）： 37-39.

[7] Cadière G B， Himpens J， Germay O， et al. Feasibility of robotic laparoscopic surgery： 146 cases [J]. World J Surg， 2001， 25（11）： 1467-1477.

[8] Fanfani F， Monterossi G， Fagotti A， et al. The new robotic TELELAP ALF-X in gynecological surgery： single-center experience [J]. Surg Endosc， 2016， 30（1）： 215-221.

[9] YI B， WANG G H， LI J M， et al. The first clinical use of domestically produced Chinese minimally invasive surgical robot system “Micro Hand S” [J]. Surg Endosc， 2016， 30（6）： 2649-2655.

[10] Hwang M， Kwon D S. K-FLEX： a flexible robotic platform for scar-free endoscopic surgery [J]. Int J Med Robot， 2020， 16（2）： e2078.

[11] Lim J H， Lee W J， Park D W， et al. Robotic cholecystectomy using Revo-i Model MSR-5000， the newly developed Korean robotic surgical system： a preclinical study [J]. Surg Endosc， 2017， 31（8）： 3391-3397.

[12] 佚名. “圖邁”腔鏡手術(shù)機(jī)器人獲批上市 [J].傳感器世界， 2022， 28（2）： 38.

[13] 黃佳， 田禹， 陸佩吉， 等. 國(guó)產(chǎn)圖邁?微創(chuàng)腔鏡手術(shù)機(jī)器人輔助右肺上葉切除兩例[J]. 中國(guó)胸心血管外科臨床雜志， 2022， 29（4）： 519-523.

[14] 盛俊杰， 胡慶元， 王可洲， 等. 《美國(guó)公共衛(wèi)生署人道管理和使用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物政策》（2015年版）簡(jiǎn)介 [J]. 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與比較醫(yī)學(xué)， 2017， 37（4）： 303-308.

[15] 周翔， 王家寅， 朱祥， 等. 超遠(yuǎn)程5G機(jī)器人輔助腹腔鏡下精索靜脈高位結(jié)扎術(shù)2例報(bào)道及文獻(xiàn)復(fù)習(xí) [J]. 中華男科學(xué)雜志， 2022， 28（8）： 696-701.

[16] 韓彩文， 姚亮， 閆沛靜， 等. 機(jī)器人輔助與傳統(tǒng)腹腔鏡膽囊切除術(shù)治療良性膽囊疾病療效比較的Meta分析 [J]. 中國(guó)普通外科雜志， 2018， 27（8）： 955-967.

[17] Qureshi H N， Manalastas M， Zaidi S M ， et al. Service level agreements for 5G and beyond： overview， challenges and enablers of 5G-healthcare systems [J]. IEEE Access， 2021. DOI： 10.1109/ACCESS.2020.3046927.

[18] Nguan C， Miller B， Patel R， et al. Pre-clinical remote telesurgery trial of a da Vinci telesurgery prototype [J]. Int J Med Robot， 2008， 4（4）： 304-309.

[19] Rayman R， Croome K， Galbraith N， et al. Robotic telesurgery： a real-world comparison of ground-and satellite-based internet performance [J].

Int J Med Robot， 2007， 3（2）： 111-116.

[20] You I， Sharma V， Atiquzzaman M， et al. GDTN： Genome-based delay tolerant network formation in Heterogeneous 5G using inter-UA collaboration [J]. PLoS One， 2016， 11（12）： e0167913.

[21] 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.

收稿日期：2024-08-27

編輯：劉靜凱

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金（82260031）；甘肅省自然科學(xué)基金（21JR11RA186）；甘肅省青年科技基金（20JR10RA415）；甘肅省院內(nèi)科研基金項(xiàng)目（21GSSYB-8，20GSSY5-2）

Foundation Item： National Natural Science Foundation of China（82260031）; Natural Science Foundation of Gansu Province （21JR11RA186）; Youth Science and Technology Fund of Gansu Province （20JR10RA415）; Scientific Research Funding Project of Gansu Provincial Hospital （21GSSYB-8， 20GSSY5-2）

通訊作者：蔡輝，Email：caialonteam@163.com；楊婧，Email：21634604@qq.com

Corresponding Author： CAI Hui， Email： caialonteam@163.com; YANG Jing， Email： 21634604@qq.com

引用格式：馬世勛，狐鳴，馬云濤，等.基于5G網(wǎng)絡(luò)的圖邁?手術(shù)機(jī)器人遠(yuǎn)程動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究[J]. 機(jī)器人外科學(xué)雜志（中英文），2025，6（1）：12-17，23.

Citation： MA S X ， HU M ， MA Y T ， et al. Remote animal experiments with Toumai? surgical robot based on 5G network[J]. Chinese Journal of Robotic Surgery， 2025， 6（1）： 12-17， 23.

注：馬世勛，狐鳴為共同第一作者

Co-first author： MA Shixun， HU Ming