基于医学物联网技术的远程手术应用研究.doc

基于医学物联网技术的远程手术应用研究 赵爱琴1张秀梅2王艳3童仲华4 1.解放军第309医院，北京100034；2.解放军第八五医院，上海200052；3.解放军第八五医院，上海200052；4.解放军第八五信息科工程师，上海200052 摘要本文介绍了医学物联网的概念与内涵，就基于医学物联网的远程手术的背景、定义、需要的条件及临床实施过程进行了深入研究，总结了远程手术带来的优势，最后就远程手术的发展方向作了预测。 关键词物联网；医学物联网；远程手术；通信技术 R929.5；R391.44A1672-5654（xx）05（c）-0195-02 随着计算机、通信和网络、传感器技术的不断发展，物联网技术特别是医学物联网技术在世界各国得到广泛应用。各国政府高度重视物联网技术的发展，提出了各自的发展目标，如:美国的“智慧地球”1概念，欧盟的“物联网行动计划”，日本的“i_Japan”战略2，韩国的“U.Korea”战略3等。我国政府也高度重视物联网技术的发展4，xx年6月7日，胡锦涛主席出席两院院士大会时指出：“加快物联网技术，重视网络计算和信息存储技术开发，构建泛在的网络体系，推进国民经济和社会信息化，不断创造新的经济增长点”5。 基于医学物联网技术的远程手术，将改变传统的手术模式，大城市的医疗专家可以在外地远程进行手术，对于边远和医疗资源匮乏地区，不仅可以提高一线救治成活率，还能减轻大城市医院的就医压力，有效解决目前医疗资源供需不平衡的矛盾。 1医学物联网的概念 医学物联网是将物联网技术应用于健康医学、健康医疗、医院物联网、健康监测、健康管理等医学卫生健康领域而形成的一个新兴的重要交叉学科，它基于现代物联网技术解决医学卫生健康领域的各种问题6。 2基于医学物联网技术的远程手术 2.1远程手术的背景 由于我国人口众多，经济发展和医疗资源极不平衡，中心城市和沿海发达地区经济发达，医疗资源丰富，而边远地区经济相对落后，医疗资源匮乏。同时，我国80%的大医院集中在中心城市和经济发达地区，需要进行大手术的病人一般要到中心城市才能进行，由于地域造成的就医困难，病人经常会错过最佳手术时机。基于医学物联网的远程手术方式，可以把边远地区病人与大医院知名专家连在一起，最大限度地减少患者家属身体上、精神上和经济上的负担。我国是自然灾害多发国家，开展远程手术具有重要意义。xx年的汶川大地震，由于当地手术条件限制，利用远程手术挽救了很多伤者的性命，减少了残障者的数量。 2.2远程手术的定义 远程手术是远程医疗的一种，远程医疗定义为：是以计算机技术，卫星通信技术，遥感、遥测和通信技术，全息摄影技术，电子技术等高新技术为依托，充分发挥大医院和专科医疗中心的医疗技术和设备优势，对医疗条件较差的边远地区、海岛或舰船上的伤病员进行远距离诊断、治疗或医疗咨询。 远程手术是指医生运用远程医疗手段，异地、实时地对远端病人进行手术，包括远程手术会诊、手术观察、手术指导、手术等。远程手术实际上是网络技术、计算机辅助技术、虚拟现实技术的必然发展，可以使得外科医生像在本地手术一样对远程的患者进行一定的操作。其实质是医生根据传来的现场影像来进行手术，其动作可转化为数字信息传递至远程患者处，控制当地的医疗器械的动作。 2.3远程手术需要的条件 基于医学物联网的远程手术，是计算机技术、通信技术与多媒体技术同医疗技术相结合的产物。远程手术的基础设施相对要求较高，是远程手术的基础条件，其主要包括如下几部分：通信网络：高速宽带网络为远程手术提供信息传输的通道，通过网络将现场的音频、视频和监测设备的信号传送到异地手术医生的计算机设备中，供医生了解手术现场的实际情况；全景摄像机：具有变焦与自动聚焦功能，有摄像支持的手术设备的系统与图像传播系统应兼容；手术信息系统：患者信息可以数字化存储，手术中的图像资料可以实况转播，还能够随时可以调出；手术机器人：手术机器人的手臂具有活动支架，打洞、钻孔、体内爬行、割切等功能，机器人的“手”稳定性更好，可以随医师的指令任意移动，而且具有自动记忆功能，能轻易在人体各个解剖部位实施准确定位和三维观察。 2.4远程手术的临床应用过程 在手术之前，首先需要进行远程会诊与手术规划，远程中心与远端站点的医生通过医学物联网对病人资料作出详细分析和研究，制定详细的手术方案，应用虚拟现实技术进行手术规划与预演，准备主要手术方案的可能替代方案。 远程手术实施时，执刀医生位于中心站点，通过技术手段遥控位于异地远端站点的机器人来进行手术。远程手术在位于中心站点的虚拟手术室和远端站点实际手术室同时进行，前者的手术对象是由患者的信息数据再现的虚拟病人。应用虚拟现实技术及精密传感技术将远端患者的空间透视图像，患者的状态、姿态信息及重要的生理信息传送至控制中心并精确地显示于操作者（外科医生）的一个虚拟图像环境中。外科医生戴上虚拟现实装置并且利用定制的界面对虚拟的患者部位进行虚拟手术操作。 远程手术的完成需要一个受中心站点精确控制的智能机械系统，包括机器人、操纵杆或精密机械手6。这种机械装置可以在远端站点的手术室内完全逼真地再现中心站点医生在虚拟现实环境中所进行的手术操作，使之准确地施加在与虚拟现实环境中完全相同的患者身体的部位。 3基于医学物联网的远程手术的优势 促进边远地区医疗机构发展。远程手术可以使普通医务工作者同国内外医学专家、学者联系在一起，相互交流，共同探讨，使其在专业技术水平上得到极大提高，有利于医务人员的培训和再教育，特别有利于提高边远地区以及城市医疗服务质量。消除了手术空间位置限制。远程医疗可以使身处偏远地区和没有良好医疗条件的患者得到良好的诊断和治疗，如农村、山区、野外勘测地、空中、海上、战场等。利用医学物联网技术，手术医生可以在异地通过远端控制机器人来完成手术。因此，在未来战场上，利用此系统将及时有效地挽救战士的生命。有效减低医疗开支。基于医学物联网的远程手术，可以使得医院专家和病人之间建立起全新的联系，使病人在原地、原医院即可接受异地专家的会诊，手术治疗，并在其指导下进行护理，可以节约医生和病人的时间和金钱，缓解大城市的医疗压力，有效平衡医疗资源，产生良好社会效益。 4结语 基于物联网的远程手术是随着远程医疗技术的发展而逐步发展起来的，随着计算机及通信技术日新月异的发展，在更大范围内开展远程手术能够成为现实，给予很多生活在边远或相对孤立环境中的病人以希望和机遇，提高一线救治存活率，减少伤残率。目前，远程手术的瓶颈在于信号传输的滞后，随着技术的发展，信号传输达到完全同步就能使远程手术真正地达到理想的境地。 参考文献 1胡晓松,马德华.特诊科医院感染危险因素与控制措施J.中华医院感染学杂志，xx(14):304. 2苏颖.血透患者感染的风险因素及预防J.中华医院感染学杂志，xx(14):3200. 3明平勇.CHARTS项目对四川省艾滋病防治政策环境的影响分析J.现代预防医学，xx，29（18）:4729-4731. 4陶海琦,陈惠芳,孙丽艳.健康管理平