301医院凌至培：5G与DBS应用初探 手术计划与术中MER的远程支持

功能神外周刊

第17期

演讲视频实录

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编审团队点评

科技的进步势必会推动医学技术的发展。5G概念目前非常火爆，功能神经外科领域内5G远程辅助DBS手术是通过现代通讯技术，实现医生异地指导、监督完成DBS手术。5G通讯具有实时音视频传输、时延短、不易断网等优势。专家可以在异地进行网上手术靶点的选择、手术路径设计、对电生理信号的考察、对术中临时刺激效果的监督。通过5G通讯辅助DBS手术，可以方便不同省市医院的医生共同参与、指导手术，为指导地方医院开展DBS工作提供了极大的便利。今后可以适当推广这一协同手术的方式。解放军总医院凌至培教授开展的5G通讯辅助DBS手术的工作走在国内前沿，积累了丰富经验，其工作成绩值得肯定。

天坛医院张建国、杨岸超

神外前沿讯，2019年10月26-27日，中国神经调控联盟首届年会在北京举行（详见日程）。在本次会议上，中国人民解放军总医院（301医院）功能神经外科主任凌至培教授做主题为《5G与DBS应用初探—手术计划与术中MER的远程支持》学术报告，介绍了5G+医疗技术，如5G远程手术、5G在医疗领域应用、5G与DBS的关系、5G在帕金森病、肌张力障碍DBS(脑起搏器)治疗等典型案例等。

2019年10月30日，凌教授在解放军总医院（301医院）5G远程诊疗示范中心完成了首例国产睿米神经外科手术机器人辅助5G下远程DBS手术，通过中国移动5G网络实时传送的高清视频画面，远程操控机器人进行双侧精准定位，同时远程操控MER，成功为一位患者完成了脑起搏器植入手术。

机器人辅助5G手术视频

视频中展示了相关手术过程。关于机器人辅助5G远程DBS手术，也将在未来会集中讨论。

凌至培教授发言要点如下:(本文经发言者审核)

演讲整理

1.5G远程手术项目的背景:来自临床的需求与思考

DBS(脑起搏器)电极植入，为什么会偏差？我们通过术前的精准评估，术中的精准定位，大部分病人的DBS电极位置放的很好，效果也很满意；还有一部分病人，由于多种原因，包括电极可能没有放好等可能出现了各种各样问题，术后效果不满意；还有术中遇到一些情况，如在手术台上按照标准的流程植入电极，行术中电刺激测试没有效果，怎么办呢？传统的方法如是特殊病例或疑难病人，可以请会诊或请专家帮忙协助手术；如果在手术中碰到这样情况，远在千里之外，又怎样去帮助他们呢？我一直在想，随着通讯科学技术的发展，我们能不能实时的在术中帮助他们处理碰到的这样情况。

2.5G与DBS的关系

基于临床的这种需求，2018年下半年，我们在4G网络情况下尝试应用远程的方法进行术中的实时协助，通过半年的实践，是可以实现的，但在4G网络的情况下会经常出现卡顿和断网，2019年5G网络技术来了，应用5G技术以后，就可达到我们临床的需求。

5G对DBS有多大帮助？传统DBS方法手术流程中，对于外科医生来说，其关键是术前的手术计划和术中的电生理定位，现在通过远程服务器，一种新的远程计划模式（云手术计划系统）可以协助我们来制定手术计划，可以完成本单位的手术定位。也可以帮助千里之外的DBS手术中心做手术计划或在线实时讨论、协同做好病人的定位计划，在一部分刚开展DBS的单位，手术的软、硬件设备还不完善时，远在千里之外的DBS手术中心，可以帮忙进行手术计划的制定，并且可以一带多，指导多个手术计划的制定。当然这可以不用5G，有高速网络或宽带也可以。第二个关键就是术中实时的MER监控以及术中的刺激。

3.远程手术计划—服务器的放置与安装

我们有国内，应该也是国际上最先进的网络版服务器（云手术计划），放在中国移动大楼里，以后给个IP地址就可以用这个服务器了。

4.远程手术计划的应用—Step by Step

我们在当地电脑终端，输入服务器IP地址就可以进入到云手术计划系统，将MR数据导入，利用云手术计划系统进行靶点的定位计算，既可以当地应用，也可以远程进行。

5.Brian-LAB远程云手术计划系统的功能

它有几个功能：1)可以做到单机应用；2)可以联机远方同时在线协助进行计划，共同商量和讨论等；3)可以第三方远程帮你做计划。

云手术计划系统的另一个主要的优点是基于MR大数据的图像分割，更接近个体真实靶点结构。我们验证了一部分病例，比如勾画STN，我们在3T扫描下，用T2像、FLAIR或磁敏感图像，看得非常清楚，勾画出STN的结构和可见STN边界非常吻合。

6.基于4G远程术中MER控制测试-前期工作

2018年下半年，我们开始做测试工作：开始我们从手术间到手术室的走廊之间进行操控或观察术中MR信号，测试的距离逐渐增大，后从手术室到同楼九层的办公室，到门诊楼八层等。经过测试，基本可以实现初步的设想，但经常会遇到信号中断、卡顿等现象。2018年12月份，我们徐欣主任到美国佛罗里达医学中心去参观，我们特意安排了一台手术，她在佛罗里达医学中心，我们在北京解放军总医院第一医学中心的手术室，术中徐欣主任与美国教授一起，进行异国远程的MER操控与记录，非常顺利。只是在4G情况下，确实有卡顿的可能，但不造成风险。

7.5G远程手术应用发展的历程

首例远程动物手术测试-301 首例人体远程手术指导-西班牙

最早的5G远程（动物）手术是我们301医院肝胆外科的刘荣主任，2019年1月在福州，给相距50公里的动物做肝脏手术；最早的首例人体远程手术指导是一个西班牙的医生，通过5G远程指导异地的医院进行直肠癌手术，时间应该是在2019年2月份。

首例人体DBS远程操控MER-（301）

2019年3月16日，我们在三亚的海南医院，与在北京的解放军总医院手术室进行了一台脑起搏器术中远程MER操控的手术，术者通过中国移动5G网络实时传送的高清视频画面,远程操控手术3个小时,成功为身处北京301医院的一位患者完成了“脑起搏器”植入手术。这是解放军总医院与中国移动、华为一道，开展的世界首例基于5G的远程人体手术。

首例5G手术测试，海南与北京的延时79毫秒

手术时后台也做了一些监测，从三亚海南医院到北京301医院，一个来回的时间是79毫秒，这和我们面对面讲话基本没有什么区别。

8.远程手术支持的目的与意义

1).对患者:由于有远程技术的支持，当地医院可以在经验丰富的DBS专家远程支持下开展脑起搏器治疗，患者在家门口的医院就可以接受需要高技术支撑的脑起搏器治疗，省时、方便并减少费用的支出。

2).对地方医院:可以开展此项技术难度较高的脑起搏器治疗新业务，病人可以留在当地治疗，符合国家推行的分级诊疗的政策，同时能够得到本专业顶级医院或专家实时“面对面”的技术指导，提高了业务水平。

3).对上级医院或专家:可以通过远程指导开展多中心的合作，收集大数据，进行进一步的科学研究，建立良好双向转诊制度，推广这一良好效果的新技术，为广大的病人服务。

4).是“优质高效卫生服务体系建立”示范应用的具体实践之一。

9.是国家医改的助推器

如果说医联体是分级诊疗运营和落地的载体，那么5G就是解决医联体之间互联互通的关键，5G技术在远程医疗会诊方面的应用让大医院专家不离办公室就能把比如远程医学影像诊断、远程语音视频交互、远程病例讨论等诊疗工作开展到千里之外的基层医院，有效解決目前我国医疗水平发展分布不均，特别是医疗资源质匮乏、疑难杂症诊疗缺少经验，导致诊疗不及时等的偏远山区。

未来，利用5G技术，即使在偏远的乡村医院，也可以得到三甲医院专家的诊疗服务。

10.5G在医疗领域应用的基础

通信技术方面的发展

1)5G络建设改造小，部署快速，设备占地小；

2)5G灵活的组网能力，能够助力“提速”打通手术室各个信息化系统；

3)5G稳定性高，接入能力强，安全性高，为手术室更多的移动设备和物联网设备的应用，提供更好的通信服务支撑。更重要的是5G具有高速传输，低延时性，高稳定性，能满足医疗海量数据传输的要求。

医改与“健康中国”发属的需求

当前，我国医疗水平分布不均，尤其是偏远地区的医疗资源匮乏。远程医疗的逐渐成熟将打破区域限制，提高诊断与治疗水平，降低医疗开支，减少看病花费的时间，平衡医疗资源分配不均问题。

5G技术是国家提出的分级诊疗体系的助推器，是“优质、高效卫生服务体系建立”示范应用的具体实践之一。

11.5G在医疗领域的应用场景

远程手术以及手术支持或协助（VR/AR）；远程战地救护支持；远程门诊、远程会诊、远程查房；远程影像、远程B超、远程病理；医疗云；医疗物联网应用；医院内部的移动医疗护理等。

当然，目前，还有很多问题需要多部门协调解决，如医疗数据的安全问题、伦理问题等。

12.5G远程门诊的尝试

5G环境下远程门诊的开通

2019年7月16日，我在三亚的海南医院开通了神经外科的功能专科门诊，病人很多，我们硬用这个远程平台，不仅可以6方同时进行会诊、发言讨论，更可以N多人围观（学习）， 在就诊的现场我们有助手帮助进行各种的测试、评估或者做动作，同时，通过吊装的30倍360度移动的摄像头里，我在三亚就能控制，患者外带的片子和资料，包括他过去看的病例放在就诊现场的看片灯上，我都看得非常清楚。

13.5G-远程B超

三亚海南医院在西沙那边建立了远程B超，已经做90多例了，西沙群岛离三亚400多海里，病人在西沙医院。最近我去了一趟，帮他们的5G全门诊开通了，还开通了西沙的5G远程核磁检查。医生在三亚海南医院，西沙医院那里就是一个护士，帮病人摆体位就可以了，整个B超的机械臂的运动完全是有三亚海南医院这边操控的，实时图像传输，所以还是非常适用的。

还可以进行5G远程脑电图阅读与会诊以及5G环境下的战地救助等。

14.跨界融合，共同发展

加强加深行业的跨界融合和沟通，互相了解各自的语言和表达方法，从事信息和项目经理要知道医院及以上的述求是什么，有时双方需要反复沟通，而不是只关注系统能提供哪些功能，数据传输速度快10倍、20倍，图像分析算法具有什么强大的功能等。医生和医院方面，要有开放的心态，对了解和应用技术赋能方面有兴趣、有想法，帮助技术专家解释临床问题并通过临床案例及数据愿意共同尝试和帮助改善系统存在的问题。

新的“5G+医疗”技术在应用面临的伦理问题和可能出现事故时带来法律责任的风险，需要全面评估并制定相应的规则、规范。

演讲者简介

凌至培教授：解放军总医院（301医院）主任医师、教授，功能神经外科专业负责人。从事立体定向和功能神经外科36年，师从我国著名的功能神经外科专家汪业汉教授。1998年8月在国内率先开展帕金森病的脑起搏器治疗；2011年2月在国内开展第一例立体定向脑电图（SEEG）癫痫定位；参与国产清华品驰脑起搏器的研发，在2014年12月成功实现了脑起搏器远程操控，是2018年国家科技进步一等奖«脑起搏器关键技术、系统与临床应用»的获得者之一；2015年4月在国内最先开展老年痴呆的脑起搏器微创外科治疗的研究，2019年3月16日完成了世界首例基于5G通信的脑起搏器远程手术治疗，7月16日在实现了国内首次5G实时高清视音频交互的远程门诊。11月5日实现了5G神经外科睿米机器人远程手术。是多本杂志的编委。

擅长：帕金森病、特发性震颤、肌张力障碍、抽动症和痉挛性斜颈的DBS治疗；药物难治性癫痫切除治疗和脑深部电刺激及迷走神经刺激治疗；三叉神经痛、面肌痉挛微创手术治疗；老年痴呆的脑起搏器治疗以及抑郁症、强迫症和精神分裂症的研究和电刺激治疗。

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编审团队

杨岸超副教授，北京天坛医院功能神经外科主任医师、医学博士、中华医学会会员、《中华神经外科(英文版)》审稿人。

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