日本在青森啟動首項遠距機器人手術臨床研究,5名癌症患者接受手術

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Japan Begins First Clinical Study of Remote Robotic Surgery With Five Cancer Patients in Aomori

兩家醫院共同操作手術機器人

青森縣兩家相距約30公里的醫院合作,為5名大腸直腸癌患者進行手術。弘前大學與日本外科學會表示,這是日本首度在臨床上使用遠距機器人手術輔助。研究於8月展開,連接弘前市的弘前大學醫院與五所川原市的津輕綜合醫院。

目錄
  1. 兩家醫院共同操作手術機器人
  2. 8月至10月間的進展
  3. 手術室中的遠距協助如何運作
  4. 先前研究測試150公里外的連線
  5. 快速連線也需要清晰影像
  6. 五年 hinotori 測試檢視延遲與網路壅塞
  7. 連線中斷時會怎麼辦
  8. 在地醫師仍是這種模式的關鍵
  9. 目標是讓患者在家鄉附近接受治療
  10. 重點

手術室內的外科醫師操作由神戶的醫療機器人公司 Medicaroid Corp. 開發的 hinotori 手術機器人,另一家醫院的監督醫師則透過遠端操作同一台機器提供協助。兩名醫師合作切除腫瘤。弘前大學與日本外科學會表示,5例手術均已安全完成。

現階段的目標,是讓較難找到資深外科醫師的醫院也能取得專業技術。主辦單位計畫持續進行手術至3月,以評估安全性,再申請所需設備的主管機關核准,以及納入日本全民健康保險給付。

負責推動遠距手術的日本外科學會委員會主任、東海大學教授森正樹,在弘前大學舉行的記者會上說明這項計畫的目的。

我們的首要目標,是消除各地區在外科治療上的差距。

森表示,學會希望約兩年內讓遠距機器人手術投入實際應用。這是預定目標,接下來仍須進一步進行臨床評估、取得設備核准並安排保險給付。青森縣的手術讓這項技術進入患者照護階段;此前,日本相關研究已探討機器人控制、通訊延遲及網路故障後的復原。

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8月至10月間的進展

弘前大學與日本外科學會於10月8日宣布啟動臨床應用,並在10月14日的記者會上公布詳情。2026年10月15日刊出的報導指出,參與醫院相距約30公里。

從時間順序可看出,這項宣布是在手術已經完成後發布,而非預告未來將展開試驗:

  • 8月:完成首例手術,臨床研究開始。
  • 10月8日:弘前大學與日本外科學會宣布,日本首度在臨床上應用遠距機器人手術輔助。
  • 10月14日:主辦單位公布詳情,表示已有5名患者安全接受手術。
  • 至3月:計畫進一步進行手術以評估安全性,再申請設備核准及納入全民健康保險給付。

研究說明指出,目標對象為消化道癌症患者。已完成的5例手術皆為大腸直腸癌,也就是發生在結腸或直腸的癌症。公開公告未提供併發症、復原時間或長期癌症療效的詳細數據。

手術室中的遠距協助如何運作

hinotori 機器人將外科醫師的操控裝置連接至手術中使用的器械。在這項研究中,兩家醫院之間的通訊連線,讓另一地點的醫師能操作機器人,協助患者身旁的外科醫師。

這種安排將在地醫療與遠端專業指導結合。手術室內仍有醫師在場,遠端醫師則可透過機器人參與手術,而非僅以口頭指示提供協助。兩名醫師共同參與同一台手術。

現行手術機器人無法自行完成的實際工作,仍由在地醫療人員處理。另一篇針對 hinotori 驗證研究的學術回顧指出,更換器械、清潔攝影機鏡頭及抽吸等工作,仍須由患者身旁的人員執行。因此,遠距協助除了仰賴遠端外科醫師與通訊系統,也需要手術室團隊配合。

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先前研究測試150公里外的連線

弘前大學相關研究人員先前曾研究弘前大學醫院與相距150公里的陸奧綜合醫院之間的遠距機器人操作。他們在日本醫療研究開發機構支持下進行的商用網路研究,探討一般商用光纖連線是否能支援可靠的遠端控制。

這項實地實驗使用 Riverfield Inc. 正在開發的機器人。12名外科醫師進行操作練習,其中6人有機器人手術經驗,另6人有一般外科手術經驗,但沒有機器人手術經驗。他們將長條物件移至編號孔洞之間,並使用兩件器械夾取、拉動一條有標記的細線。

先前研究的連線距離是目前兩家醫院距離的5倍:150公里,相較於約30公里。研究聚焦於受控任務,而非患者手術,讓研究人員能在數種網路條件下測量表現。

作者的結論是,受測的商用通訊網路能支援遠距手術技術。他們也說明實驗的限制:測量的是影像訊號而非控制訊號的延遲,參與外科醫師人數不多,且網路測試順序固定;參與者逐漸熟悉操作,可能因此影響表現。

快速連線也需要清晰影像

弘前與陸奧的實驗發現,在頻寬有保障的線路上,平均通訊往返時間為4毫秒;在速度取決於網路狀況的連線上,則為10毫秒。1毫秒是千分之一秒。往返時間是指訊號傳至目的地再返回所需的時間。

外科醫師也必須看清器械的操作情況。研究人員測量攝影機拍下影像到影像出現在醫師螢幕上的延遲,稱為「玻璃到玻璃時間」。在頻寬有保障的線路上,平均為92毫秒;另一種連線則為95毫秒。

攝影機處理、影片壓縮、傳輸、解壓縮及螢幕反應都會造成延遲。測得的影像延遲中,設備處理所占時間遠高於網路傳輸本身。

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一條頻寬有保障、速率為每秒5百萬位元的連線曾發生封包遺失,影像品質也下降。封包是數位資訊的小單位;部分封包遺失可能使畫面細節消失。作者建議,使用他們測試的系統時,頻寬至少須達每秒1,000萬位元。各網路條件下的任務錯誤次數沒有顯著統計差異,但部分外科醫師表示,每秒500萬位元連線上的影像難以辨識。

這項建議是針對特定機器人與影像系統提出。醫院規劃遠距協助時,必須確保頻寬足以支援自身設備,並穩定傳送影像與控制指令。

五年 hinotori 測試檢視延遲與網路壅塞

神戶大學、Medicaroid 與 NTT DOCOMO 在2020年至2025年間進行了30多次遠距操作評估。原拓人及其同事彙整相關結果,發表hinotori 驗證研究回顧,檢視通訊效能、機器人安全、工作人員協調及法律要求。

這篇回顧介紹 hinotori 的技術與操作測試,與青森縣5例癌症手術是不同項目。在最佳化條件下,使用 Sub6 頻段的獨立組網5G在傳送影像時,往返延遲約為100毫秒。獨立組網5G使用專用的5G核心網路;Sub6則指低於6GHz的頻率。

網路壅塞也是主要測試項目之一。未啟用服務品質控制時,每秒200百萬位元的競爭流量會造成封包遺失及影像品質下降。啟用這類控制後,即使競爭流量超過每秒1十億位元,也就是每秒1,000百萬位元,傳輸仍保持穩定。

服務品質控制是指優先處理重要流量,在此指手術影像與機器人指令。測試說明,網路標示的速度只是工程考量的一部分:即使其他使用者同時傳送資料,手術連線仍須維持正常運作。

在測試中,外科醫師在延遲最高達180毫秒時仍能完成任務,但精細動作的準確度在延遲超過120毫秒後開始下降。回顧指出,2022年日本《遠距手術指引》規定端對端延遲不得超過100毫秒,並要求使用安全連線及備援機制。

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連線中斷時會怎麼辦

hinotori 驗證研究以模擬方式測試路由器與5G裝置斷線。機器人會進入安全待機模式,停止器械動作,避免出現非預期移動。在許多測試情境中,網路連線恢復後即可重新取得控制權,無須重新啟動系統。

研究也透過虛擬私人網路(VPN)測試備援通訊路徑。VPN能在不同地點間建立受保護的連線。模擬故障期間,VPN在5至11秒內重新連線。安全措施也包括由在地操作人員透過第二套操作台接手;操作台是用來控制機器人的控制台。

手術進行時,幾秒鐘也很重要,因此讓機器人停止動作,並確保患者身旁有能力應變的團隊,是設計的核心。回顧指出,安全性是由自動待機、備援連線、設備監控及能夠介入的人員共同維持。

驗證試驗採用封閉式網路架構,避免手術影像、指令及其他資料連上公共網際網路。監控工具會檢查網路設備是否發生封包突然遺失、影片影格延遲等問題。這些都是驗證計畫的功能;青森縣的公告則以較簡要的方式說明臨床手術使用的通訊連線。

在地醫師仍是這種模式的關鍵

原及其同事指出,日本《醫師法》第20條規定,醫師必須在患者所在處所。其回顧將遠端醫師支援在地團隊的監督式遠距協助,描述為法律允許的過渡模式。

青森縣的研究採取相同基本安排:患者身旁的外科醫師在另一家醫院醫師支援下進行手術。這項臨床工作有助於評估這種合作方式在實際癌症手術中的運作情況,同時由主辦單位爭取更廣泛應用所需的核准。

回顧也強調人員之間的溝通。遠端外科醫師仰賴音訊與影像和工作人員協調、查看手術區域,並掌握手術過程中的變化。明確分工與緊急應變程序,和可靠的機器人控制同樣是讓系統能夠實際運作的重要條件。

在先前 Riverfield 實驗中,有機器人手術經驗的外科醫師完成需要雙手操作的任務時,比沒有這類經驗的人花費時間更短,器械移動也較少。技術能透過網路傳遞專業醫師的操作,但訓練與熟悉程度仍會影響操作表現。

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目標是讓患者在家鄉附近接受治療

弘前大學與日本外科學會希望透過遠距協助,減少患者為接受手術而奔波的花費與不便。兩者指出,外科醫師短缺與專科醫師分布不均都是問題,可能使偏遠地區醫院較難取得進階手術技術。

具備遠距支援能力的醫院,可在當地為患者治療,同時運用其他地區資深外科醫師的專業。hinotori 回顧也指出,在驗證測試期間,遠距指導可協助經驗較少的外科醫師更安全、有效率地執行手術。這種方式除了可用於個別手術,也可能發揮訓練作用。

實際推動仍有不少要求。醫院需要機器人、足夠的通訊頻寬、安全連線、備援機制,以及受過訓練的醫療與技術人員。先前的商用網路研究指出,通訊可靠度與成本之間需要取得平衡,通常服務越穩健,費用也越高。

計畫持續進行手術至3月,是目前公布的下一步。之後,設備核准及納入全民健康保險給付,將有助於決定如何在研究之外提供這項服務並負擔相關費用。森所提出約兩年內投入實際應用的目標,為計畫訂下方向;目前已達成的成果,則是青森縣兩家醫院的手術團隊合作完成5例癌症手術。

重點

  • 青森縣相距約30公里的兩家醫院,為5名大腸直腸癌患者進行遠距輔助機器人手術。
  • 弘前大學與日本外科學會表示,這是日本首度在臨床上應用這種方式。
  • 在地外科醫師與遠端監督醫師共同操作 Medicaroid 的 hinotori 機器人。
  • 計畫持續進行手術至3月,再申請設備核准及納入全民健康保險給付。
  • 先前研究測試了影像延遲、網路壅塞、備援連線,以及模擬故障時機器人的安全停止機制。
  • 學會希望約兩年內投入實際應用,目標是縮小各地區外科醫療的差距。
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