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https://www.med.cuhk.edu.hk/press-releases/cuhk-and-eth-zurich-successfully-conduct-world-s-first-in-vivo-teleoperated-magnetic-endoscopy-using-an-animal-model-over-a-distance-of-9-300-km-between-zurich-and-hong-kong
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中大與瑞士蘇黎世聯邦理工學院聯手 全球首次在活體動物成功進行橫跨歐亞的遠程遙距磁控內窺鏡手術

 

香港中文大學(中大)醫學院聯同瑞士蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zurich)全球首次利用豬模型,成功進行遙距磁控內窺鏡手術,並取得胃壁活組織。這項跨越9,300公里距離的手術,由分別身處本港手術室的醫生負責現場監督,並由身處瑞士蘇黎世的專家經控制台遙距操作。研究成果凸顯了這項嶄新技術的效用和潛力,能為偏遠地區的病人爭取更快的診斷和手術治理,對缺乏相關醫療專家或服務的地區尤有幫助。研究已於國際期刊《 Advanced Intelligent Systems》發表。

 

ETH Zurich and CU Medicine research team

中大醫學院聯同瑞士蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zurich)全球首次利用豬模型,成功進行遙距磁控內窺鏡手術,並取得胃壁活組織。研究團隊成員包括中大醫學院院長、信興教育及慈善基金機械人外科教授趙偉仁教授(左二)及外科學系助理教授陳詩瓏醫生(右二),ETH Zurich機械人與智能系統研究所所長Bradley Nelson教授(左一)及他的團隊。

本港醫生與瑞士蘇黎世專家連線 手術跨越9,300公里距離

 

在遙控系統中,操作員能夠透過控制台操作和監察系統,醫療機械人則將操作員的指令轉換成手術的實際步驟。兩者之間必須由可靠且高速的網絡連接。

 

這項研究由中大醫學院與蘇黎世聯邦理工學院聯手進行,團隊在本港手術室手術台旁邊放置了一部伺服器電腦,並透過有線網絡連結名為「Navion」的可臨床使用便攜式磁性導航系統,以及可磁控的內窺鏡兼整套機械人系統。在蘇黎世的控制台上,操作員透過可提供實時數據傳輸的網絡傳輸協定「WebSocket」,與位於香港手術室內的機械人系統溝通。

 

整套機械人系統放置在本港「醫療機械人創新技術中心」的混合手術室(Hybrid Operating Room)。該中心是中大在香港特區政府InnoHK資助下成立的研究中心之一,其混合手術室專門為研發新型手術機械人及醫療設備而設,為全亞洲獨有的設施。蘇黎世聯邦理工學院是該中心的海外合作機構之一。

 

Operating from HK

身處香港的陳詩瓏醫生示範透過控制台遙距操作9,300公里外位於瑞士ETH Zurich的磁控內窺鏡手術系統,在胃壁組織模型模擬進行活檢,並於電腦螢幕實時監察整個程序。

Operating from ETH Zurich

圖中右邊電視螢幕顯示身在瑞士的ETH Zurich團隊遙距操作位於香港「醫療機械人創新技術中心」混合手術室內的磁控內窺鏡手術系統,左邊的電腦螢幕顯示內窺鏡在胃部模型內看見的影像。

成功進行內窺鏡「後屈」和組織活檢 顯示系統可媲美標準設備

 

Retroflexion

「後屈」是內窺鏡檢查成功與否的一項重要指標,因為大幅度屈曲是磁性內窺鏡的一大挑戰,成功「後屈」反映其克服了操作限制,並能夠如標準設備般於體內流暢地移動。

是次研究中,蘇黎世的操作員透過當地電腦控制本港手術室內的內窺鏡,同時透過視訊監督過程。術後X光影像顯示,系統使用的磁控內窺鏡能夠在豬模型的胃內完成「後屈」(retroflexion)。「後屈」是內窺鏡檢查成功與否的一項重要指標,因為大幅度屈曲是磁性內窺鏡的一大挑戰,成功「後屈」反映其克服了操作限制,並能夠如標準設備般於體內流暢地移動。此外,團隊順利於是次研究中利用系統取得足夠體積的胃壁組織進行活檢。

中大醫學院外科學系助理教授陳詩瓏醫生表示:「遙控內窺鏡技術除了有助進行跨地域的外科訓練和指導外,更可為偏遠地區病人提供迅速的診斷和手術護理,缺乏有關外科技術的地區尤其受惠。透過此平台,經訓練的護士甚至可在專家遙距指導下執行所需程序。隨著內窺鏡技術的普及化,全球數以百萬計的消化道癌症患者有望能獲得更快的診斷和治療。」

 

蘇黎世聯邦理工學院機械人與智能系統研究所所長Bradley Nelson教授補充:「我們將繼續發掘遙距內窺鏡技術的潛能,下一階段的研究將使用人的胃部進行。我們希望透過進一步研究,繼續將相關技術擴展到更多方面,除了癌症篩檢的內窺鏡檢查外,還可應用於消化道的其他器官、神經血管系統,以及進行胎兒手術等。」

 

中大醫學院院長、信興教育及慈善基金機械人外科教授趙偉仁教授總結:「透過建立一個機械人平台網絡,遙距手術能夠大大提高醫療服務的普及性,促進全球外科專家知識和專業技能的交流合作。今次中大醫學院與蘇黎世聯邦理工學院聯合進行的研究,不只為推動醫療技術創新提供了一個合作平台,亦彰顯了兩所院校的專業實力,將研究轉化至臨床應用,為病人福祉帶來重大貢獻。」

 

endoscope

左圖展示磁控內窺鏡的產品原型,由細小磁鐵及小球體相連組成的骨幹,讓它在磁控下仍然能夠大幅度屈曲。右圖展示的是磁控內窺鏡。

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