指南与共识｜5G远程控制机器人辅助结直肠癌手术中国专家共识（2025版）
1 远程控制机器人辅助手术系统组成及关键技术
1.1 远程控制机器人辅助手术系统组成 远程控制机器人辅助手术系统由远程端、本地端、远程通信系统（远程工作站）和音视频会议系统四部分组成。各部分间由线路和网络连接，无缝交互，相辅相成，融为一体［5］。 1.1.1 远程端 远程端至少由1个医师控制台组成，术者可通过控制台的操纵杆和脚踏等装置向本地端发送控制信号，控制台可为术者提供高清、3D手术影像。 1.1.2 本地端 本地端至少由1个病人手术平台和1个图像平台组成，其中病人手术平台用于接受和执行由远程端发送过来的控制信号并操纵机械臂，实现手术器械在病人体内的位置移动、姿态调整及功能激发，进而完成手术操作。图像平台可为助手和护士提供手术影像，及时协作配合完成手术。一般在本地端也会配置1个医师控制台，以便远程手术过程中出现网络稳定性差或网络中断以及机械故障等问题造成远程手术无法完成时，本地端可继续进行机器人手术，进而保障手术的连续性和病人的安全。 1.1.3 远程通信系统 远程通信系统也称作远程工作站，一般在远程端和本地端各配备1套，其主要功能是对运动控制、图像以及语音等信息进行编、解码处理，以实现信号的远程传输。另外，其可对手术全过程及网络延迟、异常及受攻击等情况予以实时监测和记录，并及时提供所需的智能辅助（如最大限度压缩及最高质量还原图像），以保证视频和图像数据流的传输速率及手术画面的成像效果。 1.1.4 音视频会议系统 音视频会议系统主要负责对远程端和本地端两地现场的场景影像和音频信息进行采集传输，其可将两地的操作画面以及手术现场麻醉机和监护仪屏幕上的参数，分屏投放到4K高清显示屏上，辅以清晰的语音交流，可保证术者和助手间的充分沟通，及时了解对方的工作情况。 1.1.5 远程手术团队人员的配备 远程控制机器人辅助手术与本地机器人辅助手术的主要区别在于术者和病人位于两地，对网络传输、网络安全及设备操作等方面的要求更高。为此，远程手术的开展不仅需要术者、助手、麻醉医师、器械护士和巡回护士组成的专业医疗团队，还需要网络工程师、设备维修工程师组成的专业技术支持保障团队。为防止因网络延迟或机器故障等原因导致手术操作无法完成，病人所在的本地手术室也需配备拥有独立完成机器人辅助手术能力的医生，以便应急情况下及时更换为本地机器人辅助手术进行操作，若条件有限，至少具备中转开放手术或腹腔镜手术能力的医师，以保证手术的连续性和安全性。 1.1.6 网络传输方案的选择 网络传输是远程手术的核心和基础。网络传输的质量直接关系到远程手术的质量。现阶段远程手术的网络传输方案主要有5G、物理专线及5G+专线3种模式［6-9］。5G网络具有传输速率快、移动性强的特点，可灵活部署远程手术设备，但过远的传输距离和恶劣的气候环境，可能会导致信号衰减和损耗增加，传输稳定性下降。物理专线虽然具有传输衰减小、损耗低、物理性隔离等特点且稳定性和安全性高，但安装周期相对较长，成本显著提高［10-11］。5G+物理专线的混合方式综合二者的优势，在满足设备配置灵活性的同时，又达到了高速、稳定通信的要求，以实现主从数据的稳定交互传输［12］。随着国内5G网络基站的扩大建设、网络传输协议的优化提升以及虚拟专线的强化升级，依托于5G网络技术的远程手术得以安全有效地实施。手术团队可根据自身的实际条件选择合适的网络传输方案。需要注意的是，网络加密和防火墙的设置必不可少，以防可能出现的网络攻击和干扰，确保网络传输安全。 1.2 远程控制机器人手术的关键技术与要求 1.2.1 通信设备可靠性 应对设备的平均无故障时间、平均修复时间和环境适应性提出要求。此要求包含在通信链路要求中，整体可靠性≥99.99%［13］。 1.2.2 网络通信能力 应具备能够直接将现场总线数据或通过系统通信设备转换为网络数据，进行网络实时通信的能力。例如支持RJ45以太网接头、传输控制协议/网际协议（transmission control protocol/internet protocol，TCP/IP）通信协议等。 1.2.3 转发性能 通信设备转发性能对网络性能有一定影响，应对转发指标提出要求。其中，上、下行速率>30 Mbps；往返时延≤110 ms；丢包率≤0.1%；抖动≤30 ms；参考信号接收功率>-85 dBm；信号与干扰加噪声比>33 dB。 1.2.4 网络延时 网络延时对手术操作影响较大，远程手术应创建专用的高优先级网络切片，将物理网络划分为多个虚拟网络，每个虚拟网络都经过定制以满足远程手术的特定需求。它允许网络运营商将专用网络资源分配给不同的切片，确保每个切片都能获得所需的带宽、延迟和可靠性，以提供最佳性能，确保低延迟和高可靠性。此外编、解码延时是系统整体延时的重要组成部分，其延时的多少也直接影响到远程手术的整体延时感受，因此需要实时监控、编解码和传输延时，动态调整编、解码参数和传输策略，确保低延时，在图像传输前进行预处理，如去噪、降噪和图像增强，提高传输效率。 1.2.5 网络通信质量 无线网络属于电磁波传输，易受外界环境干扰，存在丢包风险，一般5G网络和光纤网络的丢包率都趋近于0，但考虑实际情况，为了保证产品可靠性和安全性，远程手术的通信产品设计实现上需要更加严谨。足够的网络带宽（传输速率）保证是远程通信实施的重要前提，在网络带宽满足要求的情况下，带宽变化对手术操作的影响不大。但还应对带宽进行监测，当带宽下降到一定程度，将直接影响通信质量，体现在网络延迟、丢包和抖动增大。当网络延迟超过阈值，可以通过降低图像分辨率来达到信号传输的稳定。 1.2.6 网络安装 5G天线应安装在手术室内，并且和通信设备之间无遮挡。所有线缆和网络设备，应固定且不易被误碰。网络系统需配置防火墙、入侵检测等功能，保护手术系统免受网络攻击，确保手术过程的安全性。应通过设置会议房间或会议密码方式，确保只有授权用户可以访问和参与会议；如果设备直接作为外部网络通信出口，应具备加密通信要求，确保从手术设备到远程控制端的所有数据传输都经过加密，使用强加密算法（如AES-256）保护数据的机密性。另外需设置管理员，实现对会议系统的监控和后台管理功能。 1.2.7 清晰度（信噪比） 视频图像在远程传输压缩过程中应尽量减少失真，保持高保真度。通常采用低压缩失真技术，以确保手术图像的准确性，图像质量在一定程度的降低后依然保持足够的清晰度和信噪比。 1.2.8 实时手术室空间环境影像传输 采用低延迟的摄像头，确保手术室内的空间环境影像能够实时传输到远程手术中心，帮助医师全面了解手术室空间环境。设计开发适应的视频传输协议，保证视频推流质量，尽可能提高视频的帧率，保证视频的分辨率和清晰度。另外要设计多样性的视频界面布局管理方式，实现多个画面的同时显示、重点画面的大小可调节以及自适应布局等功能，以具备更强的扩展性和对更多使用要求的适应性。 1.2.9 双向语音通话 应建立远程端和本地端的双方语音的正常沟通渠道，确保信息交流的顺畅、准确和及时，双向语音通话功能应采用回声消除技术消除通话中的回声，提高通话质量；设计噪声抑制， 减少背景噪音，确保语音清晰；并通过自动增益控制等技术方案，自动调整音频输入和输出的增益，确保音量一致。
2 远程控制机器人辅助结直肠癌手术的应用现状与质量管理
2.1 远程控制机器人辅助结直肠癌手术的应用现状 目前远程控制机器人辅助手术更多集中于泌尿外科、骨科和肝胆外科等专业［9,14-15］。在结直肠癌外科方面，远程手术开展相对较少。2023年9月，马云涛团队在相隔70 km的甘肃省人民医院本部和分院之间，利用5G网络和国产手术机器人顺利开展1例远程控制机器人辅助右半结肠癌根治术。2024年1月，杜晓辉团队依托5G网络+物理专线的通信模式和国产手术机器人系统，成功实施了距离3000 km的三亚市和北京市的超远程直肠癌根治术，进一步探索了远程控制机器人辅助结直肠癌手术领域应用的可行性和安全性［16］。 2.2 远程控制机器人辅助结直肠癌手术的质量管理 2.2.1 远程控制机器人辅助结直肠癌手术准入资质 远程控制机器人手术系统需遵循医疗器械质量管理体系标准（ISO 13485）和医疗电气设备安全标准（IEC 60601），并经过国家药品监督管理局审批。 手术医师应在国家或省级卫生行政主管部门认定的培训基地，接受过机器人微创手术的系统培训并取得相应资格证书，且远程端术者需具备＞20例的本地机器人辅助结直肠癌手术成功经验后方可开展远程手术。 远程手术保障工程师应熟悉设备系统的原理及结构，接受厂家手术机器人及配套设备维护保养的相关培训并取得对应手术机器人厂家颁发的培训证书,可全面评估设备运行状态并开展巡检和预防维护等工作，具有应对手术机器人突发故障的能力。 2.2.2 手术团队协作 优秀的团队协作是远程手术成功的根本。一方面，手术人员扎实的外科功底、丰富的机器人操作经验以及助手的通力配合是手术质量的保证；另一方面，远程端、手术端的手术团队和技术支持人员需对手术全过程做好风险评估，如病人病情变化、可能出现的并发症、网络延迟、机械故障等。若出现故障或并发症，需立即启动应急预案，本地端手术室预备的术者需视情况及时接管手术，切换至本地端的医师控制台继续手术，必要时需及时转为开放手术或腹腔镜手术。 2.2.3 网络通信与延迟 网络通信质量是远程手术质量和安全的关键。相较于4G网络，5G网络在传输速度和传输稳定性方面均有较大提升［17-19］。但网络的延迟和不稳定性仍不可避免，并依然是远程手术面临的重点和难点［20］。延迟的增加会加大术者操作失误的风险［21］。Xu等［22］研究结果表明，远程外科手术可接受的延迟时间应\n \n 《5G远程控制机器人辅助结直肠癌手术中国专家共识\n \n \n (2025版)》编审委员会成员名单\n \n \n 主任委员:\n \n \n 张忠涛 首都医科大学附属北京友谊医院\n \n \n 郑民华 上海交通大学医学院附属瑞金医院\n \n \n 杜晓辉 中国人民解放军总医院\n \n \n 成员(按姓氏笔画排序):\n \n \n 王权 吉林大学白求恩第一医院\n \n \n 王贵英 河北医科大学第二医院\n \n \n 尤俊厦门大学附属第一医院\n \n \n 田利国 《中国实用外科杂志》编辑部\n \n \n 白楠 中国人民解放军总医院\n \n \n 任双义 大连医科大学附属第二医院\n \n \n 刘骞 中国医学科学院肿瘤医院\n \n \n 池畔 福建医科大学附属协和医院\n \n \n 孙跃明 江苏省人民医院\n \n \n 杜晓辉 中国人民解放军总医院\n \n \n 李子禹 北京大学肿瘤医院\n \n \n 李太原 南昌大学第一附属医院\n \n \n 李心翔 复旦大学附属肿瘤医院\n \n \n 李乐平 山东省立医院\n \n \n 李松岩 中国人民解放军总医院\n \n \n 李勇 广东省人民医院\n \n \n 肖毅 北京协和医院\n \n \n 吴现瑞 中山大学孙逸仙纪念医院\n \n \n 宋武 中山大学附属第一医院\n \n \n 宋章法 浙江大学医学院附属邵逸夫医院\n \n \n 张子臻 上海交通大学医学院附属仁济医院\n \n \n 张忠涛 首都医科大学附属北京友谊医院\n \n \n 张朝军 中国人民解放军总医院\n \n \n 张鹏 华中科技大学同济医学院附属协和医院\n \n \n 陈纲 中国人民解放军总医院\n \n \n 季刚 空军 军医大学附属西京医院\n \n \n 周建平 中国医科大学附属第一医院\n \n \n 郑民华 上海交通大学医学院附属瑞金医院\n \n \n 赵群 河北医科大学第四医院\n \n \n 钟鸣 上海交通大学医学院附属仁济医院\n \n \n 闻巍 中国人民解放军总医院海南医院\n \n \n 姚宏伟 首都医科大学附属北京友谊医院\n \n \n 袁维堂 郑州大学第一附属医院\n \n \n 陶凯雄 华中科技大学同济医学院附属协和医院\n \n \n 梁品 大连医科大学附属第一医院\n \n \n 董明 中国医科大学第一附属医院\n \n \n 谢忠士 吉林大学中日联谊医院\n \n \n 靖昌庆 山东省立医院\n \n \n 蔡国豪 海南省人民医院\n \n \n 执笔者:杜晓辉,李松岩,李宇轩,曹震\n \n \n 利益冲突 所有参与本共识撰写和审定者均声明不存在 利益冲突\n \n\n\n 参考文献 （在框内滑动手指即可浏览） ［1］ Shinji S, Yamada T, Matsuda A, et al. Recent advances in the treatment of colorectal cancer: A review ［J］. J Nippon Med Sch,2022, 89(3): 246-254. DOI: 10.1272/jnms.JNMS.2022_89-310. ［2］ 工业和信息化部, 教育部, 公安部, 等. “机器人+”应用行动实施方案 ［EB/OL］. (2023-01-18) ［2024-12-20］. https://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2023-01/19/5738112/files/61a45b6de7f34f4197c4d6fe1b9106fb.pdf. ［3］ 中华人民共和国国务院办公厅. 国务院办公厅关于推进医疗联合体建设和发展的指导意见［EB/OL］. (2017-4-23) ［2024-12-20］. https://www.gov.cn/zhengce/content/2017-04/26/content_5189071.htm. ［4］ Marescaux J, Leroy J, Gagner M, et al. Transatlantic robot-assisted telesurgery［J］. Nature, 2001,413(6854):379-380. DOI: 10.1038/35096636. ［5］ Barba P, Stramiello J, Funk EK, et al. Remote telesurgery in humans: a systematic review［J］. Surg Endosc, 2022, 36(5): 2771-2777. DOI: 10.1007/s00464-022-09074-4. ［6］ Zheng J, Wang Y, Zhang J, et al. 5G ultra-remote robot-assisted laparoscopic surgery in China［J］. Surg Endosc, 2020, 34(11):5172-5180. DOI: 10.1007/s00464-020-07823-x. ［7］ Zhang S, Li F, Zhao Y, et al. Mobile internet-based mixed-reality interactive telecollaboration system for neurosurgical procedures: Technical feasibility and clinical implementation［J］. Neurosurg Focus, 2022, 52(6): E3. DOI: 10.3171/2022.3.FOCUS2249. ［8］ Li J, Yang X, Chu G, et al. Application of improved robot-assisted laparoscopic telesurgery with 5G technology in urology［J］. Eur Urol, 2023, 83(1):41-44. DOI: 10.1016/j.eururo.2022.06.018. ［9］ Yang X, Wang Y, Jiao W, et al. Application of 5G technology to conduct tele‐surgical robot‐assisted laparoscopic radical cystectomy ［J］. Int J Med Robot, 2022,18(4):e2412. DOI: 10.1002/rcs.2412. ［10］ Fan S, Xu W, Diao Y, et al. Feasibility and safety of dual-console telesurgery with the kangduo surgical robot-01 system using fifth-generation and wired networks: An animal experiment and clinical study［J］. Eur Urol Open Sci, 2023, 49:6-9. DOI: 10.1016/j.euros.2022.12.010. ［11］ Wang Y, Ai Q, Zhao W, et al. Safety and reliability of a robot-assisted laparoscopic telesurgery system: Expanding indications in urological surgery［J］. Eur Urol, 2024, 85(5):506-507. DOI: 10.1016/j.eururo.2023.11.002. ［12］ 张旭, 李宏召, 王野. 远程外科面临的机遇与挑战［J］.中华外科杂志, 2024, 62(1):27-30.DOI:10.3760/cma.j.cn112139-20231102-00209. ［13］ Lazar RG, Militaru AV, Caruntu CF, et al. Real-time data measurement methodology to evaluate the 5G network performance indicators［J］. IEEE Access, 2023, 11: 43909-43924. DOI: 10.1109/ACCESS.2023.3271366. ［14］ Tian W, Fan M, Zeng C, et al. Telerobotic spinal surgery based on 5G network: The first 12 cases［J］. Neurospine, 2020, 17(1):114-120. DOI: 10.14245/ns.1938454.227. ［15］ 刘荣, 赵国栋, 孙玉宁, 等. 5G远程机器人手术动物实验研究 ［J］. 中华腔镜外科杂志(电子版), 2019, 12(1): 45-48. DOI: 10.3877/cma.j.issn.1674-6899.2019.01.008. ［16］ 李松岩, 闻巍, 戴飞翔, 等. 超远程手术机器人辅助直肠癌根治术临床初步研究 ［J］. 中国实用外科杂志, 2024, 44(3): 308-311. DOI:10.19538/j.cjps.issn1005-2208.2024.03.15. ［17］ Lacy AM, Bravo R, Otero-Piñeiro AM, et al. 5G-assisted telementored surgery［J］. Br J Surg, 2019, 106(12): 1576-1579. DOI: 10.1002/bjs.11364. ［18］ Minopoulos G, Kokkonis G, Psannis KE, et al. A survey on haptic data over 5G networks［J］. Int J Future Gener Commun Netw, 2019:37-54. DOI:10.33832/ijfgcn.2019.12.2.04. ［19］ Akpakwu GA, Silva BJ, Hancke GP, et al. A survey on 5G networks for the internet of things: Communication technologies and challenges ［J］. IEEE Access, 2018,6:3619-3647. DOI:10.1109/ACCESS.2017.2779844. ［20］ Raison N, Khan MS, Challacombe B. Telemedicine in surgery: What are the opportunities and hurdles to realising the potential?［J］. Curr Urol Rep, 2015, 16(7):43. DOI: 10.1007/s11934-015-0522-x. ［21］ Korte C, Nair SS, Nistor V, et al. Determining the threshold of time-delay for teleoperation accuracy and efficiency in relation to telesurgery［J］. Telemed J E Health, 2014,20(12):1078-1086.DOI: 10.1089/tmj.2013.0367. ［22］ 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. DOI: 10.1007/s00464-014-3504-z. ［23］ Wang Y, Ai Q, Shi T, et al. Influence of network latency and bandwidth on robot-assisted laparoscopic telesurgery: A pre-clinical experiment［J］. Chin Med J (Engl), 2025, 138(3):325-331. DOI: 10.1097/CM9.0000000000003257. ［24］ Fabrizio MD, Lee BR, Chan DY, et al. Effect of time delay on surgical performance during telesurgical manipulation ［J］. J Endourol, 2000, 14(2):133-138. DOI: 10.1089/end.2000.14.133. ［25］ Li C, Zheng J, Zhang X, et al. Telemedicine network latency management system in 5G telesurgery: A feasibility and effectiveness study［J］. Surg Endosc, 2024, 38(3):1592-1599. DOI: 10.1007/s00464-023-10585-x. ［26］ Morohashi H, Hakamada K, Kanno T, et al. Construction of redundant communications to enhance safety against communication interruptions during robotic remote surgery［J］. Scient Rep, 2023, 13(1):10831. DOI: 10.1038/s41598-023-37730-9. ［27］ Wakasa Y, Hakamada K, Morohashi H, et al. Ensuring communication redundancy and establishing a telementoring system for robotic telesurgery using multiple communication lines［J］. J Robot Surg, 2024, 18(1): 9. DOI: 10.1007/s11701-023-01792-8. ［28］ Ji X, Han B, Xu C, et al. Adaptive QoS-aware multipath congestion control for live streaming ［J］. Comput Netw, 2023, 220:109470. DOI:10.1016/j.comnet.2022.109470. ［29］ 卢佳佳, 蔡坚勇. 基于增强视觉质量的图像感兴趣区域检测研究［J］.计算机仿真, 2023, 40(1):234-238.文章编号:1006-9348(2023)01-0234-05. ［30］ Bonaci T, Herron JA, Yusuf T, et al. To make a robot secure: An experimental analysis of cyber security threats against teleoperated surgical robots［J］. Compat Sci, 2015.DOI:10.48550/arXiv.1504.04339. ［31］ Bernadotte A. Cyber Security for Surgical Remote Intelligent Robotic Systems［C］//2023 9th International Conference on Automation, Robotics and Applications (ICARA), 2023: 65-69. DOI: 10.1109/ICARA57586.2023.10223266.. ［32］ Oki E, Ota M, Nakanoko T, et al. Telesurgery and telesurgical support using a double-surgeon cockpit system allowing manipulation from two locations［J］. Surg Endosc, 2023, 37(8):6071-6078. DOI: 10.1007/s00464-023-10061-6. ［33］ 张泽平, 李祖曦, 乔吉灵, 等. 5G远程机器人手术应用现状及前景［J］. 中国实用外科杂志, 2024, 44(7): 836-838+840. DOI:10.19538/j.cjps.issn1005-2208.2024.07.23. ［34］ Hung AJ, Chen J, Shah A, et al. Telementoring and telesurgery for minimally invasive procedures［J］. J Urology, 2018, 199(2):355-369. DOI: 10.1016/j.juro.2017.06.082. ［35］ 中国医师协会结直肠肿瘤专业委员会机器人手术专业委员会, 中国研究型医院学会机器人与腹腔镜外科专业委员会. 机器人结直肠癌手术中国专家共识（2020版）［J］.中国实用外科杂志,2021,41(1):12-19. DOI:10.19538/j.cjps.issn1005-2208.2021.01.02. ［36］ 顾成磊, 李立安, 王宁, 等. 5G远程机器人辅助腹腔镜全子宫切除术首例报道［J］. 中国微创外科杂志, 2023, 23(8):610-615. DOI: 10.3969/j.issn.1009-6604.2023.08.011. ［37］ 刘琪, 姜建武, 符洋. 机器人辅助胃癌根治术助手操作技巧及经验［J］.机器人外科学杂志（中英文）, 2021, 2(3):177-180. DOI: 10.12180/j.issn.2096-7721.2021.03.004 ［38］ Zhang Z, Xiao Y, Ma Z, et al. 6G wireless networks: Vision, requirements, architecture, and key technologies［J］. IEEE Veh Technol Mag, 2019,14(3): 28-41. DOI: 10.1109/MVT.2019.2921208. ［39］ Yin J, Cao Y, Li Y, et al. Satellite-based entanglement distribution over 1200 kilometers［J］. Science, 2017, 356(6343): 1140-1144. DOI: 10.1126/science.aan3211. （2025-01-10收稿） 版权声明 本文为《中国实用外科杂志》原创文章。其他媒体、网站、公众号等如需转载本文，请联系本刊编辑部获得授权，并在文题下醒目位置注明“原文刊发于《中国实用外科杂志》，卷（期）：起止页码”。谢谢合作！
引用 / 出处
中国实用外科杂志. 指南与共识｜5G远程控制机器人辅助结直肠癌手术中国专家共识（2025版）[J]. 中国实用外科杂志, 2025.