W styczniu miała miejsce pierwsza na świecie zdalna operacja z wykorzystaniem komunikacji 5G na zwierzętach laboratoryjnych. Dwa miesiące później przyszła kolej na ludzi. Chirurg w chińskim mieście Sanya operował w odległym o około 3200 kilometrów Pekinie pacjenta z chorobą Parkinsona, wszczepiając mu do mózgu stymulator. To nie science-fiction, ale wydarzenia, które miały miejsce w 2019 roku.

Na temat sieci 5G pisaliśmy dotychczas głównie w kontekście przemysłowym, co dotyczyło wymiany danych pomiędzy systemami w zakładach, kontroli robotów mobilnych czy transmisji danych w czasie rzeczywistym. Tymczasem szybko rozwijającym się obszarem, gdzie nowe sieci zmieniają reguły gry, jest chirurgia. Korzysta się tu z robotów medycznych, dodatkowo dochodzi możliwość stosowania wykorzystania rzeczywistości rozszerzonej, co tworzy ogromne możliwości na przyszłość i pozwala na prowadzenie zdalnych zabiegów z odległości tysięcy kilometrów.

5G przynosi w branży przełom

Dotychczas operacje takie jak wymienione we wstępie, tj. z wykorzystaniem komunikacji bezprzewodowej, były praktycznie niemożliwe ze względu na opóźnienia w transmisji danych. Czasy latencji mogły wynosić od ułamków sekundy do nawet 1-2 sekund, co było nieakceptowanie długie w kontekście pracy chirurgów. Sieci 5G wszystko zmieniają. Jak pokazały dotychczasowe testy, wprowadzają one opóźnienia rzędu milisekund (np. 2 ms), co jest niezauważalne dla operatora. Korzysta on z połączenia ze zdalnym robotem w sposób analogiczny, jakby operował znajdującego się tuż obok pacjenta.

Prof. Tian Wei, prezes Beijing Jishuitan Hospital, komunikuje się z lekarzami z centrum teleoperacji podczas demonstracji zrobotyzowanej operacji zdalnej

Nowe sposoby prowadzenia operacji

Nowa technologia zmienia zarówno możliwości, jeżeli chodzi o tzw. teleobecność, gdzie chirurg obserwuje w czasie rzeczywistym operację i może zapewniać jej wsparcie, jak też telechirurgii, gdzie faktycznie operuje się na odległość. Dodatkową zaletą 5G jest możliwość przetwarzania zwiększonej ilości danych podczas operacji, co pozwala łączyć ze sobą wiele urządzeń i monitorować stan pacjenta w sposób, który dotychczas był niedostępny. Umożliwi to także współpracę wielu osób z różnych miejsc wykonujących wspólnie jedną operację. Warto zauważyć, że korzystając z technologii rzeczywistości rozszerzonej, istotne informacje mogą być wyświetlane i aktualizowane w czasie rzeczywistym przez cały czas trwania zabiegu.

Chiny przodują

W styczniu 2019 chirurg z Fujian (południowo-wschodnie Chiny) usunął wątrobę badanego zwierzęcia w czasie operacji z odległości około 50 km. Była to prawdopodobnie pierwsza na świecie zdalna operacja z wykorzystaniem tego typu komunikacji, gdzie utrzymano czas latencji poniżej 100 ms. Kardiolog Huiming Guo ze szpitala w Guangdong przeprowadził zdalną operację pacjenta w odległości około 400 km od szpitala Gaozhou.

Z kolei w marcu Ling Zhipei, główny chirurg w First Medical Center w PLA General Hospital, współpracował z Huawei i China Mobile, aby poprowadzić operację wszczepienia urządzeń stymulujących mózg pacjenta z chorobą Parkinsona. Była to pierwsza operacja mózgu z wykorzystaniem 5G. „Sieć rozwiązała problemy z opóźnieniami wyświetlania obrazu oraz zdalną kontrolą, których doświadczaliśmy w przypadku sieci 4G. Praktycznie nie dało się teraz wyczuć, że pacjent był trzy tysiące kilometrów dalej!” – komentował.

W czerwcu chirurdzy w Beijing Jishuitan Hospital przeprowadzili operację osoby znajdującej się w Yantai (około 500 km na południowy wschód od stolicy Chin). Wykorzystano połączenie 5G zapewniane przez China Mobile. Wtedy też wykonano dwie zdalnie monitorowane jednoczesne zabiegi ortopedyczne przy użyciu robotów chirurgicznych i 5G. Operacje odbywające się w Tianjin (około 130 km od Pekinu) były udane, w tym przypadku partnerami zapewniającymi komunikację były China Telecom oraz Huawei.

Finalnie, korzystając z technologii rozszerzonej rzeczywistości, wykonano operację klatki piersiowej pomiędzy szpitalami w Nanjing i Pukou (odległe o kilkanaście kilometrów). W Chinach została przeprowadzona również pierwsza zdalna procedura dentystyczna. Warto dodać, że według stanu na lipiec 2019 kraj ten ma ponad 7800 stacji bazowych 5G.

Postępy na świecie

Niedawno Telefónica zademonstrowała we współpracy ze szpitalem w Maladze pierwszy system zdalnej chirurgii z obsługą 5G. Miało to miejsce podczas konferencji dotyczącej endoskopii (IV Advanced Digestive Endoscopy Conference), gdzie transmitowano na żywo medyczną sesję treningową w jakości 4K. Według przedstawicieli firmy Telefónica osiągnęło to bez żadnych opóźnień. Dodatkowo Katsumi Yamamoto, dyrektor Centrum Endoskopii w szpitalu w Osace, mógł współpracować podczas operacji z doktorem Pedro Rosónem Rodríguezem, dyrektorem szpitala Quirónsalud Málaga, który przeprowadzał operację. Ten ostatni skomentował później: „Doświadczenie z poprzednich lat w organizowaniu innowacyjnych kursów szkoleniowych z zakresu endoskopii pozwala nam w tym roku zapewnić globalny kurs szkoleniowy dzięki technologii 5G. Może to brzmieć jak science-fiction, ale rzeczy te realizujemy dzisiaj.”

W grudniu 2018 lekarz w Indiach wykonał przezskórne interwencje wieńcowe u pacjentów w odległości 20 km za pomocą systemu Corindus CorPath. Z kolei w kwietniu 2019 chirurg przeprowadził podczas Mobile World Congress w Barcelonie operację monitorowaną przez sieć 5G. Dr Antonio de Lacy rysował na ekranie palcem instrukcje dla swoich kolegów znajdujących się 5 km dalej, przy czym średni czas opóźnienia transmisji wynosił około 10 ms.

Czy 5G zmieni branżę opieki zdrowotnej?

Technologia taka jak opisywana ma potencjał przekształcić sektor medyczny, przynosząc korzyści zarówno pacjentom, jak też dostawcom usług opieki zdrowotnej – komentują analitycy. W szczególności ułatwione będzie wykonywanie operacji w odległych regionach (oczywiście wraz ze wzrostem zasięgu sieci 5G), polepszy się też również wykorzystanie specjalizowanego personelu medycznego. W dalszej perspektywie może to również obniżyć koszty operacji. Do tematu dochodzą jednak, oprócz wyzwań technicznych, dodatkowe problemy etyczne, które związane są z zarządzaniem ogromnymi ilościami danych medycznych i zapewnianiem ich bezpieczeństwa.

„Od szkolenia medycznego po udzielanie pomocy w nagłych wypadkach – o wiele łatwiej będzie pomagać ludziom w obszarach, w których wcześniej mieliśmy trudności z dostępem” – stwierdził dr Michael Kranzfelder, Rechts der Isar Hospital w Monachium. „Chociaż 5G może ostatecznie obniżyć cenę operacji, na początkowych etapach może ją zwiększyć ze względu na koszty inwestycji technicznych. Główną korzyścią będzie natomiast wzrost jakości leczenia, z której skorzystają ci, którzy będą mieli dostęp do 5G” – dodał.


Projekt Robin Heart, czyli polska robotyka medyczna

Na koniec coś z Polski – może nie z wykorzystaniem 5G, ale warto wiedzieć, że od lat prowadzi się u nas programy rozwoju w zakresie robotów medycznych, w tym do operacji na sercu. Takim jest Projekt Robin Heart, w ramach którego rozwinięto manipulator i w 2010 roku przeprowadzono z jego wykorzystaniem pierwszą teleoperację. Polecamy również odwiedziny strony Fundacji Rozwoju Kardiochirurgii im. prof. Zbigniewa Religi (lub profilu na Facebooku), w szczególności jej pracowni biocybernetyki.