張其杰 楊 杰 阿衣努爾·買買提力 米力努爾·艾尼瓦爾 胡軒楠 巧麗潘·玉奴 古麗努爾·阿不力米提 伍 利 陳 萱 葉新華 宋寧宏

新疆維吾爾自治區(qū)克孜勒蘇柯爾克孜自治州（以下簡稱克州）由于交通不便，醫(yī)療資源匱乏，邊疆群眾“看病遠、治病難”的問題一直難以解決。遠程醫(yī)療的出現(xiàn)有助于改善這一現(xiàn)狀［1-2］。在發(fā)展日益迅速的影像技術(shù)領(lǐng)域，超聲因其獨特的優(yōu)勢占有重要地位。與X線、CT和MRI等檢查手段相比，超聲具有便攜、易于獲取、價格低廉、無輻射、實時評估等優(yōu)點，在疾病診斷和指導(dǎo)治療，尤其是健康篩查中有著廣泛應(yīng)用。但該檢查對操作者臨床實踐經(jīng)驗要求較高，高水平超聲醫(yī)師在醫(yī)療資源匱乏地區(qū)稀缺［3-5］。遠程超聲有助于實現(xiàn)醫(yī)療資源共享，但其實時動態(tài)圖像的遠程呈現(xiàn)對數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性、穩(wěn)定性及帶寬要求均較高，使該技術(shù)的開展受到限制，而5G遠程通信技術(shù)的出現(xiàn)有望突破這一壁壘。本研究回顧性分析了我院在克州地區(qū)開展的5G遠程超聲診斷病例，探討其在網(wǎng)絡(luò)遠程會診及邊遠牧區(qū)義診中的應(yīng)用。

資料與方法

一、研究對象

選取2020年6月至2022年4月行超聲檢查患者512例，男183例，女329例，年齡18～86歲，平均（45.00±0.57）歲。其中，行傳統(tǒng)床旁超聲檢查156例，超遠程會診114例，遠程會診185例（包括阿克陶縣維吾爾醫(yī)醫(yī)院121例和烏恰縣人民醫(yī)院64例），遠程義診57例；其中，超遠程會診是指在新疆克州人民醫(yī)院就診患者接受我院超聲醫(yī)師實時超遠程超聲檢查；遠程會診是指患者經(jīng)下級醫(yī)院5G遠程診療終端接受我院超聲醫(yī)師實時遠程超聲檢查；遠程義診是指邊遠牧區(qū)義診中的患者經(jīng)我院5G超聲機器人移動車接受我院超聲醫(yī)師實時遠程超聲檢查。參與會診、義診患者均為在當(dāng)?shù)蒯t(yī)療條件下診斷困難或無條件就診的患者，其中5G超聲機器人移動車主要用于義診中無條件就診的邊遠牧區(qū)患者。本研究經(jīng)新疆克州人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)，所有入選患者均簽署知情同意書。

二、儀器與方法

1.設(shè)備：使用武漢華大智造科技有限公司提供的遠程超聲診斷系統(tǒng)（MGIUS-R3），該系統(tǒng)采用六軸協(xié)作機械臂執(zhí)行系統(tǒng)，掃描覆蓋區(qū)域850 mm，醫(yī)師端通過仿形探頭控制患者端機械臂，末端探頭與豎直方向最大夾角為70°，軸向旋轉(zhuǎn)角度范圍為-170°～170°。共配備2套醫(yī)師端（圖1A）和5套患者端（圖1B），兩者間信號傳輸基于5G移動通信技術(shù)（中國移動）；其中，醫(yī)師端分別安置于新疆克州人民醫(yī)院和我院超聲科；患者端分別安置于新疆克州人民醫(yī)院超聲科、手術(shù)麻醉科、兩家下級醫(yī)院（阿克陶縣維吾爾醫(yī)醫(yī)院和烏恰縣人民醫(yī)院）和5G超聲機器人移動車（圖1C、D）。

圖1 5G遠程機器人超聲診斷系統(tǒng)

2.會診流程：患者端所在醫(yī)院為會診發(fā)起方，需提前登錄遠程超聲診斷系統(tǒng)進行預(yù)約登記，錄入患者個人信息、檢查部位、具體預(yù)約時間等信息，并于會診當(dāng)天與醫(yī)師端所在醫(yī)院建立5G遠程通信，會診醫(yī)師根據(jù)檢查信息開始遠程操作機械臂進行檢查。檢查完畢，會診醫(yī)師填寫檢查報告單，患者端醫(yī)師打印。見圖2A。我院作為新疆克州人民醫(yī)院遠程超聲會診的上級單位，同時新疆克州人民醫(yī)院也負(fù)責(zé)下級縣醫(yī)院的遠程會診檢查及邊遠牧區(qū)義診中的檢查。會診醫(yī)師均為副主任及以上職稱。

圖2 5G遠程超聲會診流程及醫(yī)患雙方問卷評估

3.應(yīng)用評價：①以常規(guī)檢查項目為主，涉及甲狀腺、婦科、腹部、乳腺和泌尿生殖系統(tǒng)，比較超遠程會診、遠程會診及遠程義診與傳統(tǒng)床旁超聲在常規(guī)檢查項目方面的差異；②遠程超聲會診依據(jù)所采集的實時動態(tài)圖像進行疾病的診斷分析，信號傳輸?shù)膶崟r性和有效性直接影響操作者的圖像采集及對疾病的判斷。通過分析比較信號傳輸相關(guān)參數(shù)，包括帶寬、雙向延遲和丟包率，對遠程信號傳輸質(zhì)量進行評估；③在遠程機械臂進行超聲檢查過程中，醫(yī)師對于操作過程、圖像及與患者交流的滿意度直接影響檢查結(jié)果；同時，檢查能否順利進行取決于患者的配合程度，可通過接受度、緊張度、探頭壓迫舒適度及隱私保護滿意度得以反映。所有參與醫(yī)師及患者檢查結(jié)束后填寫簡易評估量表，用于評估遠程超聲診斷臨床應(yīng)用的可行性，并與傳統(tǒng)床旁超聲評分進行比較，評分越高，體驗越好。見圖2B。

三、統(tǒng)計學(xué)處理

結(jié) 果

一、檢查項目方面

超遠程會診、遠程會診及遠程義診與傳統(tǒng)床旁超聲在常規(guī)檢查項目構(gòu)成比方面比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。見表1。

表1 傳統(tǒng)床旁超聲與5G遠程超聲在克州地區(qū)開展檢查項目情況 例

二、遠程信號傳輸評估

與超遠程會診和遠程義診比較，遠程會診的信號傳輸帶寬更高，雙向延遲和丟包率均更低，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.001）。見表2。

表2 5G遠程超聲在克州地區(qū)信號傳輸參數(shù)比較（）

表2 5G遠程超聲在克州地區(qū)信號傳輸參數(shù)比較（）

與遠程會診比較，***P＜0.001

類型遠程會診超遠程會診遠程義診帶寬（Mbps）77±7 50±8***52±7***雙向延遲（ms）63±13 83±10***81±8***丟包率（%）2.1±0.7 4.0±0.5***3.8±0.5***

三、醫(yī)患雙方問卷評估

1.對于醫(yī)師而言，遠程會診的操作滿意度、圖像滿意度和交流滿意度評分與傳統(tǒng)床旁超聲比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義；遠程會診和遠程義診的操作滿意度、圖像滿意度和交流滿意度評分均低于傳統(tǒng)床旁超聲，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05）。見表3。

表3 傳統(tǒng)床旁超聲與5G遠程超聲臨床應(yīng)用醫(yī)師評分（） 分

表3 傳統(tǒng)床旁超聲與5G遠程超聲臨床應(yīng)用醫(yī)師評分（） 分

與傳統(tǒng)床旁超聲比較，*P＜0.05，**P＜0.01，***P＜0.001

類型傳統(tǒng)床旁超聲遠程會診超遠程會診遠程義診操作滿意度8.1±0.9 7.8±0.8 7.5±0.7**7.6±0.6*圖像滿意度8.4±0.6 8.1±0.8 7.9±0.6**7.7±0.8**交流滿意度8.5±0.5 8.3±0.6 8.0±0.5**7.9±0.8**

2.對于患者而言，在接受度方面，超遠程會診與傳統(tǒng)床旁超聲比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義；而遠程會診和遠程義診的接受度評分均低于傳統(tǒng)床旁超聲，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05）。遠程會診、超遠程會診和遠程義診的緊張度評分均低于傳統(tǒng)床旁超聲，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05）。遠程會診、超遠程會診和遠程義診的探頭壓迫舒適度、隱私保護滿意度評分均高于傳統(tǒng)床旁超聲，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05）。見表4。

表4 傳統(tǒng)床旁超聲與5G遠程超聲臨床應(yīng)用患者評分（） 分

表4 傳統(tǒng)床旁超聲與5G遠程超聲臨床應(yīng)用患者評分（） 分

與傳統(tǒng)床旁超聲比較，*P＜0.05，**P＜0.01，***P＜0.001

類型傳統(tǒng)床旁超聲遠程會診超遠程會診遠程義診接受度8.2±0.6 7.8±0.7*8.0±0.9 7.8±0.9*緊張度8.3±0.6 7.6±0.6***7.7±0.5***7.7±0.6**探頭壓迫舒適度6.9±0.7 7.4±0.6**7.3±0.8*7.4±0.7*隱私保護滿意度7.0±0.7 8.3±0.5***8.2±0.6***7.9±0.7***

討 論

遠程醫(yī)療這一概念最早出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代，字面解釋就是“遠距離診療”，是指通過信息和計算機技術(shù)來增加獲得護理和醫(yī)療信息的機會進而達到診治患者的目的［6］。其包含4個關(guān)鍵要素：①提供臨床醫(yī)療支持；②克服距離障礙，將不同地理位置的用戶關(guān)聯(lián)起來；③借助各種類型的信息和計算機技術(shù)；④以改善健康為目標(biāo)。傳統(tǒng)上可分為同步和非同步遠程醫(yī)療2種模式，前者是指信息雙向?qū)崟r交互式傳輸共享，而后者一般指信息非實時傳輸，包含存儲和再傳遞的過程［7］。超聲檢查依靠其在疾病診斷中的獨特技術(shù)優(yōu)勢，較早地被應(yīng)用于遠程醫(yī)療中。其所采集的影像為動態(tài)圖像，要想實現(xiàn)實時清晰傳輸，對移動通信的速率和雙向延遲要求均較高，受限于當(dāng)時的信息傳輸技術(shù)水平，無法支持同步模式，只能采用非同步模式，即當(dāng)?shù)蒯t(yī)師將采集完成的超聲影像進行遠距離傳輸，遠程專家根據(jù)所采集的影像做出相應(yīng)診斷。由于超聲檢查對操作者的依賴性，所采集的圖像常差強人意，影響疾病診斷的準(zhǔn)確性。即使遠程口頭指導(dǎo)圖像采集過程，也無法完全復(fù)現(xiàn)原本意圖，且嚴(yán)重降低了檢查效率。

隨著具有高速率、大容量、低延遲的5G移動通信技術(shù)出現(xiàn)，使得實時遠程超聲診斷成為可能。本研究所使用的遠程超聲診斷系統(tǒng)由華大智造科技有限公司提供，通過5G網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)醫(yī)師端與患者端的遠程連接。本研究結(jié)果顯示，與遠程會診比較，超遠程會診和遠程義診的帶寬更低，且具有更高的雙向延遲及丟包率，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05）。盡管信號傳輸參數(shù)存在差異，但3種遠程會診的帶寬均＞20 Mbps，同時雙向延遲均＜100 ms，丟包率均＜5%，表明網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)均良好，可執(zhí)行正常遠程操作。該系統(tǒng)采用六軸協(xié)作機械臂執(zhí)行系統(tǒng)，掃描覆蓋區(qū)域850 mm，醫(yī)師端通過仿形探頭控制患者端機械臂，末端探頭與豎直方向最大夾角為70°，軸向旋轉(zhuǎn)角度范圍為-170°～170°。會診醫(yī)師通過靈活的機械臂調(diào)整超聲探頭方位，進而尋找最為滿意的掃描切面，并可實時調(diào)節(jié)圖像參數(shù)，優(yōu)化圖像。本研究結(jié)果顯示，遠程會診的操作滿意度、圖像滿意度和交流滿意度評分與傳統(tǒng)床旁超聲比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義，但超遠程會診和遠程義診的操作滿意度、圖像滿意度和交流滿意度評分均低于傳統(tǒng)床旁超聲，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05），可能與5500 km的超遠距離或車載移動傳輸導(dǎo)致信號質(zhì)量下降有關(guān)，但仍可以滿足臨床診斷需求。在2019年開展的一項隨機多中心臨床試驗中，5G遠程超聲突出的圖像一致率、優(yōu)良率及操作適用性合格率也得以證實［8］。

另外，患者端探頭的接觸力與醫(yī)師端仿形探頭的下壓力保持一致，機械臂遠端設(shè)有壓力傳感器，能夠?qū)崟r記錄壓力數(shù)值。對于不同體型的患者，醫(yī)師可通過適當(dāng)增加或減少機械臂的下壓力來獲取理想的圖像信息，真實模擬現(xiàn)場操作。為避免檢查某些部位（如脖頸部）時用力過度，可預(yù)先根據(jù)不同檢查部位設(shè)置對應(yīng)的機械臂壓力最大值，穩(wěn)定時力靈敏度0.1 N，以免造成患者不適。本研究結(jié)果顯示，5G遠程超聲機器人的探頭壓迫舒適度評分甚至高于傳統(tǒng)床旁超聲，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。但相較于傳統(tǒng)床旁超聲，患者接受遠程超聲檢查時更為緊張，兩者緊張度評分比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），可能更多是出于對新事物的陌生感，隨著該項技術(shù)的開展與普及，這一現(xiàn)象有望得到改善。目前在檢查過程中，我院安排專人在患者排隊接受檢查時預(yù)先進行科普宣教，以有效緩解患者面對機械臂時的緊張度?；谖以含F(xiàn)有經(jīng)驗，超遠程會診與傳統(tǒng)床旁超聲在患者接受度評分比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義，可能與該部分患者均來自克州阿圖什市，文化程度較高，對新鮮事物更易于接受有關(guān)；相反，遠程會診和遠程義診的對象多居住于邊遠牧區(qū)，對5G遠程超聲檢查的接受度評分顯著低于傳統(tǒng)床旁超聲（均P＜0.05）；但在隱私保護滿意度方面，市區(qū)和邊遠牧區(qū)患者評分均高于傳統(tǒng)床旁超聲（均P＜0.05），尤其在涉及身體私密部位檢查時，由于5G遠程超聲現(xiàn)場無需醫(yī)師參與，避免了由于醫(yī)患雙方性別不同帶來的尷尬。

不同于CT、MRI等檢查，超聲檢查更注重醫(yī)師的操作手法，探頭的位置、角度、力度及超聲波參數(shù)的設(shè)置決定所采集圖像的質(zhì)量，進而直接影響對疾病的診斷。以往遠程超聲會診采用非同步模式，最終得到的只有一個診斷結(jié)果，對提高當(dāng)?shù)蒯t(yī)療水平意義不大［7］。在提供遠程醫(yī)療支援的同時，兼顧遠程教學(xué)指導(dǎo)也非常重要，關(guān)于5G技術(shù)在超聲遠程教學(xué)中的應(yīng)用已有相關(guān)報道［9-10］。我院所使用的遠程超聲診斷系統(tǒng)，可以實時語音溝通，不僅能夠指導(dǎo)患者就診，還能通過共享屏幕為當(dāng)?shù)蒯t(yī)師進行現(xiàn)場講解教學(xué)，實時互動，猶如現(xiàn)場觀摩。同時，該系統(tǒng)配備回放功能，可對疾病的典型動態(tài)超聲圖像予以保存，供當(dāng)?shù)蒯t(yī)師反復(fù)觀察學(xué)習(xí)。此外，遠程超聲系統(tǒng)還廣泛應(yīng)用于多種傳染病防治中，如新冠肺炎疫情的診治［11-13］，以及輔助手術(shù)，其中5G遠程超聲引導(dǎo)下經(jīng)皮腎穿刺碎石取石術(shù)率先由我院成功開展并報道［14］。

綜上所述，初步建立5G遠程超聲檢查的臨床應(yīng)用體系，有利于促進我國東部發(fā)達地區(qū)優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源向邊疆地區(qū)有效下沉，是響應(yīng)國家衛(wèi)生健康委員會醫(yī)療體制改革的一次可貴實踐與模式創(chuàng)新。