破壁“高时延” 低空卫星助力远程手术再上新阶
——刘荣团队突破远程卫星手术时延壁垒
近日,在河北雄安新区移动手术车里,解放军总医院肝胆胰外科医学部刘荣主任双手沉稳地操控着机械臂。屏幕上,清晰地显示着数百公里外——北京市解放军总医院第一医学中心手术室的实时画面。随着刘主任指尖轻动,经由头顶数百公里轨道上运行的低轨卫星搭建的通信链路,指令精准抵达了北京手术室。那里,一台手术机器人的机械臂应声而动,流畅而精准地在患者腹腔内穿梭、剥离、切割,直击病灶核心。30分钟后,这场“空天地协同”手术宣告成功——刘荣主任团队首次将低轨卫星通信技术应用于临床,意味着远程手术领域又一次迎来新突破。
以往,远程卫星手术依赖的是距离地球约3.6万公里的静止轨道卫星。遥远的距离带来了信号传输时延,医生的操作指令传到手术机器人会有“卡顿”,患者的关键生命体征数据反馈也滞后。这种“延迟感”如同无形的墙,严重限制了手术的安全性和医生操作的灵活性,让复杂精细的远程手术风险倍增。
刘荣团队敏锐地将目光投向了在距地球仅160至2000公里轨道上飞驰的低轨卫星。距离的大幅缩短,带来了革命性的变化:信号传输时间显著降低。手术中,医生的每一个细微操作指令都能“即时”传递到手术机器人;患者的血压、心率等生命体征数据也能“瞬间”反馈回医生眼前。这种近乎“零延迟”的交互,极大提升了手术的实时性和操作准确性,让远程手术的效果无限接近现场手术。
“低轨卫星带来的优势远不止于速度。这项技术‘不依赖地面基础设施、不受地质灾害影响、不受地理时空限制’,具备全面的覆盖能力。无论是偏远山区、沙漠,广袤海洋上的船只,能看见天空的地方理论上都能接入这套远程手术系统,及时获得救治。”刘荣主任说。
低轨卫星远程手术将有力推动了优质医疗资源的均衡布局,借助低轨卫星通信技术,顶尖医疗专家的技术能够跨越地域限制,精准触达偏远地区患者,极大提升了医疗服务的可及性与公平性,为构建更加完善、安全的医疗保障体系夯实基础。这不仅体现了我国在医疗技术创新方面的领先地位,还为区域间医疗协同发展开辟了全新路径。通过远程手术技术,优质医疗资源能够更高效地向基层和偏远地区辐射,促进区域间医疗资源的均衡发展。
据悉,刘荣主任牵头组建的跨学科交叉创新团队在远程手术领域积累了丰富的实践经验。早在2018年,进行了国际上第一次5G远程手术动物实验,在50km外顺利完成猪的肝脏楔形切除;2020年,利用5G技术远程操作达芬奇手术机器人,将700多公里外的鸡蛋膜剪开、再缝合,倒置后没渗漏出一滴液体;2024年12月27日,借助亚太6D高轨道通信卫星,成功完成全球首例基于卫星通信链路的超远程手术。时至今日,低轨卫星远程手术的创新完成,又一次验证了依靠我国自主研发的通讯技术,结合机器人手术系统开展高难度复杂远程外科手术的可行性、安全性和有效性,成为我国医疗技术与信息技术相结合的一次重大突破。
“借助卫星通信技术,远程手术能将几千公里的距离缩短至几米,也就是手术机械臂与电线的距离。未来,我们将会持续推广创新术式和标准化手术流程,让医疗技术造福更多患者,让优质医疗服务跨越地理界限,真正实现全普及全覆盖。”刘荣主任说,摆脱了时间和空间的束缚,医生的“手术刀”可以伸向千里之外。