软式内镜操控机器人YunSRobot对上消化道仿真模型的远程内镜检查研究

目的 评价软式内镜操控机器人YunSRobot进行远程内镜检查的可行性、安全性。方法 由3位已接受机器人培训的医师分别采用3种方法对同一上消化道仿真模型进行内镜检查,即直接使用胃镜进行检查、现场操控机器人检查、远程操控机器人检查各3例,共完成27例次上消化道内镜模型检查操作。其中,远程操控机器人内镜检查步骤如下:安装YunSRobot机器人主端于解放军总医院内科楼消化病区办公室(北京),机器人从端、上消化道仿真模型(日本高研Lm103)安装于中国科学院沈阳自动化研究所机器人实验室,主端通过公共网路云端控制机器人对仿真模型进行内镜检查.所有操作记录各部位进镜时间、总时间、各部位观察情况、人机互动友好情况等,进行对比研究.结果 按照胃镜规范化图像采集标准(涵盖各部位清晰图片共40张),直接使用胃镜组、现场操控机器人组、远程操控机器人组分别获得图像张数为39.9±0.3、39.8±0.4、39.9±0.3,每次均能获得全部5个病变的图像,各组比较差异无统计学意义.远程操控机器人组在十二指肠检查(从进入到退出十二指肠)时间大于现场操控机器人组[(78.2±16.0)s比(68.9±15.8)s, P=0.021];其他各部位进镜时间以及总操作时间,两组间差异无统计学意义.远程操作平均延迟时间为(572.1±48.5)ms,操作流畅,术者无延时感。从清晰时间百分比角度,远程操控机器人组在十二指肠要低于现场操控机器人组[(77.8±8.2)%比(83.9±6.4)%,P=0.024];其他各部位进镜以及总操作清晰时间百分比,两组差异均无统计学意义.远程操控机器人组与直接使用胃镜组的各部位进镜时间分别为:咽部(27.3±4.2)s 比(9.2±1.3)s (P<0.001)、食管(29.7±6.4)s比(19.3±1.6)s (P=0.004)、胃(56.7±17.0)s比(40.3±7.0)s (P=0.003)、幽门(20.2±5.5)s比(9.3±1.3)s (P<0.001);十二指肠检查时间(78.2±16.0)s比(29.3±5.6)s (P<0.001);总操作时间(559.0±87.2)s比(253.1±16.6)s(约相当于9.3 min比4.2 min)(P<0.001);t检验结果显示,远程操控机器人组操作时间无论是在咽、食管、胃、幽门等部位的进镜时间、十二指肠的检查时间,还是总体检查时间均长于直接使用胃镜组,差异有统计学意义.结论 YunSRobot软式内镜机器人具有良好的安全性和稳定性,可顺利实现基于普通网路内镜模型的远程上消化道内镜检查,且操作感流畅、术者无延迟感;远程操控机器人各部位进镜时间和全程检查时间长于直接使用胃镜组,但YunSRobot机器人远程操作完成一个上消化道内镜检查的时间仍在标准内镜检查时间范围内。

便携式消化内镜操作培训模式的初步研究

目的 研究适用于基层医务工作者的上消化道内镜(upper gastrointestinal endoscopy, UGIE)操作培训最佳模式。方法 应用我团队研发的便携式内镜及仿真上消化道模型开展UGIE检查教学培训,并与传统直接临床内镜教学模式对比。在10课时、20课时培训后由带教老师指导两组学员分别完成3例人体胃镜操作,记录操作时间、规范化胃镜图像采集张数,并采用上消化道内镜技术综合评估量表(Global Assessment of Gastrointestinal Endoscopic Skills for Upper Endoscopy, GAGES-UE)进行评分,比较两组差异。结果每组各有4名学员完成教学及考核,两组学员经过20课时培训后各项成绩均优于培训10课时。两组学员培训10课时后,便携内镜教学组UGIE操作时间短于传统教学组[(877.00±104.16)s vs(995.04±105.84)s,P<0.001],GAGES-UE通过咽部操作分项评分高于传统教学组[(3.75±1.15)分vs(3.13±1.08)分,P<0.05];10课时培训后,两组学员UGIE操作规范图片采集张数、GAGES-UE总评分及除咽部操作其他分项评分中差异无统计学意义(P>0.05)。培训20课时后,便携内镜教学组通过咽部操作评分以及维持内镜视野清晰评分高于传统教学组[(4.63±0.65)分vs(3.13±1.08)分,P<0.05;(3.50±0.59)分vs(2.75±0.61)分,P<0.05];而在胃镜检查总时间、规范化采集图片张数、GAGES-UE总评分及3个分项评分(循腔进镜熟练度、顺利进入十二指肠降部、胃镜检查质量)方面两组间差异无统计学意义(P>0.05)。结论 UGIE检查新型教学模式在通过咽部关键部位方面优于传统内镜检查教学模式,其前期培训可在医院外进行,减少培训所需患者例数,更适用于基层医务工作者教学培训。

软式内镜操控机器人YunSRobot在人体胃镜检查中的初步应用

目的评价软式内镜操控机器人YunSRobot在上消化道内镜仿真模型以及人体志愿者中进行胃镜操作的性能。方法应用我们团队发明的YunSRobot机器人接连奥林巴斯GIF-H 260胃镜。由经验丰富的内镜医师操作机器人的双操作手柄对仿真模型和志愿者进行胃镜检查。记录操作时间、各部位观察、人机互动友好等,并与内镜医师手工操作内镜进行对比。结果模型实验中4位医师每人操作机器人操控胃镜及直接手工操控胃镜对仿真模型进行5次操作。机器人组和手工操作组平均操作时间为(626.4±120.7)s与(241.5±24.7)s(t=14.0,P<0.001),机器人组操作检查时间长于人工操作组。但4位内镜医师使用机器人操作由第1例至第5例时间呈明显缩短[(783.5±154.8)、(667.75±85.1)、(582.0±74.7)、(555.0±28.9)、(543.8±29.7)s;F=15.353,P=0.03]。人体实验中3位医师每人操作机器人及直接手工操控胃镜分别为7名志愿者,共计21名志愿者进行胃镜检查。机器人组和人工操作组平均时间为(875.6±179.8)s与(378.8±80.4)s(t=10.278,P<0.001),机器人组操作检查时间长于人工操作胃镜组。但3位内镜医师使用机器人操作由第1例至第7例时间呈明显缩短[(954.7±62.1)、(936.7±116.9)、(968.7±227.1)、(1008.0±229.4)、(876.7±110.5)、(735.0±149.2)、(649.3±81.0)s,F=3.79,P=0.024]。两组均能清晰、熟练地观察食管、贲门、胃底、胃体、胃角、胃窦、幽门、十二指肠第一、二段及乳头。所有操作均无并发症发生。结论YunSRobot软式内镜操控机器人可实现对人体胃镜检查的全面操作。初始学习YunSRobot机器人进行人体上消化道内镜检查时间稍长于标准的人工操作时间,但学习曲线显示应用机器人操作能迅速缩短检查时间、提高操作熟练度,表明该系统具有人机互动友好的功能,易于掌握。