远程医疗在外科学中的研究进展

Advancements in Telemedicine Applications with in Surgical Practice

摘要: 远程医疗(Telemedicine)，作为一种结合通信和信息技术的医疗服务创新模式，在改善医疗服务可及性、降低成本及提升患者体验方面展现出显著潜力。伴随着5G网络、人工智能(Artificial Intelligence, AI)、物联网(Internet of Things, IoT)等技术的快速进展，远程医疗在外科领域的应用得到了广泛扩展。该综述详尽考察了远程医疗在外科学中的最新研究进展，全面覆盖了从术前评估、术中操作指导，到术后随访与康复管理的整个手术治疗流程。本文不仅系统总结了远程医疗在各手术阶段的应用场景与临床效果，而且深入分析了其在提高医疗效率、优化资源配置以及改善患者结局方面的实际作用。此外，文章还探讨了远程医疗在实际外科应用中遭遇的技术挑战、法规限制与伦理问题，并对未来的发展方向及潜在的解决策略进行了展望，旨在为远程医疗技术在外科领域的广泛应用提供理论依据和实践指导。

Abstract: Telemedicine, as an innovative model of medical service that integrates communication and information technology, shows significant potential in improving accessibility of medical services, reducing costs, and enhancing patient experience. With the rapid development of 5G networks, artificial intelligence (AI), and the Internet of Things (IoT), the application of telemedicine in the field of surgery has been extensively expanded. This review thoroughly examines the latest research advancements in telemedicine within the field of surgery, covering the entire surgical treatment process from preoperative assessment and intraoperative guidance to postoperative follow-up and rehabilitation management. The article not only systematically summarizes the application scenarios and clinical outcomes of telemedicine at each stage of surgery but also delves into its practical effects on enhancing medical efficiency, optimizing resource allocation, and improving patient outcomes. Additionally, the paper discusses the technological challenges, regulatory constraints, and ethical issues encountered in the practical application of telemedicine in surgery and looks forward to future development directions and potential solutions, aiming to provide a theoretical basis and practical guidance for the widespread application of telemedicine technology in the field of surgery.

1. 引言

1.1. 远程医疗概述

远程医疗是一种结合通信和信息技术的医疗服务模式，它允许在远距离提供包括在线咨询、诊断、治疗、手术指导及术后管理等全方位服务。随着5G网络、人工智能(AI)、虚拟现实(Virtual Reality, VR)、物联网(IoT)等技术的快速发展，远程医疗从简单的视频诊疗扩展到全面整合患者数据的智慧医疗模式 [1]。自20世纪50年代起，远程医疗技术逐渐发展，从简单的电话咨询到复杂的实时影像指导，尤其在COVID-19疫情期间显现其必要性。它在改善医疗服务可及性、提升医疗效率和降低医疗成本方面发挥了重要作用[2]。尤其在偏远地区和资源匮乏环境中，通过远程技术使患者与专家无缝连接；此外，远程医疗还展示了其在个性化医疗、慢性病管理、术后康复监测和紧急情况下跨区域救援的潜力[1]。

1.2. 远程医疗在外科领域的应用

在外科领域，远程医疗技术覆盖了术前、术中和术后管理全流程,如在术前：通过在线评估和术前教育，改善患者的术前准备并优化风险评估。多学科团队可实时讨论病例，特别是在需要专家意见的复杂病例中[3]，在术中：远程手术结合机器人技术、虚拟现实和5G网络使跨区域的专家指导成为现实；实时操作支持在资源有限的医疗机构中也得以实现[4]，在术后：远程随访通过视频会诊和患者报告结果实现对患者恢复情况的实时监测，减少了患者的再入院率和术后并发症[5]。本综述旨在总结远程医疗在外科领域的最新研究进展，分析其在术前、术中及术后不同阶段的具体应用场景和效果，并探讨其面临的挑战及未来发展方向。

2. 术前远程医疗

2.1. 术前评估

远程医疗在术前评估中展现了显著优势，尤其是在疫情期间。研究表明，通过远程会诊平台进行术前评估能够有效收集患者病史、术前检查结果和风险评估数据，并为手术规划提供支持[6]。研究表明，远程术前评估在某些情况下可替代传统的面对面评估。例如，针对肥胖手术术前评估的研究发现，在手术延迟(mean [SD] minutes, 7.8 [25.1] vs. 4.2 [11.1] P = 0.002)、术后不良事件率(30天内主要不良事件率3.8% vs. 1.6% P = 0.001)以及住院时间(mean [SD] days, 1.9 [1.1] vs. 2.1 [1.0] P < 0.001)等方面表现不劣于传统组，同时也减少了患者往返医院的时间和成本[7]。

2.2. 术前患者教育

通过远程医疗平台进行术前教育，可以有效地提供给患者必要的手术信息和准备指南。在COVID-19大流行期间，一项研究评估了远程术前评估的技术和医学可行性，麻醉师使用高分辨率的触摸屏和手写笔，与患者进行视频交流使得患者能够在舒适的家庭环境中接受教育，从而尽可能帮助减轻他们的术前焦虑。发现通过远程咨询，93.7%的麻醉师认为远程术前评估与现场会议相当。此外，98.2%的患者认为远程咨询与现场会议一样便捷，97.9%的患者表示愿意再次选择远程咨询。远程咨询的另一个显著优点是节省了患者的时间，中位数旅行时间节省为60分钟[IQR 40~80]。这些研究表明，视频教育和远程互动咨询为患者提供了便捷的教育机会，同时显著减少了患者往返医院的时间和成本[8]。

2.3. 减少术前会诊的时间与成本

远程医疗能够显著减少术前会诊所需的时间与成本。一项在德国进行的研究显示，通过远程会诊平台，患者平均节省了60分钟的通勤时间，医疗团队的平均会诊时间也由31分钟缩短至19分钟[9]。此外，近期在法国进行的一项前瞻性观察性多中心研究，对375名患者进行医疗经济影响评估，患者远程会诊的成本(1.49欧元[IQR 0.8~1.99] vs. 34.81欧元[IQR 14.01~91.7] P < 0.001)方面，远程会诊医疗成本明显低于面对面会诊，远程术前会诊在提高患者满意度以及减少医疗成本方面具有明显优势[10]。

2.4. 疫情期间的应用经验

在COVID-19大流行期间，远程医疗在保持医疗服务连续性和安全性方面发挥了关键作用。它被用于替代常规的术前会诊和教育模式，保护患者和医疗人员免受病毒暴露风险[11]。研究表明，远程医疗不仅降低了院内感染的风险，还促进了手术前的多学科合作和高效的患者筛查[12]。

3. 术中的远程医疗

在手术实施阶段，远程手术、机器人辅助手术、5G网络和增强/虚拟现实技术的结合，正在为现代外科手术带来革命性的变化。

3.1. 远程手术与机器人辅助手术

远程手术是指通过远程控制技术，允许外科医生在距离患者较远的地方进行手术。与传统手术相比，远程手术减少了地理距离对手术的限制，使得专家能够在全球范围内为患者提供高质量的手术操作，远程手术尤其适用于高风险的患者或偏远地区的患者。这项技术被广泛应用于机器人辅助手术中，其中最著名的是达芬奇手术系统[13]。

3.2. 5G技术在远程手术中的应用

5G技术由于其超低延迟和高速传输能力，已经成为远程手术的关键技术之一。5G使得手术中的数据传输速度得到极大提升，极大地减少了因网络延迟导致的操作不精确性，提供了实时的远程指导和操作[14]。通过5G网络，专家可以在不同地点实时指导操作，进行复杂手术的远程指导，为全球合作和医疗资源共享提供了技术支持[15]。

3.3. 增强现实/虚拟现实(AR/VR)技术的结合

增强现实(Augmented Reality, AR)和虚拟现实(VR)技术在远程手术中的应用，增强了手术的沉浸感和操作的精确性。AR/VR技术通过提供三维视觉反馈、虚拟手术模拟和术前规划，帮助外科医生进行术前规划、手术模拟和实时决策[16] [17]。

3.4. 远程指导

远程指导使得经验丰富的外科专家能够通过视频监控、实时反馈或可视化标注，对正在进行的手术提供即时指导。专家通过远程观察、实时指示手术流程，提升初学者或技术较弱者的操作技能[13] [15]，还可以弥补偏远地区缺乏专业外科医生的不足，尤其是对复杂手术操作的支持[15] [18]。

4. 术后随访和患者管理

4.1. 减少患者返院需求

研究表明借助智能手机的远程医疗能够有效缓解患者术后随访的压力。例如，通过远程评估术后伤口，85%的患者无需紧急治疗，46%的患者接受了药物治疗，而39%的患者未需要进一步干预[19]。此外，远程监测系统的引入在脊柱手术患者中也取得了显著成效，一项研究评估了2018至2022年间接受内镜脊柱手术的患者应用远程医疗评估术后情况，结果显示干预组患者作为门诊患者的比例明显更高[14.78% vs. 29.2% vs. 37.62% (P < 0.001)]。此外，干预组患者在术后3个月的随访依从性显著提高[74.78% vs. 40.14% vs. 37.13% (P < 0.001)]，且住院随访次数更少[0.5 ± 0.85 vs. 1.32 ± 0.8 vs. 1.33 ± 0.7 (P < 0.001)] [20]。

4.2. 术后监测

远程医疗通过实时数据采集与分析，实现了更高质量的术后监测。研究发现，使用智能手机应用程序的远程监测可以显著提高术后并发症的早期检测率。在整形外科的应用中，患者通过远程应用程序监测伤口愈合，满意度和健康恢复效果均达到了与标准随访相当的水平[21]。通过患者上传术后伤口照片，医疗团队能够快速评估伤口愈合情况并调整治疗方案，这种方法既提高了患者参与度，也增强了随访依从性[22]。

4.3. 改善满意度

患者满意度的提高是远程医疗的另一显著成效。研究表明，在膝关节镜手术后，患者对远程医疗随访的满意度评分与传统随访相当(9.77 ± 0.60 vs. 9.79 ± 0.53; P < 0.001)，显示了患者对远程医疗服务的认可[23]。此外，通过移动设备进行随访，护理者的满意度评分为3.92 ± 0.28 (4分满分)，92%的护理者在术后评估中表示，他们愿意在未来继续使用仅限远程医疗的术后评估[24]，此外，近期在法国进行的一项前瞻性观察性多中心研究，对375名患者进行满意度评估，患者对远程会诊的满意度中位数为10.0 [IQR 8.25~10.0] [10]。这表明，远程医疗在提升患者和家庭的满意度方面显示了巨大潜力。

4.4. 移动应用在术后伤口监测中的应用

患者通过应用程序上传伤口照片，临床医生可以实时评估伤口恢复情况，并迅速调整治疗方案。这种方式在提升患者自我管理能力和降低并发症发生率方面表现尤为突出[25]。系统性文献回顾显示，基于智能手机的应用程序可以有效提高患者的健康管理能力和医疗服务的覆盖面[22]。

远程医疗通过减少患者返院需求、提升监测效果和患者满意度，已经成为术后随访管理的重要工具。

5. 远程教育和培训

5.1. 远程指导

远程医疗为医学教育和培训提供了全新的平台和方式，尤其在外科医生的培训和案例讨论中发挥了重要作用。在外科医生培训方面，远程指导是关键技术之一，通过实时视频传输和交互技术，经验丰富的外科医生可以有效指导新手外科医生完成复杂手术操作。例如，Proximie平台被广泛应用于外科教育，通过实时操作指导和虚拟操作记录库支持住院医生的持续学习，在COVID-19大流行期间尤其发挥了显著作用[26]。此外，虚拟学习和模拟技术的结合显著拓展了教育资源的覆盖面。例如，在妇科肿瘤学领域的研究中，77%的学员希望在后疫情时期继续使用在线学习平台，89%的学员认为结合虚拟解剖和模拟实验室的学习更为有效[27]。

5.2. 远程案例讨论及知识传播

远程医疗为多学科团队协作提供了数字化平台，有效促进了知识共享和专业能力提升。例如，MedShr平台允许医疗团队在保护患者隐私的前提下，进行安全的案例讨论，从而实现专业知识的共享和实际操作经验的传播[28]。此外，通过远程手术课堂和交互式教学，学生能够更高效地掌握手术技能。在波兰的一项研究中，95%的学生认为远程手术直播对学习外科学具有重要价值，同时手术室内人员的减少有效降低了感染风险以及保证外科手术的安全性[29]。技术的进步为远程医疗在术医学教育中的发展提供了更多可能性。增强现实(Augmented Reality, AR)技术作为一种创新工具，在远程指导和手术教育中得到了广泛应用。例如，使用AR技术，远程指导医生可以实时在操作屏幕上标注或显示操作步骤，从而为外科医生提供沉浸式学习体验[30]。与此同时，5G技术的普及大幅改善了远程教学和手术直播的网络延迟问题，使跨区域远程指导更加顺畅[13]。远程医疗通过创新的技术手段和数字化平台，极大地拓展了术医学教育的方式和范围，不仅为外科医生提供了高效的培训工具，还促进了多学科团队之间的知识共享与协作。

6. 远程医疗的技术支持与发展

6.1. 核心技术

远程医疗在技术支持与发展中得益于多项核心技术的快速进步，包括增强现实(Augmented Reality, AR)、虚拟现实(VR)、机器人辅助手术和物联网(IoT)的整合。AR和VR技术为远程手术提供了沉浸式的操作体验，通过结合3D摄像和深度压缩技术，帮助外科医生在远程操作中获得更精准的视觉反馈[31]。机器人辅助手术技术在远程手术中的应用也显著提升了手术的成功率与稳定性。例如，一项基于5G网络的远程腹腔镜手术实验表明，其平均网络延迟仅为264毫秒，且操作精准，验证了机器人辅助手术在复杂手术场景中的潜力[32]。此外，物联网的引入通过智能传感器和云平台实现了患者健康数据的实时共享与远程监测，进一步提升了医疗资源的利用效率[33]。

5G网络的应用为远程手术提供了必要的技术支持，其超低延迟、高带宽和可靠连接特性能够满足远程手术近乎零延迟的需求。在一项远程脊柱手术的研究中，基于5G网络的手术操作偏差仅为0.76毫米，显示出极高的操作精准性和稳定性[34]。此外，5G技术在远程手术、机器人辅助虚拟病房和实时监测中的广泛应用，有效弥补了区域医疗资源不足的问题，为医疗服务的公平性提供了技术保障[35]。

6.2. 数据安全与隐私

远程医疗需要应对手术视频传输和患者信息存储中的多重挑战。混沌加密技术(如Modified Advanced Encryption System)在保障高效加密的同时显著降低了处理延迟，提升了数据传输的安全性[36]。同时，结合生物识别和多因子认证的安全机制，不仅能有效防止恶意攻击，还能在保持低延迟性能的基础上进一步提升安全等级[37]。此外，像SecureSurgiNET这样的数据管理框架，覆盖了手术前、术中和术后的隐私保护，提供了身份认证、数据完整性维护和后续数据归档的全面解决方案[38]。远程医疗的技术发展正在不断推动其在外科学中的广泛应用。核心技术的进步(如AR/VR、机器人辅助手术和IoT的整合)和5G网络的引入极大地提高了远程手术的精确性和可靠性。同时，数据安全与隐私保护措施的优化为远程医疗的可持续发展提供了强有力的支持。

7. 远程医疗的优势及挑战

远程医疗在外科学中的应用展现了显著的优势，尤其在改善偏远地区医疗可及性、降低医疗成本以及提升患者满意度方面。首先，远程医疗通过电子通信技术弥补了地理和医疗资源分配的不均，显著改善了偏远地区的医疗服务。例如，在山地和森林等区域，远程医疗有效解决了交通困难和设备运输不便的问题，大幅提高了患者获得医疗服务的可及性[39]。此外，通过减少患者差旅时间和费用，远程医疗显著降低了医疗成本，一些研究显示其平均节省患者约25%的相关支出，包括交通和误工费用[40]。与此同时，患者对远程医疗的便捷性和实用性给予了高度评价。例如，在一项覆盖48,144名患者的研究中，90%以上的患者表示远程医疗节省了时间，减少了等待，并愿意继续使用这一服务[41]。

然而，远程医疗的发展也面临技术、基础设施、法律和伦理等多方面的挑战。首先，技术与基础设施的局限性显著限制了远程医疗的普及。偏远地区的网络覆盖不足、设备昂贵以及信息通信技术培训缺乏，都对远程医疗的应用构成了障碍[42]。其次，数据隐私和安全问题是远程医疗的核心挑战之一。尽管现代加密技术和多因子认证在提高数据保护方面有所进步，但患者对个人信息的泄露仍然心存疑虑，尤其是在远程手术和数据传输过程中[43]。此外，远程医疗还涉及责任划分、知情同意和公平获取等复杂的法律与伦理问题。例如，远程手术中医师的责任归属不明确，可能引发医疗纠纷。而对于少数族裔或老年患者，由于技术障碍或文化差异，他们在接受远程医疗服务时可能面临不平等对待等问题[44]。为确保远程医疗可持续发展，需克服技术、基础设施及法律与伦理方面的挑战。这要求在政策支持、技术创新和数据保护标准方面进一步努力，以推动其全面普及。

8. 未来展望及建议

远程医疗在外科学中的应用前景广阔，但为了更好地实现其潜力，需要在标准化、技术开发以及政策和法律框架的完善等方面做出进一步努力。首先，推进远程医疗在外科学中的标准化和规范化至关重要。统一的行业标准和操作规范能够确保远程手术的安全性和可靠性，并促进国际间的医疗协作和资源共享。全球化的远程医疗标准化体系将提升其在不同地区的普及度和可持续性。

其次，开发多功能、低成本且高安全性的技术平台是远程医疗发展的核心方向。未来的平台应整合增强现实(AR)、虚拟现实(VR)、机器人辅助手术和物联网(IoT)技术，以满足外科学不同场景的需求。同时，5G和人工智能技术的应用将进一步降低远程手术的延迟，提高操作精准度和稳定性。为了扩大远程医疗的覆盖范围，降低设备成本和提升设备的操作性将显得尤为重要，使更多患者和医疗机构能够从中获益。

此外，政策与法律框架的完善也是推动远程医疗发展的关键环节。明确的法律规定需要解决远程手术中的责任划分问题，特别是在术中发生意外时如何界定医生、技术提供商和医疗机构的责任。

同时，为了有效应对远程医疗中的数据安全和隐私保护挑战，我们可以采纳一系列具体的技术和管理策略。首先，应用端到端加密技术确保数据在传输过程中的安全性，防止数据在传递给最终接收者之前被第三方读取或篡改。此外，实施多因素认证可以大幅提高系统的安全性，要求用户在访问敏感数据时提供两种或以上的认证方式，有效减少未授权访问。

为保持系统的高安全标准，定期进行安全审核和合规性评估是必不可少的。同时，建立严格的数据访问控制政策也十分关键，我们可以通过实施基于角色的访问控制系统来授权特定的医疗人员才能访问患者的敏感信息。此外，提高患者和医疗人员对数据隐私的意识也是非常重要的。通过定期的教育和培训，加强他们对远程医疗工具安全使用的知识和技能，同时教育患者了解他们的数据权利。

最后，确保所有用于远程医疗的设备和软件都符合当前的国际安全标准，并且定期更新，以防范新出现的安全威胁。通过以上这些措施，可以有效地解决远程医疗中的数据安全和隐私保护问题，增强患者对远程医疗服务的信任，从而提高数据及隐私安全性。

为了支持远程医疗的广泛应用，加强多学科协作和教育培训也不可或缺。远程医疗的推广需要技术专家、外科医生和政策制定者的共同努力，同时还需为医疗从业人员提供远程技术的操作培训，以确保其应用的安全性和有效性。此外，建设基于远程医疗的教育平台，可以为外科医生提供实时学习和技能培训的机会，从而提高医疗服务整体水平。

最后，鼓励研究机构和医疗机构开展试点项目，有助于探索远程医疗在外科学中的更多可能性。这些试点项目不仅能够识别当前应用中的挑战，还能为后续的改进提供重要依据。通过长期随访研究评估远程医疗的效果，可以更全面地了解其在患者健康结局、成本效益和服务满意度方面的表现，为进一步推广提供科学支撑。

远程医疗在外科学中的未来发展需要标准化的规范、多功能技术平台的支持以及完善的政策和法律保障。这些措施将帮助克服当前的挑战，并推动远程医疗成为外科学领域的重要组成部分，从而实现更高效、公平和安全的医疗服务。

NOTES

^*第一作者。

^#通讯作者。