5G技术在医院管理中的应用

杜孟凯,王 蕾,张国君,张 维

(1.首都医科大学宣武医院宣教中心,北京 100053;2.首都医科大学宣武医院党委办公室,北京 100053)

2018年4月28日，国务院办公厅发布《关于促进“互联网+医疗健康”发展的意见》，明确提出在医疗服务、公共卫生服务、家庭医生服务、药品供应保障服务、医疗保障结算服务、医学教育和普及服务、人工智能应用服务等七大方面的互联网技术深度介入的场景。近年来，随着通信技术的不断发展，尤其是5G技术的到来，将为医院的智慧化建设带来进一步的变革。本文将从医院应用的角度出发，对5G网络技术的应用场景及发展前景进行分析。

1 5G技术特点与医疗行业应用优势

1.1 5G无线网络技术特点5G即第五代移动通信网络，是通信行业的一次重大技术变革。其高速率、高容量、低时延的显著特点，能够更好地满足医疗行业的网络应用需求。5G不只是网络性能方面的提升，其主要建设目标是解决“物物互联”和“人物互联”问题，将人与人之间的通信扩展到万物连接，通过终端用户始终在线(Always-on)的方式，提升移动网络所覆盖的深度和广度，打造全连接的智能化社会。

1.2 5G技术在医疗行业的应用优势近年来，各大型公立医院以第五代医院为建设目标，以质量、安全、舒适和医疗资源平台共享为核心价值，突出高效运营管理，注重医院服务效果[1]。医疗行业未来将受益于5G的优势，将物联网、大数据、人工智能、云计算等信息技术手段应用在健康管理、智能终端、大数据辅助诊治、教育教学等多个领域，提升患者就医体验，协助医务人员更好地完成工作任务，并承担着整合优质医疗资源，缓解我国医疗资源总量不足、资源配置不均衡的问题，促进优质医疗资源下沉的重要任务。目前，国际标准化组织3GPP已经为5G定义三大应用场景：增强移动宽带、海量机器类通信、低时延高可靠通信。而这正好涵盖医院工作的方方面面。

2 5G技术在医院中的应用

2.1 实施全周期体征监测 提高医疗服务质量5G可以更好地支持连续监测和感官处理装置，其毫米波技术因为模型大小的独特性，可以实现小型化发展，从而让体积小、耗材少的医用可穿戴设备能够成型[2]。5G高容量特点可以使更多的医疗物联网(IoMT)设备接入，并支持医疗物联设备不断收集患者实时数据，随着可穿戴智能设备的进一步发展，无论是在院内住院的患者还是社区的随访患者、高危人群的健康数据都会被持续记录监测下来，可以使医院提供真正意义上的全方位、全周期的健康医疗服务。以5G为基础建立的新型HIS系统(医院信息管理系统)，能够持续监测患者生命体征，而且还能依此出具相应的全科体征表、护理评估单等，并完善电子健康记录(EHR)相应内容，通过AI模型对患者进行主动监测，可以在必要时给予医务人员治疗、护理方案方面的建议；针对出院患者和随访患者，IoMT设备可以为医生在院外安上一双眼睛，提供实时有效的患者健康数据，并在手机、平板等设备上为患者提供个性化的健康管理方面指导；在5G的高可靠性和低延迟性保障下，通过IoMT设备的GPS定位功能、体位传感器可以有效防止住院患者走失、跌倒等情况的发生，在患者意识丧失需要抢救的情况下，可以将遇险信号和生命体征传到附近的医院，使患者在时间窗内得到及时抢救。

2.2 开展远程会诊和诊断 拓展医疗服务半径5G技术将为现有的远程会诊和诊断带来全方位的服务升级，将在很大程度上满足传统4G及固网无法达到的实时、稳定、高质量的传输需求，让大型三甲综合医院医疗服务半径得到进一步的延伸。5G网络的应用，可有效提升网络传输质量，其eMBB特性(Enhanced Mobile Broadband)可改善远程会诊的交互效果[3]，实现4K乃至8K超清视频、AR/VR(虚拟现实技术/增强现实技术)视频问诊，并可以实现电子病历、医学影像、生命体征等数据的同步传输，使医生可以更加精准地了解患者的身体情况，有效提升远程诊断的准确率和医疗指导效率。特别是在远程超声检查方面，与CT、MRI等静态影像不同，超声得到的是基于时间序列的动态影像，超声影像在传输过程中任何一帧画面的丢失，都有可能造成误诊、漏诊的严重后果，因此传统上患者必须现场接受超声医生检查后才能得到诊断意见，当前，基于4G信号的传输通路面临着信号延迟较严重的问题，且带宽较窄不能满足远程超声机器人长距离、实时、高分辨率、低延迟的要求[4]，而5G技术的应用使超声远程诊断成为可能。

2.3 实现远程手术 降低患者就医成本利用5G远程手术，可以有效降低患者到大城市三甲医院就医的经济和时间成本，使偏远地区的患者也可以便捷地获得专业医疗服务，缓解医疗资源分配不均的问题，使更多的患者受益。据人民日报报道全国首例基于5G的远程人体手术——帕金森病“脑起搏器”植入手术已在中国人民解放军总医院海南医院成功完成。相关研究表明，200ms左右的网络延迟对于复杂手术、精细手术即可引发致命的后果，由于传统网络技术的限制，信号间传输的延迟和不可靠性极大地限制远程手术的临床应用推广。在基于5G网络环境的远程手术过程中，床旁机械臂操作平顺灵活，主、从跟踪性，以及主、从一致性好，从手电机能够在较小的延迟时间之后很好地跟踪主手电机。移动执行器末端运动指令到机器人臂末端平均延误时间<150 ms[5],并可利用结构光技术实现远程3D手术，使手术医生能更准确地掌握患者的解剖结构，更精确地完成手术。基于5G技术还可以实现与患者进行实时对话，掌握患者实时生命体征数据等特性，使神经外科术中唤醒等特殊手术也可以在远程开展。

2.4 优化诊疗流程 提升患者就医获得感目前北京市属三甲医院均积极落实改革与改善同步的发展理念，依托移动通信技术开展微信预约挂号、自助一体机移动支付缴费、院内导航、微信查看检验结果等一系列优化诊疗流程的服务。在5G网络下，诊疗流程将进一步优化，患者就医获得感将持续提升。能够有效解决当前门诊便民服务中经常出现的信号弱、系统响应延迟等问题，进一步提升门诊服务水平；脑卒中患者发现越早救治越及时，康复的概率越高，其中关键的是及时进行头部CT扫描，明确脑卒中类型[6]。由宣武医院牵头的互联网医疗诊治技术国家工程实验室致力于利用5G技术开展卒中急诊流程优化，所研发的全国5G车载CT移动卒中单元，车载有4K高清视频系统、CT影像信息、电子病历信息、心电仪、呼吸机、监护仪等，可在车上进行CT扫描并通过5G网络实时将数据传输到医院，使得患者在转运过程中就能及时获得诊断治疗方案，将救治工作由院内转到院外，治疗“前移”，极大地保障患者的生命安全，降低死亡率和致残率。

2.5 智慧药学服务 保障患者用药安全随着公立医院体制改革，药师依靠技术，为患者提供精准用药服务，发展药学学科，成为普遍认可的药学可持续发展路径。在现有的条件下，医院的处方审核还有赖于人工审核和药品说明书指导。5G+AI(人工智能)技术的应用有望实现智能化、自动化的智慧药学服务。目前AI已经在药物不良反应(ADR)挖掘、上报及监测方面展现出显著的优势[7]，结合可穿戴数据的生命体征、血药浓度等方面的实时监测，在未来有望开展AI辅助用药指导、AI辅助下的ADR主动监测等工作，进一步实现“药无伤害”的目标。

2.6 进行远程教学 优化医学人才培养模式5G技术服务于医学教育，可以实现学习者需求和管理运营高效协同，实现各学校供需的智能协同，以更有效地实现供需匹配[8]，更好地促使优质医学资源下沉，为医学教育改革和大数据应用带来新动力。5G的高覆盖率低使用成本和运营成本，可以扩大医学教育的覆盖人群，实现上至三甲医院医务人员下至基层社区医务人员的全方位培训，为城市、农村、山区等不同地域环境的人群提供公平教育的机会。利用5G高速率方面的优势，结合VR、超高清远程视频等技术的应用将为师生们提供沉浸式体验教学、远程互动教学、虚拟操作培训等多种新型培训模式，有利于针对受教育对象的业务需求和认知水平，实现更专业化、更精准化的教学。

3 讨 论

目前，我国医院的移动网络技术应用仍处于初级阶段，仍存在顶层设计缺失、安全性不足、专业技术人才短缺方面的种种问题，这些已有的问题在5G应用场景下将被进一步放大，这些问题如何得以解决值得思考。

3.1 顶层设计决定5G应用推进速度顶层设计的缺乏是阻碍5G技术在医院中应用的首要因素。医改最基础性的工作就是医疗信息化的顶层设计，但是顶层设计从2003年、2004年在医疗领域的最初提出到现在，10余年过去了，至今国家在医疗信息化方面仍无标准可寻[9]。从技术角度来说，很多移动医疗相关设备的监测数据已经非常精确，完全可以满足诊断需要；然而从政策角度来说，所有的医疗器械都必须满足国家食药监局相关管理规定，否则不能在医疗活动中使用，由于相关标准缺失，很多移动医疗相关设备并没有经过认证，因此，无论其数据有多么准确，都不能被录入到电子病历系统，也不能被用来作为诊断的依据。由此使得大量资金投入，却变成信息的孤岛，信息既不能互通，又不能互联，更不能共享，这就无法真正发挥5G移动通信技术作用。

3.2 网络安全问题应引起重视5G的网络安全水平虽然有了很大的提升，但并不能完全填补所有的安全漏洞，这可能导致患者在就医过程中被不法分子进行网络攻击而承受资金损失、信息泄露方面的风险；另外，在5G应用场景下，部分医院核心数据将被存储在手机、PDA(手持电脑)、移动推车等移动终端上，数据的安全性更加难以管控，如设备丢失、IM(即时通信)类软件文件分享、USB存储设备拷贝、明文传输被监听、中间人攻击都会造成数据安全方面的问题；相比于传统的医院内网信息系统，移动APP的应用服务器很多都部署在公网，应用服务器的IP信息暴露，将使得黑客可以通过扫描手段探测服务器，发现可用的操作系统、中间件、数据库、应用服务的脆弱点，进而采用攻击和入侵手段，窃取敏感数据[10]。

3.3 人才储备亟待加强目前，多数医院信息部门缺少IT、医疗、管理专业的复合型人才。大部分医院的信息化建设人员和相关应用工具的开发者普遍由网络计算机方面专业的人员组成。大部分人只具有计算机及网络技术方面的背景而没有医学背景。这类人员虽然在信息化建设方面有较高的技术优势，但在行业解决方案能力上存在欠缺，由于对医院管理体系、医务人员工作流程和医疗卫生知识不了解，不能满足临床工作中的实际问题；另一方面医院的临床一线职工，医学基础较为深厚，但缺乏信息技术相关知识，且因缺乏相关学习平台，很少参加5G等前沿信息技术的相关培训，所掌握的信息技术知识仅仅能满足该院信息系统的日常使用，由此造成医院临床工作人员信息化知识储备和技术水平落后。