5G在医疗行业中的应用

2021-01-16占夏莲

数字通信世界 2021年11期

占夏莲

（海南中京南方信息工程有限公司，海南海口 570125）

现如今，5G商业化进度正持续加快，其高速度、低时延以及高容量等特征，将全面推进远程医疗、智能驾驶以及智慧城市出现在人们生活中。世界第一例5G远程外科手术检测在福建顺利完成，医生利用5G网络实时传送术中信号，远程管理50km外的机器人，对测试动物进行肝小叶切除。术中顺利展开，为以后5G远距离外科开刀的临床应用打好了基础。

1 医疗行业方面5G技术的运用

1.1 远程救治

这项功能对多方联动、远距离合作的要求很高。现如今，远程救治发展尚不健全，在5G技术推广后，依靠稳固的高速率视频传送与VR影像，能够充分突出急救车的移动功能，进到应急救援场地，取得“现场-救护车-本地医疗机构-支持医疗机构”的持续、实时、多方合作的远程救治，能迅速了解病情、立即指导途中治疗、提早安排救治资源，为患者开启绿色生命之路。

1.2 移动医护

这是“5G+医疗”的另一种特殊场景，Wi-Fi具有的网络安全性低及可靠性差现象，会随着5G技术的推广慢慢被化解。医护工作者能够借助手持5G设备，能够通过移动化的方式对体征信息、影像信息进行搜集，并对所搜集的信息进行高速化的传输和共享，开展移动超清视频咨询活动，由此可以显著改善医护工作者的查房效率，并使护理服务工作质量得到大大提升。同时，对于传染病和放射科等其他区域的医护工作人员而言，通过先进的手持5G设备也能够通过操控医疗辅助机器人进入指定病床，在确保医护工作者安全的基础上，完成远程护理任务。

1.3 5Ge MBB可以削减出门就医的麻烦

5G技术有望带来新型的、加强的eMBB信息传递速率与高效衔接，会让医生可以同步研究与分析海量患者的医疗资料，且为患者制定个性化的救治计划。eMBB还能够支撑个性化医保运用与沉浸式体验，像VR与视频直播。缺少病床信息的医疗机构或诊所中的医生能够利用这类设备，基于3D/UHD视频远距离呈现和UHD视频流来控制远距离仿真护理。该服务将消除乡村和偏远地方患者的时间消耗与路程阻碍，就算医生不在附近，患者同样可以获得良好的救治。

1.4 MR远距离会诊和高清术中引导

5G背景下，使MR远距离会诊和高清术中引导变成医疗行业最早获益的场景。原来的远距离会诊基于有限传递完成视频通信，其非移动性与QoS制约了远距离会诊的推广。依靠5G技术的远距离会诊则基于5G高速的网络传递速度，能支撑4K/8K的远距离高清会诊及医学影像信息的高速传送和共享。移动条件下，医生还能浏览远程传送来的人体数字影像和从医疗云下载的信息、电子病例等内容，多角度掌握病人病情，实施引导现场医护工作者对病人动手术或是急救；医生也能够利用VR/MR智能医疗设备，根据病人术前做的各种X光、计算机断层扫描与看病记录，把病人的骨头、血管以及神经系统等仿真成像，借助信息手套等设备与传递的图像视频实现远程术中引导或是会诊，提高诊断精准度及引导效率，促使先进急救资源下沉。

2 “5G+医疗”的发展方向

2.1 终端层

近年来，在医疗行业中，智能化医疗仪器和终端工具的应用与来越广泛。5G医疗框架的终端层涉及病患手机、操控移动终端、医护PAD以及无线医疗设备四大部分。其中，无论是医疗领域中的视频搜集设施、远程会诊视频设施，还是日常查房手持式PAD工具以及可穿戴工具等智能产品，都能够以统一5G通用模组形式，促使医疗产品具有衔接5G网络的性能。依靠5G网络，能够一体化的集成医院中的移动医护服务站、检查仪器设备以及检验设备，在检查检验工作中充分发挥移动式无线设备的优势，并实时、持续与长期检测病人的生命体征，且把获得的生命体征信息与危机报警内容通过5G通信模式传递给医护工作者，让他们实时了解病人当下状态，作出准确的病情预判及处置。

2.2 网络层

5G基站、5G承载网以及5G基站共同构成了5G医疗整体架构中的网络层，能够对数据信息进行可靠和实时性的传输。作为传输媒介，网络层将5G技术的优势和先进性充分体现了出来，借助对各种类型运用场景内共享或独立网络的分配，可以支持通信主体间信息的高质量传递。随着5G时代的出现，医生可以同时研究与分析大量病人医疗资料，且为病人带来个性化诊疗。而且，5G包含eMBB、uRLLC与mmtc三个场景。eMBB指增强移动宽带，存在超大带宽与超高速率特点，能够支撑个性化的医疗运用系统且带来身临其境的感受，如VR与网络视频。这些工具可以使医生基于超高清视频对病人带来远程虚拟护理工作。高可靠、低时延是uRLLC的两大主要内容，对于高速移动时可靠性为99.999%、单向空口时延最低1ms的要求相对较高，在前言技术衣料领域中发挥着极为关键的作用，不仅使机器人查房、智能输液、自动化药房以及远程B超等的开展变为了现实，还在医院低时延运用场景中有着广泛应用，包括：远程手术、远程检测和无线监护等。mMTC即低功耗大连接，支持连接数密度为106万/km2，实现从消费到生产的全环节、从人到物的全场景覆盖，连接海量主体，满足彼此之间的通信需求，即“万物互联”。mMTC场景主要集中在医院内，在5G技术的支持下，能够接入多种网络和类型的设备，例如：专家手机端、计算机X线断层扫描、心电图机、计算机化的病案系统、药物流转和B超等，能够统一化、规范化的管理医院当前医疗器械，也保障了相关设施的数据联网，对数据信息利用率、存储率的提高有很大帮助。

2.3 平台层

5G医疗整体架构中的平台层占据着重要地位，能够划分为接入认证、联接管理、计算能力、智能路由、能力开放以及确定性保障六大部分。医疗数字化发展、远程衣料系统的转型和升级都离不开先进科学技术的支持，包括：MEC、区块链、人工智能、云计算等。随着智慧医疗行业的不断发展，在5G技术的影响之下，凭借其低时延性、速度快以及现金大数据分析系统的优势，能够使所有人都可以享受智慧医疗看病，提高现有医疗方法性能。除此之外，将5G技术下的MEC功能充分发挥出来，这也迎合了公众对医疗发展的需求，可以对高性能运用场景进行低时延和实时计量处理，其中就涵盖了影像工具赋能、人工智能辅助治疗、虚拟现实教学和移动救护车等。伴随着移动医疗行业的不断发展，为了更好的顺应发展需要，对于医院业务运用，也能够针对不同的疾病，利用先进科学技术开展创模预测工作，高效化的诊断、划分衣料造影病灶、并借助可穿戴设备及移动终端来对患者进行日常性的健康管理，运用到慢性病幻想和的医治工作中，支持人们加强自我健康管理，提高患者的满意度；同时还能够支撑依靠AI的自动分诊，高效化的记录病例资料，体现诊疗辅助功能；也可以保证不同医疗终端产品能够有效的搜集、运用数据信息，并在传感系统的作用下，确保物联网结构的完整性；而且还可以对大数据系统结构提供支撑作用，例如：Tez、Spark计算引擎和MapReduce编程模型，再加上区块链为底层信息，所以可以对底层信息开展加密处理，这就大大保障了患者资料信息的隐私性，实现了对医疗资料的可靠、安全传递。“5G+医疗”的平台层还涉及大数据保存访问功能，支持分布式运算工作调度，涵盖了一些算法库，因此在临床医学的大量业务研究和实践探索方面都获得了很大的进步，可以为病人带来以信息化为特点的、智能化和个性化相统一的医疗服务，包含防范、诊疗以及护理等。

2.4 应用层

5G医疗拥有非常广阔的发展空间，前景可观，主要呈现出个性化、智能化两大关键发展方向及趋势。国际商业机器公司在2008年末首次应用了智慧医院概念，认为其涵盖了诊疗科学、共享合作、临床创新以及医疗数据共享等多项内容。依靠科学的信息通信技术可以创建以电子病例为主的医疗数字化系统，包括：云计算技术、人工职能技术、移动通信技术以及物联网技术等，能够把病人、医护工作者、医疗仪器及医院等相连接，在不同医疗环节中实现智能化、个性化和数字化发展，例如：卫生管理环节、康复环节、诊疗环节等，将高质量的移动医疗服务提供给了广大患者。随着国家大力倡导移动医疗事业发展的背景下，结合国家所制定的政策法规、经济发展状况、行业发展趋势和需求，相信移动医疗会以较快的发展速度获得更加瞩目的成就，呈现出全新发展态势。

3 “5G+医疗”全面发展的建议

在当前医疗行业中，5G医疗已成为关键的应用领域，虽然5G技术联合前沿技术已经实现了在医疗领域实现了充分的整合运用，进一步加快了医药卫生体制的深化改革，为医疗健康产业的良性发展提供了动力。但是针对5G技术在产业生态、技术体系以及商业模式的研究方面，仍存在很多不足，主要表现为：5G医疗总体规划有待健全、跨部门协调性较差、5G医疗的可行性和技术验证研究深度有待加强、尚未形成统一的5G医疗标准及评价体系、5G医疗应用创新落实状况存在一定的隐患问题等，还需要进行进步的研究和探索。所以，为了建设医疗领域中5G的成熟化发展模式，实现5G医疗的普遍运用，针对“5G+医疗”在实践模式、系统设计以及顶层架构等方面存在的弊端，可以从以下几点入手进行进一步的完善：

3.1 注重5G商业化顶层规划，科学布局产业发展蓝图

处在国家竞争集中在5G服务的环境背景下，我国当下发展的重点在于借鉴和参考其他国家的成功经验，对5G产业进行积极布局，加快5G医疗健康的运用及发展。在这个过程中应注重5G商业化顶层规划，根据国家发展战略，对工业、智能交通以及智能手机等多个行业中5G的发展进行科学布局，集中推动科技产业革新、网络构建与结合运用的发展，巩固5G成功商用的前提。对于5G技术高宽带、高速率和低时延等特点，可以充分挖掘和开发其在场景数据安全及网络有效连接方面的实践运用。应将行业组织、高校、研究机构和政府等多方力量有效的整合起来，联合对工作格局进行构建，做好体制机制的设计工作，加快医疗行业、5G的深度融合式发展，实现资源共享以及协同发展。

3.2 大力研发5G医疗技术，实现技术自主创新

加速5G、AI等数字基础设施创建，推动建立智慧医药流通结构，进一步优化5G医疗环境，以保障与支撑5G、AI在医疗方面的深入应用。这就要求结合医疗行业中5G技术应用需求，对整合发展的技术思路、系统框架进行详细设计，对5G医疗产品、应用服务以及业务的技术构成进行明确，做好安全保障工作，有效构建出5G+医疗协同创新体系。可以对智能问诊平台进行积极的研制，构建出完善的医疗影像辅助诊疗平台，并依托科技对手术智能设备、康复机器人等多种先进医疗产品进行设计、研发，以此来提升医学装备的信息化、精准化与自动化程度。

3.3 研制出5G医疗标准，推动行业的规范化发展

在对5G医疗标准进行研制的过程中，需要兼顾医疗行业运用特点、5G大环境技术标准两方面的内容，科学对标准服务平台进行建立，包括：测试平台、仿真平台及标准验证平台等，健全医疗行业内5G标准体系，对5G医疗技术内容、结构进行细化，确保5G技术标准同医疗行业发展相吻合。对于所建立的标准化技术体系，在后期也要持续进行优化、改进，加大技术创新力度，积极落实标准制定、知识产权保护、产品研发和推广运用等工作，使5G技术标准实现同医疗系统行业标准的完美整合。

3.4 完善产业安全体系，强化医疗物联网安全保障

加强网络安全系统开发，进一步健全相关的管理制度，推出一套完善、健全的技术标准及操作流程规范，从而增强医疗设备的可靠性，医疗信息的安全性，实现远程医疗系统的可稳定、持续运行。政府部门针对5G垂直行业、5G技术专项等，研制和推出相关的倾斜政策，为5G建设的加快提供保障，为5G行业及产业发展提供更多的机会。结合推出的“互联网+医疗健康”发展新规，能够稳步推进规范远程医疗网络平台、互联网+医疗健康监管平台的建设工作，促进5G医疗运用示范项目的建设。全面考量5G、AI等新科技将引起的社会伦理情况，采用审慎与包容态度，研发建立有关5G+医疗的法律规定，防止潜藏风险。此外，5G技术研发相关的企业、医疗机构及高校可以同信息安全企业达成良好的合作关系，注重个人信息安全、5G框架安全和数据安全等技术的研发力度，避免医疗信息泄露问题的发生，依靠研制的安全标准、技术体系，使5G技术达到医疗行业的要求，并进一步提高医疗物联网安全保障。