淺析5G網絡技術在醫院信息化建設中的應用

趙爽

摘? 要：隨著5G技術的不斷發展與日益成熟，越來越多的5G網絡應用設備被引入醫院信息化建設當中，許多醫院也開始愈發重視并加強該技術在院區的使用。該文立足當前5G技術在我國醫療領域中的發展現狀與使用前景，重點分析如何利用5G更好地加強現代醫院信息化建設及其應用。

關鍵詞：5G網絡技術;醫院;信息化建設

中圖分類號：TP39? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

隨著5G時代的到來，越來越多的醫院開始面臨從信息化向智慧化轉變的難題。而5G技術的引入將對提升水平醫院信息化建設及其應用產生重要影響。作為“互聯網+醫療”的有力推動因素，5G技術不僅在醫院通信、數據安全、智能終端等方面發揮著作用，也將使醫院信息化管理產生質的飛躍。

1 5G技術在醫療領域的應用現狀

1.1 5G技術的內涵與核心

5G即第五代移動通信技術，傳輸速度理論上超過10 Gb/s，比4G網絡的傳輸速度快幾十甚至幾百倍。5G的應用場景可分為增強型移動寬帶（eMBB）、大連接物聯網（mMTC）、低時延高可靠通信（uRLLC）3類。要搭建5G應用場景，需要滿足基于OFDM優化的波形和多址接入、新型無線技術、超密集異構網絡、靈活的框架設計等關鍵技術，這也是確保5G網絡速率和高效覆蓋的基本前提。

1.2 5G技術的特點

5G作為新一代信息通信技術，具有高速率、泛在網、低功耗、低時延、大容量等特點，這將為醫院打造更為廣闊的應用場景，也將帶來更多的技術管理服務和模式創新。

1.3 5G技術在醫療領域中的應用現狀

當前，5G技術已在遠程醫療、應急救援、輔助診治等方面得到應用。而5G智慧醫療所帶來的聯網醫療、健康檢測設備、臨床可穿戴設備、遠程傳感器等，將形成大規模醫療物聯網生態系統。同時，5G技術也呈現出與大數據、人工智能等深度融合的趨勢，從而進一步加速生態聯動發展。

1.3.1 遠程醫療

5G技術使現有的網絡環境得到大幅度改善與提升，這在很大程度上滿足了醫療實時性、穩定性和高效性的需求。以實時圖像、視頻語音等技術為基礎，5G能夠更高效地實現病例及醫學影像的遠程診斷、遠程會診、遠程監護等智慧醫療服務。

1.3.2 數據挖掘

在遠程醫療的基礎上，醫療設備可持續捕獲患者的生命體征、活動頻率、電子病例、醫學影像等電子醫療數據。5G技術下軟硬件智能產品功能的延伸，可進一步對醫療數據進行深度挖掘，從而更好地進行診治決策，合理分配醫療資源。此外，5G和大數據的配合，能夠實現信息在患者、醫生及醫院各部門間的靈活交互，有效推動醫院信息化升級。

1.3.3 智能終端

5G時代將誕生更多的無線智能產品，手表、手環等智能終端將形成一整套系統。醫生可對系統內的醫療數據進行收集和積累，打破時間與空間限制，實現連續而準確的檢測。

1.3.4 門診就醫

在門診應用上，5G將帶來更大的便利。患者就診的等候時間將精確到分鐘級。問診、檢查、治療等將有望通過信息化手段一站式解決。此外，5G也將帶動能夠24 h在線的“AI醫生”上線服務，通過網絡智能問診，給出基于醫療大數據的智能診斷和治療建議。

1.3.5 遠程手術

隨著相關技術的不斷成熟，遠程手術業已現實。連接上5G的機器人可與操控者幾乎百分百同步動作，真正實現幾乎零延時的遠程異地手術。

1.3.6 遠程查房

5G技術催生出了“查房機器人”。在與5G網絡結合后，查房機器人可大大提高醫生的工作效率，實現實時遠程查房。醫生只需通過操縱桿或者手機，將5G網絡控制的機器人移動到病床前，再通過機器人頭部的屏幕和攝像機，與患者進行高清視頻交互。同時，機器人還具備多種傳感器，能夠采集病人的生化數據，幫助醫生進行輔助診斷。

2 5G對醫院信息化管理的幫助

隨著5G應用技術的不斷發展，掛號、排隊、看病、付費、檢查、取藥等醫療服務有望“一站式”解決。而醫院信息化管理的有效升級，正是實現這一目標的根本保障。

2.1 醫療信息采集

借助可穿戴設備和5G通信網絡，患者在家中即可獲取自身實時且連續的體征數據，并將之傳輸給接診醫生，足不出戶就可接受高質量的醫療服務。醫生的診斷和治療行為，通過互聯網受到上級部門的監管，在網上實現傳統業務中的處方審核、處方點評等功能，并有相關規則對其進行限制?；颊咧Ц夺t療費用直接跟醫保體系掛鉤，且醫生和患者雙方都接受醫保控費規則的控制。相關數據在征得患者同意后可在醫院間共享，打破行政地域壁壘，方便醫生全面了解患者過往病史及就診記錄等信息。

2.2 醫院信息化轉變

隨著云計算的高速發展及5G技術的普及，未來醫院無須再投入大量精力去做傳統的醫療信息化建設。

2.2.1 硬件設施

通過云服務及5G網絡通信，醫院將不必再修建大規模的機房、購買服務器、搞系統集成，這些都可托管至云端。所有數據交互全部依靠5G網絡完成，而不只是在內網進行。

2.2.2 軟件與維護

類似于門診掛號、收費、醫保、電子醫囑、電子病歷、藥品管理、化驗結果等，這些傳統的醫療軟件模塊都可放到5G網絡上進行，并由專門人員進行軟件維護，從而大幅減少醫院負擔。

2.2.3 數據交互

醫院各部門間可通過5G網絡提升數據共享及交互效果，患者亦可隨時隨地查詢自己的就診數據，一鍵分享、一鍵傳輸。

3 5G應用的難點與解決

3.1 技術難點

3.1.1 5G芯片

當前，我國5G芯片技術仍需進一步完善提升，尤其是面向高頻應用的BAW和FBAR濾波器，相關專利儲備十分薄弱，且自主研發面臨諸多壁壘。此外，我國5G芯片缺乏成熟的商用工藝支撐，產業鏈整體協同性有待進一步提高。

3.1.2 云計算軟硬件

5G網絡是由大型服務器組成的云計算平臺，主要通過具有數據轉換功能的路由器和交換機網絡連接到基站，借助云計算實現信息通信技術的智能化服務。但云計算的服務器、存儲系統、云終端以及虛擬化軟件、中間件、云調度、軟件定義網絡等關鍵技術多為國外企業所掌控。而在云服務、海量存儲等方面，國內發展一直比較緩慢。

3.1.3 毫米波傳輸

5G需要在復雜的應用場景中進行高、中、低頻信號協同工作。而高頻信號衰落快，需要超密集組網，這在人口稠密的大城市，和諸如醫院這種地形復雜的環境中，實現起來具有相當難度。而如果信號不穩定，遠程手術也就無法正常進行。同時，高頻關鍵器件的特性和成熟度也給系統設計帶來新的挑戰。而研制大帶寬、低噪聲、高效率、高可靠性、多功能和低成本的高頻器件，本身仍是產業化的瓶頸。

3.1.4 信號干擾

在5G移動通信網絡中，干擾是一個必須解決的問題。網絡中的干擾主要有同頻干擾、共享頻譜資源干擾、不同覆蓋層次間的干擾等?，F有通信系統的干擾協調算法只能解決單個干擾源問題，而在5G網絡中，相鄰節點的傳輸損耗一般差別不大，這將導致多個干擾源強度相近，進一步惡化網絡性能，使現有協調算法更加難以應對。此外，手術現場還存在很多其他干擾源，象心臟起搏器、除顫儀等。如何處理好5G信號可能被干擾的問題，將是一項重要挑戰。

3.1.5 網絡安全

5G采用的是通用硬件平臺，這就帶來了網絡安全可靠性低的問題。5G網絡可提供對海量用戶訪問的支持，服務器端將接收到來自海量用戶的安全認證需求，這就面臨針對海量用戶加密方法、加密服務器性能、人工智能病毒攻擊等所帶來的網絡安全問題。

3.2 解決辦法

3.2.1 覆蓋性

覆蓋增強技術由密集異構組網構成。通過縮小覆蓋半徑，以頻譜資源的空間復用提高頻譜效率，從而提高5G覆蓋度。在5G超密集異構網絡中，利用宏站和低功率小型基站進行覆蓋，通過增加站點密度減少節點間的距離，讓網絡節點距離終端更近，使頻譜效率及系統容量大幅提升。

3.2.2 傳輸性

采用毫米波通信能夠有效緩解頻譜資源緊缺問題，也可提升通信容量。毫米波具有波束集中、波束窄、能效高、方向性好等特點，具有很強的抗干擾能力。

3.2.3 穩定性

通過MIMO天線技術，在接收端及發送端使用多個天線進行接收和發送，大規模的增加天線數量，在不增加頻譜資源或總功率耗損的條件下提高信道容量、吞吐量及傳送距離，從而改善通信質量。同時，利用OFDM新型傳輸波形，可使頻譜利用率提升近1倍。而NOMA非正交多址接入技術則把功率域由傳統的單用戶改為多用戶共享，并把無線接入能量提升50%，從而滿足每個用戶不同的路徑損耗，實現高效復用。

3.2.4 安全性

可見光通信是物聯網、移動通信等領域的新型技術，除具有高速率、寬頻譜、低成本等特點外，還具有極強的保密性，其在未來的5G通信中必然占有重要地位。

4 結論

有專家認為，智慧醫療可大致分為3個階段：1.0階段是醫療信息化，致力于實現醫院內部業務的互聯互通和區域醫療工作的開展;2.0階段是互聯網醫療時代，通過互聯網及移動端進行醫療的全流程診治;3.0階段則強調大連接和高質量遠程能力，同時融入人工智能等前沿技術。隨著5G技術的日益成熟，醫院信息化水平也將不斷提升。而在這一過程中，廣大患者及醫務工作者也將獲得極大便利。

參考文獻

[1]張傳福.5G移動通信系統及關鍵技術[M].北京：電子工業出版社，2018.

[2]王韜.醫院信息化建設[M].北京：電子工業出版社，2017.

[3]張晏.5G移動通信網絡關鍵技術探討[J].電子測試，2017（11）：148.

[4]李博.網絡技術在醫院信息化建設中的應用[J].計算機產品與流通，2019（7）：78-79.

[5]羅林，黎云寧.計算機網絡技術在醫院信息化建設中的應用[J].信息與電腦，2018（12）：122-123.