5G技術助力“互聯網+醫療”健康管理模式發展*

——張千彧 邱 賓 劉偉軍* 武甲庚

5G(第五代蜂窩移動通信技術的簡稱，5th Generation Mobile Networks)作為通信創新技術，正處于技術標準形成期和產業應用試驗期，各國都把5G作為國家經濟數字化轉型的關鍵戰略舉措。我國積極推動5G在各行各業的落地應用，醫療健康成為重要應用領域之一。

5G不是4G的簡單延伸，而是一個真正意義上的融合網絡，其以融合和統一的標準，提供人與人、人與物、物與物之間高速、安全和自由的聯通。

2019年，作為5G的預商用之年，醫療機構和相關企業都在積極關注5G技術，“5G+互聯網+醫療”的應用試驗與試點已經在部分醫院展開。

1 5G技術在醫療中的應用

5G技術在醫療行業中的應用都是基于5G運營商通訊網絡[1]，以運營商優勢網絡+云服務模式，構建應用服務平臺面和應用業務平臺，向醫院各方面業務提供集成、安全、可靠的技術服務[2]。5G運營商通訊網絡架構見圖1。

1.1 遠程醫療探視與護理

2019年11月28日，陜西省人民醫院首個5G項目——新生兒科虛擬現實VR探視啟用[3]，該項目利用5G與VR技術形成可遠程探視的穿戴產品，解決新生兒科病房探視和護理的特殊性問題。

圖1 5G運營商通訊網絡架構

圖2 遠程醫療探視與護理架構圖

圖3 遠程會診架構圖

5G時代，日常健康數據采集、健康狀況監測、慢性病管理、理療康復等醫療模式將發生變革，隨之將涌現出更多的支持醫療物聯的智能產品，包括終端監測攝像儀、體征檢測儀、3D佩戴設備等[4]，幫助患者收集日常體征數據、生理參數和健康行為信息，通過遠程管理平臺以及醫療設備終端便能及時指導患者輔助患者用藥、飲食、運動和睡眠，實現動態精準的探視和健康護理，打破時間和空間的限制，提高患者疾病預防與護理耐力。遠程醫療探視與護理架構見圖2。

1.2 遠程醫療會診

2019年5月23日，珠海市人民醫院、高欄港醫院和橫琴醫院的專家通過5G技術進行三家醫院聯合會診[5]，對基層醫療機構胸痛患者進行會診，患者在基層醫療機構即可享用專家遠程診療服務。

5G技術下的遠程會診，通過數據中心、服務器、工作站和數字專線的建立完成了遠程醫療數據中心、遠程專用網絡、遠程會診系統以及管理中心的建設，實現了電子病歷、檢驗資料、影像資料等大量醫療數據的快速傳輸和同步調閱，同時實現了高清穩定的語音和視頻實時交互，具有實時性、順暢性和高效性，解決了現有4G網絡大批量數據傳輸費時費力低延時的瓶頸問題[6]。遠程會診架構見圖3。

1.3 遠程醫療診斷

2019年5月7日，廣州市第一人民醫院借助5G技術，成功完成廣東省內首例5G遠程超聲診斷，實現了跨越60公里全程極速同步[7]。2019年7月4日，四川大學華西醫院，利用5G技術，為300多公里外的兩名患者實施遠程消化內鏡診斷，均獲得成功[8]。

遠程醫療診斷系統是基于5G技術，在遠程診斷數據中心基礎上構建區域診斷服務中心、遠程診斷數據中心和遠程診斷應用中心，實現遠程診斷服務、區域診斷管理和遠程診斷應用。遠程診斷服務包括病理、生化、影像和心電診斷。

在遠程醫療診斷中，信號的穩定、清晰、實時以及醫療檢查設備的快速響應和反饋都非常重要。5G技術具有穩定、高速、低延遲的優點[9]，可以實現對邊遠地區病患的遠程醫療診斷、醫療咨詢和醫療需求。遠程醫療診斷架構見圖4。

1.4 5G急救通道

2019年4月8日，浙江大學醫學院附屬第二醫院濱江院區打造了全國首個“5G遠程綠色急救通道”[10]。2019年5月17日，四川省人民醫院急救中心正式上線5G+醫療急救系統，為爭分奪秒的醫療急救加裝助推器[11]。

圖4 遠程醫療診斷架構圖

圖5 5G急救通道架構圖

圖6 遠程機器人手術架構圖

5G急救通道是基于5G技術，搭載人工智能、AR、VR和無人機等應用建立5G急救中心，整合了5G疾病探視、5G遠程會診、5G遠程診斷等多個子系統，實現無人機航飛監控、遠程高清影音互動以及VR浸入式全景[12]診療的數字化生命救援通道，全方位升級醫療急救體系，較大程度上縮短搶救時間，為患者爭取更大生機[13]。5G急救通道架構見圖5。

1.5 遠程機器人手術——實現優質醫療資源下沉

2018年12月18日，解放軍總醫院肝膽胰腫瘤外科借助5G網絡利用機器人系統為福建醫科大學的一只實驗豬進行肝小葉切除手術，這是世界首次5G遠程手術測試[14]。2019年3月16日，解放軍總醫院第一醫學中心成功實施了全國首例帕金森病“腦起搏器”遠程手術[15]。

遠程機器人手術系統基于5G技術，通過檢測模塊、傳感系統、通信模塊、信息處理系統、控制系統以及機器裝備建立[16]，實現了遠程手術和優質資源下沉。該手術系統對網絡信號質量與清晰度的要求更高,5G技術的高帶寬能夠滿足數據傳輸的多樣性，適應高清視頻的苛刻要求，其低延時性(1毫秒左右)能夠確保機械系統與醫生操控是高度同步[17]。遠程機器人手術架構見圖6。

2 發展趨勢與研究方向

2.1 發展趨勢

目前，5G在醫療健康領域的應用尚處于試驗測試階段，中國移動、中國聯通、中國電信三大運營商通過在部分醫院部署5G網絡環境[18]，探索其在醫療場景的應用方式、流程和效果等，5G醫療健康產業發展趨勢有以下三點：

(1)統籌化。5G技術應用產業已經進入全面提速的關鍵發展時期，沒有頂層設計和行業標準，其發展將良莠不齊，所以政府的醫療統籌布局和產業頂層設計對5G醫療健康產業有著重要的指導意義[19]。5G醫療健康產業的融合發展需要更多的科研機構、相關企業和行業組織共同參與，協同完成行業標準的制定、技術的研發與應用、產品的開發與推廣、服務的支撐與安全保障，通過合理規劃信息資源和統一規劃基礎設施，完善5G醫療產業宏偉藍圖，實現優質醫療資源的融合、共享和下沉[20]。

(2)智能化。5G技術的應用，必將突破信息壁壘，打破原先信息孤立的局面，醫院業務的流程以模塊化向數字化轉型，隨著物聯網技術、大數據技術、醫療云技術的全面應用，智慧醫療也將進入高速發展期。

在智慧型醫療模式下，萬物互聯成為核心業態形式。主要表現有三：其一，物聯化，實現患者與醫務人員、醫療機構、醫療設備之間的互動，逐步達到全面信息化；其二，互聯化，實現醫療信息可以及時有效的傳輸；其三，閉環化，實現醫療數據決定醫療決策[21]。建設智慧型醫院，本質就是對醫療機構進行信息化建設，促使傳統醫院向數字化智慧型醫院轉型，實現醫療資源的共享與利用。

(3)個性化。我國醫療資源相對短缺，加之老齡化和慢性病管理問題，醫療機構將面臨較大就診壓力，這對醫療服務提出了新的要求，醫療運營模式將不得不轉變。隨著5G技術深入的應用，移動醫療、輔助醫療和家庭醫療等服務模式的延伸將促使個體的治療者向各具有個性化的健康管理者轉變，將健康需求從“個體治療”轉變為“精準預防”[22]。

2.2 研究方向

未來5G技術可為醫療行業提供創新的基礎支撐，以改善就醫體驗，提升工作效率，優化運營管理。5G技術在“網絡+醫療”領域的主要研究有以下5個方向。

(1)基于數據圖像與數據視頻交融技術的遠程醫學研究，主要包括遠程醫療診斷、醫療會診和醫療指導，主要應用場景有遠程疾病會診、遠程疾病診斷和VR示教培訓等。

(2)基于海量信號無線傳輸的數據采集與監測技術的體征監測管理研究，主要包括體征生理參數的監測，主要應用場景有遠程無線監測、智能移動查房、遠程無線輸液等。

(3)基于圖像數據處理與工程數據反饋技術的精準醫學研究，主要包括遠程體征診斷和遠程機械化手術研究，主要應用場景有5G移動急救、遠程機器人體檢和遠程機器人手術等。

(4)基于生理體征識別與大規模天線技術的密集組網高精度角度測量研究，主要包括遠距離高精度體征監測和高精度立體定位研究，主要應用場景有醫鬧取證、公眾區域人像識別和體溫監測、應急與涉險人員定位、自然災害救援等。

(5)基于數據庫整合與大數據分析技術的公眾健康管理研究，主要包括全國性的慢性非傳染性疾病管理與傳染病管理研究，主要應用場景有全國慢病干預與管理、全國重大傳染病流行病學研究、全國疫情實時動態監測與預警等。

3 展望

5G技術在醫療領域的深度融合應用，必將徹底變革傳統醫療場景與診療模式。目前，5G醫療的初期探索已起到良好的示范作用，但尚不具規模性和成熟性，依然存在挑戰和問題，主要體現在三個方面：第一，5G醫療產業布局不夠合理，急需提高產業協同效益；第二，5G醫療應用缺少技術驗證，急需可行性研究；第三，5G醫療產業存在機制運作障礙，相關應用落地困難，急需出臺行業標準、評價方法和監管機制。挑戰與機遇并存，5G醫療健康是 5G 技術的一個重要應用領域，其發展趨勢不可阻擋。隨著5G技術與大數據技術、互聯網+技術、人工智能技術以及區塊鏈技術深度融合[23]，5G醫療對推進深化醫藥衛生體制改革、加快“健康中國”建設和推動醫療健康產業發展，具有不可替代的作用。