5G+ 智慧醫療的應用實踐

楊升富，歐偉光，林薇薇

暨南大學附屬第一醫院 （廣東廣州 501630）

2019年10月，在北京正式發布《基于5G 技術的醫療網絡建設標準（無線接入網分冊）》，該標準作為未來醫院5G網絡建設的指導準則，其意義主要表現在兩方面：一是5G網絡成為未來智慧醫療的基礎網絡； 二是5G 網絡具有的高通量、低時延、大連接的特征已在醫療行業獲得認可[1-2]。目前，圍繞5G+智慧醫療服務產業集群高質量發展的目標，以技術創新、布局規劃、載體建設、企業發展、生態打造手段助力智慧醫療建設正在如火如荼地進行。國內主要城市均開始了5G+智慧醫療示范醫院的建設，在新型冠狀病毒肺炎疫情暴發期間，5G+智慧醫療投入使用并為抗疫做出了突出奉獻。

1 5G+智慧醫療在遠程診斷領域的應用

遠程診斷是指通過獲取圖像、語音、視頻等信息，協助臨床醫師更高效地對患者進行診斷，包括遠程醫學影像、遠程超聲、遠程病理、遠程會診等[3]。遠程診斷不受時間和空間限制，5G 網絡可滿足臨床醫療中遠程診斷領域的實時性、高效性及穩定性的需求。遠程診斷利用5G 技術的高速率、低延時的特性，結合4K/8K 超高清視頻信息，可實現患者和醫師的遠距離“面對面”溝通，幫助醫師更好地診斷患者的病情。遠程醫學影像是以醫學影像歸檔和通信系統（picture archiving and communication systems，PACS）的影像數據為基礎，運用5G 網絡傳輸數據的穩定性和可靠性，保障海量醫學影像數據傳輸，從而打破醫學影像信息時間和空間的限制，實現各級醫院醫學影像數據共享，在患者、基層醫師和專家之間搭起即時醫學影像數據溝通橋梁，使患者在基層醫院即可得到專家專業和科學的診斷意見。超聲圖像具有動態實時的特性，每次超聲檢查產生2GB 的超聲數據，超聲醫學專家通過遠程操控機械臂移動超聲探頭，并依據5G 網絡即時回傳的超高清超聲醫學影像，可快速做出超聲檢查診斷。遠程病理平臺整合了數字切片、電子顯微采集、圖像處理等技術，具有病理會診、疑難病例討論、遠程病理教學等功能，有利于緩解病理資源分布不均問題。在新型冠狀病毒肺炎疫情暴發期間，遠程會診發揮了重大作用，例如：專家通過遠程網絡會診雷神山醫院危重患者；武漢方艙醫院與武漢協和醫院通過網絡連接，方艙醫院的閱片醫師及時得到協和醫院放射科影像醫師的遠程醫學影像診斷支援；此外，遠程診斷技術在國際抗疫中起到重要作用，我國與意大利、塞爾維亞、法國、肯尼亞等國建立遠程會診系統，為當地抗擊疫情醫療隊伍提供輔助診斷支持。

2 5G+智慧醫療在遠程手術領域的應用

遠程手術是5G+智慧醫療在遠程治療領域的一項重要應用，通過遠程手術器械操控技術，本地醫院專家可以對異地的患者實施手術治療。遠程手術以應用現代通信、人工智能、傳感器等技術為載體，使手術醫師借助立體視頻和觸覺傳感器獲取現場感操縱控制機器人為患者開展手術。遠程手術傳輸數據信息種類多，以一臺普通微創內鏡手術為例，需要傳輸手術實時環境、患者監護信息、手術器械位置、內鏡影像等各類數據。2019年，解放軍總醫院連線解放軍海南醫院完成了首例基于5G網絡的遠程人體手術——“帕金森舶腦起搏器”植入手術[4]。遠程手術的成功體現了5G網絡的高速、穩定、安全性，類似手術將在不久的將來被廣泛應用，讓更多的患者可享受高質量的醫療服務。

3 5G+智慧醫療在遠程急救領域的應用

急救醫學是處理和治療各種緊急創傷與疾病的綜合醫學，內容涉及搶救現場設計、運輸通道設計、通信措施規劃、救護車器械耗材配置等多個方面。我國急救醫學雖然起步較晚，但近年來發展迅速，在其發展中存在諸多問題，包括急救資源布局不合理、醫護人員很難實施高難度急救方案、遠程急救通信設備不足等[5]。5G+遠程急救通過5G網絡實時傳輸醫療器械動態、急救車實時地位、路面車流實時路況、急救車內患者視頻等信息，院內急救專家根據遠程回傳的實時信息可提前做好相應的急救準備，醫護人員可依據大數據技術充分挖掘和利用醫療信息數據的價值，提高急救的管理效率與醫療服務質量。

4 5G+智慧醫療在遠程監護領域的應用

遠程監護是通過現代網絡技術將心電波形、心率、血氧飽和度、血壓等生命體征信息傳輸到本地中央監護中心，本地醫師可根據患者監護信息制定相應的診斷、治療方案。遠程監護系統起步較早，臨床已經有相對成熟的產品，在社區監護、胎兒監護、遠程心電監護等領域發揮了重要的作用。遠程監護系統由中央監護系統、監護終端和通信網絡組成。遠程監護有利于醫師跟蹤患者的實時生理數據，了解患者健康狀態，遠端醫護人員可根據患者的監護信息做出及時的健康判斷和處理。

5 5G+智慧醫療在遠程示教領域的應用

遠程示教是通過部署在醫院內的移動5G 網絡，在復雜醫療場景下采用文字和視頻信息對醫療衛生技術人員進行教育培訓。在新型冠狀病毒肺炎疫情期間，遠程教學和遠程會議在線應用需求猛漲。專業人員通過遠程教學平臺可進行病例討論、病案分享、會議講座、技術操作示教、培訓研討、論文與成果發表等在線活動[6]。同時，基于 AR/VR技術的虛擬線上教學平臺也得到迅速發展，以穿戴式AR/VR立體眼鏡設備為載體，結合三維立體數字化操作模型進行模擬教學培訓，與傳統教學模式相比，學習者的沉浸感更強，教學雙方具有更多交互內容，而且使用成本更低[7]。

6 5G+智慧醫療在智慧機器人領域的應用

5G+智慧醫療在智慧機器人領域的應用主要包括5G 物資運輸機器人、5G 消殺機器人、5G 導引機器人、5G 服務機器人、5G 特殊藥品管控機器人、5G 醫療廢棄物轉運機器人、5G 紅外掃描測溫機器人等，智慧機器人的正式投入使用為醫療行業智能化服務轉型提供了巨大空間。5G 智能機器人可以自動識別醫院內的復雜場景，具有自動識別場景路線、自主導航避障、缺電自主返回充電、選擇最佳前進路線等功能[8]。新型冠狀病毒肺炎疫情期間，大量智能機器人被應用在醫院內抗疫現場，代替人力進行醫療服務，提高了各類醫療資源的配置和使用效率，也利于降低院內人員交叉感染風險。常態化疫情防控時期，國內各大醫院紛紛應用智慧機器人，新型的病房服務機器人、高值耗材管控機器人、密封式器械回收機器人、特殊藥品管控機器人、移動耗材倉庫機器人、貨架式醫療物資配送機器人投入臨床使用，在醫院內提供送餐、送藥、測溫、導診、送貨、消毒、清潔等24 h 不間斷工作[9]。以5G 消毒機器人為例，消毒機器人可全天候全自動工作，采用多種模式定位醫院內復雜場景，具備每小時1 000～1 200平方米的消毒能力，消毒效率遠高于傳統人工作業。

7 5G+智慧醫療在移動醫護領域的應用

5G+智慧醫療在移動醫護領域的應用場景主要集中在各臨床住院病區，移動醫護將醫護人員的診療護理服務實時延伸至患者床邊，醫護人員通過穩定的網絡獲取病區患者實時數據（如遠程查房、移動醫護呼叫、輸液報警、患者防摔倒、服藥提醒、醫囑執行等信息），提高了醫療服務的質量和效率；同時，移動醫護在核素病房、ICU、手術室、發熱病房、移植病房、傳染病房等特殊場景均得到廣泛應用；此外，延續護理服務醫護人員通過遠程控制醫療輔助機器人可實現遠程居家護理服務。

8 5G+智慧醫療的問題與展望

5G+智慧醫療是一種高新技術產業，它是由計算機、通信、生物醫學工程、醫療技術組成的一個綜合學科。5G+智慧醫療為日常醫療活動帶來諸多便利的同時也存在以下問題。（1）我國醫療器械實行嚴格的審查制度，但目前國家層面尚未出臺5G+智慧醫療領域的相應監管法規，使該領域的智慧醫療產品存在一定的應用風險。（2）目前大型醫院4G 網絡建設模式已經較為成熟，新建的5G 網絡基站與原有4G 基站的兼容及改造問題突出，5G 網絡需要部署更多的基站，約為4G 基站的3倍，改造成本較高； 5G 基站能耗是4G 基站的2.5～3.5倍，所以5G 網絡的全面覆蓋比較困難；由于低頻段頻率資源在2G、3G、4G 被大量占用，留給5G 網絡的建設空間非常有限，所以我國5G 通信建設以高頻段頻率3 400～3 600 MHz 和4 800～5 000 MHz 為主，但該頻道資源開發困難[10]。（3）醫療信息安全問題也是限制5G 醫療數據共享開發的原因之一，醫院每天產生海量的患者病歷、影像、檢驗等數據，醫療數據涉及個人隱私和醫學倫理，因此信息安全是醫療信息化建設的基本保障。（4）人才是5G+智慧醫療生態建設的核心，目前缺乏多學科綜合素質人才，各大高校應進一步深化人才培養創新模式，以應用需求為導向助力復合信息類人才培養，為醫療衛生裝備可持續發展和信息產業戰略提供人才支撐。

當前我國醫療事業正處在一個發展十分快速的時期，各種新技術被廣泛應用到醫療服務中， 5G+智慧醫療前期醫療實踐已經取得較好的示范效果，實現了在遠程診斷、遠程手術操作、遠程急救、遠程監護、遠程示教、智慧機器人、移動醫護等領域的應用。醫院管理者應從人民健康實際需要出發，結合醫院發展趨勢不斷探索切合實際、易于實現的5G+智慧醫療應用場景，讓5G+智慧醫療技術在健康醫療領域發揮更廣泛的作用。