5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在醫(yī)院信息化建設(shè)中應(yīng)用

河南省商丘市第三人民醫(yī)院 蔣林霖

隨著5G元年的到來，我國(guó)進(jìn)入了智慧醫(yī)療時(shí)代。目前對(duì)于醫(yī)院信息化建設(shè)面臨著廣闊的發(fā)展空間，但也存在一些問題和不足亟待解決。結(jié)合5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與4G技術(shù)相比的特點(diǎn)、功能優(yōu)勢(shì)，介紹其在醫(yī)院信息化建設(shè)中的具體應(yīng)用的技術(shù)及案例，對(duì)存在的問題和不足進(jìn)行分析，為新形勢(shì)下醫(yī)院信息化建設(shè)提供相應(yīng)的思路和建議。

2014年被稱為中國(guó)的互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療元年，隨著2019年5G元年的到來，國(guó)內(nèi)醫(yī)院信息化建設(shè)全面加速，傳統(tǒng)醫(yī)療不斷與互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)以及云計(jì)算等新興技術(shù)深化融合、發(fā)展，促進(jìn)了全國(guó)醫(yī)療服務(wù)水平整體提升，5G技術(shù)的使用將對(duì)醫(yī)院信息化建設(shè)產(chǎn)生重要的影響。

2020年新冠肺炎疫情防控期間，國(guó)內(nèi)各級(jí)醫(yī)療、衛(wèi)生機(jī)構(gòu)通過互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療服務(wù)平臺(tái)利用5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)面向社會(huì)提供在線咨詢與問診、智能問藥、健康科普、心理援助輔導(dǎo)等服務(wù)，減少了醫(yī)護(hù)人員與患者接觸感染的風(fēng)險(xiǎn)，增強(qiáng)了患者就醫(yī)的便捷性，實(shí)現(xiàn)了信息技術(shù)在疫情防控中智慧相助，提高了社會(huì)優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源的利用效率。作為抗擊新冠肺炎疫情橋頭堡的武漢火神山醫(yī)院的信息化建設(shè)正是應(yīng)用5G無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，為優(yōu)質(zhì)高效完成患者的救治任務(wù)，保障醫(yī)護(hù)人員“零感染，零死亡”發(fā)揮了重要作用。

1 5G網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)性能優(yōu)勢(shì)

5G既第五代移動(dòng)通信技術(shù)(5th generation wireless systems)，是目前最新一代蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)。相對(duì)于目前廣泛應(yīng)用的4G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其網(wǎng)絡(luò)通訊性能有了大幅度提高。較以往的移動(dòng)通信技術(shù)強(qiáng)調(diào)用戶峰值速率而言，5G關(guān)鍵性能指標(biāo)優(yōu)勢(shì)更加明顯，除用戶峰值速率（20Gbps）外，在連接數(shù)密度（106km2）、用戶體驗(yàn)速率（0.1～1Gbps）、流量密度（10Tbps/km2）、移動(dòng)性（500km/h）、端到端時(shí)延(1ms)等技術(shù)指標(biāo)上均具有更強(qiáng)的性能。5G技術(shù)工作的頻段更高，頻譜更寬。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展，快速增長(zhǎng)的移動(dòng)應(yīng)用業(yè)務(wù)對(duì)移動(dòng)數(shù)據(jù)流量的需求呈現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)，4G相對(duì)匱乏的中低段頻譜資源成為限制高速率通訊的瓶頸。4G一般工作在3GHz以下頻段，5G大都工作3GHz以上頻段。

目前的5G應(yīng)用尚處于起步階段，工作頻段均在6GHz中低段頻帶，工信部也允許并鼓勵(lì)基礎(chǔ)運(yùn)營(yíng)商重耕4G頻率資源后用于5G。但可以預(yù)期的是，不久的將來，5G勢(shì)必走向30GHz以上毫米波頻段。相對(duì)于6GHz以下分配殆盡的頻譜資源，毫米波（30GHz～300GHz）頻段有豐富的帶寬資源，可以極大地提高通信速率，為5G超高速通信業(yè)務(wù)提供了保障。

雖然我國(guó)的5G網(wǎng)絡(luò)距離成熟應(yīng)用尚有不小的差距，但來自于多方機(jī)構(gòu)的5G測(cè)試表明，5G的上傳下載速率較之4G網(wǎng)絡(luò)都有幾到幾十倍的明顯提高，用戶體驗(yàn)明顯改善。5G網(wǎng)絡(luò)在實(shí)現(xiàn)高速率通訊的同時(shí)，海量連接是5G技術(shù)最大的突破，支持多用戶波束智能賦型、更多用戶高效收發(fā)數(shù)據(jù)和接入更多設(shè)備，并可減少不同網(wǎng)絡(luò)用戶間干擾。5G網(wǎng)絡(luò)的端到端時(shí)延可以降到1ms以下，是4G網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的1%，這1ms內(nèi)的時(shí)延級(jí)別將徹底前覆人類未來生活。而5G SA網(wǎng)絡(luò)模式應(yīng)用的MEC+網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)是一次質(zhì)的耀升，使得數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃赃_(dá)到100%。

5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)表現(xiàn)出速率高、容量大、延時(shí)低的顯著技術(shù)特點(diǎn)。5G與4G關(guān)鍵能力對(duì)比見表1所示。

表1 5G與4G關(guān)鍵指標(biāo)參數(shù)對(duì)比

5G網(wǎng)技術(shù)的高速率、低延時(shí)、海量連接、高穩(wěn)定性等性能優(yōu)勢(shì)，為智慧醫(yī)療提供了有力的技術(shù)保障。能夠解決醫(yī)院信息化、智能化建設(shè)對(duì)速率更高的要求，更快的網(wǎng)速對(duì)醫(yī)院診治科教研訓(xùn)過程中對(duì)AR、VR、高清視頻語音、影像實(shí)時(shí)傳輸提供了技術(shù)支持。

2 5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在醫(yī)院信息化建設(shè)中的應(yīng)用

目前5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在醫(yī)院信息化建設(shè)中的應(yīng)用上處于探索、起步階段，國(guó)內(nèi)各地醫(yī)院有關(guān)5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在醫(yī)院信息化建設(shè)中的應(yīng)用的實(shí)踐已經(jīng)取得了一定的成績(jī)，據(jù)國(guó)家衛(wèi)健委統(tǒng)計(jì)截止2019年5月全國(guó)已有19個(gè)省份依托互聯(lián)網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)建成了省內(nèi)統(tǒng)一規(guī)劃遠(yuǎn)程醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，穩(wěn)步推進(jìn)了互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療保障結(jié)算服務(wù)，進(jìn)行了各地醫(yī)保系統(tǒng)與國(guó)家數(shù)據(jù)共享平臺(tái)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)了異地就醫(yī)定點(diǎn)醫(yī)院查詢共享服務(wù)；28個(gè)省開展電子健康卡試點(diǎn)，161個(gè)地級(jí)市實(shí)現(xiàn)區(qū)域醫(yī)院就診一卡通；全國(guó)已建有158家互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療機(jī)構(gòu)，互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療的體系基本建立，且發(fā)展態(tài)勢(shì)良好。顯示了5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在醫(yī)院信息化建設(shè)中的廣泛應(yīng)用。

有人認(rèn)為，5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在醫(yī)院信息化建設(shè)中的應(yīng)用主要表現(xiàn)為智慧醫(yī)療和智慧醫(yī)院管理兩個(gè)方面。

2.1 智慧醫(yī)療

2.1.1 遠(yuǎn)程會(huì)診

遠(yuǎn)程會(huì)診是利用5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高速率的特性，能夠支持遠(yuǎn)程高清會(huì)診和醫(yī)學(xué)影像4K/8K數(shù)據(jù)的高速傳輸與共享，專家能隨時(shí)隨地進(jìn)行會(huì)診，診斷準(zhǔn)確率和指導(dǎo)效率得到提升，促進(jìn)上級(jí)醫(yī)院優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源下沉。有望改變國(guó)內(nèi)醫(yī)療資源分布不均，偏遠(yuǎn)地區(qū)和農(nóng)村的居民不便獲得及時(shí)、高質(zhì)量的醫(yī)療服務(wù)的現(xiàn)狀。

2.1.2 應(yīng)急救援

應(yīng)急救援是通過5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸醫(yī)療設(shè)備監(jiān)測(cè)患者生命體征和危急報(bào)警信息、車輛實(shí)時(shí)定位信息和車內(nèi)外視頻畫面至遠(yuǎn)端專家側(cè)，獲得上級(jí)專家遠(yuǎn)程指導(dǎo)，同時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)可使醫(yī)院在第一時(shí)間掌握病人情況，預(yù)先制定急救治療方案并準(zhǔn)備所需資源，做到院前急救與院內(nèi)救治的無縫對(duì)接。5G邊緣醫(yī)療云技術(shù)可實(shí)現(xiàn)安全可靠醫(yī)療數(shù)據(jù)傳輸，進(jìn)行信息資源共享和信息系統(tǒng)的互聯(lián)互通，為院前急救、智慧醫(yī)療提供強(qiáng)大技術(shù)支撐。

2.1.3 遠(yuǎn)程手術(shù)

使用5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)結(jié)合的醫(yī)工機(jī)器人和高清音視頻交互系統(tǒng)，建立醫(yī)院間的專屬通訊通道，為不同的應(yīng)用場(chǎng)景提供隔離的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，有效保障遠(yuǎn)程手術(shù)的穩(wěn)定性、實(shí)時(shí)性、安全性，遠(yuǎn)端專家實(shí)時(shí)掌控手術(shù)進(jìn)程和患者情況，進(jìn)行跨地域遠(yuǎn)程精準(zhǔn)手術(shù)指導(dǎo)或者操控，對(duì)基層的患者開展及時(shí)的遠(yuǎn)程手術(shù)救治。在戰(zhàn)時(shí)、疫情等特殊條件下，利用5G網(wǎng)絡(luò)可快速搭建遠(yuǎn)程手術(shù)所需的通信環(huán)境，提升醫(yī)護(hù)人員的應(yīng)急處置能力，可降低患者就醫(yī)成本和醫(yī)護(hù)人員感染的風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 智慧醫(yī)院管理

利用5G海量連接的特性建設(shè)構(gòu)建院內(nèi)醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)，使醫(yī)院海量診療設(shè)備和非醫(yī)療類設(shè)備有機(jī)連接，能夠?qū)崿F(xiàn)醫(yī)院后勤和人員管理、患者體征實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和院內(nèi)急救調(diào)度、門禁安防、院內(nèi)導(dǎo)航等服務(wù)，提升醫(yī)院管理效率和患者就醫(yī)體驗(yàn)。醫(yī)院采用云-網(wǎng)-機(jī)結(jié)合的5G智慧導(dǎo)診機(jī)器人，利用5G邊緣計(jì)算能力，為患者提供自然語義分析的人工智能導(dǎo)診服務(wù)，可以減輕大廳導(dǎo)診臺(tái)人員的工作量，提高導(dǎo)診效率，改善服務(wù)環(huán)境，提高醫(yī)院的服務(wù)質(zhì)量。

3 5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在醫(yī)院應(yīng)用過程中存在的問題

一是盡管5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在醫(yī)院信息化建設(shè)中應(yīng)用有廣闊的前景，但目前還處于起步探索階段，存在技術(shù)應(yīng)用驗(yàn)證、應(yīng)用的可行性研究不足，新裝備和技術(shù)應(yīng)用還有待開發(fā)、完善。二是全國(guó)使用5G應(yīng)用到醫(yī)院信息化建設(shè)缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)以及評(píng)價(jià)體系，對(duì)于質(zhì)量、安全很難保證。三是國(guó)內(nèi)各級(jí)醫(yī)院信息化程度差別很大，智慧醫(yī)療設(shè)施創(chuàng)新應(yīng)用過程中存在有醫(yī)療質(zhì)量和數(shù)據(jù)安全風(fēng)險(xiǎn)。四是國(guó)內(nèi)各級(jí)醫(yī)院都存在著院內(nèi)信息化、醫(yī)療復(fù)合人才短缺現(xiàn)象，難以適應(yīng)5G新形勢(shì)下醫(yī)院信息化建設(shè)以及應(yīng)用先進(jìn)智慧醫(yī)療系統(tǒng)、遠(yuǎn)程診斷治療系統(tǒng)的現(xiàn)狀。五是隨著5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在醫(yī)院信息化建設(shè)中的使用帶來醫(yī)療機(jī)構(gòu)業(yè)態(tài)的新變化，公辦醫(yī)院管理結(jié)構(gòu)、人事管理及薪酬制度、治療服務(wù)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)、患者支付方式等等都要做出相應(yīng)的調(diào)整。

4 建議

一是加快全覆蓋全連接高速度的醫(yī)療5G等信息基礎(chǔ)設(shè)施專網(wǎng)建設(shè)，同時(shí)開展邊緣計(jì)算平同時(shí)開展邊緣計(jì)算平臺(tái)等在智慧醫(yī)療方面應(yīng)用的研究，建成滿足智慧醫(yī)療各種場(chǎng)景需求的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，為5G在醫(yī)院信息化建設(shè)中深化應(yīng)用提供保障和支持。二是加快推進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在醫(yī)院信息化應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)與制定，以適應(yīng)5G技術(shù)優(yōu)勢(shì)在醫(yī)院信息化建設(shè)中的應(yīng)用新趨勢(shì)，充分發(fā)揮5G技術(shù)在智慧醫(yī)療中的優(yōu)勢(shì)。三是加強(qiáng)規(guī)劃與監(jiān)管，在全國(guó)建設(shè)覆蓋各級(jí)醫(yī)療機(jī)構(gòu)的5G醫(yī)療健康智慧服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，建立統(tǒng)一醫(yī)療衛(wèi)生系統(tǒng)，引導(dǎo)5G醫(yī)療行業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用健康良性發(fā)展，避免各級(jí)醫(yī)院信息化系統(tǒng)建設(shè)水平不齊存在的安全風(fēng)險(xiǎn)。四是提升醫(yī)院信息化管理人員的技術(shù)水平，及時(shí)更新專業(yè)理論知識(shí)和實(shí)踐操作技能，以適應(yīng)醫(yī)院信息化建設(shè)在5G時(shí)代新的發(fā)展趨勢(shì)。做好醫(yī)院信息化、醫(yī)療復(fù)合人才的培養(yǎng)、引進(jìn)、儲(chǔ)備工作。五是國(guó)家層面盡快出臺(tái)或完善對(duì)正在或即將進(jìn)行5G信息化建設(shè)醫(yī)院的智慧醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)以及衛(wèi)生監(jiān)督、檢測(cè)的法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，以適應(yīng)5G技術(shù)在醫(yī)院信息化建設(shè)中的使用。