5G+智慧醫療在青少年脊柱健康篩查中的應用

倪凌

【摘要】? ? 本文闡述了如何利用5G技術，結合智慧醫療的遠程診斷手段，協助篩查青少年脊柱健康，采集脊柱數據，通過大數據分析呈現，實現家庭與學校結合預防，并延展為全人群的脊柱健康體系建設。

【關鍵詞】? ? 5G? ? 智慧醫療? ? 遠程診斷? ? 脊柱健康篩查

一、背景

5G時代，醫療健康服務的方向是智慧醫療，遠程診斷是國家5G+醫療健康發展戰略的重要一環。

5G技術已成為開啟新一輪技術革命的關鍵支點。從技術層面看，5G具備大帶寬、低延時、海量接入三大特點。5G大帶寬為醫療診斷帶來變革，支持4K視頻無損傳輸，如遠程多學科會診、遠程影像診斷、遠程病理診斷、遠程手術指導、醫學培訓等。5G低延時為醫療操控帶來變革，如遠程超聲、遠程手術等。5G借助網絡切片、邊緣計算技術，可實現業務靈活按需配置，滿足院內、院間、院外多場景5G醫療業務需求。

青少年身心健康是社會普遍關注的重要課題。脊柱側彎是青少年常見的致殘性畸形;目前國際文獻報道的青少年特發性脊柱側彎發病率為1-3%，對青少年健康危害巨大。

脊柱疾病早期發現、早期治療可以達到很好的預防作用，做好全面篩查是基礎。傳統篩查方式X光影像可以提供清晰的脊柱圖像，但存在電離輻射危害，不適合長期跟蹤測量。可以采用光學三維人體背部測量系統來采集青少年的背部3D形貌圖，單人采集數據量達到1G，需要通過移動化、高帶寬的網絡和AI人工智能等新技術提供有效支持。5G網絡傳輸，在跨地域、大范圍、高頻次的工作環境中將高清數據實時上傳并結合人工智能系統將實現實時數據采集，實時診斷，實時評估，實施隨訪，實時指導。我們將有機會建立一套全新的青少年脊柱健康防控體系，其意義之重大是不言而喻的。

二、實施方案

聚焦青少年的脊柱側彎健康篩查，5G+智慧醫療的遠程診斷體系包括四大部分：5G專網建設，篩查手段創新，脊柱側彎健康管理平臺，5G融合應用。

2.1 5G專網建設

5G+醫療健康遠程診斷專網，分為接入設備側、無線傳輸側、安全隔離側、業務側四個區域。

通過5G切片專網，醫療終端可在區域內實現安全接入，通過無線網高優先級QoS調度+FLEXE獨享承載網硬通道+就近下沉 UPF，實現醫療應用快速訪問，資源優享保障，數據安全隔離。

2.2篩查手段創新

篩查手段上主要做三個方面進行技術創新。

一是光學三維人體背部測量系統基于相位輔助三維成像方法，用于背部三維形貌的測量和記錄，根據所得數據可以準確生成人體背部的三維模型。使用時受測者以站立位姿勢，站立于成像單元前約0.6米處，通過投射光柵，拍攝多幀編碼圖像來獲得受測者背部的表面三維形貌信息。

二是基于深度神經網絡的脊柱側彎輔助診斷系統。將三維形貌數據作為輸入數據，將脊柱側彎的X光片影像結果和正常人群的超聲檢測結果作為判斷標簽，進而對構建的深度神經網絡進行模型訓練，從而實現脊柱側彎陽性和陰性的二分類判斷。集成上述模型并進行訓練，最終實現基于深度學習和三維形貌特征的青少年脊柱側彎的正常、輕度和中重度的三分類問題。

三是脊柱健康數據庫系統。需要建立大規模人群的脊柱健康數據庫系統，并將采集的數據進行統一和規范化的管理。

2.3脊柱側彎健康管理平臺

脊柱側彎健康管理平臺應包含主數據管理、篩查APP、門診管理、康復治療管理、醫體融合+醫校結合、數據統計分析管理、微信小程序管理等七部分內容。

2.4 5G融合應用場景

在脊柱側彎診斷與治療中應用中，總體分為早篩診斷、檢查診斷、診治和康復三階段，5G技術在三個流程均與醫療專業設備和應用系統有關聯應用。

早篩診斷篩查階段：光學三維人體背部測量系統采集青少年的背部3D形貌圖，并通過內嵌在設備內的5G模塊將數據回傳至數據影像平臺，并由平臺AI軟件對云紋圖進行高速運算和分析，快速形成智能分析報告單。5G技術應用：數據安全采集、實時高速傳輸、5G 邊緣計算快速生成報告。

檢查診斷階段：對于已經明顯出現脊柱異常的青少年，需要進一步進行采用EOS（即X光的拍攝）和診斷進行確診，對于在社康網點拍攝DR影像的青少年，需要通過5G嵌入式的仿真終端將影像傳送至遠端的會診醫生處，由會診醫生進行閱片會診，形成最終的影像報告。5G技術應用：專家移動會診、移動查房、居家遠程閱片。

診治和康復階段：確診青少年需要康復中心治療時，通過視頻影像終端將現場康復的數據和B超、影像傳送到脊柱健康中心本地，由脊柱健康中心指導現場的陪護人員對青少年進行治療過程中的溝通和優化，并記錄相關治療結果。5G技術應用：遠程可視化康復訓練指導、遠程超聲、康復機器人、視頻終端、超聲設備等醫療健康設備接入5G醫療專網。

三、價值分析及意義

以深圳為例，全市約有在校中小學生150萬人，每年需脊柱側彎檢查的青少年高達100萬人數眾多的需求。通過5G+智慧醫療的遠程診斷的方式，融合開展青少年脊柱側彎篩查，解決了：

1.解決了傳統的檢測存在的工作量大、X光機對青少年的電離輻射危害等問題，解決了專業骨科醫生不足問題。

2.對于脊柱側彎的干預十分個性化，短則需要幾年，長則需要十幾年。利用5G網絡的優勢結合人工智能，可實現實時評估、實時指導、高頻次數據采集與分析。從而徹底解決患者尋求幫助需要到醫院的問題，把形體治療融入日常生活。

3.可以對孩子們的日常運動與坐立行走的姿勢提出建議，將極大的有利于青少年良好的生活與運動習慣的建立，減少脊柱及運動系統疾病的發生。

4.可進一步建立綜合3D掃描、步態分析、運動捕捉技術為一體的脊柱及運動健康監測站，放置在學校、社康、公共場所，對于改變頸肩腰腿痛等脊柱疾病高發的情況將起到十分積極的作用。

四、結束語

遠程診斷作為深度融合醫學、通信、計算機、物聯網、人工智能等領域的主流前沿技術，可顯著降低醫學互動與會診對時間和空間的要求，改善醫院醫療資源分布的均衡性。5G技術的大寬帶、低時延、高容量等技術優勢，突破了遠程診斷靈活度差、傳輸質量差等應用瓶頸。利用5G+使優勢學科能夠加快迅速發展和服務延伸至民眾，并實現醫療資源的靈活調配，提升各專科臨床協同能力，做到遠程診斷全覆蓋。