基于5G網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)分析

趙健 錦州醫(yī)科大學(xué)附屬第三醫(yī)院

引言：在科技飛速發(fā)展下，5G時(shí)代的帶來(lái)為各行各業(yè)帶來(lái)新業(yè)態(tài)，催生出許多新興商業(yè)模式，遠(yuǎn)程醫(yī)療便在此背景下產(chǎn)生。遠(yuǎn)程醫(yī)療包含醫(yī)學(xué)、信息與通信等多個(gè)領(lǐng)域知識(shí)，為“健康中國(guó)”建設(shè)目標(biāo)達(dá)成提供有力支撐。早在4G時(shí)代下遠(yuǎn)程醫(yī)療便已被提出，但在通訊效果與移動(dòng)性等方面存在缺陷，直至5G網(wǎng)絡(luò)的誕生，可實(shí)現(xiàn)三維圖像的高質(zhì)量傳輸，有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)延與傳輸質(zhì)量的不足，在健康監(jiān)護(hù)、醫(yī)療急救、遠(yuǎn)程培訓(xùn)等方面得到廣泛應(yīng)用。

一、相關(guān)概念界定

（一）5G網(wǎng)絡(luò)

5G網(wǎng)絡(luò)是指第五代移動(dòng)通信技術(shù)，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)與核心網(wǎng)技術(shù)變革促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)性能提升，是2G到4G技術(shù)的延伸與創(chuàng)新，與信息技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)相符。1G時(shí)代提供模擬語(yǔ)音通信，2G時(shí)代從模擬語(yǔ)音向數(shù)字轉(zhuǎn)變，可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)短信、低速數(shù)據(jù)傳輸；3G時(shí)代引入分組域，網(wǎng)速得到顯著提升，智能手機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)誕生；4G時(shí)代網(wǎng)速進(jìn)一步提升，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)開(kāi)始普及；到了5G時(shí)代，空口速率峰值是4G的20倍，上行速率顯著提升，海量信息可在通信網(wǎng)中自由傳遞。不但具備更高速度的連接體驗(yàn)，還擁有大容量的連接能力，真正進(jìn)入到萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代，并逐漸滲透到各個(gè)行業(yè)中，使人們生活方式發(fā)生翻天覆地的變化，為人類生活與社會(huì)進(jìn)步帶來(lái)極大便利。

（二）遠(yuǎn)程醫(yī)療

與常規(guī)醫(yī)療相比，遠(yuǎn)程醫(yī)療將通訊技術(shù)、現(xiàn)代醫(yī)學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等融合起來(lái)，作為一種全新醫(yī)療形式而存在，其目標(biāo)在于提高診斷水平，節(jié)約醫(yī)療成本，為人類健康提供更多保障。根據(jù)不同醫(yī)院需求，依靠遠(yuǎn)程醫(yī)療技術(shù)創(chuàng)建衛(wèi)生信息系統(tǒng)，使一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)醫(yī)院信息共享，當(dāng)基層醫(yī)院醫(yī)師有需要時(shí)，可與上級(jí)醫(yī)院專家連接，一同對(duì)病情進(jìn)行會(huì)診，制定更為合適的診療方案，打破地域局限；還可通過(guò)遠(yuǎn)程技術(shù)開(kāi)展手術(shù)，權(quán)威專家無(wú)需到場(chǎng)便可指導(dǎo)手術(shù)，隨時(shí)解決手術(shù)中遇到的問(wèn)題；還可開(kāi)展遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)培訓(xùn)，提高基層醫(yī)護(hù)人員的服務(wù)能力與水平[1]。

二、5G網(wǎng)絡(luò)在遠(yuǎn)程醫(yī)療中的應(yīng)用價(jià)值

遠(yuǎn)程醫(yī)療重心在于醫(yī)療、運(yùn)維與監(jiān)管服務(wù)，通過(guò)采集專家會(huì)診網(wǎng)中的各類信息，依靠移動(dòng)醫(yī)療云將當(dāng)?shù)馗骷?jí)醫(yī)院納入同一個(gè)數(shù)據(jù)平臺(tái)中，促進(jìn)醫(yī)療資源整合，使全省、甚至全國(guó)人民都能夠獲得最佳醫(yī)療服務(wù)。在5G時(shí)代下，通信技術(shù)的應(yīng)用到遠(yuǎn)程醫(yī)療提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持，有助于醫(yī)學(xué)信息傳遞、資源共享與遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)推廣，具體應(yīng)用價(jià)值如下。

（一）加速醫(yī)學(xué)信息傳遞

遠(yuǎn)程醫(yī)療不但會(huì)借助網(wǎng)絡(luò)傳遞常規(guī)質(zhì)量信息，還會(huì)上傳一些高清醫(yī)學(xué)圖像，如像素點(diǎn)、骨科X片等等，灰度級(jí)別較高，可達(dá)6M，甚至更多。經(jīng)過(guò)無(wú)損壓縮后，所需傳輸帶寬在5MB左右。在多種應(yīng)用場(chǎng)景中，為保障診斷高效性，可采用高清傳輸方式，對(duì)相同影響反復(fù)傳輸，導(dǎo)致大量業(yè)務(wù)匯聚在發(fā)送端。但是，5G技術(shù)應(yīng)用可為高速傳輸提供技術(shù)支持，使傳輸速度達(dá)到1000Gp/s，帶寬超過(guò)80MHz，后續(xù)還會(huì)有拓展更加高效的信息通道，實(shí)現(xiàn)高速高清圖像傳輸，開(kāi)展多聲道、多話音遠(yuǎn)程會(huì)議等等，極大提高醫(yī)學(xué)信息傳遞速度，為遠(yuǎn)程醫(yī)療技術(shù)推廣應(yīng)用起到極大助力。

（二）醫(yī)療資源高效共享

5G網(wǎng)絡(luò)是在網(wǎng)絡(luò)融合背景下產(chǎn)生，具有較強(qiáng)分布性、開(kāi)放性特點(diǎn)，可打破時(shí)空限制，享受高素質(zhì)的信息服務(wù)。5G擁有較強(qiáng)的開(kāi)放性，可保障各項(xiàng)業(yè)務(wù)快速研發(fā)與實(shí)施，開(kāi)放性接口十分便于第三方介入，如不同類型醫(yī)療設(shè)備等等，便于第三方程序供應(yīng)商研發(fā)更多業(yè)務(wù)模塊。因接口具有開(kāi)放性，程序員無(wú)需受到底層復(fù)雜束縛，可隨時(shí)提供第三方應(yīng)用，加速不同設(shè)備間的信息交流與共享。在5G網(wǎng)絡(luò)支持下，遠(yuǎn)程醫(yī)療可實(shí)現(xiàn)不同醫(yī)院醫(yī)療資源的互補(bǔ)，逐漸縮小醫(yī)療差異，特別是經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)、偏遠(yuǎn)地區(qū)，可在5G網(wǎng)絡(luò)支持下創(chuàng)建遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)平臺(tái)，地方政府加大資金投入，采用集中管理模式，逐漸縮小各區(qū)域的醫(yī)療差距，還可節(jié)約大量醫(yī)療平臺(tái)建設(shè)資金投入。病人在本地醫(yī)院便可享受權(quán)威專家的診治服務(wù)，不但可在最佳時(shí)機(jī)得到治療，還可節(jié)約異地看病產(chǎn)生的費(fèi)用，減少經(jīng)濟(jì)與心理的雙重壓力。對(duì)于醫(yī)院來(lái)說(shuō)，可獲得更多病患的信任，在社會(huì)上樹(shù)立良好形象；對(duì)于醫(yī)生來(lái)說(shuō)，不但有助于自身業(yè)務(wù)技能提升，積累更加豐富的臨床經(jīng)驗(yàn)，還可有效避免醫(yī)療糾紛產(chǎn)生[2]。

（三）遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)推廣應(yīng)用

當(dāng)前5G網(wǎng)絡(luò)逐漸推廣開(kāi)來(lái)，醫(yī)院信息化水平逐漸提升，病患可在手機(jī)端上隨時(shí)與醫(yī)院聯(lián)系，不受時(shí)間和地點(diǎn)的限制，只要在網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)便可通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)獲得掛號(hào)、咨詢、診斷全過(guò)程服務(wù)。我國(guó)早在2000年便呈現(xiàn)出人口老齡化趨勢(shì)，現(xiàn)如今國(guó)內(nèi)超過(guò)60歲的老人達(dá)到4億，且許多老人許多長(zhǎng)期監(jiān)護(hù)；還有部分年輕群體因長(zhǎng)期生活不規(guī)律，身體處于亞健康狀態(tài)，需要及時(shí)醫(yī)療咨詢；部分患有慢性病的患者，長(zhǎng)期醫(yī)院監(jiān)護(hù)花費(fèi)眾多，也可通過(guò)遠(yuǎn)程醫(yī)療的方式減少入院看病次數(shù)，通過(guò)引導(dǎo)使其科學(xué)生活，改善病患的身體健康狀態(tài)，促進(jìn)遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)的推廣應(yīng)用，這對(duì)提高國(guó)民整體體能素質(zhì)來(lái)說(shuō)意義重大。

三、5G網(wǎng)絡(luò)在遠(yuǎn)程醫(yī)療中的服務(wù)方式

5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為智慧醫(yī)療建設(shè)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持，根據(jù)5G技術(shù)特點(diǎn)，遠(yuǎn)程醫(yī)療成為現(xiàn)實(shí)。在5G SA核心網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，采用端到端彈性切片技術(shù)形式，對(duì)院內(nèi)院外全場(chǎng)景制定網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)、智能化運(yùn)維方案，使網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸更為科學(xué)，更好的滿足醫(yī)療用戶對(duì)5G專網(wǎng)性能與安全的需求。在5G遠(yuǎn)程醫(yī)療背景下，主要的服務(wù)場(chǎng)景與方式如下。

（一）健康監(jiān)護(hù)

根據(jù)5G技術(shù)特點(diǎn)可知，其支持大量醫(yī)療監(jiān)測(cè)設(shè)備連入，可對(duì)病患機(jī)體心率、呼吸等指標(biāo)及時(shí)傳輸，一旦發(fā)生異常立即報(bào)警。在以往監(jiān)測(cè)設(shè)備應(yīng)用中，心腦血管、ICU重癥監(jiān)測(cè)、常規(guī)檢測(cè)等指標(biāo)需要大量信息，且對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸，尤其是心腦血管、心臟數(shù)據(jù)傳輸可達(dá)到毫秒級(jí)，這些4G技術(shù)均無(wú)法實(shí)現(xiàn)。上述場(chǎng)景對(duì)5G技術(shù)的需求十分迫切，依靠5G網(wǎng)絡(luò)可充分展現(xiàn)病患體征數(shù)據(jù)，并支持無(wú)線傳輸與可視化展示，與AI設(shè)備相結(jié)合采集數(shù)據(jù)，通過(guò)環(huán)境視頻、監(jiān)測(cè)儀等設(shè)備采集和傳輸數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)無(wú)線查房、移動(dòng)查房，針對(duì)醫(yī)護(hù)人員無(wú)法進(jìn)入的高輻射區(qū)還可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人查房。以無(wú)線查房為例，在大型醫(yī)院中逐漸普及，醫(yī)生只需隨身攜帶平板電腦便可調(diào)出病人的電子病歷，對(duì)各類化驗(yàn)結(jié)果與醫(yī)囑等信息全面了解，為查房工作提供極大便利。無(wú)線查房系統(tǒng)只要是WI-FI技術(shù)支持下實(shí)現(xiàn)，但因查房信息量較大，WI-FI自身安全性弊端暴露出來(lái)，可通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)展開(kāi)數(shù)據(jù)通信，滿足大批量數(shù)據(jù)通信傳輸與安全性要求。再如，可將機(jī)器人應(yīng)用到特殊場(chǎng)景中，如存在傳染病或者強(qiáng)輻射的場(chǎng)所，醫(yī)生手動(dòng)控制移動(dòng)終端，便可操作機(jī)器人完成查房工作，如同身臨其境一般，可有效減少輻射傷害與傳染，保障病患安全的同時(shí)，促進(jìn)醫(yī)療質(zhì)量提升[3]。

（二）遠(yuǎn)程手術(shù)與培訓(xùn)

1.機(jī)器人B超。B超作為應(yīng)用最廣的超聲檢查，通過(guò)聲束貫穿人體的方式，將不同組織構(gòu)成介面與組織內(nèi)部反射回聲強(qiáng)弱、光電亮度形成圖像，具有無(wú)痛便捷、直觀有效等特點(diǎn)?，F(xiàn)有醫(yī)院B超病人大多要預(yù)約后再到院檢查，由醫(yī)生給出診斷結(jié)果，但在5G通信、機(jī)器人技術(shù)、傳感器等綜合應(yīng)用下，遠(yuǎn)程機(jī)器人B超誕生，醫(yī)師可根據(jù)患者視頻與反饋信息，借助遠(yuǎn)程技術(shù)提供超聲醫(yī)療服務(wù)；超聲的技術(shù)要求相對(duì)較高，且對(duì)視頻傳輸、實(shí)驗(yàn)要求均較為嚴(yán)格，遠(yuǎn)程B超的應(yīng)用可改善基層醫(yī)院技術(shù)受限的局面，為患者提供更加理想的診治服務(wù)。

2.遠(yuǎn)程機(jī)器人手術(shù)。在遠(yuǎn)程手術(shù)中急需解決的問(wèn)題便是信號(hào)實(shí)時(shí)互聯(lián)，稍有延遲便會(huì)影響治療效果，甚至為患者帶來(lái)不可挽回的傷害，應(yīng)保障端與端之間大帶寬、低時(shí)延，從鏡頭采集、PC編碼處理、網(wǎng)絡(luò)傳輸、醫(yī)生端解碼顯示，整體時(shí)延應(yīng)控制在100ms內(nèi)，最好能夠達(dá)到50ms內(nèi)，這在以往通信技術(shù)下無(wú)法實(shí)現(xiàn)。而5G網(wǎng)絡(luò)具有高可靠性、大帶寬、低時(shí)延等特點(diǎn)，可清楚顯示手術(shù)畫(huà)面，醫(yī)生可靈活控制手術(shù)臂，順利高效的完成遠(yuǎn)程手術(shù)。

3.遠(yuǎn)程手術(shù)培訓(xùn)。優(yōu)秀的醫(yī)生需要投入較多成本、花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間培育。但在5G網(wǎng)絡(luò)背景下，可采用VR相關(guān)技術(shù)，使抽象手術(shù)流程具象化，由此節(jié)約培訓(xùn)成本。在遠(yuǎn)程培訓(xùn)中，采用5G網(wǎng)絡(luò)高帶寬、低時(shí)延特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)超流暢、無(wú)卡頓、多路高清4K回傳技術(shù)，權(quán)威專家可對(duì)模型與課件做好標(biāo)記，以圖形注釋等方式與學(xué)生互動(dòng)。在遠(yuǎn)程手術(shù)中，不但對(duì)醫(yī)生技能有較高要求，還需要網(wǎng)絡(luò)傳輸速度滿足9K清晰、高速率等傳輸要求。在MR技術(shù)基礎(chǔ)上開(kāi)展遠(yuǎn)程示教，依靠AR/VR裝置對(duì)手術(shù)位置測(cè)量、繪制后做好標(biāo)記，可為遠(yuǎn)程手術(shù)培訓(xùn)指導(dǎo)提供更多便利，為醫(yī)患人員節(jié)約更多時(shí)間。以“5G＋VR”指導(dǎo)培訓(xùn)平臺(tái)為例，學(xué)生可對(duì)全景觀看手術(shù)操作，包括主刀、一助、二助與麻醉師等操作，在3D場(chǎng)景下直觀感受成像器官，依靠虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過(guò)觸覺(jué)機(jī)械手獲得真實(shí)體驗(yàn)，仿佛身臨其境一般[4]。

（三）全連接急救

從總體來(lái)看，可將醫(yī)療急救劃分為三個(gè)場(chǎng)景，即現(xiàn)場(chǎng)急救、救護(hù)車急救、醫(yī)院急救。在現(xiàn)場(chǎng)急救中，醫(yī)護(hù)人員應(yīng)在接到求救電話的第一時(shí)間趕到現(xiàn)場(chǎng)，攜帶急救包、多參數(shù)監(jiān)護(hù)設(shè)備、超聲設(shè)備、音視頻采集設(shè)備等等，迅速到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)依靠5G技術(shù)將患者生命體征傳遞到云平臺(tái)，由在線醫(yī)生進(jìn)行施救，并通知醫(yī)院做好接診準(zhǔn)備。以某心臟病突發(fā)急救為例，從救護(hù)車到現(xiàn)場(chǎng)，到病人入院搶救，全過(guò)程僅用時(shí)10分鐘，病人很快便脫離生命危險(xiǎn)。在救援工作中時(shí)間就是生命，5G具備的毫秒級(jí)速度無(wú)疑可增加醫(yī)療急救的搶救效率；在救護(hù)車場(chǎng)景中，車內(nèi)配備采集監(jiān)測(cè)設(shè)備，如實(shí)時(shí)影像監(jiān)控等等，可將采集的數(shù)據(jù)信息借助5G網(wǎng)絡(luò)及時(shí)傳遞給醫(yī)院，對(duì)急救場(chǎng)景進(jìn)行遠(yuǎn)程救助指導(dǎo)，并在車內(nèi)緊急會(huì)診；在醫(yī)院急救場(chǎng)景中，針對(duì)手術(shù)室智慧改造，利用5G技術(shù)替代傳統(tǒng)光纖傳輸，使遠(yuǎn)程指導(dǎo)更加優(yōu)質(zhì)高效。

結(jié)論：綜上所述，在新時(shí)期背景下，為貫徹落實(shí)醫(yī)藥衛(wèi)生體制改革，將5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)引入醫(yī)療行業(yè)中，通過(guò)推廣遠(yuǎn)程醫(yī)療的方式，促進(jìn)各級(jí)醫(yī)院醫(yī)療資源優(yōu)化利用，改善醫(yī)療資源分布不均局面，促進(jìn)分級(jí)診療有效開(kāi)展。根據(jù)實(shí)踐應(yīng)用可知，5G技術(shù)具有高速傳輸、低時(shí)延特點(diǎn)，可在較短時(shí)間內(nèi)傳輸高清圖像，使健康監(jiān)護(hù)、遠(yuǎn)程手術(shù)與培訓(xùn)、全連接急救成為可能，為遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)開(kāi)展提供強(qiáng)有力技術(shù)支持，引導(dǎo)我國(guó)醫(yī)學(xué)界進(jìn)入新業(yè)態(tài)與新模式。