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

李斌

關(guān)鍵詞：5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；醫(yī)院信息化建設(shè)；應(yīng)用

1 5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的內(nèi)涵

5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是指第5代移動通信技術(shù)，是國家通信技術(shù)發(fā)展的重要方向。與4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相比，5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有傳輸速度更快、適用性更強、適用范圍更大、覆蓋面更廣等特點，對于實現(xiàn)通信信號全覆蓋具有重要作用。5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)信息傳輸速度能達到10GH/s，是4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的幾十倍甚至上百倍，是技術(shù)進步的最佳體現(xiàn)。該技術(shù)的使用場景廣泛，可以用于增強移動寬帶，實現(xiàn)信號覆蓋、推動物聯(lián)網(wǎng)連接，提升物流效率、實現(xiàn)低延遲高可靠通信、促進信號傳輸?shù)热悎鼍爸?，極大地豐富和拓展了人們的生產(chǎn)與生活。若要更好地搭建這三類5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用場景，則需要多項技術(shù)的支持，如新型無線技術(shù)、超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、靈活設(shè)計框架等，能夠確保SG網(wǎng)絡(luò)技術(shù)更快地覆蓋各行各業(yè)，推動社會經(jīng)濟的發(fā)展。

2 5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的性能優(yōu)勢

5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是最新一代的蜂窩移動通信技術(shù)，對比4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其性能和通信能力大幅度提升，在連接數(shù)密度、流量密度、端到端時延等方面均大幅度提升。

與目前廣泛使用的4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相比．5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在以下方面均有一定的技術(shù)性優(yōu)勢：（1）傳輸速率由10MB/s提升至0.1～1GB/s；（2）峰值速率由1GB/s提升至20GB/s；（3）連接數(shù)密度由105提升至106；（4）流量密度由0.1提升至10；（5）移動性由350提升至500；（6）端到端時延是4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的十分之一。另外，5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在能效、頻譜效率等方面均較高，其高效、低延時、傳輸穩(wěn)定的特點為我國各行各業(yè)效率和系統(tǒng)穩(wěn)定性的提升提供技術(shù)支持。

3 5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，在遠程醫(yī)療、數(shù)據(jù)挖掘、門診就醫(yī)、遠程手術(shù)、應(yīng)急救援等方面均有一定的涉獵，在這一趨勢下全國范圍內(nèi)將形成5G醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)。同時，5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與人工智能、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的結(jié)合能夠促進醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)進一步發(fā)展。

3.1遠程醫(yī)療

5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和發(fā)展有效改善了互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，使其具有實時性、穩(wěn)定性和高速性的特點，也使醫(yī)療行業(yè)的效率與質(zhì)量大幅提升。同時，視頻、音頻、圖像等技術(shù)的大力發(fā)展給遠程醫(yī)療提供了技術(shù)支持，能夠通過網(wǎng)絡(luò)拉近患者與醫(yī)生的距離，醫(yī)護人員可以實時提供遠程看診、遠程監(jiān)護等服務(wù)，促進醫(yī)療行業(yè)的進步，也有利于我國智慧醫(yī)療服務(wù)的發(fā)展。

3.2遠程手術(shù)

近年來，互聯(lián)網(wǎng)和人工智能的發(fā)展為遠程手術(shù)提供了技術(shù)支持，通過互聯(lián)網(wǎng)連接手術(shù)機器人可以實現(xiàn)同步手術(shù)操作，解決了異地手術(shù)的問題。但由于以往的信號傳輸具有一定的延時性，因此醫(yī)生的實際操作和機器人的動作往往無法達到同步，這在一定程度上影響了遠程手術(shù)的效果。而5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在遠程手術(shù)中的應(yīng)用能夠有力地解決這一問題，醫(yī)生通過終端設(shè)備連接5G網(wǎng)絡(luò)機器人，通過機器人進行手術(shù)，幾乎可以達到與醫(yī)生百分之百同步的頻率，實現(xiàn)零延遲遠程手術(shù)。通過對5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效提高手術(shù)的精準度和實時性，促進手術(shù)更高質(zhì)和高效地完成，極大地保證了患者的安全。

3.3應(yīng)急救援

在應(yīng)急救援工作中使用5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有事半功倍的效果，主要體現(xiàn)在利用5G傳輸設(shè)備檢測患者的生命體征等工作上，同時能更高效、更準確地探測生命跡象，發(fā)揮車輛設(shè)備定位、救援等作用。醫(yī)護人員利用5G設(shè)備能夠遠程指導(dǎo)事故現(xiàn)場救援，第一時間把握病人和患者的情況，并預(yù)先在醫(yī)院內(nèi)準備救援材料，為救治病患爭取時間。

4 5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在醫(yī)院信息化建設(shè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在不斷發(fā)展，基站建設(shè)力度在不斷加大，醫(yī)院的信息技術(shù)也穩(wěn)步提升。在不遠的未來，能夠?qū)崿F(xiàn)病人掛號、排隊、看診、取藥以及醫(yī)務(wù)人員問診、開藥等“一條龍服務(wù)”。為了實現(xiàn)這一目標，各大醫(yī)院必須具備更加完善的信息化建設(shè)能力，以促進醫(yī)院各工作流程中5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用。

4.1醫(yī)院定位探視服務(wù)

傳統(tǒng)就醫(yī)模式下患者不熟悉就醫(yī)流程，無法獲取正確的就醫(yī)路徑以及手術(shù)時家屬無法陪同、探視等弊端嚴重影響了患者及其家屬在醫(yī)院的體驗感，不利于提高醫(yī)院的就醫(yī)吸引力。利用5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠有效解決這一問題，提升患者及其家屬的滿意度。

（1）利用“5G+室內(nèi)定位技術(shù)”，患者可以利用微信小程序?qū)崿F(xiàn)精準定位、就醫(yī)導(dǎo)診、路徑規(guī)劃等，使就醫(yī)更具便利性：也能通過微信小程序直接向附近的醫(yī)務(wù)人員求助，獲取路線詢問、流程指導(dǎo)等服務(wù)，提升患者的就醫(yī)體驗。

（2）利用5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)家屬的。探視自由”，通過“本地VR探視”或“遠程手機探視”等功能，家屬能夠利用VR影像技術(shù)或通過智能手機直接觀看手術(shù)過程，以滿足家屬的探視需求，緩和醫(yī)患關(guān)系。

4.2醫(yī)護智能化

利用5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以有效實現(xiàn)醫(yī)護智能化，從救護車急救到移動醫(yī)護再到智能輸液監(jiān)控，都能夠提升醫(yī)院的救治效率和質(zhì)量，為患者提供更好的服務(wù)，減少患者痛苦。

（1）以5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)的急救能夠?qū)崿F(xiàn)救護車與醫(yī)院的信息共享，幫助救護車上的醫(yī)生了解患者的基本情況及病歷，醫(yī)院內(nèi)醫(yī)護人員也可以遠程指導(dǎo)救護車內(nèi)的醫(yī)護人員進行急救。同時，醫(yī)院內(nèi)醫(yī)護人員可以事先準備藥物與設(shè)備，為救治病患爭取時間。

（2）5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以實現(xiàn)移動醫(yī)護功能，通過5G網(wǎng)絡(luò)與醫(yī)護設(shè)備相連接，能夠?qū)崿F(xiàn)移動查房、醫(yī)囑執(zhí)行、醫(yī)療差錯管控等，幫助醫(yī)護人員開展移動護理、移動輸液、移動查房等基礎(chǔ)工作，提高醫(yī)護工作效率。

（3）5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以實現(xiàn)輸液過程的全程監(jiān)控，為醫(yī)護人員提供輸液的實時狀態(tài)和數(shù)據(jù)分析，并監(jiān)控是否出現(xiàn)異常情況，提高了輸液的規(guī)范性和精準性，從而提升醫(yī)護服務(wù)質(zhì)量。

4.3智慧醫(yī)院管理

智慧醫(yī)院管理是基于5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的新型醫(yī)院管理模式，是指利用SG網(wǎng)絡(luò)技術(shù)連接醫(yī)院的醫(yī)生、醫(yī)療設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)等醫(yī)院內(nèi)部所有資源的模式。在這種模式下，能夠最大限度地實現(xiàn)醫(yī)院的人員管理、后勤管理、患者體征管理等，有利于醫(yī)院提高醫(yī)療效率和服務(wù)質(zhì)量。

5 5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用的難點

5.1 5G芯片

芯片技術(shù)是我國5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用的一大難點，我國在芯片研發(fā)上的專利儲備較少，因此芯片技術(shù)的開發(fā)還需要進一步完善。首先，我國在高頻使用BAW和BAR濾波器技術(shù)方面存在一定的障礙。其次，5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開發(fā)壁壘亟待打破，如此方能擴大SG網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在商用中的適用范圍。因此，只有對芯片技術(shù)不斷進行研究，才能使我國醫(yī)療行業(yè)和其他產(chǎn)業(yè)獲得發(fā)展，為更多患者提供更優(yōu)質(zhì)和更高水平的服務(wù)。

5.2毫米波傳輸

毫米波傳輸技術(shù)的研發(fā)是SG網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用的一個難點，首先研制出寬帶大、噪聲低、效率高和安全性、可靠性強的毫米波傳輸系統(tǒng)就是一個非常復(fù)雜的工程，其次做到降低成本、降低能耗則更為困難。由于5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用場景十分復(fù)雜，需要使用不同頻次的信號傳輸技術(shù)，以實時調(diào)整低、中、高頻信號交替?zhèn)鬏斔俾?，因此需要?yīng)用更加高超的技術(shù)。醫(yī)院是極其復(fù)雜的信號環(huán)境，人口稠密、設(shè)備密集，因此毫米波傳輸技術(shù)的應(yīng)用十分困難，可能會對手術(shù)等需要穩(wěn)定信號的醫(yī)療過程產(chǎn)生干擾，因此其技術(shù)應(yīng)用具有很高的難度。

5.3信號干擾

在5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及中，信號干擾是一個普遍存在問題，其影響范圍大、影響后果重、影響因素多的特點決定了在使用過程中必須優(yōu)先解決這一問題，否則醫(yī)院的服務(wù)質(zhì)量和服務(wù)水平將會受到影響。

（1）造成信號干擾的原因是多方面的，通常同頻信號干擾、共享頻譜信號干擾和不同信號覆蓋層次之間的干擾是主要原因。這些干擾源會影響醫(yī)院設(shè)備運行的穩(wěn)定性，對醫(yī)療工作產(chǎn)生巨大影響。但從我國目前的技術(shù)解決方案看，在同一時間只能解決其中一種干擾問題，并不能同時解決所有問題，因此抗干擾程度較低。而且，在SG網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，相鄰節(jié)點的傳輸損耗差距并不明顯，若不仔細核驗，則很難查明具體的干擾源，對抗干擾工作造成很大的影響。

（2）在醫(yī)療事業(yè)中，手術(shù)室內(nèi)的各種設(shè)備（如除顫器和心臟起搏器等）在運行過程中都會釋放干擾源，會對5G信號的穩(wěn)定性造成一定影響。因此，如何在全院范圍內(nèi)屏蔽手術(shù)室內(nèi)的信號干擾也是一個亟待解決的問題，如此方能保證5G信號更穩(wěn)定地輸出。

6 5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用難點的解決對策

6.1提升傳輸性能

在使用5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的過程中，信息傳輸是最為重要的，信息傳輸速度和傳輸效率直接影響用戶的使用感受和使用意愿，尤其是在醫(yī)院等需要與時間賽跑的領(lǐng)域顯得格外重要。因此，提高數(shù)據(jù)和信息的傳輸速率十分重要。為了提升信息傳輸?shù)臅r效性和穩(wěn)定性，可以采用毫米波通信技術(shù)，其不僅能改變頻譜緊缺的現(xiàn)狀，而且能提升通信容量。毫米波通信設(shè)備具有很強的抗干擾性，能夠提升信號的穩(wěn)定性，同時其具有波束窄、集中的特點，能夠促使醫(yī)療行業(yè)更好地應(yīng)用5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

6.2提高穩(wěn)定性

若要在醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)全面普及5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，則提高信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性是關(guān)鍵。一方面，針對通信信號差、信號不穩(wěn)定的情況，可以采用MIMO天線技術(shù)，通過在信號的發(fā)送端以及接收端增加天線數(shù)量進行優(yōu)化。利用這種方式能夠在不改變頻譜資源數(shù)量和總能耗的前提下實現(xiàn)信號容量、吞吐量和傳送距離的提升，進一步提高信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性，同時可以提高信息傳輸效率和速度。另一方面，針對信號在傳輸路徑中的損耗問題，可以利用NOMA技術(shù)改變信號的用戶數(shù)量，由傳統(tǒng)的單用戶轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘤脩舻男问?，實現(xiàn)信號共享。同時，將接入傳輸量提升到50%以上，滿足每一個路徑下的信號傳輸需求，從而降低信號損耗，實現(xiàn)所有信號的高效使用和復(fù)用，最終提高信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

6.3增加安全性

醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)有許多信息不能被泄露，如病人的基本信息、病歷信息、銀行卡號等，因此醫(yī)院在使用SG網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的過程中需要增加通信的安全性?？梢姽馔ㄐ攀且环N新型通信技術(shù)，是基于物聯(lián)網(wǎng)和移動通信而產(chǎn)生的。由于其具有較寬的頻譜，因此利用可見光通信技術(shù)能夠提升通信速度、降低通信成本。

6.4增強覆蓋性

利用5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提高醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)服務(wù)質(zhì)量和服務(wù)效率，以及促進醫(yī)院信息化建設(shè)，實現(xiàn)大規(guī)模的5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋，需要應(yīng)用密集異構(gòu)組網(wǎng)技術(shù)。首先，縮小組網(wǎng)的覆蓋半徑來提升有限空間內(nèi)信息的有效利用和復(fù)用，進而提升頻譜效率，有利于充分擴大5G信號的覆蓋范圍。其次，在5G網(wǎng)絡(luò)密集異構(gòu)組網(wǎng)中需要提升節(jié)點的密度，縮短每個節(jié)點之間的距離。同時，利用宏站和小功率基站進行大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)覆蓋，也有利于提升頻譜效率，從而提高信號容量和覆蓋度。通過擴大5G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面積，能夠使醫(yī)院的網(wǎng)絡(luò)信號和設(shè)備更加穩(wěn)定，從而推動我國醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展。