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前言 顛覆式創(chuàng)新之父克里斯坦森說(shuō)過(guò)，商業(yè)社會(huì)的顛覆式創(chuàng)新動(dòng)力主要來(lái)自3個(gè)方面：技術(shù)創(chuàng)新、商業(yè)模式創(chuàng)新和價(jià)值網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。5G作為移動(dòng)通信領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新，是一項(xiàng)通用型技術(shù)，將全面構(gòu)筑商業(yè)社會(huì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，從線上到線下，從平臺(tái)到生態(tài)，推動(dòng)世界數(shù)字經(jīng)濟(jì)邁入新階段。 目前，5G正處于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)形成期和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)期，全球都把5G作為國(guó)家經(jīng)濟(jì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵戰(zhàn)略舉措。中國(guó)搶先入局，積極推動(dòng)5G在各行各業(yè)的落地應(yīng)用，醫(yī)療健康成為重要應(yīng)用領(lǐng)域之一。 2013年，工信部、發(fā)改委和科技部共同建立了IMT-2020（5G）推進(jìn)組，推進(jìn)5G標(biāo)準(zhǔn)的制定和商用的落地。2017年3月的《政府工作報(bào)告》提出要加快發(fā)展5G這一新興行業(yè)。隨后，工信部制定了《5G發(fā)展指導(dǎo)文件》，為5G在醫(yī)療健康、交通運(yùn)輸、智慧城市等行業(yè)的應(yīng)用指明了發(fā)展道路。 2019年，作為5G的預(yù)商用之年，醫(yī)療機(jī)構(gòu)和企業(yè)都在積極擁抱5G，5G+醫(yī)療健康的應(yīng)用試驗(yàn)已經(jīng)在部分醫(yī)院開(kāi)展。 動(dòng)脈網(wǎng)·蛋殼研究院抓住契機(jī)，通過(guò)對(duì)5G設(shè)備供應(yīng)商、電信運(yùn)營(yíng)商、醫(yī)院以及醫(yī)療設(shè)備企業(yè)的調(diào)研訪談，制作了《2019 5G+醫(yī)療健康專題報(bào)告》，試圖全面、客觀、真實(shí)地展現(xiàn)5G在醫(yī)療健康領(lǐng)域的應(yīng)用情況。 通過(guò)本報(bào)告您將了解到： 5G在醫(yī)療健康領(lǐng)域的發(fā)展事記 5G+醫(yī)療健康的應(yīng)用場(chǎng)景 5G在醫(yī)院的部署細(xì)節(jié) 5G+醫(yī)療健康未來(lái)的發(fā)展前景 鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院等國(guó)內(nèi)三甲醫(yī)院是如何擁抱5G 進(jìn)化：5G帶來(lái)革命性變化 5G的概念 基于移動(dòng)通信的演變軌跡，每一代系統(tǒng)都可以通過(guò)其關(guān)鍵技術(shù)和提供的服務(wù)來(lái)進(jìn)行定義，1G以FDMA技術(shù)為主，提供的是語(yǔ)音服務(wù)；2G以TDMA技術(shù)為主，在語(yǔ)音服務(wù)基礎(chǔ)上，新增了短信等低速數(shù)據(jù)服務(wù)；3G則以CDMA技術(shù)為基礎(chǔ)，提供語(yǔ)音、短信、音頻等服務(wù)；到了4G時(shí)代，OFDMA成為其技術(shù)基礎(chǔ)，在3G服務(wù)基礎(chǔ)上，新增直播、游戲等各種移動(dòng)寬帶服務(wù)。 未來(lái)的5G時(shí)代，面對(duì)的是多樣化、特異性的需求場(chǎng)景，很難單純依靠某一技術(shù)來(lái)滿足所有場(chǎng)景的應(yīng)用需求。5G融合了毫米波、微基站、網(wǎng)絡(luò)切片、波束賦形等一系列先進(jìn)的通信技術(shù)，能夠?yàn)檎Z(yǔ)音、音視頻、游戲、VR/AR、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器人等在各行各業(yè)的應(yīng)用提供移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)支撐，推動(dòng)整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)向數(shù)字化轉(zhuǎn)型。 根據(jù)每一代移動(dòng)通信系統(tǒng)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量，我們大致可以分為數(shù)據(jù)萌芽、數(shù)據(jù)擴(kuò)容和數(shù)據(jù)爆發(fā)三個(gè)階段。1G、2G時(shí)代主要是語(yǔ)音、短信業(yè)務(wù)，產(chǎn)生數(shù)據(jù)量小，對(duì)通信速率沒(méi)什么要求，是數(shù)據(jù)開(kāi)始萌芽的階段。到了3G時(shí)代，新增了上網(wǎng)、電郵、QQ聊天等業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)量開(kāi)始增加，對(duì)速率有一定的要求，用戶峰值速率達(dá)到2Mbps至數(shù)十Mbps。 而4G時(shí)代，更是有了電影、直播、微信等業(yè)務(wù)，這必須建立在高速率的基礎(chǔ)上，用戶峰值速率可以達(dá)到100Mbps至1Gbps，數(shù)據(jù)量將進(jìn)一步擴(kuò)容。5G能夠?yàn)楦咔逡曨l、物聯(lián)網(wǎng)、VR/AR、機(jī)器人等提供移動(dòng)通信支撐，將廣泛應(yīng)用到智慧交通、移動(dòng)醫(yī)療、云游戲、智能家居、工業(yè)自動(dòng)化等行業(yè)，其所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量將呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，用戶峰值速率可達(dá)到10Gbps，屆時(shí)將是數(shù)據(jù)爆發(fā)的大時(shí)代。 為了進(jìn)一步厘清5G到底是什么，下面我們將從顯著特征、性能指標(biāo)以及關(guān)鍵技術(shù)三大方面加以闡述。
eMBB（增強(qiáng)移動(dòng)寬帶） eMBB針對(duì)的是大流量移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)，諸如3D/超高清視頻、高清語(yǔ)音、云辦公、云游戲等，能夠滿足深度感知、極致數(shù)據(jù)速率、極致用戶移動(dòng)性等要求。 URLLC（超高可靠低時(shí)延通信） URLLC能夠?qū)崿F(xiàn)通信的穩(wěn)定可靠，大幅降低通信主體之間的時(shí)延，能夠應(yīng)用到移動(dòng)醫(yī)療、工業(yè)自動(dòng)化、自動(dòng)駕駛等，能夠?qū)崿F(xiàn)高安全性、超高可靠性和超低時(shí)延性。 mMTC（海量機(jī)器通信） mMTC主要針對(duì)大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，能夠滿足大量人與人、人與物、物與物之間的通信，比如智慧交通、智能家居、智慧城市等，能夠滿足深度覆蓋、超高密度、超低能耗等要求。
5G用戶的峰值速率可以達(dá)到10Gbps，是4G的100倍；移動(dòng)性超過(guò)500km/h，而4G的移動(dòng)性只有350km/s；在時(shí)延方面，5G可以縮減到4G的1/10，即在1ms以內(nèi)；5G在每平方公里范圍內(nèi)可以連接100萬(wàn)多個(gè)通信主體，4G通常只能實(shí)現(xiàn)1萬(wàn)個(gè)主體連接；另外，5G的使用壽命也在4G的10倍以上。通過(guò)多個(gè)指標(biāo)的綜合比較，可以看出5G的性能實(shí)現(xiàn)了革命性的飛躍。
5G之所以能夠?yàn)楦鞔笮袠I(yè)技術(shù)應(yīng)用提供通信保障，得益于其背后一系列關(guān)鍵技術(shù)的支撐。如高頻率的毫米波，其帶寬高，傳輸?shù)男畔⒘看?。網(wǎng)絡(luò)切片可以根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景要求設(shè)置多個(gè)獨(dú)立或共享的通信網(wǎng)絡(luò)。還有端到端的技術(shù)，可以不用再通過(guò)第三方基站而直接實(shí)現(xiàn)設(shè)備與設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸，從而降低時(shí)延。 因此，不管從5G的新特征，還是從其基于的關(guān)鍵技術(shù)，其所展現(xiàn)出來(lái)的性能指標(biāo)都是以往幾代移動(dòng)通信系統(tǒng)所無(wú)法匹及的。那么，5G又是通過(guò)怎樣的架構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)其應(yīng)用價(jià)值的呢。 5G的架構(gòu)體系 5G的架構(gòu)體系從下到上依次分為終端層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層以及應(yīng)用層四個(gè)層級(jí)。 終端層 終端層主要是信息的發(fā)出端和接受端，它們既是信息采集的工具，也是信息應(yīng)用所依附的載體。通過(guò)傳感設(shè)備、可穿戴設(shè)備、感應(yīng)設(shè)備等智能終端實(shí)現(xiàn)信息的采集和展示。包括機(jī)器人、智能手機(jī)、醫(yī)療器械、工業(yè)硬件等設(shè)備。 網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)層是信息的傳輸媒介，是充分體現(xiàn)5G優(yōu)越性的環(huán)節(jié)。通過(guò)分配于不同應(yīng)用場(chǎng)景的獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)或共享網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)高速、高可靠超低時(shí)延地實(shí)現(xiàn)通信主體間的信息傳輸。 平臺(tái)層 平臺(tái)層主要是實(shí)現(xiàn)信息的存儲(chǔ)、運(yùn)算和分析，起著承上啟下的過(guò)渡作用，以邊緣計(jì)算、人工智能、云存儲(chǔ)等新技術(shù)，將散亂無(wú)序的信息進(jìn)行分析處理，為前端的應(yīng)用輸出有價(jià)值的信息。 應(yīng)用層 應(yīng)用層是5G價(jià)值的集中體現(xiàn)，根據(jù)三大顯著特征可以支撐不同的應(yīng)用場(chǎng)景。eMBB主要應(yīng)用于超高清視頻、高清語(yǔ)音、云游戲等場(chǎng)景，能夠?qū)崿F(xiàn)高速率通信。 mMTC主要應(yīng)用于智能交通、智慧城市、VR/AR等場(chǎng)景，能夠連接海量主體，滿足彼此之間的通信需求。URLLC則主要應(yīng)用于移動(dòng)醫(yī)療、工業(yè)自動(dòng)化、自動(dòng)駕駛等場(chǎng)景，能夠保證信息傳輸?shù)陌踩偷蜁r(shí)延。 從整個(gè)5G的架構(gòu)體系看出，大規(guī)模天線、毫米波、網(wǎng)絡(luò)切片等關(guān)鍵技術(shù)支撐起整個(gè)5G通信網(wǎng)絡(luò)的高效運(yùn)行，而且5G能夠與邊緣計(jì)算、大數(shù)據(jù)、霧計(jì)算等其他新技術(shù)實(shí)現(xiàn)有效融合，提升信息的價(jià)值，為前端的應(yīng)用提供技術(shù)保障。 5G進(jìn)程的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn) ITU（國(guó)際電信聯(lián)盟）和3GPP（第三代合作伙伴計(jì)劃）都對(duì)5G的實(shí)施制定了詳細(xì)的推進(jìn)計(jì)劃。它們將實(shí)施進(jìn)程分為3個(gè)階段：5G研究、5G標(biāo)準(zhǔn)化和5G產(chǎn)品研發(fā)。 ITU在2013年就提出了對(duì)5G進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)前期研究，3GPP在2015年提出了Rel-13標(biāo)準(zhǔn)，旨在為5G的出現(xiàn)做前期標(biāo)準(zhǔn)試探。而我國(guó)則在2015年的“十三五規(guī)劃”中明確提出，中國(guó)要積極推進(jìn)5G建設(shè)并在2020年發(fā)布5G通用產(chǎn)品。 我國(guó)的5G進(jìn)程主要分為4各方面：
通過(guò)與ITU、3GPP在5G建設(shè)進(jìn)程方面的對(duì)比，我國(guó)在5G的建設(shè)推進(jìn)方面走在世界前列，未來(lái)將能夠?yàn)楦餍袠I(yè)展開(kāi)5G應(yīng)用帶來(lái)規(guī)劃保障。那么，5G在醫(yī)療健康領(lǐng)域的應(yīng)用如何，能夠在疾病預(yù)防、診斷、治療、康復(fù)等方面帶來(lái)哪些創(chuàng)新性變化，我們需要進(jìn)一步分析探討。 賦能：5G為醫(yī)療健康帶來(lái)福音 5G為醫(yī)療健康帶來(lái)了什么 5G的優(yōu)越性能可以使其在智慧交通、醫(yī)療健康、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、城市管理、智慧環(huán)保等各大行業(yè)的應(yīng)用。正如前面所述，在傳輸速率方面，5G的用戶峰值速率可以達(dá)到10Gpbs，在平常情況下也能實(shí)現(xiàn)1Gbps，能夠滿足大量信息的傳輸。 在降低時(shí)延方面，5G物理層支持不同的子載波間隔,大的頻域子載波間隔配置,以縮短時(shí)域調(diào)度時(shí)延，通過(guò)Minislot的調(diào)度方式,降低調(diào)度時(shí)延。 在提升可靠性方面，PDCP 層引入了復(fù)制功能,將同一個(gè)承載映射到不同的邏輯信道,物理層采用不同載波發(fā)送,保證傳輸可靠性。 根據(jù)2018年中國(guó)信息通信研究院和IMT-2020 (5G)推進(jìn)組主辦的“綻放杯”5G應(yīng)用征集大賽，通過(guò)對(duì)300余個(gè)參賽項(xiàng)目的梳理和分析，發(fā)現(xiàn)不管是在發(fā)展階段，還是在市場(chǎng)前景方面，5G在醫(yī)療健康領(lǐng)域的應(yīng)用都位于前列。 5G在醫(yī)療健康不同的應(yīng)用場(chǎng)景，其性能特性發(fā)揮作用有所不同，主要應(yīng)用在遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)類、遠(yuǎn)程會(huì)診和指導(dǎo)類、遠(yuǎn)程操控類。在遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)類、遠(yuǎn)程會(huì)診和指導(dǎo)類，可以充分利用5G的高帶寬，來(lái)實(shí)現(xiàn)生命體征數(shù)據(jù)、影像診斷結(jié)果、生化血液分析結(jié)果、電子病歷等資料的高速傳輸。 在遠(yuǎn)程會(huì)診、遠(yuǎn)程診斷等過(guò)程中，可以滿足專家與基層醫(yī)生、專家與患者之間的高清視頻對(duì)話，有利于會(huì)診和診斷的高效進(jìn)行，同時(shí)由于5G的高可靠性，可以保證電子病歷、影像診斷等資料傳輸?shù)陌踩?，防止?shù)據(jù)泄露，充分保證換證的個(gè)人隱私。 在遠(yuǎn)程操控類，為了最大程度發(fā)揮5G網(wǎng)絡(luò)高帶寬和低時(shí)延的性能，在面對(duì)上行數(shù)據(jù)發(fā)送中，UE采用可配置調(diào)度方式,直接在預(yù)先分配資源上發(fā)送數(shù)據(jù),縮小時(shí)延，而且物理層專用控制信道也采用冗余方式,保證傳輸可靠性。在移動(dòng)急救、遠(yuǎn)程手術(shù)過(guò)程中，可以保證醫(yī)生對(duì)前端情況的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)掌控，可以為急救醫(yī)生或前端機(jī)器人提供準(zhǔn)確指導(dǎo)和操控。 同時(shí)需要連接生命體征監(jiān)護(hù)儀、心電圖機(jī)、除顫監(jiān)護(hù)儀、血液分析儀等諸多設(shè)備，保證各類連接主體進(jìn)行正常通信，在提高效率的同時(shí)盡可能的減少醫(yī)療安全事故的發(fā)生。 因此，對(duì)于遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)類、遠(yuǎn)程會(huì)診和指導(dǎo)類醫(yī)療場(chǎng)景，5G網(wǎng)絡(luò)為其帶來(lái)高帶寬和高可靠性體驗(yàn)，而對(duì)于移動(dòng)急救和遠(yuǎn)程操控類醫(yī)療場(chǎng)景，5G除了能夠帶來(lái)高帶寬、高可靠性體驗(yàn)外，還能帶來(lái)超低時(shí)延和超大連接數(shù)量通信效果。 5G在醫(yī)療健康領(lǐng)域應(yīng)用情況大事記 目前，5G在醫(yī)療健康領(lǐng)域尚處于試驗(yàn)測(cè)試階段，中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)電信三大運(yùn)營(yíng)商通過(guò)在部分醫(yī)院部署5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，嘗試其在醫(yī)療場(chǎng)景的應(yīng)用方式、應(yīng)用流程、應(yīng)用效果等。動(dòng)脈網(wǎng)·蛋殼研究院通過(guò)調(diào)研訪談和文獻(xiàn)研究相結(jié)合的方式，整理出目前已經(jīng)部署5G試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)的醫(yī)院及相關(guān)應(yīng)用情況。 2019年1月3日，安徽電信、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)附屬第一醫(yī)院及相關(guān)廠家聯(lián)合成立的智慧醫(yī)院5G實(shí)驗(yàn)室正式掛牌，實(shí)驗(yàn)室的成立標(biāo)志著中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)附屬第一醫(yī)院將率先在省內(nèi)開(kāi)展5G+醫(yī)療試驗(yàn)，根據(jù)公布的合作內(nèi)容，參與方將共同在智慧手術(shù)室、智慧病區(qū)、智慧后勤、遠(yuǎn)程醫(yī)療等場(chǎng)景開(kāi)展應(yīng)用。 2019年2月24日，北京移動(dòng)攜手華為完成了中日友好醫(yī)院5G室內(nèi)數(shù)字化系統(tǒng)部署，為移動(dòng)查房、移動(dòng)護(hù)理、移動(dòng)檢測(cè)、移動(dòng)會(huì)診等應(yīng)用提供了5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。 2019年2月26日，成都市第三人民醫(yī)院超聲專家周鴻主任通過(guò)5G與近百公里以外的蒲江縣人民醫(yī)院醫(yī)生共同為病人進(jìn)行了一場(chǎng)遠(yuǎn)程超聲會(huì)診。在本次遠(yuǎn)程會(huì)診中，周主任與縣醫(yī)院醫(yī)生之間能夠?qū)崿F(xiàn)高清、流暢的視頻語(yǔ)音實(shí)時(shí)溝通，基于5G的高帶寬，使得遠(yuǎn)程超聲診斷系統(tǒng)與近端超聲檢查圖像質(zhì)量高度一致，極大提高了會(huì)診的準(zhǔn)確率。 2019年3月，河南移動(dòng)在鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院完成5G試驗(yàn)基站部署，而且華為Wireless X Labs也參與了此次試驗(yàn)部署。相關(guān)5G基站將主要為遠(yuǎn)程會(huì)診、遠(yuǎn)程B超、移動(dòng)查房機(jī)器人等醫(yī)療場(chǎng)景提供服務(wù)。 2019年3月16日，中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院在中國(guó)移動(dòng)及華為公司5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持下，成功實(shí)施了全國(guó)首例基于5G的帕金森病“腦起搏器”遠(yuǎn)程手術(shù)。中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學(xué)中心及海南醫(yī)院神經(jīng)外科凌至培主任在三亞市，在5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，對(duì)北京解放軍總醫(yī)院的手術(shù)器械進(jìn)行精確度以微米計(jì)的操控，成功將“腦起搏器”的電極植入一名帕金森病患者腦部的最佳靶點(diǎn)。 2019年4月3日，由廣東省人民醫(yī)院心外科郭惠明醫(yī)生團(tuán)隊(duì)通過(guò)5G技術(shù)遠(yuǎn)程指導(dǎo)高州市人民醫(yī)院心外科何勇醫(yī)生團(tuán)隊(duì)進(jìn)行胸腔鏡下房間隔缺損補(bǔ)片修補(bǔ)術(shù)。此次遠(yuǎn)程手術(shù)指導(dǎo)在高帶寬低延遲5G網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境下進(jìn)行高清手術(shù)影像傳輸，實(shí)現(xiàn)廣州-高州兩地低延時(shí)直播。 從5G網(wǎng)絡(luò)部署地域看，只在北京、四川、河南、安徽、廣東等少數(shù)幾個(gè)省進(jìn)行了局部試驗(yàn)，這為后期在全國(guó)醫(yī)院部署5G打造樣板。且從合作的醫(yī)院看，全部都是所在省份的龍頭三甲醫(yī)院，主要是因?yàn)檫@些醫(yī)院基礎(chǔ)設(shè)施完備、醫(yī)療設(shè)備先進(jìn)、專家資源豐富等，能夠?yàn)?G試驗(yàn)提供強(qiáng)大的技術(shù)和人才保障。 除了已經(jīng)部署5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的醫(yī)院外，還有部分醫(yī)院已經(jīng)與三大電信運(yùn)營(yíng)商簽訂了合作協(xié)議，諸如廣東省人民醫(yī)院、武漢大學(xué)中南醫(yī)院、南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院、浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬邵逸夫醫(yī)院、深圳市人民醫(yī)院、武漢協(xié)和醫(yī)院、青島大學(xué)附屬醫(yī)院等，這些醫(yī)院也在積極為部署5G網(wǎng)絡(luò)做準(zhǔn)備，未來(lái)會(huì)有越來(lái)越多的醫(yī)院向5G智慧醫(yī)院邁進(jìn)。 國(guó)內(nèi)電信運(yùn)營(yíng)商在醫(yī)院積極部署5G，國(guó)際電信巨頭也在部分醫(yī)院建設(shè)了5G網(wǎng)絡(luò)，包括AT&T、Nokia、Vodafone（沃達(dá)豐）等。如AT&T與拉什大學(xué)醫(yī)療中心合作，幫助芝加哥醫(yī)院進(jìn)行5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，該項(xiàng)目在2019年1月開(kāi)始啟動(dòng)，旨在將芝加哥醫(yī)院打造成為全美第一家支持5G功能的智慧醫(yī)院。同時(shí)，AT&T還與VITAS 醫(yī)療中心開(kāi)展合作，針對(duì)臨終患者，將5G與VR/AR相結(jié)合，試圖利用沉浸式技術(shù)的移動(dòng)解決方案幫助減少臨終患者的慢性疼痛和焦慮。 Nokia與芬蘭奧盧大學(xué)合作啟動(dòng)OYS TestLab項(xiàng)目，這是一個(gè)基于5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的醫(yī)療試驗(yàn)項(xiàng)目，主要是運(yùn)用在移動(dòng)急救場(chǎng)景中，通過(guò)為救護(hù)車和急診部門之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)提供通信支持，醫(yī)院能夠監(jiān)控運(yùn)送中的患者，根據(jù)患者的患病情況提供相應(yīng)的遠(yuǎn)程急救指導(dǎo)，同時(shí)可以做好急救相關(guān)專家和醫(yī)療設(shè)備的前期準(zhǔn)備，實(shí)現(xiàn)醫(yī)生與患者的精準(zhǔn)匹配。 Vodafone與巴塞羅那的Clínic醫(yī)院合作開(kāi)展基于5G的遠(yuǎn)程手術(shù)試驗(yàn)，支持Antonio Lacy博士為離醫(yī)院約五公里外的一名患有腸腫瘤的病人執(zhí)行全球首個(gè)5G動(dòng)力遠(yuǎn)程控制手術(shù)。Vodafone5G網(wǎng)絡(luò)在Clínic醫(yī)院率先實(shí)踐，可能推動(dòng)該醫(yī)院成為西班牙首家5G智慧醫(yī)院。 5G如何在醫(yī)院部署 5G在醫(yī)院的部署是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要經(jīng)過(guò)一系列的科學(xué)論證，選擇合適的醫(yī)院、恰當(dāng)?shù)姆绞?、合理的部署區(qū)域、符合條件的科室等，只有通過(guò)通信設(shè)備供應(yīng)商、電信運(yùn)營(yíng)商、醫(yī)療器械供應(yīng)商以及醫(yī)院的共同協(xié)作，才能推進(jìn)5G在醫(yī)院的應(yīng)用試驗(yàn)。 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)路徑 目前，5G通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)有新建和改造兩種方式。新建即是根據(jù)5G的通信要求建設(shè)一個(gè)全新技術(shù)和架構(gòu)的5GNR，而無(wú)須破壞現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。5GNR是一個(gè)新的無(wú)線接口，它將支持革命性的數(shù)據(jù)傳輸量、容量和效率提升。 第一，其在6 GHz以上頻率的毫米波通信，獲得了更多的新頻譜資源。根據(jù)3GPP關(guān)于第一版5GNR標(biāo)準(zhǔn)（ Release 15），其定義的全球頻譜范圍已經(jīng)到了52.6GHz，并在100GHz范圍內(nèi)尋求更多頻譜，極大地拓展了通信的容量。在應(yīng)用端，毫米波要求匹配與之相適應(yīng)的通信設(shè)備，需要新的技術(shù)和產(chǎn)品架構(gòu)設(shè)計(jì)，這也將為醫(yī)療設(shè)備的設(shè)計(jì)研發(fā)帶來(lái)新的挑戰(zhàn)。 第二，5GNR大規(guī)模天線基站普遍采用波束賦形技術(shù)，基站可以通過(guò)波束迅速找到有通信需求的終端設(shè)備，然后通過(guò)業(yè)務(wù)波束信號(hào)在通信設(shè)備之間建立信息交互業(yè)務(wù)。 第三，5GNR使用CP-OFDM的波形并能適配靈活可變的參數(shù)集，可以將不同等級(jí)和時(shí)延的業(yè)務(wù)復(fù)用在一起，并允許毫米波頻段采用更大的子載波間隔，能夠在同一時(shí)間傳輸更多信息量。 第四，5GNR的核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)靈活、智能以及可重配，讓運(yùn)營(yíng)商能夠動(dòng)態(tài)優(yōu)化對(duì)某一業(yè)務(wù)或區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置，滿足不同業(yè)務(wù)類型對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的需求，提高用戶體驗(yàn)的同時(shí)降低網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)成本。 改造主要是基于4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)寬帶的提升，是LTE Advanced Pro Release 14的演進(jìn)版，通過(guò)對(duì)LTE Advanced Pro進(jìn)行再次改造升級(jí)來(lái)滿足5G的通信要求，它是3GPP在2015年舉行的PCG第35次會(huì)議上正式確定的LTE新標(biāo)準(zhǔn)。 LTE Advanced Pro Release 14的許多功能都能夠滿足5G網(wǎng)絡(luò)的通信要求，如一致的用戶體驗(yàn)、無(wú)縫切換、低成本高覆蓋以及低功率廣域應(yīng)用對(duì)較長(zhǎng)電池壽命的要求等。 通過(guò)比較兩種建設(shè)路徑，新建5G網(wǎng)絡(luò)可以不用考慮現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的兼容性，采用毫米波、波束賦形、網(wǎng)絡(luò)切片等全新技術(shù)，可以很好的實(shí)現(xiàn)高速率、高可靠、低延時(shí)以及海量通信等。 但是，新建網(wǎng)絡(luò)體系意味著大量通信設(shè)備，特別是微基站的建設(shè)投入，這需要耗費(fèi)大量資金。改造4G網(wǎng)絡(luò)雖然無(wú)需投入新設(shè)備和新基站，在現(xiàn)有無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施之上進(jìn)行相應(yīng)的軟件升級(jí)，可以節(jié)約建設(shè)成本。但整個(gè)網(wǎng)絡(luò)體系還是沿用原來(lái)的架構(gòu)和技術(shù)，這也制約了通信的效率和質(zhì)量。 根據(jù)我們對(duì)相關(guān)醫(yī)院的調(diào)研訪談，目前進(jìn)行5G網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)都是采用新建5GNR的方式，以確保在真實(shí)水平的5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，能夠?yàn)獒t(yī)療帶來(lái)哪些方面的實(shí)質(zhì)性變化和效率的提升程度。 網(wǎng)絡(luò)部署流程 在醫(yī)院進(jìn)行5G網(wǎng)絡(luò)部署是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要經(jīng)過(guò)簽訂協(xié)議、勘察選址、網(wǎng)路建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)調(diào)試、場(chǎng)景應(yīng)用等環(huán)節(jié)，才能實(shí)現(xiàn)5G+醫(yī)療健康的落地應(yīng)用。 在5G+醫(yī)療健康試驗(yàn)的初期，醫(yī)院都是保持開(kāi)放容納的心態(tài)，歡迎國(guó)內(nèi)有實(shí)力的通信設(shè)備供應(yīng)商、電信運(yùn)營(yíng)商前來(lái)洽談合作，在醫(yī)院部署5G網(wǎng)絡(luò)，為相關(guān)醫(yī)療場(chǎng)景的應(yīng)用搭建基礎(chǔ)設(shè)施。 而電信運(yùn)營(yíng)商也會(huì)和通信設(shè)備供應(yīng)商合作，共同為標(biāo)的醫(yī)院建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)。作為試驗(yàn)期，一般會(huì)選擇醫(yī)院的部分區(qū)域或部分科室作為5G的試驗(yàn)區(qū)，電信運(yùn)營(yíng)商會(huì)根據(jù)醫(yī)院的基礎(chǔ)條件和參與意愿，進(jìn)行選址規(guī)劃。 比如，中國(guó)科技大學(xué)附屬第一醫(yī)院就拿出一整棟樓宇作為5G試驗(yàn)區(qū)域，由安徽電信負(fù)責(zé)5G通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。工程的施工難度主要取決于部署區(qū)域的范圍和建筑結(jié)構(gòu)，5G網(wǎng)絡(luò)設(shè)施主要包括室外的基站建設(shè)和室內(nèi)的微基站安裝。 通常情況下，室內(nèi)站的建設(shè)數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于室外站的數(shù)量，為了達(dá)到最好的通信效果，可能在每個(gè)樓層都要安裝一定數(shù)量的微基站。在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)好后，就需要對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行一系列調(diào)試，檢驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量是否達(dá)到相關(guān)應(yīng)用要求。 在達(dá)到要求后，就可以將相關(guān)醫(yī)療場(chǎng)景（如遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、移動(dòng)護(hù)理、遠(yuǎn)程診斷等）置于5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中開(kāi)展，并與以前的通信效果進(jìn)行對(duì)比評(píng)估，將相關(guān)結(jié)果反饋給電信運(yùn)營(yíng)商，便于做進(jìn)一步的改進(jìn)。 據(jù)相關(guān)專家介紹。醫(yī)院部署5G網(wǎng)絡(luò)屬于重大工程，建設(shè)周期一般不會(huì)超過(guò)2個(gè)月，有些醫(yī)院的5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)甚至在一個(gè)月內(nèi)就能完成。 主要參與主體 參與醫(yī)院5G網(wǎng)絡(luò)部署的主要有四大主體：
5G的高帶寬、低時(shí)延和海量連接，可以實(shí)現(xiàn)生命體征數(shù)據(jù)、影像檢查資料、電子病歷等大量醫(yī)療數(shù)據(jù)的快速傳輸，可以實(shí)現(xiàn)醫(yī)生與醫(yī)生、醫(yī)生與患者的高清視頻通話，可以實(shí)時(shí)全面展現(xiàn)患者的生命狀態(tài)，后方專家可以精準(zhǔn)指導(dǎo)一線醫(yī)生對(duì)患者實(shí)施急救。 5G的不同性能可以滿足不同醫(yī)療場(chǎng)景的通信要求，部分醫(yī)院已經(jīng)通過(guò)與通信設(shè)備商、電信運(yùn)營(yíng)商等合作在醫(yī)院部署5G通信網(wǎng)絡(luò)，推動(dòng)移動(dòng)醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展。 那么，5G+醫(yī)療健康到底有哪些應(yīng)用場(chǎng)景，5G又是如何滿足這些應(yīng)用場(chǎng)景需求的，接下來(lái)我們將詳細(xì)敘述5G在具體醫(yī)療場(chǎng)景中應(yīng)用。 落地：5G+醫(yī)療健康的應(yīng)用場(chǎng)景剖析 在醫(yī)療健康領(lǐng)域，并不是所有的場(chǎng)景都需要5G，5G也沒(méi)有完美到可以支撐所有的應(yīng)用場(chǎng)景。我們根據(jù)前期的調(diào)研，結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)只有那些涉及大量數(shù)據(jù)傳輸、需要高清視頻、對(duì)信息傳輸時(shí)延要求短的醫(yī)療場(chǎng)景，5G才能充分發(fā)揮其所具備的優(yōu)勢(shì)。 5G+醫(yī)療健康的應(yīng)用場(chǎng)景概覽
本報(bào)告主要梳理了無(wú)線監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程診斷、遠(yuǎn)程會(huì)診、移動(dòng)查房、虛擬示教培訓(xùn)、移動(dòng)急救、導(dǎo)航定位、遠(yuǎn)程機(jī)器人超聲以及遠(yuǎn)程機(jī)器人手術(shù)九大應(yīng)用場(chǎng)景，并從通信寬帶、通信時(shí)延、通信數(shù)量（通信主體的連接數(shù)量）三個(gè)維度繪制了5G+醫(yī)療健康場(chǎng)景應(yīng)用圖譜。 遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)類 這類應(yīng)用對(duì)通信帶寬要求不高，只是涉及到血壓、血糖、血氧飽和度、心率等生命體征數(shù)據(jù)的傳輸，其帶寬在3Mbps基本上就能滿足信息傳輸需求。其對(duì)通信時(shí)延也沒(méi)有高要求，100ms左右的延遲不會(huì)造成對(duì)相關(guān)治療的影響。而且主要是生命體征監(jiān)護(hù)儀、可穿戴智能設(shè)備、輸液袋、護(hù)士等之間的信息互通，連接數(shù)量較小。 遠(yuǎn)程會(huì)診和指導(dǎo)類 這些應(yīng)用對(duì)通信帶寬有一定的要求，涉及到生化分析結(jié)果、影像檢查結(jié)果、電子病歷等大量資料的傳輸，其帶寬通常在3Mbps~15Mbps之間。在遠(yuǎn)程會(huì)診和VR/AR等虛擬示教培訓(xùn)場(chǎng)景，需要較低時(shí)延才能挺高會(huì)診效率和培訓(xùn)效果，其時(shí)延需在20ms~100ms。因?yàn)樯婕暗綑z查檢驗(yàn)資料，需要連接相應(yīng)的檢驗(yàn)科、影像科的部門，還需要連接專家、基層醫(yī)生、護(hù)士、患者的群體，連接數(shù)量相對(duì)較多。 遠(yuǎn)程操控類 遠(yuǎn)程機(jī)器人超聲和遠(yuǎn)程手術(shù)需要超高清畫面，醫(yī)生才能夠精確地進(jìn)行操作，因此要求帶寬在15Mbps甚至需要達(dá)到1Gbps，才能滿足相關(guān)的操作要求。在整個(gè)過(guò)程中需要實(shí)時(shí)同步，才能保證操作的安全性，對(duì)時(shí)延要求通常是在1ms以內(nèi)。特別是遠(yuǎn)程手術(shù)，可能需要同時(shí)連接生命監(jiān)測(cè)儀、心電圖機(jī)、除顫監(jiān)護(hù)儀、高清視頻設(shè)備等，其連接主體數(shù)量較多。 應(yīng)用場(chǎng)景需求分析及5G解決方案 我們根據(jù)通信帶寬、通信時(shí)延和通信數(shù)量三個(gè)指標(biāo)將十大應(yīng)用場(chǎng)景分為遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和護(hù)理類、遠(yuǎn)程會(huì)診和指導(dǎo)類、遠(yuǎn)程操控類三個(gè)類別。那么，每個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景的需求是什么，5G又是通過(guò)什么方案來(lái)滿足需求的，我們將逐類剖析。 無(wú)線監(jiān)測(cè) 無(wú)線監(jiān)測(cè)是指通過(guò)生命體征監(jiān)測(cè)儀或可穿戴智能設(shè)備對(duì)患者的血壓、血糖、心率等進(jìn)行實(shí)時(shí)、持續(xù)的監(jiān)測(cè)，并將這些體征數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線通信的方式傳輸給醫(yī)護(hù)人員。無(wú)線監(jiān)測(cè)主要是針對(duì)術(shù)后患者和突發(fā)性疾病患者，術(shù)后患者在康復(fù)過(guò)程中容易出現(xiàn)術(shù)后并發(fā)癥，病情變化風(fēng)險(xiǎn)大，需要實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)。 突發(fā)性疾病患者特別是冠心病和腦卒中患者，通過(guò)無(wú)線監(jiān)測(cè)可以實(shí)時(shí)掌握其活動(dòng)情況，發(fā)生異常情況可以第一時(shí)間展開(kāi)急救。無(wú)線監(jiān)測(cè)需要持續(xù)、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的反映被監(jiān)測(cè)者的生命體征情況，能夠?qū)⒎治鎏幚磉^(guò)的數(shù)據(jù)傳送到醫(yī)護(hù)人員顯示終端，以便實(shí)時(shí)掌控其情況。特別是針對(duì)突發(fā)性疾病患者，無(wú)線監(jiān)測(cè)的報(bào)警時(shí)間直接影響患者的搶救相應(yīng)時(shí)間。 根據(jù)看醫(yī)界公布的相關(guān)數(shù)據(jù)，2016年我國(guó)TOP10三甲醫(yī)院平均床位數(shù)在4900張左右。相應(yīng)床位的體征監(jiān)測(cè)設(shè)備、穿戴設(shè)備、傳感設(shè)備、接收設(shè)備等的連接數(shù)量將超過(guò)1萬(wàn)個(gè)。 在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)條件下，每平方公里的最大連接數(shù)在1萬(wàn)個(gè)以下，未來(lái)隨著醫(yī)院床位數(shù)的進(jìn)一步增加，連接的設(shè)備數(shù)量將成倍提升，必須有更先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)才能滿足。5G的Massive MIMO技術(shù)具有更高的頻譜使用效率，提高空間復(fù)用率，每平方公里的連接數(shù)量可以達(dá)到100萬(wàn)個(gè)，從而實(shí)現(xiàn)超大容量連接。
除了對(duì)設(shè)備、患者生命體征的監(jiān)測(cè)，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)部分設(shè)備的控制。比如在無(wú)線輸液監(jiān)測(cè)中，基于5G網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線輸液管理系統(tǒng)，可以通過(guò)輸液監(jiān)測(cè)器等物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，對(duì)患者的輸液進(jìn)度進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，由于5G的低時(shí)延性，如果發(fā)生跑針或輸液快結(jié)束時(shí)，能夠快速向護(hù)士報(bào)警，護(hù)士能夠第一時(shí)間前來(lái)處理，避免醫(yī)療事故的發(fā)生。
遠(yuǎn)程診斷 遠(yuǎn)程診斷是指利用通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，邀請(qǐng)方醫(yī)療機(jī)構(gòu)通過(guò)向受邀方醫(yī)療機(jī)構(gòu)提供病患臨床及CR、DR影像資料，由受邀方出具診斷報(bào)告。包括遠(yuǎn)程影像診斷、遠(yuǎn)程心電診斷、遠(yuǎn)程超聲診斷、遠(yuǎn)程病理診斷等。 在整個(gè)診斷過(guò)程中，由邀請(qǐng)方將相關(guān)檢查檢驗(yàn)資料上傳到遠(yuǎn)程醫(yī)療平臺(tái)，三甲醫(yī)院專家通過(guò)移動(dòng)端從遠(yuǎn)程醫(yī)療平臺(tái)獲取相關(guān)資料以及根據(jù)這些資料出具診斷報(bào)告，再將這些報(bào)告回傳到遠(yuǎn)程醫(yī)療平臺(tái)供邀請(qǐng)方和患者使用。
遠(yuǎn)程診斷中電子病歷、診斷結(jié)果等的傳輸速率在200Kbps，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基本上能夠滿足。但是CR、DR、MRI等影像資料和B超資料的通信速率要求在13Mbps，而現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的速率在10Mbps，導(dǎo)致影像資料的傳輸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，要耗費(fèi)專家?guī)追昼姇r(shí)間才能完成下載，影響了診斷工作效率。 5G相比傳統(tǒng)的基礎(chǔ)通信設(shè)施，其傳輸速率能夠達(dá)到1Gbps，能夠以更高上傳和下載速率為數(shù)據(jù)傳輸帶來(lái)便利性。醫(yī)療專家不管是在辦公室，還是在外出差，都可以享受極速下載，隨時(shí)查看患者資料。 而且5G的高可靠性還能保證在院外傳輸醫(yī)療數(shù)據(jù)，避免出現(xiàn)被盜取的危險(xiǎn)，保護(hù)患者的隱私安全。 遠(yuǎn)程會(huì)診 遠(yuǎn)程會(huì)診是指借助通信網(wǎng)絡(luò)，邀請(qǐng)方和受邀方通過(guò)遠(yuǎn)程視頻系統(tǒng)共享醫(yī)學(xué)資料，對(duì)患者的病情進(jìn)行會(huì)診診治。同遠(yuǎn)程診斷類似，遠(yuǎn)程會(huì)診也需要通過(guò)遠(yuǎn)程醫(yī)療平臺(tái)實(shí)時(shí)上傳患者的影像報(bào)告、血液分析報(bào)告、電子病歷等數(shù)據(jù)，專家從遠(yuǎn)程醫(yī)療平臺(tái)實(shí)時(shí)下載查看相關(guān)資料，為基層醫(yī)生提供診斷指導(dǎo)，提高他們的疾病診斷水平，能夠真正實(shí)現(xiàn)大病不出縣，患者留基層。
遠(yuǎn)程會(huì)診過(guò)程中，主要涉及到高清視頻通話和資料共享。在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)條件下，可以配置1080P的高清視頻設(shè)備。但未來(lái)隨著4K等超高清視頻設(shè)備的應(yīng)用，其傳輸速率在20Mbps，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)將無(wú)法滿足。 而5G的數(shù)據(jù)傳輸速率能夠達(dá)到1Gbps，為基層醫(yī)生、專家、患者之間進(jìn)行超高清視頻通話提供技術(shù)保障，而且專家在視頻過(guò)程中，還能實(shí)現(xiàn)秒速下載患者資料。同時(shí)5G的低時(shí)延性保證了彼此之間通話的實(shí)時(shí)性，不會(huì)感覺(jué)到通話延遲，提供了溝通的順暢性和高效性。
移動(dòng)查房 移動(dòng)查房是指醫(yī)生在查房過(guò)程中使用手持移動(dòng)終端通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接醫(yī)療信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電子病歷的實(shí)時(shí)輸入、查詢或修改，以及醫(yī)療檢查報(bào)告快速調(diào)閱的一種查房形式。
雖然目前的網(wǎng)絡(luò)條件已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了醫(yī)生與患者的在線交流，移動(dòng)設(shè)備上也集成了在線查詢生命體征數(shù)據(jù)、心電圖等功能，但卻存在醫(yī)療數(shù)據(jù)量大、傳輸不穩(wěn)定、數(shù)據(jù)易泄露等風(fēng)險(xiǎn)，難以實(shí)現(xiàn)相關(guān)資料的實(shí)時(shí)采集和實(shí)時(shí)傳輸。 而5G網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)性能能夠較好地解決相關(guān)痛點(diǎn)，高寬帶可以有效解決醫(yī)療數(shù)據(jù)傳輸量大（比如CT影像、超聲影像、CR/DR影像等）、傳輸不穩(wěn)定的情況，高可靠性可以有效避免相關(guān)數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中的泄漏問(wèn)題。另外，醫(yī)生可以一邊查房一邊實(shí)時(shí)下載或查閱患者資料，為下一步診療決策做準(zhǔn)備。 虛擬示教培訓(xùn) 虛擬示教培訓(xùn)是指青年醫(yī)生借助VR/AR設(shè)備，在培訓(xùn)專家的遠(yuǎn)程或現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)下，進(jìn)行相關(guān)的醫(yī)學(xué)治療操作，特別是手術(shù)虛擬示教培訓(xùn)成為醫(yī)院提升青年醫(yī)生技能的重要手段。 AR/VR手術(shù)培訓(xùn)屬于強(qiáng)交互應(yīng)用場(chǎng)景，用戶可通過(guò)交互設(shè)備與虛擬手術(shù)環(huán)境或者現(xiàn)實(shí)環(huán)境進(jìn)行互動(dòng)，使接受培訓(xùn)者能夠感受到虛擬環(huán)境的變化，沉浸感更強(qiáng)。
強(qiáng)交互VR/AR對(duì)帶寬和時(shí)延提出了雙需求，沉浸感的提升依賴于畫質(zhì)分辨率、渲染和交互處理速度、數(shù)據(jù)傳輸速度的全面提高，特別是數(shù)據(jù)的傳輸速度的提高對(duì)強(qiáng)交互VR/AR的體驗(yàn)效果尤為重要。 根據(jù)VR/AR的四個(gè)發(fā)展階段，對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸速率和傳輸時(shí)延要求在逐步提高，傳輸速率從25Mbps提高到1Gbps，傳輸時(shí)延從40ms縮短到10ms?，F(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)條件無(wú)法滿足相應(yīng)要求，經(jīng)常使得佩戴者出現(xiàn)人體眩暈現(xiàn)象，導(dǎo)致舒適性和獲取性較差。 而5G的速率一般都在1Gbps，高峰值甚至可以達(dá)到10Gbps，而其時(shí)延通常在10ms以內(nèi)，能夠很好地滿足AR/VR手術(shù)培訓(xùn)要求，營(yíng)造高度沉浸式體驗(yàn)環(huán)境。
移動(dòng)急救 移動(dòng)急救是指急救人員、救護(hù)車、應(yīng)急指揮中心和醫(yī)院之間通過(guò)相互溝通協(xié)作開(kāi)展的醫(yī)療急救服務(wù)。急救是和時(shí)間賽跑，急救業(yè)務(wù)的響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)短影響著患者存活率高低。 根據(jù)國(guó)際急救經(jīng)驗(yàn)，除顫每推遲1分鐘，患者存活率降低7%~10%，急救響應(yīng)時(shí)間在4分鐘內(nèi)，患者的存活率將在50%以上，響應(yīng)時(shí)間在4~6分鐘后，人體重要器官將出現(xiàn)不可逆?zhèn)?，患者存活率將降低?0%以下。
信息采集、數(shù)據(jù)處理和傳輸效率成為移動(dòng)急救面臨的主要難題。在急救現(xiàn)場(chǎng)，救援人員需要對(duì)患者進(jìn)行初步檢查，并將相關(guān)檢查結(jié)果實(shí)時(shí)傳送到應(yīng)急指揮中心和醫(yī)院。同時(shí)需要根據(jù)患者的傷病情況，醫(yī)院專家通過(guò)移動(dòng)設(shè)備提供遠(yuǎn)程指導(dǎo)，救援人員實(shí)施初步救治，為后續(xù)的醫(yī)院治療打下基礎(chǔ)。在運(yùn)輸過(guò)程中，還需要將患者生命體征數(shù)據(jù)、電子病歷信息等上傳到遠(yuǎn)程系統(tǒng)，便于專家第一時(shí)間掌握患者相關(guān)情況。
現(xiàn)在使用的1080P高清視頻設(shè)備，對(duì)于患者受傷情況呈現(xiàn)的清晰度還不夠，醫(yī)療專家通過(guò)視頻設(shè)備無(wú)法查看到細(xì)微的受傷部位。未來(lái)通過(guò)4K超高清設(shè)備，醫(yī)療專家能夠?qū)κ軅闆r進(jìn)行更細(xì)微的觀察，以便更好地指導(dǎo)一線人員進(jìn)行精準(zhǔn)施救，避免出現(xiàn)救治不當(dāng)?shù)那闆r發(fā)生。同時(shí)急救人員需要與指揮中心、專家保持視頻通話，需要低時(shí)延才能保證實(shí)時(shí)性和同步性，這就更需要5G提供的超低時(shí)延性能。 導(dǎo)航定位 為用戶提供導(dǎo)航定位服務(wù)，主要包括院內(nèi)導(dǎo)航和城市導(dǎo)航。 院內(nèi)導(dǎo)航就是就診指引，指根據(jù)患者的需要實(shí)時(shí)顯示掛號(hào)處、就診室、檢查檢驗(yàn)室、繳費(fèi)處等信息，并為其制定到達(dá)路線，縮短患者找尋時(shí)間，提高患者就診體驗(yàn)。 目前的院內(nèi)導(dǎo)航主要依靠GPS定位，定位精度不高，無(wú)法滿足室內(nèi)定位需求，要實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的室內(nèi)導(dǎo)航，需要幾米甚至1米以下的定位精度，甚至還要能夠分辨樓層。面向5G的高精度融合定位技術(shù)能夠準(zhǔn)確地識(shí)別用戶所處的環(huán)境，并結(jié)合實(shí)際情況選取合適的定位系統(tǒng)。 “融合定位”是5G高精度定位的主要趨勢(shì)，室內(nèi)環(huán)境采取Wi-Fi融合帶內(nèi)信號(hào)、PDR的方式，存在超寬帶(UWB)的環(huán)境優(yōu)先采用UWB方式。 另外一種導(dǎo)航是面向用戶的城市導(dǎo)航。目前的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，是一種2D平面下的定位和路線指引，未考慮周邊環(huán)境對(duì)導(dǎo)航的影像。 未來(lái)，導(dǎo)航系統(tǒng)可以在跟蹤設(shè)備上實(shí)現(xiàn)音視頻的同步傳輸，除了對(duì)位置和方向進(jìn)行指引，還能通過(guò)影像的分析對(duì)導(dǎo)航進(jìn)行糾正，防止突發(fā)情況的出現(xiàn)。例如達(dá)闥科技的導(dǎo)盲頭盔，通過(guò)對(duì)周圍聲音和圖像（建筑、汽車、路障等）的采集，上傳云端進(jìn)行AI計(jì)算分析，然后將分析結(jié)果轉(zhuǎn)化為聲音指令，引導(dǎo)盲人在城市中穿行。
導(dǎo)盲頭盔系統(tǒng)與AI技術(shù)相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)AI導(dǎo)航，其數(shù)據(jù)傳輸速率要求在30Mbps，傳輸時(shí)延在20ms以內(nèi)。現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)無(wú)法滿足上述條件，而5G的高帶寬和低時(shí)延能夠?qū)崿F(xiàn)。 遠(yuǎn)程機(jī)器人超聲 遠(yuǎn)程機(jī)器人超聲是基于通信、傳感器和機(jī)器人技術(shù)，由醫(yī)療專家根據(jù)患者端的視頻和力反饋信息，遠(yuǎn)程操控機(jī)器人開(kāi)展的超聲檢查醫(yī)療服務(wù)。該類超聲檢查無(wú)需指派專業(yè)醫(yī)生到現(xiàn)場(chǎng)，只需護(hù)士提供設(shè)備儀器安置工作即可，主要由醫(yī)療專家在遠(yuǎn)程操控完成。
遠(yuǎn)程機(jī)器人超聲涉及到操作搖桿控制信號(hào)和力反饋觸覺(jué)信號(hào)兩路視頻信號(hào)，還包括醫(yī)生視頻、患者視頻、B超探頭影像等。在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，分別率只能夠達(dá)到1080P，超聲影像的清晰度仍需要進(jìn)一步提高，為醫(yī)生診斷提供更好的參考數(shù)據(jù)。 當(dāng)分辨率達(dá)到4K時(shí)，超聲影像能夠更清晰地展示檢查部位的情況，醫(yī)生觀察效果更佳。這些都需要高帶寬、低時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)做保障，才能較好地解決機(jī)械臂的靈敏度自適應(yīng)、操作指令的實(shí)時(shí)傳輸、超高清視頻語(yǔ)音的實(shí)時(shí)傳輸以及B超影像的動(dòng)態(tài)傳輸?shù)葐?wèn)題，這些正好是5G性能優(yōu)越性的集中體現(xiàn)。 遠(yuǎn)程機(jī)器人手術(shù) 同遠(yuǎn)程機(jī)器人超聲類似，遠(yuǎn)程手術(shù)也是基于通信、傳感器和機(jī)器人技術(shù)，由醫(yī)療專家根據(jù)手術(shù)室的視頻和反饋信息，遠(yuǎn)程操控機(jī)器人開(kāi)展手術(shù)治療服務(wù)。 雖然目前部分醫(yī)院已經(jīng)引進(jìn)了手術(shù)機(jī)器人（如達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人），但是目前的通信設(shè)施無(wú)法滿足其大量數(shù)據(jù)的傳輸速率和傳輸?shù)蜁r(shí)延要求，不適宜開(kāi)展遠(yuǎn)程機(jī)器人手術(shù)治療。 遠(yuǎn)程機(jī)器人手術(shù)過(guò)程中醫(yī)生需要佩戴3D眼鏡等設(shè)備，實(shí)時(shí)觀察手術(shù)現(xiàn)場(chǎng)畫面，相應(yīng)的設(shè)備要求數(shù)據(jù)傳輸速率在25Mbps，才能夠保證將手術(shù)現(xiàn)場(chǎng)情況全方位展現(xiàn)在醫(yī)生眼前。 同時(shí)，手術(shù)過(guò)程中，醫(yī)生操控機(jī)械臂進(jìn)行手術(shù)作業(yè)，其傳輸速率要求在20Mbps，傳輸時(shí)延低于10ms。且整個(gè)過(guò)程還涉及到不同類型數(shù)據(jù)的傳輸，如生命體征數(shù)據(jù)、心電圖數(shù)據(jù)、除顫監(jiān)護(hù)儀數(shù)據(jù)、血液供應(yīng)數(shù)據(jù)等等，需要20Mbps以上的傳輸速率。
5G的高帶寬能夠滿足各類數(shù)據(jù)的傳輸和能夠滿足超高清視頻要求，而且其低時(shí)延性能夠確?，F(xiàn)場(chǎng)機(jī)械臂運(yùn)行與醫(yī)生端的操控是高度同步的，不會(huì)因延遲而導(dǎo)致醫(yī)療專家出現(xiàn)誤判情況，提高手術(shù)的成功率。 通過(guò)前面相關(guān)應(yīng)用場(chǎng)景的分析我們發(fā)現(xiàn)，它們對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)提出了5大需求：
各大應(yīng)用場(chǎng)景落地時(shí)間路徑 雖然5G在各大醫(yī)療應(yīng)用場(chǎng)景都能發(fā)揮作用，但是每個(gè)場(chǎng)景所依賴的5G關(guān)鍵性能有所不同，為了保證相關(guān)醫(yī)療活動(dòng)能夠順利開(kāi)展，醫(yī)生的介入程度、設(shè)備投入數(shù)量也不一樣。另外，由于每個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景針對(duì)的疾病治療環(huán)節(jié)不同，會(huì)產(chǎn)生不同程度的醫(yī)療安全風(fēng)險(xiǎn)。 動(dòng)脈網(wǎng)·蛋殼研究院根據(jù)對(duì)相關(guān)人士的訪談，從5G性能復(fù)雜度、醫(yī)生介入程度、設(shè)備投入數(shù)量、醫(yī)療安全風(fēng)險(xiǎn)4個(gè)維度，對(duì)上述9大應(yīng)用場(chǎng)景的落地難度做了綜合評(píng)價(jià)（較低用★表示，適中用★★表示，較高★★★表示）。 5G性能復(fù)雜度 主要基于每個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)5GeMBB、URLLC以及mMTC三大關(guān)鍵性能的依賴程度。根據(jù)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)推進(jìn)計(jì)劃，將首先滿足eMBB性能要求，后續(xù)再逐步完善相關(guān)設(shè)施，滿足URLLC和mMTC性能要求。因此，主要依賴eMBB的應(yīng)用場(chǎng)景，其復(fù)雜度較低；對(duì)eMBB和URLLC依賴較強(qiáng)的應(yīng)用場(chǎng)景，其復(fù)雜度適中；對(duì)eMBB、URLLC和mMTC都有要求的，其復(fù)雜度較高。 醫(yī)生介入程度 有的應(yīng)用場(chǎng)景只需護(hù)士介入就能完成，醫(yī)生無(wú)需介入；有的應(yīng)用場(chǎng)景需要醫(yī)生介入，提供診療指導(dǎo)和診斷結(jié)果；還有的醫(yī)療場(chǎng)景需要醫(yī)生深度介入，進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。 設(shè)備投入數(shù)量 設(shè)備投入主要是指各個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景投入的通信設(shè)備和醫(yī)療設(shè)備，有的只需要簡(jiǎn)單投入高清視訊設(shè)備，有的需要投入高清視訊設(shè)備、生命監(jiān)測(cè)儀、PDA終端等簡(jiǎn)單設(shè)備，投入量適中。還有部分場(chǎng)景除了上述設(shè)備外，需要投入心電圖機(jī)、除顫監(jiān)護(hù)儀、血液分析儀、手術(shù)器械等，其設(shè)備投入量相對(duì)較高。 醫(yī)療安全風(fēng)險(xiǎn) 醫(yī)療安全風(fēng)險(xiǎn)主要跟醫(yī)療行為和醫(yī)生介入程度密切相關(guān)，只需要護(hù)士介入的應(yīng)用場(chǎng)景，其安全風(fēng)險(xiǎn)較低。需要醫(yī)生介入但無(wú)需對(duì)患者身體進(jìn)行侵入操作的場(chǎng)景，其安全風(fēng)險(xiǎn)適中。需要醫(yī)生遠(yuǎn)程操控，對(duì)患者身體侵入的場(chǎng)景，安全風(fēng)險(xiǎn)較高，需要謹(jǐn)慎實(shí)施。
根據(jù)上表，我們可以看出無(wú)線監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程會(huì)診、遠(yuǎn)程診斷、移動(dòng)查房等應(yīng)用場(chǎng)景，它們主要的主要需求是解決醫(yī)療數(shù)據(jù)傳輸數(shù)量和傳輸速率的問(wèn)題，設(shè)備的投入數(shù)量主要是高清視訊設(shè)備、PDA的少量設(shè)備，而且醫(yī)療安全風(fēng)險(xiǎn)較低，將成為5G率先落地應(yīng)用的場(chǎng)景。 而導(dǎo)航定位、虛擬示教培訓(xùn)對(duì)延遲性要求較高，而移動(dòng)急救和遠(yuǎn)程機(jī)器人超聲對(duì)時(shí)延要求也較高，但由于其前方有一線醫(yī)務(wù)人員在場(chǎng)或是以非侵入方式接觸患者，其安全風(fēng)險(xiǎn)可控，會(huì)成為5G下一個(gè)階段的落地場(chǎng)景。 而遠(yuǎn)程手術(shù)，除了對(duì)高帶寬、低時(shí)延都有較高要求外，因?yàn)獒t(yī)生是遠(yuǎn)程在線操控機(jī)器人進(jìn)行手術(shù)，存在較大的安全隱患，目前還沒(méi)有出臺(tái)相應(yīng)的操作規(guī)范指導(dǎo)意見(jiàn)，一旦出現(xiàn)醫(yī)療事故，較難界定責(zé)任主體，其落地時(shí)間有待相應(yīng)政策標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)。
案例：打造5G+醫(yī)療健康的標(biāo)準(zhǔn)范本 面對(duì)5G在醫(yī)療健康領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景，醫(yī)院都以積極的態(tài)度和行動(dòng)去擁抱5G。但正如前面所述，各類應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)5G性能、醫(yī)生介入程度、醫(yī)療設(shè)備投入量以及醫(yī)療安全風(fēng)險(xiǎn)要求存在差異，使得它們的落地時(shí)間各不相同。 那么，5G在醫(yī)院具體是怎么落地的，我們將以鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院和中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)附屬第一醫(yī)院為例進(jìn)行闡述，看看它們是如何打造5G+醫(yī)療健康的標(biāo)準(zhǔn)范本。 報(bào)告全文結(jié)構(gòu)如下： 一 進(jìn)化：5G帶來(lái)革命性變化 1.1 5G的概念 1.2 5G的架構(gòu)體系 1.3 5G進(jìn)程的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn) 二 賦能：5G為醫(yī)療健康帶來(lái)福音 2.1 5G為醫(yī)療健康帶來(lái)了什么 2.2 5G在醫(yī)療健康領(lǐng)域應(yīng)用情況大事記 2.3 5G如何在醫(yī)院部署 2.3.1 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)路徑 2.3.2 網(wǎng)絡(luò)部署流程 2.3.3 主要參與主體 三 落地：5G+醫(yī)療健康的應(yīng)用場(chǎng)景剖析 3.1 5G+醫(yī)療健康的應(yīng)用場(chǎng)景概覽 3.2 應(yīng)用場(chǎng)景需求分析及5G解決方案 3.2.1 無(wú)線監(jiān)測(cè) 3.2.2 遠(yuǎn)程診斷 3.2.3 遠(yuǎn)程會(huì)診 3.2.4 移動(dòng)查房 3.2.5 虛擬示教培訓(xùn) 3.2.6 移動(dòng)急救 3.2.7 導(dǎo)航定位 3.2.8 遠(yuǎn)程機(jī)器人超聲 3.2.9 遠(yuǎn)程機(jī)器人手術(shù) 3.3 各大應(yīng)用場(chǎng)景落地時(shí)間路徑 四 案例：打造5G+醫(yī)療健康的標(biāo)準(zhǔn)范本 4.1 鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院 4.1.1 背景介紹 4.1.2 部署情況 4.1.3 落地場(chǎng)景 4.2 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)附屬第一醫(yī)院 4.2.1 背景介紹 4.2.2 部署情況 4.2.3 落地場(chǎng)景 五 未來(lái)：前景可期，數(shù)據(jù)管理與關(guān)鍵技術(shù)有待突破 5.1 5G+醫(yī)療健康市場(chǎng)前景可期 5.2 數(shù)據(jù)管理運(yùn)營(yíng)成為醫(yī)院部署5G的重要工程 5.3 5G的應(yīng)用面臨四大挑戰(zhàn) 現(xiàn)在長(zhǎng)按識(shí)別下方二維碼，成為動(dòng)脈網(wǎng)正式會(huì)員，即可獲得完整版《2019 5G+醫(yī)療健康專題報(bào)告——新起點(diǎn)，新機(jī)遇》。并且，在未來(lái)的一年里，您可以暢讀完整的行業(yè)趨勢(shì)報(bào)告，及時(shí)掌握全球最新的投融資信息，坐擁齊全的醫(yī)療企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)，還有海量資源對(duì)接。 特別感謝互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療系統(tǒng)與應(yīng)用國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室（鄭大一附院遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)中心）主任翟運(yùn)開(kāi)、中國(guó)電信政企客戶部醫(yī)衛(wèi)行業(yè)經(jīng)理陳麗媛、中國(guó)電信安徽公司醫(yī)療行業(yè)總監(jiān)蔣侃、中國(guó)移動(dòng)以及華為Wireless X Labs相關(guān)專家對(duì)本報(bào)告的大力支持。 參考資料： 1、華為Wireless X Labs：《5G時(shí)代：十大應(yīng)用場(chǎng)景白皮書》 2、中國(guó)信息研究通信院等：《無(wú)線醫(yī)療白皮書》 3、IMT-2020(5G)推進(jìn)組：《“綻放杯”5G應(yīng)用征集大賽白皮書》 4、中國(guó)電信：《5G技術(shù)白皮書》 5、動(dòng)脈網(wǎng)：《華為、中移動(dòng)助力，鄭大附一院完成5G遠(yuǎn)程會(huì)診、B超、急救等多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)》 6、動(dòng)脈網(wǎng)：《在“互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療”趨勢(shì)下，遠(yuǎn)程醫(yī)療將如何從5G中獲益》 7、動(dòng)脈網(wǎng)：《5G商用“元年”來(lái)臨，如何開(kāi)啟智慧醫(yī)療時(shí)代？》 |
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