5G技术助力“互联网+医疗”健康管理模式发展*

——张千彧 邱 宾 刘伟军* 武甲庚

5G(第五代蜂窝移动通信技术的简称，5th Generation Mobile Networks)作为通信创新技术，正处于技术标准形成期和产业应用试验期，各国都把5G作为国家经济数字化转型的关键战略举措。我国积极推动5G在各行各业的落地应用，医疗健康成为重要应用领域之一。

5G不是4G的简单延伸，而是一个真正意义上的融合网络，其以融合和统一的标准，提供人与人、人与物、物与物之间高速、安全和自由的联通。

2019年，作为5G的预商用之年，医疗机构和相关企业都在积极关注5G技术，“5G+互联网+医疗”的应用试验与试点已经在部分医院展开。

1 5G技术在医疗中的应用

5G技术在医疗行业中的应用都是基于5G运营商通讯网络[1]，以运营商优势网络+云服务模式，构建应用服务平台面和应用业务平台，向医院各方面业务提供集成、安全、可靠的技术服务[2]。5G运营商通讯网络架构见图1。

1.1 远程医疗探视与护理

2019年11月28日，陕西省人民医院首个5G项目——新生儿科虚拟现实VR探视启用[3]，该项目利用5G与VR技术形成可远程探视的穿戴产品，解决新生儿科病房探视和护理的特殊性问题。

图1 5G运营商通讯网络架构

图2 远程医疗探视与护理架构图

图3 远程会诊架构图

5G时代，日常健康数据采集、健康状况监测、慢性病管理、理疗康复等医疗模式将发生变革，随之将涌现出更多的支持医疗物联的智能产品，包括终端监测摄像仪、体征检测仪、3D佩戴设备等[4]，帮助患者收集日常体征数据、生理参数和健康行为信息，通过远程管理平台以及医疗设备终端便能及时指导患者辅助患者用药、饮食、运动和睡眠，实现动态精准的探视和健康护理，打破时间和空间的限制，提高患者疾病预防与护理耐力。远程医疗探视与护理架构见图2。

1.2 远程医疗会诊

2019年5月23日，珠海市人民医院、高栏港医院和横琴医院的专家通过5G技术进行三家医院联合会诊[5]，对基层医疗机构胸痛患者进行会诊，患者在基层医疗机构即可享用专家远程诊疗服务。

5G技术下的远程会诊，通过数据中心、服务器、工作站和数字专线的建立完成了远程医疗数据中心、远程专用网络、远程会诊系统以及管理中心的建设，实现了电子病历、检验资料、影像资料等大量医疗数据的快速传输和同步调阅，同时实现了高清稳定的语音和视频实时交互，具有实时性、顺畅性和高效性，解决了现有4G网络大批量数据传输费时费力低延时的瓶颈问题[6]。远程会诊架构见图3。

1.3 远程医疗诊断

2019年5月7日，广州市第一人民医院借助5G技术，成功完成广东省内首例5G远程超声诊断，实现了跨越60公里全程极速同步[7]。2019年7月4日，四川大学华西医院，利用5G技术，为300多公里外的两名患者实施远程消化内镜诊断，均获得成功[8]。

远程医疗诊断系统是基于5G技术，在远程诊断数据中心基础上构建区域诊断服务中心、远程诊断数据中心和远程诊断应用中心，实现远程诊断服务、区域诊断管理和远程诊断应用。远程诊断服务包括病理、生化、影像和心电诊断。

在远程医疗诊断中，信号的稳定、清晰、实时以及医疗检查设备的快速响应和反馈都非常重要。5G技术具有稳定、高速、低延迟的优点[9]，可以实现对边远地区病患的远程医疗诊断、医疗咨询和医疗需求。远程医疗诊断架构见图4。

1.4 5G急救通道

2019年4月8日，浙江大学医学院附属第二医院滨江院区打造了全国首个“5G远程绿色急救通道”[10]。2019年5月17日，四川省人民医院急救中心正式上线5G+医疗急救系统，为争分夺秒的医疗急救加装助推器[11]。

图4 远程医疗诊断架构图

图5 5G急救通道架构图

图6 远程机器人手术架构图

5G急救通道是基于5G技术，搭载人工智能、AR、VR和无人机等应用建立5G急救中心，整合了5G疾病探视、5G远程会诊、5G远程诊断等多个子系统，实现无人机航飞监控、远程高清影音互动以及VR浸入式全景[12]诊疗的数字化生命救援通道，全方位升级医疗急救体系，较大程度上缩短抢救时间，为患者争取更大生机[13]。5G急救通道架构见图5。

1.5 远程机器人手术——实现优质医疗资源下沉

2018年12月18日，解放军总医院肝胆胰肿瘤外科借助5G网络利用机器人系统为福建医科大学的一只实验猪进行肝小叶切除手术，这是世界首次5G远程手术测试[14]。2019年3月16日，解放军总医院第一医学中心成功实施了全国首例帕金森病“脑起搏器”远程手术[15]。

远程机器人手术系统基于5G技术，通过检测模块、传感系统、通信模块、信息处理系统、控制系统以及机器装备建立[16]，实现了远程手术和优质资源下沉。该手术系统对网络信号质量与清晰度的要求更高,5G技术的高带宽能够满足数据传输的多样性，适应高清视频的苛刻要求，其低延时性(1毫秒左右)能够确保机械系统与医生操控是高度同步[17]。远程机器人手术架构见图6。

2 发展趋势与研究方向

2.1 发展趋势

目前，5G在医疗健康领域的应用尚处于试验测试阶段，中国移动、中国联通、中国电信三大运营商通过在部分医院部署5G网络环境[18]，探索其在医疗场景的应用方式、流程和效果等，5G医疗健康产业发展趋势有以下三点：

(1)统筹化。5G技术应用产业已经进入全面提速的关键发展时期，没有顶层设计和行业标准，其发展将良莠不齐，所以政府的医疗统筹布局和产业顶层设计对5G医疗健康产业有着重要的指导意义[19]。5G医疗健康产业的融合发展需要更多的科研机构、相关企业和行业组织共同参与，协同完成行业标准的制定、技术的研发与应用、产品的开发与推广、服务的支撑与安全保障，通过合理规划信息资源和统一规划基础设施，完善5G医疗产业宏伟蓝图，实现优质医疗资源的融合、共享和下沉[20]。

(2)智能化。5G技术的应用，必将突破信息壁垒，打破原先信息孤立的局面，医院业务的流程以模块化向数字化转型，随着物联网技术、大数据技术、医疗云技术的全面应用，智慧医疗也将进入高速发展期。

在智慧型医疗模式下，万物互联成为核心业态形式。主要表现有三：其一，物联化，实现患者与医务人员、医疗机构、医疗设备之间的互动，逐步达到全面信息化；其二，互联化，实现医疗信息可以及时有效的传输；其三，闭环化，实现医疗数据决定医疗决策[21]。建设智慧型医院，本质就是对医疗机构进行信息化建设，促使传统医院向数字化智慧型医院转型，实现医疗资源的共享与利用。

(3)个性化。我国医疗资源相对短缺，加之老龄化和慢性病管理问题，医疗机构将面临较大就诊压力，这对医疗服务提出了新的要求，医疗运营模式将不得不转变。随着5G技术深入的应用，移动医疗、辅助医疗和家庭医疗等服务模式的延伸将促使个体的治疗者向各具有个性化的健康管理者转变，将健康需求从“个体治疗”转变为“精准预防”[22]。

2.2 研究方向

未来5G技术可为医疗行业提供创新的基础支撑，以改善就医体验，提升工作效率，优化运营管理。5G技术在“网络+医疗”领域的主要研究有以下5个方向。

(1)基于数据图像与数据视频交融技术的远程医学研究，主要包括远程医疗诊断、医疗会诊和医疗指导，主要应用场景有远程疾病会诊、远程疾病诊断和VR示教培训等。

(2)基于海量信号无线传输的数据采集与监测技术的体征监测管理研究，主要包括体征生理参数的监测，主要应用场景有远程无线监测、智能移动查房、远程无线输液等。

(3)基于图像数据处理与工程数据反馈技术的精准医学研究，主要包括远程体征诊断和远程机械化手术研究，主要应用场景有5G移动急救、远程机器人体检和远程机器人手术等。

(4)基于生理体征识别与大规模天线技术的密集组网高精度角度测量研究，主要包括远距离高精度体征监测和高精度立体定位研究，主要应用场景有医闹取证、公众区域人像识别和体温监测、应急与涉险人员定位、自然灾害救援等。

(5)基于数据库整合与大数据分析技术的公众健康管理研究，主要包括全国性的慢性非传染性疾病管理与传染病管理研究，主要应用场景有全国慢病干预与管理、全国重大传染病流行病学研究、全国疫情实时动态监测与预警等。

3 展望

5G技术在医疗领域的深度融合应用，必将彻底变革传统医疗场景与诊疗模式。目前，5G医疗的初期探索已起到良好的示范作用，但尚不具规模性和成熟性，依然存在挑战和问题，主要体现在三个方面：第一，5G医疗产业布局不够合理，急需提高产业协同效益；第二，5G医疗应用缺少技术验证，急需可行性研究；第三，5G医疗产业存在机制运作障碍，相关应用落地困难，急需出台行业标准、评价方法和监管机制。挑战与机遇并存，5G医疗健康是 5G 技术的一个重要应用领域，其发展趋势不可阻挡。随着5G技术与大数据技术、互联网+技术、人工智能技术以及区块链技术深度融合[23]，5G医疗对推进深化医药卫生体制改革、加快“健康中国”建设和推动医疗健康产业发展，具有不可替代的作用。