5G移动通信在智慧医院的网络规划及部署应用

张绍刚

（山东省邮电规划设计院有限公司 山东省济南市 250101）

5G移动通信时代的来临，直接引领大数据、人工智能等重要信息技术，在这样的背景下，智慧医院的建设成为国家政府、人民群众关注的重点问题。智慧医院作为信息化时代的重要产物，其有利于整合各项医疗资源，促使医疗资源利用效率最大化，患者的就医体验也会得到明显改善[1]。5G 通信技术具有众多的应用优势，探索其在智慧医院建设中的应用，可以解决智慧医院建设中的相关技术问题，为信息即时共享提供支持，值得注意的是，当下关于5G移动通信技术在智慧医院建设中的研究相对较少，需要结合医院实际情况展开探索，进行应用上的创新[2]。

1 5G移动通信技术的基本内容

1.1 5G移动通信技术的概念

5G 是人们对第五代移动电话行动通信标准的简称，也有人称之为第五代移动通信技术，5G移动通信技术出现前，整个移动通信技术经历了2G 时代、3G 时代以及4G 时代。5G 通信技术给人们最大的感觉只是网速变快，实则不然，网速变快可以实现用户一直处于线上状态，而且所有的智能设备都可以接入网络，基于此，诸如智能手表、智能家居等如雨后春笋般出现。5G 通信技术能够让更多的用户和设备同时在线，将网络的便利性发挥到了极致，探索5G 通信技术在相关领域中的应用已经成为重要的发展方向[3～4]。

1.2 5G移动通信技术的特点

1.2.1 超高的利用率

移动通信技术自2G、3G、4G、5G 的不断更新换代，技术缺陷得到有效改善，功能效果稳步提升，在5G 通信技术的研究过程中，就曾有相关的工作人员对以往的移动通信技术进行深入研究和调查，最终将研究结果充分用于5G移动通信技术，使得5G移动通信技术完全消除了以往通讯中存在的问题，以最具亮点和特色的形式呈现出来[5]。5G移动通信技术的研究过程中，通过融合通信技术安全性能和光缆技术的特点，将其利用效率提升至最高，与传统的通信技术进行对比，5G 通信技术不再受限于传播速度、安全性能、地域信号等，信息丢失以及网络传播速度较慢等问题得到有效解决，在通信技术的利用效率方面得到进一步提升[6～7]。

1.2.2 较强的系统性

5G 通信技术是以往移动通信技术的优化升级，其具有极为显著的性能，在研究过程中，加入了毫米波等技术，将单位范围内的通信容量进一步提升，有效满足了当代消费者的各项需求。较快的传输速度等性能特点，也为人们高标准的传输需求提供了支持，同时也为各种应用途径的开发奠定基础，为用户带来更为丰富的使用体验[8]。

1.2.3 较高的兼容性

4G 通信技术投入使用的过程中，由于过大的技术跨度，直接造成大量用户产生网络费用难以承受等诉求，而且4G 通信技术仅能用于智能手机等通信设备，在其他的智能设备上无法发挥正常功能，这也是限制4G 通信技术有效发展的关键[9]。5G 通信技术的出现，直接在兼容性上进行完善，具有相较于4G 更为广阔的覆盖面，完全打破了地区限制，以往因信号不佳而长时间处于3G 状态的尴尬问题得到有效改善，除此之外，5G 通信技术可以满足除智能手机外的其他智能设备的联网需求，对于万物联网的实现具有促进作用[10～11]。

2 5G移动通信在智慧医院的网络规划及部署应用

2.1 医疗信息化建设

医疗信息化建设方面中5G移动通信技术的应用体现在5G技术与患者就诊后穿戴的相关设备相互连接，用户的身体状况直接经过5G 通信技术传输并呈现在患者面前。在5G 通信技术的作用下，关于用户身体各项数据的采集与传输均更为便利，对于接诊医生与配药医务工作人员来说，5G移动通信技术的作用下各项信息传递速度加快，准确性提升，患者得到高质量医疗服务的同时，取得合适医疗服务的耗时也显著减少。另一方面，医疗服务质量改善的同时，5G移动通信技术能够用于搭建监督体系，对提供医疗服务过程中存在的流程问题进行改善，如医务人员存在违规行为可以迅速锁定相关责任人，进而形成PDCA 循环，帮助医疗服务质量稳步提升。5G 通信技术能够将患者的各方面医疗费用与医保体系相结合，患者就诊的费用全部透明化，所有资金的流动也被清晰记录下来，有效避免了各类医患纠纷事件。

边缘计算/边缘云（MEC）是指在网络边缘侧进行分流，其目的是帮助核心的数据留存在本地，其搭配了网络计算、存储以及应用等相关功能，能够满足当代各行业的多方面需求[13～14]。以3GPPR15 为例，在服务化架构的限制下，5C 协议模块可以跟随业务需求的差异进行调动，以便构建出合适的边缘网络，MEC 也能够正确接入到相关的服务器，此时，关于5GeMBB、uLLA 以及mMTC 等技术场景的相关业务需求可以得到满足。MEC 作用下可以同时发挥对网络数据以及信息中相关价值的挖掘，供给第三方业务平台使用，满足不同的需求，具有智能化的特点，也是网络信息也业务能力或者需求有效融合的重要体现。MEC 在智慧医院建设中的应用主要体现在流程优化方面，以数据导流的整个过程为例，医院内所有的数据都会通过MEC 顺利分流到医院内网中，直接与专用的网络接口相连接，基于本次数据处理高效率的重要特点，MEC 的作用下，医院层面数据的采集、处理、反馈等流程耗时显著缩短，处理数据的效率显著提升。借助现代化技术如AR、VR 等，MEC 能够在收集到相关数据后以三维成像的技术将数据形象地呈现出来，具有更强的渲染效果[14]。除以上功能外，MEC 系统可以提供一个虚拟的环境来达到承载数据的目的，可以发挥保障医院层面数据安全的效能。

2.2 医疗监测及护理

医疗监测和护理服务中，5G移动通信技术的有效运用可以实现数据的有效采集，基于实时、连续的长时间监测，数据可靠性得到有效保障，能够更为准确地指导工作[15]。具体医疗服务过程中，可穿戴的设备等都可以作为患者生命体征的监测工具，监测所得数据如患者位置信息、生命体征信息等，都可以通过5G移动通信技术进行处理，最终借助网络传输到监护中心，以便确定适合患者的护理措施，用于干预患者的病情，提升患者的身体健康状况及日常生活质量，目前基于5G移动通信技术的智慧医院主要面向家庭老人、慢性病人、新生儿和ICU 重症病人等[16]。

2.3 医疗诊断及指导

5G移动通信技术在医疗诊断及指导方面的应用需要与图像和视频等结合，实现实时交互，具有典型代表性的就是手术高清视频直播、远程MR 手术指导等。以手术高清视频直播为例，5G移动通信技术相较于原有通信技术更为可靠，传输速率更高，能够实现在4K 高清视频环境下无任何卡顿，处于视频另一端的医生能够通过人体视频以及与患者相关的静态病理资料快速了解患者的基本情况，基于自己的专业知识提出合适的救援指导，由基层医师逐步执行。5G 通信技术在医疗诊断及指导中的应用价值体现在可以将优质的医生资源通过手术高清视频直播的方式用于医生下乡、社区健康筛查、远程急救车初步诊断等其他医疗途径，提升相关渠道的医疗水平[17]。AR技术作为现代技术的重要组成部分，佩戴上相关的医疗设备能够实现三维立体成像，可以用于解剖下组织与器官的呈现，帮助相关医师更为具体地了解患者身体状况，做出准确的病情诊断。远程MR 手术指导方面，5G移动通信技术下专家医师可以在图像上进行标记和测量，另一端的基层医生能够实时看到专家医师给出的相关信息，属于手术信息的实时传递，有利于其掌握正确的治疗手段。5G 通信技术的有效作用下医疗诊断与指导技术发展迅速，在全国范围内已经有很多的成功案例可以证实[18]。

国内阜外医院的专家受邀参加了第四届国际心脏病学年会，该专家在我国的青岛进行了远程心脏介入手术，依托于中国联通5G移动通信技术对参与人员进行了手术的现场直播，这也是5G移动通信技术的全新建设，有助于推动国内“一带一路”政策目标的建设。此次手术，在完全保障直播画面清晰度的基础上，同时将所有医学生理指标的检测结果进行了即时传输，不仅是5G移动通信技术在医疗行业的首次应用，更是5G移动通信技术对智慧医疗建设的重要探索[19]。

2019年，5G移动通信技术的作用下，位于我国东北部的北京与相距2000 多公里的深圳两所医院进行了手术影像传输，其中深圳市人民医院的相关手术信息，无任何延迟的在北京播出。手术对象为深圳市内一名复杂肝脏肿瘤患者，由于患者病情较为严重，手术治疗难度较大，为确保手术安全，在相关专家的共同商议下，决定进行现场直播，以混合模式进行手术方案讨论以及手术工作，以直播互动的方式远程技术指导，最终确定手术病灶并标记，由深圳市人民医院的医学专家进行手术操作[20]。本次手术顺利实现通过线上的无缝互动实现对手术的指导，通过该项技术，手术治疗工作顺利完成。

2.4 远程操作

远程操作技术是基于5G移动通信技术的重要应用，其借助现代化技术如AI、VR、医疗视频、触觉力反馈、医疗影像与音频传输等加以实现。远程超声方面主要由专业的医疗医师通过5G移动通信技术来操作机器人完成超声医疗服务，所得超声图像也经过5G移动通信技术实时传递给患者以及诊断医师，机器人的操控方面需要做到控制指令的加密。实时的视频交流的实现则建立在摄像头实时拍摄的基础上，需要配备医生端和患者端的多个摄像头。力反馈信息以传感器的来实现，用于发出反馈信息并操作机器人作动。远程操作技术的推行可以将优质的医生资源共享到相关的医疗单位中，对于专业医师的下乡活动、社区诊疗服务等医疗服务相互的高质量开展具有重要影响[21]。机器人远程手术方面，伴随着uRLLC超低时延技术的推行应用，低于50ms 延迟的远程手术得以实现，其具有极佳的手术体现，而且在2018年就有关于5G移动通信技术作用下的远程动物手术成功案例，由福州长乐东南研究院开展，顺利完成对一只猪的肝切换的手术。如图1所示。

图1

3 5G移动通信在智慧医院中的应用展望

5G移动通信技术与医疗机构和智慧医院的结合居多，而且多表现为将数据以可视化的图像方式呈现，在应用过程中，往往将大量的医疗设备联系在一起，这些医疗设备对处理信息的速度、容量具有很高要求，基于此，5G移动通信技术的性能特点恰好满足条件，可以作为智慧医院中数据信息的重要载体使用。5G 通信技术同样具备网络切片以及边缘云等全新技术，这些技术在智慧医院中的有效运用，可以实现医疗服务方面的专业化，引领医疗行业全新的发展方向。较高的传输速度，使得5G 可以进行高清视频的传输，在医疗行业中，能够进行VR 以及AR。较低的传输延迟，搭配上触觉传递等技术，可以实现远程手术，目前已经得到证实[22]。5G移动通信技术较大的通信容量能够让智慧医院与院内的所有大型医疗设备相连接，搭配上全新的网络切片技术，能够让智慧医院实现对相关医疗设备的独立管理，也实现了医疗业务的实时性、可靠性以及安全性。

5G移动通信技术的时代正在来临，预示着其仍处于发展阶段，相关标准还未完全形成，仍存在诸多应用上有待发现的问题，如芯片、模组等仍处于滞后阶段，需要进一步完善。医疗服务行业不同于其他领域，对准确性、精确度以及可靠性的要求较高，加之较强的专业性，尚未完善的5G 通信技术仍需要深入研究，逐步探索其在医疗行业中的应用。其中安全方面的问题应放在首位，包括就诊者的安全、医疗数据的安全等。

5G移动通信技术在智慧医院网络规划和部署中的应用是一个不断深化的过程中，无法在短时间内形成，例如基于5G移动通信技术的远程手术，仅仅是搭建出来面向社会公众进行的一个示范案例，距离证实投入使用还有很大的距离，尤其是专业性较强的医疗行业，在无法确保安全、可靠的技术非成熟阶段，势必不会投入使用。对于医院内相关工作人员来说，要正确看到示范案例，积极探索新技术给行业带来的机遇和变化，抓住机会提升自身能力，为成熟技术的有效运用做好准备。

智慧医院建设过程中，还需要考虑到法律规范这一项重要因素，一般要从私法和公法两个角度进行考虑，公法角度考虑的问题有医疗机构、治疗医师以及商业机构的资格审批情况，行为规范情况等，确保一旦发生医疗纠纷事件，各种问题能够在事情发生后的第一时间得到解决，国家政府也要积极重视这一方面，充分完善相关法律法规，保障智慧医院建设能够规范、有序进行，也是智慧医院建设中需要考虑的重点内容。

未来智慧医疗会朝向信息化的方向技术发展，智慧医院建设也会投入信息沟通与共享平台，实现医院内医疗信息的实时共享，医疗工作人员可以在远程重点直接了解患者的健康状况，以便在合适的时间给予正确的医疗指导，甚至是远程的会诊与手术。5G移动通信技术引领了各行各业的发展，智慧医院的网络规划和部署属于其重要分支，也是便利人们生活的重要方式，其有效运用可以为我国人民提供更加优质、更具保障性的医疗健康互动体系。

4 结束语

综上所述，5G移动通信技术的出现，凭借其独具特色的技术优势，引领了各行各业的信息化转变，智慧医院作为其中重要的组成部分，将5G移动通信技术用于网络规划和部署应用，可以在多个方面提升智慧医院的信息化程度和医疗服务质量，也是未来医疗行业发展的重要方向，建设高质量医疗服务体系，为公民提供有保障的优质医疗服务的重要手段。