5G技术在创伤急救中的应用及探索

刘 洋,王士梅

天津市急救中心急救三科,天津 300011

在信息技术迅速发展的大背景下,新兴的5G技术成为近年来人们关注的重点[1-2]。相较于4G,5G网络具有高通量、低时延、大连接及性能相对安全等优点,它的出现对于医疗行业的发展产生助力作用[3-5]。将5G技术与物联网、人工智能相结合,并挖掘出更多运用于智慧医疗、智慧服务的场景,有助于推动我国现代医学服务行业发展向数字化、远程化、智能化迈进[6-8]。

创伤急救作为现代医学的重要组成部分,以往的救治模式已不能满足当今数字医疗发展的需要,积极探索并挖掘出更具科技时代特色的创伤急救新场景,成为亟待解决的问题。

在此基础上,“5G+创伤急救”模式应运而生。通过将5G网络与现代化的创伤急救体系相融合,在院内外构建快速、高效、全覆盖的创伤数字化智能化网络结构,为智慧医疗提供技术支持[9]。本文对5G技术在创伤急救中的应用进行论述,并对未来更多智能化的应用场景进行探索和展望,以期对未来创伤救治的发展有所裨益。

1 5G技术现状

近年来,移动通信技术不断发展,5G网络在各行业领域中不断进行挖掘和应用,这对促进5G技术的发展意义重大[10-11]。相较于4G,5G数据能够支持数千种电子设备的使用,实现高清视频等大数据量的传输,且信息传输不受时间的限制,真正实现万物互联[12]。从医疗领域来讲,5G技术不仅是移动宽带技术的进步,更是智慧医疗发展的重要契机,它的迅速发展能够推动医疗行业向数字化转型。首先,传输速度快是5G技术助力医疗行业最显著的特点,不仅能够实现高清视频等大数据量的快速传输,还可以快速实现医疗机构间的信息交换互通。而低时延也是5G技术的优势之一,4G网络的时延约为50 ms,而5G网络甚至能达到毫秒级以下,这使得一些精密医疗仪器的远程操作成为可能[13]。5G网络在实现高速率通讯的同时,还具有大连接、低功耗的特点。海量连接是5G技术最大的突破,支持更多医疗信息的智能赋型及高效收发数据,不仅可以减少不同网络医疗信息和设备间的干扰,也极大地降低了网络拥堵的弊端。

由于5G技术发展尚未成熟,在医疗领域中的应用也正处于探索阶段,目前,国内外已有相关报道。在5G网络的加持下,青岛市某三甲医院外科医师远程操控手术机器人对8家基层医院的29例患者进行机器人辅助腹腔镜肾癌根治术[14]。Pandav等[15]报道5G网络助力下远程操控机器人成功实施了包括肝切除、肠息肉切除、椎弓根螺钉置入等在内的多例精密复杂手术。Duan等[16]报道在重症监护室中,应用5G驱动的机器人辅助远程超声诊断与床旁超声诊断的水平无差异。

2 5G技术在创伤急救中的应用

2.1创伤急救 近年来,创伤发生率正在逐年增高,全球每年有数百万人因创伤而死亡,在45岁以下人群中,创伤导致的死亡在各类死因中更是居于首位[17]。在我国,每年因创伤所致的死亡人数高达75万,因创伤致残的人数超过50万,创伤已成为威胁生命与健康的突出问题[18]。创伤往往涉及多个器官或系统,致伤机制复杂,且伤情相互影响,致死率和致残率高[19]。创伤救治包括多个环节,加强创伤各环节的有效衔接,增强信息传递效率,能够大大提高创伤救治效率,而这往往需要包括院前急救、急诊科、手术室、ICU、外科等多个学科的共同参与[20]。

在以往的创伤急救过程中,院前急救人员与目标医院间或院内各科室间缺乏有效沟通。院前院内信息不能同步,创伤患者到达医院后,急诊科缺乏相应的准备措施,仓促应战,此种情况下院前急救人员也容易信息交接不全,出现漏诊或误诊的情况,易导致伤情加重[21]。此外,由于创伤患者的信息传输不畅,急诊科难以快速调动院内其他科室会诊,影响了急救的效率和效果。由此可见,以往的信息化程度已无法满足现代创伤医学发展的需求。

2.2“5G+创伤急救”应用现状 基于5G网络的持续发展及对新医疗场景的不断挖掘,5G技术与创伤急救相结合成为了社会关注的重点。5G助力下的创伤急救更具有新时代特色,也是智慧医疗的重要组成部分之一,对于以往创伤急救出现的问题也得到很好地改善。现阶段,5G加持下的创伤急救已在一些场景尝试应用并初见成效,在全国部分地区已有相关报道。上海市第一医院联合医疗急救中心完成上海市域首辆5G救护车院前-院内急救任务模拟演练,在此基础上,再次在长三角地区进行了5G地空联合医疗救援实战演练[22]。郭程等[23]发现5G创伤救治模式能够明显缩短重度创伤失血性患者确诊时间、术前等待时间,减少重度休克患者住院天数,降低其病死率和并发症发生率。王钰炜等[24]报道浙江大学第二附属医院急诊科整合5G技术建设一站式创伤复苏单元,发现一站式创伤复苏单元增加了创伤救治患者例数,缩短了滞留时间,提高了患者满意度。张华锋等[25]发现“5G云+医疗”物联网联动新模式能缩短创伤患者的开始救治时间、完成CT检查时间、接受输血时间及抢救室滞留时间,并能提高抢救成功率和降低病死率。

3 5G技术在创伤急救中的前景及存在的问题

3.15G技术在创伤急救中的前景

3.1.1基于5G车载移动智能医疗传输终端:在整个创伤救治过程中,精准、持续的生命体征监测成为危重创伤救治重要的环节,这不仅有助于急救人员对于病情的变化及时做出反应,也可以尽快将生命体征的数据信息传输到院内接收端,而这些动态设备的实时传输对于网络技术有着更高的要求。5G 技术的出现极大地解决了由于网络技术的局限性而无法满足车载设备数据实时传输的问题[26]。

车载5G移动智能医疗传输终端,如非接触式生物雷达设备、智能手环、智能车载多功能监护仪、智能血压计等,可以实时、准确地采集患者血压、血糖、心率、血氧、心电等生命体征数据信息,当数值有明显变化时,终端会及时预警并触发急救信号,急救人员可将车载设备信息传输至数据汇总平台,实现对危重创伤患者关键体征参数院内外的连续监测,与以往的模式相比,操作更便捷,大幅提升了数据准确率、时效性,为抢救赢得宝贵时间[27]。

3.1.2基于5G技术的创伤急救远程指导:一般来说,创伤的多样性易导致院前急救人员不能准确地描述患者情况,以往的创伤救治也往往无法直观准确地将患者受伤情况展现给现场外的专家,可能导致远程专家的指导错误,无法给予最准确的医疗处置,这会给伤者救治带来严重影响。

面对这种情况,5G技术很好地解决了此类问题。现场急救人员通过5G智能穿戴设备或移动设备实时记录直播现场急救情况,并将现场情况实时传输给医院急诊科的接收端,场外专家可在院内通过4K超高清、无人机或AR等技术观看患者的伤情并给予专业的指导,实现院内医务人员第一时间身临其境救治创伤患者[28]。

此外,5G网络的信息传输能力完全可以满足远程会诊的需要[29]。当创伤患者已经在基层医院接受救治时,专家可以对基层医院的医师进行示教或会诊,如若条件允许,专家甚至可以利用5G 网络的切片技术、医工机器人和高清音视频等对患者实施远程手术,大大节约了医疗成本[30]。可见,利用以5G网络为基础的先进技术手段,能够尽可能做到医疗的普惠性,缩短不同等级医院之间的技术差距。

3.1.3基于5G建立医疗大数据服务云平台:现阶段,居民对于医疗服务的要求正在逐步提高,智能信息化的医疗服务理念成为当代社会发展的关键。5G技术与人工智能、物联网相结合,并构建出医疗大数据服务云平台,实现“万物互联”,它是智慧医疗的未来发展方向,也是实现创伤急救智能信息化建设的重要前提[31]。各大医疗机构使用的各种穿戴设备及辅助检查结果、医疗机构系统中的数据实时上传至医疗大数据服务云平台,并将各种患者信息数据分类、存储和备份,建立相应的数据库,如患者信息库、疾病数据库、专家库信息等,上传到服务云平台的医学数据具有数据量大、客观真实等优势[32]。

在创伤急救过程中,医护人员往往通过身份证或就诊卡核实患者身份,当外界条件受限时,常常无法准确核实创伤患者信息及既往病史,这也给创伤救治带来很大困扰。在5G大数据服务云平台的加持下,通过人脸识别等技术手段,急救人员可以在电子病历系统中查询患者病史及就诊记录,并在急救及转运过程中形成新的移动化信息传输,同时对患者信息进行智能化的识别、收集和提取,并将当前信息数据与数据库中的数据进行匹配和对比,做出正确分析、判断和决策后及时反馈至目标医院[22]。同样,院前急救人员也可以随时在信息平台查看目标医院急诊科的急救数据,包括危重患者数量、剩余床位和重症监护设备等,评估目标医院所具备的接诊能力,实现真正意义上的医疗信息互联。

此外,从创伤预防角度来看,在5G云服务医疗大数据信息共享平台中,利用云计算或大数据分析,可以找出其中存在的创伤特征规律[33]。创伤发生前,提前对相关急救人员进行培训,制订出具有针对性的救治方案,也能降低创伤事件带来的不良影响。

3.25G技术在创伤急救中存在的问题 尽管5G网络技术在信息化建设中应用有广阔的前景,但5G网络在与创伤急救的融合发展过程中也存在一些问题。具体如下:(1)5G技术在创伤急救中的应用以试点探索为主,多为应用场景的先导性尝试,尚不具备成熟和规模性,更多新装备和技术还有待开发、完善;(2)5G网络还处于起步阶段,网络覆盖不全,并且各地区信息化发展程度差别很大,导致创伤患者医疗信息传输受到限制,创新应用过程中存在医疗质量和数据安全风险;(3)5G网络加持下创伤急救缺乏统一的标准以及评价体系,在救治流程、信息传输及数据互联等环节均存在差异,需要更完善的行业标准、监管机制和技术验证等;(4)各级医疗机构存在着信息化、医疗复合人才短缺现象,创伤救治医师配置不足或专业性不强,难以适应5G新形势下创伤急救信息化建设以及应用先进医疗设备进行远程诊断和治疗的现状。

建议:(1)结合5G网络条件,积极探索并尝试更多数字化、智能化的创伤救治新场景,并加强技术推广及可行性分析;(2)加快全覆盖全连接的医疗5G信息基础设施专网建设,建设统一的5G医疗健康智慧服务平台,避免各级医疗信息化系统建设水平不齐所引起的安全风险,并加强网络安全技术的研发,创新安全管理模式,健全安全管理制度,以保证网络、数据、信息等安全可靠;(3)加快推进5G网络加持下的创伤急救体系建设,优化新模式下的创伤救治流程,以适应5G技术在医疗信息化建设中的应用新趋势;(4)提升医疗机构创伤救治人员的技术水平,注重新时代下复合型人才的选拔、引进、培养及储备,及时更新专业理论知识和实践操作技能,以适应5G时代创伤救治新的发展趋势。

4 结语

5G技术与创伤救治的融合作为智慧医疗发展的重要组成部分,有望解决以往创伤急救的不足。通过5G网络,将人工智能、物联网等高新技术融入到创伤急救中,有助于达成创伤急救各环节的信息化无缝化衔接,提高医疗质量,创造良好的社会效益。现阶段,5G网络助力创伤急救正处在初级阶段,各种技术手段、行业标准及人才培养等需要完善,极有必要继续加大5G技术在全国范围内的应用推广力度,积极推动其与医疗行业各个领域的深度融合。相信在不远的将来,5G技术的兴起将在创伤急救场景中有更为广泛、更有深度的应用,为患者和医护人员提供更优质的服务。

作者贡献声明：刘洋:研究设计、论文撰写、文献资料整理;王士梅:文献资料收集、论文审读