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5G+智慧医疗的投入使用为抗疫做出突出奉献

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据悉,2019年是5G技术商用元年,5G技术与“互联网+”、人工智能、大数据、区块链等新技术的充分结合和应用促进了社会经济发展,5G+智慧医疗成为热门研究和应用课题。

5G网络具有传播速度快、时延低、信息容量大的基本特征,5G+智慧医疗可以有效缓解边远地区医疗资源匮乏、医护人员短缺、医疗水平分布不均等问题,目前国内三大运营商均建立起5G+智慧医疗应用示范医院。

该文介绍了5G+智慧医疗在远程诊断、远程手术操作、远程急救、远程监护、远程示教、智慧机器人、移动医护等医学领域的初步应用情况,分析了5G+智慧医疗发展中面临的一些问题和挑战,对5G+智慧医疗的应用前景进行了展望。

2019年10月,在北京正式发布《基于5G技术的医疗网络建设标准(无线接入网分册)》,该标准作为未来医院5G网络建设的指导准则,其意义主要表现在两方面:

一是5G网络成为未来智慧医疗的基础网络;

二是5G网络具有的高通量、低时延、大连接的特征已在医疗行业获得认可。

目前,围绕5G+智慧医疗服务产业集群高质量发展的目标,以技术创新、布局规划、载体建设、企业发展、生态打造手段助力智慧医疗建设正在如火如荼地进行。国内主要城市均开始了5G+智慧医疗示范医院的建设,在新型冠状病毒肺炎疫情暴发期间,5G+智慧医疗投入使用并为抗疫做出了突出奉献。

1  5G+智慧医疗在远程诊断领域的应用

远程诊断是指通过获取图像、语音、视频等信息,协助临床医师更高效地对患者进行诊断,包括远程医学影像、远程超声、远程病理、远程会诊等。

远程诊断不受时间和空间限制,5G网络可满足临床医疗中远程诊断领域的实时性、高效性及稳定性的需求。

远程诊断利用5G技术的高速率、低延时的特性,结合4K/8K超高清视频信息,可实现患者和医师的远距离“面对面”沟通,帮助医师更好地诊断患者的病情。

远程医学影像是以医学影像归档和通信系统(picturearchivingandcommunicationsystems,PACS)的影像数据为基础,运用5G网络传输数据的稳定性和可靠性,保障海量医学影像数据传输,从而打破医学影像信息时间和空间的限制,实现各级医院医学影像数据共享,在患者、基层医师和专家之间搭起即时医学影像数据沟通桥梁,使患者在基层医院即可得到专家专业和科学的诊断意见。

超声图像具有动态实时的特性,每次超声检查产生2GB的超声数据,超声医学专家通过远程操控机械臂移动超声探头,并依据5G网络即时回传的超高清超声医学影像,可快速做出超声检查诊断。远程病理平台整合了数字切片、电子显微采集、图像处理等技术,具有病理会诊、疑难病例讨论、远程病理教学等功能,有利于缓解病理资源分布不均问题。

在新型冠状病毒肺炎疫情暴发期间,远程会诊发挥了重大作用,例如:专家通过远程网络会诊雷神山医院危重患者;武汉方舱医院与武汉协和医院通过网络连接,方舱医院的阅片医师及时得到协和医院放射科影像医师的远程医学影像诊断支援;此外,远程诊断技术在国际抗疫中起到重要作用,我国与意大利、塞尔维亚、法国、肯尼亚等国建立远程会诊系统,为当地抗击疫情医疗队伍提供辅助诊断支持。

2  5G+智慧医疗在远程手术领域的应用

远程手术是5G+智慧医疗在远程治疗领域的一项重要应用,通过远程手术器械操控技术,本地医院专家可以对异地的患者实施手术治疗。远程手术以应用现代通信、人工智能、传感器等技术为载体,使手术医师借助立体视频和触觉传感器获取现场感操纵控制机器人为患者开展手术。

远程手术传输数据信息种类多,以一台普通微创内镜手术为例,需要传输手术实时环境、患者监护信息、手术器械位置、内镜影像等各类数据。

2019年,解放军总医院连线解放军海南医院完成了首例基于5G网络的远程人体手术——“帕金森舶脑起搏器”植入手术。

远程手术的成功体现了5G网络的高速、稳定、安全性,类似手术将在不久的将来被广泛应用,让更多的患者可享受高质量的医疗服务。

3  5G+智慧医疗在远程急救领域的应用

急救医学是处理和治疗各种紧急创伤与疾病的综合医学,内容涉及抢救现场设计、运输通道设计、通信措施规划、救护车器械耗材配置等多个方面。

我国急救医学虽然起步较晚,但近年来发展迅速,在其发展中存在诸多问题,包括急救资源布局不合理、医护人员很难实施高难度急救方案、远程急救通信设备不足等。

5G+远程急救通过5G网络实时传输医疗器械动态、急救车实时地位、路面车流实时路况、急救车内患者视频等信息,院内急救专家根据远程回传的实时信息可提前做好相应的急救准备,医护人员可依据大数据技术充分挖掘和利用医疗信息数据的价值,提高急救的管理效率与医疗服务质量。

4  5G+智慧医疗在远程监护领域的应用

远程监护是通过现代网络技术将心电波形、心率、血氧饱和度、血压等生命体征信息传输到本地中央监护中心,本地医师可根据患者监护信息制定相应的诊断、治疗方案。

远程监护系统起步较早,临床已经有相对成熟的产品,在社区监护、胎儿监护、远程心电监护等领域发挥了重要的作用。远程监护系统由中央监护系统、监护终端和通信网络组成。

远程监护有利于医师跟踪患者的实时生理数据,了解患者健康状态,远端医护人员可根据患者的监护信息做出及时的健康判断和处理。

5  5G+智慧医疗在远程示教领域的应用

远程示教是通过部署在医院内的移动5G网络,在复杂医疗场景下采用文字和视频信息对医疗卫生技术人员进行教育培训。

在新型冠状病毒肺炎疫情期间,远程教学和远程会议在线应用需求猛涨。专业人员通过远程教学平台可进行病例讨论、病案分享、会议讲座、技术操作示教、培训研讨、论文与成果发表等在线活动。

同时,基于AR/VR技术的虚拟线上教学平台也得到迅速发展,以穿戴式AR/VR立体眼镜设备为载体,结合三维立体数字化操作模型进行模拟教学培训,与传统教学模式相比,学习者的沉浸感更强,教学双方具有更多交互内容,而且使用成本更低。

6  5G+智慧医疗在智慧机器人领域的应用

5G+智慧医疗在智慧机器人领域的应用主要包括5G物资运输机器人、5G消杀机器人、5G导引机器人、5G服务机器人、5G特殊药品管控机器人、5G医疗废弃物转运机器人、5G红外扫描测温机器人等,智慧机器人的正式投入使用为医疗行业智能化服务转型提供了巨大空间。5G智能机器人可以自动识别医院内的复杂场景,具有自动识别场景路线、自主导航避障、缺电自主返回充电、选择最佳前进路线等功能。

新型冠状病毒肺炎疫情期间,大量智能机器人被应用在医院内抗疫现场,代替人力进行医疗服务,提高了各类医疗资源的配置和使用效率,也利于降低院内人员交叉感染风险。

常态化疫情防控时期,国内各大医院纷纷应用智慧机器人,新型的病房服务机器人、高值耗材管控机器人、密封式器械回收机器人、特殊药品管控机器人、移动耗材仓库机器人、货架式医疗物资配送机器人投入临床使用,在医院内提供送餐、送药、测温、导诊、送货、消毒、清洁等24h不间断工作。

以5G消毒机器人为例,消毒机器人可全天候全自动工作,采用多种模式定位医院内复杂场景,具备每小时1000~1200平方米的消毒能力,消毒效率远高于传统人工作业。

7  5G+智慧医疗在移动医护领域的应用

5G+智慧医疗在移动医护领域的应用场景主要集中在各临床住院病区,移动医护将医护人员的诊疗护理服务实时延伸至患者床边,医护人员通过稳定的网络获取病区患者实时数据(如远程查房、移动医护呼叫、输液报警、患者防摔倒、服药提醒、医嘱执行等信息),提高了医疗服务的质量和效率;同时,移动医护在核素病房、ICU、手术室、发热病房、移植病房、传染病房等特殊场景均得到广泛应用;此外,延续护理服务医护人员通过远程控制医疗辅助机器人可实现远程居家护理服务。

8  5G+智慧医疗的问题与展望

5G+智慧医疗是一种高新技术产业,它是由计算机、通信、生物医学工程、医疗技术组成的一个综合学科。

5G+智慧医疗为日常医疗活动带来诸多便利的同时也存在以下问题。

(1)我国医疗器械实行严格的审查制度,但目前国家层面尚未出台5G+智慧医疗领域的相应监管法规,使该领域的智慧医疗产品存在一定的应用风险。

(2)目前大型医院4G网络建设模式已经较为成熟,新建的5G网络基站与原有4G基站的兼容及改造问题突出,5G网络需要部署更多的基站,约为4G基站的3倍,改造成本较高;5G基站能耗是4G基站的2.5~3.5倍,所以5G网络的全面覆盖比较困难;由于低频段频率资源在2G、3G、4G被大量占用,留给5G网络的建设空间非常有限,所以我国5G通信建设以高频段频率3400~3600MHz和4800~5000MHz为主,但该频道资源开发困难。

(3)医疗信息安全问题也是限制5G医疗数据共享开发的原因之一,医院每天产生海量的患者病历、影像、检验等数据,医疗数据涉及个人隐私和医学伦理,因此信息安全是医疗信息化建设的基本保障。

(4)人才是5G+智慧医疗生态建设的核心,目前缺乏多学科综合素质人才,各大高校应进一步深化人才培养创新模式,以应用需求为导向助力复合信息类人才培养,为医疗卫生装备可持续发展和信息产业战略提供人才支撑。

当前我国医疗事业正处在一个发展十分快速的时期,各种新技术被广泛应用到医疗服务中,5G+智慧医疗前期医疗实践已经取得较好的示范效果,实现了在远程诊断、远程手术操作、远程急救、远程监护、远程示教、智慧机器人、移动医护等领域的应用。

医院管理者应从人民健康实际需要出发,结合医院发展趋势不断探索切合实际、易于实现的5G+智慧医疗应用场景,让5G+智慧医疗技术在健康医疗领域发挥更广泛的作用。

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