杜孟凱,王 蕾,張國君,張 維

(1.首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院宣教中心,北京 100053;2.首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院黨委辦公室,北京 100053)

2018年4月28日，國務(wù)院辦公廳發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療健康”發(fā)展的意見》，明確提出在醫(yī)療服務(wù)、公共衛(wèi)生服務(wù)、家庭醫(yī)生服務(wù)、藥品供應(yīng)保障服務(wù)、醫(yī)療保障結(jié)算服務(wù)、醫(yī)學(xué)教育和普及服務(wù)、人工智能應(yīng)用服務(wù)等七大方面的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)深度介入的場景。近年來，隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是5G技術(shù)的到來，將為醫(yī)院的智慧化建設(shè)帶來進(jìn)一步的變革。本文將從醫(yī)院應(yīng)用的角度出發(fā)，對5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用場景及發(fā)展前景進(jìn)行分析。

1 5G技術(shù)特點(diǎn)與醫(yī)療行業(yè)應(yīng)用優(yōu)勢

1.1 5G無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特點(diǎn)5G即第五代移動通信網(wǎng)絡(luò)，是通信行業(yè)的一次重大技術(shù)變革。其高速率、高容量、低時延的顯著特點(diǎn)，能夠更好地滿足醫(yī)療行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求。5G不只是網(wǎng)絡(luò)性能方面的提升，其主要建設(shè)目標(biāo)是解決“物物互聯(lián)”和“人物互聯(lián)”問題，將人與人之間的通信擴(kuò)展到萬物連接，通過終端用戶始終在線(Always-on)的方式，提升移動網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的深度和廣度，打造全連接的智能化社會。

1.2 5G技術(shù)在醫(yī)療行業(yè)的應(yīng)用優(yōu)勢近年來，各大型公立醫(yī)院以第五代醫(yī)院為建設(shè)目標(biāo)，以質(zhì)量、安全、舒適和醫(yī)療資源平臺共享為核心價(jià)值，突出高效運(yùn)營管理，注重醫(yī)院服務(wù)效果[1]。醫(yī)療行業(yè)未來將受益于5G的優(yōu)勢，將物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、云計(jì)算等信息技術(shù)手段應(yīng)用在健康管理、智能終端、大數(shù)據(jù)輔助診治、教育教學(xué)等多個領(lǐng)域，提升患者就醫(yī)體驗(yàn)，協(xié)助醫(yī)務(wù)人員更好地完成工作任務(wù)，并承擔(dān)著整合優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源，緩解我國醫(yī)療資源總量不足、資源配置不均衡的問題，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源下沉的重要任務(wù)。目前，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP已經(jīng)為5G定義三大應(yīng)用場景：增強(qiáng)移動寬帶、海量機(jī)器類通信、低時延高可靠通信。而這正好涵蓋醫(yī)院工作的方方面面。

2 5G技術(shù)在醫(yī)院中的應(yīng)用

2.1 實(shí)施全周期體征監(jiān)測 提高醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量5G可以更好地支持連續(xù)監(jiān)測和感官處理裝置，其毫米波技術(shù)因?yàn)槟Ｐ痛笮〉莫?dú)特性，可以實(shí)現(xiàn)小型化發(fā)展，從而讓體積小、耗材少的醫(yī)用可穿戴設(shè)備能夠成型[2]。5G高容量特點(diǎn)可以使更多的醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)(IoMT)設(shè)備接入，并支持醫(yī)療物聯(lián)設(shè)備不斷收集患者實(shí)時數(shù)據(jù)，隨著可穿戴智能設(shè)備的進(jìn)一步發(fā)展，無論是在院內(nèi)住院的患者還是社區(qū)的隨訪患者、高危人群的健康數(shù)據(jù)都會被持續(xù)記錄監(jiān)測下來，可以使醫(yī)院提供真正意義上的全方位、全周期的健康醫(yī)療服務(wù)。以5G為基礎(chǔ)建立的新型HIS系統(tǒng)(醫(yī)院信息管理系統(tǒng))，能夠持續(xù)監(jiān)測患者生命體征，而且還能依此出具相應(yīng)的全科體征表、護(hù)理評估單等，并完善電子健康記錄(EHR)相應(yīng)內(nèi)容，通過AI模型對患者進(jìn)行主動監(jiān)測，可以在必要時給予醫(yī)務(wù)人員治療、護(hù)理方案方面的建議；針對出院患者和隨訪患者，IoMT設(shè)備可以為醫(yī)生在院外安上一雙眼睛，提供實(shí)時有效的患者健康數(shù)據(jù)，并在手機(jī)、平板等設(shè)備上為患者提供個性化的健康管理方面指導(dǎo)；在5G的高可靠性和低延遲性保障下，通過IoMT設(shè)備的GPS定位功能、體位傳感器可以有效防止住院患者走失、跌倒等情況的發(fā)生，在患者意識喪失需要搶救的情況下，可以將遇險(xiǎn)信號和生命體征傳到附近的醫(yī)院，使患者在時間窗內(nèi)得到及時搶救。

2.2 開展遠(yuǎn)程會診和診斷 拓展醫(yī)療服務(wù)半徑5G技術(shù)將為現(xiàn)有的遠(yuǎn)程會診和診斷帶來全方位的服務(wù)升級，將在很大程度上滿足傳統(tǒng)4G及固網(wǎng)無法達(dá)到的實(shí)時、穩(wěn)定、高質(zhì)量的傳輸需求，讓大型三甲綜合醫(yī)院醫(yī)療服務(wù)半徑得到進(jìn)一步的延伸。5G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，可有效提升網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量，其eMBB特性(Enhanced Mobile Broadband)可改善遠(yuǎn)程會診的交互效果[3]，實(shí)現(xiàn)4K乃至8K超清視頻、AR/VR(虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù))視頻問診，并可以實(shí)現(xiàn)電子病歷、醫(yī)學(xué)影像、生命體征等數(shù)據(jù)的同步傳輸，使醫(yī)生可以更加精準(zhǔn)地了解患者的身體情況，有效提升遠(yuǎn)程診斷的準(zhǔn)確率和醫(yī)療指導(dǎo)效率。特別是在遠(yuǎn)程超聲檢查方面，與CT、MRI等靜態(tài)影像不同，超聲得到的是基于時間序列的動態(tài)影像，超聲影像在傳輸過程中任何一幀畫面的丟失，都有可能造成誤診、漏診的嚴(yán)重后果，因此傳統(tǒng)上患者必須現(xiàn)場接受超聲醫(yī)生檢查后才能得到診斷意見，當(dāng)前，基于4G信號的傳輸通路面臨著信號延遲較嚴(yán)重的問題，且?guī)捿^窄不能滿足遠(yuǎn)程超聲機(jī)器人長距離、實(shí)時、高分辨率、低延遲的要求[4]，而5G技術(shù)的應(yīng)用使超聲遠(yuǎn)程診斷成為可能。

2.3 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程手術(shù) 降低患者就醫(yī)成本利用5G遠(yuǎn)程手術(shù)，可以有效降低患者到大城市三甲醫(yī)院就醫(yī)的經(jīng)濟(jì)和時間成本，使偏遠(yuǎn)地區(qū)的患者也可以便捷地獲得專業(yè)醫(yī)療服務(wù)，緩解醫(yī)療資源分配不均的問題，使更多的患者受益。據(jù)人民日報(bào)報(bào)道全國首例基于5G的遠(yuǎn)程人體手術(shù)——帕金森病“腦起搏器”植入手術(shù)已在中國人民解放軍總醫(yī)院海南醫(yī)院成功完成。相關(guān)研究表明，200ms左右的網(wǎng)絡(luò)延遲對于復(fù)雜手術(shù)、精細(xì)手術(shù)即可引發(fā)致命的后果，由于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的限制，信號間傳輸?shù)难舆t和不可靠性極大地限制遠(yuǎn)程手術(shù)的臨床應(yīng)用推廣。在基于5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的遠(yuǎn)程手術(shù)過程中，床旁機(jī)械臂操作平順靈活，主、從跟蹤性，以及主、從一致性好，從手電機(jī)能夠在較小的延遲時間之后很好地跟蹤主手電機(jī)。移動執(zhí)行器末端運(yùn)動指令到機(jī)器人臂末端平均延誤時間<150 ms[5],并可利用結(jié)構(gòu)光技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程3D手術(shù)，使手術(shù)醫(yī)生能更準(zhǔn)確地掌握患者的解剖結(jié)構(gòu)，更精確地完成手術(shù)。基于5G技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)與患者進(jìn)行實(shí)時對話，掌握患者實(shí)時生命體征數(shù)據(jù)等特性，使神經(jīng)外科術(shù)中喚醒等特殊手術(shù)也可以在遠(yuǎn)程開展。

2.4 優(yōu)化診療流程 提升患者就醫(yī)獲得感目前北京市屬三甲醫(yī)院均積極落實(shí)改革與改善同步的發(fā)展理念，依托移動通信技術(shù)開展微信預(yù)約掛號、自助一體機(jī)移動支付繳費(fèi)、院內(nèi)導(dǎo)航、微信查看檢驗(yàn)結(jié)果等一系列優(yōu)化診療流程的服務(wù)。在5G網(wǎng)絡(luò)下，診療流程將進(jìn)一步優(yōu)化，患者就醫(yī)獲得感將持續(xù)提升。能夠有效解決當(dāng)前門診便民服務(wù)中經(jīng)常出現(xiàn)的信號弱、系統(tǒng)響應(yīng)延遲等問題，進(jìn)一步提升門診服務(wù)水平；腦卒中患者發(fā)現(xiàn)越早救治越及時，康復(fù)的概率越高，其中關(guān)鍵的是及時進(jìn)行頭部CT掃描，明確腦卒中類型[6]。由宣武醫(yī)院牽頭的互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療診治技術(shù)國家工程實(shí)驗(yàn)室致力于利用5G技術(shù)開展卒中急診流程優(yōu)化，所研發(fā)的全國5G車載CT移動卒中單元，車載有4K高清視頻系統(tǒng)、CT影像信息、電子病歷信息、心電儀、呼吸機(jī)、監(jiān)護(hù)儀等，可在車上進(jìn)行CT掃描并通過5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)時將數(shù)據(jù)傳輸?shù)结t(yī)院，使得患者在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中就能及時獲得診斷治療方案，將救治工作由院內(nèi)轉(zhuǎn)到院外，治療“前移”，極大地保障患者的生命安全，降低死亡率和致殘率。

2.5 智慧藥學(xué)服務(wù) 保障患者用藥安全隨著公立醫(yī)院體制改革，藥師依靠技術(shù)，為患者提供精準(zhǔn)用藥服務(wù)，發(fā)展藥學(xué)學(xué)科，成為普遍認(rèn)可的藥學(xué)可持續(xù)發(fā)展路徑。在現(xiàn)有的條件下，醫(yī)院的處方審核還有賴于人工審核和藥品說明書指導(dǎo)。5G+AI(人工智能)技術(shù)的應(yīng)用有望實(shí)現(xiàn)智能化、自動化的智慧藥學(xué)服務(wù)。目前AI已經(jīng)在藥物不良反應(yīng)(ADR)挖掘、上報(bào)及監(jiān)測方面展現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢[7]，結(jié)合可穿戴數(shù)據(jù)的生命體征、血藥濃度等方面的實(shí)時監(jiān)測，在未來有望開展AI輔助用藥指導(dǎo)、AI輔助下的ADR主動監(jiān)測等工作，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)“藥無傷害”的目標(biāo)。

2.6 進(jìn)行遠(yuǎn)程教學(xué) 優(yōu)化醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)模式5G技術(shù)服務(wù)于醫(yī)學(xué)教育，可以實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)者需求和管理運(yùn)營高效協(xié)同，實(shí)現(xiàn)各學(xué)校供需的智能協(xié)同，以更有效地實(shí)現(xiàn)供需匹配[8]，更好地促使優(yōu)質(zhì)醫(yī)學(xué)資源下沉，為醫(yī)學(xué)教育改革和大數(shù)據(jù)應(yīng)用帶來新動力。5G的高覆蓋率低使用成本和運(yùn)營成本，可以擴(kuò)大醫(yī)學(xué)教育的覆蓋人群，實(shí)現(xiàn)上至三甲醫(yī)院醫(yī)務(wù)人員下至基層社區(qū)醫(yī)務(wù)人員的全方位培訓(xùn)，為城市、農(nóng)村、山區(qū)等不同地域環(huán)境的人群提供公平教育的機(jī)會。利用5G高速率方面的優(yōu)勢，結(jié)合VR、超高清遠(yuǎn)程視頻等技術(shù)的應(yīng)用將為師生們提供沉浸式體驗(yàn)教學(xué)、遠(yuǎn)程互動教學(xué)、虛擬操作培訓(xùn)等多種新型培訓(xùn)模式，有利于針對受教育對象的業(yè)務(wù)需求和認(rèn)知水平，實(shí)現(xiàn)更專業(yè)化、更精準(zhǔn)化的教學(xué)。

3 討 論

目前，我國醫(yī)院的移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用仍處于初級階段，仍存在頂層設(shè)計(jì)缺失、安全性不足、專業(yè)技術(shù)人才短缺方面的種種問題，這些已有的問題在5G應(yīng)用場景下將被進(jìn)一步放大，這些問題如何得以解決值得思考。

3.1 頂層設(shè)計(jì)決定5G應(yīng)用推進(jìn)速度頂層設(shè)計(jì)的缺乏是阻礙5G技術(shù)在醫(yī)院中應(yīng)用的首要因素。醫(yī)改最基礎(chǔ)性的工作就是醫(yī)療信息化的頂層設(shè)計(jì)，但是頂層設(shè)計(jì)從2003年、2004年在醫(yī)療領(lǐng)域的最初提出到現(xiàn)在，10余年過去了，至今國家在醫(yī)療信息化方面仍無標(biāo)準(zhǔn)可尋[9]。從技術(shù)角度來說，很多移動醫(yī)療相關(guān)設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)已經(jīng)非常精確，完全可以滿足診斷需要；然而從政策角度來說，所有的醫(yī)療器械都必須滿足國家食藥監(jiān)局相關(guān)管理規(guī)定，否則不能在醫(yī)療活動中使用，由于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)缺失，很多移動醫(yī)療相關(guān)設(shè)備并沒有經(jīng)過認(rèn)證，因此，無論其數(shù)據(jù)有多么準(zhǔn)確，都不能被錄入到電子病歷系統(tǒng)，也不能被用來作為診斷的依據(jù)。由此使得大量資金投入，卻變成信息的孤島，信息既不能互通，又不能互聯(lián)，更不能共享，這就無法真正發(fā)揮5G移動通信技術(shù)作用。

3.2 網(wǎng)絡(luò)安全問題應(yīng)引起重視5G的網(wǎng)絡(luò)安全水平雖然有了很大的提升，但并不能完全填補(bǔ)所有的安全漏洞，這可能導(dǎo)致患者在就醫(yī)過程中被不法分子進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)攻擊而承受資金損失、信息泄露方面的風(fēng)險(xiǎn)；另外，在5G應(yīng)用場景下，部分醫(yī)院核心數(shù)據(jù)將被存儲在手機(jī)、PDA(手持電腦)、移動推車等移動終端上，數(shù)據(jù)的安全性更加難以管控，如設(shè)備丟失、IM(即時通信)類軟件文件分享、USB存儲設(shè)備拷貝、明文傳輸被監(jiān)聽、中間人攻擊都會造成數(shù)據(jù)安全方面的問題；相比于傳統(tǒng)的醫(yī)院內(nèi)網(wǎng)信息系統(tǒng)，移動APP的應(yīng)用服務(wù)器很多都部署在公網(wǎng)，應(yīng)用服務(wù)器的IP信息暴露，將使得黑客可以通過掃描手段探測服務(wù)器，發(fā)現(xiàn)可用的操作系統(tǒng)、中間件、數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用服務(wù)的脆弱點(diǎn)，進(jìn)而采用攻擊和入侵手段，竊取敏感數(shù)據(jù)[10]。

3.3 人才儲備亟待加強(qiáng)目前，多數(shù)醫(yī)院信息部門缺少IT、醫(yī)療、管理專業(yè)的復(fù)合型人才。大部分醫(yī)院的信息化建設(shè)人員和相關(guān)應(yīng)用工具的開發(fā)者普遍由網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)方面專業(yè)的人員組成。大部分人只具有計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面的背景而沒有醫(yī)學(xué)背景。這類人員雖然在信息化建設(shè)方面有較高的技術(shù)優(yōu)勢，但在行業(yè)解決方案能力上存在欠缺，由于對醫(yī)院管理體系、醫(yī)務(wù)人員工作流程和醫(yī)療衛(wèi)生知識不了解，不能滿足臨床工作中的實(shí)際問題；另一方面醫(yī)院的臨床一線職工，醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)較為深厚，但缺乏信息技術(shù)相關(guān)知識，且因缺乏相關(guān)學(xué)習(xí)平臺，很少參加5G等前沿信息技術(shù)的相關(guān)培訓(xùn)，所掌握的信息技術(shù)知識僅僅能滿足該院信息系統(tǒng)的日常使用，由此造成醫(yī)院臨床工作人員信息化知識儲備和技術(shù)水平落后。