張紹剛

（山東省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司 山東省濟(jì)南市 250101）

5G移動(dòng)通信時(shí)代的來(lái)臨，直接引領(lǐng)大數(shù)據(jù)、人工智能等重要信息技術(shù)，在這樣的背景下，智慧醫(yī)院的建設(shè)成為國(guó)家政府、人民群眾關(guān)注的重點(diǎn)問題。智慧醫(yī)院作為信息化時(shí)代的重要產(chǎn)物，其有利于整合各項(xiàng)醫(yī)療資源，促使醫(yī)療資源利用效率最大化，患者的就醫(yī)體驗(yàn)也會(huì)得到明顯改善[1]。5G 通信技術(shù)具有眾多的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，探索其在智慧醫(yī)院建設(shè)中的應(yīng)用，可以解決智慧醫(yī)院建設(shè)中的相關(guān)技術(shù)問題，為信息即時(shí)共享提供支持，值得注意的是，當(dāng)下關(guān)于5G移動(dòng)通信技術(shù)在智慧醫(yī)院建設(shè)中的研究相對(duì)較少，需要結(jié)合醫(yī)院實(shí)際情況展開探索，進(jìn)行應(yīng)用上的創(chuàng)新[2]。

1 5G移動(dòng)通信技術(shù)的基本內(nèi)容

1.1 5G移動(dòng)通信技術(shù)的概念

5G 是人們對(duì)第五代移動(dòng)電話行動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)的簡(jiǎn)稱，也有人稱之為第五代移動(dòng)通信技術(shù)，5G移動(dòng)通信技術(shù)出現(xiàn)前，整個(gè)移動(dòng)通信技術(shù)經(jīng)歷了2G 時(shí)代、3G 時(shí)代以及4G 時(shí)代。5G 通信技術(shù)給人們最大的感覺只是網(wǎng)速變快，實(shí)則不然，網(wǎng)速變快可以實(shí)現(xiàn)用戶一直處于線上狀態(tài)，而且所有的智能設(shè)備都可以接入網(wǎng)絡(luò)，基于此，諸如智能手表、智能家居等如雨后春筍般出現(xiàn)。5G 通信技術(shù)能夠讓更多的用戶和設(shè)備同時(shí)在線，將網(wǎng)絡(luò)的便利性發(fā)揮到了極致，探索5G 通信技術(shù)在相關(guān)領(lǐng)域中的應(yīng)用已經(jīng)成為重要的發(fā)展方向[3～4]。

1.2 5G移動(dòng)通信技術(shù)的特點(diǎn)

1.2.1 超高的利用率

移動(dòng)通信技術(shù)自2G、3G、4G、5G 的不斷更新?lián)Q代，技術(shù)缺陷得到有效改善，功能效果穩(wěn)步提升，在5G 通信技術(shù)的研究過程中，就曾有相關(guān)的工作人員對(duì)以往的移動(dòng)通信技術(shù)進(jìn)行深入研究和調(diào)查，最終將研究結(jié)果充分用于5G移動(dòng)通信技術(shù)，使得5G移動(dòng)通信技術(shù)完全消除了以往通訊中存在的問題，以最具亮點(diǎn)和特色的形式呈現(xiàn)出來(lái)[5]。5G移動(dòng)通信技術(shù)的研究過程中，通過融合通信技術(shù)安全性能和光纜技術(shù)的特點(diǎn)，將其利用效率提升至最高，與傳統(tǒng)的通信技術(shù)進(jìn)行對(duì)比，5G 通信技術(shù)不再受限于傳播速度、安全性能、地域信號(hào)等，信息丟失以及網(wǎng)絡(luò)傳播速度較慢等問題得到有效解決，在通信技術(shù)的利用效率方面得到進(jìn)一步提升[6～7]。

1.2.2 較強(qiáng)的系統(tǒng)性

5G 通信技術(shù)是以往移動(dòng)通信技術(shù)的優(yōu)化升級(jí)，其具有極為顯著的性能，在研究過程中，加入了毫米波等技術(shù)，將單位范圍內(nèi)的通信容量進(jìn)一步提升，有效滿足了當(dāng)代消費(fèi)者的各項(xiàng)需求。較快的傳輸速度等性能特點(diǎn)，也為人們高標(biāo)準(zhǔn)的傳輸需求提供了支持，同時(shí)也為各種應(yīng)用途徑的開發(fā)奠定基礎(chǔ)，為用戶帶來(lái)更為豐富的使用體驗(yàn)[8]。

1.2.3 較高的兼容性

4G 通信技術(shù)投入使用的過程中，由于過大的技術(shù)跨度，直接造成大量用戶產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用難以承受等訴求，而且4G 通信技術(shù)僅能用于智能手機(jī)等通信設(shè)備，在其他的智能設(shè)備上無(wú)法發(fā)揮正常功能，這也是限制4G 通信技術(shù)有效發(fā)展的關(guān)鍵[9]。5G 通信技術(shù)的出現(xiàn)，直接在兼容性上進(jìn)行完善，具有相較于4G 更為廣闊的覆蓋面，完全打破了地區(qū)限制，以往因信號(hào)不佳而長(zhǎng)時(shí)間處于3G 狀態(tài)的尷尬問題得到有效改善，除此之外，5G 通信技術(shù)可以滿足除智能手機(jī)外的其他智能設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)需求，對(duì)于萬(wàn)物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)具有促進(jìn)作用[10～11]。

2 5G移動(dòng)通信在智慧醫(yī)院的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及部署應(yīng)用

2.1 醫(yī)療信息化建設(shè)

醫(yī)療信息化建設(shè)方面中5G移動(dòng)通信技術(shù)的應(yīng)用體現(xiàn)在5G技術(shù)與患者就診后穿戴的相關(guān)設(shè)備相互連接，用戶的身體狀況直接經(jīng)過5G 通信技術(shù)傳輸并呈現(xiàn)在患者面前。在5G 通信技術(shù)的作用下，關(guān)于用戶身體各項(xiàng)數(shù)據(jù)的采集與傳輸均更為便利，對(duì)于接診醫(yī)生與配藥醫(yī)務(wù)工作人員來(lái)說(shuō)，5G移動(dòng)通信技術(shù)的作用下各項(xiàng)信息傳遞速度加快，準(zhǔn)確性提升，患者得到高質(zhì)量醫(yī)療服務(wù)的同時(shí)，取得合適醫(yī)療服務(wù)的耗時(shí)也顯著減少。另一方面，醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量改善的同時(shí)，5G移動(dòng)通信技術(shù)能夠用于搭建監(jiān)督體系，對(duì)提供醫(yī)療服務(wù)過程中存在的流程問題進(jìn)行改善，如醫(yī)務(wù)人員存在違規(guī)行為可以迅速鎖定相關(guān)責(zé)任人，進(jìn)而形成PDCA 循環(huán)，幫助醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量穩(wěn)步提升。5G 通信技術(shù)能夠?qū)⒒颊叩母鞣矫驷t(yī)療費(fèi)用與醫(yī)保體系相結(jié)合，患者就診的費(fèi)用全部透明化，所有資金的流動(dòng)也被清晰記錄下來(lái)，有效避免了各類醫(yī)患糾紛事件。

邊緣計(jì)算/邊緣云（MEC）是指在網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)進(jìn)行分流，其目的是幫助核心的數(shù)據(jù)留存在本地，其搭配了網(wǎng)絡(luò)計(jì)算、存儲(chǔ)以及應(yīng)用等相關(guān)功能，能夠滿足當(dāng)代各行業(yè)的多方面需求[13～14]。以3GPPR15 為例，在服務(wù)化架構(gòu)的限制下，5C 協(xié)議模塊可以跟隨業(yè)務(wù)需求的差異進(jìn)行調(diào)動(dòng)，以便構(gòu)建出合適的邊緣網(wǎng)絡(luò)，MEC 也能夠正確接入到相關(guān)的服務(wù)器，此時(shí)，關(guān)于5GeMBB、uLLA 以及mMTC 等技術(shù)場(chǎng)景的相關(guān)業(yè)務(wù)需求可以得到滿足。MEC 作用下可以同時(shí)發(fā)揮對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)以及信息中相關(guān)價(jià)值的挖掘，供給第三方業(yè)務(wù)平臺(tái)使用，滿足不同的需求，具有智能化的特點(diǎn)，也是網(wǎng)絡(luò)信息也業(yè)務(wù)能力或者需求有效融合的重要體現(xiàn)。MEC 在智慧醫(yī)院建設(shè)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在流程優(yōu)化方面，以數(shù)據(jù)導(dǎo)流的整個(gè)過程為例，醫(yī)院內(nèi)所有的數(shù)據(jù)都會(huì)通過MEC 順利分流到醫(yī)院內(nèi)網(wǎng)中，直接與專用的網(wǎng)絡(luò)接口相連接，基于本次數(shù)據(jù)處理高效率的重要特點(diǎn)，MEC 的作用下，醫(yī)院層面數(shù)據(jù)的采集、處理、反饋等流程耗時(shí)顯著縮短，處理數(shù)據(jù)的效率顯著提升。借助現(xiàn)代化技術(shù)如AR、VR 等，MEC 能夠在收集到相關(guān)數(shù)據(jù)后以三維成像的技術(shù)將數(shù)據(jù)形象地呈現(xiàn)出來(lái)，具有更強(qiáng)的渲染效果[14]。除以上功能外，MEC 系統(tǒng)可以提供一個(gè)虛擬的環(huán)境來(lái)達(dá)到承載數(shù)據(jù)的目的，可以發(fā)揮保障醫(yī)院層面數(shù)據(jù)安全的效能。

2.2 醫(yī)療監(jiān)測(cè)及護(hù)理

醫(yī)療監(jiān)測(cè)和護(hù)理服務(wù)中，5G移動(dòng)通信技術(shù)的有效運(yùn)用可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效采集，基于實(shí)時(shí)、連續(xù)的長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)可靠性得到有效保障，能夠更為準(zhǔn)確地指導(dǎo)工作[15]。具體醫(yī)療服務(wù)過程中，可穿戴的設(shè)備等都可以作為患者生命體征的監(jiān)測(cè)工具，監(jiān)測(cè)所得數(shù)據(jù)如患者位置信息、生命體征信息等，都可以通過5G移動(dòng)通信技術(shù)進(jìn)行處理，最終借助網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)護(hù)中心，以便確定適合患者的護(hù)理措施，用于干預(yù)患者的病情，提升患者的身體健康狀況及日常生活質(zhì)量，目前基于5G移動(dòng)通信技術(shù)的智慧醫(yī)院主要面向家庭老人、慢性病人、新生兒和ICU 重癥病人等[16]。

2.3 醫(yī)療診斷及指導(dǎo)

5G移動(dòng)通信技術(shù)在醫(yī)療診斷及指導(dǎo)方面的應(yīng)用需要與圖像和視頻等結(jié)合，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)交互，具有典型代表性的就是手術(shù)高清視頻直播、遠(yuǎn)程MR 手術(shù)指導(dǎo)等。以手術(shù)高清視頻直播為例，5G移動(dòng)通信技術(shù)相較于原有通信技術(shù)更為可靠，傳輸速率更高，能夠?qū)崿F(xiàn)在4K 高清視頻環(huán)境下無(wú)任何卡頓，處于視頻另一端的醫(yī)生能夠通過人體視頻以及與患者相關(guān)的靜態(tài)病理資料快速了解患者的基本情況，基于自己的專業(yè)知識(shí)提出合適的救援指導(dǎo)，由基層醫(yī)師逐步執(zhí)行。5G 通信技術(shù)在醫(yī)療診斷及指導(dǎo)中的應(yīng)用價(jià)值體現(xiàn)在可以將優(yōu)質(zhì)的醫(yī)生資源通過手術(shù)高清視頻直播的方式用于醫(yī)生下鄉(xiāng)、社區(qū)健康篩查、遠(yuǎn)程急救車初步診斷等其他醫(yī)療途徑，提升相關(guān)渠道的醫(yī)療水平[17]。AR技術(shù)作為現(xiàn)代技術(shù)的重要組成部分，佩戴上相關(guān)的醫(yī)療設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)三維立體成像，可以用于解剖下組織與器官的呈現(xiàn)，幫助相關(guān)醫(yī)師更為具體地了解患者身體狀況，做出準(zhǔn)確的病情診斷。遠(yuǎn)程MR 手術(shù)指導(dǎo)方面，5G移動(dòng)通信技術(shù)下專家醫(yī)師可以在圖像上進(jìn)行標(biāo)記和測(cè)量，另一端的基層醫(yī)生能夠?qū)崟r(shí)看到專家醫(yī)師給出的相關(guān)信息，屬于手術(shù)信息的實(shí)時(shí)傳遞，有利于其掌握正確的治療手段。5G 通信技術(shù)的有效作用下醫(yī)療診斷與指導(dǎo)技術(shù)發(fā)展迅速，在全國(guó)范圍內(nèi)已經(jīng)有很多的成功案例可以證實(shí)[18]。

國(guó)內(nèi)阜外醫(yī)院的專家受邀參加了第四屆國(guó)際心臟病學(xué)年會(huì)，該專家在我國(guó)的青島進(jìn)行了遠(yuǎn)程心臟介入手術(shù)，依托于中國(guó)聯(lián)通5G移動(dòng)通信技術(shù)對(duì)參與人員進(jìn)行了手術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)直播，這也是5G移動(dòng)通信技術(shù)的全新建設(shè)，有助于推動(dòng)國(guó)內(nèi)“一帶一路”政策目標(biāo)的建設(shè)。此次手術(shù)，在完全保障直播畫面清晰度的基礎(chǔ)上，同時(shí)將所有醫(yī)學(xué)生理指標(biāo)的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行了即時(shí)傳輸，不僅是5G移動(dòng)通信技術(shù)在醫(yī)療行業(yè)的首次應(yīng)用，更是5G移動(dòng)通信技術(shù)對(duì)智慧醫(yī)療建設(shè)的重要探索[19]。

2019年，5G移動(dòng)通信技術(shù)的作用下，位于我國(guó)東北部的北京與相距2000 多公里的深圳兩所醫(yī)院進(jìn)行了手術(shù)影像傳輸，其中深圳市人民醫(yī)院的相關(guān)手術(shù)信息，無(wú)任何延遲的在北京播出。手術(shù)對(duì)象為深圳市內(nèi)一名復(fù)雜肝臟腫瘤患者，由于患者病情較為嚴(yán)重，手術(shù)治療難度較大，為確保手術(shù)安全，在相關(guān)專家的共同商議下，決定進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)直播，以混合模式進(jìn)行手術(shù)方案討論以及手術(shù)工作，以直播互動(dòng)的方式遠(yuǎn)程技術(shù)指導(dǎo)，最終確定手術(shù)病灶并標(biāo)記，由深圳市人民醫(yī)院的醫(yī)學(xué)專家進(jìn)行手術(shù)操作[20]。本次手術(shù)順利實(shí)現(xiàn)通過線上的無(wú)縫互動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)手術(shù)的指導(dǎo)，通過該項(xiàng)技術(shù)，手術(shù)治療工作順利完成。

2.4 遠(yuǎn)程操作

遠(yuǎn)程操作技術(shù)是基于5G移動(dòng)通信技術(shù)的重要應(yīng)用，其借助現(xiàn)代化技術(shù)如AI、VR、醫(yī)療視頻、觸覺力反饋、醫(yī)療影像與音頻傳輸?shù)燃右詫?shí)現(xiàn)。遠(yuǎn)程超聲方面主要由專業(yè)的醫(yī)療醫(yī)師通過5G移動(dòng)通信技術(shù)來(lái)操作機(jī)器人完成超聲醫(yī)療服務(wù)，所得超聲圖像也經(jīng)過5G移動(dòng)通信技術(shù)實(shí)時(shí)傳遞給患者以及診斷醫(yī)師，機(jī)器人的操控方面需要做到控制指令的加密。實(shí)時(shí)的視頻交流的實(shí)現(xiàn)則建立在攝像頭實(shí)時(shí)拍攝的基礎(chǔ)上，需要配備醫(yī)生端和患者端的多個(gè)攝像頭。力反饋信息以傳感器的來(lái)實(shí)現(xiàn)，用于發(fā)出反饋信息并操作機(jī)器人作動(dòng)。遠(yuǎn)程操作技術(shù)的推行可以將優(yōu)質(zhì)的醫(yī)生資源共享到相關(guān)的醫(yī)療單位中，對(duì)于專業(yè)醫(yī)師的下鄉(xiāng)活動(dòng)、社區(qū)診療服務(wù)等醫(yī)療服務(wù)相互的高質(zhì)量開展具有重要影響[21]。機(jī)器人遠(yuǎn)程手術(shù)方面，伴隨著uRLLC超低時(shí)延技術(shù)的推行應(yīng)用，低于50ms 延遲的遠(yuǎn)程手術(shù)得以實(shí)現(xiàn)，其具有極佳的手術(shù)體現(xiàn)，而且在2018年就有關(guān)于5G移動(dòng)通信技術(shù)作用下的遠(yuǎn)程動(dòng)物手術(shù)成功案例，由福州長(zhǎng)樂東南研究院開展，順利完成對(duì)一只豬的肝切換的手術(shù)。如圖1所示。

圖1

3 5G移動(dòng)通信在智慧醫(yī)院中的應(yīng)用展望

5G移動(dòng)通信技術(shù)與醫(yī)療機(jī)構(gòu)和智慧醫(yī)院的結(jié)合居多，而且多表現(xiàn)為將數(shù)據(jù)以可視化的圖像方式呈現(xiàn)，在應(yīng)用過程中，往往將大量的醫(yī)療設(shè)備聯(lián)系在一起，這些醫(yī)療設(shè)備對(duì)處理信息的速度、容量具有很高要求，基于此，5G移動(dòng)通信技術(shù)的性能特點(diǎn)恰好滿足條件，可以作為智慧醫(yī)院中數(shù)據(jù)信息的重要載體使用。5G 通信技術(shù)同樣具備網(wǎng)絡(luò)切片以及邊緣云等全新技術(shù)，這些技術(shù)在智慧醫(yī)院中的有效運(yùn)用，可以實(shí)現(xiàn)醫(yī)療服務(wù)方面的專業(yè)化，引領(lǐng)醫(yī)療行業(yè)全新的發(fā)展方向。較高的傳輸速度，使得5G 可以進(jìn)行高清視頻的傳輸，在醫(yī)療行業(yè)中，能夠進(jìn)行VR 以及AR。較低的傳輸延遲，搭配上觸覺傳遞等技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程手術(shù)，目前已經(jīng)得到證實(shí)[22]。5G移動(dòng)通信技術(shù)較大的通信容量能夠讓智慧醫(yī)院與院內(nèi)的所有大型醫(yī)療設(shè)備相連接，搭配上全新的網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)，能夠讓智慧醫(yī)院實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)醫(yī)療設(shè)備的獨(dú)立管理，也實(shí)現(xiàn)了醫(yī)療業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)性、可靠性以及安全性。

5G移動(dòng)通信技術(shù)的時(shí)代正在來(lái)臨，預(yù)示著其仍處于發(fā)展階段，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)還未完全形成，仍存在諸多應(yīng)用上有待發(fā)現(xiàn)的問題，如芯片、模組等仍處于滯后階段，需要進(jìn)一步完善。醫(yī)療服務(wù)行業(yè)不同于其他領(lǐng)域，對(duì)準(zhǔn)確性、精確度以及可靠性的要求較高，加之較強(qiáng)的專業(yè)性，尚未完善的5G 通信技術(shù)仍需要深入研究，逐步探索其在醫(yī)療行業(yè)中的應(yīng)用。其中安全方面的問題應(yīng)放在首位，包括就診者的安全、醫(yī)療數(shù)據(jù)的安全等。

5G移動(dòng)通信技術(shù)在智慧醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和部署中的應(yīng)用是一個(gè)不斷深化的過程中，無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)形成，例如基于5G移動(dòng)通信技術(shù)的遠(yuǎn)程手術(shù)，僅僅是搭建出來(lái)面向社會(huì)公眾進(jìn)行的一個(gè)示范案例，距離證實(shí)投入使用還有很大的距離，尤其是專業(yè)性較強(qiáng)的醫(yī)療行業(yè)，在無(wú)法確保安全、可靠的技術(shù)非成熟階段，勢(shì)必不會(huì)投入使用。對(duì)于醫(yī)院內(nèi)相關(guān)工作人員來(lái)說(shuō)，要正確看到示范案例，積極探索新技術(shù)給行業(yè)帶來(lái)的機(jī)遇和變化，抓住機(jī)會(huì)提升自身能力，為成熟技術(shù)的有效運(yùn)用做好準(zhǔn)備。

智慧醫(yī)院建設(shè)過程中，還需要考慮到法律規(guī)范這一項(xiàng)重要因素，一般要從私法和公法兩個(gè)角度進(jìn)行考慮，公法角度考慮的問題有醫(yī)療機(jī)構(gòu)、治療醫(yī)師以及商業(yè)機(jī)構(gòu)的資格審批情況，行為規(guī)范情況等，確保一旦發(fā)生醫(yī)療糾紛事件，各種問題能夠在事情發(fā)生后的第一時(shí)間得到解決，國(guó)家政府也要積極重視這一方面，充分完善相關(guān)法律法規(guī)，保障智慧醫(yī)院建設(shè)能夠規(guī)范、有序進(jìn)行，也是智慧醫(yī)院建設(shè)中需要考慮的重點(diǎn)內(nèi)容。

未來(lái)智慧醫(yī)療會(huì)朝向信息化的方向技術(shù)發(fā)展，智慧醫(yī)院建設(shè)也會(huì)投入信息溝通與共享平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)醫(yī)院內(nèi)醫(yī)療信息的實(shí)時(shí)共享，醫(yī)療工作人員可以在遠(yuǎn)程重點(diǎn)直接了解患者的健康狀況，以便在合適的時(shí)間給予正確的醫(yī)療指導(dǎo)，甚至是遠(yuǎn)程的會(huì)診與手術(shù)。5G移動(dòng)通信技術(shù)引領(lǐng)了各行各業(yè)的發(fā)展，智慧醫(yī)院的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和部署屬于其重要分支，也是便利人們生活的重要方式，其有效運(yùn)用可以為我國(guó)人民提供更加優(yōu)質(zhì)、更具保障性的醫(yī)療健康互動(dòng)體系。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，5G移動(dòng)通信技術(shù)的出現(xiàn)，憑借其獨(dú)具特色的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，引領(lǐng)了各行各業(yè)的信息化轉(zhuǎn)變，智慧醫(yī)院作為其中重要的組成部分，將5G移動(dòng)通信技術(shù)用于網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和部署應(yīng)用，可以在多個(gè)方面提升智慧醫(yī)院的信息化程度和醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量，也是未來(lái)醫(yī)療行業(yè)發(fā)展的重要方向，建設(shè)高質(zhì)量醫(yī)療服務(wù)體系，為公民提供有保障的優(yōu)質(zhì)醫(yī)療服務(wù)的重要手段。