孫葉 徐旭 江磊

摘 要：遠(yuǎn)程醫(yī)療就是利用現(xiàn)代通信技術(shù)獲取病人信息，專家借助通信網(wǎng)絡(luò)向遠(yuǎn)距離之外的患者進行診斷和治療。利用5G技術(shù)的高速率、低延時等優(yōu)點，結(jié)合虛擬現(xiàn)實（VR）技術(shù)與傳統(tǒng)遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)構(gòu)架，建立基于5G技術(shù)的遠(yuǎn)程VR直播教學(xué)系統(tǒng)、遠(yuǎn)程VR手術(shù)系統(tǒng)以及可穿戴設(shè)備的遠(yuǎn)程醫(yī)療信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化平臺。目前我國遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)的使用率在逐漸提高，需要培訓(xùn)更多的專業(yè)人才，醫(yī)用資源較為緊缺，遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)發(fā)展的優(yōu)勢明顯大于劣勢，遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)的發(fā)展符合時代發(fā)展需要，它的快速發(fā)展需要不斷地實踐、規(guī)范和推廣。

關(guān)鍵詞：5G；隱私保護；遠(yuǎn)程醫(yī)療

一、引言

目前遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)應(yīng)用于多種病例方向，一方面節(jié)省了患者的就醫(yī)費用，另一方面很大程度上緩解了患者看病貴的問題。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的開放方便了患者提前了解自己的病情，并找出專業(yè)的醫(yī)生，通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送相關(guān)的病情資料。可以通過網(wǎng)絡(luò)提前預(yù)約醫(yī)生和了解相關(guān)注意事項，增強病患與醫(yī)生的溝通與互動，使得醫(yī)生提前掌握病患的基本情況并確定會診時間。這種診斷方式不僅可以節(jié)省醫(yī)患雙方的時間和精力，而且可以有效降低看病的成本。

二、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

智能手表電量通常只能維持24 h的工作時間，而能源供應(yīng)只能靠電池，若通信工作過程中消耗能量過多，達不到用戶需求，將得不到用戶認(rèn)可。5G有著低功耗的要求，可支持大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。近年來，可穿戴產(chǎn)品有了長足的發(fā)展，但因功耗以及網(wǎng)速的限制，發(fā)展遇到很多瓶頸，而5G的出現(xiàn)將會從技術(shù)層面解決這一問題。基于5G的可穿戴設(shè)備設(shè)計構(gòu)架見圖1。

可穿戴設(shè)備不僅僅是一種硬件設(shè)備，也是通過軟件支持與數(shù)據(jù)交互、云端交互等來實現(xiàn)強大創(chuàng)新型的功能。傳統(tǒng)4G網(wǎng)絡(luò)下的可穿戴設(shè)備因為網(wǎng)絡(luò)速率，延時等問題發(fā)展停滯不前，功能局限單一。而在5G網(wǎng)絡(luò)下，低功耗的大連接與低時延的高可靠場景主要面向物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)中，將集中解決傳統(tǒng)移動通信無法有效快速支持物聯(lián)網(wǎng)和并行垂直行業(yè)的應(yīng)用，5G技術(shù)所拓展出了全新應(yīng)用場景?？纱┐髟O(shè)備通過5G網(wǎng)絡(luò)把實時采集到的數(shù)據(jù)低延時的傳送到檢測端，再由檢測端進行數(shù)據(jù)分析，給穿戴者提供最優(yōu)的身體管理辦法，形成可穿戴式的遠(yuǎn)程醫(yī)療檢測系統(tǒng)。

三、擬解決方法

（1）總體構(gòu)架設(shè)計

基于5G的遠(yuǎn)程VR手術(shù)直播教學(xué)系統(tǒng)以醫(yī)療資源優(yōu)質(zhì)的醫(yī)院為中心，與若干個醫(yī)療資源薄弱的醫(yī)院建立遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)，從而開展聯(lián)合醫(yī)療會診、醫(yī)學(xué)研討、醫(yī)療教學(xué)等業(yè)務(wù)，滿足先進醫(yī)療技術(shù)的廣泛教學(xué)傳播。通過遠(yuǎn)程VR手術(shù)直播系統(tǒng)的構(gòu)建，使專家醫(yī)生的醫(yī)療技術(shù)作為實景教學(xué)教材傳播到醫(yī)療資源匱乏的醫(yī)療機構(gòu)，均衡當(dāng)?shù)蒯t(yī)療資源。基于5G的遠(yuǎn)程VR手術(shù)直播教學(xué)系統(tǒng)構(gòu)架見圖2。

（2）組網(wǎng)拓?fù)湓O(shè)計

系統(tǒng)采用360°全景的拍攝裝備（PHIIMAX 3D全景照相機）采集整個手術(shù)過程，采集到的信號通過線纜直連的方式，將信號與本地拼接服務(wù)器進行實時拼接、投影變換、H.264編碼和推流（將現(xiàn)場的視頻信號傳到網(wǎng)絡(luò)的過程），完成采集信號的本地拼接，系統(tǒng)所需實時消息傳輸協(xié)議（real time message protocol，RTMP）的推流碼率為6～20 Mbps，進而將拼接好的信號傳輸?shù)皆贫诉M行實時轉(zhuǎn)碼（實時H.265轉(zhuǎn)碼）及分發(fā)加速，直播拉流碼率為3～10 Mbps，信號通過逆變換、解碼可通過各種顯示段進行即時收看。由于H.264算法優(yōu)化，能夠以＜1 Mbps的速度實現(xiàn)分辨率在1280 P×720以下的數(shù)字圖像的傳送，而H.265可以實現(xiàn)利用1～2 Mbps的速度傳輸720 P數(shù)字圖像，即分辨率為1280 P×720的高清音視頻傳輸，而5G技術(shù)使得這一目標(biāo)可以輕松實現(xiàn)。傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程會診系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)具有一定的糾錯功能，但在丟失數(shù)據(jù)包20%情況下遠(yuǎn)程會診視頻通話會受網(wǎng)絡(luò)延遲的影響而導(dǎo)致兩地畫面不同步，畫面延時嚴(yán)重，而5G技術(shù)讓移動網(wǎng)絡(luò)速度從每秒100 MB提高到1 GB，完美克服此類技術(shù)難題。在5G技術(shù)的加持下，VR技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的植入讓術(shù)前討論、術(shù)間操控等過程更為具象準(zhǔn)確，5G技術(shù)使手術(shù)過程同步，降低手術(shù)的風(fēng)險，高效處理手術(shù)中任意的突發(fā)狀況，可直接避免醫(yī)療事故的發(fā)生。

目前，可穿戴醫(yī)療設(shè)備能很好的緩解以上問題，該設(shè)備利用穿戴的傳感器直接或間接與人體接觸，對一些指標(biāo)數(shù)據(jù)進行實時動態(tài)監(jiān)測?？纱┐麽t(yī)療設(shè)備的出現(xiàn)和應(yīng)用，不僅為診療提供了重要的依據(jù)，同時也能有效推動醫(yī)療中和醫(yī)療后的大數(shù)據(jù)分析技術(shù)發(fā)展。

四、總結(jié)

5G通信技術(shù)與遠(yuǎn)程醫(yī)療的結(jié)合，能夠?qū)€人移動健康系統(tǒng)對接入社區(qū)服務(wù)保障機構(gòu)，下沉優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源，能夠有效緩解地方醫(yī)院的高端醫(yī)學(xué)人才的匱乏和高端醫(yī)療設(shè)備不全的兩大難題。通過建設(shè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、開放獨立、互通互聯(lián)、資源共享和安全實用的5G遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)，覆蓋醫(yī)療資源發(fā)達的周邊地域，為醫(yī)療專家研討、遠(yuǎn)程會診及遠(yuǎn)程VR手術(shù)等業(yè)務(wù)提供便利，使5G技術(shù)真正服務(wù)于人民，服務(wù)于社會，成為均衡我國醫(yī)療資源的重要力量。

項目介紹：1.大規(guī)模在線開放課程示范——徐旭，2019mooc325；2.卓越人才培養(yǎng)創(chuàng)新項目——徐旭，szxy2020zrpc03；3.新工科背景下多元融合、學(xué)科交叉的網(wǎng)絡(luò)工程人才培養(yǎng)模式探索與實踐，教學(xué)研究項目，宿州學(xué)院，徐旭，2021？jyxm1525；4.二級學(xué)院線上教學(xué)質(zhì)量保障和監(jiān)控體系建設(shè)——以信息工程學(xué)院為例，教學(xué)研究項目（自定題目），校級重點，徐旭，szxy2020jyxm31。