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5G通信技术在医疗领域的应用展望

添加时间:2021-10-14 11:12 来源:智慧中国 作者:钱锦
  摘要:5G作为新一代的通信技术,凭借着高速传输、低网络延迟以及大规模连接等能力,全面改变了移动网络应用模式,为各个行业的发展带来了全新的动力。本文从医疗行业的角度出发,探讨了5G通信技术的概念,并明确了其在医疗行业中的应用价值,其后分别从远程手术、远程会诊、指导与教学以及远程监测与急救等领域探讨了5G通信技术的应用。文章的最后展望了5G技术在远程医疗中的应用前景,以期可与同行交流。
 
  关键词: 5G通信技术;远程医疗;远程手术;远程会诊;展望;
 
  医疗是电子信息技术在现实生活中应用的先行者,医学技术的发展离不开先进技术的支撑。基于第5代移动通信技术的发展背景下,远程医疗获得了更为广阔的发展空间。与3G、4G技术相比,5G技术实现了高系统容量、高数据传输速率、大规模设备连接、极低延迟,为远程手术、远程会诊、远程指导和教学、远程监护和急救提供了更为可靠的技术支撑,进一步推动了医疗卫生工作重心下移、资源下沉,有效缓解患者看病难的问题。本文主要围绕5G通信技术在远程医疗中的应用展开分析。
 
  一、5G通信技术概述
 
  经由多年发展,我国通信制式已经从1G模拟时代发展至5G全数字、全连接时代。5G并非是4G的简单延伸,而是一个真正的融合网络,为人与人、人与物以及物与物提供了高速、自由且安全的联通。5G作为新一代的移动通信技术,主要特征包括高速率、宽频谱、低时延、万物互联。据统计,5G传输速率(与4G相比)提升10~100倍,理论上峰值可达10Gb/s,时间延迟方面降低约9/10,达到了毫秒水平,可实现每平方公里范围内数百万设备的接入。
 
  目前,我国正在逐步推动5G在各行各业的应用,医疗是重要的应用领域之一。自2019年起,我国已经有多家医疗机构开始探索5G场景应用,远程医疗迎来了新的发展机遇。2019年10月,基于国家卫生健康委员会的指导,联合了94家医疗机构、通信研究院、电信运营商等多领域联合发布了《基于5G技术的医疗网络建设标准》,明确了5G网络将成为医疗体新一代网络基础设施。据不完全统计,我国多家医疗机构开展了5G试点,试点项目主要包括医学影像应用、远程急救、远程手术指导以及远程会诊等,其中远程手术试点最多,其次分别为远程会诊、5G与急救服务的融合。
 
  二、5G通信技术在远程医疗中的应用分析
 
  基于上文分析可得,基于5G通信技术的发展,推动了我国远程医疗水平的进一步提高,在远程手术、远程会诊以及远程急救等方面取得了一定的成果,下文主要围绕此展开论述。
 
  (一)远程手术
 
  远程手术是一种新兴手术模式,通过无线网络、机器人技术的应用,克服地理障碍将医生与患者联系起来。在远程手术中,网络传输效率至关重要,在4G技术支撑下,由于存在通信延迟,约60.0ms,限制了远程手术的推广。目前5G技术的应用实现了极低延迟,对于远程手术可达1.0ms,甚至是0.5ms的理想延迟,全面提高术中解剖分离、组织缝合以及血管结扎等精细操作的同步性、精确性。此外,通过5G远程机器人手术的应用,可联合不同物理地点的专家在同一个时空中,为疑难手术开展提供强大支撑。
 
  (二)远程会诊、指导与教学
 
  远程会诊为不同地理位置的医师与患者提供无缝远程视频交互,并传输生物传感器与其他检测设备获取的相关数据。基于5G技术下的运程会诊,可提供高清稳定的远距离、多地视频交互,解决了4G网络大量数据传输面临的费时、费力、低延时问题。通过多地会诊可综合更多专家意见,提高会诊意见准确性、全面性,推动医疗资源的下沉。
 
  对于病情危重或需进行高难度手术的患者,基层医院受限于医疗条件与手术水平,往往需要相关专家协助制定手术方案,或是进行手术现场指导。基于5G技术+虚拟现实/混合现实技术的应用,可高清手术直播,远程全方位评估患者病灶,并灵活规划手术方案、指导守护操作,提高基层医疗服务质量。此外,与传统手术示教活动相比,5G+虚拟现实/混合现实技术的应用模式下,可实现零风险、多次模拟学习高难度手术,基层医师也可获得学习机会。
 
  (三)远程监测与急救
 
  远程监护是指通过无线网络及时、持续、长期监控患者生命体征。近些年,国内医疗机构在可穿戴传感器、可植入传感器的应用方面呈良好发展前景,然而4G网络下受限于网络速率、延时等问题,其功能一直较为单一,以心率、体温、步数等人体生理运动体征监测为主。
 
  通过5G技术的应用,可第一时间将传感器采集到的患者生命体征数据、危急报警信息,第一时间传输至监测端,远端医护人员可及时判断、处理病情,形成远程医疗监护系统。
 
  基于5G技术,医院开始试点搭建5G急救通道,借助人工智能、AR、VR与无人机等联合构建5G急救中心(见图1),如无人机可实现航飞监控、远程高清影音互动;VR可实现浸入式全景诊疗。基于5G急救中心的应用,转运车可及时将患者病史资料、患者监测数据、车内医疗条件等传输至医院;院内可第一时间掌握患者病情,制定急救方案、准备相关药物与设备,实现院前急救与院内救治的无缝对接,为患者救治争取宝贵时间。
 
 
  图1 5G急救通道架构图  
 
  三、5G通信技术在医疗领域的应用展望
 
  远程医疗,仅仅是5G推动医疗行业发展的一大开端,智慧医疗将是未来发展的重要方向。个人与医院之间,通过5G技术可快速传输信息,加上人工智能组件的应用,以及护理、康复、教学等机构的参与,可促进智慧医疗体系的进一步完善。近年来,我国提出了移动医疗的概念,目前主要应用于个人健康信息监测阶段,基于5G技术在移动设备中的应用,移动医疗功能将实现进一步延伸,个人身体信息与医疗网络系统连接,及时发现个人健康问题,并配合远程诊断以及进一步的分诊、治疗。
 
  5G通信技术在医疗领域的应用研究中,个人信息安全、医疗风险把控以及法律介入审批均是重点关注对象,保证远程医疗的合理、合法发展,令更多的人享受到科技发展带来的医疗成果。
 
  四、结束语
 
  5G通信技术的应用,为医疗事业的发展带来了重大变革。远程医疗是我国目前医疗改革的主流方向,5G技术的应用打破了4G网络在传输速率、延时等方面诸多限制,进一步推动了远程手术、远程会诊、远程监测、远程急诊体系的完善,为诊疗效率的提高、医疗资源的均衡提供了重要的技术支撑。未来,还应进一步探索5G技术在智慧医疗领域中的运用,真正助力科学诊疗,使其成为我国医疗事业的稳定健康发展的重要力量来源。
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