5G在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用論文

1、課題名稱：5G在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用目錄一、5G在智慧醫(yī)療的應(yīng)用1.1 遠程急救1.2 移動醫(yī)護1.3 5G增強型移動寬帶能減少出門就醫(yī)的不便1.4 MR遠程會診及高清手術(shù)指導(dǎo)二、5G醫(yī)療的發(fā)展趨勢2. 1終端層2.1 網(wǎng)絡(luò)層2.2 3平臺層2.3 應(yīng)用層2.4 國外的發(fā)展現(xiàn)狀三、5G醫(yī)療發(fā)展所面臨的挑戰(zhàn)和發(fā)展建議3. 1挑戰(zhàn)3. 2建議摘要：5G網(wǎng)絡(luò)具備速度更快、時延更短、容量更密的特點，在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用中，可進一步 提升醫(yī)生診斷效率、改善患者就醫(yī)體驗、實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源遠程共享和實時信息交互，能有 效緩解醫(yī)療資源匱乏、醫(yī)護人員短缺、醫(yī)療水平分布不均等問題。一、5G在智慧醫(yī)療的應(yīng)用5G醫(yī)療健康是指以

2、第五代移動通信技術(shù)為依托，充分利用有限的醫(yī)療人力和設(shè)備資源，同時 發(fā)揮大醫(yī)院的醫(yī)療技術(shù)優(yōu)勢，在疾病診斷、監(jiān)護和治療等方面提供的信息化、移動化和遠程 化醫(yī)療服務(wù)，創(chuàng)新智慧醫(yī)療業(yè)務(wù)應(yīng)用，節(jié)省醫(yī)院運營成本促進醫(yī)療資源共享下沉，提升醫(yī)療效 率和診斷水平，緩解患者看病難的問題，協(xié)助推進偏遠地區(qū)的精準扶貧。5G在醫(yī)療方面可以有很多應(yīng)用，遠程示教、遠程會診、遠程影像、遠程超聲及遠程手術(shù)、 遠程急救、智慧導(dǎo)診、移動醫(yī)護、院人員安全管理、患者體征實時采集、醫(yī)療設(shè)備藥品全生 命周期管理等基礎(chǔ)應(yīng)用，更進一步，還可以與門診AR室導(dǎo)航，與AI結(jié)合輔助診療應(yīng)用等等。 但畢竟是新生事物，而且醫(yī)療健康領(lǐng)域又特別注意數(shù)據(jù)的安全

3、和準確，所以國家層面的頂層 設(shè)計及相關(guān)政策監(jiān)管機制、不同應(yīng)用場景的網(wǎng)絡(luò)標準體系設(shè)計、相關(guān)技術(shù)的協(xié)同發(fā)展都是 5G智慧醫(yī)療發(fā)展過程中需要注意及解決的問題。3.1 遠程急救遠程急救業(yè)務(wù)對多方聯(lián)動、遠程協(xié)作的要求非常高。當前，遠程急救業(yè)務(wù)發(fā)展并不完善，在 5G網(wǎng)絡(luò)普及后，利用穩(wěn)定的高速率視頻傳輸和VR影像，可以更好地發(fā)揮急救車的移動優(yōu)勢, 深入應(yīng)急救災(zāi)現(xiàn)場，實現(xiàn)“現(xiàn)場一急救車一當?shù)蒯t(yī)院一支持醫(yī)院”的連續(xù)、實時、多方協(xié)作 的遠程急救，可快速獲取病情、及時指導(dǎo)在途救治、提前部署急救資源，為需要急救的病人 打開綠色生命通道。3.2 移動醫(yī)護移動醫(yī)護是5G與醫(yī)療結(jié)合的另一個場景，現(xiàn)有Ni-Fi存在網(wǎng)絡(luò)安全性

4、低和穩(wěn)定性差的問題, 將隨著5G網(wǎng)絡(luò)的普及逐漸解決。醫(yī)護人員可以利用手持5G醫(yī)護終端，實現(xiàn)影像數(shù)據(jù)和體征 數(shù)據(jù)的移動化采集和高速傳輸、移動高清視頻問詢，提高查房和護理服務(wù)的質(zhì)量和效率。此 外，在放射科、傳染病等病房，醫(yī)護人員還可以通過控制醫(yī)療輔助機器人移動到指定病床， 在保護醫(yī)務(wù)人員安全的前提下，完成遠程護理服務(wù)。3.3 5G增強型移動寬帶能減少出門就醫(yī)的不便如果你不喜歡去看醫(yī)生也沒關(guān)系，因為很快你的醫(yī)生會去拜訪你。事實.上的確如此。5G有 望帶來全新的、強化的增強型移動寬帶數(shù)據(jù)傳輸速率和高效連接，這將使醫(yī)生能夠同時研究 和分析大量病人的醫(yī)療數(shù)據(jù)，并為病人提供個性化的治療方案。增強移動寬帶還可

5、以支持個 性化的醫(yī)療保健應(yīng)用和沉浸式體驗，如虛擬現(xiàn)實和視頻直播。缺乏病床資源的醫(yī)院或診所里 的醫(yī)生可以使用這些工具，通過3D/UHD視頻遠程呈現(xiàn)或UHD視頻流來管理遠程虛擬護理。 這項服務(wù)會消除農(nóng)村地區(qū)或偏遠地區(qū)病人的時間損耗和距離障礙，即使醫(yī)生不在身邊，病人 也能很好地得到治療。3.4 MR遠程會診及高清手術(shù)指導(dǎo)5G時代的到來，讓MR遠程會診及高清手術(shù)指導(dǎo)成為醫(yī)療領(lǐng)域最先受益的場景。傳統(tǒng)的遠程 會診通過有線傳輸進行視頻通信,其非移動性和QoS限制了遠程會診的普及?；?G的遠程 會診則依托5G極高的網(wǎng)絡(luò)傳輸速率，可支持4K/8K的遠程高清會診和醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)的高速傳 輸與共享。在移動狀態(tài)下，醫(yī)

6、生也可以觀看遠程傳輸過來的人體數(shù)字視頻以及從醫(yī)療云下載 的醫(yī)療影像圖片、電子病歷等資料，全方位了解患者病情，實時指導(dǎo)現(xiàn)場救援人員對患者進 行手術(shù)或者實施急救；醫(yī)生還可通過VR/MR智能醫(yī)療眼鏡，結(jié)合患者術(shù)前做的一系列K 光、電腦斷層掃描以及就醫(yī)記錄，將患者的骨頭、血管、神經(jīng)等虛擬成像，利用數(shù)據(jù)手套等 工具和傳輸?shù)膱D像視頻完成遠程手術(shù)指導(dǎo)或者會診，提升診斷準確率和指導(dǎo)效率，促進優(yōu)質(zhì) 醫(yī)療資源下沉。二、5G醫(yī)療的發(fā)展趨勢2. 1終端層智能化醫(yī)療器械及終端設(shè)備加速普及應(yīng)用。對于醫(yī)療中查房手持終端PAD.遠程會診視頻會 議終端、視頻采集終端、可穿戴設(shè)備等智能終端等可以通過集成5G通用模組的方式，使得醫(yī)

7、 療終端具備連接5G網(wǎng)絡(luò)的能力。借助5G移動通信技術(shù)，將院的檢驗、檢查設(shè)備以及移動醫(yī) 護工作站進行一體化集成，實現(xiàn)移動化無線進行檢驗檢查，對患者生命體征進行實時、連續(xù)和 長時間的監(jiān)測，并將獲取的生命體征數(shù)據(jù)和危急報警信息以5G通信方式傳送紿醫(yī)護人員，使 醫(yī)護人員實時獲悉患者當前狀態(tài)，做出及時的病情判斷和處理。3. 2網(wǎng)絡(luò)層5G三大應(yīng)用場景適配無線醫(yī)療健康場景需求。5G具備高速率、低時延、接三大特性，分別對 應(yīng)三大應(yīng)用場景：emb、uRLLC和mmtc三大場景。eMBB即增強移動寬帶，具備超大帶寬和超高 速率，用于連續(xù)廣域覆蓋和熱點高容量場景。uRLLC即高可靠低時延，支持單向空口時延最低 1m

8、s級別、高速移動場景下可靠性99. 999%的連接。主要面向車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)控制、智能電網(wǎng) 等應(yīng)用場景，更安全、更可靠。mMTC即低功耗接,支持連接數(shù)密度106萬/km2,終端具備更低 功耗、更低成本，真正實現(xiàn)萬物互聯(lián)。4. 3平臺層云計算、MEC、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等技術(shù)推動醫(yī)療信息化及遠程醫(yī)療平臺改造升級。 未來智慧醫(yī)療受益于5G高速率、低時延的特性及大數(shù)據(jù)分析的平臺能力等，讓每個人都能 夠享受及時便利的智慧醫(yī)療服務(wù),提升現(xiàn)有醫(yī)療手段性能。并充分利用5G的MEC能力，滿足 人們對未來醫(yī)療的新需求，如實時計算且低時延的醫(yī)療邊緣云服務(wù)、移動急救車、AI輔助 診療、虛擬現(xiàn)實教學(xué)、影像設(shè)備賦能等

9、高價值應(yīng)用場景。同時，鑒于移動醫(yī)療發(fā)展的迫切性 和重要性，在業(yè)務(wù)應(yīng)用方面，新技術(shù)、新能力要支持各類疾病的建模預(yù)測；要實現(xiàn)醫(yī)學(xué)造影的 病灶識別和分類；基于移動終端和可穿戴等設(shè)備，能夠滿足居民日常健康管理和慢病康復(fù)治 療的需要，支攆居民開展自我健康管理；支持基于AI的智能分診，診斷輔助和電子病歷書寫 等功能；支持基于傳感網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)，網(wǎng)應(yīng)用架構(gòu)；支持各類醫(yī)療終端設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和利用； 支持MapReduce、Spark、Tez等大數(shù)據(jù)分布式計算框架，其中區(qū)塊鏈技術(shù)作為底層數(shù)據(jù)， 可以對底層數(shù)據(jù)進行加密，實現(xiàn)了醫(yī)療病患隱私數(shù)據(jù)的安全可靠傳輸。具備多種算法庫，具 備大數(shù)據(jù)存儲訪問及分布式計算任務(wù)調(diào)度等功

10、能，因此大量的業(yè)務(wù)在臨床醫(yī)學(xué)中開始探索和 實踐，為患者提供以數(shù)字化為特征的、智能化與個性化相結(jié)合的診療服務(wù)，涉及預(yù)防、診斷、 治療和護理整個健康管理的全過程。2. 4應(yīng)用層5G醫(yī)療應(yīng)用潛力無限，智能化和個性化是兩大發(fā)展方向。2008年底，IBM首次提出“智慧醫(yī)院”概念，涉及到醫(yī)療信息互聯(lián)、共享協(xié)作、臨床創(chuàng)新、 診斷科學(xué)等領(lǐng)域。通過移動通信、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等先進的信 息通信技術(shù)，建立以電子病歷為核心的醫(yī)療信息化平臺，將患者、醫(yī)護人員、醫(yī)療設(shè)備和醫(yī) 療機構(gòu)等連接起來，實現(xiàn)在診斷、治療、康復(fù)、支付、衛(wèi)生管理等各環(huán)節(jié)的高度信息化、個 性化和智能化，為人們提供高質(zhì)量的移動醫(yī)療服

11、務(wù)。移動醫(yī)療在國家政策、社會經(jīng)濟、行業(yè) 需求多個層面的推動下呈現(xiàn)快速發(fā)展的趨勢。2.5國外的發(fā)展現(xiàn)狀世界上許多國家十分重視對遠程醫(yī)療的研究開發(fā)工作，尤其是-一些經(jīng)濟發(fā)達國家， 憑借其富有的財力，在遠程醫(yī)療方面投入巨額資金。美國正在實施一項跨州遠程醫(yī)療電 子診斷實驗計劃，試圖通過連接美國東西海岸的ATM網(wǎng)絡(luò)的通訊衛(wèi)星，將美國境的 大部分醫(yī)療機構(gòu)或設(shè)施連接起來，使各地的醫(yī)師能夠便捷地提取有關(guān)診斷圖像等資料， 進行實時視像觀察和遠程醫(yī)療服務(wù)。美國曾在一些海外的軍事行動中成功運用了遠程醫(yī)療技術(shù)，從而減少了不必要的傷 員后送，提高了后勤保障能力。美國先后建立了農(nóng)村遠程醫(yī)療國家實驗室、基于Neb 的家庭交

12、互式醫(yī)療保健服務(wù)系統(tǒng)(InteractivUea 1 thcarService, IHS),VA(退伍軍人管理 局）遠程醫(yī)療系統(tǒng)和軍隊多國遠程醫(yī)療咨詢系統(tǒng)。歐洲第一次遠程病理學(xué)會議1992年 在德國的海德堡舉行，一些遠程醫(yī)療系統(tǒng)項目相繼在歐洲建立。在瑞士和德國開展傳輸 靜杰圖像的三點遠程冷凍切片醫(yī)療服務(wù)，法國犯個醫(yī)療實驗室也相互連接并用于專家咨 詢，西班牙也建成了連接歐洲大陸的靜態(tài)圖像傳輸系統(tǒng)，瑞典也有用于臨床醫(yī)療會議的 視頻會議，英國皇家Naltor醫(yī)院和其他西北部地區(qū)的神經(jīng)中心，1995年1月建立的X 光放射家庭診斷服務(wù)系統(tǒng)，可以利用ISDN線路將X光圖片傳輸?shù)娇焖僭\斷處理中心， 通過遠程

13、醫(yī)療來決定燒傷程度。這些遠程醫(yī)療系統(tǒng)采用了兩種不同技術(shù)類型。-種是存 儲和傳輸，用于將數(shù)字圖像從一個地方傳到另一個地方。數(shù)字圖像由數(shù)碼相機拍攝、有 儲，然后傳輸?shù)搅硪粋€地方，這是一種非實時的典型應(yīng)用，診斷結(jié)果在24-28個小時后 傳回得到。另-是雙向交互的、面對面的可視化技術(shù)。這種應(yīng)用經(jīng)常在病人、醫(yī)療設(shè)備 提供者和專家或多個組合之間。各點視頻會議設(shè)備終端允許他們相互的實時的交流會診 咨詢。目前，我國網(wǎng)絡(luò)建設(shè)勢頭非常迅猛。國家重點“金衛(wèi)工程”中，一個重要項目是遠 程醫(yī)療。隨著我國信息化基礎(chǔ)建設(shè)的逐步完善，遠程醫(yī)療系統(tǒng)將在多種通訊線路并存的 情況下，向移動性、多樣性、實時性方向發(fā)展。復(fù)旦大學(xué)的醫(yī)學(xué)

14、院與交通大學(xué)、 軍區(qū)、醫(yī)科大學(xué)信息中心、清華大學(xué)、軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院、西北大學(xué)可視化技術(shù) 研究所等研究機構(gòu)和中心也都在開發(fā)和設(shè)計適合我國國情的遠程醫(yī)療系統(tǒng)，有些系統(tǒng)已 經(jīng)用于臨床或即將用于臨床，如家庭監(jiān)護、心電超聲圖像的遠距離傳輸、婦幼保健等方 面的某些科目。由于遠程醫(yī)療在我國還只是一個新生事物，其發(fā)展只有幾年的歷史，且 中國在通信設(shè)施、醫(yī)療設(shè)備等各方面與發(fā)達國家有很大的不同。因此，與國外對遠程醫(yī) 療的研究相比，我國的研究工作還只是小圍的、研究人員屈指可數(shù)，研究面也較狹窄， 而且大多都集中在以下幾個方面：基于視頻會議系統(tǒng)的遠程會診系統(tǒng);遠程家庭監(jiān)護； 基于Web的醫(yī)療信息咨詢；某些疾病數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

15、目前，國對于整個遠程醫(yī)療 系統(tǒng)的架構(gòu)模型、醫(yī)療信息交換與集成、醫(yī)療圖像的智能處理與管理技術(shù)研究還處于空 白或薄弱的狀態(tài)。這些對于我國遠程醫(yī)療系統(tǒng)的建立和國民健康醫(yī)療保障系統(tǒng)的建立帶 來了一定的困難。三、5G醫(yī)療發(fā)展所面臨的挑戰(zhàn)和發(fā)展建議3. 1挑戰(zhàn)雖然國大部分醫(yī)院都采用了醫(yī)院信息系統(tǒng)來提高效率，同時提升醫(yī)院競爭力和診治能力，但 5G智慧醫(yī)療健康領(lǐng)域融合應(yīng)用作為新興事物，參與主體多、涉及領(lǐng)域廣、安全風險高，在 發(fā)展過程中也遇到一些新情況、新問題。一方面，缺乏統(tǒng)一的標準與評價體系。無線醫(yī)療應(yīng) 用場景眾多，不同應(yīng)用場景對于網(wǎng)絡(luò)的需求差別較大，未建立完善的5G智慧醫(yī)療健康標準 體系；5G智慧醫(yī)療健康在

16、創(chuàng)新型醫(yī)療器械、終端設(shè)備接入方式、數(shù)據(jù)格式統(tǒng)一和應(yīng)用數(shù)據(jù) 傳輸?shù)确矫孢€存在許多規(guī)問題，需要結(jié)合醫(yī)療健康行業(yè)應(yīng)用特點，推動面向醫(yī)療行業(yè)的5G 標準體系的制定、實施和應(yīng)用。另一方面，可行性安全性研究有待完善。目前5G醫(yī)療應(yīng)用 以試點探索為主，多為應(yīng)用場景的先導(dǎo)性嘗試，需要加強方案推廣可行性及安全性研究，加 快構(gòu)建政產(chǎn)學(xué)研用結(jié)合的創(chuàng)新體系。另外，我國各級醫(yī)療機構(gòu)信息化程度參差不齊，5G新 技術(shù)新應(yīng)用快速發(fā)展，加快了健康醫(yī)療領(lǐng)域各應(yīng)用的數(shù)據(jù)流通，有可能潛藏醫(yī)療質(zhì)量和數(shù)據(jù) 安全風險，需要進一步創(chuàng)新安全監(jiān)管方式，確保醫(yī)療質(zhì)量和數(shù)據(jù)安全。5. 1建議一是加強5G商用發(fā)展的頂層設(shè)計，統(tǒng)籌推進技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新、網(wǎng)絡(luò)

17、建設(shè)和融合應(yīng)用發(fā)展，筑 牢5G成功商用的基礎(chǔ)。二是加快5G、人工智能等信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，推動構(gòu)建智慧醫(yī)藥流 通體系，不斷完善5G醫(yī)療環(huán)境，為5G、人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的深化應(yīng)用提供保障和支持。三是大力發(fā)展智能問診系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)影像輔助診斷系統(tǒng)、手術(shù)和康復(fù)機器人、醫(yī)藥工業(yè)互聯(lián)網(wǎng) 等技術(shù)、裝備和產(chǎn)品，提高醫(yī)學(xué)裝備的數(shù)字化、精準化、智能化水平。四是強化網(wǎng)絡(luò)安全技 術(shù)研發(fā)，建立健全管理制度、操作規(guī)程和技術(shù)規(guī)，確保遠程醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)、設(shè)備等安全可 靠。五是充分考慮5G、人工智能等新技術(shù)可能帶來的社會倫理問題，采取審慎和包容的態(tài) 度，研究制定5G智慧醫(yī)療方面的法律法規(guī)，規(guī)避潛在的風險。六是積極利用多邊雙邊國際 合作機制，推動5G智慧醫(yī)療領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)、標準制定、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用等方面的國際合作，為全 球5G智慧醫(yī)療健康發(fā)展貢獻中國力量。文獻參考1、孔祥溢，王靖，方儀.5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用前景J.醫(yī)學(xué)信息學(xué)雜志.2019(04)2、袁寧，屈高超，顏帥，宋雙雙，瑩.基于5G網(wǎng)絡(luò)的人工智能與物聯(lián)網(wǎng)在智慧醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用 J.中國研究型醫(yī)院2019, (6)3、舒勇.5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用前景J.數(shù)碼設(shè)計(上)2020, 9(1)4、王小平，定發(fā).5G技術(shù)在智慧醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用場景研究J.現(xiàn)代臨床醫(yī)學(xué)2020, 46(1)5,鄒坤健.5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)