摘要

目前，由各個大型醫(yī)療企業(yè)的領導推動的醫(yī)療設備智慧化進程已經(jīng)初步實現(xiàn)，卻仍然沒能解決世界醫(yī)療資源分布不均，多數(shù)能夠治愈病歷無法等到醫(yī)治的問題。歸根結(jié)底是因為治療過程中除了醫(yī)療設備，醫(yī)生的職業(yè)素養(yǎng)和醫(yī)療經(jīng)驗也是治愈病例的重要一環(huán)。為了解決醫(yī)生的醫(yī)療經(jīng)驗，隱形醫(yī)療知識教學，傳遞困難的問題，需要使用到5G智慧醫(yī)療體系。

本論文介紹了5G+環(huán)境下智慧醫(yī)療市場的前景及整體架構(gòu)，介紹了5G網(wǎng)絡速度快，低時延，頻譜寬的三個特點。同時從網(wǎng)絡層、平臺層、應用層、終端層四個方面簡述其產(chǎn)業(yè)構(gòu)成，闡述了5G+環(huán)境對于智慧醫(yī)療發(fā)展的重要性。重點介紹了5G+智慧醫(yī)療中的關(guān)鍵技術(shù)，包含：基于Diffserv模型的QoS業(yè)務、終端準入VLAN方案、載波聚合技術(shù)、蜂窩網(wǎng)絡定位技術(shù)。最后介紹了5G+智慧醫(yī)療現(xiàn)階段的應用和可靠性，分析其在未來一段時間內(nèi)的發(fā)展趨向。

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關(guān)鍵詞：5G；智慧醫(yī)療；超密集組網(wǎng)；載波聚合；遠程醫(yī)療；QoS切片

Analysis of 5G + enabling intelligent medical treatment

ABSTRACT

At present, the process of intelligent medical equipment promoted by the leaders of various large medical enterprises has been initially realized, but it still fails to solve the uneven distribution of medical resources in the world, and most of them can cure the problem that medical records cannot be cured.Ultimately, in addition to the medical equipment, doctors' professional quality and medical experience are also an important part of the cure of cases.In order to solve the medical experience of doctors, invisible medical knowledge teaching, transfer difficult problems, need to use 5G smart medical system.

This paper introduces the prospect and overall architecture of smart medical market under 5G + environment, and introduces three characteristics of 5G network: fast speed, low latency and wide spectrum.At the same time, the importance of 5G + environment for the development of smart medical treatment is briefly explained from the network layer, the platform layer, the four aspects of the application layer and the terminal layer.Key technologies in 5G + smart medical care are mainly introduced, including: QoS service based on Diffserv model, terminal access VLAN scheme, carrier aggregation technology, and cellular network positioning technology.Finally, this paper introduces the application and reliability of 5G + smart medicine at the present stage, and analyzes its development trend in the future.

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Key words：5G; Smart medical treatment; Ultra-dense networking; Carrier aggregation; Telemedicine; QoS cut into slices

目錄

0 緒論

1 5G+智慧醫(yī)療市場前景

1.1 醫(yī)院產(chǎn)業(yè)數(shù)字化

1.2 區(qū)域醫(yī)療信息化

1.3 精準醫(yī)療初步實現(xiàn)

2 5G+智慧醫(yī)療整體架構(gòu)

2.1 5G+環(huán)境三大技術(shù)特點

2.1.1 eMBB增強移動寬帶

2.1.2 uRLLC高可靠低時延

2.1.3 mMTC低功耗大連接

2.2 5G+智慧醫(yī)療產(chǎn)業(yè)構(gòu)成

2.2.1 網(wǎng)絡層

2.2.2 平臺層

2.2.3 應用層

2.2.4 終端層

3 5G在智慧醫(yī)療關(guān)鍵技術(shù)

3.1 差異化業(yè)務保障

3.1.1 基于Diffserv模型的QoS業(yè)務[7]

3.2 接入控制方案

3.2.1 終端準入VLAN[8]

3.3 上行增強方案

3.3.1 載波聚合技術(shù)

3.4 5G網(wǎng)絡天然支持定位服務

3.4.1 超密集組網(wǎng)技術(shù)

3.4.2 蜂窩網(wǎng)絡定位技術(shù)

4 5G＋智慧醫(yī)療應用實踐

4.1 院內(nèi)

4.1.1 醫(yī)療機器人

4.1.2 AI診斷

4.1.3 無人智能中西藥房

4.2 院間

4.2.1 遠程會診、遠程手術(shù)

4.3 院外

4.3.1 院前急救

4.3.2 遠程示教

5 5G＋智慧醫(yī)療的可靠性和標準化

5.1 5G+醫(yī)療設備的可靠性

5.2 5G在智慧醫(yī)療中的標準化與發(fā)展

參考文獻

0 緒論

所謂智慧醫(yī)療，即是在原有的醫(yī)療信息化的基礎上實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)化和智能化，達成從醫(yī)療數(shù)字化到醫(yī)療智慧化的轉(zhuǎn)型。信息化是指醫(yī)院建立記錄醫(yī)院信息的電子系統(tǒng)；互聯(lián)網(wǎng)化指的是醫(yī)院建立移動應用以便患者、醫(yī)生能夠在移動終端上查詢或修改診斷細節(jié)；智能化是指醫(yī)院結(jié)合人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提高醫(yī)療診斷效率和準確性。

智慧醫(yī)療是醫(yī)療行業(yè)必然的發(fā)展趨勢，且5G+環(huán)境的賦能與融合將會極大地推動這一進程。通過豐富的智慧醫(yī)療設備、平臺、app等不斷拓展醫(yī)療內(nèi)容和服務空間，構(gòu)成集線上線下一體，空間上覆蓋院前、院間、院后，時間上包含診前、診中、診后的醫(yī)療服務體系[1]。

1 5G+智慧醫(yī)療市場前景

傳統(tǒng)醫(yī)療向智慧醫(yī)療轉(zhuǎn)型的過程分為三個階段[2]。

1.1 醫(yī)院產(chǎn)業(yè)數(shù)字化

醫(yī)療產(chǎn)業(yè)數(shù)字化主要實現(xiàn)醫(yī)院內(nèi)信息化覆蓋。線上預約、電子支付、電子病歷等方法減少了醫(yī)院的紙質(zhì)化辦公，提高醫(yī)院內(nèi)部的工作效率。

傳統(tǒng)醫(yī)療模式的各院不同的病歷的差異化現(xiàn)象發(fā)展為區(qū)域統(tǒng)一病歷形式，再逐步發(fā)展為電子病歷的形式。2019年新冠病毒的出現(xiàn)與防控，使電子病歷——“健康卡”推廣速度大幅加快，但仍存在各醫(yī)院間“差異化”現(xiàn)象。

1.2 區(qū)域醫(yī)療信息化

區(qū)域醫(yī)療信息化的建成需要政府機構(gòu)、醫(yī)院、通信運營商和提供相關(guān)技術(shù)的企業(yè)共同參與。利用5G技術(shù)，搭建一個完善醫(yī)院產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的專用網(wǎng)絡以及平臺就能輕松解決醫(yī)院間信息“差異化”的問題。不僅如此，5G通信還能夠快速高效處理和傳輸醫(yī)院產(chǎn)生的醫(yī)療信息，打破醫(yī)院間的信息屏障，實現(xiàn)多院間信息共享。一定程度上實現(xiàn)了遠程醫(yī)療協(xié)作的應用場景[3]。

1.3 精準醫(yī)療初步實現(xiàn)

5G通信大連接、大寬帶的能力，讓醫(yī)療設備體積更小，更加便攜。檢測身體各項指標不再須要像往常一樣前往醫(yī)院或者社區(qū)康復中心，僅需要佩戴隨身的便攜式檢測設備即可隨時隨地檢測。受益于此，醫(yī)院可以通過大數(shù)據(jù)分析，物聯(lián)網(wǎng)等手段，對輕癥患者施行院前治療，對慢性病患者施行院外關(guān)注監(jiān)護，對突發(fā)疾病人進行及時發(fā)現(xiàn)并院前搶救。在減少醫(yī)療資源占用的同時，也解決了高端醫(yī)療資源分布不均的問題。在這一未來階段，醫(yī)患雙方的體驗都會大幅提升，相關(guān)的應用和產(chǎn)品也會以前所未有的速度更新迭代，不再是由少數(shù)醫(yī)藥企業(yè)和政府來推動發(fā)展的傳統(tǒng)模式，而是會吸引大量互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)自發(fā)加入，推動整個醫(yī)療智慧化的大爆發(fā)[4]。

2 5G+智慧醫(yī)療整體架構(gòu)

2.1 5G+環(huán)境三大技術(shù)特點

2.1.1 eMBB增強移動寬帶

在現(xiàn)有的4G網(wǎng)絡基礎上提升移動帶寬體驗效果。主要技術(shù)指標包括峰值速度、能量效益、頻譜效率、流量密度等。更快的目標速率對大范圍的高速移動用戶——乘坐飛機、高鐵的乘客提供更好的通信服務[2]。

5G網(wǎng)絡在移動情況下下行峰值能夠達到20Gbps，上行峰值達到10Gbps。在高端智能醫(yī)學影像設備中，這樣的上行速率十分重要，推動醫(yī)療設備智能化必不可少。現(xiàn)有的4K超高清內(nèi)窺鏡，輸出4K超高清畫面，帶下是全高清圖像的4倍，壓縮后傳輸需求約為50Mbps。而5G網(wǎng)絡能夠承載8K畫面的同時，還可以同時實現(xiàn)實時多屏傳輸并將數(shù)據(jù)同步上傳到云端服務平臺的功能[5]。

2.1.2 uRLLC高可靠低時延

根據(jù)生物學統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知，人感覺到時延和卡頓的閾值大約在140ms[6]，在工業(yè)化領域，對網(wǎng)絡時延有著非常高的要求，這是為了保障產(chǎn)品的質(zhì)量和效率。信號傳輸速率越快，時延就會越低，出錯的概率就越低，在醫(yī)療領域中也是這樣。遠程醫(yī)療、遠程手術(shù)都需要一個通信時延極低的網(wǎng)絡環(huán)境。一般情況下，5G通信系統(tǒng)對于時延的要求限制在1ms以內(nèi)，但在遠程醫(yī)療的實際應用中，需要對通信系統(tǒng)的時延提出更高的要求，使之更加貼近真實。如何將時延降地更低也是5G通信在智慧醫(yī)療環(huán)境中的重要技術(shù)。

2.1.3 mMTC低功耗大連接

大規(guī)模機器通訊提供了多連接的承載傳輸通道，為實現(xiàn)萬物互聯(lián)互通打下基礎。主要技術(shù)指標包含連接密度，功耗等。該技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎上發(fā)展演進，具有數(shù)據(jù)量小，功耗低的特點，是在智慧醫(yī)療領域大展拳腳的最大保障。

現(xiàn)在乃至未來的醫(yī)療設備，將會是以便攜移動式穿戴檢測設備為主，精簡可靠的無線集成檢測設備為輔。與現(xiàn)有的大型檢測設備冗雜的數(shù)據(jù)線路傳感器不同，5G智慧醫(yī)療設備將會在更小體積，更小功耗的同時，能夠快速可靠地集中傳輸更多的檢測結(jié)果和信息。5G網(wǎng)絡結(jié)合大數(shù)據(jù)以及融合算法等技術(shù)，能夠做到精準評估用戶的健康狀況，減少對于醫(yī)護人員醫(yī)療經(jīng)驗的要求，加大醫(yī)療資源的利用率。

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2.2 5G+智慧醫(yī)療產(chǎn)業(yè)構(gòu)成

智慧醫(yī)療體系并不是一個醫(yī)院可以獨自包攬，一方獨立完建成的。它必然是由政府、醫(yī)院和大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等相關(guān)產(chǎn)業(yè)共同建設維護的模式體系。根據(jù)他們的差異，智慧醫(yī)療的產(chǎn)業(yè)構(gòu)成主要分為四個部分。根據(jù)提供的主要服務，可以將他們分成“云”、“管”、“端”三個部分。

2.2.1 網(wǎng)絡層

提供“管”服務。實現(xiàn)醫(yī)療專用網(wǎng)絡劃分和維護工作，保障5G自身高速率、低延時、頻譜寬的三大特性，對不同應用場景分配提供不同的網(wǎng)絡環(huán)境，結(jié)合專線等一

些傳輸方式，實現(xiàn)實時可靠且安全的信息傳輸。

2.2.2 平臺層

提供“云”服務。實現(xiàn)智能、準確且高效的信息處理。平臺在數(shù)據(jù)量巨大的5G時代，在信息存儲、數(shù)據(jù)分析和運算中起著至關(guān)重要的作用。云計算，大數(shù)據(jù)等技術(shù)的應用和發(fā)展，將會進一步推動智慧醫(yī)療體系的發(fā)展和完善。提供醫(yī)院內(nèi)私有云服務和省級、國家級醫(yī)療云服務互通，實現(xiàn)全國醫(yī)療網(wǎng)數(shù)據(jù)匯聚存儲，實現(xiàn)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通。

2.2.3 應用層

主要由醫(yī)院組成。醫(yī)生如何合理利用云端計算處理后的信息，對患者進行診斷；如何加快診療效率，增診療準確度；如何解決患者千里求醫(yī)的窘境。5G對于不同應用的支持可以幫助醫(yī)生解決這些問題，也是解決我國百姓“看病難”問題的一劑良藥。

2.2.4 終端層

提供“端”服務。實現(xiàn)智慧醫(yī)療器械和設備的制造。包括視頻采集、顯示設備，醫(yī)療器械等。智能終端實現(xiàn)對信息的采集，對于智慧醫(yī)療體系的去“差異化”，標準化十分重要。統(tǒng)一的信息標準、編碼標準將利于更多相關(guān)人才培養(yǎng)和信息數(shù)據(jù)分析。推動智慧終端研發(fā)生產(chǎn)，也在通過5G網(wǎng)絡接入醫(yī)療云，充分利用已經(jīng)投資是用的舊醫(yī)療設備。對于新式醫(yī)療設備，可以通過集成5G通用模組直接接入5G網(wǎng)絡。通過多形態(tài)多模多頻的方式，加快實現(xiàn)醫(yī)療設備的互聯(lián)化、智能化。

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3 5G在智慧醫(yī)療關(guān)鍵技術(shù)

3.1 差異化業(yè)務保障

醫(yī)療關(guān)乎人民的生命安全與健康，網(wǎng)絡質(zhì)量不穩(wěn)定造成的延遲甚至丟包可能導致不可挽回的醫(yī)療事故。尤其是遠程手術(shù)這樣的場景，對于網(wǎng)絡的要求極高。但是醫(yī)院同時也存在著普通的辦公和休閑用網(wǎng)需求，這些需求對于網(wǎng)絡帶寬和延遲要求不高。如果這兩種需求都一視同仁，那么網(wǎng)絡的利用效率將大大降低。因此智慧醫(yī)療5G場景需要提供差異化的業(yè)務保障能力。

一方面需要按照需求定制建設網(wǎng)絡，確保覆蓋良好。另一方面需要通過簽約、能力開放等方式識別不同需求的業(yè)務，并基于QoS切片等方式實現(xiàn)分檔分級速率和時延、可靠性保障，對于重點保障場景甚至可以采用頻率專用設備等來確?？煽啃?。

3.1.1 基于Diffserv模型的QoS業(yè)務[7]

QoS即為服務質(zhì)量，是指網(wǎng)絡通信過程中，允許用戶業(yè)務在丟包率、延遲、抖動、和帶寬方面獲得可預期的服務水平。它主要由三種模型：Best-Effort模型，采用先進先出隊列算法進行存儲轉(zhuǎn)發(fā)；IntServ模型，通過信令申請?zhí)囟ǖ腝oS服務，網(wǎng)絡在承載能力范圍內(nèi)，預留網(wǎng)絡資源以承諾滿足該申請；DiffServ模型，又稱為區(qū)分服務模型，能夠根據(jù)業(yè)務的不同等級約定，有差別地進行流量控制及信息轉(zhuǎn)發(fā)操作。

QoS的入口動作首先是分類，其過程是根據(jù)信任策略或者根據(jù)報文的內(nèi)容來將報文歸類到數(shù)據(jù)流中，通過端口對于不同信任模式下歸類出的報文，進行區(qū)別處理、轉(zhuǎn)發(fā)。在網(wǎng)絡環(huán)境擁擠時，可以在配置命令中使用drop關(guān)鍵字刪除對其帶寬超出限制的部分報文。

3.2 接入控制方案

該技術(shù)用以確保醫(yī)院重點醫(yī)療終端和醫(yī)護人員的優(yōu)先接入。醫(yī)院作為一個大容量場景，對于網(wǎng)絡帶寬和速度有較高的要求。怎樣在滿足患者用網(wǎng)的情況下，保障醫(yī)院重要醫(yī)療終端及醫(yī)護人員的正常穩(wěn)定的利用智慧醫(yī)療系統(tǒng)工作，是5G智慧醫(yī)療體系的一大技術(shù)難點。通過使用接入控制手段，禁止公網(wǎng)用戶接入高等級醫(yī)療專網(wǎng)，對專用頻率進行保障。也可以通過靜態(tài)配置或能力開放等形式，確保醫(yī)療終端和醫(yī)護人員優(yōu)先接入網(wǎng)絡，確保正常作業(yè)。

3.2.1 終端準入VLAN[8]

終端準入就是指對終端聯(lián)網(wǎng)實施準入管理。常見的管理方式有ID登錄、IP、MAC、VLAN、主機名等多元素綁定。通常運用在公司內(nèi)網(wǎng)、校園網(wǎng)等局域網(wǎng)絡。

1、終端準入系統(tǒng)架構(gòu)

通過旁路鏈接的方式接入終端準入控制系統(tǒng)，終端準入系統(tǒng)的設備與網(wǎng)絡核心交換機相連，通過在核心交換機上布置策略路由，將數(shù)據(jù)包引入到準入控制設備，實施對網(wǎng)絡全網(wǎng)終端的管理與監(jiān)控。

2、策略路由

創(chuàng)建由多條策略組成的路由圖。網(wǎng)絡接口應用策略路由后，對于通過接口的數(shù)據(jù)包進行分析，按照路由圖的策略，對數(shù)據(jù)包進行轉(zhuǎn)發(fā)處理。在終端準入系統(tǒng)中最長使用的是源地址路由，就是根據(jù)路由地址來進行策略實施的策略路由。

3、終端準入系統(tǒng)入網(wǎng)流程

主要通過劃分不同權(quán)限的VLAN來實施網(wǎng)絡訪問控制。設立一個單獨的VLAN作為隔離區(qū)，并在隔離VLAN部署探測器。隔離區(qū)的終端設備無權(quán)訪問內(nèi)部網(wǎng)絡。當終端設備首次訪問網(wǎng)絡時，隔離區(qū)的探測器將會通過portal引導[9]將終端設備定向到準入安全界面，并引導終端用戶填寫個人信息或者登錄ID和密碼。填寫完成后由計算機自動核對ID密碼后準入或由后臺管理人員對于個人信息核查后準入。如若需要，準入后引導終端下載終端準入軟件，對終端進行合規(guī)性檢查。設立一個單獨的VLAN座位修復區(qū)，未完成合規(guī)性檢查的終端暫時被切換到修復區(qū)中，修復區(qū)中多設置一些文件服務器，對不合格終端的安全缺陷進行修復。最后設立一個工作區(qū)VLAN。在終端通過認證、安全準入系統(tǒng)進入網(wǎng)絡后，可以訪問網(wǎng)絡資源。

4、終端準入功能

終端準入系統(tǒng)能夠?qū)τ诼?lián)網(wǎng)的設備進行規(guī)范管理，根據(jù)終端系統(tǒng)特性，區(qū)分外部設備和內(nèi)部設備，防止陌生設備占用網(wǎng)絡資源。不僅能對終端的安全配置進行強制管理，也能夠?qū)K端上的操作行為進行統(tǒng)計和管理，方便科學規(guī)范的管理網(wǎng)內(nèi)終端設備。

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3.3 上行增強方案

醫(yī)院的特殊環(huán)境下，部分使用場景對于寬帶要求較高，像是遠程高清b超，遠程會診，遠程手術(shù)等操作場景中有許多上行大寬帶應用，需要引入上行增強方案。

可以利用特定頻段，結(jié)合醫(yī)院使用場景的特點，調(diào)整上下行資源配比，通過專屬幀結(jié)構(gòu)，大幅增加網(wǎng)絡上行資源。

二是利用載波聚合技術(shù)，把不同與相同頻段的頻譜資源整合起來供UE使用，提高醫(yī)療行業(yè)客戶的上行速率。

三是可以使用補充上行鏈路技術(shù)，提供一個補充的低頻上行鏈路保證UE的上行覆蓋，提升速率。

也可以引入毫米波等更多的頻譜資源，增加帶寬以大幅提升網(wǎng)絡能力，滿足智慧醫(yī)療的上行需求。

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3.3.1 載波聚合技術(shù)

載波聚合技術(shù)是一種在提升頻譜效率，增加頻譜帶寬的技術(shù)方案。

傳統(tǒng)技術(shù)上從2G到5G，通過單個載波帶寬的不斷增長，實現(xiàn)從200K到400M帶寬的增長。而這些在高速發(fā)展的網(wǎng)絡時代里的數(shù)據(jù)洪流面前還是杯水車薪。為了更多的頻段。4G時代的方案主要是把2G、3G乃至WIFI的頻段搶過來用，5G的方案是向更高的頻段沖擊（毫米波）。為了解決載波帶寬由協(xié)議固定無法更改的問題，載波聚合技術(shù)孕育而生。

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3.4 5G網(wǎng)絡天然支持定位服務

受益于5G網(wǎng)絡超密集組網(wǎng)技術(shù)的特點，5G網(wǎng)絡天然支持定位服務。當用戶開機時，離用戶最近的若干批基站設備解析用戶上行探測參考信號，基于信號強度和到達時間差等確定用戶位置。在基礎通信功能的基礎上進一步提供數(shù)字定位增值服務，滿足醫(yī)院對于患者以及醫(yī)療設備，醫(yī)院資產(chǎn)的追蹤和定位。

3.4.1 超密集組網(wǎng)技術(shù)

為了滿足相較于4G網(wǎng)絡下基站數(shù)目10倍的5G基站需求，超密集組網(wǎng)技術(shù)是在沿用4G組網(wǎng)技術(shù)（LTE—A異構(gòu)組網(wǎng)）的基礎上，進行發(fā)展的新一代基站節(jié)點組網(wǎng)技術(shù)。

1、異構(gòu)組網(wǎng)技術(shù)

在一個區(qū)域內(nèi)重復部署不同等級的基站的形式，宏基站提供基礎網(wǎng)絡覆蓋，小基站、微基站和中繼站進行熱點區(qū)域（網(wǎng)絡資源需求高的區(qū)域）的網(wǎng)絡覆蓋。提升網(wǎng)絡容量和增強覆蓋的同時，還可以實現(xiàn)蜂窩網(wǎng)絡中不同能力的小區(qū)協(xié)同服務。

2、超密集組網(wǎng)技術(shù)

通過合理密集地部署基站節(jié)點，大幅度提高網(wǎng)絡容量、降低用戶的發(fā)射功率，提升用戶的吞吐量。通過在基站中分離設置中央單元和分布式單元的方式，對基站容量配置實現(xiàn)集中部署，再統(tǒng)一調(diào)度，實現(xiàn)節(jié)省基帶資源。通過將基站小型化的手段，拉近基站與用戶的距離，提高了網(wǎng)絡容量。

3.4.2 蜂窩網(wǎng)絡定位技術(shù)

使用信號發(fā)送及反饋時間估算終端與基站相對距離，通過這樣的方式，最低使用三組這樣的數(shù)據(jù)就可以估算終端的位置。這種定位方法就是TODA到達時間差方式。這樣的定位精度精確到m，同時覆蓋范圍隨基站信號覆蓋范圍變化。具有覆蓋范圍廣，不需要其額外設備的優(yōu)點。缺點是定位的效果過于依賴基站的密度[11]。而5G網(wǎng)絡的超密集組網(wǎng)技術(shù)就解決了這一缺點。

超密集組網(wǎng)技術(shù)的特點之一就是基站覆蓋區(qū)域的密集化，通過更多的到達時間差數(shù)據(jù)，也能夠在5G網(wǎng)絡環(huán)境中更加精確的獲得終端的定位。

4 5G＋智慧醫(yī)療應用實踐

5G+智慧醫(yī)療的應用場景與醫(yī)院之間的關(guān)系可以詳細劃分為院內(nèi)、院間和院外三大場景。

4.1 院內(nèi)

4.1.1 醫(yī)療機器人

藥物配送機器人可以結(jié)合5G網(wǎng)絡定位和SLAM視覺定位等實現(xiàn)自動定位，通過傳感器和攝像頭等器件估算與障礙物的距離，進行移動或停止。在醫(yī)院內(nèi)的場景中，主要運用在手術(shù)室、傳染病區(qū)域、重癥監(jiān)視區(qū)域代替人工配送，減少醫(yī)護人員往返出入帶來的風險。同時可以對于醫(yī)療耗材進行精準管理，無需專門的醫(yī)護人員清點醫(yī)療用品數(shù)量。

導診機器人可以結(jié)合醫(yī)院區(qū)域網(wǎng)絡和5G網(wǎng)絡定位，實現(xiàn)病人掛號導診及導航服務。減少醫(yī)護人員導診工作量，減輕醫(yī)院導診臺壓力。

4.1.2 AI診斷

5G+AI診斷方案以PACS影像數(shù)據(jù)作為依據(jù)，能夠?qū)τ诨颊叩挠跋裾掌ㄟ^大數(shù)據(jù)和邊緣云計算的方式，將患者數(shù)據(jù)實時上傳醫(yī)療云，減少影像科實體耗材的同時，能夠?qū)颊哌M行初步智能診斷，減輕醫(yī)生在影像識別方面的隱形知識需求，增加診斷正確率。

4.1.3 無人智能中西藥房

無人智能中西藥房，解決了中藥煎藥計量智能控制，數(shù)據(jù)庫控制藥房藥物數(shù)量的問題，減少了醫(yī)院內(nèi)需要的藥房管理人員。對于患者來說，減少了需要在醫(yī)院藥房排隊等藥的時間，憑借電子藥方即可在線上支付藥費后，在家中等到裝有藥品的快遞。2018年全國首家無人藥房在河南人民醫(yī)院亮相[12]，到藥物配送機器人與智能化藥房在新冠疫情中大放光彩[13]?？梢钥闯?，無人智能藥房將會在未來逐步取代傳統(tǒng)藥房，在醫(yī)療衛(wèi)生領域起到舉足輕重的效用。

4.2 院間

4.2.1 遠程會診、遠程手術(shù)

2019年中國人民解放軍總醫(yī)院在海南為遠在背景的患者實施了首次由5G技術(shù)賦能的遠程“帕金森病腦起搏器”植入手術(shù)。同年6月到7月，解放軍總醫(yī)院分別在北京、杭州為在海南、北京的病人完成遠程指導機器人輔助全髖關(guān)節(jié)置換的手術(shù)[15]。

從發(fā)展現(xiàn)狀看，遠程手術(shù)的效果受制于傳統(tǒng)通信技術(shù)，醫(yī)患間的地理距離受到限制，操作精度及實時性要求高的手術(shù)無法遠程開展。5G網(wǎng)絡的低時延、大寬帶、高穩(wěn)定性的特點使得遠程手術(shù)成為可能。從2019年至今無數(shù)成功案例也證明著這一點[16]。

4.3 院外

4.3.1 院前急救

傳統(tǒng)的急救車，礙于需要攜帶的救援設備和足夠的空間，車身普遍較大。但實際上，醫(yī)護人員在急救車上能夠完成的急救操作卻比較有限。5G賦能下的急救車，能讓急救車在更小的負載的情況下，通過遠程視頻、遠程超聲救援的方式，為患者提供更多的急救操作。也能在急救車轉(zhuǎn)運過程中，為患者提前建立電子病歷信息，提前進行初步檢查，方便到院后快速進行治療[17]。

4.3.2 遠程示教

傳統(tǒng)就醫(yī)模式讓醫(yī)生和患者都集中在三級醫(yī)院，導致醫(yī)生復合過重，患者的就醫(yī)體驗較差。歸根結(jié)底是醫(yī)療資源分配不均，醫(yī)護人員較少，老一輩醫(yī)療人員隱形醫(yī)療知識難以傳遞給年輕醫(yī)生的問題。5G+智慧醫(yī)療下的醫(yī)療教育，將進一步賦能遠程醫(yī)療教育，通過技術(shù)手段，可有效豐富繼續(xù)教育資源，提升繼續(xù)教育可及性，擴大覆蓋面。通過直播，錄播，AR，VR等形式，讓學習者可以體驗更加身臨其境的學習體驗。同時也能解決傳統(tǒng)示教使用模擬人體跟真實人體區(qū)別較大；現(xiàn)場示教環(huán)境較小，設備較多，單詞培訓受教人數(shù)少；患者隱私保護較差，配合度低等等問題。

5 5G＋智慧醫(yī)療的可靠性和標準化

5.1 5G+醫(yī)療設備的可靠性

在傳統(tǒng)網(wǎng)絡環(huán)境下，Wi-Fi與4G網(wǎng)絡除了存在傳輸速率低的問題，干擾強的缺點也使得智慧醫(yī)療不能夠在傳統(tǒng)網(wǎng)絡環(huán)境下吹號沖鋒發(fā)展的原因。5G能夠為醫(yī)療企業(yè)提供定制網(wǎng)絡服務。能夠提供安全隔離、差異多樣、靈活定制的網(wǎng)絡能力，也能夠打造云網(wǎng)融合的基礎設施為醫(yī)療設備提供升級[18]。遠程醫(yī)療有了穩(wěn)定不受干擾的強力“武器”，但這武器本身對于醫(yī)療器戒是否是一把雙刃劍也仍待商權(quán)。

由于實時影像傳輸對于遠程醫(yī)療極為重要，在影響傳輸指標，綜合評定效果方面，對于5G遠程醫(yī)療影像傳輸?shù)男阅苋]有對應的評估指標。上海市計量測試技術(shù)研究院對于5G移動電話產(chǎn)生的電磁騷擾和醫(yī)療影像系統(tǒng)植入5G功能后的輻射騷擾及輻射抗擾度進行了測試，結(jié)果證明在模擬使用中未出現(xiàn)失真現(xiàn)象，證明了5G+醫(yī)療設備的可靠性[14]。

5.2 5G在智慧醫(yī)療中的標準化與發(fā)展

智慧醫(yī)療領域有很多新興產(chǎn)品，至今仍然沒有統(tǒng)一的標準，導致行業(yè)發(fā)展受阻。

2019年發(fā)布的《基于5G技術(shù)的醫(yī)院網(wǎng)絡建設標準》明確了網(wǎng)絡架構(gòu)、規(guī)范建設和典型應用的基本要求等，旨在確保醫(yī)療領域中5G網(wǎng)絡建設高質(zhì)量和高可靠性。

2021年，工業(yè)和信息化部等十部門印發(fā)《5G應用“揚帆”行動計劃（2021-2023年）》為“5G+智慧醫(yī)療”的發(fā)展指明方向。明確要求發(fā)展5G+智慧醫(yī)療服務新業(yè)態(tài)。

目前5G+智慧醫(yī)療已得到廣泛推廣。其中以智慧醫(yī)院服務和移動醫(yī)療為代表的新型管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了傳統(tǒng)治療性干預模式向預防性干預模式的方向轉(zhuǎn)變，促進了醫(yī)療資源的高效利用[16]。

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