遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)類

這類應(yīng)用對(duì)通信帶寬要求不高，只是涉及到血壓、血糖、血氧飽和度、心率等生命體征數(shù)據(jù)的傳輸，其帶寬在3Mbps基本上就能滿足信息傳輸需求。其對(duì)通信時(shí)延也沒有高要求，100ms左右的延遲不會(huì)造成對(duì)相關(guān)治療的影響。而且主要是生命體征監(jiān)護(hù)儀、可穿戴智能設(shè)備、輸液袋、護(hù)士等之間的信息互通，連接數(shù)量較小。

遠(yuǎn)程會(huì)診和指導(dǎo)類

這些應(yīng)用對(duì)通信帶寬有一定的要求，涉及到生化分析結(jié)果、影像檢查結(jié)果、電子病歷等大量資料的傳輸，其帶寬通常在3Mbps～15Mbps之間。在遠(yuǎn)程會(huì)診和VR／AR等虛擬示教培訓(xùn)場(chǎng)景，需要較低時(shí)延才能挺高會(huì)診效率和培訓(xùn)效果，其時(shí)延需在20ms～100ms。因?yàn)樯婕暗綑z查檢驗(yàn)資料，需要連接相應(yīng)的檢驗(yàn)科、影像科的部門，還需要連接專家、基層醫(yī)生、護(hù)士、患者的群體，連接數(shù)量相對(duì)較多。

遠(yuǎn)程操控類

遠(yuǎn)程機(jī)器人超聲和遠(yuǎn)程手術(shù)需要超高清畫面，醫(yī)生才能夠精確地進(jìn)行操作，因此要求帶寬在15Mbps甚至需要達(dá)到1Gbps，才能滿足相關(guān)的操作要求。在整個(gè)過程中需要實(shí)時(shí)同步，才能保證操作的安全性，對(duì)時(shí)延要求通常是在1ms以內(nèi)。特別是遠(yuǎn)程手術(shù)，可能需要同時(shí)連接生命監(jiān)測(cè)儀、心電圖機(jī)、除顫監(jiān)護(hù)儀、高清視頻設(shè)備等，其連接主體數(shù)量較多。

應(yīng)用場(chǎng)景需求分析及5G解決方案

我們根據(jù)通信帶寬、通信時(shí)延和通信數(shù)量三個(gè)指標(biāo)將十大應(yīng)用場(chǎng)景分為遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和護(hù)理類、遠(yuǎn)程會(huì)診和指導(dǎo)類、遠(yuǎn)程操控類三個(gè)類別。那么，每個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景的需求是什么，5G又是通過什么方案來滿足需求的，我們將逐類剖析。

無線監(jiān)測(cè)

無線監(jiān)測(cè)是指通過生命體征監(jiān)測(cè)儀或可穿戴智能設(shè)備對(duì)患者的血壓、血糖、心率等進(jìn)行實(shí)時(shí)、持續(xù)的監(jiān)測(cè)，并將這些體征數(shù)據(jù)通過無線通信的方式傳輸給醫(yī)護(hù)人員。無線監(jiān)測(cè)主要是針對(duì)術(shù)后患者和突發(fā)性疾病患者，術(shù)后患者在康復(fù)過程中容易出現(xiàn)術(shù)后并發(fā)癥，病情變化風(fēng)險(xiǎn)大，需要實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

突發(fā)性疾病患者特別是冠心病和腦卒中患者，通過無線監(jiān)測(cè)可以實(shí)時(shí)掌握其活動(dòng)情況，發(fā)生異常情況可以第一時(shí)間展開急救。無線監(jiān)測(cè)需要持續(xù)、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的反映被監(jiān)測(cè)者的生命體征情況，能夠?qū)⒎治鎏幚磉^的數(shù)據(jù)傳送到醫(yī)護(hù)人員顯示終端，以便實(shí)時(shí)掌控其情況。特別是針對(duì)突發(fā)性疾病患者，無線監(jiān)測(cè)的報(bào)警時(shí)間直接影響患者的搶救相應(yīng)時(shí)間。

根據(jù)看醫(yī)界公布的相關(guān)數(shù)據(jù)，2016年我國(guó)TOP10三甲醫(yī)院平均床位數(shù)在4900張左右。相應(yīng)床位的體征監(jiān)測(cè)設(shè)備、穿戴設(shè)備、傳感設(shè)備、接收設(shè)備等的連接數(shù)量將超過1萬個(gè)。

在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)條件下，每平方公里的最大連接數(shù)在1萬個(gè)以下，未來隨著醫(yī)院床位數(shù)的進(jìn)一步增加，連接的設(shè)備數(shù)量將成倍提升，必須有更先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)才能滿足。5G的Massive MIMO技術(shù)具有更高的頻譜使用效率，提高空間復(fù)用率，每平方公里的連接數(shù)量可以達(dá)到100萬個(gè)，從而實(shí)現(xiàn)超大容量連接。

除了對(duì)設(shè)備、患者生命體征的監(jiān)測(cè)，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)部分設(shè)備的控制。比如在無線輸液監(jiān)測(cè)中，基于5G網(wǎng)絡(luò)的無線輸液管理系統(tǒng)，可以通過輸液監(jiān)測(cè)器等物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，對(duì)患者的輸液進(jìn)度進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，由于5G的低時(shí)延性，如果發(fā)生跑針或輸液快結(jié)束時(shí)，能夠快速向護(hù)士報(bào)警，護(hù)士能夠第一時(shí)間前來處理，避免醫(yī)療事故的發(fā)生。

遠(yuǎn)程診斷

遠(yuǎn)程診斷是指利用通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，邀請(qǐng)方醫(yī)療機(jī)構(gòu)通過向受邀方醫(yī)療機(jī)構(gòu)提供病患臨床及CR、DR影像資料，由受邀方出具診斷報(bào)告。包括遠(yuǎn)程影像診斷、遠(yuǎn)程心電診斷、遠(yuǎn)程超聲診斷、遠(yuǎn)程病理診斷等。

在整個(gè)診斷過程中，由邀請(qǐng)方將相關(guān)檢查檢驗(yàn)資料上傳到遠(yuǎn)程醫(yī)療平臺(tái)，三甲醫(yī)院專家通過移動(dòng)端從遠(yuǎn)程醫(yī)療平臺(tái)獲取相關(guān)資料以及根據(jù)這些資料出具診斷報(bào)告，再將這些報(bào)告回傳到遠(yuǎn)程醫(yī)療平臺(tái)供邀請(qǐng)方和患者使用。

遠(yuǎn)程診斷中電子病歷、診斷結(jié)果等的傳輸速率在200Kbps，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基本上能夠滿足。但是CR、DR、MRI等影像資料和B超資料的通信速率要求在13Mbps，而現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的速率在10Mbps，導(dǎo)致影像資料的傳輸時(shí)間過長(zhǎng)，要耗費(fèi)專家?guī)追昼姇r(shí)間才能完成下載，影響了診斷工作效率。

5G相比傳統(tǒng)的基礎(chǔ)通信設(shè)施，其傳輸速率能夠達(dá)到1Gbps，能夠以更高上傳和下載速率為數(shù)據(jù)傳輸帶來便利性。醫(yī)療專家不管是在辦公室，還是在外出差，都可以享受極速下載，隨時(shí)查看患者資料。

而且5G的高可靠性還能保證在院外傳輸醫(yī)療數(shù)據(jù)，避免出現(xiàn)被盜取的危險(xiǎn)，保護(hù)患者的隱私安全。

遠(yuǎn)程會(huì)診

遠(yuǎn)程會(huì)診是指借助通信網(wǎng)絡(luò)，邀請(qǐng)方和受邀方通過遠(yuǎn)程視頻系統(tǒng)共享醫(yī)學(xué)資料，對(duì)患者的病情進(jìn)行會(huì)診診治。同遠(yuǎn)程診斷類似，遠(yuǎn)程會(huì)診也需要通過遠(yuǎn)程醫(yī)療平臺(tái)實(shí)時(shí)上傳患者的影像報(bào)告、血液分析報(bào)告、電子病歷等數(shù)據(jù)，專家從遠(yuǎn)程醫(yī)療平臺(tái)實(shí)時(shí)下載查看相關(guān)資料，為基層醫(yī)生提供診斷指導(dǎo)，提高他們的疾病診斷水平，能夠真正實(shí)現(xiàn)大病不出縣，患者留基層。

遠(yuǎn)程會(huì)診過程中，主要涉及到高清視頻通話和資料共享。在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)條件下，可以配置1080P的高清視頻設(shè)備。但未來隨著4K等超高清視頻設(shè)備的應(yīng)用，其傳輸速率在20Mbps，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)將無法滿足。

而5G的數(shù)據(jù)傳輸速率能夠達(dá)到1Gbps，為基層醫(yī)生、專家、患者之間進(jìn)行超高清視頻通話提供技術(shù)保障，而且專家在視頻過程中，還能實(shí)現(xiàn)秒速下載患者資料。同時(shí)5G的低時(shí)延性保證了彼此之間通話的實(shí)時(shí)性，不會(huì)感覺到通話延遲，提供了溝通的順暢性和高效性。

移動(dòng)查房

移動(dòng)查房是指醫(yī)生在查房過程中使用手持移動(dòng)終端通過無線網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接醫(yī)療信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電子病歷的實(shí)時(shí)輸入、查詢或修改，以及醫(yī)療檢查報(bào)告快速調(diào)閱的一種查房形式。

雖然目前的網(wǎng)絡(luò)條件已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了醫(yī)生與患者的在線交流，移動(dòng)設(shè)備上也集成了在線查詢生命體征數(shù)據(jù)、心電圖等功能，但卻存在醫(yī)療數(shù)據(jù)量大、傳輸不穩(wěn)定、數(shù)據(jù)易泄露等風(fēng)險(xiǎn)，難以實(shí)現(xiàn)相關(guān)資料的實(shí)時(shí)采集和實(shí)時(shí)傳輸。

而5G網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)性能能夠較好地解決相關(guān)痛點(diǎn)，高寬帶可以有效解決醫(yī)療數(shù)據(jù)傳輸量大（比如CT影像、超聲影像、CR／DR影像等）、傳輸不穩(wěn)定的情況，高可靠性可以有效避免相關(guān)數(shù)據(jù)在傳輸過程中的泄漏問題。另外，醫(yī)生可以一邊查房一邊實(shí)時(shí)下載或查閱患者資料，為下一步診療決策做準(zhǔn)備。

虛擬示教培訓(xùn)

虛擬示教培訓(xùn)是指青年醫(yī)生借助VR／AR設(shè)備，在培訓(xùn)專家的遠(yuǎn)程或現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)下，進(jìn)行相關(guān)的醫(yī)學(xué)治療操作，特別是手術(shù)虛擬示教培訓(xùn)成為醫(yī)院提升青年醫(yī)生技能的重要手段。

AR／VR手術(shù)培訓(xùn)屬于強(qiáng)交互應(yīng)用場(chǎng)景，用戶可通過交互設(shè)備與虛擬手術(shù)環(huán)境或者現(xiàn)實(shí)環(huán)境進(jìn)行互動(dòng)，使接受培訓(xùn)者能夠感受到虛擬環(huán)境的變化，沉浸感更強(qiáng)。

強(qiáng)交互VR／AR對(duì)帶寬和時(shí)延提出了雙需求，沉浸感的提升依賴于畫質(zhì)分辨率、渲染和交互處理速度、數(shù)據(jù)傳輸速度的全面提高，特別是數(shù)據(jù)的傳輸速度的提高對(duì)強(qiáng)交互VR／AR的體驗(yàn)效果尤為重要。

根據(jù)VR／AR的四個(gè)發(fā)展階段，對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸速率和傳輸時(shí)延要求在逐步提高，傳輸速率從25Mbps提高到1Gbps，傳輸時(shí)延從40ms縮短到10ms�，F(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)條件無法滿足相應(yīng)要求，經(jīng)常使得佩戴者出現(xiàn)人體眩暈現(xiàn)象，導(dǎo)致舒適性和獲取性較差。

而5G的速率一般都在1Gbps，高峰值甚至可以達(dá)到10Gbps，而其時(shí)延通常在10ms以內(nèi)，能夠很好地滿足AR／VR手術(shù)培訓(xùn)要求，營(yíng)造高度沉浸式體驗(yàn)環(huán)境。

移動(dòng)急救

移動(dòng)急救是指急救人員、救護(hù)車、應(yīng)急指揮中心和醫(yī)院之間通過相互溝通協(xié)作開展的醫(yī)療急救服務(wù)。急救是和時(shí)間賽跑，急救業(yè)務(wù)的響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)短影響著患者存活率高低。

根據(jù)國(guó)際急救經(jīng)驗(yàn)，除顫每推遲1分鐘，患者存活率降低7％～10％，急救響應(yīng)時(shí)間在4分鐘內(nèi)，患者的存活率將在50％以上，響應(yīng)時(shí)間在4～6分鐘后，人體重要器官將出現(xiàn)不可逆?zhèn)�害，患者存活率將降低�?0％以下。

信息采集、數(shù)據(jù)處理和傳輸效率成為移動(dòng)急救面臨的主要難題。在急救現(xiàn)場(chǎng)，救援人員需要對(duì)患者進(jìn)行初步檢查，并將相關(guān)檢查結(jié)果實(shí)時(shí)傳送到應(yīng)急指揮中心和醫(yī)院。同時(shí)需要根據(jù)患者的傷病情況，醫(yī)院專家通過移動(dòng)設(shè)備提供遠(yuǎn)程指導(dǎo)，救援人員實(shí)施初步救治，為后續(xù)的醫(yī)院治療打下基礎(chǔ)。在運(yùn)輸過程中，還需要將患者生命體征數(shù)據(jù)、電子病歷信息等上傳到遠(yuǎn)程系統(tǒng)，便于專家第一時(shí)間掌握患者相關(guān)情況。

現(xiàn)在使用的1080P高清視頻設(shè)備，對(duì)于患者受傷情況呈現(xiàn)的清晰度還不夠，醫(yī)療專家通過視頻設(shè)備無法查看到細(xì)微的受傷部位。未來通過4K超高清設(shè)備，醫(yī)療專家能夠?qū)κ軅�情況進(jìn)行更細(xì)微的觀察，以便更好地指導(dǎo)一線人員進(jìn)行精準(zhǔn)施救，避免出現(xiàn)救治不當(dāng)?shù)那闆r發(fā)生。同時(shí)急救人員需要與指揮中心、專家保持視頻通話，需要低時(shí)延才能保證實(shí)時(shí)性和同步性，這就更需要5G提供的超低時(shí)延性能。