武漢肺炎疫情把遠(yuǎn)程醫(yī)療又推向大家的視線中來。遠(yuǎn)程醫(yī)療作為近年來熱度最高的新興科學(xué)之一，融合了醫(yī)學(xué)、通信、信息等領(lǐng)域，對推動我國醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。遠(yuǎn)程醫(yī)療能有效改善醫(yī)院醫(yī)療資源偏態(tài)分布的情況，并支持醫(yī)學(xué)互動和會診降低對時(shí)間和空間的要求。
5G系統(tǒng)的發(fā)展，大大縮短了患者到醫(yī)院的距離。5G時(shí)代的到來，將遠(yuǎn)程醫(yī)療推動到更深層次的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，除了遠(yuǎn)程視頻會診、面向個(gè)人患者和家庭患者的遠(yuǎn)程會診和保健系統(tǒng)，遠(yuǎn)程外科手術(shù)亦成為領(lǐng)域內(nèi)研究熱點(diǎn)，移動健康醫(yī)療也將成為后續(xù)發(fā)展趨勢中不可或缺的部分。
遠(yuǎn)程醫(yī)療
遠(yuǎn)程醫(yī)療是指通過現(xiàn)代通信訊技術(shù)，以雙向傳送數(shù)據(jù)、語音、圖像等信息為手段，最終實(shí)現(xiàn)不受空間限制的遠(yuǎn)距離醫(yī)療服務(wù);遠(yuǎn)程醫(yī)療是一種緊密集成了信號傳輸、通信技術(shù)以及醫(yī)學(xué)專業(yè)技術(shù)的新型醫(yī)療服務(wù)。通過遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)對醫(yī)學(xué)信息的采集、傳輸、處理、存儲和查詢，對遠(yuǎn)程患者做出治療、診斷、保健、會診，復(fù)診;對遠(yuǎn)程醫(yī)務(wù)人員完成繼續(xù)教育、咨詢，授課等培訓(xùn)。
通過遠(yuǎn)程通信技術(shù)、全息成像技術(shù)可提供專業(yè)的醫(yī)療技術(shù)服務(wù)，充分發(fā)揮大型醫(yī)聯(lián)體技術(shù)和設(shè)備優(yōu)勢，為醫(yī)療衛(wèi)生條件較差的地區(qū)提供醫(yī)療服務(wù)。遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)體系的構(gòu)建是我國醫(yī)療衛(wèi)生信息化工程建設(shè)的重要內(nèi)容，讓醫(yī)學(xué)專家通過信息技術(shù)跨越地域、時(shí)空提供醫(yī)療技術(shù)指導(dǎo)。因此應(yīng)充分利用現(xiàn)代信息化技術(shù)，構(gòu)建遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)體系，打造醫(yī)聯(lián)體醫(yī)療服務(wù)平臺，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源的區(qū)域共享，具有劃時(shí)代的意義。
遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)按照過程，核心成分為以下 3 個(gè)部分：
醫(yī)療服務(wù)的提供者，即具有豐富的醫(yī)學(xué)資源和診療經(jīng)驗(yàn)的大型醫(yī)療中心;
醫(yī)療服務(wù)的需求方，即當(dāng)?shù)夭荒軡M足一定醫(yī)療水平，或缺乏一定等級的醫(yī)療設(shè)備的醫(yī)療機(jī)構(gòu)，也可能是家庭和個(gè)人患者;
連接和的通信網(wǎng)絡(luò)和診斷、治療設(shè)備。
伴隨醫(yī)療行業(yè)的發(fā)展，目前臨床上廣泛使用的系統(tǒng)包括醫(yī)療服務(wù)系統(tǒng)、醫(yī)院信息系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)室信息系統(tǒng)，上述系統(tǒng)的核心功能是把在臨床診療中收集到的各類數(shù)據(jù)信息，通過模擬、DICOM、網(wǎng)絡(luò)等各種接口，將以上信息以數(shù)字化的形式實(shí)現(xiàn)海量存儲。
當(dāng)有需要的時(shí)候在滿足授權(quán)的情況下可以快速調(diào)回使用，并且增加一些輔助診斷功能。由于醫(yī)學(xué)影像信息字節(jié)較大，傳輸對網(wǎng)絡(luò)帶寬要求極高。即使采用 4G 通信網(wǎng)絡(luò)傳輸，也會造成信息傳輸出現(xiàn)不連續(xù)、非同步、不清晰的情況，導(dǎo)致診斷效率降低，影響治療方案的決策，遠(yuǎn)程會診的質(zhì)量顯著降低。隨著5G技術(shù)的發(fā)展，因數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量導(dǎo)致的問題均可得到充分緩解。
5G通信技術(shù)
第五代移動通信技術(shù)，也稱為第五代移動電話行動通信標(biāo)準(zhǔn)，它是 4G 之后的延伸，理論下行速度為 10Gitb/s。不僅能實(shí)現(xiàn)三維圖像的高質(zhì)量傳輸，從而為高速移動的用戶提供高質(zhì)量視頻的服務(wù)，還能提供通信信息之外的數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)定位、遠(yuǎn)程診療等融合功能。
在設(shè)計(jì)理念上，傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心目標(biāo)是將信息編譯碼、點(diǎn)點(diǎn)之間的物理層面?zhèn)鬏數(shù)燃夹g(shù)，5G移動系統(tǒng)側(cè)重于廣泛的多點(diǎn)、多天線、多用戶、多小區(qū)的相互協(xié)作、相互組網(wǎng)，深耕難點(diǎn)要點(diǎn)以大幅度提高通信系統(tǒng)的性能，其核心目標(biāo)定位于提升室內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋性能及其業(yè)務(wù)支撐能力;從物理實(shí)現(xiàn)上來說，5G 在傳統(tǒng)通信技術(shù)的點(diǎn)到點(diǎn)物理傳輸?shù)幕A(chǔ)上，引入新的無線傳輸技術(shù)，實(shí)現(xiàn)包含多用戶的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，極大地提高了通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能。
由于設(shè)計(jì)理念和物理實(shí)現(xiàn)上的革命性變更，5G通信技術(shù)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
速度快：5G系統(tǒng)的目標(biāo)速率相比 4G 系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢，對于大范圍高速移動的用戶數(shù)據(jù)速率相較4G 得到大幅提高;隨著時(shí)代的發(fā)展，人們對于網(wǎng)絡(luò)的需求和依賴性越來越高，特別是對產(chǎn)品的使用體驗(yàn)要求達(dá)到了史無前例的高度，產(chǎn)品只有提高信號傳輸速度才能得到廣泛的推廣和使用。
頻譜寬：傳統(tǒng)的 1G 至 4G 通信系統(tǒng)的工作頻段主要集中在 3GHz 以下，故通信頻譜資源十分擁擠;5G 技術(shù)很好的應(yīng)用了傳統(tǒng)技術(shù)閑置的高頻段頻譜，高頻段頻譜資源豐富，解決了目前頻譜資源緊張的問題，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了短距離、極高速穩(wěn)定通信，支持傳輸容量和傳輸速率等方面的通信需求。高頻段毫米波通信在硬件上以小型化的天線和設(shè)備為主，該類型設(shè)備優(yōu)勢主要在于具有較高的天線增益;同時(shí)也存在高頻段無線電波穿透和繞射障礙物能力低、信號傳輸距離短、易受氣候環(huán)境干擾等缺點(diǎn)。
我國目前正在積極開展高頻段通信研究工作，高頻段雖然頻譜資源豐富，但仍需要統(tǒng)籌兼顧，進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，合理配置寶貴的頻譜資源;雖然在現(xiàn)有研究水平下，高頻段頻譜的利用受到技術(shù)水平的制約，但光載無線組網(wǎng)、有線與無線寬帶技術(shù)的融合等技術(shù)難點(diǎn)已經(jīng)得到很好的攻克，這些領(lǐng)域的技術(shù)也得到了很好的推廣應(yīng)用。
低時(shí)延：本文我們討論5G 網(wǎng)絡(luò)在遠(yuǎn)程醫(yī)療種的應(yīng)用，在遠(yuǎn)程醫(yī)療的實(shí)際應(yīng)用中，對降低系統(tǒng)時(shí)延提出了較以往更高的要求。根據(jù)生物學(xué)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知，人與人的面對面交流感覺到時(shí)延和卡頓的閾值大約為 140ms。但在許多工業(yè)化領(lǐng)域，為了保障產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)的效率，對網(wǎng)絡(luò)延時(shí)提出了非常高的要求。例如在無人駕駛領(lǐng)域，信號傳輸?shù)乃俣仍娇欤瑫r(shí)延越低，偏航等問題就可以更快糾正，更多交通事故就可避免;在遠(yuǎn)程醫(yī)療領(lǐng)域中，除了醫(yī)生交流本身的時(shí)延，還產(chǎn)生了通信時(shí)延，通信時(shí)延越小，遠(yuǎn)程醫(yī)療效果越接近傳統(tǒng)醫(yī)療;5G 通信系統(tǒng)對時(shí)延的要求限制到了1ms 以內(nèi)，在遠(yuǎn)程醫(yī)療實(shí)際操作中，還可以對此方面提出更嚴(yán)格的要求和標(biāo)準(zhǔn)，故而 5G 通信網(wǎng)絡(luò)在時(shí)延方面較之傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)具備強(qiáng)力優(yōu)勢。
5G通信遠(yuǎn)程醫(yī)療的優(yōu)勢
基于5G 通信的遠(yuǎn)程醫(yī)療在傳統(tǒng)醫(yī)療的基礎(chǔ)上，融合了在多種模式下的小設(shè)備無線通信技術(shù)及高速移動通信技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程外科手術(shù)的操作、無線遠(yuǎn)程會診、患者監(jiān)護(hù)和實(shí)時(shí)隨訪、突發(fā)救援事件的指揮和決策等。5G 技術(shù)支持的遠(yuǎn)程醫(yī)療不僅融合了多媒體網(wǎng)絡(luò)和無線通信技術(shù)，能支撐海量多媒體醫(yī)療數(shù)據(jù)的安全高速傳輸，還能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高端醫(yī)療資源的深度共享。隨著遠(yuǎn)程醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展，個(gè)人和家庭患者可以不受空間和時(shí)間限制地獲得高質(zhì)量的治療和救助資源，而且在緊急事件如交通事故、自然災(zāi)害和遠(yuǎn)程戰(zhàn)場的緊急救援中，也能發(fā)揮獨(dú)特優(yōu)勢。
遠(yuǎn)程醫(yī)療中5G通信技術(shù)的應(yīng)用
遠(yuǎn)程手術(shù)
2018年12月18日，解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學(xué)中心肝膽外二科主任劉榮主刀，利用5G網(wǎng)絡(luò)，遠(yuǎn)程無線操控機(jī)器人床旁系統(tǒng)，為50 公里外福建醫(yī)科大學(xué)孟超肝膽醫(yī)院動物實(shí)驗(yàn)室內(nèi)一只實(shí)驗(yàn)豬進(jìn)行肝小葉切除手術(shù)。手術(shù)全程約 60min，術(shù)區(qū)無顯性失血，這是世界首次 5G 遠(yuǎn)程外科手術(shù)測試。2019 年3 月 16 日，解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學(xué)中心神經(jīng)外科與位于三亞的解放軍總醫(yī)院海南醫(yī)院神經(jīng)外科，通過 5G 網(wǎng)絡(luò)，跨越近 3000 公里，成功實(shí)施帕金森病“腦起搏器”植入術(shù)，這是全國首例基于 5G 的遠(yuǎn)程人體手術(shù)。隨著 5G 通信技術(shù)的發(fā)展，外科醫(yī)師的手臂可以延伸至千里之外，有利于優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源下沉，縮小分級診療差距，減輕患者經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。
遠(yuǎn)程視頻會診
5G 通信技術(shù)可提高信息交互的速度，真正實(shí)現(xiàn)患者實(shí)地面對醫(yī)師與患者視頻中面對醫(yī)師同質(zhì)化。通過視頻傳感器采集現(xiàn)場視頻，醫(yī)生可以看到高清晰度視頻畫面，結(jié)合癥狀和生命體征，遠(yuǎn)程評估患者的病情。醫(yī)生可以通過提供診斷，制定治療計(jì)劃，指導(dǎo)后期康復(fù)。
遠(yuǎn)程醫(yī)療健康監(jiān)護(hù)
在歐美發(fā)達(dá)國家，便攜式可穿戴監(jiān)測儀器目前已廣泛應(yīng)用于社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心，指導(dǎo)轄區(qū)內(nèi)家庭成員的醫(yī)療保健工作。對于安裝心臟起搏器的患者，當(dāng)電池電量即將耗盡時(shí)，起搏器會通過改變自身工作節(jié)律發(fā)出信號，發(fā)出的異常信號可被心電圖捕獲，并將向相應(yīng)監(jiān)護(hù)中心發(fā)出告警;對糖尿病患者，血糖的自我監(jiān)測極為重要。結(jié)合 5G 網(wǎng)絡(luò)和穿戴設(shè)備的血糖監(jiān)測系統(tǒng)，可以為糖尿病患者提供一定程度上的保健支持，對患者的血糖、飲食及藥物進(jìn)行監(jiān)控;通過 5G 通信技術(shù)，個(gè)人可建立預(yù)警模塊，將身體各項(xiàng)生理參數(shù)傳送至醫(yī)療保健中心，實(shí)現(xiàn)即刻診斷與醫(yī)療干預(yù)。
突發(fā)應(yīng)急事件指揮
當(dāng)出現(xiàn)重大自然災(zāi)害、事故和戰(zhàn)場救援時(shí)，實(shí)時(shí)和高質(zhì)量的視頻溝通，可以幫助急救人員和醫(yī)務(wù)人員更迅速、更準(zhǔn)確地做出更優(yōu)臨床決策，通過縮短診斷時(shí)間，最大限度挽救傷員的生命，發(fā)揮其獨(dú)特的優(yōu)勢。
結(jié)語
遠(yuǎn)程醫(yī)療是我國近年來大力推動的醫(yī)療改革的主流方向，一段時(shí)間內(nèi)遠(yuǎn)程醫(yī)療建設(shè)將會被積極推進(jìn)。5G通信技術(shù)與遠(yuǎn)程醫(yī)療的相結(jié)合，能夠?qū)€(gè)人移動健康系統(tǒng)對接入社區(qū)服務(wù)保障機(jī)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。
基層醫(yī)院要抓住歷史機(jī)遇，積極開展遠(yuǎn)程醫(yī)療，與具有高端醫(yī)療資源的大醫(yī)院組成一種松散型的醫(yī)療聯(lián)合體，把大醫(yī)院作為高級人才于高濟(jì)醫(yī)療器材的儲備庫和技術(shù)后盾，以調(diào)節(jié)醫(yī)療資源配置的不均衡，以成本較低、實(shí)現(xiàn)更迅速的方式縮小醫(yī)療水平的差距，推動基層醫(yī)院向?qū)?、精、尖方向發(fā)展。利用遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)的會診模塊，基層醫(yī)院的醫(yī)務(wù)人員能更多參與上級醫(yī)院舉辦的網(wǎng)上授課、病例討論等，提高自身的專業(yè)技術(shù)水平;充分利用會診機(jī)會，收集難點(diǎn)、要點(diǎn)問題積極向遠(yuǎn)程專家尋求幫助，從而促進(jìn)基層醫(yī)院專業(yè)技術(shù)水平的提高。
隨著 5G 通信技術(shù)的迅速發(fā)展，遠(yuǎn)程醫(yī)療將深化移動性、多樣性、實(shí)時(shí)性的特征，這將帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益?？梢猿浞纸鉀Q高端醫(yī)療資源嚴(yán)重分布不均衡等問題，節(jié)省大量的人力物力，對深化我國醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)改革，發(fā)展社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)具有深遠(yuǎn)影響。
數(shù)字化要一盤棋更要各自為戰(zhàn)
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