5G在醫(yī)療健康領(lǐng)域應(yīng)用情況大事記

目前，5G在醫(yī)療健康領(lǐng)域尚處于試驗測試階段，中國移動、中國聯(lián)通、中國電信三大運營商通過在部分醫(yī)院部署5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，嘗試其在醫(yī)療場景的應(yīng)用方式、應(yīng)用流程、應(yīng)用效果等。動脈網(wǎng)·蛋殼研究院通過調(diào)研訪談和文獻(xiàn)研究相結(jié)合的方式，整理出目前已經(jīng)部署5G試驗網(wǎng)絡(luò)的醫(yī)院及相關(guān)應(yīng)用情況。

2019年1月3日，安徽電信、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)附屬第一醫(yī)院及相關(guān)廠家聯(lián)合成立的智慧醫(yī)院5G實驗室正式掛牌，實驗室的成立標(biāo)志著中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)附屬第一醫(yī)院將率先在省內(nèi)開展5G＋醫(yī)療試驗，根據(jù)公布的合作內(nèi)容，參與方將共同在智慧手術(shù)室、智慧病區(qū)、智慧后勤、遠(yuǎn)程醫(yī)療等場景開展應(yīng)用。

2019年2月24日，北京移動攜手華為完成了中日友好醫(yī)院5G室內(nèi)數(shù)字化系統(tǒng)部署，為移動查房、移動護(hù)理、移動檢測、移動會診等應(yīng)用提供了5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

2019年2月26日，成都市第三人民醫(yī)院超聲專家周鴻主任通過5G與近百公里以外的蒲江縣人民醫(yī)院醫(yī)生共同為病人進(jìn)行了一場遠(yuǎn)程超聲會診。在本次遠(yuǎn)程會診中，周主任與縣醫(yī)院醫(yī)生之間能夠?qū)崿F(xiàn)高清、流暢的視頻語音實時溝通，基于5G的高帶寬，使得遠(yuǎn)程超聲診斷系統(tǒng)與近端超聲檢查圖像質(zhì)量高度一致，極大提高了會診的準(zhǔn)確率。

2019年3月，河南移動在鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院完成5G試驗基站部署，而且華為Wireless X Labs也參與了此次試驗部署。相關(guān)5G基站將主要為遠(yuǎn)程會診、遠(yuǎn)程B超、移動查房機器人等醫(yī)療場景提供服務(wù)。

2019年3月16日，中國人民解放軍總醫(yī)院在中國移動及華為公司5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持下，成功實施了全國首例基于5G的帕金森病“腦起搏器”遠(yuǎn)程手術(shù)。中國人民解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學(xué)中心及海南醫(yī)院神經(jīng)外科凌至培主任在三亞市，在5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，對北京解放軍總醫(yī)院的手術(shù)器械進(jìn)行精確度以微米計的操控，成功將“腦起搏器”的電極植入一名帕金森病患者腦部的最佳靶點。

2019年4月3日，由廣東省人民醫(yī)院心外科郭惠明醫(yī)生團(tuán)隊通過5G技術(shù)遠(yuǎn)程指導(dǎo)高州市人民醫(yī)院心外科何勇醫(yī)生團(tuán)隊進(jìn)行胸腔鏡下房間隔缺損補片修補術(shù)。此次遠(yuǎn)程手術(shù)指導(dǎo)在高帶寬低延遲5G網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境下進(jìn)行高清手術(shù)影像傳輸，實現(xiàn)廣州－高州兩地低延時直播。

從5G網(wǎng)絡(luò)部署地域看，只在北京、四川、河南、安徽、廣東等少數(shù)幾個省進(jìn)行了局部試驗，這為后期在全國醫(yī)院部署5G打造樣板。且從合作的醫(yī)院看，全部都是所在省份的龍頭三甲醫(yī)院，主要是因為這些醫(yī)院基礎(chǔ)設(shè)施完備、醫(yī)療設(shè)備先進(jìn)、專家資源豐富等，能夠為5G試驗提供強大的技術(shù)和人才保障。

除了已經(jīng)部署5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的醫(yī)院外，還有部分醫(yī)院已經(jīng)與三大電信運營商簽訂了合作協(xié)議，諸如廣東省人民醫(yī)院、武漢大學(xué)中南醫(yī)院、南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院、浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬邵逸夫醫(yī)院、深圳市人民醫(yī)院、武漢協(xié)和醫(yī)院、青島大學(xué)附屬醫(yī)院等，這些醫(yī)院也在積極為部署5G網(wǎng)絡(luò)做準(zhǔn)備，未來會有越來越多的醫(yī)院向5G智慧醫(yī)院邁進(jìn)。

國內(nèi)電信運營商在醫(yī)院積極部署5G，國際電信巨頭也在部分醫(yī)院建設(shè)了5G網(wǎng)絡(luò)，包括AT＆T、Nokia、Vodafone（沃達(dá)豐）等。如AT＆T與拉什大學(xué)醫(yī)療中心合作，幫助芝加哥醫(yī)院進(jìn)行5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，該項目在2019年1月開始啟動，旨在將芝加哥醫(yī)院打造成為全美第一家支持5G功能的智慧醫(yī)院。同時，AT＆T還與VITAS 醫(yī)療中心開展合作，針對臨終患者，將5G與VR／AR相結(jié)合，試圖利用沉浸式技術(shù)的移動解決方案幫助減少臨終患者的慢性疼痛和焦慮。

Nokia與芬蘭奧盧大學(xué)合作啟動OYS TestLab項目，這是一個基于5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的醫(yī)療試驗項目，主要是運用在移動急救場景中，通過為救護(hù)車和急診部門之間的實時數(shù)據(jù)提供通信支持，醫(yī)院能夠監(jiān)控運送中的患者，根據(jù)患者的患病情況提供相應(yīng)的遠(yuǎn)程急救指導(dǎo)，同時可以做好急救相關(guān)專家和醫(yī)療設(shè)備的前期準(zhǔn)備，實現(xiàn)醫(yī)生與患者的精準(zhǔn)匹配。

Vodafone與巴塞羅那的Clínic醫(yī)院合作開展基于5G的遠(yuǎn)程手術(shù)試驗，支持Antonio Lacy博士為離醫(yī)院約五公里外的一名患有腸腫瘤的病人執(zhí)行全球首個5G動力遠(yuǎn)程控制手術(shù)。Vodafone5G網(wǎng)絡(luò)在Clínic醫(yī)院率先實踐，可能推動該醫(yī)院成為西班牙首家5G智慧醫(yī)院。

5G如何在醫(yī)院部署

5G在醫(yī)院的部署是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要經(jīng)過一系列的科學(xué)論證，選擇合適的醫(yī)院、恰當(dāng)?shù)姆绞�、合理的部署區(qū)域、符合條件的科室等，只有通過通信設(shè)備供應(yīng)商、電信運營商、醫(yī)療器械供應(yīng)商以及醫(yī)院的共同協(xié)作，才能推進(jìn)5G在醫(yī)院的應(yīng)用試驗。

網(wǎng)絡(luò)建設(shè)路徑

目前，5G通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)有新建和改造兩種方式。新建即是根據(jù)5G的通信要求建設(shè)一個全新技術(shù)和架構(gòu)的5GNR，而無須破壞現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。5GNR是一個新的無線接口，它將支持革命性的數(shù)據(jù)傳輸量、容量和效率提升。

第一，其在6 GHz以上頻率的毫米波通信，獲得了更多的新頻譜資源。根據(jù)3GPP關(guān)于第一版5GNR標(biāo)準(zhǔn)（ Release 15），其定義的全球頻譜范圍已經(jīng)到了52．6GHz，并在100GHz范圍內(nèi)尋求更多頻譜，極大地拓展了通信的容量。在應(yīng)用端，毫米波要求匹配與之相適應(yīng)的通信設(shè)備，需要新的技術(shù)和產(chǎn)品架構(gòu)設(shè)計，這也將為醫(yī)療設(shè)備的設(shè)計研發(fā)帶來新的挑戰(zhàn)。

第二，5GNR大規(guī)模天線基站普遍采用波束賦形技術(shù)，基站可以通過波束迅速找到有通信需求的終端設(shè)備，然后通過業(yè)務(wù)波束信號在通信設(shè)備之間建立信息交互業(yè)務(wù)。

第三，5GNR使用CP－OFDM的波形并能適配靈活可變的參數(shù)集，可以將不同等級和時延的業(yè)務(wù)復(fù)用在一起，并允許毫米波頻段采用更大的子載波間隔，能夠在同一時間傳輸更多信息量。

第四，5GNR的核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)計靈活、智能以及可重配，讓運營商能夠動態(tài)優(yōu)化對某一業(yè)務(wù)或區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置，滿足不同業(yè)務(wù)類型對通信網(wǎng)絡(luò)的需求，提高用戶體驗的同時降低網(wǎng)絡(luò)的運營成本。

改造主要是基于4G移動網(wǎng)絡(luò)寬帶的提升，是LTE Advanced Pro Release 14的演進(jìn)版，通過對LTE Advanced Pro進(jìn)行再次改造升級來滿足5G的通信要求，它是3GPP在2015年舉行的PCG第35次會議上正式確定的LTE新標(biāo)準(zhǔn)。

LTE Advanced Pro Release 14的許多功能都能夠滿足5G網(wǎng)絡(luò)的通信要求，如一致的用戶體驗、無縫切換、低成本高覆蓋以及低功率廣域應(yīng)用對較長電池壽命的要求等。

通過比較兩種建設(shè)路徑，新建5G網(wǎng)絡(luò)可以不用考慮現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的兼容性，采用毫米波、波束賦形、網(wǎng)絡(luò)切片等全新技術(shù)，可以很好的實現(xiàn)高速率、高可靠、低延時以及海量通信等。

但是，新建網(wǎng)絡(luò)體系意味著大量通信設(shè)備，特別是微基站的建設(shè)投入，這需要耗費大量資金。改造4G網(wǎng)絡(luò)雖然無需投入新設(shè)備和新基站，在現(xiàn)有無線基礎(chǔ)設(shè)施之上進(jìn)行相應(yīng)的軟件升級，可以節(jié)約建設(shè)成本。但整個網(wǎng)絡(luò)體系還是沿用原來的架構(gòu)和技術(shù)，這也制約了通信的效率和質(zhì)量。

根據(jù)我們對相關(guān)醫(yī)院的調(diào)研訪談，目前進(jìn)行5G網(wǎng)絡(luò)試驗都是采用新建5GNR的方式，以確保在真實水平的5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，能夠為醫(yī)療帶來哪些方面的實質(zhì)性變化和效率的提升程度。

網(wǎng)絡(luò)部署流程

在醫(yī)院進(jìn)行5G網(wǎng)絡(luò)部署是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要經(jīng)過簽訂協(xié)議、勘察選址、網(wǎng)路建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)調(diào)試、場景應(yīng)用等環(huán)節(jié)，才能實現(xiàn)5G＋醫(yī)療健康的落地應(yīng)用。

在5G＋醫(yī)療健康試驗的初期，醫(yī)院都是保持開放容納的心態(tài)，歡迎國內(nèi)有實力的通信設(shè)備供應(yīng)商、電信運營商前來洽談合作，在醫(yī)院部署5G網(wǎng)絡(luò)，為相關(guān)醫(yī)療場景的應(yīng)用搭建基礎(chǔ)設(shè)施。

而電信運營商也會和通信設(shè)備供應(yīng)商合作，共同為標(biāo)的醫(yī)院建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)。作為試驗期，一般會選擇醫(yī)院的部分區(qū)域或部分科室作為5G的試驗區(qū)，電信運營商會根據(jù)醫(yī)院的基礎(chǔ)條件和參與意愿，進(jìn)行選址規(guī)劃。

比如，中國科技大學(xué)附屬第一醫(yī)院就拿出一整棟樓宇作為5G試驗區(qū)域，由安徽電信負(fù)責(zé)5G通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。工程的施工難度主要取決于部署區(qū)域的范圍和建筑結(jié)構(gòu)，5G網(wǎng)絡(luò)設(shè)施主要包括室外的基站建設(shè)和室內(nèi)的微基站安裝。

通常情況下，室內(nèi)站的建設(shè)數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于室外站的數(shù)量，為了達(dá)到最好的通信效果，可能在每個樓層都要安裝一定數(shù)量的微基站。在整個網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)好后，就需要對5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行一系列調(diào)試，檢驗網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量是否達(dá)到相關(guān)應(yīng)用要求。

在達(dá)到要求后，就可以將相關(guān)醫(yī)療場景（如遠(yuǎn)程監(jiān)測、移動護(hù)理、遠(yuǎn)程診斷等）置于5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中開展，并與以前的通信效果進(jìn)行對比評估，將相關(guān)結(jié)果反饋給電信運營商，便于做進(jìn)一步的改進(jìn)。

據(jù)相關(guān)專家介紹。醫(yī)院部署5G網(wǎng)絡(luò)屬于重大工程，建設(shè)周期一般不會超過2個月，有些醫(yī)院的5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)甚至在一個月內(nèi)就能完成。

主要參與主體

參與醫(yī)院5G網(wǎng)絡(luò)部署的主要有四大主體：

5G通信設(shè)備商主要負(fù)責(zé)設(shè)備的供應(yīng)和相關(guān)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，主要包括天線、射頻模塊、小微基站等設(shè)備和傳輸網(wǎng)、承載網(wǎng)、核心網(wǎng)的建設(shè)，這些企業(yè)處于整個5G產(chǎn)業(yè)鏈的上游。

5G運營商主要負(fù)責(zé)醫(yī)院相關(guān)5G設(shè)備的安裝、運營以及維護(hù)等工作，而且承擔(dān)了整個5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)投資，通常都是幾百萬元的投資，其中室內(nèi)站的投資超過2／3。

醫(yī)院主要是提供5G試驗所需的場地、醫(yī)務(wù)人員及患者，為那些置于5G環(huán)境的醫(yī)療場景試驗提供必要的人力、物力和財力支持。

醫(yī)療器械廠商根據(jù)5G的通信要求，對相關(guān)醫(yī)療設(shè)備進(jìn)行升級改造，包括多功能檢測儀、心電圖機、超聲儀、可穿戴設(shè)備等。

5G的高帶寬、低時延和海量連接，可以實現(xiàn)生命體征數(shù)據(jù)、影像檢查資料、電子病歷等大量醫(yī)療數(shù)據(jù)的快速傳輸，可以實現(xiàn)醫(yī)生與醫(yī)生、醫(yī)生與患者的高清視頻通話，可以實時全面展現(xiàn)患者的生命狀態(tài)，后方專家可以精準(zhǔn)指導(dǎo)一線醫(yī)生對患者實施急救。

5G的不同性能可以滿足不同醫(yī)療場景的通信要求，部分醫(yī)院已經(jīng)通過與通信設(shè)備商、電信運營商等合作在醫(yī)院部署5G通信網(wǎng)絡(luò)，推動移動醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展。

那么，5G＋醫(yī)療健康到底有哪些應(yīng)用場景，5G又是如何滿足這些應(yīng)用場景需求的，接下來我們將詳細(xì)敘述5G在具體醫(yī)療場景中應(yīng)用。

落地：5G＋醫(yī)療健康的應(yīng)用場景剖析

在醫(yī)療健康領(lǐng)域，并不是所有的場景都需要5G，5G也沒有完美到可以支撐所有的應(yīng)用場景。我們根據(jù)前期的調(diào)研，結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)只有那些涉及大量數(shù)據(jù)傳輸、需要高清視頻、對信息傳輸時延要求短的醫(yī)療場景，5G才能充分發(fā)揮其所具備的優(yōu)勢。

5G＋醫(yī)療健康的應(yīng)用場景概覽

本報告主要梳理了無線監(jiān)測、遠(yuǎn)程診斷、遠(yuǎn)程會診、移動查房、虛擬示教培訓(xùn)、移動急救、導(dǎo)航定位、遠(yuǎn)程機器人超聲以及遠(yuǎn)程機器人手術(shù)九大應(yīng)用場景，并從通信寬帶、通信時延、通信數(shù)量（通信主體的連接數(shù)量）三個維度繪制了5G＋醫(yī)療健康場景應(yīng)用圖譜。