前言
顛覆式創(chuàng)新之父克里斯坦森說過，商業(yè)社會的顛覆式創(chuàng)新動力主要來自3個方面：技術(shù)創(chuàng)新、商業(yè)模式創(chuàng)新和價值網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。5G作為移動通信領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新，是一項通用型技術(shù)，將全面構(gòu)筑商業(yè)社會數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，從線上到線下，從平臺到生態(tài)，推動世界數(shù)字經(jīng)濟邁入新階段。
目前，5G正處于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)形成期和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用試驗期，全球都把5G作為國家經(jīng)濟數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵戰(zhàn)略舉措。中國搶先入局，積極推動5G在各行各業(yè)的落地應(yīng)用，醫(yī)療健康成為重要應(yīng)用領(lǐng)域之一。
2013年，工信部、發(fā)改委和科技部共同建立了IMT-2020（5G）推進組，推進5G標(biāo)準(zhǔn)的制定和商用的落地。2017年3月的《政府工作報告》提出要加快發(fā)展5G這一新興行業(yè)。隨后，工信部制定了《5G發(fā)展指導(dǎo)文件》，為5G在醫(yī)療健康、交通運輸、智慧城市等行業(yè)的應(yīng)用指明了發(fā)展道路。
2019年，作為5G的預(yù)商用之年，醫(yī)療機構(gòu)和企業(yè)都在積極擁抱5G，5G+醫(yī)療健康的應(yīng)用試驗已經(jīng)在部分醫(yī)院開展。
動脈網(wǎng)·蛋殼研究院抓住契機，通過對5G設(shè)備供應(yīng)商、電信運營商、醫(yī)院以及醫(yī)療設(shè)備企業(yè)的調(diào)研訪談，制作了《2019 5G+醫(yī)療健康專題報告》，試圖全面、客觀、真實地展現(xiàn)5G在醫(yī)療健康領(lǐng)域的應(yīng)用情況。
通過本報告您將了解到：
5G在醫(yī)療健康領(lǐng)域的發(fā)展事記
5G+醫(yī)療健康的應(yīng)用場景
5G在醫(yī)院的部署細(xì)節(jié)
5G+醫(yī)療健康未來的發(fā)展前景
鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院等國內(nèi)三甲醫(yī)院是如何擁抱5G
進化：5G帶來革命性變化
5G的概念
基于移動通信的演變軌跡，每一代系統(tǒng)都可以通過其關(guān)鍵技術(shù)和提供的服務(wù)來進行定義，1G以FDMA技術(shù)為主，提供的是語音服務(wù)；2G以TDMA技術(shù)為主，在語音服務(wù)基礎(chǔ)上，新增了短信等低速數(shù)據(jù)服務(wù)；3G則以CDMA技術(shù)為基礎(chǔ)，提供語音、短信、音頻等服務(wù)；到了4G時代，OFDMA成為其技術(shù)基礎(chǔ)，在3G服務(wù)基礎(chǔ)上，新增直播、游戲等各種移動寬帶服務(wù)。
未來的5G時代，面對的是多樣化、特異性的需求場景，很難單純依靠某一技術(shù)來滿足所有場景的應(yīng)用需求。5G融合了毫米波、微基站、網(wǎng)絡(luò)切片、波束賦形等一系列先進的通信技術(shù)，能夠為語音、音視頻、游戲、VR/AR、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、機器人等在各行各業(yè)的應(yīng)用提供移動網(wǎng)絡(luò)支撐，推動整個社會經(jīng)濟向數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
根據(jù)每一代移動通信系統(tǒng)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量，我們大致可以分為數(shù)據(jù)萌芽、數(shù)據(jù)擴容和數(shù)據(jù)爆發(fā)三個階段。1G、2G時代主要是語音、短信業(yè)務(wù)，產(chǎn)生數(shù)據(jù)量小，對通信速率沒什么要求，是數(shù)據(jù)開始萌芽的階段。到了3G時代，新增了上網(wǎng)、電郵、QQ聊天等業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)量開始增加，對速率有一定的要求，用戶峰值速率達(dá)到2Mbps至數(shù)十Mbps。
而4G時代，更是有了電影、直播、微信等業(yè)務(wù)，這必須建立在高速率的基礎(chǔ)上，用戶峰值速率可以達(dá)到100Mbps至1Gbps，數(shù)據(jù)量將進一步擴容。5G能夠為高清視頻、物聯(lián)網(wǎng)、VR/AR、機器人等提供移動通信支撐，將廣泛應(yīng)用到智慧交通、移動醫(yī)療、云游戲、智能家居、工業(yè)自動化等行業(yè)，其所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量將呈現(xiàn)指數(shù)級增長，用戶峰值速率可達(dá)到10Gbps，屆時將是數(shù)據(jù)爆發(fā)的大時代。
為了進一步厘清5G到底是什么，下面我們將從顯著特征、性能指標(biāo)以及關(guān)鍵技術(shù)三大方面加以闡述。
顯著特征
eMBB（增強移動寬帶）
eMBB針對的是大流量移動寬帶業(yè)務(wù)，諸如3D/超高清視頻、高清語音、云辦公、云游戲等，能夠滿足深度感知、極致數(shù)據(jù)速率、極致用戶移動性等要求。
URLLC（超高可靠低時延通信）
URLLC能夠?qū)崿F(xiàn)通信的穩(wěn)定可靠，大幅降低通信主體之間的時延，能夠應(yīng)用到移動醫(yī)療、工業(yè)自動化、自動駕駛等，能夠?qū)崿F(xiàn)高安全性、超高可靠性和超低時延性。
mMTC（海量機器通信）
mMTC主要針對大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，能夠滿足大量人與人、人與物、物與物之間的通信，比如智慧交通、智能家居、智慧城市等，能夠滿足深度覆蓋、超高密度、超低能耗等要求。
性能指標(biāo)
5G用戶的峰值速率可以達(dá)到10Gbps，是4G的100倍；移動性超過500km/h，而4G的移動性只有350km/s；在時延方面，5G可以縮減到4G的1/10，即在1ms以內(nèi)；5G在每平方公里范圍內(nèi)可以連接100萬多個通信主體，4G通常只能實現(xiàn)1萬個主體連接；另外，5G的使用壽命也在4G的10倍以上。通過多個指標(biāo)的綜合比較，可以看出5G的性能實現(xiàn)了革命性的飛躍。
關(guān)鍵技術(shù)
5G之所以能夠為各大行業(yè)技術(shù)應(yīng)用提供通信保障，得益于其背后一系列關(guān)鍵技術(shù)的支撐。如高頻率的毫米波，其帶寬高，傳輸?shù)男畔⒘看?。網(wǎng)絡(luò)切片可以根據(jù)不同的應(yīng)用場景要求設(shè)置多個獨立或共享的通信網(wǎng)絡(luò)。還有端到端的技術(shù)，可以不用再通過第三方基站而直接實現(xiàn)設(shè)備與設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸，從而降低時延。
因此，不管從5G的新特征，還是從其基于的關(guān)鍵技術(shù)，其所展現(xiàn)出來的性能指標(biāo)都是以往幾代移動通信系統(tǒng)所無法匹及的。那么，5G又是通過怎樣的架構(gòu)來實現(xiàn)其應(yīng)用價值的呢。
5G的架構(gòu)體系
5G的架構(gòu)體系從下到上依次分為終端層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺層以及應(yīng)用層四個層級。
終端層
終端層主要是信息的發(fā)出端和接受端，它們既是信息采集的工具，也是信息應(yīng)用所依附的載體。通過傳感設(shè)備、可穿戴設(shè)備、感應(yīng)設(shè)備等智能終端實現(xiàn)信息的采集和展示。包括機器人、智能手機、醫(yī)療器械、工業(yè)硬件等設(shè)備。
網(wǎng)絡(luò)層
網(wǎng)絡(luò)層是信息的傳輸媒介，是充分體現(xiàn)5G優(yōu)越性的環(huán)節(jié)。通過分配于不同應(yīng)用場景的獨立網(wǎng)絡(luò)或共享網(wǎng)絡(luò)，實時高速、高可靠超低時延地實現(xiàn)通信主體間的信息傳輸。
平臺層
平臺層主要是實現(xiàn)信息的存儲、運算和分析，起著承上啟下的過渡作用，以邊緣計算、人工智能、云存儲等新技術(shù)，將散亂無序的信息進行分析處理，為前端的應(yīng)用輸出有價值的信息。
應(yīng)用層
應(yīng)用層是5G價值的集中體現(xiàn)，根據(jù)三大顯著特征可以支撐不同的應(yīng)用場景。eMBB主要應(yīng)用于超高清視頻、高清語音、云游戲等場景，能夠?qū)崿F(xiàn)高速率通信。
mMTC主要應(yīng)用于智能交通、智慧城市、VR/AR等場景，能夠連接海量主體，滿足彼此之間的通信需求。URLLC則主要應(yīng)用于移動醫(yī)療、工業(yè)自動化、自動駕駛等場景，能夠保證信息傳輸?shù)陌踩偷蜁r延。
從整個5G的架構(gòu)體系看出，大規(guī)模天線、毫米波、網(wǎng)絡(luò)切片等關(guān)鍵技術(shù)支撐起整個5G通信網(wǎng)絡(luò)的高效運行，而且5G能夠與邊緣計算、大數(shù)據(jù)、霧計算等其他新技術(shù)實現(xiàn)有效融合，提升信息的價值，為前端的應(yīng)用提供技術(shù)保障。
5G進程的關(guān)鍵節(jié)點
ITU（國際電信聯(lián)盟）和3GPP（第三代合作伙伴計劃）都對5G的實施制定了詳細(xì)的推進計劃。它們將實施進程分為3個階段：5G研究、5G標(biāo)準(zhǔn)化和5G產(chǎn)品研發(fā)。
ITU在2013年就提出了對5G進行標(biāo)準(zhǔn)前期研究，3GPP在2015年提出了Rel-13標(biāo)準(zhǔn)，旨在為5G的出現(xiàn)做前期標(biāo)準(zhǔn)試探。而我國則在2015年的“十三五規(guī)劃”中明確提出，中國要積極推進5G建設(shè)并在2020年發(fā)布5G通用產(chǎn)品。
我國的5G進程主要分為4各方面：
技術(shù)試驗：主要涉及3個階段，依次完成關(guān)鍵技術(shù)驗證、技術(shù)解決方案驗證和相關(guān)系統(tǒng)驗證。
標(biāo)準(zhǔn)制定：在2018年底完成R15標(biāo)準(zhǔn)制定，在2019年完成R16標(biāo)準(zhǔn)建立。
網(wǎng)絡(luò)建設(shè)：在2018年下半年完成部分5G試驗網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，2019年及以后開始逐漸推廣5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。
推廣應(yīng)用：計劃在2019年下半年下發(fā)5G牌照，并從2020年開始在全國大中城市進行5G商用發(fā)布。
通過與ITU、3GPP在5G建設(shè)進程方面的對比，我國在5G的建設(shè)推進方面走在世界前列，未來將能夠為各行業(yè)展開5G應(yīng)用帶來規(guī)劃保障。那么，5G在醫(yī)療健康領(lǐng)域的應(yīng)用如何，能夠在疾病預(yù)防、診斷、治療、康復(fù)等方面帶來哪些創(chuàng)新性變化，我們需要進一步分析探討。
賦能：5G為醫(yī)療健康帶來福音
5G為醫(yī)療健康帶來了什么
5G的優(yōu)越性能可以使其在智慧交通、醫(yī)療健康、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、城市管理、智慧環(huán)保等各大行業(yè)的應(yīng)用。正如前面所述，在傳輸速率方面，5G的用戶峰值速率可以達(dá)到10Gpbs，在平常情況下也能實現(xiàn)1Gbps，能夠滿足大量信息的傳輸。
在降低時延方面，5G物理層支持不同的子載波間隔,大的頻域子載波間隔配置,以縮短時域調(diào)度時延，通過Minislot的調(diào)度方式,降低調(diào)度時延。
在提升可靠性方面，PDCP 層引入了復(fù)制功能,將同一個承載映射到不同的邏輯信道,物理層采用不同載波發(fā)送,保證傳輸可靠性。
根據(jù)2018年中國信息通信研究院和IMT-2020 (5G)推進組主辦的“綻放杯”5G應(yīng)用征集大賽，通過對300余個參賽項目的梳理和分析，發(fā)現(xiàn)不管是在發(fā)展階段，還是在市場前景方面，5G在醫(yī)療健康領(lǐng)域的應(yīng)用都位于前列。
5G在醫(yī)療健康不同的應(yīng)用場景，其性能特性發(fā)揮作用有所不同，主要應(yīng)用在遠(yuǎn)程監(jiān)測類、遠(yuǎn)程會診和指導(dǎo)類、遠(yuǎn)程操控類。在遠(yuǎn)程監(jiān)測類、遠(yuǎn)程會診和指導(dǎo)類，可以充分利用5G的高帶寬，來實現(xiàn)生命體征數(shù)據(jù)、影像診斷結(jié)果、生化血液分析結(jié)果、電子病歷等資料的高速傳輸。
在遠(yuǎn)程會診、遠(yuǎn)程診斷等過程中，可以滿足專家與基層醫(yī)生、專家與患者之間的高清視頻對話，有利于會診和診斷的高效進行，同時由于5G的高可靠性，可以保證電子病歷、影像診斷等資料傳輸?shù)陌踩裕乐箶?shù)據(jù)泄露，充分保證換證的個人隱私。
在遠(yuǎn)程操控類，為了最大程度發(fā)揮5G網(wǎng)絡(luò)高帶寬和低時延的性能，在面對上行數(shù)據(jù)發(fā)送中，UE采用可配置調(diào)度方式,直接在預(yù)先分配資源上發(fā)送數(shù)據(jù),縮小時延，而且物理層專用控制信道也采用冗余方式,保證傳輸可靠性。在移動急救、遠(yuǎn)程手術(shù)過程中，可以保證醫(yī)生對前端情況的實時動態(tài)掌控，可以為急救醫(yī)生或前端機器人提供準(zhǔn)確指導(dǎo)和操控。
同時需要連接生命體征監(jiān)護儀、心電圖機、除顫監(jiān)護儀、血液分析儀等諸多設(shè)備，保證各類連接主體進行正常通信，在提高效率的同時盡可能的減少醫(yī)療安全事故的發(fā)生。
因此，對于遠(yuǎn)程監(jiān)測類、遠(yuǎn)程會診和指導(dǎo)類醫(yī)療場景，5G網(wǎng)絡(luò)為其帶來高帶寬和高可靠性體驗，而對于移動急救和遠(yuǎn)程操控類醫(yī)療場景，5G除了能夠帶來高帶寬、高可靠性體驗外，還能帶來超低時延和超大連接數(shù)量通信效果。
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)生團隊進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、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。
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的演進版，通過對LTE Advanced Pro進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行對比評估，將相關(guān)結(jié)果反饋給電信運營商，便于做進一步的改進。
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，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。
遠(yuǎn)程監(jiān)測類
這類應(yīng)用對通信帶寬要求不高，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。其對通信時延也沒有高要求，100ms左右的延遲不會造成對相關(guān)治療的影響。而且主要是生命體征監(jiān)護儀、可穿戴智能設(shè)備、輸液袋、護士等之間的信息互通，連接數(shù)量較小。
遠(yuǎn)程會診和指導(dǎo)類
這些應(yīng)用對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)程會診和VR/AR等虛擬示教培訓(xùn)場景，需要較低時延才能挺高會診效率和培訓(xùn)效果，其時延需在20ms~100ms。因為涉及到檢查檢驗資料，需要連接相應(yīng)的檢驗科、影像科的部門，還需要連接專家、基層醫(yī)生、護士、患者的群體，連接數(shù)量相對較多。
遠(yuǎn)程操控類
遠(yuǎn)程機器人超聲和遠(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。在整個過程中需要實時同步，才能保證操作的安全性，對時延要求通常是在1ms以內(nèi)。特別是遠(yuǎn)程手術(shù)，可能需要同時連接生命監(jiān)測儀、心電圖機、除顫監(jiān)護儀、高清視頻設(shè)備等，其連接主體數(shù)量較多。
應(yīng)用場景需求分析及5G解決方案
我們根據(jù)通信帶寬、通信時延和通信數(shù)量三個指標(biāo)將十大應(yīng)用場景分為遠(yuǎn)程監(jiān)測和護理類、遠(yuǎn)程會診和指導(dǎo)類、遠(yuǎn)程操控類三個類別。那么，每個應(yīng)用場景的需求是什么，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
無線監(jiān)測是指通過生命體征監(jiān)測儀或可穿戴智能設(shè)備對患者的血壓、血糖、心率等進行實時、持續(xù)的監(jiān)測，并將這些體征數(shù)據(jù)通過無線通信的方式傳輸給醫(yī)護人員。無線監(jiān)測主要是針對術(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)險大，需要實時動態(tài)對其進行監(jiān)測。
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)測可以實時掌握其活動情況，發(fā)生異常情況可以第一時間展開急救。無線監(jiān)測需要持續(xù)、實時、動態(tài)的反映被監(jiān)測者的生命體征情況，能夠?qū)⒎治鎏幚磉^的數(shù)據(jù)傳送到醫(yī)護人員顯示終端，以便實時掌控其情況。特別是針對突發(fā)性疾病患者，無線監(jiān)測的報警時間直接影響患者的搶救相應(yīng)時間。
根據(jù)看醫(yī)界公布的相關(guān)數(shù)據(jù)，2016年我國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。
在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)條件下，每平方公里的最大連接數(shù)在1萬個以下，未來隨著醫(yī)院床位數(shù)的進一步增加，連接的設(shè)備數(shù)量將成倍提升，必須有更先進的網(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，從而實現(xiàn)超大容量連接。
除了對設(shè)備、患者生命體征的監(jiān)測，還可以實現(xiàn)對部分設(shè)備的控制。比如在無線輸液監(jiān)測中，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)測器等物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，對患者的輸液進度進行實時動態(tài)監(jiān)測，由于5G的低時延性，如果發(fā)生跑針或輸液快結(jié)束時，能夠快速向護士報警，護士能夠第一時間前來處理，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)，邀請方醫(yī)療機構(gòu)通過向受邀方醫(yī)療機構(gòu)提供病患臨床及CR、DR影像資料，由受邀方出具診斷報告。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。
在整個診斷過程中，由邀請方將相關(guān)檢查檢驗資料上傳到遠(yuǎn)程醫(yī)療平臺，三甲醫(yī)院專家通過移動端從遠(yuǎn)程醫(yī)療平臺獲取相關(guān)資料以及根據(jù)這些資料出具診斷報告，再將這些報告回傳到遠(yuǎn)程醫(yī)療平臺供邀請方和患者使用。
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間過長，要耗費專家?guī)追昼姇r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，保護患者的隱私安全。
遠(yuǎn)程會診
遠(yuǎn)程會診是指借助通信網(wǎng)絡(luò)，邀請方和受邀方通過遠(yuǎn)程視頻系統(tǒng)共享醫(yī)學(xué)資料，對患者的病情進行會診診治。同遠(yuǎn)程診斷類似，遠(yuǎn)程會診也需要通過遠(yuǎn)程醫(yī)療平臺實時上傳患者的影像報告、血液分析報告、電子病歷等數(shù)據(jù)，專家從遠(yuǎn)程醫(yī)療平臺實時下載查看相關(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，能夠真正實現(xiàn)大病不出縣，患者留基層。
遠(yuǎn)程會診過程中，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，還能實現(xiàn)秒速下載患者資料。同時5G的低時延性保證了彼此之間通話的實時性，不會感覺到通話延遲，提供了溝通的順暢性和高效性。
移動查房
移動查房是指醫(yī)生在查房過程中使用手持移動終端通過無線網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接醫(yī)療信息系統(tǒng)，實現(xiàn)電子病歷的實時輸入、查詢或修改，以及醫(yī)療檢查報告快速調(diào)閱的一種查房形式。
雖然目前的網(wǎng)絡(luò)條件已經(jīng)實現(xiàn)了醫(yī)生與患者的在線交流，移動設(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，難以實現(xiàn)相關(guān)資料的實時采集和實時傳輸。
而5G網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)性能能夠較好地解決相關(guān)痛點，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時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)場指導(dǎo)下，進行相關(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)屬于強交互應(yīng)用場景，用戶可通過交互設(shè)備與虛擬手術(shù)環(huán)境或者現(xiàn)實環(huán)境進行互動，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。
強交互VR/AR對帶寬和時延提出了雙需求，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強交互VR/AR的體驗效果尤為重要。
根據(jù)VR/AR的四個發(fā)展階段，對數(shù)據(jù)的傳輸速率和傳輸時延要求在逐步提高，傳輸速率從25Mbps提高到1Gbps，傳輸時延從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，營造高度沉浸式體驗環(huán)境。
移動急救
移動急救是指急救人員、救護車、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)。急救是和時間賽跑，急救業(yè)務(wù)的響應(yīng)時間長短影響著患者存活率高低。
根據(jù)國際急救經(jīng)驗，除顫每推遲1分鐘，患者存活率降低7%~10%，急救響應(yīng)時間在4分鐘內(nèi)，患者的存活率將在50%以上，響應(yīng)時間在4~6分鐘后，人體重要器官將出現(xiàn)不可逆?zhèn)?，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急救面臨的主要難題。在急救現(xiàn)場，救援人員需要對患者進行初步檢查，并將相關(guān)檢查結(jié)果實時傳送到應(yīng)急指揮中心和醫(yī)院。同時需要根據(jù)患者的傷病情況，醫(yī)院專家通過移動設(shè)備提供遠(yuǎn)程指導(dǎo)，救援人員實施初步救治，為后續(xù)的醫(yī)院治療打下基礎(chǔ)。在運輸過程中，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軅闆r進行更細(xì)微的觀察，以便更好地指導(dǎo)一線人員進行精準(zhǔn)施救，避免出現(xiàn)救治不當(dāng)?shù)那闆r發(fā)生。同時急救人員需要與指揮中心、專家保持視頻通話，需要低時延才能保證實時性和同步性，這就更需要5G提供的超低時延性能。
導(dǎo)航定位
為用戶提供導(dǎo)航定位服務(wù)，主要包括院內(nèi)導(dǎo)航和城市導(dǎo)航。
院內(nèi)導(dǎo)航就是就診指引，指根據(jù)患者的需要實時顯示掛號處、就診室、檢查檢驗室、繳費處等信息，并為其制定到達(dá)路線，縮短患者找尋時間，提高患者就診體驗。
目前的院內(nèi)導(dǎo)航主要依靠GPS定位，定位精度不高，無法滿足室內(nèi)定位需求，要實現(xiàn)精準(zhǔn)的室內(nèi)導(dǎo)航，需要幾米甚至1米以下的定位精度，甚至還要能夠分辨樓層。面向5G的高精度融合定位技術(shù)能夠準(zhǔn)確地識別用戶所處的環(huán)境，并結(jié)合實際情況選取合適的定位系統(tǒng)。
“融合定位”是5G高精度定位的主要趨勢，室內(nèi)環(huán)境采取Wi-Fi融合帶內(nèi)信號、PDR的方式，存在超寬帶(UWB)的環(huán)境優(yōu)先采用UWB方式。
另外一種導(dǎo)航是面向用戶的城市導(dǎo)航。目前的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，是一種2D平面下的定位和路線指引，未考慮周邊環(huán)境對導(dǎo)航的影像。
未來，導(dǎo)航系統(tǒng)可以在跟蹤設(shè)備上實現(xiàn)音視頻的同步傳輸，除了對位置和方向進行指引，還能通過影像的分析對導(dǎo)航進行糾正，防止突發(fā)情況的出現(xiàn)。例如達(dá)闥科技的導(dǎo)盲頭盔，通過對周圍聲音和圖像（建筑、汽車、路障等）的采集，上傳云端進行AI計算分析，然后將分析結(jié)果轉(zhuǎn)化為聲音指令，引導(dǎo)盲人在城市中穿行。
導(dǎo)盲頭盔系統(tǒng)與AI技術(shù)相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)AI導(dǎo)航，其數(shù)據(jù)傳輸速率要求在30Mbps，傳輸時延在20ms以內(nèi)?，F(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)無法滿足上述條件，而5G的高帶寬和低時延能夠?qū)崿F(xiàn)。
遠(yuǎn)程機器人超聲
遠(yuǎn)程機器人超聲是基于通信、傳感器和機器人技術(shù)，由醫(yī)療專家根據(jù)患者端的視頻和力反饋信息，遠(yuǎn)程操控機器人開展的超聲檢查醫(yī)療服務(wù)。該類超聲檢查無需指派專業(yè)醫(yī)生到現(xiàn)場，只需護士提供設(shè)備儀器安置工作即可，主要由醫(yī)療專家在遠(yuǎn)程操控完成。
遠(yuǎn)程機器人超聲涉及到操作搖桿控制信號和力反饋觸覺信號兩路視頻信號，還包括醫(yī)生視頻、患者視頻、B超探頭影像等。在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，分別率只能夠達(dá)到1080P，超聲影像的清晰度仍需要進一步提高，為醫(yī)生診斷提供更好的參考數(shù)據(jù)。
當(dāng)分辨率達(dá)到4K時，超聲影像能夠更清晰地展示檢查部位的情況，醫(yī)生觀察效果更佳。這些都需要高帶寬、低時延的網(wǎng)絡(luò)做保障，才能較好地解決機械臂的靈敏度自適應(yīng)、操作指令的實時傳輸、超高清視頻語音的實時傳輸以及B超影像的動態(tài)傳輸?shù)葐栴}，這些正好是5G性能優(yōu)越性的集中體現(xiàn)。
遠(yuǎn)程機器人手術(shù)
同遠(yuǎn)程機器人超聲類似，遠(yuǎn)程手術(shù)也是基于通信、傳感器和機器人技術(shù)，由醫(yī)療專家根據(jù)手術(shù)室的視頻和反饋信息，遠(yuǎn)程操控機器人開展手術(shù)治療服務(wù)。
雖然目前部分醫(yī)院已經(jīng)引進了手術(shù)機器人（如達(dá)芬奇手術(shù)機器人），但是目前的通信設(shè)施無法滿足其大量數(shù)據(jù)的傳輸速率和傳輸?shù)蜁r延要求，不適宜開展遠(yuǎn)程機器人手術(shù)治療。
遠(yuǎn)程機器人手術(shù)過程中醫(yī)生需要佩戴3D眼鏡等設(shè)備，實時觀察手術(shù)現(xiàn)場畫面，相應(yīng)的設(shè)備要求數(shù)據(jù)傳輸速率在25Mbps，才能夠保證將手術(shù)現(xiàn)場情況全方位展現(xiàn)在醫(yī)生眼前。
同時，手術(shù)過程中，醫(yī)生操控機械臂進行手術(shù)作業(yè)，其傳輸速率要求在20Mbps，傳輸時延低于10ms。且整個過程還涉及到不同類型數(shù)據(jù)的傳輸，如生命體征數(shù)據(jù)、心電圖數(shù)據(jù)、除顫監(jiān)護儀數(shù)據(jù)、血液供應(yīng)數(shù)據(jù)等等，需要20Mbps以上的傳輸速率。
5G的高帶寬能夠滿足各類數(shù)據(jù)的傳輸和能夠滿足超高清視頻要求，而且其低時延性能夠確?，F(xiàn)場機械臂運行與醫(yī)生端的操控是高度同步的，不會因延遲而導(dǎo)致醫(yī)療專家出現(xiàn)誤判情況，提高手術(shù)的成功率。
通過前面相關(guān)應(yīng)用場景的分析我們發(fā)現(xiàn)，它們對5G網(wǎng)絡(luò)提出了5大需求：
（1）連續(xù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋，院內(nèi)外無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)無縫廣域覆蓋，滿足醫(yī)療業(yè)務(wù)的可移動性需求。
（2）大帶寬通信，如遠(yuǎn)程會診要求傳輸速率達(dá)到20Mbps，虛擬示教培訓(xùn)要求傳輸速率達(dá)到25Mbps等。
（3）海量機器類通信，如無線監(jiān)測需要5G的Massive MIMO技術(shù)才能滿足其需求。
（4）導(dǎo)航定位能力，小于10 米的室內(nèi)定位精度，滿足患者定位管理需求。
（5）低時延通信，如遠(yuǎn)程機器人手術(shù)，要求數(shù)據(jù)傳輸時延低于10ms。
各大應(yīng)用場景落地時間路徑
雖然5G在各大醫(yī)療應(yīng)用場景都能發(fā)揮作用，但是每個場景所依賴的5G關(guān)鍵性能有所不同，為了保證相關(guān)醫(yī)療活動能夠順利開展，醫(yī)生的介入程度、設(shè)備投入數(shù)量也不一樣。另外，由于每個應(yīng)用場景針對的疾病治療環(huán)節(jié)不同，會產(chǎn)生不同程度的醫(yī)療安全風(fēng)險。
動脈網(wǎng)·蛋殼研究院根據(jù)對相關(guān)人士的訪談，從5G性能復(fù)雜度、醫(yī)生介入程度、設(shè)備投入數(shù)量、醫(yī)療安全風(fēng)險4個維度，對上述9大應(yīng)用場景的落地難度做了綜合評價（較低用★表示，適中用★★表示，較高★★★表示）。
5G性能復(fù)雜度
主要基于每個應(yīng)用場景對5GeMBB、URLLC以及mMTC三大關(guān)鍵性能的依賴程度。根據(jù)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)推進計劃，將首先滿足eMBB性能要求，后續(xù)再逐步完善相關(guān)設(shè)施，滿足URLLC和mMTC性能要求。因此，主要依賴eMBB的應(yīng)用場景，其復(fù)雜度較低；對eMBB和URLLC依賴較強的應(yīng)用場景，其復(fù)雜度適中；對eMBB、URLLC和mMTC都有要求的，其復(fù)雜度較高。
醫(yī)生介入程度
有的應(yīng)用場景只需護士介入就能完成，醫(yī)生無需介入；有的應(yīng)用場景需要醫(yī)生介入，提供診療指導(dǎo)和診斷結(jié)果；還有的醫(yī)療場景需要醫(yī)生深度介入，進行遠(yuǎn)程操作。
設(shè)備投入數(shù)量
設(shè)備投入主要是指各個應(yīng)用場景投入的通信設(shè)備和醫(yī)療設(shè)備，有的只需要簡單投入高清視訊設(shè)備，有的需要投入高清視訊設(shè)備、生命監(jiān)測儀、PDA終端等簡單設(shè)備，投入量適中。還有部分場景除了上述設(shè)備外，需要投入心電圖機、除顫監(jiān)護儀、血液分析儀、手術(shù)器械等，其設(shè)備投入量相對較高。
醫(yī)療安全風(fēng)險
醫(yī)療安全風(fēng)險主要跟醫(yī)療行為和醫(yī)生介入程度密切相關(guān)，只需要護士介入的應(yīng)用場景，其安全風(fēng)險較低。需要醫(yī)生介入但無需對患者身體進行侵入操作的場景，其安全風(fēng)險適中。需要醫(yī)生遠(yuǎn)程操控，對患者身體侵入的場景，安全風(fēng)險較高，需要謹(jǐn)慎實施。
根據(jù)上表，我們可以看出無線監(jiān)測、遠(yuǎn)程會診、遠(yuǎn)程診斷、移動查房等應(yīng)用場景，它們主要的主要需求是解決醫(yī)療數(shù)據(jù)傳輸數(shù)量和傳輸速率的問題，設(shè)備的投入數(shù)量主要是高清視訊設(shè)備、PDA的少量設(shè)備，而且醫(yī)療安全風(fēng)險較低，將成為5G率先落地應(yīng)用的場景。
而導(dǎo)航定位、虛擬示教培訓(xùn)對延遲性要求較高，而移動急救和遠(yuǎn)程機器人超聲對時延要求也較高，但由于其前方有一線醫(yī)務(wù)人員在場或是以非侵入方式接觸患者，其安全風(fēng)險可控，會成為5G下一個階段的落地場景。
而遠(yuǎn)程手術(shù)，除了對高帶寬、低時延都有較高要求外，因為醫(yī)生是遠(yuǎn)程在線操控機器人進行手術(shù)，存在較大的安全隱患，目前還沒有出臺相應(yīng)的操作規(guī)范指導(dǎo)意見，一旦出現(xiàn)醫(yī)療事故，較難界定責(zé)任主體，其落地時間有待相應(yīng)政策標(biāo)準(zhǔn)的出臺。
案例：打造5G+醫(yī)療健康的標(biāo)準(zhǔn)范本
面對5G在醫(yī)療健康領(lǐng)域的應(yīng)用場景，醫(yī)院都以積極的態(tài)度和行動去擁抱5G。但正如前面所述，各類應(yīng)用場景對5G性能、醫(yī)生介入程度、醫(yī)療設(shè)備投入量以及醫(yī)療安全風(fēng)險要求存在差異，使得它們的落地時間各不相同。
那么，5G在醫(yī)院具體是怎么落地的，我們將以鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院和中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)附屬第一醫(yī)院為例進行闡述，看看它們是如何打造5G+醫(yī)療健康的標(biāo)準(zhǔn)范本。
報告全文結(jié)構(gòu)如下：
一 進化：5G帶來革命性變化
1.1 5G的概念
1.2 5G的架構(gòu)體系
1.3 5G進程的關(guān)鍵節(jié)點
二 賦能：5G為醫(yī)療健康帶來福音
2.1 5G為醫(yī)療健康帶來了什么
2.2 5G在醫(yī)療健康領(lǐng)域應(yīng)用情況大事記
2.3 5G如何在醫(yī)院部署
2.3.1 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)路徑
2.3.2 網(wǎng)絡(luò)部署流程
2.3.3 主要參與主體
三 落地：5G+醫(yī)療健康的應(yīng)用場景剖析
3.1 5G+醫(yī)療健康的應(yīng)用場景概覽
3.2 應(yīng)用場景需求分析及5G解決方案
3.2.1 無線監(jiān)測
3.2.2 遠(yuǎn)程診斷
3.2.3 遠(yuǎn)程會診
3.2.4 移動查房
3.2.5 虛擬示教培訓(xùn)
3.2.6 移動急救
3.2.7 導(dǎo)航定位
3.2.8 遠(yuǎn)程機器人超聲
3.2.9 遠(yuǎn)程機器人手術(shù)
3.3 各大應(yīng)用場景落地時間路徑
四 案例：打造5G+醫(yī)療健康的標(biāo)準(zhǔn)范本
4.1 鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院
4.1.1 背景介紹
4.1.2 部署情況
4.1.3 落地場景
4.2 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)附屬第一醫(yī)院
4.2.1 背景介紹
4.2.2 部署情況
4.2.3 落地場景
五 未來：前景可期，數(shù)據(jù)管理與關(guān)鍵技術(shù)有待突破
5.1 5G+醫(yī)療健康市場前景可期
5.2 數(shù)據(jù)管理運營成為醫(yī)院部署5G的重要工程
5.3 5G的應(yīng)用面臨四大挑戰(zhàn)
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特別感謝互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療系統(tǒng)與應(yīng)用國家工程實驗室（鄭大一附院遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)中心）主任翟運開、中國電信政企客戶部醫(yī)衛(wèi)行業(yè)經(jīng)理陳麗媛、中國電信安徽公司醫(yī)療行業(yè)總監(jiān)蔣侃、中國移動以及華為Wireless X Labs相關(guān)專家對本報告的大力支持。
參考資料：
1、華為Wireless X Labs：《5G時代：十大應(yīng)用場景白皮書》
2、中國信息研究通信院等：《無線醫(yī)療白皮書》
3、IMT-2020(5G)推進組：《“綻放杯”5G應(yīng)用征集大賽白皮書》
4、中國電信：《5G技術(shù)白皮書》
5、動脈網(wǎng)：《華為、中移動助力，鄭大附一院完成5G遠(yuǎn)程會診、B超、急救等多項實驗》
6、動脈網(wǎng)：《在“互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療”趨勢下，遠(yuǎn)程醫(yī)療將如何從5G中獲益》
7、動脈網(wǎng)：《5G商用“元年”來臨，如何開啟智慧醫(yī)療時代？》
