【摘要】第5代（5G）移動(dòng)通信技術(shù)具有傳輸速度快、時(shí)延低、帶寬大、可靠性高、覆蓋范圍廣等特點(diǎn)，它正引領(lǐng)整個(gè)醫(yī)療領(lǐng)域進(jìn)行著一場深刻的變革。本文對(duì)基于5G技術(shù)的遠(yuǎn)程手術(shù)實(shí)踐應(yīng)用場景，5G 技術(shù)在智能化手術(shù)室建設(shè)中的優(yōu)勢，實(shí)踐成效等進(jìn)行了現(xiàn)狀分析；為5G技術(shù)在“互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療”中的深度融合應(yīng)用和推進(jìn)智慧醫(yī)療建設(shè)提供參考。
【關(guān)鍵詞】5G技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)建設(shè)；智慧醫(yī)療；手術(shù)室。
5G（第 五 代 蜂 窩 移 動(dòng) 通 信 技 術(shù) 的 簡 稱 ，5th Generation Mobile Ne-Works) 作為通信創(chuàng)新技術(shù)，正處于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)形成期和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)期，各國都把5G作為國家經(jīng)濟(jì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵戰(zhàn)略舉措 [1-2]。我國積極推動(dòng)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。近年來，5G+醫(yī)療健康政策陸續(xù)出臺(tái)，應(yīng)用場景不斷增加，持續(xù)推動(dòng) 5G 在醫(yī)療行業(yè)的建設(shè)、應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
2020年3月，工業(yè)和信息化部印發(fā)《關(guān)于推動(dòng)5G 加快發(fā)展的通知》，提出開展5G 智慧醫(yī)療系統(tǒng)建設(shè)，搭建5G智慧醫(yī)療示范網(wǎng)和醫(yī)療平臺(tái)，加快5G 應(yīng)用推廣 [3-4]。在手術(shù)室信息化建設(shè)中，可賦予醫(yī)療設(shè)備、設(shè)施更高效的物聯(lián)網(wǎng)能力，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)營智能管理 ; 可為實(shí)現(xiàn)移動(dòng)醫(yī)療業(yè)務(wù)應(yīng)用提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)保障，輔助醫(yī)務(wù)人員更高效的工作 [5]。
5G 網(wǎng)絡(luò)能夠提供持續(xù)的4K/8K 超高清遠(yuǎn)程視頻 [6]，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程手術(shù)、遠(yuǎn)程會(huì)診、遠(yuǎn)程醫(yī)療健康監(jiān)護(hù) [7]。遠(yuǎn)程機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)基于5G 技術(shù) , 通過檢測模塊、傳感系統(tǒng)、通信模塊、信息處理系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及機(jī)器裝備建立，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程手術(shù)和優(yōu)質(zhì)資源下沉。該手術(shù)系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)質(zhì)量與清晰度的要求更高，5G 技術(shù)的高帶寬能夠滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩鄻有?，適應(yīng)高清視頻的苛刻要求，其低延時(shí)性能夠確保機(jī)械系統(tǒng)與醫(yī)生操控是高度同步 [8]。
據(jù)報(bào)道，2018 年中國人民解放軍總醫(yī)院膽肝外科劉榮主任借助5G網(wǎng)絡(luò)，遠(yuǎn)程操作50km外的福建醫(yī)科大學(xué)成功完成的實(shí)驗(yàn)豬肝小葉切除手術(shù)，這是世界首次基于5G網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程外科手術(shù)測試。2019 年 3 月，中國人民解放軍總醫(yī)院成功完成了國內(nèi)首例基于5G的相隔3000km 的遠(yuǎn)程人體手術(shù)（帕金森“腦起搏器”植入手術(shù)）[9-10]。
5G+遠(yuǎn)程也應(yīng)用于手術(shù)示教，國內(nèi)首例 5G+ 手術(shù)雙向直播于昆明醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院進(jìn)行，實(shí)時(shí)將高清手術(shù)圖像和手術(shù)難點(diǎn)講解共享到 300 多公里外的昭通市中醫(yī)院，實(shí)現(xiàn)對(duì)昆醫(yī)附一院示教室以及昭通市中醫(yī)院兩地醫(yī)生或?qū)W生的教學(xué) [11]。
5G 網(wǎng) 絡(luò) 同 時(shí) 也 拓 展 了 人 工 智 能（Artificial intelligence，AI）、虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual reality，VR）、機(jī)器人等技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用。目前5G技術(shù)可使手術(shù)室外的 VR 終端清晰地顯示主刀醫(yī)生的操作，有利于外科醫(yī)生的培養(yǎng)。近年來，5G 網(wǎng)絡(luò)與手術(shù)機(jī)器人耦合正在改變著傳統(tǒng)醫(yī)療 [13]。2019 年世界機(jī)器人大會(huì)的開幕式完成了“骨科機(jī)器人遠(yuǎn)程手術(shù)中心”項(xiàng)目的啟動(dòng)，開啟了我國骨科機(jī)器人遠(yuǎn)程手術(shù)的新紀(jì)元。5G 網(wǎng)絡(luò)也能夠接入醫(yī)院內(nèi)各種自動(dòng)機(jī)器人設(shè)備，從而方便醫(yī)院的監(jiān)控和管理，提升醫(yī)院管理效能。
從發(fā)展現(xiàn)狀來看，遠(yuǎn)程醫(yī)療的效果受制于傳統(tǒng)通信技術(shù)，使得醫(yī)患兩地距離受到限制，對(duì)操作精度及實(shí)時(shí)性要求較高的診斷與手術(shù)來說難以廣泛開展。對(duì)于遠(yuǎn)程手術(shù)、遠(yuǎn)程手術(shù)指導(dǎo)、遠(yuǎn)程手術(shù)示教等遠(yuǎn)程醫(yī)療場景的業(yè)務(wù)需求，主要由手術(shù)室設(shè)備多、線纜多，對(duì)手術(shù)操作者活動(dòng)空間造成影響，并增加病患手術(shù)感染可能性。用無線通信解決手術(shù)室線纜多，減少病患手術(shù)感染可能性的需求較大；傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)示教會(huì)受到設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的局限，一般只能在院內(nèi)進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的視頻傳輸教學(xué)，無法傳輸給更多邊遠(yuǎn)地區(qū)的基層醫(yī)生進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)需求比較大。
5G 遠(yuǎn)程手術(shù)等遠(yuǎn)程醫(yī)療場景實(shí)施過程中通過5G高帶寬、超低時(shí)延、超高可靠特性將遠(yuǎn)程現(xiàn)場360°全景視頻、多路高清視頻、音頻、觸感等信號(hào)反饋到專家側(cè)，專家依托搭建的手術(shù)室視頻、影像、力反饋、AI 等信息還原系統(tǒng)，通過構(gòu)建病灶模型與患者身體的精確匹配，為現(xiàn)場醫(yī)生提供現(xiàn)實(shí)與虛擬疊加的影像，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程精準(zhǔn)手術(shù)指導(dǎo)或操控 [13-15]。5G 無線通信技術(shù)使用“微基站”設(shè)備進(jìn)行5G網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)。“微基站”設(shè)備小，占用空間小，可以靈活地部署，可以更好地實(shí)施組網(wǎng)。在進(jìn)行相對(duì)較小的施工改造后，可以快速地部署在有限的手術(shù)間空間內(nèi)。同時(shí)“微基站”輻射更小，更適合在手術(shù)室內(nèi)應(yīng)用，可以更好地保障精密的醫(yī)療器械不受到電磁波干擾。利用 5G 通信技術(shù)聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)脱訒r(shí)、高可靠的優(yōu)勢，結(jié)合 VR( 虛擬現(xiàn)實(shí) )、AR( 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) ) 等新技術(shù)，可有效地打破手術(shù)間醫(yī)療服務(wù)在時(shí)間與空間維度上的限制 [16]。
目前，5G醫(yī)療的初期探索已起到良好的示范作用 , 但尚不具規(guī)模性和成熟性 , 依然存在挑戰(zhàn)和問題，包括5G醫(yī)療產(chǎn)業(yè)布局不夠合理 , 急需提高產(chǎn)業(yè)協(xié)同效益；5G醫(yī)療應(yīng)用缺少技術(shù)驗(yàn)證，急需可行性研究；5G 醫(yī)療產(chǎn)業(yè)存在機(jī)制運(yùn)作障礙，相關(guān)應(yīng)用落地困難，急需出臺(tái)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、評(píng)價(jià)方法和監(jiān)管機(jī)制。
5G產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)的日新月異為醫(yī)療領(lǐng)域帶來更多可能。醫(yī)療行業(yè)的信息化是無線化、遠(yuǎn)程化、智能化的融合應(yīng)用，數(shù)字化的建設(shè)發(fā)展有力推動(dòng)平衡社會(huì)醫(yī)療資源、提升醫(yī)療效率。以5G 為基礎(chǔ)的超高清視頻與醫(yī)療云將得到廣泛應(yīng)用并在多場景快速發(fā)展。5G 醫(yī)療定制網(wǎng)支持下的機(jī)器人遠(yuǎn)程手術(shù)對(duì)智慧醫(yī)療行業(yè)的產(chǎn)業(yè)將產(chǎn)生多方面、多層次的積極效應(yīng)。在手術(shù)室信息化建設(shè)中，可賦予醫(yī)療設(shè)備、設(shè)施更高效的物聯(lián)網(wǎng)能力，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)營智能管理 ; 可為實(shí)現(xiàn)移動(dòng)醫(yī)療業(yè)務(wù)應(yīng)用提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)保障，輔助醫(yī)務(wù)人員更高效的工作。
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