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摘要:隨著5g技術的不斷發展與日益成熟,越來越多的5G網絡應用設備被引入醫院信息化建設當中,許多醫院也開始愈發重視并加強該技術在院區的使用。該文立足當前5G技術在我國醫療領域中的發展現狀與使用前景,重點分析如何利用5G更好地加強現代醫院信息化建設及其應用。
隨著5G時代的到來,越來越多的醫院開始面臨從信息化向智慧化轉變的難題。而5G技術的引入將對提升水平醫院信息化建設及其應用產生重要影響。作為“互聯網+醫療”的有力推動因素,5G技術不僅在醫院通信、數據安全、智能終端等方面發揮著作用,也將使醫院信息化管理產生質的飛躍。
15G技術在醫療領域的應用現狀
1.15G技術的內涵與核心
5G即第五代移動通信技術,傳輸速度理論上超過10Gb/s,比4G網絡的傳輸速度快幾十甚至幾百倍。5G的應用場景可分為增強型移動寬帶(eMBB)、大連接物聯網(mMTC)、低時延高可靠通信(uRLLC)3類。要搭建5G應用場景,需要滿足基于OFDM優化的波形和多址接入、新型無線技術、超密集異構網絡、靈活的框架設計等關鍵技術,這也是確保5G網絡速率和高效覆蓋的基本前提。
1.25G技術的特點
5G作為新一代信息通信技術,具有高速率、泛在網、低功耗、低時延、大容量等特點,這將為醫院打造更為廣闊的應用場景,也將帶來更多的技術管理服務和模式創新。
1.35G技術在醫療領域中的應用現狀
當前,5G技術已在遠程醫療、應急救援、輔助診治等方面得到應用。而5G智慧醫療所帶來的聯網醫療、健康檢測設備、臨床可穿戴設備、遠程傳感器等,將形成大規模醫療物聯網生態系統。同時,5G技術也呈現出與大數據、人工智能等深度融合的趨勢,從而進一步加速生態聯動發展。
1.3.1遠程醫療
5G技術使現有的網絡環境得到大幅度改善與提升,這在很大程度上滿足了醫療實時性、穩定性和高效性的需求。以實時圖像、視頻語音等技術為基礎,5G能夠更高效地實現病例及醫學影像的遠程診斷、遠程會診、遠程監護等智慧醫療服務。
1.3.2數據挖掘
在遠程醫療的基礎上,醫療設備可持續捕獲患者的生命體征、活動頻率、電子病例、醫學影像等電子醫療數據。5G技術下軟硬件智能產品功能的延伸,可進一步對醫療數據進行深度挖掘,從而更好地進行診治決策,合理分配醫療資源。此外,5G和大數據的配合,能夠實現信息在患者、醫生及醫院各部門間的靈活交互,有效推動醫院信息化升級。
1.3.3智能終端
5G時代將誕生更多的無線智能產品,手表、手環等智能終端將形成一整套系統。醫生可對系統內的醫療數據進行收集和積累,打破時間與空間限制,實現連續而準確的檢測。
1.3.4門診就醫
在門診應用上,5G將帶來更大的便利?;颊呔驮\的等候時間將精確到分鐘級。問診、檢查、治療等將有望通過信息化手段一站式解決。此外,5G也將帶動能夠24h在線的“AI醫生”上線服務,通過網絡智能問診,給出基于醫療大數據的智能診斷和治療建議。
1.3.5遠程手術
隨著相關技術的不斷成熟,遠程手術業已現實。連接上5G的機器人可與操控者幾乎百分百同步動作,真正實現幾乎零延時的遠程異地手術。
1.3.6遠程查房
5G技術催生出了“查房機器人”。在與5G網絡結合后,查房機器人可大大提高醫生的工作效率,實現實時遠程查房。醫生只需通過操縱桿或者手機,將5G網絡控制的機器人移動到病床前,再通過機器人頭部的屏幕和攝像機,與患者進行高清視頻交互。同時,機器人還具備多種傳感器,能夠采集病人的生化數據,幫助醫生進行輔助診斷。
25G對醫院信息化管理的幫助
隨著5G應用技術的不斷發展,掛號、排隊、看病、付費、檢查、取藥等醫療服務有望“一站式”解決。而醫院信息化管理的有效升級,正是實現這一目標的根本保障。
2.1醫療信息采集
借助可穿戴設備和5G通信網絡,患者在家中即可獲取自身實時且連續的體征數據,并將之傳輸給接診醫生,足不出戶就可接受高質量的醫療服務。醫生的診斷和治療行為,通過互聯網受到上級部門的監管,在網上實現傳統業務中的處方審核、處方點評等功能,并有相關規則對其進行限制?;颊咧Ц夺t療費用直接跟醫保體系掛鉤,且醫生和患者雙方都接受醫保控費規則的控制。相關數據在征得患者同意后可在醫院間共享,打破行政地域壁壘,方便醫生全面了解患者過往病史及就診記錄等信息。
2.2醫院信息化轉變
隨著云計算的高速發展及5G技術的普及,未來醫院無須再投入大量精力去做傳統的醫療信息化建設。
2.2.1硬件設施
通過云服務及5G網絡通信,醫院將不必再修建大規模的機房、購買服務器、搞系統集成,這些都可托管至云端。所有數據交互全部依靠5G網絡完成,而不只是在內網進行。
2.2.2軟件與維護
類似于門診掛號、收費、醫保、電子醫囑、電子病歷、藥品管理、化驗結果等,這些傳統的醫療軟件模塊都可放到5G網絡上進行,并由專門人員進行軟件維護,從而大幅減少醫院負擔。
2.2.3數據交互
醫院各部門間可通過5G網絡提升數據共享及交互效果,患者亦可隨時隨地查詢自己的就診數據,一鍵分享、一鍵傳輸。
35G應用的難點與解決
3.1技術難點
3.1.15G芯片
當前,我國5G芯片技術仍需進一步完善提升,尤其是面向高頻應用的BAW和FBAR濾波器,相關專利儲備十分薄弱,且自主研發面臨諸多壁壘。此外,我國5G芯片缺乏成熟的商用工藝支撐,產業鏈整體協同性有待進一步提高。
3.1.2云計算軟硬件
5G網絡是由大型服務器組成的云計算平臺,主要通過具有數據轉換功能的路由器和交換機網絡連接到基站,借助云計算實現信息通信技術的智能化服務。但云計算的服務器、存儲系統、云終端以及虛擬化軟件、中間件、云調度、軟件定義網絡等關鍵技術多為國外企業所掌控。而在云服務、海量存儲等方面,國內發展一直比較緩慢。
3.1.3毫米波傳輸
5G需要在復雜的應用場景中進行高、中、低頻信號協同工作。而高頻信號衰落快,需要超密集組網,這在人口稠密的大城市,和諸如醫院這種地形復雜的環境中,實現起來具有相當難度。而如果信號不穩定,遠程手術也就無法正常進行。同時,高頻關鍵器件的特性和成熟度也給系統設計帶來新的挑戰。而研制大帶寬、低噪聲、高效率、高可靠性、多功能和低成本的高頻器件,本身仍是產業化的瓶頸。
3.1.4信號干擾
在5G移動通信網絡中,干擾是一個必須解決的問題。網絡中的干擾主要有同頻干擾、共享頻譜資源干擾、不同覆蓋層次間的干擾等?,F有通信系統的干擾協調算法只能解決單個干擾源問題,而在5G網絡中,相鄰節點的傳輸損耗一般差別不大,這將導致多個干擾源強度相近,進一步惡化網絡性能,使現有協調算法更加難以應對。此外,手術現場還存在很多其他干擾源,象心臟起搏器、除顫儀等。如何處理好5G信號可能被干擾的問題,將是一項重要挑戰。
3.1.5網絡安全
5G采用的是通用硬件平臺,這就帶來了網絡安全可靠性低的問題。5G網絡可提供對海量用戶訪問的支持,服務器端將接收到來自海量用戶的安全認證需求,這就面臨針對海量用戶加密方法、加密服務器性能、人工智能病毒攻擊等所帶來的網絡安全問題。
3.2解決辦法
3.2.1覆蓋性
覆蓋增強技術由密集異構組網構成。通過縮小覆蓋半徑,以頻譜資源的空間復用提高頻譜效率,從而提高5G覆蓋度。在5G超密集異構網絡中,利用宏站和低功率小型基站進行覆蓋,通過增加站點密度減少節點間的距離,讓網絡節點距離終端更近,使頻譜效率及系統容量大幅提升。
3.2.2傳輸性
采用毫米波通信能夠有效緩解頻譜資源緊缺問題,也可提升通信容量。毫米波具有波束集中、波束窄、能效高、方向性好等特點,具有很強的抗干擾能力。
3.2.3穩定性
通過MIMO天線技術,在接收端及發送端使用多個天線進行接收和發送,大規模的增加天線數量,在不增加頻譜資源或總功率耗損的條件下提高信道容量、吞吐量及傳送距離,從而改善通信質量。同時,利用OFDM新型傳輸波形,可使頻譜利用率提升近1倍。而NOMA非正交多址接入技術則把功率域由傳統的單用戶改為多用戶共享,并把無線接入能量提升50%,從而滿足每個用戶不同的路徑損耗,實現高效復用。
3.2.4安全性
可見光通信是物聯網、移動通信等領域的新型技術,除具有高速率、寬頻譜、低成本等特點外,還具有極強的保密性,其在未來的5G通信中必然占有重要地位。
4結論
有專家認為,智慧醫療可大致分為3個階段:1.0階段是醫療信息化,致力于實現醫院內部業務的互聯互通和區域醫療工作的開展;2.0階段是互聯網醫療時代,通過互聯網及移動端進行醫療的全流程診治;3.0階段則強調大連接和高質量遠程能力,同時融入人工智能等前沿技術。隨著5G技術的日益成熟,醫院信息化水平也將不斷提升。而在這一過程中,廣大患者及醫務工作者也將獲得極大便利。
參考文獻
[1]張傳福.5G移動通信系統及關鍵技術[M].北京:電子工業出版社,2018.
[2]王韜.醫院信息化建設[M].北京:電子工業出版社,2017.
[3]張晏.5G移動通信網絡關鍵技術探討[J].電子測試,2017(11):148.
[4]李博.網絡技術在醫院信息化建設中的應用[J].計算機產品與流通,2019(7):78-79.
[5]羅林,黎云寧.計算機網絡技術在醫院信息化建設中的應用[J].信息與電腦,2018(12):122-123.
作者:趙爽 單位:首都醫科大學附屬北京婦產醫院信息科