所屬欄目:通信論文 發布日期:2021-10-15 09:34 熱度:
醫療是電子信息技術在現實生活中應用的先行者,醫學技術的發展離不開先進技術的支撐。基于第5代移動通信技術的發展背景下,遠程醫療獲得了更為廣闊的發展空間。與3G、4G技術相比,5G技術實現了高系統容量、高數據傳輸速率、大規模設備連接、極低延遲,為遠程手術、遠程會診、遠程指導和教學、遠程監護和急救提供了更為可靠的技術支撐,進一步推動了醫療衛生工作重心下移、資源下沉,有效緩解患者看病難的問題。本文主要圍繞5G通信技術在遠程醫療中的應用展開分析。
一、5G通信技術概述
經由多年發展,我國通信制式已經從1G模擬時代發展至5G全數字、全連接時代。5G并非是4G的簡單延伸,而是一個真正的融合網絡,為人與人、人與物以及物與物提供了高速、自由且安全的聯通。5G作為新一代的移動通信技術,主要特征包括高速率、寬頻譜、低時延、萬物互聯。據統計,5G傳輸速率(與4G相比)提升10~100倍,理論上峰值可達10Gb/s,時間延遲方面降低約9/10,達到了毫秒水平,可實現每平方公里范圍內數百萬設備的接入。
目前,我國正在逐步推動5G在各行各業的應用,醫療是重要的應用領域之一。自2019年起,我國已經有多家醫療機構開始探索5G場景應用,遠程醫療迎來了新的發展機遇。2019年10月,基于國家衛生健康委員會的指導,聯合了94家醫療機構、通信研究院、電信運營商等多領域聯合發布了《基于5G技術的醫療網絡建設標準》,明確了5G網絡將成為醫療體新一代網絡基礎設施。據不完全統計,我國多家醫療機構開展了5G試點,試點項目主要包括醫學影像應用、遠程急救、遠程手術指導以及遠程會診等,其中遠程手術試點最多,其次分別為遠程會診、5G與急救服務的融合。
二、5G通信技術在遠程醫療中的應用分析
基于上文分析可得,基于5G通信技術的發展,推動了我國遠程醫療水平的進一步提高,在遠程手術、遠程會診以及遠程急救等方面取得了一定的成果,下文主要圍繞此展開論述。
(一)遠程手術
遠程手術是一種新興手術模式,通過無線網絡、機器人技術的應用,克服地理障礙將醫生與患者聯系起來。在遠程手術中,網絡傳輸效率至關重要,在4G技術支撐下,由于存在通信延遲,約60.0ms,限制了遠程手術的推廣。目前5G技術的應用實現了極低延遲,對于遠程手術可達1.0ms,甚至是0.5ms的理想延遲,全面提高術中解剖分離、組織縫合以及血管結扎等精細操作的同步性、精確性。此外,通過5G遠程機器人手術的應用,可聯合不同物理地點的專家在同一個時空中,為疑難手術開展提供強大支撐。
(二)遠程會診、指導與教學
遠程會診為不同地理位置的醫師與患者提供無縫遠程視頻交互,并傳輸生物傳感器與其他檢測設備獲取的相關數據。基于5G技術下的運程會診,可提供高清穩定的遠距離、多地視頻交互,解決了4G網絡大量數據傳輸面臨的費時、費力、低延時問題。通過多地會診可綜合更多專家意見,提高會診意見準確性、全面性,推動醫療資源的下沉。
對于病情危重或需進行高難度手術的患者,基層醫院受限于醫療條件與手術水平,往往需要相關專家協助制定手術方案,或是進行手術現場指導。基于5G技術+虛擬現實/混合現實技術的應用,可高清手術直播,遠程全方位評估患者病灶,并靈活規劃手術方案、指導守護操作,提高基層醫療服務質量。此外,與傳統手術示教活動相比,5G+虛擬現實/混合現實技術的應用模式下,可實現零風險、多次模擬學習高難度手術,基層醫師也可獲得學習機會。
(三)遠程監測與急救
遠程監護是指通過無線網絡及時、持續、長期監控患者生命體征。近些年,國內醫療機構在可穿戴傳感器、可植入傳感器的應用方面呈良好發展前景,然而4G網絡下受限于網絡速率、延時等問題,其功能一直較為單一,以心率、體溫、步數等人體生理運動體征監測為主。
通過5G技術的應用,可第一時間將傳感器采集到的患者生命體征數據、危急報警信息,第一時間傳輸至監測端,遠端醫護人員可及時判斷、處理病情,形成遠程醫療監護系統。
基于5G技術,醫院開始試點搭建5G急救通道,借助人工智能、AR、VR與無人機等聯合構建5G急救中心(見圖1),如無人機可實現航飛監控、遠程高清影音互動;VR可實現浸入式全景診療。基于5G急救中心的應用,轉運車可及時將患者病史資料、患者監測數據、車內醫療條件等傳輸至醫院;院內可第一時間掌握患者病情,制定急救方案、準備相關藥物與設備,實現院前急救與院內救治的無縫對接,為患者救治爭取寶貴時間。
三、5G通信技術在醫療領域的應用展望
遠程醫療,僅僅是5G推動醫療行業發展的一大開端,智慧醫療將是未來發展的重要方向。個人與醫院之間,通過5G技術可快速傳輸信息,加上人工智能組件的應用,以及護理、康復、教學等機構的參與,可促進智慧醫療體系的進一步完善。近年來,我國提出了移動醫療的概念,目前主要應用于個人健康信息監測階段,基于5G技術在移動設備中的應用,移動醫療功能將實現進一步延伸,個人身體信息與醫療網絡系統連接,及時發現個人健康問題,并配合遠程診斷以及進一步的分診、治療。
5G通信技術在醫療領域的應用研究中,個人信息安全、醫療風險把控以及法律介入審批均是重點關注對象,保證遠程醫療的合理、合法發展,令更多的人享受到科技發展帶來的醫療成果。
四、結束語
5G通信技術的應用,為醫療事業的發展帶來了重大變革。遠程醫療是我國目前醫療改革的主流方向,5G技術的應用打破了4G網絡在傳輸速率、延時等方面諸多限制,進一步推動了遠程手術、遠程會診、遠程監測、遠程急診體系的完善,為診療效率的提高、醫療資源的均衡提供了重要的技術支撐。未來,還應進一步探索5G技術在智慧醫療領域中的運用,真正助力科學診療,使其成為我國醫療事業的穩定健康發展的重要力量來源。
作者:錢錦
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文章標題:5G通信技術及其在遠程醫療中的應用分析
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