武漢肺炎疫情把遠程醫療又推向大家的視線中來。遠程醫療作為近年來熱度最高的新興科學之一，融合了醫學、通信、信息等領域，對推動我國醫療衛生事業的發展具有重要的戰略意義。遠程醫療能有效改善醫院醫療資源偏態分布的情況，並支持醫學互動和會診降低對時間和空間的要求。
5G系統的發展，大大縮短了患者到醫院的距離。5G時代的到來，將遠程醫療推動到更深層次的發展狀態，除了遠程視頻會診、面向個人患者和家庭患者的遠程會診和保健系統，遠程外科手術亦成為領域內研究熱點，移動健康醫療也將成為後續發展趨勢中不可或缺的部分。
01 遠程醫療
遠程醫療是指通過現代通信訊技術，以雙向傳送數據、語音、圖像等信息為手段，最終實現不受空間限制的遠距離醫療服務；遠程醫療是一種緊密集成了信號傳輸、通信技術以及醫學專業技術的新型醫療服務。通過遠程實現對醫學信息的採集、傳輸、處理、存儲和查詢，對遠程患者做出治療、診斷、保健、會診，複診；對遠程醫務人員完成繼續教育、諮詢，授課等培訓。
通過遠程通信技術、全息成像技術可提供專業的醫療技術服務，充分發揮大型醫聯體技術和設備優勢，為醫療衛生條件較差的地區提供醫療服務。遠程醫療服務體系的構建是我國醫療衛生信息化工程建設的重要內容，讓醫學專家通過信息技術跨越地域、時空提供醫療技術指導。因此應充分利用現代信息化技術，構建遠程醫療服務體系，打造醫聯體醫療服務平台，促進優質醫療資源的區域共享，具有劃時代的意義。
遠程醫療系統按照過程，核心成分為以下 3 個部分：（1）醫療服務的提供者，即具有豐富的醫學資源和診療經驗的大型醫療中心；（2）醫療服務的需求方，即當地不能滿足一定醫療水平，或缺乏一定等級的醫療設備的醫療機構，也可能是家庭和個人患者；（3）連接（1）和（2）的通信網絡和診斷、治療設備。
伴隨醫療行業的發展，目前臨床上廣泛使用的系統包括醫療服務系統（Hospital Service System，HSS）、醫院信息系統（Hospital Information System，HIS）、實驗室（檢 驗 科）信息系統（Laboratory Information System，LIS)以及圖像存儲傳輸體系（Picture Archiving andCommunication
Systems，PACS），上述系統的核心功能是把在臨床診療中收集到的各類數據信息（包括但不限於 CT、生化分析、超聲、核磁共振、X 射線、顯微儀等設備產生的醫學影像），通過模擬、DICOM、網絡等各種接口，將以上信息以數字化的形式實現海量存儲。
當有需要的時候在滿足授權的情況下可以快速調回使用，並且增加一些輔助診斷功能。由於醫學影像信息字節較大，傳輸對網絡帶寬要求極高。即使採用 4G 通信網絡傳輸，也會造成信息傳輸出現不連續、非同步、不清晰的情況，導致診斷效率降低，影響治療方案的決策，遠程會診的質量顯著降低。隨著5G技術的發展，因數據傳輸質量導致的問題均可得到充分緩解。
02 5G通信技術
第五代移動通信技術（FifthGeneration of Mobile Phone Mobile Communications Standards，5G），也稱為第五代行動電話行動通信標準，它是 4G 之後的延伸，理論下行速度為 10Gitb/s（相 當 於 下 載 速 度 達 到
1.25GB/s）。不僅能實現三維圖像的高質量傳輸，從而為高速移動的用戶提供高質量視頻的服務，還能提供通信信息之外的數據採集、實時定位、遠程診療等融合功能。
在設計理念上，傳統的通信系統設計的核心目標是將信息編解碼、點點之間的物理層面傳輸等技術，5G移動系統側重於廣泛的多點、多天線、多用戶、多小區的相互協作、相互組網，深耕難點要點以大幅度提高通信系統的性能，其核心目標定位於提升室內無線網絡的覆蓋性能及其業務支撐能力；從物理實現上來說，5G
在傳統通信技術的點到點物理傳輸的基礎上，引入新的無線傳輸技術，實現包含多用戶的區域網絡的構建，極大地提高了通信網絡的傳輸性能。
由於設計理念和物理實現上的革命性變更，5G通信技術具有以下幾個特點：
（1）速度快：5G系統的目標速率相比 4G 系統具有明顯的優勢，對於大範圍高速移動的用戶（通常是交通工具，如飛機、高鐵、汽車等）數據速率相較4G 得到大幅提高；隨著時代的發展，人們對於網絡的需求和依賴性越來越高，特別是對產品的使用體驗要求達到了史無前例的高度，產品只有提高信號傳輸速度才能得到廣泛的推廣和使用。
（2）頻譜寬：傳統的 1G 至 4G 通信系統的工作頻段主要集中在 3GHz 以下，故通信頻譜資源十分擁擠；5G
技術很好的應用了傳統技術閒置的高頻段（如毫米波、厘米波頻段）頻譜，高頻段頻譜資源豐富，解決了目前頻譜資源緊張的問題，同時實現了短距離、極高速穩定通信，支持傳輸容量和傳輸速率等方面的通信需求。高頻段毫米波通信在硬體上以小型化的天線和設備為主，該類型設備優勢主要在於具有較高的天線增益；同時也存在高頻段無線電波穿透和繞射障礙物能力低、信號傳輸距離短、易受氣候環境干擾等缺點。
（3）低時延：本文我們討論5G 網絡在遠程醫療種的應用，在遠程醫療的實際應用中，對降低系統時延提出了較以往更高的要求。根據生物學統計數據可知，人與人的面對面交流感覺到時延和卡頓的閾值大約為
140ms。但在許多工業化領域，為了保障產品的質量和生產的效率，對網絡延時提出了非常高的要求。例如在無人駕駛領域，信號傳輸的速度越快，時延越低，偏航等問題就可以更快糾正，更多交通事故就可避免；在遠程醫療領域中，除了醫生交流本身的時延，還產生了通信時延，通信時延越小，遠程醫療效果越接近傳統醫療；5G 通信系統對時延的要求限制到了1ms
以內，在遠程醫療實際操作中，還可以對此方面提出更嚴格的要求和標準，故而 5G 通信網絡在時延方面較之傳統通信網絡具備強力優勢。
03 5G通信遠程醫療的優勢
基於5G 通信的遠程醫療在傳統醫療的基礎上，融合了在多種模式下的小設備無線通信技術及高速移動通信技術，可以實現遠程外科手術的操作、無線遠程會診、患者監護和實時隨訪、突發救援事件的指揮和決策等。5G
技術支持的遠程醫療不僅融合了多媒體網絡和無線通信技術，能支撐海量多媒體醫療數據的安全高速傳輸，還能進一步實現高端醫療資源的深度共享。隨著遠程醫療技術的發展，個人和家庭患者可以不受空間和時間限制地獲得高質量的治療和救助資源，而且在緊急事件如交通事故、自然災害和遠程戰場的緊急救援中，也能發揮獨特優勢。
04 遠程醫療中5G通信技術的應用
4.1遠程手術
2018年12月18日，解放軍總醫院第一醫學中心肝膽外二科主任劉榮主刀，利用5G網絡，遠程無線操控機器人床旁系統，為50 公里外福建醫科大學孟超肝膽醫院動物實驗室內一隻實驗豬進行肝小葉切除手術。手術全程約 60min，術區無顯性失血，這是世界首次 5G 遠程外科手術測試。2019 年3 月 16
日，解放軍總醫院第一醫學中心神經外科與位於三亞的解放軍總醫院海南醫院神經外科，通過 5G 網絡，跨越近 3000 公里，成功實施帕金森病「腦起搏器」植入術，這是全國首例基於 5G 的遠程人體手術。隨著 5G 通信技術的發展，外科醫師的手臂可以延伸至千里之外，有利於優質醫療資源下沉，縮小分級診療差距，減輕患者經濟負擔。
4.2 遠程視頻會診
5G 通信技術可提高信息交互的速度，真正實現患者實地面對醫師與患者視頻中面對醫師同質化。通過視頻傳感器採集現場視頻，醫生可以看到高清晰度視頻畫面，結合症狀和生命體徵，遠程評估患者的病情。醫生可以通過提供診斷，制定治療計劃，指導後期康復。
4.3 遠程醫療健康監護
在歐美已開發國家，可攜式可穿戴監測儀器目前已廣泛應用於社區衛生服務中心，指導轄區內家庭成員的醫療保健工作。對於安裝心臟起搏器的患者，當電池電量即將耗盡時，起搏器會通過改變自身工作節律發出信號，發出的異常信號可被心電圖捕獲，並將向相應監護中心發出告警；對糖尿病患者，血糖的自我監測極為重要。結合 5G
網絡和穿戴設備的血糖監測系統，可以為糖尿病患者提供一定程度上的保健支持，對患者的血糖、飲食及藥物進行監控；通過 5G 通信技術，個人可建立預警模塊，將身體各項生理參數傳送至醫療保健中心，實現即刻診斷與醫療干預。
4.4 突發應急事件指揮
當出現重大自然災害、事故和戰場救援時，實時和高質量的視頻溝通，可以幫助急救人員和醫務人員更迅速、更準確地做出更優臨床決策，通過縮短診斷時間，最大限度挽救傷員的生命，發揮其獨特的優勢。
05結語
遠程醫療是我國近年來大力推動的醫療改革的主流方向，一段時間內遠程醫療建設將會被積極推進。5G通信技術與遠程醫療的相結合，能夠將個人移動健康系統對接入社區服務保障機構，下沉優質醫療資源，能夠有效緩解地方醫院的高端醫學人才的匱乏和高端醫療設備不全的兩大難題。
基層醫院要抓住歷史機遇，積極開展遠程醫療，與具有高端醫療資源的大醫院組成一種鬆散型的醫療聯合體，把大醫院作為高級人才於高濟醫療器材的儲備庫和技術後盾，以調節醫療資源配置的不均衡，以成本較低、實現更迅速的方式縮小醫療水平的差距，推動基層醫院向專、精、尖方向發展。利用遠程醫療系統的會診模塊，基層醫院的醫務人員能更多參與上級醫院舉辦的網上授課、病例討論等，提高自身的專業技術水平；充分利用會診機會，收集難點、要點問題積極向遠程專家尋求幫助，從而促進基層醫院專業技術水平的提高。
隨著 5G 通信技術的迅速發展，遠程醫療將深化移動性、多樣性、實時性的特徵，這將帶來更大的經濟效益和社會效益。可以充分解決高端醫療資源嚴重分布不均衡等問題，節省大量的人力物力，對深化我國醫療衛生事業改革，發展社區衛生服務具有深遠影響。
參考資料
[1] 胡列倫. 基於遠程醫療下分級診療體系建設的思考[J]. 數 字通信世界, 2018 (2): 167.
[2] 陳冠臻. 淺析大數據與 5G 通信[J]. 通訊世界,2019, 26(2):67-68.
[3] 蔣雅麗. 5G 如何賦能醫療?[J]. 通信世界, 2018(28): 22.
[4] 蔡曙山, 薛小迪. 人工智慧與人類智能——從認知科學五 個層級的理論看人機大戰[J]. 北京大學學報, 2016(4).
[5] 韋秋劍. 基於軟交換核心技術的中小企業融合信息通信平台設計[J]. IT 時代周刊論文專版, 2015.
[6] 陳俞凱, 宋灝. 淺談大數據與雲計算的關係及發展趨勢[J]. 電腦知識與技術, 2017(13).
[7] 王胡成等. 5G 網絡技術研究現狀和發展趨勢[J]. 電信科 學, 2015(9).
[8] 中國衛星應用大會. 衛星可視化指揮調度解決方案[C],2014.
[9] 胡郁, 嚴峻. 智能語音交互技術及其標準化[J]. 信息技術 與標準化, 2015(4).
[10] 范會敏, 王浩. 模式識別方法概述[J]. 電子設計工程, 2012(19).
[11] 劉嶠, 李楊等. 知識圖譜構建技術綜述[J]. 計算機研究與 發展, 2016(13).
[12] 王剛, 黃麗華, 張成洪. 混合智能系統研究綜述[J].系統 工程學報, 2010(4).
[13] 姚媛. 數字化、電子化、網絡化和虛擬化名詞的本質概念及應用[J]. 大學圖書館學報, 2009(5).
[14] 王飛躍, 張俊. 智聯網: 概念、問題和平台[J]. 自動化學報, 2017(12).
作者簡介：
賈斐 中國信息通信研究院數據研究中心工程師
王雪梅 中國信息通信研究院數據研究中心工程師
汪衛國 中國信息通信研究院數據研究中心高級工程師