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医院5G网络建设十大关注点解析新基建实现5G+医疗

来源:未知 发布时间:2020-05-09 14:44 浏览次数:

  当前国内新冠肺炎疫情整体趋于好转,但抗击疫情的战役远远还没有结束。5G网络一网两用,兼顾社会消费需求和医疗专业应用,在这场疫情斗争中发挥了重要作用。基于5G公网实现的医疗虚拟专网应用,贯穿从诊治到防控的各个环节,与场景深度融合、全方位协助抑制疫情发展。

  “新基建”的加快实施,也为5G智慧医疗按下了快进键。就在3月中旬,国家发改委和工信部联合印发《关于组织实施2020年新型基础设施建设工程(宽带网络和5G领域)的通知》,在七项5G创新应用提升工程中,居于首位的便是“面向重大公共卫生突发事件的5G智慧医疗系统建设”。据不完全统计,截止到2019年12月,全国开展“5G+医疗”的医院已超过300家,在业界看来,5G To B的规模化应用已从5G智慧医疗开始。

  那么在中国抗疫期间中涌现出了哪些5G智慧医疗应用?“新基建”时代下的5G智慧医疗系统如何快速建设?5G网络在医疗行业的建设要点又有哪些?中日友好医院医务处副处长、远程医疗中心卢清君主任日前通过网上讲座的形式,分享了“新基建时代下的5G智慧医疗”。

  中日友好医院在本次疫情防控中发挥了重要作用。不久前,国务院联防联合机制发布《关于开展线上服务进一步加强湖北疫情防控工作的通知》,依托国家中日友好医院,联合全国部分医院远程会诊平台,搭建面向湖北新冠肺炎重症、危重症患者的国家级远程会诊平台。卢主任本身也是国家远程医疗与互联网医学中心、国家卫健委远程医疗管理与培训中心、国家卫健委基层远程医疗发展指导中心的办公室主任,对5G在疫情防控一线工作中的应用有很多探索实践。

  5G是万物互联的新引擎,相对“新基建”中的其他领域,5G在自身的带动性以及与其他行业的结合上具备鲜明特征。在本次新冠肺炎疫情防控工作中,5G的重要性及迫切性已得到了充分体现。

  疫情对互联网和信息提出了刚需。在疫情爆发区武汉,雷神山、火神山医院到30多个方舱医院的建立,再到48个综合医院成为定点医院,带来了区域网络和医疗信息化快速覆盖的挑战;医生资源的缺少,需要通过网络体系获得异地专家的远程支援;在人员和物资隔离的情况下,医疗体系的运转离不开网络和信息化手段;患者和亲友因隔离带来的情绪疏导,也使得对网络及实时视频联接的需求大增。

  “运营商三天时间完成了新建医院的5G覆盖,7个小时开通一个5G基站,20天实现10多个5G医疗应用场景落地,创造了人类史上的奇迹!”卢清君主任毫不吝啬自己的赞美,并指出这从另一侧面体现了一个信号,5G网络的建设速度远远快于4G,从硬件设施以及施工都带来了效率的极大提升。

  相比全球,5G智慧医疗在中国抗疫期间贯穿了疫情治防的各个环节,已有22个省市地区开展了5G抗疫应用,5G在其中发挥了积极的作用。

  从远程诊疗到医疗辅助、到医疗关怀,再到监督防控,共有18类5G医疗应用全方位协助抑制疫情发展。卢主任介绍说,远程诊疗方面,在5G网络支持海量数据高可靠、低时延传输突破了空间的限制,通过远程会诊、远程CT、远程B超、远程心电监控、云端检测分析等应用令医生资源共享成为可能,从而极大地提高了诊疗效率,并减少了医生接触感染风险。比如火神山医院基于室内5G+Welink连线医院、浙江萧山医院连线武汉协和医院光谷院区、吉林省人民医院连线湖北省人民医院、协和连线地坛医院、成都华西医院连线多家医院互助,共享多地2万多名医生资源应对疫情,使得3000多名超重症患者得到及时治疗。

  5G医疗辅助方面,5G机器人、5G+4K、5G+AR/VR的经验积累被应用到医疗体系中,通过病患转运车、消毒车、配送运货车、移动推车查房、防护穿戴检查/指导等应用,在及时完成病患需求的前提下,有效减少了医院工作者劳动强度,并降低接触传染风险。比如在高上行带宽和良好移动性的支持下,5G+消毒车/送药/运货车已在武汉方舱医院、协和医院、武汉第六医院、武汉汉口医院、第五医院、武汉中心医院、长江航运总医院、十堰市人民医院等180多家医院使用,减少了7%的护工工作量。

  5G医疗关怀方面,通过远程探视、心理辅导、工作部署及培训、进展直播等应用,能够大大缓解病人及大家对疫情的恐慌、缓解医院工作者心理压力,并及时传递最新方案。比如全国工作统一布置、新的治疗方案需要第一时间传递,室内5G+welink会议让疫情工作得到更快的部署,目前已支持了700多场全国工作部署会议、超过600多场医院培训及超过100场全国培训;而雷神山、火神山建设中的5G“云监工”,也显著增强了民众对抗疫胜利的信心。

  5G监督防控方面,体温是疫情监控的第一指标,通过红外体温监控、巡逻机器人监控、头戴设备监控、无人机监控等手段,实现了对流动人口的实时体温监控,以及对人员聚集情况的妥善管理。比如三大运营商已在全国医院、企业、公共交通枢纽4000多处公共场所固定出入口布置了5G热成像测温监控;并在5000多处区域部署了5G红外测温移动设备,利用5G良好的移动性支撑移动红外测温。

  卢清君主任在演讲中重点分享了医院5G网络建设的十大关注点,涉及网络架构、建设路径、院内院间整体组网、院内组网选型、网络安全、网络性能、辐射、医疗模组、建网模式、商业模式等多个议题。无论从疫情防控的现实角度,亦或是推动医疗卫生行业发展的长远角度,都提供了非常有价值的思路和参考。

  现阶段,5G智慧医疗系统架构仍是“云(平台)-管(网络)-端(终端)-用(应用)”,各个层面都需要相应的系统规划和部署。从云来说,平台需要针对不同的用户和技术特征,特别是使用范围去建设,常见的有院间远程医疗平台、院内数字医院平台和政府、公共卫生组织的区域卫生平台;管道上,通过频谱隔离、QoS保障、以及未来的切片技术基于5G公网一网两用形成虚拟专网,以不同联接应对不同数据传输;终端、应用可以嫁接,便于临床医生发现更多的场景,最终目标是服务于临床和患者。

  5G智慧医院建设路径为“1+3+4+N”。“1”代表需要在院内建设一张5G网络,发挥5G高带宽的信息传输能力、低时延的信息交互能力,以及大连接、多终端多设备的大容量接入能力;“3”代表智慧医院重点需要建设的3个基础平台,国家医管局印发的建设标准中指出,智慧医院包括“智慧医疗系统、智慧管理系统和智慧服务系统”,智慧医疗系统对应临床医生、智慧管理系统对应医疗管理者、智慧服务系统对应患者;而“4”代表面向不同领域和不同业务模式上的4个基础平台和应用体系,包含现有医疗体系中的院内、院外、医管、后勤配送等;在此基础上,最终形成相关的“N”个5G医疗应用。

  答案是需要能够无缝连接院内、院间、院外的网络。实现方式上,通过5G网络将院前120急救与院内专科急救相结合,建立事件发生地到医院急救中心的网络信息双向传输系统;大型综合医院的多院区、不同医院院间互联以及应急救治网络体系,从局域单元通过5G网络形成协同的网络连接,前期基于原有的平台架构进行拓展和升华。

  组网模式有两种可选,其一为一网两用, 即To B/To C混合组网,既能满足医院范围内个人用户的需求,也能通过UPF下沉实现医院医疗应用;其二为行业专网, To B单独组网,由运营商核心网直接对接院内网络,医院无线设备专享。从现阶段来看,兼顾了社会消费需求和医疗专业应用的一网两用显然更为实用,医院基于一网两用,相对于端到端专网能够更早地使用5G;运营商一网两用,可以获得To B、To C两类收入,结合5G医疗应用的标准化和规范化,可实现5G医院的快速部署、大量复制,从而以规模效应领跑5G To B实践。

  5G网络具备电信级高可靠性,目前有两种方案来保证网络的可靠性,医院可根据使用目的自行选择。方案一为pRRU、RHUB、BBU基带板和主控板实现1:1热备份;方案二为RHUB链路备份、pRRU点位考虑冗余设计、相邻pRRU实现互助组网。

  5G智慧医疗的发展离不开5G模组的发展,如果没有模组,终端将无法接入5G网络。从数据采集到传输、到无线网络,模组是重要的连接点。当前模组也在同步发展,第一阶段可以延续USB接口模式,大型医疗设备可采取集成形式,对于医生终端和个人工作站等现有医疗设备可采用外挂形式,通过USB接口外挂链接;第二阶段内置5G模组,如今也在快速发展中。

  5G在安全性上有完善的保障方案,通过服务域安全、完整性保护增强、网间漫游安全增强、统一认证架构来有效保护网络的安全性。此外,5G基于网络感知还可实现伪基站监测(防伪基站)和安全隧道的监管。

  5G辐射不会对健康造成威胁。辐射分为电离辐射和非电离辐射两种,我们日常接触到的一些辐射,比如手机、Wi-Fi、通信基站等都属于能量较低的非电离辐射。5G网络速度提高,并非依靠加大5G基站的发射功率,而是依靠扩容传输带宽而获得。在发射频率标准上,5G基站与4G基站的标准相同,都必须符合“小于40微瓦/平方厘米”的国家标准。5G微基站40uW/CM2的辐射,在中日友好医院实测辐射为8uW/cm2,辐射远低于家用电器。

  目前主要有两种交付模式,模式一为电信运营商提供5G To B场景化网络解决方案,医院信息化服务集成商提供第三方应用,运营商总集成;模式二为网络设备商提供5G To B场景化网络解决方案,医院信息化服务集成商总集成后提供给医疗企业客户。值得一提的是,在2019年10月《基于5G技术的医院网络建设标准》发布后,以《标准》为指导的行业解决方案目前已取得了不小突破,比如华为发布的LampSite EE面向企业提供5大能力集的行业解决方案,能够满足局部超大容量及高速上传需求、稳定在99.999%水平的超低时延需求,以及大量设备集中实时接入和高精度定位的需求。

  传统4G收费模式是按带宽流量收费,而5G更多的是引入服务,包括独立组网、网络切片、网络资源分配,是由制造商、服务商、运营商共同来提供的一种新型的服务方式,因此商业模式也变得多元化,诸如传统的流量付费、基于MEC节点服务的付费、技术支撑付费、知识库知识付费。目前整体的商业模式尚处于探讨阶段,有待各方共同协商。

  在对5G在医疗行业的创新与应用寄予厚望的同时,也要意识到医疗系统的特殊性。在演讲的最后,卢主任还提出了两个值得思考的观点。

  首先,医疗不同于电商,不怕一万就怕万一。因此医疗系统需要综合保障周全的成熟方案,需要考虑到万一的风险几率;并且智慧医疗由各类综合应用构成,有些应用可能在某些场景下实现但在推广中面临不少问题,不能以偏概全。

  其次,医疗不是商品,但要符合经济规律。医疗具有公益性、属于民生保障,既不能完全免费,也必须拒绝暴利、拒绝垄断;同时由于医疗不能以纯盈利为目标,回收成本周期较长;医疗需要行业准入,5G创新亦要符合法规准绳,并顺应医疗系统的发展规律。

  中国信息通信研究院医疗健康大数据和网络中心闵栋副主任作为此次网上讲座的主持人,也基于演讲、讨论和相关政策总结了5G智慧医疗后续发展的一些共识,比如进一步完善5G+医疗健康标准体系建设、开展5G+医疗健康应用试点、搭建5G医疗设备与模组的测试环境、加强网络安全和医疗服务质量保障等。

  可以说此次网上讲座对5G智慧医疗当前进展、环境形势以及网络建设的关注点进行了卓有成效的梳理、归纳与权威解读,并对接下来的发展作出指引。面向未来,经历了抗疫“大考”的5G智慧医疗,必将在“新基建”时代迎来一个整体性的飞跃,为国内外医疗、公共卫生服务提供更强有力的支撑,实现“5G+医疗”普惠大众的愿景,满足人民群众对美好生活的健康需求。