倪凌

【摘要】? ? 本文闡述了如何利用5G技術，結合智慧醫(yī)療的遠程診斷手段，協(xié)助篩查青少年脊柱健康，采集脊柱數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)分析呈現(xiàn)，實現(xiàn)家庭與學校結合預防，并延展為全人群的脊柱健康體系建設。

【關鍵詞】? ? 5G? ? 智慧醫(yī)療? ? 遠程診斷? ? 脊柱健康篩查

一、背景

5G時代，醫(yī)療健康服務的方向是智慧醫(yī)療，遠程診斷是國家5G+醫(yī)療健康發(fā)展戰(zhàn)略的重要一環(huán)。

5G技術已成為開啟新一輪技術革命的關鍵支點。從技術層面看，5G具備大帶寬、低延時、海量接入三大特點。5G大帶寬為醫(yī)療診斷帶來變革，支持4K視頻無損傳輸，如遠程多學科會診、遠程影像診斷、遠程病理診斷、遠程手術指導、醫(yī)學培訓等。5G低延時為醫(yī)療操控帶來變革，如遠程超聲、遠程手術等。5G借助網(wǎng)絡切片、邊緣計算技術，可實現(xiàn)業(yè)務靈活按需配置，滿足院內、院間、院外多場景5G醫(yī)療業(yè)務需求。

青少年身心健康是社會普遍關注的重要課題。脊柱側彎是青少年常見的致殘性畸形;目前國際文獻報道的青少年特發(fā)性脊柱側彎發(fā)病率為1-3%，對青少年健康危害巨大。

脊柱疾病早期發(fā)現(xiàn)、早期治療可以達到很好的預防作用，做好全面篩查是基礎。傳統(tǒng)篩查方式X光影像可以提供清晰的脊柱圖像，但存在電離輻射危害，不適合長期跟蹤測量?？梢圆捎霉鈱W三維人體背部測量系統(tǒng)來采集青少年的背部3D形貌圖，單人采集數(shù)據(jù)量達到1G，需要通過移動化、高帶寬的網(wǎng)絡和AI人工智能等新技術提供有效支持。5G網(wǎng)絡傳輸，在跨地域、大范圍、高頻次的工作環(huán)境中將高清數(shù)據(jù)實時上傳并結合人工智能系統(tǒng)將實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)采集，實時診斷，實時評估，實施隨訪，實時指導。我們將有機會建立一套全新的青少年脊柱健康防控體系，其意義之重大是不言而喻的。

二、實施方案

聚焦青少年的脊柱側彎健康篩查，5G+智慧醫(yī)療的遠程診斷體系包括四大部分：5G專網(wǎng)建設，篩查手段創(chuàng)新，脊柱側彎健康管理平臺，5G融合應用。

2.1 5G專網(wǎng)建設

5G+醫(yī)療健康遠程診斷專網(wǎng)，分為接入設備側、無線傳輸側、安全隔離側、業(yè)務側四個區(qū)域。

通過5G切片專網(wǎng)，醫(yī)療終端可在區(qū)域內實現(xiàn)安全接入，通過無線網(wǎng)高優(yōu)先級QoS調度+FLEXE獨享承載網(wǎng)硬通道+就近下沉 UPF，實現(xiàn)醫(yī)療應用快速訪問，資源優(yōu)享保障，數(shù)據(jù)安全隔離。

2.2篩查手段創(chuàng)新

篩查手段上主要做三個方面進行技術創(chuàng)新。

一是光學三維人體背部測量系統(tǒng)基于相位輔助三維成像方法，用于背部三維形貌的測量和記錄，根據(jù)所得數(shù)據(jù)可以準確生成人體背部的三維模型。使用時受測者以站立位姿勢，站立于成像單元前約0.6米處，通過投射光柵，拍攝多幀編碼圖像來獲得受測者背部的表面三維形貌信息。

二是基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡的脊柱側彎輔助診斷系統(tǒng)。將三維形貌數(shù)據(jù)作為輸入數(shù)據(jù)，將脊柱側彎的X光片影像結果和正常人群的超聲檢測結果作為判斷標簽，進而對構建的深度神經(jīng)網(wǎng)絡進行模型訓練，從而實現(xiàn)脊柱側彎陽性和陰性的二分類判斷。集成上述模型并進行訓練，最終實現(xiàn)基于深度學習和三維形貌特征的青少年脊柱側彎的正常、輕度和中重度的三分類問題。

三是脊柱健康數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。需要建立大規(guī)模人群的脊柱健康數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，并將采集的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一和規(guī)范化的管理。

2.3脊柱側彎健康管理平臺

脊柱側彎健康管理平臺應包含主數(shù)據(jù)管理、篩查APP、門診管理、康復治療管理、醫(yī)體融合+醫(yī)校結合、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析管理、微信小程序管理等七部分內容。

2.4 5G融合應用場景

在脊柱側彎診斷與治療中應用中，總體分為早篩診斷、檢查診斷、診治和康復三階段，5G技術在三個流程均與醫(yī)療專業(yè)設備和應用系統(tǒng)有關聯(lián)應用。

早篩診斷篩查階段：光學三維人體背部測量系統(tǒng)采集青少年的背部3D形貌圖，并通過內嵌在設備內的5G模塊將數(shù)據(jù)回傳至數(shù)據(jù)影像平臺，并由平臺AI軟件對云紋圖進行高速運算和分析，快速形成智能分析報告單。5G技術應用：數(shù)據(jù)安全采集、實時高速傳輸、5G 邊緣計算快速生成報告。

檢查診斷階段：對于已經(jīng)明顯出現(xiàn)脊柱異常的青少年，需要進一步進行采用EOS（即X光的拍攝）和診斷進行確診，對于在社康網(wǎng)點拍攝DR影像的青少年，需要通過5G嵌入式的仿真終端將影像傳送至遠端的會診醫(yī)生處，由會診醫(yī)生進行閱片會診，形成最終的影像報告。5G技術應用：專家移動會診、移動查房、居家遠程閱片。

診治和康復階段：確診青少年需要康復中心治療時，通過視頻影像終端將現(xiàn)場康復的數(shù)據(jù)和B超、影像傳送到脊柱健康中心本地，由脊柱健康中心指導現(xiàn)場的陪護人員對青少年進行治療過程中的溝通和優(yōu)化，并記錄相關治療結果。5G技術應用：遠程可視化康復訓練指導、遠程超聲、康復機器人、視頻終端、超聲設備等醫(yī)療健康設備接入5G醫(yī)療專網(wǎng)。

三、價值分析及意義

以深圳為例，全市約有在校中小學生150萬人，每年需脊柱側彎檢查的青少年高達100萬人數(shù)眾多的需求。通過5G+智慧醫(yī)療的遠程診斷的方式，融合開展青少年脊柱側彎篩查，解決了：

1.解決了傳統(tǒng)的檢測存在的工作量大、X光機對青少年的電離輻射危害等問題，解決了專業(yè)骨科醫(yī)生不足問題。

2.對于脊柱側彎的干預十分個性化，短則需要幾年，長則需要十幾年。利用5G網(wǎng)絡的優(yōu)勢結合人工智能，可實現(xiàn)實時評估、實時指導、高頻次數(shù)據(jù)采集與分析。從而徹底解決患者尋求幫助需要到醫(yī)院的問題，把形體治療融入日常生活。

3.可以對孩子們的日常運動與坐立行走的姿勢提出建議，將極大的有利于青少年良好的生活與運動習慣的建立，減少脊柱及運動系統(tǒng)疾病的發(fā)生。

4.可進一步建立綜合3D掃描、步態(tài)分析、運動捕捉技術為一體的脊柱及運動健康監(jiān)測站，放置在學校、社康、公共場所，對于改變頸肩腰腿痛等脊柱疾病高發(fā)的情況將起到十分積極的作用。

四、結束語

遠程診斷作為深度融合醫(yī)學、通信、計算機、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等領域的主流前沿技術，可顯著降低醫(yī)學互動與會診對時間和空間的要求，改善醫(yī)院醫(yī)療資源分布的均衡性。5G技術的大寬帶、低時延、高容量等技術優(yōu)勢，突破了遠程診斷靈活度差、傳輸質量差等應用瓶頸。利用5G+使優(yōu)勢學科能夠加快迅速發(fā)展和服務延伸至民眾，并實現(xiàn)醫(yī)療資源的靈活調配，提升各?？婆R床協(xié)同能力，做到遠程診斷全覆蓋。