甘興龍 楊英豪 陳皓宇

1.南方電網(wǎng)數(shù)字電網(wǎng)研究院 廣東 廣州 510000

2.中通服中?？萍加邢薰?廣東 廣州510630

1 引言

5G網(wǎng)絡作為互聯(lián)網(wǎng)新時代的新興技術,受到了國家的高度重視,指出要不斷提升公共服務的均等化、大眾化、便民化水平。隨著我國5G技術的迅速發(fā)展,以及與云計算、邊緣計算等技術的充分結合運用,使得5G+醫(yī)療產業(yè)具有優(yōu)秀的發(fā)展及應用前景,對推進深化醫(yī)藥衛(wèi)生體制改革、加快智慧醫(yī)療建設起到承上啟下的作用。傳統(tǒng)4G網(wǎng)絡的帶寬、時延、連接數(shù)不能很好的實現(xiàn)4K高清視頻及無損醫(yī)學影像數(shù)據(jù)的實時傳輸,無法實現(xiàn)遠程醫(yī)療的需求而5G網(wǎng)絡很好的彌補了這一缺點,同時結合上邊緣計算和云計算技術,可以有效實現(xiàn)高并發(fā)、數(shù)據(jù)隔離、網(wǎng)絡安全等需求,實現(xiàn)智慧醫(yī)療水平質的飛躍。

2 存在問題及發(fā)展方向

2.1 現(xiàn)狀及存在問題

隨著信息化建設在我國的快速推進,在互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療方面,國內現(xiàn)有醫(yī)療信息系統(tǒng)在建設與應用方面均存在一些不足:

2.1.1 遠程醫(yī)療硬件水平不足

目前遠程醫(yī)療技術受限于傳統(tǒng)的通信技術,如4G網(wǎng)絡帶寬較低、傳輸速率不足、時延較高等因素,使得在遠程會診、遠程手術等方面效果不佳,遠程醫(yī)療中不能獲取更為清晰準確的患者信息,不能做出更為準確判斷。而高時延的缺點使得在醫(yī)療過程中無法提供實時的數(shù)據(jù)交換,不能實時進行醫(yī)療指導。

2.1.2 遠程醫(yī)療人力消耗大

盡管5G技術的出現(xiàn)有效解決了醫(yī)療數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)碾y題,打破數(shù)據(jù)在時空上的限制,能夠在硬件水平上實現(xiàn)遠程醫(yī)療。但遠程醫(yī)療的治療效果仍然依賴于醫(yī)生的業(yè)務水平,同時勢必耗費醫(yī)生大量的時間與精力。

2.1.3 醫(yī)用網(wǎng)絡可靠性較低

在醫(yī)療行業(yè)快速發(fā)展的同時,其面臨的網(wǎng)絡信息安全風險也與日俱增,我國醫(yī)療行業(yè)的等級保護整體安全風險較高、安全防護水平較為落后,存在較多的安全隱患。而醫(yī)療信息安全要求嚴格,醫(yī)療數(shù)據(jù)保密性較高,因此亟須提升醫(yī)療系統(tǒng)的安全建設,強化網(wǎng)絡安全管理制度。

2.2 發(fā)展方向

針對上述存在的問題,基于5G網(wǎng)絡的智慧醫(yī)療平臺在建設過程中,應當從5G網(wǎng)絡特點、人工智能技術及云計算與大數(shù)據(jù)等方面考慮,明確基于5G網(wǎng)絡的智慧醫(yī)療平臺的建設需求及思路,利用5G技術具備高速率、大帶寬、低時延、廣連接等特點,使其具有遠程高清視頻等功能,有效的擴展智慧醫(yī)療平臺的功能。

基于5G網(wǎng)絡的智慧醫(yī)療平臺能夠充分發(fā)揮5G技術的優(yōu)點,創(chuàng)造更為豐富的醫(yī)療健康行業(yè)的應用,形成一個技術先進、效果明顯、性能優(yōu)越的5G應用,更好的擴展5G網(wǎng)絡的應用范圍,培養(yǎng)一個可推廣、可復制的5G醫(yī)療新模型、新業(yè)態(tài)。

3 5G智慧醫(yī)療平臺建設思路

建設基于5G網(wǎng)絡的智慧醫(yī)療平臺,能夠隨時隨地為異地患者進行遠程醫(yī)療,及時為患者提供有效且精準的治療,提升醫(yī)療單位的服務質量。通過對?？萍膊〉亩嘣卣鬟M行采集、醫(yī)療方法的選擇及后續(xù)醫(yī)療的信息進行分析與訓練,逐步建成一個智能化、精細化、規(guī)范化的醫(yī)療系統(tǒng)。

3.1 基于5G網(wǎng)絡的遠程醫(yī)療平臺

本文提出的醫(yī)療平臺包含遠程會診、遠程急救、遠程手術等功能,醫(yī)療系統(tǒng)通過5G網(wǎng)絡與專用邊緣網(wǎng)關,同時搭載緊急醫(yī)療平臺及智能物聯(lián)網(wǎng)設備,提升醫(yī)院診療流程的效率,并面向廣大患者與醫(yī)護人員。

相比于傳統(tǒng)通信技術,平臺使用的5G網(wǎng)絡一方面實現(xiàn)實時傳輸數(shù)據(jù)中的低時延,使得遠程手術、遠程會診成為現(xiàn)實。另一方面5G實現(xiàn)了大規(guī)模醫(yī)療數(shù)據(jù)的高可靠、高速度傳輸,使其在遠程醫(yī)療中能夠獲取更多高清的醫(yī)療數(shù)據(jù)信息,為患者提供更加準確的治療,大大提高遠程會診、遠程手術的效率與質量。

同時5G網(wǎng)絡與云計算相結合,將平臺部署至云端,為平臺提供了數(shù)據(jù)存儲與人工智能的支持,將數(shù)據(jù)經(jīng)本地UPF轉發(fā)至醫(yī)療平臺,解決了各個醫(yī)院間數(shù)據(jù)互通的問題,實現(xiàn)多模態(tài)醫(yī)用數(shù)據(jù)的融合,為遠程醫(yī)療提供一個很好的基礎。

5G網(wǎng)絡與邊緣計算相融合,能夠滿足遠程醫(yī)療的低時延及大寬帶的需求,采用多層級協(xié)同聯(lián)合的通信管理方法,采用邊緣接入網(wǎng)關和云服務器對醫(yī)療設備進行管理,對各類終端的異常進行及時響應和防御增強,提升網(wǎng)絡信息安全系數(shù)及鏈接效率,為建設5G智慧醫(yī)療平臺奠定堅實基礎。

3.2 智慧醫(yī)療平臺架構

基于5G網(wǎng)絡的智慧醫(yī)療平臺,其總體架構主要分為三個層面:平臺基礎層、服務架構層和服務用戶層。每層之間僅存在醫(yī)療數(shù)據(jù)信息的傳送關系,且各層之間的耦合度較低,因此各個層級的功能調整并不會相互影響。

3.2.1 平臺基礎層

基礎層作為平臺數(shù)據(jù)信息獲取的主要來源,是負責獲取數(shù)據(jù)與平臺接口連接,同時提供大數(shù)據(jù)分析、功能模塊管理等基礎支撐,在網(wǎng)絡安全方面實現(xiàn)用戶授權認證、敏感數(shù)據(jù)授權訪問、數(shù)據(jù)信息的安全交互、軟件應用認證等,并對所有涉密操作進行智能監(jiān)控及審計管理?；A層將對該層所有的模塊進行封裝,消除各個功能模塊間底層的差異性,并統(tǒng)一向平臺上層提供功能模塊接口。

3.2.2 服務架構層

架構層針對遠程醫(yī)療的需求特點,構建了一個遠程終端-邊緣計算-云平臺的架構,在數(shù)據(jù)獲取輸入的同時,結合入侵檢測算法與網(wǎng)絡安全防護算法,實現(xiàn)對于功能應用與數(shù)據(jù)信息的安全保護。利用邊緣服務器與云服務器為資源搜索、服務恢復、參數(shù)更新等提供支持,對易造成的安全入侵進行有效的恢復。

3.2.3 服務用戶層

用戶層是面向患者及醫(yī)護人員開放及提供服務的層級,能夠提供具有相應功能模塊的網(wǎng)頁及APP的界面,在功能上實現(xiàn)病理影像的高速傳輸及4K/8K高清視頻通信,通過5G醫(yī)療平臺實時傳輸患者的檢測數(shù)據(jù)信息實現(xiàn)只能輔助診斷,同時依托5G網(wǎng)絡與圖像識別技術,基于專病數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)分析與模型訓練,實現(xiàn)病理影像的機器智能化診斷。

4 結束語

綜上所述,在我國通信網(wǎng)絡進入5G快車道的時代,與此同時隨著云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等領域的高速發(fā)展,各個醫(yī)院的信息化建設將會大力提升醫(yī)療領域發(fā)展的前景,推動運用5G網(wǎng)絡提升醫(yī)療行業(yè)的基礎設施。因此,本文提出了基于5G網(wǎng)絡的智慧遠程醫(yī)療平臺的總體設計方案,為5G+醫(yī)療行業(yè)的發(fā)展提供方向,提升遠程醫(yī)療服務能力、質量與水平,改善患者的就醫(yī)質量與體驗,促進業(yè)務間充分協(xié)同發(fā)展,豐富5G網(wǎng)絡在醫(yī)療行業(yè)的應用場景。