张 洁

(湖北公众信息产业有限责任公司，湖北 武汉 430070)

0 引言

如何构建高效的医疗卫生体制具有重要意义，纵观各国医疗卫生改革之路可以看出，尽管思路和方法有所不同，但在通过信息化手段全面构建并应用智慧医疗系统，更好地解决居民医疗卫生服务需求与服务供给的平衡方面都有着共同的期望。5G技术做为当前时代热点，构建起万物互联的核心基础能力，不仅带来更快更好的网络通信，更肩负起了赋能智慧医疗的历史使命。5G技术与智慧医疗结合能够将医疗服务延伸至医院之外，为解决居民医疗卫生服务需求与服务供给的平衡问题提供了有效的解决方案，为医疗行业的发展带来了新业态与新模式。本文旨在剖析二者之间的逻辑关系，深化“5G+智慧医疗”新兴业态与应用模式的认知。

1 5G的技术优势

5G即第五代移动通信技术(5th generation mobile networks或5th generation wireless systems，简称5G),代表了未来5-10年移动通信的发展方向。1G时代只能打电话，2G时代可以发短信，3G时代能够视频通话、上网，4G时代通话质量与上网速率的提升推动了互联网产业发展。1G至4G时代可以说均致力于为消费者提升用户体验，而5G与前几代移动通信技术之间的关键区别在于不仅关注人的连接，更关注产业应用，聚焦物与物的连接、人与物的连接，催生智能制造、无人驾驶、远程医疗等更广泛的行业应用场景。

2015年9月，国际电信联盟无线电通信局(ITU-R)明确定义了5G需要具备八大关键能力指标，即峰值速率达到20Gbit/s、用户体验速率达到100Mbit/s、移动性达到500km/h、时延达到1ms、连接密度每平方公里达到106、流量密度每平方米达到10Mbit/s、能效比IMT-A提升100倍、频谱效率比IMT-A提升3倍，同时给出了三类典型应用场景定义，包括增强型移动宽带(eMBB)、超可靠低延迟通信(uRLLC)、海量物联(mMTC)。

1.1 增强型移动宽带

eMBB场景主要针对普通用户，简单来讲，就是能够显著提升用户的上网体验，集中表现为超高的数据传输速率，广覆盖下的移动性保证等。通过如下两种技术：一是收集基站天线信号的大规模天线技术；二是将天线信号发出的具有高度指向性的电波传送给手机终端的波束成型技术，5G能够用更大的电波群传送数据，从而提供超过4G时代10倍以上的大带宽。具体来说，用户下坡(从基站朝手机终端的通信传送)速率可提升至1Gbit/S(4G最高为10Mbit/S)，用户上坡(从手机终端朝基站的通信传送)速率可提升至100Mbit/S,意味着5G用户可以轻松享受在线4K/8k视频以及虚拟现实(VR)/增强现实(AR)视频。

1.2 超可靠低延迟通信

uRLLC场景能够支持高可靠应用，通过帧结构的优化设计、切片分布式的网络架构以及集中单元(CU)/分布单元(DU)的分布式管理等多种手段，可以有效降低延迟，响应时间从4G平均50毫秒(0.05s)降低到1～2毫秒(0.001-0.002s)， 这意味着用户可以在1秒内加载完整个网页，这对于普通人可能没有明显的感知，但5G的超低延迟优势在工业制造、VR、游戏、医疗机构、自动驾驶等需要快速响应的场景发挥巨大作用。

1.3 海量物联

mMTC场景能够支持智慧城市、智能家居等海量连接的应用。4G通信技术更多的是针对移动通话、视频等消费者运用场景，一座基站有时会出现100部左右的终端同时接入就会因为过于拥挤而无法接通的情况，不适应大规模的物联网场景数据传输，而mMTC技术是专门针对解决4G技术这一缺陷而产生的，一个5G基站可同时接入10000部左右的终端，解决了物联网传输通信技术要求保持连接的数据量大、支持高并发和多通道数据传输处理能力的问题。

2 5G带来的影响

根据《GSMA：2019年全球移动经济报告》提供的数据，2019年底中国5G用户达到500万，预测到2025年，中国5G用户数将达到8.07亿，占所有移动用户的47%。可以说，5G将构成全球迈向“智联万物”时代的重要组成部分，借助5G的超高性能，结合云计算、物联网、大数据、AI等新兴技术，将给各行各业带来一场颠覆性的变革，助力各行业加快数字化转型。

在国家层面，面对5G发展的重大机遇，政府把5G视为实施国家创新驱动发展战略的重要抓手之一，5G不但可以为大数据中心、人工智能、工业互联网等其他基础设施提供网络支撑，同时5G作为集通信、运算和存贮三位一体的新型信息网，还可以为各行各业快速赋能大数据、云计算等数字科技，2017年，5G首次被写入政府工作报告，2020年3月将5G列为新基建之首，对推动5G发展做出明确部署，加快5G网络、数据中心等新型基础设施建设进度，各地方政府也纷纷出台鼓励5G发展的各项政策。中国信息通信研究院发布的《5G经济社会影响白皮书》指出，预计2030年，5G带动的直接产出将达到3.6万亿元，经济增长值达到2.9万亿元，就业岗位将增加800万个。

在行业层面，5G核心价值体现在推动传统的3C(即计算机、通信、消费电子)向新3C转变。新3C第一个“C”是连接(Connection)，泛在连接带来的永远在线将为各行各业以及全社会的智能化发展提供基础；第二个“C”是控制(Control)，5G的通信交互将承载各种各样的控制信息，通过控制去实现工业自动化、远程手术、远程施工、远程驾驶等行业应用需求；第三个“C”是融合(Convergence)，5G将会与各行各业垂直领域产生深度融合，这种融合会催生许多新的业务，产生新的物种。5G的新3C赋予了行业数字化传输“神经中枢系统”，对资源配置、产品结构、生产效益，甚至运营模式等带来改变，从而加速数字化转型，带动行业发展的外溢性更强。

在消费者层面，5G将提供超高清视频、新一代社交网络、浸入式游戏等，促进人与人交互方式的进一步升级。还将通过虚拟现实，为音乐会、运动赛事等带来身临其境的新体验。当然，5G对我们生活的改变，远远不止这些，5G结合人工智能技术，应用无人机、高清摄像、传感器等手段，将推动以5G为核心的泛在智能基础设施与城市治理深度融合，5G将逐步渗透到城市的每一个细胞，包括水、电、气、道路、航道等各个方面，助力城市治理水平极大提升，为社会中每个人带来美好生活。

3 5G技术在智慧医疗中的应用

5G技术在智慧医疗领域的应用涵盖院前、院中、院后，为解决我国医疗资源分布不均衡等问题提供了有效的解决途径。疫情“黑天鹅”，让全国人民陷入“围城”之中，与此同时，5G及相关技术应用在抗击疫情的过程中，发挥出了巨大的能量，对于5G+智慧医疗应用在各大医院落地而言，相当于按下了“加速键”。

3.1 远程诊疗

目前5G+智慧医疗应用主要分为监测类、示教类、指导类、远程控类。其中监测类、示教类、指导类的5G医疗应用技术难度相对较小，且安全风险系数低，与商用比较接近，其代表性应用就是远程诊疗。在抗击疫情过程中，医院资源紧张、感染风险高，远程诊疗跨越了时间和距离的阻隔，不仅在疫情防治中发挥重要作用，也让患者在第一时间得到医疗帮助。武汉雷神山、火神山医院与北上广多家医院共同开展远程会诊，采用5G连线，把相隔上百公里的4域连接起来，进行远程CT协作，为重症患者的CT影像远程标注与研讨，并给出诊断方案；武汉协和医院第一时间开辟了5G远程会诊室，将武汉前线“战场”与北京专家团无缝衔接；援鄂国家远程医疗队组织完成多场海内外多学科远程会诊。

3.2 远程手术

远程医疗进一步深入就是远程手术。将虚拟现实技术与5G技术结合，可以使得医生根据传来的现场影像来进行手术操作，其一举一动可转化为数字信息传递至远程患者处，控制当地的医疗器械动作。2019年4月，广东省人民医院利用5G技术，成功连接400公里外的广东省偏远地区医院手术室，完成心脏外科手术；2019年6月，全球首例5G+机器人多中心远程实时骨科手术在北京积水潭医院成功完成，医生在5G技术的支持下，同时远程操控位于浙江嘉兴和山东烟台两台机器人，完成了两台跨越千里的手术。但是我们也必须看到，如果因为通信故障导致手术过程突然中断，甚至导致致命事故，从患者心理接受能力这一角度来看，远程手术从实验步入现实还面临极大困难，同时相关法律法规也还需完善。

3.3 辅助护理

在人口加速老龄化的今天，先进的医疗方式将是老龄化社会的重要保障，5G技术让远程辅助护理成为可能。通过5G连接到AI医疗辅助系统，利用5G技术所具有的高可靠、低时延特性，可以对远端传感器传来的信息进行实时解析判断，让医疗行业有机会开展个性化医疗咨询服务，甚至与机器人技术相结合，驱动机器进行处理。日本由于护理人员不足和护理需求不断增多，人们对护理机器人的期待不断增强，如为步行困难者提供的护理小轮车，与5G技术结合后，可以自行行驶到所要去的房间，出现问题时家人能够及时操控并介入；疫情期间浙江省人民医院专家，通过5G连线，手柄操作，远程控制700多公里外的武汉方舱医院患者床边的超声机器人，为新冠肺炎患者进行超声检查，有效降低了医护人员被感染的风险。所以说机器人技术与5G技术的结合将会成为5G很有前途的场景之一，特别在护理领域具有高度可用性。

4 智慧医疗领域5G融合应用中的挑战

当前，我国智慧医疗领域5G融合应用的产业政策环境持续优化，各环节技术不断升级，应用场景不断丰富，但在行业深度融合应用、标准体系建设、法律法规等层面仍存在一定挑战。

在技术层面，5G+智慧医疗的融合应用成熟度需提高，目前5G融合应用尚处于探索期，融合创新的具体需求尚不完善，需要对不同应用场景的成熟度以及通信基础升级需求进行系统化论证研究，统筹分散化的细节要求和标准。在5G场景模拟和实验过程中，某些场景存在设定过于简单和理想化的问题，缺乏产业链上下游环节的一些细节考虑。同时我国“5G+智慧医疗”标准体系也不够完善，医疗行业与5G融合标准呈现了一定的碎片化现象，各种企业标准、行业标准、地方标准没有实现统一规范与使用，如何利用好技术标准是需要深入思考的问题。

在经济层面，商业模式待探索。5G建设投入巨大，为了达到理想的响应速度，5G基站数量将至少是4G基站的2倍，功耗则是4G基站的3倍，单从基站建设角度测算，5G投资大约是4G投资的1.5倍，对于运营商来说，以流量资费收入的商业模式在4G时代已经到了天花板，需要新的模式来增加收入收回投资。目前5G与各行各业采取共享共建模式，以试点为主，商业合作模式尚不明朗，需要运营商与医疗行业共同探讨和挖掘。

在网络层面，5G融合应用给网络安全带来严峻的考验，5G技术是采用基于云和IP的全新技术架构，一切相关连接都将入网，这对5G的安全构架带来了全新挑战，如远程医疗中的个人信息、实时通道的安全保障等；同时5G的网络切片技术、虚拟化技术将增加网络的开放程度和跨网安全风险，这也是需要持续关注的重点之一。

在应用层面，目前5G+智慧医疗的融合应用产业链中，高质量的行业应用解决方案提供商环节较弱，随着5G医疗的快速发展，医院将对不同应用场景提出对网络延时、带宽和安全不同的要求。行业应用解决方案提供商提供网络部署架构、网络配置方案、安全边界等服务的能力亟待加强。同时随着5G+智慧医疗的融合应用场景丰富，医疗行业需要不断加强与交通、农业、环境等各部门间的沟通协调，对各行业5G标准融合性带来新的挑战。

在政策层面，法律法规还需完善，与传统社会相比，5G带来的智慧医疗应用场景需考虑系列法律问题：如何满足业务场景网络共享和基础架构的需求；一旦涉及医疗事故，如何确认各方的责任；数量将流向何处；如何保护个人隐私。因此5G技术的发展和5G+智慧医疗的融合应用场景的丰富将需要法律、风险和法规环境来发展和适应。

5 结语

综上所述,无论是5G技术的发展,还是智慧医疗的需求,5G技术与智慧医疗进行结合已是时代潮流，5G技术打破了传统的网络架构限制，为智慧医疗业务场景赋予了高带宽、低时延和承载海量连接的能力，能够从一定程度上解决传统医疗行业居民医疗卫生服务需求和服务供给的平衡问题，提高医疗服务水平和效率。但同时也要理性应对5G+智慧医疗的融合应用成熟过程中，引发的大量问题，建立跨行业、跨部门的协调推进机制，明确5G+智慧医疗应用的发展规划和具体行动计划，围绕技术、标准、法规、政策、产业等方面与5G商用部署实现全方位协同，建设良好的智慧医疗居民卫生体系。