你能想象嗎?手術機器人能夠在人工智能技術下“大顯身手”、5G遠程醫療讓醫生可以為幾千公里之外的病人實施手術、大數據分析海量病例從而為醫生提供合理化建議……
這些智慧醫療的種種應用場景,正走入我們的日常生活。目前,伊視貝也正在布局智慧醫療板塊,助推5G智慧醫療便民服務再升級。
馬云曾說過:“不要拒絕和你談健康的人,未來勢必大爆發的產業一定是大健康產業”。
美國兩任總統經濟顧問保羅?皮爾澤將健康產業稱作是繼IT產業之后的全球“財富第五波”。
何以見得?看下圖:
從表中獲悉,各行各業大佬紛紛通過自建或投資并購、跨界合作等形式進入智慧醫療健康這片戰場。
20年前沒有智慧醫療健康產業,如今巨大的智慧醫療健康產業卻成了金融風暴中少數"不縮水"的行業之一。據相關部門測算,到2020年,中國健康服務業總規模將達到8萬億元以上。那么,什么是5G智慧醫療健康產業呢?
5G醫療健康產業快速崛起
5G 醫療健康是指以第五代移動通信技術為依托,充分利用有限的醫療人力和設備資源,同時發揮大醫院的醫療技術優勢。在疾病診斷、監護和治療等方面提供的信息化、移動化和遠程化醫療服務,創新智慧醫療業務應用,節省醫院運營成本,促進醫療資源共享下沉,提升醫療效率和診斷水平,緩解患者看病難的問題,協助推進偏遠地區的精準扶貧。
國內一些大型醫療機構的移動醫療服務平臺初具規模。以華西醫院、華西附二院為代表的龍頭醫療機構,針對 5G 遠程醫療、互聯網醫療、應急救援、 醫療監管、 健康管理、 VR 病房探視等方面展開5G 智慧醫療探索與應用創新研究,一方面提升醫療供給,實現患者和醫療的信息連接,最大程度提高醫療資源效率,便利就醫流程,另一方面醫療數據的價值被進一步挖掘,產生新的移動醫療應用服務。
5G,讓智慧醫療更近一步
2008 年底, IBM 首次提出“智慧醫院”概念,設想把物聯網技術充分應用到醫療領域,建立以病人為中心的醫療信息管理和服務體系,旨在提升醫療護理效率、降低醫療開銷和提升健康水平。目前,智慧醫院的概念已經拓展到醫療信息互聯、共享協作、臨床創新、診斷科學等領域。
社會現狀對醫療衛生服務提出新需求,城鎮化的快速、持續推進加劇了城鄉醫療水平的不均衡,城市醫院尋求更加便捷、高效的智慧化手段緩解日益增大的巨量就診壓力,老齡化社會加劇、慢性病健康管理等問題,使得當下醫院迫切尋找需要轉變運營方式,《中國人類發展報告 2016》預測?2020 年 60 歲以上人口占總人口比重預期達到16.3%,?2030 年達到 23.0%,中國衛生和計劃生育統計年鑒顯示,中國慢性病患者從 2003 年到 2013 年十年間,患病率增長近 2 倍。從供給側看,中國醫療資源供給持續不足且短時間難以補足,根據《“健康中國 2030”規劃綱要》,中國 2020 年實現每千人口醫生數 2.5 人,2030 年實現每千人口護士數 4.7 人,相比 2015 年每千人口醫生數 2.21人和每千人口護士數 2.36 人已有較大提升,但從規劃指標數值看,仍低于當前經合組織國家的平均數。因此,醫療機構也在不斷探索,從移動醫療等新技術手段將服務延伸,從治療者向健康管理者轉變的方式。
技術進步實現醫院智慧化建設,物聯網、大數據、云計算、人工智能、傳感技術的發展使得計算機處理數據的能力呈現數量級的增長,眾多輔助決策、輔助醫療手段成為可能。在診療方面,人工智能級云計算技術通過對海量數據進行醫學分析,輔助醫護人員進行診斷,如AI 輔助影像信息處理,協助進行食道癌、肺癌、乳腺癌等的早期篩查,為醫生決策提供數據支持。而移動通訊技術促進醫院聯合醫療保險、社會服務等部門,在診前、診中、診后以及醫療支持等各個環節,對患者就醫及醫院服務流程進行簡化,也使得醫療信息在患者、醫療設備、醫院信息系統和醫護人員間流動共享,讓醫護人員可以隨時隨地獲取醫療信息,實現醫療業務移動辦公,極大地提高了醫療工作效率。
未來智慧醫療以及智慧醫院的建設受益于?5G Gbps?級別的速率、5ms-30ms?級別的低時延以及整合移動性與大數據分析的平臺能力等,讓每個人都享受及時便利的智慧醫療服務,滿足人們對未來醫療的新需求,比如遠程醫療、遠程急救、遠程門診、智慧手術室、智慧病房、智慧導診。并充分利用 5G MEC 的 MEC 能力,提供實時計算、低時延的醫療邊緣云醫療服務,包括但不限于移動急救、 AI 輔助診療、虛擬現實、影像設備賦能等高價值應用場景。
四大技術架構解決看病難問題
5G 醫療整體架構可分為終端層、網絡層、平臺層和應用層四部分架構,?如下圖所示。
▲5G 醫療技術架構圖
1、終端層實現持續、全面、快速的信息獲取。終端層主要是信息的發出端和接受端,它們既是信息采集的工具,也是信息應用所依附的載體。通過傳感設備、可穿戴設備、感應設備等智能終端實現信息的采集和展示。包括機器人、智能手機、醫療器械、工業硬件等設備。
2、網絡層實現實時、可靠、安全的信息傳輸。網絡層是信息的傳輸媒介,是充分體現 5G 優越性的環節。通過分配于不同應用場景的獨立網絡或共享網絡,實時高速、高可靠超低時延地實現通信主體間的信息傳輸。基于 5G 技術的醫院信息化接入網絡技術架構如下:
▲基于無線技術的醫院信息化 5G 網絡獨立建網技術架構
▲基于無線技術的醫院信息化網絡與運營商聯合 5G 建網技術架構
3、平臺層實現智能、準確、高效的信息處理。平臺層主要是實現信息的存儲、運算和分析,起著承上啟下的過渡作用,以 MEC、人工智能、云存儲等新技術,將散亂無序的信息進行分析處理,為前端的應用輸出有價值的信息。
4、應用層實現成熟、多樣化、人性化的信息應用。應用層是 5G價值的集中體現,根據三大顯著特征可以支撐不同的應用場景,如無線醫療監測與護理應用、醫療診斷與指導應用、遠程操控應用等。
5G智慧醫療,未來多可期?
遠程會診?。?我國地域遼闊,醫療資源分布不均,農村或偏遠地區的居民難以獲得及時、高質量的醫療服務。傳統的遠程會診采用有線連接方式進行視頻通信,建設和維護成本高、移動性差。5G 網絡高速率的特性,能夠支持 4K/8K 的遠程高清會診和醫學影像數據的高速傳輸與共享,并讓專家能隨時隨地開展會診,提升診斷準確率和指導效率,促進優質醫療資源下沉。
▲遠程會診方案架構
▲遠程會診應用場景
遠程超聲?。?與 CT、磁共振等技術相比, 超聲的檢查方式很大程度上依賴與醫生的掃描手法,一個探頭就類似于醫生做超聲檢查時的眼睛,不同醫生根據自身的手法習慣來調整探頭的掃描方位,選取掃描切面診斷病人,最終檢查結果也會有相應的偏差。由于基層醫院往往缺乏優秀的超聲醫生,故需要建立能夠實現高清無延遲的遠程超聲系統,充分發揮優質醫院專家優質診斷能力,實現跨區域、跨醫院之間的的業務指導、質量管控,保障下級醫院進行超聲工作時手法的規范性和合理性。
遠程超聲由遠端專家操控機械臂對基層醫院的患者開展超聲檢查,可應用于醫聯體上下級醫院,及偏遠地區對口援助幫扶,提升基層醫療服務能力。5G 的毫秒級時延特性,將能夠支持上級醫生操控機械臂實時開展遠程超聲檢查。相較于傳統的專線和 WiFi, 5G 網絡能夠解決基層醫院和海島等偏遠地區專線建設難度大、成本高,及院內 WiFi 數據傳輸不安全、遠程操控時延高的問題。
▲遠程超聲方案架構
遠程手術?。?利用醫工機器人和高清音視頻交互系統,遠端專家可以對基層醫療機構的患者進行及時的遠程手術救治。5G 網絡能夠簡化手術室內復雜的有線和 WiFi 網絡環境,降低網絡的接入難度和建設成本。利用 5G 網絡切片技術,可快速建立上下級醫院間的專屬通訊通道,?有效保障遠程手術的穩定性、實時性和安全性,讓專家隨時隨地掌控手術進程和病人情況,實現跨地域遠程精準手術操控和指導,對降低患者就醫成本、助力優質醫療資源下沉具有重要意義。不僅如此,在戰區、疫區等特殊環境下,利用 5G 網絡能夠快速搭建遠程手術所需的通信環境,提升醫護人員的應急服務能力。
▲遠程手術方案架構
應急救援?。?當前, 急救醫學在我國的發展還處于初級階段且農村與城市地區發展極不平衡,諸多地方待改善, 急救醫務人員結構不合理、設備配置不足等情況仍較嚴重, 在現場沒有專科醫生或全科醫生的情況下,通過無線網絡能夠將患者生命體征和危急報警信息傳輸至遠端專家側,并獲得專家遠程指導,對挽救患者生命至關重要,并且遠程監護也能夠使醫院在第一時間掌握患者病情,提前制定急救方案并進行資源準備,實現院前急救與院內救治的無縫對接。
通過 5G網絡實時傳輸醫療設備監測信息、車輛實時定位信息、車內外視頻畫面,便于實施遠程會診和遠程指導,對院前急救信息進行采集、處理、存儲、傳輸、共享可充分提升管理救治效率,提高服務質量,優化服務流程和服務模式。基于大數據技術可充分挖掘和利用醫療信息數據的價值,并進行應用、評價、輔助決策,服務于急救管理與決策。5G 邊緣醫療云可提供安全可靠醫療數據傳輸,實現信息資源共享、系統互聯互通,為院前急救、智慧醫療提供強大技術支撐。
▲應急救援方案架構
遠程示教?。?醫療教育指面向醫療衛生技術人員進行的教育培訓,用戶包括醫療、護理、醫技人員。?醫學繼續教育主要分為會議講座、病例討論、技術操作示教、培訓研討、論文與成果發表等形式,可線下組織也可線上遠程進行。?其中,基于音視頻會議系統的教學平臺主要用于進行病例討論、病案分享等教學培訓,基本功能為音視頻會議系統和 PPT 分享;基于使用場景的教學平臺除了音視頻設備外,還需要結合具體場景對接相應的醫學設備,如心臟導管室手術示教、神經外科手術示教、 B 超示教等;基于 AR/VR 的虛擬教學平臺以 AR/VR 眼鏡等可穿戴式設備為載體,結合 3D 數字化模型進行教學培訓,對比傳統方式,受教者的沉浸感更強,具備更多交互內容,相對使用成本更低。
5G 手術示教指通過對于醫院手術相關病例進行直播、錄播等形式進行教學培訓,主要面向醫院普外科、麻醉科、心外科、神外科等外科相關科室醫療技術人員,旨在提高外科相關科室醫護人員案例經驗及實操水平。5G 手術示教系統核心功能包括手術圖像采集、手術轉播、手術指導、手機等移動端應用等。
5G 醫學示教系統適用于手術室內的多個業務場景,如示教室實時觀摩手術,主任辦公室觀看指導手術,院外醫聯體醫院觀看手術,學術會議轉播手術,移動端遠程指導手術等。
▲遠程示教方案架構
遠程監護?。?遠程監護是利用無線通信技術輔助醫療監護,實現對患者生命體征進行實時、連續和長時間的監測,并將獲取的生命體征數據和危急報警信息以無線通信方式傳送給醫護人員的一種遠程監護形式。依托 5G 低時延和精準定位能力,可以支持可穿戴監護設備在使用過程中持續上報患者位置信息,進行生命體征信息的采集、處理和計算,并傳輸到遠端監控中心,遠端醫護人員可實時根據患者當前狀態,做出及時的病情判斷和處理。
▲遠程監護方案架構
智慧導診?。?隨著醫療體制改革的不斷深入,利用現代醫療信息化手段,優化就醫流程,讓廣大患者有序、輕松就醫已成為醫院提高服務水平的迫切需求。?醫院通過部署采用云-網-機結合的 5G 智慧導診機器人,利用 5G 邊緣計算能力,提供基于自然語義分析的人工智能導診服務,可以提高醫院的服務效率,改善服務環境,減輕大廳導診臺護士的工作量,減少醫患矛盾糾紛,提高導診效率。
▲智能機器人導診系統
▲醫護方案架構
智慧院區管理?。?患者體征實時監測、院內人員安全管理、醫療設備全生命周期管理是智慧醫院建設中的共同訴求。利用 5G 海量連接的特性,構建院內醫療物聯網,將醫院海量醫療設備和非醫療類資產有機連接,能夠實現醫院資產管理、院內急救調度、醫務人員管理、設備狀態管理、門禁安防、患者體征實時監測、院內導航等服務,提升醫院管理效率和患者就醫體驗。
▲智慧院區管理應用場景
AI 輔助診療?。?隨著計算機技術和醫學影像技術的不斷進步,醫學影像已逐漸由輔助檢查手段發展成為現代醫學最重要的臨床診斷和鑒別診斷方法。5G 智慧醫療解決方案以 PACS 影像數據為依托,通過大數據+人工智能技術方案,構建 AI 輔助診療應用,對影像醫學數據進行建模分析,對病情、病灶進行分析,為醫生提供決策支撐,提升醫療效率和質量,能夠很好的解決我國的醫學影像領域存在諸多問題,比如:供給嚴重不平衡,影像科醫生數量不足,尤其是具有豐富臨床經驗、高質量的醫生十分短缺;診斷結果基本由影像科醫生目測和經驗決定,誤診、漏診率高;受限于影像科醫生讀片速度,耗時較長等等。
▲AI?輔助診療解決方案架構