你能想象吗?手术机器人能够在人工智能技术下“大显身手”、5G远程医疗让医生可以为几千公里之外的病人实施手术、大数据分析海量病例从而为医生提供合理化建议……
这些智慧医疗的种种应用场景,正走入我们的日常生活。目前,伊视贝也正在布局智慧医疗板块,助推5G智慧医疗便民服务再升级。
马云曾说过:“不要拒绝和你谈健康的人,未来势必大爆发的产业一定是大健康产业”。
美国两任总统经济顾问保罗•皮尔泽将健康产业称作是继IT产业之后的全球“财富第五波”。
何以见得?看下图:
从表中获悉,各行各业大佬纷纷通过自建或投资并购、跨界合作等形式进入智慧医疗健康这片战场。
20年前没有智慧医疗健康产业,如今巨大的智慧医疗健康产业却成了金融风暴中少数"不缩水"的行业之一。据相关部门测算,到2020年,中国健康服务业总规模将达到8万亿元以上。那么,什么是5G智慧医疗健康产业呢?
5G医疗健康产业快速崛起
5G 医疗健康是指以第五代移动通信技术为依托,充分利用有限的医疗人力和设备资源,同时发挥大医院的医疗技术优势。在疾病诊断、监护和治疗等方面提供的信息化、移动化和远程化医疗服务,创新智慧医疗业务应用,节省医院运营成本,促进医疗资源共享下沉,提升医疗效率和诊断水平,缓解患者看病难的问题,协助推进偏远地区的精准扶贫。
国内一些大型医疗机构的移动医疗服务平台初具规模。以华西医院、华西附二院为代表的龙头医疗机构,针对 5G 远程医疗、互联网医疗、应急救援、 医疗监管、 健康管理、 VR 病房探视等方面展开5G 智慧医疗探索与应用创新研究,一方面提升医疗供给,实现患者和医疗的信息连接,最大程度提高医疗资源效率,便利就医流程,另一方面医疗数据的价值被进一步挖掘,产生新的移动医疗应用服务。
5G,让智慧医疗更近一步
2008 年底, IBM 首次提出“智慧医院”概念,设想把物联网技术充分应用到医疗领域,建立以病人为中心的医疗信息管理和服务体系,旨在提升医疗护理效率、降低医疗开销和提升健康水平。目前,智慧医院的概念已经拓展到医疗信息互联、共享协作、临床创新、诊断科学等领域。
社会现状对医疗卫生服务提出新需求,城镇化的快速、持续推进加剧了城乡医疗水平的不均衡,城市医院寻求更加便捷、高效的智慧化手段缓解日益增大的巨量就诊压力,老龄化社会加剧、慢性病健康管理等问题,使得当下医院迫切寻找需要转变运营方式,《中国人类发展报告 2016》预测 2020 年 60 岁以上人口占总人口比重预期达到16.3%, 2030 年达到 23.0%,中国卫生和计划生育统计年鉴显示,中国慢性病患者从 2003 年到 2013 年十年间,患病率增长近 2 倍。从供给侧看,中国医疗资源供给持续不足且短时间难以补足,根据《“健康中国 2030”规划纲要》,中国 2020 年实现每千人口医生数 2.5 人,2030 年实现每千人口护士数 4.7 人,相比 2015 年每千人口医生数 2.21人和每千人口护士数 2.36 人已有较大提升,但从规划指标数值看,仍低于当前经合组织国家的平均数。因此,医疗机构也在不断探索,从移动医疗等新技术手段将服务延伸,从治疗者向健康管理者转变的方式。
技术进步实现医院智慧化建设,物联网、大数据、云计算、人工智能、传感技术的发展使得计算机处理数据的能力呈现数量级的增长,众多辅助决策、辅助医疗手段成为可能。在诊疗方面,人工智能级云计算技术通过对海量数据进行医学分析,辅助医护人员进行诊断,如AI 辅助影像信息处理,协助进行食道癌、肺癌、乳腺癌等的早期筛查,为医生决策提供数据支持。而移动通讯技术促进医院联合医疗保险、社会服务等部门,在诊前、诊中、诊后以及医疗支持等各个环节,对患者就医及医院服务流程进行简化,也使得医疗信息在患者、医疗设备、医院信息系统和医护人员间流动共享,让医护人员可以随时随地获取医疗信息,实现医疗业务移动办公,极大地提高了医疗工作效率。
未来智慧医疗以及智慧医院的建设受益于 5G Gbps 级别的速率、5ms-30ms 级别的低时延以及整合移动性与大数据分析的平台能力等,让每个人都享受及时便利的智慧医疗服务,满足人们对未来医疗的新需求,比如远程医疗、远程急救、远程门诊、智慧手术室、智慧病房、智慧导诊。并充分利用 5G MEC 的 MEC 能力,提供实时计算、低时延的医疗边缘云医疗服务,包括但不限于移动急救、 AI 辅助诊疗、虚拟现实、影像设备赋能等高价值应用场景。
四大技术架构解决看病难问题
5G 医疗整体架构可分为终端层、网络层、平台层和应用层四部分架构, 如下图所示。
▲5G 医疗技术架构图
1、终端层实现持续、全面、快速的信息获取。终端层主要是信息的发出端和接受端,它们既是信息采集的工具,也是信息应用所依附的载体。通过传感设备、可穿戴设备、感应设备等智能终端实现信息的采集和展示。包括机器人、智能手机、医疗器械、工业硬件等设备。
2、网络层实现实时、可靠、安全的信息传输。网络层是信息的传输媒介,是充分体现 5G 优越性的环节。通过分配于不同应用场景的独立网络或共享网络,实时高速、高可靠超低时延地实现通信主体间的信息传输。基于 5G 技术的医院信息化接入网络技术架构如下:
▲基于无线技术的医院信息化 5G 网络独立建网技术架构
▲基于无线技术的医院信息化网络与运营商联合 5G 建网技术架构
3、平台层实现智能、准确、高效的信息处理。平台层主要是实现信息的存储、运算和分析,起着承上启下的过渡作用,以 MEC、人工智能、云存储等新技术,将散乱无序的信息进行分析处理,为前端的应用输出有价值的信息。
4、应用层实现成熟、多样化、人性化的信息应用。应用层是 5G价值的集中体现,根据三大显著特征可以支撑不同的应用场景,如无线医疗监测与护理应用、医疗诊断与指导应用、远程操控应用等。
5G智慧医疗,未来多可期?
远程会诊 。 我国地域辽阔,医疗资源分布不均,农村或偏远地区的居民难以获得及时、高质量的医疗服务。传统的远程会诊采用有线连接方式进行视频通信,建设和维护成本高、移动性差。5G 网络高速率的特性,能够支持 4K/8K 的远程高清会诊和医学影像数据的高速传输与共享,并让专家能随时随地开展会诊,提升诊断准确率和指导效率,促进优质医疗资源下沉。
▲远程会诊方案架构
▲远程会诊应用场景
远程超声 。 与 CT、磁共振等技术相比, 超声的检查方式很大程度上依赖与医生的扫描手法,一个探头就类似于医生做超声检查时的眼睛,不同医生根据自身的手法习惯来调整探头的扫描方位,选取扫描切面诊断病人,最终检查结果也会有相应的偏差。由于基层医院往往缺乏优秀的超声医生,故需要建立能够实现高清无延迟的远程超声系统,充分发挥优质医院专家优质诊断能力,实现跨区域、跨医院之间的的业务指导、质量管控,保障下级医院进行超声工作时手法的规范性和合理性。
远程超声由远端专家操控机械臂对基层医院的患者开展超声检查,可应用于医联体上下级医院,及偏远地区对口援助帮扶,提升基层医疗服务能力。5G 的毫秒级时延特性,将能够支持上级医生操控机械臂实时开展远程超声检查。相较于传统的专线和 WiFi, 5G 网络能够解决基层医院和海岛等偏远地区专线建设难度大、成本高,及院内 WiFi 数据传输不安全、远程操控时延高的问题。
▲远程超声方案架构
远程手术 。 利用医工机器人和高清音视频交互系统,远端专家可以对基层医疗机构的患者进行及时的远程手术救治。5G 网络能够简化手术室内复杂的有线和 WiFi 网络环境,降低网络的接入难度和建设成本。利用 5G 网络切片技术,可快速建立上下级医院间的专属通讯通道, 有效保障远程手术的稳定性、实时性和安全性,让专家随时随地掌控手术进程和病人情况,实现跨地域远程精准手术操控和指导,对降低患者就医成本、助力优质医疗资源下沉具有重要意义。不仅如此,在战区、疫区等特殊环境下,利用 5G 网络能够快速搭建远程手术所需的通信环境,提升医护人员的应急服务能力。
▲远程手术方案架构
应急救援 。 当前, 急救医学在我国的发展还处于初级阶段且农村与城市地区发展极不平衡,诸多地方待改善, 急救医务人员结构不合理、设备配置不足等情况仍较严重, 在现场没有专科医生或全科医生的情况下,通过无线网络能够将患者生命体征和危急报警信息传输至远端专家侧,并获得专家远程指导,对挽救患者生命至关重要,并且远程监护也能够使医院在第一时间掌握患者病情,提前制定急救方案并进行资源准备,实现院前急救与院内救治的无缝对接。
通过 5G网络实时传输医疗设备监测信息、车辆实时定位信息、车内外视频画面,便于实施远程会诊和远程指导,对院前急救信息进行采集、处理、存储、传输、共享可充分提升管理救治效率,提高服务质量,优化服务流程和服务模式。基于大数据技术可充分挖掘和利用医疗信息数据的价值,并进行应用、评价、辅助决策,服务于急救管理与决策。5G 边缘医疗云可提供安全可靠医疗数据传输,实现信息资源共享、系统互联互通,为院前急救、智慧医疗提供强大技术支撑。
▲应急救援方案架构
远程示教 。 医疗教育指面向医疗卫生技术人员进行的教育培训,用户包括医疗、护理、医技人员。 医学继续教育主要分为会议讲座、病例讨论、技术操作示教、培训研讨、论文与成果发表等形式,可线下组织也可线上远程进行。 其中,基于音视频会议系统的教学平台主要用于进行病例讨论、病案分享等教学培训,基本功能为音视频会议系统和 PPT 分享;基于使用场景的教学平台除了音视频设备外,还需要结合具体场景对接相应的医学设备,如心脏导管室手术示教、神经外科手术示教、 B 超示教等;基于 AR/VR 的虚拟教学平台以 AR/VR 眼镜等可穿戴式设备为载体,结合 3D 数字化模型进行教学培训,对比传统方式,受教者的沉浸感更强,具备更多交互内容,相对使用成本更低。
5G 手术示教指通过对于医院手术相关病例进行直播、录播等形式进行教学培训,主要面向医院普外科、麻醉科、心外科、神外科等外科相关科室医疗技术人员,旨在提高外科相关科室医护人员案例经验及实操水平。5G 手术示教系统核心功能包括手术图像采集、手术转播、手术指导、手机等移动端应用等。
5G 医学示教系统适用于手术室内的多个业务场景,如示教室实时观摩手术,主任办公室观看指导手术,院外医联体医院观看手术,学术会议转播手术,移动端远程指导手术等。
▲远程示教方案架构
远程监护 。 远程监护是利用无线通信技术辅助医疗监护,实现对患者生命体征进行实时、连续和长时间的监测,并将获取的生命体征数据和危急报警信息以无线通信方式传送给医护人员的一种远程监护形式。依托 5G 低时延和精准定位能力,可以支持可穿戴监护设备在使用过程中持续上报患者位置信息,进行生命体征信息的采集、处理和计算,并传输到远端监控中心,远端医护人员可实时根据患者当前状态,做出及时的病情判断和处理。
▲远程监护方案架构
智慧导诊 。 随着医疗体制改革的不断深入,利用现代医疗信息化手段,优化就医流程,让广大患者有序、轻松就医已成为医院提高服务水平的迫切需求。 医院通过部署采用云-网-机结合的 5G 智慧导诊机器人,利用 5G 边缘计算能力,提供基于自然语义分析的人工智能导诊服务,可以提高医院的服务效率,改善服务环境,减轻大厅导诊台护士的工作量,减少医患矛盾纠纷,提高导诊效率。
▲智能机器人导诊系统
▲医护方案架构
智慧院区管理 。 患者体征实时监测、院内人员安全管理、医疗设备全生命周期管理是智慧医院建设中的共同诉求。利用 5G 海量连接的特性,构建院内医疗物联网,将医院海量医疗设备和非医疗类资产有机连接,能够实现医院资产管理、院内急救调度、医务人员管理、设备状态管理、门禁安防、患者体征实时监测、院内导航等服务,提升医院管理效率和患者就医体验。
▲智慧院区管理应用场景
AI 辅助诊疗 。 随着计算机技术和医学影像技术的不断进步,医学影像已逐渐由辅助检查手段发展成为现代医学最重要的临床诊断和鉴别诊断方法。5G 智慧医疗解决方案以 PACS 影像数据为依托,通过大数据+人工智能技术方案,构建 AI 辅助诊疗应用,对影像医学数据进行建模分析,对病情、病灶进行分析,为医生提供决策支撑,提升医疗效率和质量,能够很好的解决我国的医学影像领域存在诸多问题,比如:供给严重不平衡,影像科医生数量不足,尤其是具有丰富临床经验、高质量的医生十分短缺;诊断结果基本由影像科医生目测和经验决定,误诊、漏诊率高;受限于影像科医生读片速度,耗时较长等等。
▲AI 辅助诊疗解决方案架构