什么是5G呢？5G的英文名稱是Fifth-generation。它是第五代移動通信技術的簡稱，它結合了4G、Wi-Fi、終端連接和毫米波的網絡技術，同時還運用了云的基礎架構、邊緣智能服務和虛擬化網絡核心等技術。5G不僅是4G的一個簡單延伸，而且是一個真正意義上的融合網絡，它帶給我們最直接的感受就是：更快的速度，更穩定的連接與更大的容量。

1與傳統4G比較

先來講一下通信技術，通訊主要分為兩種：有線通信和無線通信。人們之間打電話，信息數據要么在實物上傳播（看得見、摸得著），要么在空中傳播（看不見、摸不著）。在有線介質上傳播數據，提高速度相對容易。實驗室環境下測試，單條光纖最大速度已達到了26Tbps，是傳統網線的兩萬六千倍。而空中傳播這部分，才是移動通信的瓶頸！

所以，5G的重點是研究無線這部分的瓶頸突破。我們目前的手機主要是使用電波進行通信，它的頻率資源是有限的。為了避免干擾和沖突，我們在電波這條公路上進一步劃分車道。一直以來，我們主要是用中頻~超高頻進行手機通信。目前主流的4G LTE，屬于超高頻和特高頻。隨著1G、2G、3G、4G的發展，使用的頻率是越來越高的。原因是頻率越高，速度越快，頻率越高，車道（頻段）越寬。簡單說就是：更高的頻率帶來更大的帶寬，也就帶來更快的速度。

5G與4G網絡相比最大的區別在于：一是速率高：4G網絡最大網速峰值可以達到1G的上網速率，而5G則可以最高達到幾十G，甚至更高，速率可以達到前者的上百倍。舉個簡單的例子：目前在4G網絡環境下載一部高清電影大概需要5~10分鐘，如果用5G網絡，也許就需要1秒，甚至更少的時間。二是延時低：5G網絡的延時從4G的50毫秒左右降到了1毫秒，反應速度快了，意味著能夠更好地支持物聯網應用。比如現在的自動駕駛汽車，測試的速度基本都不會超過60Km/h。為什么呢？如果速度太快，從發出指令到汽車收到指令這段時間，受網絡延時的影響，自動駕駛汽車說不定已經和其他汽車碰撞了。5G網絡的低延時會讓無人駕駛汽車更加安全。三是高容量：雖然4G網絡已經開始使用MIMO（英文全稱是Multiple-Input Multiple-Output，意為“多進多出”）技術，但是由于4G網絡的天線比較大，一般都是用4天線、8天線居多，并沒有做到“大規模、海量”的Massive MIMO天線。而5G網絡則可以放入更多的天線，也就成為了加強版的Massive（海量的）MIMO技術。當頻率處于30Ghz時，基站最多可使用256個天線同時收發信號，因此可以將移動網絡的帶寬容量提升數十倍乃至更大。

2 5G在醫療方面的應用

目前，5G在醫療健康領域尚處于試驗測試階段，通過在部分醫院部署5G網絡環境，嘗試其在醫療場景的應用方式、應用流程、應用效果等。那些涉及大量數據傳輸、需要高清視頻、對信息傳輸時延要求短、設備的投入數量主要是高清視訊設備、PDA的少量設備，且醫療安全風險較低的醫療場景，5G才能充分發揮其所具備的優勢。

經過收集整理，5G在醫療健康領域下一個階段的落地場景主要有以下幾個方面：

2.1遠程醫療應用場景

2.1.1移動急救

急救人員、救護車、應急指揮中心和醫院之間通過相互溝通協作開展的醫療急救服務。信息采集、數據處理和傳輸效率成為移動急救面臨的主要難題。在急救現場，救援人員需要對患者進行初步檢查，并將相關檢查結果實時傳送到應急指揮中心和醫院。同時需要根據患者的傷病情況，醫院專家通過移動設備提供遠程指導，救援人員實施初步救治，為后續的醫院治療打下基礎。在運輸過程中，還需要將患者生命體征數據、電子病歷信息等上傳到遠程系統，便于專家第一時間掌握患者相關情況。急救人員需要與指揮中心、專家保持視頻通話，需要低時延才能保證實時性和同步性，這就更需要5G提供的超低時延性能。在移動急救過程中，5G可以保證醫生對前端情況的實時動態掌控，可以為急救醫生或前端機器人提供準確指導和操控。同時需要連接生命體征監護儀、心電圖機、除顫監護儀、血液分析儀等諸多設備，保證各類連接主體進行正常通信，在提高效率的同時盡可能的減少醫療安全事故的發生。

未來在5G環境下，從超級急救車到達患者身邊那一刻起，一路上，救護車的實時位置、患者的基本信息和實時生命體征都能集成展示，包括患者的體征數據、監護影像以及現場的環境和施救過程等，都會以視頻的形式“毫秒級”速度實時傳到醫院。這意味著，急救車還沒到醫院，急診科醫生就能制定救治方案，甚至手術室和配置已經準備好了，為患者贏得了寶貴的搶救時間。

2.1.2遠程診斷

遠程診斷是指利用通信網絡系統，邀請方醫療機構通過向受邀方醫療機構提供病患臨床及CR、DR影像資料，由受邀方出具診斷報告。包括遠程影像診斷、遠程心電診斷、遠程超聲診斷、遠程病理診斷等。

在整個診斷過程中，由邀請方將相關檢查檢驗資料上傳到遠程醫療平臺，三甲醫院專家通過移動端從遠程醫療平臺獲取相關資料以及根據這些資料出具診斷報告，再將這些報告回傳到遠程醫療平臺供邀請方和患者使用。遠程診斷中電子病歷、診斷結果等的傳輸速率在200Kbps，現有網絡基本上能夠滿足。但是CR、DR、MRI等影像資料和B超資料的通信速率要求在13Mbps，而現有網絡的速率在10Mbps，導致影像資料的傳輸時間過長，要耗費專家幾分鐘時間才能完成下載，影響了診斷工作效率。

5G的傳輸速率能夠達到1Gbps，能夠以更高上傳和下載速率為數據傳輸帶來便利性。5G的高可靠性還能保證在院外傳輸醫療數據，避免出現被盜取的危險，保護患者的隱私安全。

2.1.3遠程會診

借助5G通信網絡，邀請方和受邀方通過遠程視頻系統共享醫學資料，對患者的病情進行會診診治。同遠程診斷類似，遠程會診也需要通過遠程醫療平臺實時上傳患者的影像報告、血液分析報告、電子病歷等數據，專家從遠程醫療平臺實時下載查看相關資料，為基層醫生提供診斷指導。

遠程會診過程中，主要涉及到高清視頻通話和資料共享。在現有網絡條件下，可以配置1080P的高清視頻設備。但未來隨著4K等超高清視頻設備的應用，其傳輸速率在20Mbps，現有網絡將無法滿足。

5G能為基層醫生、專家、患者之間進行超高清視頻通話提供技術保障，而且專家在視頻過程中，還能實現秒速下載患者資料。同時，5G的低時延性保證了彼此之間通話的實時性，提供了溝通的順暢性和高效性。

2.1.4遠程機器人超聲

基于通信、傳感器和機器人技術，由醫療專家根據患者端的視頻和力反饋信息，遠程操控機器人開展的超聲檢查醫療服務。該類超聲檢查無需指派專業醫生到現場，只需護士提供設備儀器安置工作即可，主要由醫療專家在遠程操控完成。

遠程機器人超聲涉及到操作搖桿控制信號和力反饋觸覺信號兩路視頻信號，還包括醫生視頻、患者視頻、B超探頭影像等。

在現有網絡環境下，分別率只能夠達到1080P，超聲影像的清晰度仍需要進一步提高，為醫生診斷提供更好的參考數據。當分辨率達到4K時，超聲影像能夠更清晰地展示檢查部位的情況，醫生觀察效果更佳。

這些都需要高帶寬、低時延的網絡做保障，才能較好地解決機械臂的靈敏度自適應、操作指令的實時傳輸、超高清視頻語音的實時傳輸以及B超影像的動態傳輸等問題。

2.1.5遠程機器人手術

同遠程機器人超聲類似，遠程機器人手術也是基于通信、傳感器和機器人技術，由醫療專家根據手術室的視頻和反饋信息，遠程操控機器人開展手術治療服務。

雖然目前部分醫院已經引進了手術機器人（如達芬奇手術機器人），但是目前的通信設施無法滿足其大量數據的傳輸速率和傳輸低時延要求，不適宜開展遠程機器人手術治療。

遠程機器人手術過程中醫生需要佩戴3D眼鏡等設備，實時觀察手術現場畫面。5G的高帶寬能夠滿足各類數據的傳輸和能夠滿足超高清視頻要求，而且其低時延性能夠確保現場機械臂運行與醫生端的操控是高度同步的，不會因延遲而導致醫療專家出現誤判情況，提高手術的成功率。

2.1.6遠程機器人查房

以后來查房的可能不是醫生，而是一個5G聯網的行走機器人。遠端的醫生用操縱桿或者手機，通過5G網絡就能控制機器人“走”到病床前。醫生通過查房機器人頭部的屏幕和攝像機，就能看到患者高清的畫面，和患者視頻對話。同時，查房機器人“渾身”上下的多種傳感器，還能采集病人各種病理數據，幫助醫生進行輔助判斷，大大提高醫生的工作效率，醫生隨時隨地都能遠程查房。

2.1.7虛擬示教培訓（遠程示教）

虛擬示教培訓是指青年醫生借助VR/AR設備，在培訓專家的遠程或現場指導下，進行相關的醫學治療操作，特別是手術虛擬示教培訓成為醫院提升青年醫生技能的重要手段。AR/VR手術培訓屬于強交互應用場景，用戶可通過交互設備與虛擬手術環境或者現實環境進行互動，使接受培訓者能夠感受到虛擬環境的變化，沉浸感更強。強交互VR/AR對帶寬和時延提出了雙需求，沉浸感的提升依賴于畫質分辨率、渲染和交互處理速度、數據傳輸速度的全面提高，特別是數據的傳輸速度的提高對強交互VR/AR的體驗效果尤為重要。

根據VR/AR的四個發展階段，對數據的傳輸速率和傳輸時延要求在逐步提高，傳輸速率從25Mbps提高到1Gbps，傳輸時延從40ms縮短到10ms。現有的通信網絡條件無法滿足相應要求，經常使得佩戴者出現人體眩暈現象，導致舒適性和獲取性較差。而5G的速率一般都在1Gbps，高峰值甚至可以達到10Gbps，而其時延通常在10ms以內，能夠很好地滿足AR/VR手術培訓要求，營造高度沉浸式體驗環境

2.1.8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。

2.2院內應用場景

2.2.1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。

2.2.2導航定位

院內導航是就診指引，根據患者的需要實時顯示掛號處、就診室、檢查檢驗室、繳費處等信息，并為其制定到達路線，縮短患者找尋時間，提高患者就診體驗。

目前的院內導航主要依靠GPS定位，定位精度不高，無法滿足室內定位需求。另外就是WIFI網絡或藍牙定位方式，但是受限于干擾太多，應用體驗一直不是很好。

未來“融合定位”是5G高精度定位的主要趨勢。5G的高精度融合定位技術能夠準確地識別用戶所處的環境，并結合實際情況選取合適的定位系統。

2.2.3移動查房（移動醫護）

移動醫護將醫生和護士的診療護理服務延伸至患者床邊。在日常查房護理的基礎上，醫護人員通過5G網絡可以實現影像數據和體征數據的移動化采集和高速傳輸、移動高清會診，解決WiFi網絡安全性差的問題，提高查房和護理服務的質量和效率。此外，在放射科病房、傳染病房等特殊病房，醫護人員還可以控制醫療輔助機器人移動到指定病床，在保護醫務人員安全的前提下，完成遠程護理服務。

醫生在查房過程中使用手持移動終端通過無線網絡聯接醫療信息系統，實現電子病歷的實時輸入、查詢或修改，以及醫療檢查報告快速調閱的一種查房形式。雖然目前的網絡條件已經實現了醫生與患者的在線交流，移動設備上也集成了在線查詢生命體征數據、心電圖等功能，但卻存在醫療數據量大、傳輸不穩定、數據易泄露等風險，難以實現相關資料的實時采集和實時傳輸。

5G網絡的高寬帶可以有效解決醫療數據傳輸量大（比如CT影像、超聲影像、CR/DR影像等）、傳輸不穩定的情況，高可靠性可以有效避免相關數據在傳輸過程中的泄漏問題。另外，醫生可以一邊查房一邊實時下載或查閱患者資料，為下一步診療決策做準備。

2.2.4無線監測

通過生命體征監測儀或可穿戴智能設備對患者的血壓、血糖、心率等進行實時、持續的監測，并將這些體征數據通過無線通信的方式傳輸給醫護人員。無線監測主要是針對術后患者和突發性疾病患者，術后患者在康復過程中容易出現術后并發癥，病情變化風險大，需要實時動態對其進行監測。

突發性疾病患者特別是冠心病和腦卒中患者，通過無線監測可以實時掌握其活動情況，發生異常情況可以第一時間展開急救。無線監測需要持續、實時、動態的反映被監測者的生命體征情況，能夠將分析處理過的數據傳送到醫護人員顯示終端，以便實時掌控其情況。特別是針對突發性疾病患者，無線監測的報警時間直接影響患者的搶救相應時間。

除了對設備、患者生命體征的監測，還可以實現對部分設備的控制。比如在無線輸液監測中，基于5G網絡的無線輸液管理系統，可以通過輸液監測器等物聯網設備，對患者的輸液進度進行實時動態監測，由于5G的低時延性，如果發生跑針或輸液快結束時，能夠快速向護士報警，護士能夠第一時間前來處理，避免醫療事故的發生。

2.2.5智慧管理

在5G智慧醫院里，實時取證的快捷方式讓醫鬧和黃牛們下崗了，并使他們無處可逃。未來，醫院將為護理部、安保部人員配置移動視頻取證終端，實現對醫鬧、黃牛等突發事件現場實時取證、視頻錄制，以配合對講功能，快速有效處理這些突發事件。在醫院的關鍵出入口、收費處、掛號處、醫患溝通辦等重點場所還會部署智能視頻捕捉系統，實現人臉識別和智能報警，減輕安保壓力，提高安保處置效率。

同樣患者體征實時監測、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。

2.2.6AI智能輔助診斷

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。
責任編輯：tzh