當前在以5G（5th-Generation，第五代移動通信技術）為代表的云計算、物聯網、大數據、人工智能等新技術的驅動下，人類社會進入萬物互聯的全連接的智能時代，智能社會正在影響每個人、每個家庭、每個組織。特別對醫療行業，如何借助5G，同時整合人工智能成果和大數據智慧，為醫療健康產業的發展增加活力，讓高質量的醫療護理服務于廣大百姓，成為各級醫療機構面臨的首要問題。

河北省人民醫院率先采用智慧醫療系統：即利用4G（4th-Generation，第四代移動通信技術）及VPDN（VirtualPrivateDial-upNetworks，虛擬專用撥號網）加密網卡將移動床旁車拍攝的影像資料實時回傳回PACS（PictureArchivingandCommunicationSystems，影像歸檔及通信系統系統），無需將床旁車推回影像科利用有線進行傳輸。PACS即影像歸檔及通信系統。它是應用在醫院影像科室的系統，將日常產生的各種醫學影像（包括核磁共振，CT，超聲波，各種X光機，各種紅外儀器、顯微儀等設備產生的各類圖像）通過各種接口（模擬，DICOM，網絡）以大數據、數據化的方式海量保存起來，當需要的時候可通過授權，隨時調回使用，同時增加部分輔助診斷和醫療管理功能。

目前，河北電信已完成河北省人民醫院5G基站安裝與調測，為滿足智慧醫療更快速度、更短時延、更高效率、更高要求，最終制定人民醫院融合5G網絡的智慧醫療MEC（Multi-accessEdgeComputing，多接入邊緣計算）業務組網方案。

醫療設備通過智能終端連接5G網絡，實時采集病人信息，如血壓、體溫、脈搏等數據，將數據及時傳送到醫院，醫生通過顯示屏遠程查看病人情況，并且根據不同病癥，提前通知醫院準備醫療設備和人員。

5G網絡提供超大帶寬、超低時延的網絡能力，從而保障病人信息的及時傳送，抓住黃金搶救時間，提高救治幾率。

01現狀描述

1.1河北省人民醫院4G-VPDN方案

VPDN采用專用的網絡加密通信協議在公共網絡上為企業建立安全的虛擬專網，人民醫院各病區移動床旁車可從遠程經由公共網絡通過虛擬加密隧道實現和單位總部之間的網絡連接，而公共網絡上其它用戶則無法穿過虛擬隧道訪問單位內部網的資源，河北省人民醫院VPDN智慧醫療系統組網如圖１所示。

實現VPDN業務的主要步驟：

身份認證：通常使用用戶域名做身份認證，企業需要在運營商處登記域名和賬號。用戶撥號時，輸入企業的域名后，運營商的服務器根據域名和賬號確認該用戶是否為VPDN用戶。如果是VPDN用戶，則找到企業的LNS（L2TPNetworkServer，L2TP網絡服務器），建立隧道，并由LNS完成用戶的身份認證。

圖1河北省人民醫院VPDN智慧醫療系統組網

建立L2TP（LayerTwoTunnelingProtocol，第二層隧道協議）協議設置的隧道：此種接入方式通過CN2（ChinaNetNextCarryingNetwork，中國電信下一代承載網）電路連接中國電信無線核心網設備及醫院傳輸設備，并通過醫院本地的LNS路由器接入到醫院內網，在路由器外側防火墻進行相關安全策略的網絡配置。

1.2VPDN方案短板

移動查房：醫用推車、PDA（PersonalDigitalAssistant，個人數字助手）等移動護理，存在病房查房過程中業務中斷情況。

醫療資產設備管理容量受限：醫療資產設備接入智慧醫療系統不僅能定位追蹤，防止丟失，而且便于管理，但接入設備數量受限。

擴展性稍差，不能與最新的物聯網技術設備相兼容。不能夠有效融合其它醫療業務，如電子白板、取號機等。

02融合5G網絡的智慧醫療MEC方案

2.15G網絡優勢

5G不僅僅是4G的升級，更是通信技術質的飛躍：通信速率：峰值通信速率可達到10Gbit/s，提升20倍以上。

延遲：無線時延小于5ms，提升了10倍以上。可連接數：強化IoT應用，可連接數提升10-100倍。移動數據量：5G超大帶寬，移動數據量將提升100倍。連接密度：每平方公里100萬，提升1。倍囹。

5G連接成為醫療健康行業的最佳服務基礎設施。同時5G連接的部署應用將帶來四個革命性變化：連接平臺化、萬物在線化、全云化、萬物即插即慧。

連接平臺化，即5G無線接入網將超越管道的角色，成為一個廣泛存在的平臺。管道是有瓶頸的，而平臺是無限延伸的。

萬物在線化，即萬物默認在線，相對于目前大部分電子設備“默認是離線的，并且彼此之間并不連接”的情況，5G的目標是，未來，離線將成為一件很困難的事。

全云化是一個水到渠成的事。集中的云平臺和部署在本地的邊緣計算結合在一起，這意味著，計算不再分本地和云端，結合AI芯片的發展，AI可以嵌入到終端、邊緣、云端等各種醫療設備中去，為醫療健康產業的發展帶來無限潛力。

從即插即用到即插即慧，主要指終端，5G技術將重新定義網絡終端，人們將看到形式各異的終端涌現，這將顛覆現有電子設備。基于云技術、5G網絡和終端芯片的緊密協同，更多沉睡的終端將被最終喚醒。

2.2智慧醫療5G融合方案第一階段

對現有查房車等醫護終端設備進行5G化改造，查房車上裝備5GCPE（CustomerPremiseEquipment，客戶前置設備），醫療設備通過CPE連接5G網絡。5G核心網通過電信專線，完成和省人民醫院的路由聯通，保障數據安全的同時，可以提供更良好的服務質量，如圖2所示。

圖2河北省人民醫院MEC智慧醫療系統組網第一階段

CPE與查房車連接方式分為網線直連、WIFI直連、無線網卡連接WIFI等方式。

2.3智慧醫療5G融合方案第二階段

新建MEC設備，匯聚所有醫院園區的基站流量。MEC根據本地分流特性，將本地業務流量在近端進行卸載，將普通用戶的數據業務轉發到核心網進行處理。由于MEC可以在近端直接和服務器對接，無需再經過核心網迂回，因此業務質量更好，同時業務安全性更高，部分安全設備可以縮減部署，如圖3所示。

圖3河北省人民醫院MEC智慧醫療系統組網第二階段

2.4智慧醫療5G融合方案第三階段

查房車使用特殊智能終端MIFI（D（聰e），醫護終端使用CPE或者支持5G網絡的終端，如圖4所示。

圖4河北省人民醫院MEC智慧醫療系統組網第三階段

2.55G融合方案應用場景

河北省人民醫院結合醫療業務特征，可將5G融合智慧醫療應用歸納為三類：

第一類：基于無線采集的醫療監測與實時護理類應用，如無線智能監護、移動智能護理和病患實時位置釆集與監測、無線監控輸液等，如圖5所示。

圖5基于無線采集的醫療監測與實時護理類應用

第二類：基于圖像與視頻交互的醫療實時診斷和指導類應用，如實時數據共享、醫療遠程查房、遠程實時會診、實時應急救援指導、無線手術示教和無線專科實時診斷等，如圖6所示。

圖6基于圖像與視頻交互的醫療實時診斷和指導類應用

第三類：基于實時視頻及力學反饋的遠程操控類應用，如遠程超聲檢查、內窺鏡遠程檢查和遠程機器人實時手術，如圖7所示。

圖7基于實時視頻及力學反饋的遠程操控類應用

這三類無線應用場景對網絡的時延及網速要求各有不同，5G網絡能完美解決各類場景的需求，具體要求如圖8所示。

圖8無線應用場景對網絡的時延及網速要求

2.6融合5G覆蓋部署

河北省人民醫院智慧醫療5G融合方案陸續實施完畢，以河北省人民醫院的住院部9層中區（肝膽外科）為例，5G設備安裝部署圖示如圖9所示（共計布放安裝5G模塊8個）。

5G-RSRP測試覆蓋良好，結果如圖10所示

5G-SINR測試覆蓋良好，結果如圖11所示c

圖9河北省人民醫院9樓5G數字化室分安裝設計圖

圖105G-RSRP測試軌跡

圖115G-SINR測試軌跡

河北省人民醫院住院部已經完成了5G網絡全覆蓋，測試指標均滿足各類醫療業務應用需求。

03融合5G效果對比

融合5G網絡后，河北省人民醫院采用MEC方案進行應用更新，現場測試數據對比如圖12所示。

圖12河北省人民醫院方案升級前后對比

河北省人民醫院智慧醫療MEC方案升級前后應用擴展性對比：

4G-VPDN方案目前可支持業務類型：移動查房車、床旁車、語音視頻+醫療圖像與音頻。

5G-MEC方案升級后業務類型增強，可滿足極低時延的業務需求，如：AI醫療、VR+醫療視頻+觸覺力反饋、遠程B超、急救車輔助等。

04智慧醫療融合5G發展前瞻

5G最新技術在智能醫療領域的應用潛力無比巨大，不僅能幫助醫院實現對設備的智能化管理，而且也能實現對病患者的智能化醫療，支持醫療機構內部的醫療數據、藥品、人員、設備及管理的全流程數字化，實現管理標準化、流程數字化、信息數字化、醫療流程化、服務人性化，進而解決醫療平臺支撐薄弱、醫療安全所含隱患、醫療服務水平較低等問題。

利用5G技術創建“智慧醫療”服務平臺及體系，可為醫療領域帶來更大便利，如圖13所示。

圖135G網絡能力與醫患收益關系

首先可以將現有的醫療設備無線化，進而大大降低醫療費用負擔。其次是通過5G等信息化手段實現遠程實時醫療和自助互動醫療，利于緩解醫療資源等緊缺的壓力。再次是數字化信息在醫療機構及衛生領域各參與主體間互享互通，有利于醫療信息完備共享。最終將更有利于我國醫療服務產業的現代化、智能化，進而利于提升醫療行業服務整體水平。

在未來，當5G技術及智能元素融入整個醫療行業，智慧醫療信息系統必將以前所未有的速度開始演化，進而對醫療衛生服務行業，乃至整個全人類的健康產生更加積極而重大影響。
責任編輯人：CC