李秦作者高康平编辑

5G商用「元年」来临,如何开启智慧医疗时代?

第五代移动通信(5G)技术致力于应对未来爆炸式的移动数据流量增长、海量设备连接、不断涌现的各类新业务和应用场景,同时与行业深度融合,满足垂直行业终端互联的多样化需求,打造“万物互联”的新世界。

5G网络支持200亿个连接的设备、212亿个连接的传感器,可以秒传以G为单位的海量字节数据。强大的传输能力将促进远程医疗等应用的落地。

动脉网摘编了国内外多份有关“5G+医疗”的行业报告和深度研究,力求详尽展示5G技术在医疗领域的前沿动态和落地实践。

全面解析5G技术,高速率、低时延成亮点

自上世纪80年代以来,移动通信每十年出现新一代革命性技术,持续加快信息产业的创新进程,不断推动经济社会的繁荣发展。

当前,第五代移动通信技术(5G)正在阔步前行,它将以全新的网络架构,提供至少十倍于4G的峰值速率、毫秒级的传输时延和千亿级的连接能力,开启万物广泛互联、人机深度交互的新时代。

5G是在4G的基础上,对于移动通信提出更高的要求,它不仅在速度、时延、功耗等多个方面有了全新的提升,也能促进互联网的发展,帮助我们进入智能互联网时代。总的来说,5G有6大基本特点:

  • 高速率——网络速度提升,用户体验和感受才会有较大提高,网络才能面对VR/超高清业务时不受限制,对网络速度要求很高的业务才能被广泛推广和使用。

  • 泛在网——泛在网有两个层面的含义,一是广泛覆盖我们社会的各个地方,二是纵深覆盖,即更高品质的深度覆盖。

  • 低功耗——所有物联网产品都需要通信与能源,虽然今天通信可以通过多种手段实现,但是能源的供应只能靠电池。通信过程若消耗大量的能量,就很难让物联网产品被用户广泛接受。

  • 低时延——5G对于时延的最低要求是1毫秒,甚至更低。因此边缘计算等技术都会被应用到5G的网络架构中。

  • 万物互联——在5G时代,终端不是按人来定义,因为每个人可能拥有数个终端,每个家庭也可能拥有数个终端。

  • 重构安全——安全是5G之后的智能互联网第一位的要求。假设5G建设起来却无法重新构建安全体系,那么就会产生巨大的破坏力。

5G无线技术将在2019年和2020年实现三种主要应用。首先,5G将主要通过智能手机等设备支持真正意义上的移动互联的实现。

第二,5G将用于连接“移动性较差”的设备。5G调制解调器或热点是主要的应用形式:专门的无线接入设备,因体型小巧而具备良好的移动性,可连接5G网络,并利用Wi-Fi技术进而连接其他设备。

第三,我们将应用5G固定无线接入设备,并在建筑或窗户上安装永久性天线,为家庭或企业提供宽带,取代有线网络连接。

据德勤预测,第五代(5G)广域无线网络将在2019年实现大范围推广应用。2018年有72家运营商开展5G测试。预计到2019年底将有25家运营商针对部分地区(通常为城市地区)推出5G服务。2020年,推出5G服务的运营商有望新增26家,在2019年原有总数的基础上翻番一倍不止。 

预计2019年将有大约20家手机厂商推出具备5G功能的手机(首批次具备5G功能的手机将在2019年第二季度面市)。5G调制解调器(也称“puck”设备或热点)的销量将达到100万台,安装的5G固定无线接入设备可能上百万台。

相比如今的4G技术,首批5G网络对于用户来说最为明显的优势在于其速度更快:最快速率可达G/每秒,同时也可保持数百兆比特每秒的稳定速率。 

“5G+医疗”:应用场景广,物联网服务突出

美国哈斯商学院指出:“最能体现5G在医疗领域影响力的是‘医疗个性化’。物联网设备可以通过不断收集患者的特定数据,快速处理、分析和返回信息,并向患者推荐适合的治疗方案,这将使得患者拥有更多的自主管理能力。” 

医疗服务的个性化还意味着,当医生提供医疗服务时,他们能够做出正确的诊断,并根据特定患者的个人需求,精确制定治疗方案。但个性化医疗的成本很高,对监管的要求也不同。 

5G代表了一种全新的数字医疗网络,并很有可能提升患者的医疗体验,实现医疗个性化。它能通过三大能力来帮助用户保持健康:医疗物联网(IoMT),增强型移动宽带(eMBB)和关键任务服务。当这三者汇聚在一起时,能够随时随地为用户提供全面、个性化的服务。

5G技术的应用,将打破空间的局限,在医疗及智慧家居等多个生活场景优化人们的生活。其中智慧医疗的具体应用案例包括:

  • 移动医疗设备的数据互联——支持实时传输大量人体健康数据,协助医疗机构对非住院穿戴者实现不间断身体监测。同时,也可通过医疗平台,对医院所有设备,如医疗监护仪,便携式监护仪等进行数据的统一传输。

  • 远程手术示教——通过对手术画面和医疗画面等进行远程直播,结合AR,帮助基层医生实现手术环节的异地实习。

  • 超级救护车——对超高清视频和智能医疗设备数据的传输,协助在院医生提前掌握车上病人的病情。

  • 高阶远程会诊——通过传输的高清视频与力量感知与反馈设备结合,为医生提供更真实的病况,为病人提供高阶会诊。

  • 远程遥控手术——医生通过5G网络传输的实时信息,结合VR和触觉感知系统,远程操作机器人,实现远程手术。

5G网络下,诊断和治疗将突破地域的限制,健康管理和初步诊断将居家化,医生与患者实现更高效的分配和对接,传统医院向健康管理中心转型: 

  • 从传统的疾病诊断和治疗延伸为健康管理——5G的低时延高可靠的特点能更好地支持连续监测和感官处理装置,支持医疗物联设备在后台进行不间断而强有力的运行,收集患者实时数据。而数据正成为新型的医疗资本,基于此医院可以向健康管理服务转型,提供不同的远程服务,例如:日常健康监控,达到预防疾病和减少医疗支出的目的;初步诊断,从而减少门诊次数;居家康复监测,从而减少医疗资源占用。

  • 个性化医疗服务——例如定期的居家门诊、远程全球专家咨询、会诊等。

  • 弱化地域的限制,增加就医渠道,实现医疗资源的共享——远程实时通信使得不同医疗机构之间形成互联,使得患者能够得到权威医生的远程诊断/会诊、远程手术/手术协助、术后康复支持等。

  • 急救改善——5G的高频率传输特点在未来将实现毫秒级传输速度。搭载5G网络的急救通讯系统和影像诊断设备将更好地保证医院在患者到达前做好充分准备,从而快速投入抢救。

  • VR应用提高手术成功率、改善医患关系。

根据IHS预计,到2035年时5G技术将推动全球医疗市场销售至1.1万亿美元,约占届时全球5G相关经济规模的9%左右。而在5G的医疗应用方面,医疗物联网是未来5G的重点应用方向。

例如:在美国,高通已成立子公司QualcommLife,专注开发医疗护理产业使用的无线技术,其终极目标是提供给患者符合规范的医疗级安全平台,连结医院和家中的智能医疗设备。

高通生命公司落地了一个基于5G的医疗物联网平台,该平台名叫2net,它将患者和医疗服务提供商与下一代移动医疗解决方案进行了连接。

2net平台、2netHub和2netMobile软件模块通过提供无线连接和增强的互操作性来提供智能护理,从而可靠地共享和管理来自各种医疗设备(包括以医疗为中心的可穿戴设备)的数据。这使得生物识别传感器的数据能够被准确捕获,并无缝地传输到云端,以便与其他系统、应用程序或门户进行集成,方便随时随地进行持续监控。

2net允许医院、医生和患者自由连接传感器和设备,用于患者家中的实时数据采集,并提供个性化护理。患者喜爱2net是因为它的舒适和方便,同时它的价格也很实惠。

在医疗卫生领域,物联网技术已得到广泛应用。通过物联网,能够帮助医院实现对人、物、设备的智能化管理工作,支持医院内部信息的数字化采集、处理、存储、传输、共享等,实现人、设备、物资管理可视化、数字化、自动化。这些物联网技术均对连接的容量、可靠性、速度提出了更高的需求,而这在5G时代将更好地被满足。

埃森哲(Accenture)在发布的一份《2017年医疗物联网调查》中指出,到2020年,物联网在医疗领域的市场价值将达到1630亿美元,2015年至2020年间复合年增长率为38.1%。

而同时,医疗机构对于医疗物联网解决方案的投资比例,正随着IT预算的整体规模增加而增加。

数字化应用将为医疗行业带来疾病预防、诊断以及病患行为改善等诸多领域创新。根据麦肯锡的预测,乐观情况下,5G带来的数字化或为医疗行业带来45%的收入增长。

各大通信巨头如何凭借技术优势抢占先机?

近日,华为联合中国联通福建分公司、福建医科大学孟超肝胆医院、北京301医院、苏州康多机器人有限公司等成功实施了5G远程外科手术动物实验,这也是世界首例5G远程外科手术。

华为这次手术在中国联通东南研究院内进行,由北京301医院肝胆胰肿瘤外科主任刘荣主刀,操作50公里外的机器人进行手术,手术全程约60分钟,对福建医科大学孟超肝胆医院内的一只小猪进行肝小叶切除手术。

远程手术最大的问题就是信号实时的互联互通,稍有延迟就可能会给患者带来不可逆转的伤害。但本次手术的远程操作得益于5G网络,整个手术过程几乎完全同步,手术创面平整,术后实验动物生命体征平稳。刘荣在术后对5G网络给予了高度评价:“基于5G网络的操控体验、高清视频,已经达到光纤专线一致的体验。”

美国两大无线运营商——Verizon和AT&T也在积极部署“5G+医疗”。

2018年10月,Verizon宣布成为美国首家推出商用5G服务的主要运营商,此举据称使用了并非正式5G标准的“5G家庭”(5GHome)硬件实现,该公司表示,一旦有了成熟的硬件,它将升级到基于标准的5G技术。

在Verizon5G实验室的预商业节点上,来自哥伦比亚大学计算机图形和用户界面实验室的学生和教师尝试运用5G进行远程物理治疗。 

实验室主任Steven Feiner教授表示,“5G可能影响医生的治疗场所以及患者康复治疗的方式。”远程物理治疗只是5G在手术中应用的冰山一角。最终,信息传递速度越快,为患者提供突破性解决方案的机会就越大。

通过Verizon的5G超宽带网络,物理治疗师可以帮助患者在手术后恢复运动范围。研究医院的学生可能会近乎实时地观察远程手术。5G无线网络将成为解开预防、诊断和治疗护理新解决方案的关键。

2019年1月,AT&T宣布正在与拉什大学医学中心以及Rush System for Health合作,联合探索美国第一个在医疗环境中使用基于标准的5G网络。

在医疗环境中使用5G技术非常重要,5G最终将带来更快的速度,更低的延迟,并支持Rush目前在整个系统中部署的大量创新技术。

AT&T MEC服务将使Rush能够通过其本地网络和广域网管理其蜂窝流量。这将使Rush能够更好地满足其数据的网络通信和应用程序处理需求,增强其系统中的各种用例,并帮助改善患者体验。

 2019年被称为5G商用的元年,通过提供更快的连接和更高的带宽,5G无线网络的发展将改善远程医疗和远程护理。5G代表了一种全新的数字医疗网络,它的到来,将把医疗模式提升到一个新的高度,并为整个行业带来显著的经济效益。

参考资料:

1. https://www2.deloitte.com/content/dam/Deloitte/cn/Documents/technology-media-telecommunications/deloitte-cn-tmt-5g-industry-application-zh-180927.pdf

2.https://www2.deloitte.com/cn/zh/pages/technology-media-and-telecommunications/articles/tmt-predictions-2019.html

3. http://pg.jrj.com.cn/acc/Res/CN_RES/INDUS/2018/3/20/dc7c1237-52b1-4513-9680-6b1019ffd677.pdf

4. http://www.qianjia.com/html/2018-06/01_294155.html

5. https://vcbeat.net/ODAyMTlhODEwZjMxYTUyMDc4NTVmODk3NmRlNTI1NTk=

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相关数据
高通机构

高通公司(英语:Qualcomm,NASDAQ:QCOM)是一个位于美国加州圣地亚哥的无线电通信技术研发公司,由加州大学圣地亚哥分校教授厄文·马克·雅克布和安德鲁·维特比创建,于1985年成立。两人此前曾共同创建Linkabit。 高通公司是全球3G、4G与5G技术研发的领先企业,目前已经向全球多家制造商提供技术使用授权,涉及了世界上所有电信设备和消费电子设备的品牌。根据iSuppli的统计数据,高通在2007年度一季度首次一举成为全球最大的无线半导体供应商,并在此后继续保持这一领导地位。其骁龙移动智能处理器是业界领先的全合一、全系列移动处理器,具有高性能、低功耗、逼真的多媒体和全面的连接性。目前公司的产品和业务正在变革医疗、汽车、物联网、智能家居、智慧城市等多个领域。

华为机构

华为成立于1987年,是全球领先的ICT(信息与通信)基础设施和智能终端提供商。华为的主要业务分布在无线、网络、软件、服务器、云计算、人工智能与大数据、安全、智能终端等领域,发布了5G端到端解决方案、智简网络、软件平台、面向行业的云解决方案、EI企业智能平台、新一代FusionServer V5服务器、HUAWEI Mate等系列智能手机、麒麟系列AI芯片等产品。目前华为拥有18万员工,36所联合创新中心,14所研究院/所/室,业务遍及170多个国家和地区。

http://www.huawei.com/cn
计算机图形技术

图像数据处理、计算机图像(英语:Computer Graphics)是指用计算机所创造的图形。更具体的说,就是在计算机上用专门的软件和硬件用来表现和控制图像数据。

感知技术

知觉或感知是外界刺激作用于感官时,脑对外界的整体的看法和理解,为我们对外界的感官信息进行组织和解释。在认知科学中,也可看作一组程序,包括获取信息、理解信息、筛选信息、组织信息。与感觉不同,知觉反映的是由对象的各样属性及关系构成的整体。

重构技术

代码重构(英语:Code refactoring)指对软件代码做任何更动以增加可读性或者简化结构而不影响输出结果。 软件重构需要借助工具完成,重构工具能够修改代码同时修改所有引用该代码的地方。在极限编程的方法学中,重构需要单元测试来支持。

边缘计算技术

边缘运算(英语:Edge computing),又译为边缘计算,是一种分散式运算的架构,将应用程序、数据资料与服务的运算,由网络中心节点,移往网络逻辑上的边缘节点来处理。边缘运算将原本完全由中心节点处理大型服务加以分解,切割成更小与更容易管理的部分,分散到边缘节点去处理。边缘节点更接近于用户终端装置,可以加快资料的处理与传送速度,减少延迟。在这种架构下,资料的分析与知识的产生,更接近于数据资料的来源,因此更适合处理大数据。

批次技术

模型训练的一次迭代(即一次梯度更新)中使用的样本集。

物联网技术技术

物联网(英语:Internet of Things,缩写IoT)是互联网、传统电信网等信息承载体,让所有能行使独立功能的普通物体实现互联互通的网络。物联网一般为无线网,而由于每个人周围的设备可以达到一千至五千个,所以物联网可能要包含500兆至一千兆个物体。在物联网上,每个人都可以应用电子标签将真实的物体上网联结,在物联网上都可以查出它们的具体位置。通过物联网可以用中心计算机对机器、设备、人员进行集中管理、控制,也可以对家庭设备、汽车进行遥控,以及搜索位置、防止物品被盗等,类似自动化操控系统,同时通过收集这些小事的数据,最后可以聚集成大数据,包含重新设计道路以减少车祸、都市更新、灾害预测与犯罪防治、流行病控制等等社会的重大改变,实现物和物相联。

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