5G商用「元年」來臨,如何開啟智慧醫療時代?

動脈網VCBEAT發表於2019-02-22

第五代行動通訊(5G)技術致力於應對未來爆炸式的移動資料流量增長、海量裝置連線、不斷湧現的各類新業務和應用場景,同時與行業深度融合,滿足垂直行業終端互聯的多樣化需求,打造“萬物互聯”的新世界。

5G網路支援200億個連線的裝置、212億個連線的感測器,可以秒傳以G為單位的海量位元組資料。強大的傳輸能力將促進遠端醫療等應用的落地。

動脈網摘編了國內外多份有關“5G+醫療”的行業報告和深度研究,力求詳盡展示5G技術在醫療領域的前沿動態和落地實踐。

全面解析5G技術,高速率、低時延成亮點

自上世紀80年代以來,行動通訊每十年出現新一代革命性技術,持續加快資訊產業的創新程式,不斷推動經濟社會的繁榮發展。

當前,第五代行動通訊技術(5G)正在闊步前行,它將以全新的網路架構,提供至少十倍於4G的峰值速率、毫秒級的傳輸時延和千億級的連線能力,開啟萬物廣泛互聯、人機深度互動的新時代。

5G是在4G的基礎上,對於行動通訊提出更高的要求,它不僅在速度、時延、功耗等多個方面有了全新的提升,也能促進網際網路的發展,幫助我們進入智慧網際網路時代。總的來說,5G有6大基本特點:

  • 高速率——網路速度提升,使用者體驗和感受才會有較大提高,網路才能面對VR/超高清業務時不受限制,對網路速度要求很高的業務才能被廣泛推廣和使用。

  • 泛在網——泛在網有兩個層面的含義,一是廣泛覆蓋我們社會的各個地方,二是縱深覆蓋,即更高品質的深度覆蓋。

  • 低功耗——所有物聯網產品都需要通訊與能源,雖然今天通訊可以通過多種手段實現,但是能源的供應只能靠電池。通訊過程若消耗大量的能量,就很難讓物聯網產品被使用者廣泛接受。

  • 低時延——5G對於時延的最低要求是1毫秒,甚至更低。因此邊緣計算等技術都會被應用到5G的網路架構中。

  • 萬物互聯——在5G時代,終端不是按人來定義,因為每個人可能擁有數個終端,每個家庭也可能擁有數個終端。

  • 重構安全——安全是5G之後的智慧網際網路第一位的要求。假設5G建設起來卻無法重新構建安全體系,那麼就會產生巨大的破壞力。

5G無線技術將在2019年和2020年實現三種主要應用。首先,5G將主要通過智慧手機等裝置支援真正意義上的移動互聯的實現。

第二,5G將用於連線“移動性較差”的裝置。5G調變解調器或熱點是主要的應用形式:專門的無線接入裝置,因體型小巧而具備良好的移動性,可連線5G網路,並利用Wi-Fi技術進而連線其他裝置。

第三,我們將應用5G固定無線接入裝置,並在建築或窗戶上安裝永久性天線,為家庭或企業提供寬頻,取代有線網路連線。

據德勤預測,第五代(5G)廣域無線網路將在2019年實現大範圍推廣應用。2018年有72家運營商開展5G測試。預計到2019年底將有25家運營商針對部分地區(通常為城市地區)推出5G服務。2020年,推出5G服務的運營商有望新增26家,在2019年原有總數的基礎上翻番一倍不止。 

預計2019年將有大約20家手機廠商推出具備5G功能的手機(首批次具備5G功能的手機將在2019年第二季度面市)。5G調變解調器(也稱“puck”裝置或熱點)的銷量將達到100萬臺,安裝的5G固定無線接入裝置可能上百萬臺。

相比如今的4G技術,首批5G網路對於使用者來說最為明顯的優勢在於其速度更快:最快速率可達G/每秒,同時也可保持數百兆位元每秒的穩定速率。 

“5G+醫療”:應用場景廣,物聯網服務突出

美國哈斯商學院指出:“最能體現5G在醫療領域影響力的是‘醫療個性化’。物聯網裝置可以通過不斷收集患者的特定資料,快速處理、分析和返回資訊,並向患者推薦適合的治療方案,這將使得患者擁有更多的自主管理能力。” 

醫療服務的個性化還意味著,當醫生提供醫療服務時,他們能夠做出正確的診斷,並根據特定患者的個人需求,精確制定治療方案。但個性化醫療的成本很高,對監管的要求也不同。 

5G代表了一種全新的數字醫療網路,並很有可能提升患者的醫療體驗,實現醫療個性化。它能通過三大能力來幫助使用者保持健康:醫療物聯網(IoMT),增強型移動寬頻(eMBB)和關鍵任務服務。當這三者匯聚在一起時,能夠隨時隨地為使用者提供全面、個性化的服務。

5G技術的應用,將打破空間的侷限,在醫療及智慧家居等多個生活場景優化人們的生活。其中智慧醫療的具體應用案例包括:

  • 移動醫療裝置的資料互聯——支援實時傳輸大量人體健康資料,協助醫療機構對非住院穿戴者實現不間斷身體監測。同時,也可通過醫療平臺,對醫院所有裝置,如醫療監護儀,行動式監護儀等進行資料的統一傳輸。

  • 遠端手術示教——通過對手術畫面和醫療畫面等進行遠端直播,結合AR,幫助基層醫生實現手術環節的異地實習。

  • 超級救護車——對超高清視訊和智慧醫療裝置資料的傳輸,協助在院醫生提前掌握車上病人的病情。

  • 高階遠端會診——通過傳輸的高清視訊與力量感知與反饋裝置結合,為醫生提供更真實的病況,為病人提供高階會診。

  • 遠端遙控手術——醫生通過5G網路傳輸的實時資訊,結合VR和觸覺感知系統,遠端操作機器人,實現遠端手術。

5G網路下,診斷和治療將突破地域的限制,健康管理和初步診斷將居家化,醫生與患者實現更高效的分配和對接,傳統醫院向健康管理中心轉型: 

  • 從傳統的疾病診斷和治療延伸為健康管理——5G的低時延高可靠的特點能更好地支援連續監測和感官處理裝置,支援醫療物聯裝置在後臺進行不間斷而強有力的執行,收集患者實時資料。而資料正成為新型的醫療資本,基於此醫院可以向健康管理服務轉型,提供不同的遠端服務,例如:日常健康監控,達到預防疾病和減少醫療支出的目的;初步診斷,從而減少門診次數;居家康復監測,從而減少醫療資源佔用。

  • 個性化醫療服務——例如定期的居家門診、遠端全球專家諮詢、會診等。

  • 弱化地域的限制,增加就醫渠道,實現醫療資源的共享——遠端實時通訊使得不同醫療機構之間形成互聯,使得患者能夠得到權威醫生的遠端診斷/會診、遠端手術/手術協助、術後康復支援等。

  • 急救改善——5G的高頻率傳輸特點在未來將實現毫秒級傳輸速度。搭載5G網路的急救通訊系統和影像診斷裝置將更好地保證醫院在患者到達前做好充分準備,從而快速投入搶救。

  • VR應用提高手術成功率、改善醫患關係。

根據IHS預計,到2035年時5G技術將推動全球醫療市場銷售至1.1萬億美元,約佔屆時全球5G相關經濟規模的9%左右。而在5G的醫療應用方面,醫療物聯網是未來5G的重點應用方向。

例如:在美國,高通已成立子公司QualcommLife,專注開發醫療護理產業使用的無線技術,其終極目標是提供給患者符合規範的醫療級安全平臺,連結醫院和家中的智慧醫療裝置。

高通生命公司落地了一個基於5G的醫療物聯網平臺,該平臺名叫2net,它將患者和醫療服務提供商與下一代移動醫療解決方案進行了連線。

2net平臺、2netHub和2netMobile軟體模組通過提供無線連線和增強的互操作性來提供智慧護理,從而可靠地共享和管理來自各種醫療裝置(包括以醫療為中心的可穿戴裝置)的資料。這使得生物識別感測器的資料能夠被準確捕獲,並無縫地傳輸到雲端,以便與其他系統、應用程式或門戶進行整合,方便隨時隨地進行持續監控。

2net允許醫院、醫生和患者自由連線感測器和裝置,用於患者家中的實時資料採集,並提供個性化護理。患者喜愛2net是因為它的舒適和方便,同時它的價格也很實惠。

在醫療衛生領域,物聯網技術已得到廣泛應用。通過物聯網,能夠幫助醫院實現對人、物、裝置的智慧化管理工作,支援醫院內部資訊的數字化採集、處理、儲存、傳輸、共享等,實現人、裝置、物資管理視覺化、數字化、自動化。這些物聯網技術均對連線的容量、可靠性、速度提出了更高的需求,而這在5G時代將更好地被滿足。

埃森哲(Accenture)在釋出的一份《2017年醫療物聯網調查》中指出,到2020年,物聯網在醫療領域的市場價值將達到1630億美元,2015年至2020年間複合年增長率為38.1%。

而同時,醫療機構對於醫療物聯網解決方案的投資比例,正隨著IT預算的整體規模增加而增加。

數字化應用將為醫療行業帶來疾病預防、診斷以及病患行為改善等諸多領域創新。根據麥肯錫的預測,樂觀情況下,5G帶來的數字化或為醫療行業帶來45%的收入增長。

各大通訊巨頭如何憑藉技術優勢搶佔先機?

近日,華為聯合中國聯通福建分公司、福建醫科大學孟超肝膽醫院、北京301醫院、蘇州康多機器人有限公司等成功實施了5G遠端外科手術動物實驗,這也是世界首例5G遠端外科手術。

華為這次手術在中國聯通東南研究院內進行,由北京301醫院肝膽胰腫瘤外科主任劉榮主刀,操作50公里外的機器人進行手術,手術全程約60分鐘,對福建醫科大學孟超肝膽醫院內的一隻小豬進行肝小葉切除手術。

遠端手術最大的問題就是訊號實時的互聯互通,稍有延遲就可能會給患者帶來不可逆轉的傷害。但本次手術的遠端操作得益於5G網路,整個手術過程幾乎完全同步,手術創面平整,術後實驗動物生命體徵平穩。劉榮在術後對5G網路給予了高度評價:“基於5G網路的操控體驗、高清視訊,已經達到光纖專線一致的體驗。”

美國兩大無線運營商——Verizon和AT&T也在積極部署“5G+醫療”。

2018年10月,Verizon宣佈成為美國首家推出商用5G服務的主要運營商,此舉據稱使用了並非正式5G標準的“5G家庭”(5GHome)硬體實現,該公司表示,一旦有了成熟的硬體,它將升級到基於標準的5G技術。

在Verizon5G實驗室的預商業節點上,來自哥倫比亞大學計算機圖形和使用者介面實驗室的學生和教師嘗試運用5G進行遠端物理治療。 

實驗室主任Steven Feiner教授表示,“5G可能影響醫生的治療場所以及患者康復治療的方式。”遠端物理治療只是5G在手術中應用的冰山一角。最終,資訊傳遞速度越快,為患者提供突破性解決方案的機會就越大。

通過Verizon的5G超寬頻網路,物理治療師可以幫助患者在手術後恢復運動範圍。研究醫院的學生可能會近乎實時地觀察遠端手術。5G無線網路將成為解開預防、診斷和治療護理新解決方案的關鍵。

2019年1月,AT&T宣佈正在與拉什大學醫學中心以及Rush System for Health合作,聯合探索美國第一個在醫療環境中使用基於標準的5G網路。

在醫療環境中使用5G技術非常重要,5G最終將帶來更快的速度,更低的延遲,並支援Rush目前在整個系統中部署的大量創新技術。

AT&T MEC服務將使Rush能夠通過其本地網路和廣域網管理其蜂窩流量。這將使Rush能夠更好地滿足其資料的網路通訊和應用程式處理需求,增強其系統中的各種用例,並幫助改善患者體驗。

 2019年被稱為5G商用的元年,通過提供更快的連線和更高的頻寬,5G無線網路的發展將改善遠端醫療和遠端護理。5G代表了一種全新的數字醫療網路,它的到來,將把醫療模式提升到一個新的高度,併為整個行業帶來顯著的經濟效益。

參考資料:

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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