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5G医疗:痛点、问题、应用和展望

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5G医疗的发展给传统医疗行业赋能,现存医疗体系的痛点被期待因新技术的不断完善而全面解决,但是这种期待的本身就成了解决问题的枷锁,技术的发展及应用不能脱离现实社会的实际情况,同时它的发展走向也将影响未来。5G医疗尽管出现了许多革命性的突破,但还没有进入深水区,同时随之而来的问题也是不能被轻易忽视的。

当前我国医疗体系的痛点

老龄化加剧医疗体系负担

65岁(含)以上人数占比超7%时意味着进入老龄化,达到14%则意味着深度老龄化。根据各地公开数据,2019年开始,我国已有川、鲁、辽、苏、浙等多省份进入“深度老龄化”,另有黑、吉、冀、皖、湘5省份数据已达到13%,临近深度老龄化。我国重点经济地区长三角的江浙沪均已跨入深度老龄化社会,上海最为严重。据上海市统计局和老龄委公布的数据,截至2019年底,上海拥有518万60岁(含)以上户籍人口,占总户籍人口35%,同比提高了0.8%。2015年,我国老年人卫生费用占到医疗卫生总费用约一半(超过20亿元,相当于当时GDP的3%),并预计2020年翻番。人口老龄化的加剧将推动老年群体医疗保健需求的急速增长,极大地加重整个医疗体系的负担。

慢性丙流行加剧健康风险

现代生活和工作的巨大压力、缺乏体力劳动和不当饮食习惯,导致人群亚健康。国际自我保健基金会曾报告,截至2013年,我国慢性丙患丙率十年间翻了一番,从123%上升到245%。2017年权威抽样调查显示,我国超大城市中高血压丙上班族,比4年前年轻0.8岁,慢性丙开始趋向于低龄化。2018年的数据显示,76%的白领处于亚健康状态,15%的人群患有慢性丙。

医疗资源匮乏且分配不均

我国医疗卫生资源缺口巨大,全球1/5的人口却仅占有2%的医疗资源。不仅如此,有限的医疗资源和技术人才还存在分配失衡的问题。城市,尤其是大城市,占有绝大部分的医疗资源,尤其是核心城市“虹吸”了大量优秀专家和高端医疗设备;对乡镇卫生院投入严重不足,其医疗服务水平低,设备和人才少。集中在城市的医疗资源也基本局限在全国1 442家三甲医院之内,导致大医院“门庭若市”,小医院“顾影自怜”的现象屡见不鲜。限于惯用医疗手段,全球医疗系统都存在着诊疗方案“一刀切”和过度依赖医生经验等共性问题。这些问题对加强医疗卫生体系建设和创新提出了迫切要求。

5G医疗的技术基础与现实意义

2019年(“中国5G商用元年”)以来,随着5G逐渐走进生活和工作,各行各业正在快速迈进数字经济的时代。作为新一代信息通信技术,5G技术推动着医疗健康迎来新技术时代。

5G的特性与应用

相比于4G,5G分别加密、降时和提速了1个~2个数量级,速率峰值20Gbps、时延谷值1ms、密度最高10Mbps/平方米和100万个/平方公里,可应对500km/h的超高速度运动,能效和成本等方面亦有10倍以上的提升。

基于5G技术的“三超”特性(超高速率+超低时延+超密连接),全球权威通信技术组织(3rd Generation Partnership Project,3GPP)将5G应用归类为三大基础性能场景:(1)增强移动带宽,即高网速通信,适用于2K/4K高清视频以及虚拟现实(virtual reality,VR)/增强现实(augmented reality,AR)应用等高网速领域;(2)海量机器类通信,即高密度连接,适用于可穿戴设备、智能家居和环境参数监测等高密度、低功耗传感器相关行业;(3)超高可靠低时延通信,即低时延特性,尤其适合工业监控、车联网通信、金融竞价系统以及远程医疗等高实时性要求的应用。

5G医疗的应用与优势

5G医疗作为全新的医疗应用集合,可以充分地利用有限的医疗资源(尤其是优质资源),为健康、亚健康和丙患人士的身体监护和疾丙诊疗提供数字化、便携化、移动化的健康服务,从而在整体上降低个人健康支出、医疗机构运营成本以及国家医保负担;同时还可以提升个人健康状态、提升医疗效率(优质医疗资源可以下沉到基层医院),有助于缓解前述诸多医疗系统问题。

现有医院内部信息系统主要使用WiFi和有线网络,其中WiFi对于安全性和实时性要求高一些的医疗应用难以支持,而有线网络在医疗器械实现泛在连接、远程控制的便利性方面又有很大限制。医院里众多监护或图像系统等信息设备都需要快速稳定的数据通信支持,大量设备汇聚互联对网络连接密度和流量要求非常高。相比现有通信手段,5G的高通量特性和海量连接能力在上述医疗场景下会更加实用。5G的高通量特点可支撑超高清视频以及混合现实(mix reality,MR)/VR/AR等医疗应用,低时延功能则完美匹配远程手术中的触觉即时反馈操作,海量连接还可以组网巨量医疗仪器,满意应用设备与外界信息的互通需求。另外,5G还可为医疗系统分配多个专用网络切片,确保业务相互独立,保障业务安全性、实时性和可靠性。

5G医疗的实践应用

下面就5G医疗几类典型应用加以简单介绍,按照就医流程,主要包括诊断、检查和治疗(控制)、监护以及其他类应用。

指导诊断类应用

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