進化：5G帶來革命性變化

顛覆式創新之父克里斯坦森說過，商業社會的顛覆式創新動力主要來自3個方面:技術創新、商業模式創新和價值網絡重構。5G作為移動通信領域的技術創新，是一項通用型技術，將全面構築商業社會數字化轉型的關鍵基礎設施，從線上到線下，從平臺到生態，推動世界數字經濟邁入新階段。

2019年，作為5G的預商用之年，醫療機構和企業都在積極擁抱5G，5G+醫療健康的應用試驗已經在部分醫院開展。世界首臺5G遠程輔助手術成功實施，北京積水潭醫院完成全球首例骨科手術機器人多中心5G遠程手術，中國完成首例AI+5G心臟手術......一個個新的里程碑已經出現，5G+醫療的時代已來。

什麼是5G

基於移動通信的演變軌跡，每一代系統都可以通過其關鍵技術和提供的服務來進行定義：

1G以FDMA技術為主，提供的是語音服務;

2G以TDMA技術為主，在語音服務基礎上，新增了短信等低速數據服務;

3G則以CDMA技術為基礎，提供語音、短信、音頻等服務;

到了4G時代，OFDMA成為其技術基礎，在3G服務基礎上，新增直播、遊戲等各種移動寬帶服務。

未來的5G時代，面對的是多樣化、特異性的需求場景，很難單純依靠某一技術來滿足所有場景的應用需求。5G融合了毫米波、微基站、網絡切片、波束賦形等一系列先進的通信技術，能夠為語音、音視頻、遊戲、VR/AR、人工智能、物聯網、機器人等在各行各業的應用提供移動網絡支撐，推動整個社會經濟向數字化轉型。

5G的架構體系

5G的架構體系從下到上依次分為終端層、網絡層、平臺層以及應用層四個層級。

(1)終端層

終端層主要是信息的發出端和接受端，它們既是信息採集的工具，也是信息應用所依附的載體。通過傳感設備、可穿戴設備、感應設備等智能終端實現信息的採集和展示。包括機器人、智能手機、醫療器械、工業硬件等設備。

(2)網絡層

網絡層是信息的傳輸媒介，是充分體現5G優越性的環節。通過分配於不同應用場景的獨立網絡或共享網絡，實時高速、高可靠超低時延地實現通信主體間的信息傳輸。

(3)平臺層

平臺層主要是實現信息的存儲、運算和分析，起著承上啟下的過渡作用，以邊緣計算、人工智能、雲存儲等新技術，將散亂無序的信息進行分析處理，為前端的應用輸出有價值的信息。

(4)應用層

應用層是5G價值的集中體現，根據三大顯著特徵可以支撐不同的應用場景。eMBB主要應用於超高清視頻、高清語音、雲遊戲等場景，能夠實現高速率通信。mMTC主要應用於智能交通、智慧城市、VR/AR等場景，能夠連接海量主體，滿足彼此之間的通信需求。URLLC則主要應用於移動醫療、工業自動化、自動駕駛等場景，能夠保證信息傳輸的安全和低時延。

從整個5G的架構體系看出，大規模天線、毫米波、網絡切片等關鍵技術支撐起整個5G通信網絡的高效運行，而且5G能夠與邊緣計算、大數據、霧計算等其他新技術實現有效融合，提升信息的價值，為前端的應用提供技術保障。

5G進程的關鍵節點

ITU(國際電信聯盟)和3GPP(第三代合作伙伴計劃)都對5G的實施制定了詳細的推進計劃。

它們將實施進程分為3個階段:5G研究、5G標準化和5G產品研發。

ITU在2013年就提出了對5G進行標準前期研究，3GPP在2015年提出了Rel-13標準，旨在為5G的出現做前期標準試探。而我國則在2015年的“十三五規劃”中明確提出，中國要積極推進5G建設並在2020年發佈5G通用產品。

落地：5G+醫療健康應用場景

在醫療健康領域，並不是所有的場景都需要5G，5G也沒有完美到可以支撐所有的應用場景。我們根據前期的調研，結合相關文獻，發現只有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的醫療場景，5G才能充分發揮其所具備的優勢。

經過梳理，5G應用可分為遠程監測類、遠程會診和指導類、遠程操控類三大方向，無線監測、導航定位、遠程診斷、遠程會診、移動查房、虛擬示教培訓、移動急救、遠程機器人超聲以及遠程機器人手術九大應用場景。

遠程監測類

這類應用對通信帶寬要求不高，只是涉及到血壓、血糖、血氧飽和度、心率等生命體徵數據的傳輸，其帶寬在3Mbps基本上就能滿足信息傳輸需求。其對通信時延也沒有高要求，100ms左右的延遲不會造成對相關治療的影響。而且主要是生命體徵監護儀、可穿戴智能設備、輸液袋、護士等之間的信息互通，連接數量較小。

遠程會診和指導類

這些應用對通信帶寬有一定的要求，涉及到生化分析結果、影像檢查結果、電子病歷等大量資料的傳輸，其帶寬通常在3Mbps~15Mbps之間。在遠程會診和VR/AR等虛擬示教培訓場景，需要較低時延才能挺高會診效率和培訓效果，其時延需在20ms~100ms。因為涉及到檢查檢驗資料，需要連接相應的檢驗科、影像科的部門，還需要連接專家、基層醫生、護士、患者的群體，連接數量相對較多。

遠程操控類

遠程機器人超聲和遠程手術需要超高清畫面，醫生才能夠精確地進行操作，因此要求帶寬在15Mbps甚至需要達到1Gbps，才能滿足相關的操作要求。在整個過程中需要實時同步，才能保證操作的安全性，對時延要求通常是在1ms以內。特別是遠程手術，可能需要同時連接生命監測儀、心電圖機、除顫監護儀、高清視頻設備等，其連接主體數量較多。

案例：打造5G+醫療的標準範本

面對5G在醫療健康領域的應用場景，醫院都以積極的態度和行動去擁抱5G。但正如前面所述，各類應用場景對5G性能、醫生介入程度、醫療設備投入量以及醫療安全風險要求存在差異，使得它們的落地時間各不相同。那麼，5G在醫院具體是怎麼落地的，我們將以鄭州大學第一附屬醫院和中國科學技術大學附屬第一醫院為例進行闡述，看看它們是如何打造5G+醫療健康的標準範本。

鄭州大學第一附屬醫院

2018年6月，鄭州市正式成為國內18個5G應用示範城市之一。其中，鄭大一附院和中國移動聯合推進的智慧醫療應用既是國家示範的一部分，也是河南省人民政府2019年1月發佈的《河南省5G產業發展行動方案》規劃的重點發展領域。

2018年，鄭大一附院河南省遠程醫學中心與中國移動河南分公司簽署了全國5G智慧醫療共建合作協議，並應邀參加2018年數字經濟峰會和中國移動5G聯合創新中心。而且，華為集團旗下華為WirelessXLabs也積極參與到此次5G智慧醫療建設中。

• 落地場景之一：移動急救

病人上了救護車，用原來的4G信號連接速度較慢，現在採用移動5G技術，在救護車上就可以把病人的檢查信息和現場場景快速傳輸到醫院，使專家們完成對病人病歷的閱讀和對病人生命體徵的瞭解，在車上就可以開檢查單，到了醫院就可以直接做相關檢查，可大大縮短病人的院前搶救時間。

• 落地場景之二：遠程會診

以前遠程會診視頻通話清晰度不夠，影響了醫療專家、基層醫生以及患者之間的交流。而且，在會診過程中涉及到影像檢查結果、生化分析結果、電子病歷等數據的傳輸，上傳和下載需要幾分鐘時間，拖長了會診時間。而現在有了5G網絡，能夠在幾秒時間內完成相關會診資料的上傳和下載，醫療專家能夠在較短時間內查閱資料，提供會診意見。同時，在1080P的高清視訊條件下，醫生、患者之間的交流溝通更順暢，為患者帶來更好地就診體驗。

• 落地場景之三：無線輸液

根據鄭大一附院遠程醫療中心工作人員陳保站介紹，在5G網絡環境下，無線輸液可以由無線警報器通過傳感器獲得病人輸液進度，在輸液快結束時可以自動報警呼叫護士。病人就再也不用擔心時刻緊盯輸液瓶，也不需要人工呼叫，這極大地節約了護士的工作量，而且還保證了輸液的安全。

• 落地場景之四：無線B超

無線B超探頭就是一個操作柄，上下、左右、旋轉移動，醫療專家可以靈活地操控遠程醫療另一端機器臂。在5G網絡環境下，病人躺在家鄉的病床上，千里之外的專家醫生對病人的身體情況一目瞭然，由於時延在毫秒以內，醫療專家可以精準地操控機器臂，完成對患者的檢查，還能實時將檢查結果傳輸給患者，縮短了等待檢查報告的時間。

中國科學技術大學附屬第一醫院

安徽省立醫院於2017年8月正式揭牌全國首家智慧醫院——“安徽省立智慧醫院(人工智能輔助診療中心)”，2017年12月被命名為中國科學技術大學附屬第一醫院。

醫院深化落實綜合醫改政策，朝著創建國家區域醫療中心和臨床研究中心、建設一流醫院奮進，積極探索智慧醫院應用。醫院於2018年9月10日與安徽電信簽訂戰略合作協議，通過構建智慧醫院5G實驗室，研發基於5G的智慧醫院應用，推廣5G在醫療行業應用。

2019年1月3日，中國科學技術大學附屬第一醫院“智慧醫院5G聯合實驗室”正式掛牌，聯合安徽電信、各廠家成立智慧醫院5G實驗室工作組，邀請華為及眾醫院信息化合作夥伴就5G試點項目做交流探討。

部署情況

根據此次5G部署負責方安徽電信的推進計劃，中國科學技術大學附屬第一醫院5G智慧醫院部署主要分為前後端部門聯動、構建聯合工作機制、生態圈打造3個階段。

前後端部門聯動:省政企部挖掘客戶需求，與中國科學技術大學附屬第一醫院簽訂戰略合作協議，引導成立5G實驗室開展智慧醫院研究。省網發、網優組隊與客戶共同探討5G醫院應用，深度調研5G業務場景，在2019年2月底前完成網絡覆蓋，建成國內首個5G覆蓋院區。

構建聯合工作機制:成立領導小組，項目工作組，定期溝通，快速反饋工作進展。成立醫院、電信聯合信息化領導工作組並指定聯絡員，負責雙方信息化建設工作的籌劃部署。

生態圈打造:聯合華為、科大訊飛、心醫國際、平安好醫生、華米、昂科等合作伙伴，打造5G智慧醫療生態圈，協同開展5G智慧醫院建設研究。

目前，中國科學技術大學附屬第一醫院提供了一整棟醫院大樓來部署5G網絡試驗，根據安徽電信醫療行業總監蔣侃介紹，整個5G工程從勘驗到完成測試，花費不到4周時間，主要得益於各參與方的通力配合。

未來：前景可期，挑戰共存

2019年是5G預商用之年，從2020年開始，5G將正式進入大規模商用階段，醫療健康作為5G商用的重要領域，將成為全球5G市場的關鍵組成部分。

IHS的市場報告發現，到2035年，全球醫療健康市場的5G技術銷售額將超過3.5萬億美元，佔當年全球5G經濟體的9%。中、美、日、德、韓5G技術銷售額位列前五，中美兩國技術銷售額之和接近全球總額的50%。

因此，企業應該抓住此番機遇，從5G+醫療健康產業鏈全局出發，無論是智能硬件研發、還是配套軟件開發，充分發揮自身優勢，設計科學的商業模式，築造市場競爭優勢。

雖然前景可期，但5G在行業的廣泛應用，還面臨無線器件、多網融合、高效承載和智能終端四大挑戰。

• 多網融合

5G的整個網絡架構中，特別是通過改造4G來實現5G功能的路39徑，需要面臨5G、4G、WLAN等多個無線接入網和核心網。如何進行核心網和接入網錨點選擇、如何兼顧網絡改造升級的複雜度以及如何進行網絡架構設計優化，實現多網融合。

• 高效承載

5G網絡帶寬比4G有數十倍以上增長，導致承載網速率負荷急劇增加，25G/50G高速率帶寬將部署實施，其WDM傳輸的承載效率如何保證是5G發揮優勢的前提和基礎。

• 智能終端

5G多頻段高帶寬的接入要求終端擁有更多的天線和更好的射頻功能，需要對6GHz以下的射頻前端硬件根據5G的核心技術要求進行硬件和算法的優化。

• 無線器件

5G為了追求高吞吐量、低空口時延，採用更短調度週期和更快的HARQ反饋，對相關無線器件要求高基帶處理能力，這對數字基帶處理芯片帶來更大的工藝挑戰。#5G來了#