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5G智慧医疗进展 Industrial Progress of Intelligent Medical Application Based on 5G 5G技术的高速率、低时延、大连接特征为智慧医疗应用带来了巨大潜力和无限可能，是目前健 康医疗领域的重要发展方向。本期白皮书将重点讨论5G技术赋能智慧医疗应用的发展现状与 瓶颈，为业界相关主体提供观点参考。 本期导读 imit战略咨询中心战略咨询中心 周佳卉 张建楠 李莹莹 朱烨琳 IMIT白皮书 2021年04月 第20期 5G 智慧医疗进展 1 内容摘要 (一) 5G对于智慧医疗的重要影 响 5G技术对智慧医疗的赋能价值，主要体现 在4个方面： 支持医疗设备无线化随时地快速部 署； 深化远程应用场景下的智慧医疗服 务能力； 强化大连接环境医械物联网管理； 拓宽移动/高速移动场景下的智慧 医疗应用。 (二) 全球5G智慧医疗发展现状 各国5G布局发展历程以及5G智慧医疗应 用政策梳理显示，近年来，全球各国纷纷布 局5G并赋能智慧医疗，韩国、日本、美国、 中国等是5G医疗应用的主要参与者。我国 高度重视5G基础建设与应用发展，目前已 初步建成全球最大规模的5G移动网络，5G 智慧医疗发展布局加快，5G医疗网络基础 建设稳步推进，创新5G智慧医疗不断涌现。 (三) 5G在智慧医疗领域的关键 技术 5G在智慧医疗领域的技术整体框架主要分 为终端层、网络层、平台层与应用层。5G 智慧医疗的关键技术支撑主要包括5G医疗 专网和网络切片技术，以及人工智能、物联 网、VR/AR等融合应用技术。健康医疗信 息安全和监管体系是保障5G智慧医疗建设 的重要基础。实现基于5G智慧医疗应用的 关键技术能力上仍有较大提升空间，主要集 中在时延、传输速率、移动信号的稳定性上 等。 (四) 我国发展5G智慧医疗的瓶 颈 现阶段，我国5G智慧医疗发展尚处于初期， 在实际应用过程中仍然 面临着一些挑战。 技术层面，5G技术本身还需攻克的问题在 一定程度上阻碍了5G在智慧医疗领域的大 范围应用。标准层面，5G在智慧医疗领域 应用的相关标准和规范的不完善，给创新应 用的落地造成了困难。 (五) 总结与展望 利用5G技术发展智慧医疗是推动卫生事业 发展的重要一环。加快布局5G新型基础设 施建设，做大做强5G智慧医疗，有效提升 各级医疗机构的服务连接水平尤为重要。应 发展5G关键基础技术，强化医疗机构信息 基础建设，推动5G智慧医疗相关标准和规 范的落地实施，规范5G智慧医疗市场，形 成有效的5G智慧医疗应用评价体系，助力 5G智慧医疗的发展，利用新技术切实提高 人民的健康水平。 IMIT白皮书 2021年04月 第20期 5G 智慧医疗进展 2 研究简介 (一) 研究背景 近年来，在“健康中国2030”国家战略背 景下，智慧医疗应用逐渐成为健康医疗领域 的常态。智慧医疗是通过区域全民健康信息 平台，利用云计算、大数据、物联网、移动 互联网等技术，实现患者与医务人员、医疗 机构、医疗设备之间的互动，方便群众享受 连续、高质量的健康医疗服务的新途径。加 快智慧医疗的发展，是解决当前医疗卫生资 源不足、健康医疗服务体系不完善、患者满 意度不高的有效途径。基于5G新一代移动 通信技术形成的新型通信网络基础设施，将 赋能区块链、人工智能、大数据等技术进一 步深度融合，使得更多信息化应用或者解决 方案能够找到应用场景。随着5G正式商用， 通信技术的更新换代将对智慧医疗带来变革 性的作用，有望解决诸多技术上的限制，促 进智慧医疗更好落地，5G智慧医疗显示出 强大的生命力与广阔的发展前景。 (二) 研究目标 充分结合我国医疗健康发展目标以及5G网 络建设发展现状，对国内外5G智慧医疗发 展情况进行梳理，整理分析我国5G智慧医 疗领域的关键技术及其应用现状，总结现阶 段我国在发展5G智慧医疗道路中遇到的瓶 颈与挑战，并对今后5G进一步赋能智慧医 疗提出相关建议和展望。希望通过本期白皮 书，能够为我国5G智慧医疗行业发展提供 参考。 (三) 研究方法 本研究通过对国内外相关文献和资料进行检 索和整理归纳分析，同时对国内有代表性的 开展5G智慧医疗的城市进行调研，深入了 解5G智慧医疗行业的发展状况。 (四) 浙江数字医疗卫生技术研究 浙江数字医疗卫生技术研究院（简称“数 研院”，imit TM ）是中国首家致力于数字与 信息化技术在医疗卫生健康服务领域研发 与应用的专业性非营利研究机构（NPO/ NGO），院长为杨胜利院士，理事长为李 兰娟院士，常务副院长为郑杰先生。 数研院聚集众多业内的资深院士和专家学 者、全球著名的医疗保健设备厂商、国内外 领先的行业软件企业来共同从事该领域的研 究开发、顾问咨询、认证评估、国际合作、 成果转化等工作，并引领政、产、学、研、 用、资六位一体的公益事业公共服务支撑平 台，进而营造出可生存可持续发展的数字医 疗卫生产业链生态环境。 (五) 版权说明 本白皮书版权属于浙江数字医疗卫生技术研 究院，并受法律保护。转载、摘编或利用其 它使用本白皮书文字或观点内容，请注明“来 源：浙江数字医疗卫生技术研究院”，若违 反上述声明者，本院将追究其相关法律责任。 该白皮书由“中国工程科技发展战略海南 研究院咨询研究项目-海南康养医学发展模 型研究-5G时代海南智慧医疗战略研究” （19-HN-ZD-01-03）支持。 特别鸣谢：5G时代海南智慧医疗战 略研究项目中参与的院士、专家对本 项目调研过程中提供的宝贵的意见与 建议。 IMIT白皮书 2021年04月 第20期 5G 智慧医疗进展 3 (一) 5G智慧医疗的内涵 5G（5th generation mobile networks）即 第五代移动通信技术，是相比于4G的新一 代移动信息通信技术。5G具有高速率、低 时延、大连接三个显著技术特征。5G可应 对500km/h的超高速度运动，能效和成本 等方面与4G相比有10倍以上的提升。作 为光纤（固定网络）的互补，5G网络在光 纤不能覆盖的野外空旷地带以及移动性场景 下更为适用。并且，5G网络在网络部署上 对于传统的弱电依赖性低，网络部署较光纤 更为快捷环保。5G智慧医疗是5G技术与 医疗的有机结合，指基于5G技术，充分利 用有限的医疗资源，同时发挥医疗机构的医 疗水平和技术优势，为诊前、诊中、诊后等 诊疗环节提供全方位的信息化、移动化和远 程化医疗服务，连接院内院外创新智慧医疗 业务应用，节省医疗机构成本，促进医疗资 源共享下沉，提升医疗效率和诊疗水平，缓 解“看病难看病贵”的问题 1 。 (二) 5G技术对智慧医疗的赋能 价值 在智慧医疗领域，5G技术的赋能与应用极 具价值，主要表现为以下4个方面： 一是支持医疗设备无线化随时地快速部署。 5G终端的使用可以将现有的医疗设备无线 化，进而大大降低网络部署费用负担，并且 部署速度远远快于4G，从硬件设施以及施 工都带来了效率的极大提升。其次，5G接 收器终端方便携带，可在5G信号覆盖的任 意位置安放并精准定位，实现了任意空间内 随时随地的联网可能。例如，当前的远程医 疗场景实现均集中在特定的远程会诊中心， 真实环境中把专线拉到各个科室内部仍较难 实现，医生进行远程会诊需前往远程会诊中 心，而利用5G网络则可以在简化网络部署 的同时实现在各个科室甚至廊道中开展远程 会议视频等，提高诊疗过程的实时性和便利 性。在院外，采用5G网络与穿戴设备的监 测系统能够给患者提供良好的保健支撑。例 如，以5G技术建立起的院前预警求救模块， 通过远程监控患者饮食、用药等，可达到紧 急状态下的及时诊断和寻常状态下远程医疗 管理，提升慢性病等患者依从性效果。 二是深化远程应用场景下的智慧医疗服务能 力。远程医疗是5G赋能的经典场景。随着 智慧医疗的发展，以远程会诊为代表的传统 定点诊疗业务将从电话会诊、普通标清视频 会诊向4K/8K超高清会诊发展，这对网络 的传输速率提出了更高要求。5G技术提供 的超大带宽高速传输网络，为智慧医疗高清 视频及影像传输提供高可靠低时延业务保 障;5G网络高速率能够支持4K/8K的远程 高清会诊和医学影像数据的传输与共享，并 让专家能随时随地开展会诊，提升诊断准确 率和指导效率，促进优质医疗资源下沉。以 远程手术为代表的远程操控类医疗服务对网 络的时延与安全性要求极高，对此，5G依 靠其低时延、高可靠的特性突破了原有4G 网络下无法支持的远程操控类医疗服务应 用。5G支持下的远程操控类应用通过5G 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 时延功能完美匹配远程手术中的触觉即时反 馈操作；高速率能够实现数据准确实时传输， 保证远程控制操作得到及时精准响应；例如 远程超声场景中，远端专家操控机械臂对基 层医院及偏远地区的患者开展超声检查， 5G的毫秒级时延特性可支持实时远程超声 检查，利用基于5G网络的医工机器人和高 清音视频交互系统，能实现检查中的实时交 一、5G对于智慧医疗的重要影响 IMIT白皮书 2021年04月 第20期 5G 智慧医疗进展 4 流。而建立在5G基础之上的远程超声、传 感以及机器人技术，使远程会诊上了一个大 的台阶，在增加了可视度的同时，还减少了 延迟风险，大大提高了远程诊断的准确性。 例如远程监护场景中，5G低时延和精准定 位能力，可以支持可穿戴监护设备在使用过 程中持续上报患者位置信息，进行生命体征 信息的采集、处理和计算，并传输到远端监 控中心，远端医护人员可实时根据患者当前 状态，做出及时的病情判断和处理。 三是强化大连接环境医械物联网管理。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，院内外以可穿戴设备为代表 的监测类设备的应用对于网络的接入能力提 出了高要求。应对海量物联网设备连接管理 等智慧医疗未来应用网络需求，4G不足以 支撑，但在5G网络特征下却能得以实现。 5G技术可以提供超大连接，实现大量终端 连接及数据采集。如智慧院区管理利用5G 海量连接的特性，构建院内医疗物联网， 将医院海量医疗设备和非医疗类资产有机连 接，能够实现医院固定资产管理、院内急救 调度、医务人员管理、患者体征实时监测、 院内导航等服务，提高医院管理效率，提升 患者就医体验。5G海量连接可以组网巨量 医疗仪器，满足应用设备与外界信息的互通 需求，支持海量医疗设备连接的医疗监测与 护理类应用。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。 四是拓宽移动/高速移动场景下的智慧医疗 应用。移动医护是5G与医疗结合的场景之 一。5G急救车是其中一个5G经典应用。 5G网络实时传输医疗设备监测信息、车辆 实时定位信息、车内外视频画面，便于实施 远程会诊和远程指导，对院前急救信息进行 采集、处理、存储、传输、共享，可充分提 升管理救治效率，提高服务质量，优化服务 流程和服务模式。在5G救护车上利用5G 网络及时将超声影像等数据实时无损传输至 急救中心，可实现院前院内无缝联动，有助 于医院快速制定抢救方案，提前进行手术准 备。5G技术大带宽的特性可以支持移动场 景下4K高清视音频的传输以支持医疗诊断 与指导类应用，经典的院前急救等场景下高 清音视频及海量数据的高速移动化传输、 可靠的远程操控类医疗服务。5G网络支持 下VR系统的使用可以让VR眼镜的佩戴者 实时查看救护车上的情况，对患者病情进行 初步判断，并指导救护车内医护人员对患者 进行医疗处置，实现院内院外信息同步，无 缝联动，做到“上车即入院”，提高患者救 治几率。而在院内，医护人员可以利用手持 5G医护终端，实现影像数据和体征数据的 移动化采集和高速传输、移动高清视频问询， 提高查房和护理服务的质量和效率。此外， 在放射科、传染病等病房，医护人员还可以 通过控制医疗辅助机器人移动到指定病床， 在保护医务人员安全的前提下，完成远程护 理服务。这也适用于特殊环境的零接触诊疗 活动，如本次新冠肺炎疫情中，在5G网络 支持下完全可以实施移动查房，减少医护人 员职业暴露，保证医护人员安全。 IMIT白皮书 2021年04月 第20期 5G 智慧医疗进展 5 根据全球移动供应商协会（Global mobile Suppliers Association, GSA）的统计，截 止2021年4月，共有64个国家和地区的 163家运营商推出了商用的5G网络 2 。5G 智慧医疗对提高医疗资源利用率和人民的健 康水平有着重大意义，全球各国纷纷布局 5G并赋能智慧医疗。韩国、日本、美国、 中国等是5G医疗应用的主要参与者。从世 界主要国家对于5G在医疗应用中的布局来 看，加强5G基础设施建设使5G赋能以医 院为中心的基础设施升级，通过5G应用提 升远程医疗和移动医疗服务能力已成为共识 之举。5G通信基础设施建设决定了智慧医 疗应用的真正落地。 (一) 国外5G智慧医疗发展现状 1. 韩国 韩国是5G最先商用的国家。韩国政府在 2019年4月8日举行了“5G+战略”发布 会，宣布将推进国家层面的5G战略，打造 世界一流的5G生态圈。目前，韩国的5G 网络已经覆盖全国85%的城市和95%的人 口。韩国科学技术信息通信部发布的数据显 示，截至2021年1月31日，韩国5G用 户数量接近1300万名，约占韩国总人口的 25%。除了覆盖范围大，韩国5G网络的下 载速度也位于世界前列。根据Opensignal 于2020年10月发布的测速报告，韩国5G 的下载速度仅次于沙特阿拉伯，位于世界第 二，平均下载速度达336.1Mbps。韩国“5G+” 战略选定五项核心服务和十大“5G+”战略 产业，其中五项核心服务是：沉浸式内容、 智慧工厂、无人驾驶汽车、智慧城市、数字 健康。面向数字医疗领域，韩国政府计划到 2021年，开发一种基于5G的紧急医疗系统， 连接急救站点、救护车和医院，使严重症状 和心肌梗死的患者能够得到及时治疗；经 过验证后，到2025年，该方案将适用于约 20%的急救医疗机构 3 。另外，还实施了针 对医院和诊所的“基于5G的远程医疗合作 试点项目”（2020-），到2023年，试点 医疗机构的范围接近或超过普通医院数量的 50%。目前SK 电讯（SK Telecom）、韩 国电信（KT）是5G+智慧医疗的主要探索者。 韩国5G+医疗发展概述见表 1。 表1：韩国5G+医疗发展概况 5G智慧医疗 相关政策 主要参与者5G智慧医疗用例 实现创新 增长的5G+ 战略 运营商： SKT、KT 韩国首尔 5G论坛 延世大学 SK Telecom在韩国仁川国际机场安装了5G基站，以帮助运营一个能够筛查患者病 毒的AI系统。 SKT还计划在其5G供电医院的病房中配备NUGU设备，该设备是与延世大学医疗 系统合作开发的。这将使患者能够通过声音控制照明和床位等功能，并寻求帮助。合 作伙伴于2019年4月签署了一项谅解备忘录，并计划使用5G连接功能来启用3D 映射技术和面部识别系统等功能来监视患者和访客。 KT Corp宣布于2019年9月与首尔的三星医疗中心（SMC）大楼建立5G供电（基 于RAN的）医疗中心的合作伙伴关系。他们打算将AR和VR用于实时教育以及数 字病理分析。这将利用5G提供的高带宽和低延迟来实现高质量的AR和VR体验， 并允许在各方之间快速可靠地传输大量敏感数据，以进行分析。 二、全球5G智慧医疗发展现状 IMIT白皮书 2021年04月 第20期 5G 智慧医疗进展 6 2. 日本 日本早在2014年就提出了发展5G技术， 并在同年由日本总务省主导成立了“第五代 移动通讯推进论坛”，汇聚了43家电信运 营商、设备制造厂商、研究机构、高等院校 的125名专家学者，共同推进5G技术的开 发，目标在2020年投入使用。此后，日本 推行“5G公网+Local 5G”双轨发展战略， 电信运营商NTT Docomo、KDDI和软银均 于2020年3月在日本推出5G服务，并计 划在2023年底，将5G基站的数量增加到 21万个。日本的5G侧重于有潜力创造新 应用和市场的领域：汽车和公共交通、智能 制造和网络安全、基于无线云的办公和医疗 健康。日本总务省定义了13种5G应用， 重点研究车联网、远程医疗、智能工厂、应 急救灾等应用的新型商业模式。厚生劳动省 认为5G有望成为解决日本医疗结构问题并 满足各种医疗需求的技术，政府、学校和企 业也在积极合作，希望可以构建远程医疗、 健康管理和智慧医院等新型医疗系统。 3. 美国 2018年9月，美国联邦通信委员会（Federal Communications Commission, FCC）发 布5G加速发展计划（the 5G FAST Plan），在频谱规划、基础设施政策和面向 市场的网络监管等方面为5G发展提供支持。 2020年3月发布的美国5G安全国家战 略（National Strategy to Secure 5G of the United States of America）阐述了美国 与合作伙伴和盟友携手合作在全球范围内， 领导安全可靠的5G通信基础设施的开发、 部署和管理的愿景，并正式制定了美国将如 何保障国内外第五代无线基础设施安全的框 架。在垂直行业应用领域，美国从2017年 起就开始着手扩大5G的应用，FCC通过 设置5G基金等方式促进5G技术向精准农 业、远程医疗、智能交通等领域覆盖。总体 来看，美国5G行业应用目前仍处于行业自 行探索和技术验证阶段，医疗、制造、零售业、 交通、餐饮等行业正陆续开展场景验证 4 。 紧急救援领域，美国紧急救援者网络管理局 （FirstNet）将斥资2.18亿美元将部分网络 升级到5G核心网。5G+医疗领域，退伍 军人事务部（United States Department of Veterans Affairs, VA）于2020年2月在加 州的帕洛阿尔托启动5G战略性试验，通过 在医院部署5G基础设施来使用和扩展5G 应用程序以进一步推进退伍军人护理 5 。在 健康医疗领域，美国也开展了一些战略性试 验（详见表2）。 表2：美国5G+医疗发展概况 5G智慧医疗 相关政策 主要推动者5G智慧医疗用例 美国确保 5G安全的国 家战略 安全5G 和超越法案 （Secure 5G and Beyond Act） 运营商： Verizon、 ATNo.347 (11): 95-102. 11 5G技术赋能医疗产业 智慧医疗将大有可为EB/OL. 12 后疫情时代，5G+智慧医疗催生万亿市场！EB/OL. 13 独家现场！中日友好医院首次利用5G完成远程医疗服务EB/OL. 14 海南2693家村卫生室完成5G智慧化升级 基层医疗诊治能力提升EB/OL. omn/20210408/20210408A0C6C200.html. 15 广东“5G+AI”技术赋能基层医院“智”疗EB/OL. html. 16 宁波用上了5G智慧救护车，还配有黑匣子EB/OL. html. 17 我省实现东北首例5G远程超声诊断EB/OL. 18 全国首例！浙江利用5G网络和超声机器人完成远程超声检查EB/OL. c100047/2020-02/08/content_12322052.shtml. 19 青岛大学附属医院完成一例5G超远程手术EB/OL. fr=spider&for=pc. 20 大获成功！301医院完成首例5G远程帕金森手术EB/OL. omn/20210412/20210412A09Y7C00.html. 21 Butner, S. E, Ghodoussi, et al.Transforming a surgical robot for human telesurgeryJ.Robotics & Automation IEEE Transactions on,2003. 参考文献