5G+智慧医疗白皮书出炉!“新基建之首”的三大场景革命 | 智东西内参

以5G基建为首的中国七大“新基建”,是经济复苏和发展的重要生产力(www.duo7.cn)。新型基础设施建设(简称:新基建)主要包括5G基站建设、特高压、城际高速铁路和城市轨道交通、新能源汽车充电桩、大数据中心、人工智能、工业互联网七大领域,涉及诸多产业链 ,是以新发展理念为引领,以技术创新为驱动,以信息网络为基础,面向高质量发展需要,提供数字转型、智能升级、融合创新等服务的基础设施体系。

2020年开年突如其来的新冠肺炎疫情给中国社会与经济带来巨大冲击,疫情范围覆盖全国34省市(包括港澳台),各地区均启动突发公共卫生事件一级响应,也引发了对我国现有公共卫生体系、传染病防治工作、应急响应机制的一系列反思。中央全面深化改革委员会第十二次会议提出,要科学精准打赢疫情防控阻击战,完善重大疫情防控体制机制,健全国家公共卫生应急管理体系。国家发改委、工信部提出要开展面向重大公共卫生突发事件的5G智慧医疗系统建设,开展基于5G新型网络架构的智慧医疗技术研发,建设5G智慧医疗示范网,构建评测验证环境,推动满足智慧医疗协同需求的网络关键设备和原型系统的产业化,加快5G在疫情预警、院前急救、远程实时会诊、远程手术、无线监护、移动查房等环节的应用推广,有效保障医护人员健康,为应对重大公共卫生突发事件等提供重要支撑。

本期的智能内参,我们推荐中国联通的研究报告, 针对患者在就医的全流程进行5G智慧医疗服务解析

本期内参来源:中国联通

原标题:

《 5G智慧医疗全流程服务白皮书 》

作者: 周佳音盛煜

一、 5G+智慧医疗健康全流程应用

在以“治疗为中心”到以“病人为中心”医疗改革过程中,对病人医疗健康的全流程管理将成为降低医疗成本的关键。而在全流程的管理中如何利用5G、大数据、云计算以及人工智能技术,加速实现院内外院间信息互联互通,打破科室间以及院内外的信息壁垒,为医护人员提供及时全面的病人完整信息链是提升医护人员效率的基础。

同时在面对医疗资源不足,尤其是地区间不平衡的情况下,如何通过远程协作、远程决策支持和智慧医疗产品实现院内外、多院区间、上下级医院间的同质化医疗服务的配置与管理更是最终实现在有限医疗资源下提升医疗服务水平,提高临床质量的重中之重。我们的最终目标为实现如图1所示的从健康生活、筛查预防、到早期诊断、精准治疗以及家庭护理的医疗健康全流程管理,做到真正意义上的智联融合关护无界。

互联关护全流程应用

5G作为新型基础建设,不仅可作为目前医院基础网络以及提供协同需求的网络建设,更可为实现未来“以病人为中心”的智慧医疗健康全流程扩展了更多应用可能性。5G 智慧医疗系统建设不仅能在重大公共卫生事件中保障一线医护工作人员的健康,也可适用于日常“以病人为中心”的医疗健康全流程应用中,包括院前智能筛查、院前智慧急救、院内智慧手术室、院内智慧影像中心,以及院间远程智慧ICU等不同应用场景(如下图所示)。这些新型应用场景打破了医院各科室间在传统医疗模式下信息孤立的局限性,使各部门实现了有效的协调和互补,提高了医务人员的工作效率。随着信息技术的高速发展,智慧医疗势必将成为现代社会医疗健康卫生事业发展的大趋势。

5G+智慧医疗应用场景全景图

1、 院前智慧医疗应用

院前智能筛查所谓“病从浅中医”,相当多的重大疾病如能被早期预警或者早期发现,通过早期干预及早期治疗,可以在相当程度上延缓疾病的进展,提高治愈率与生活质量,减轻医疗费用及对社会造成的负担。例如通过体检发现颈动脉有斑块或者狭窄的病人,可以通过调整生活方式、控制体重、用药物控制血压/血脂的方式,花费不多但是能有效地降低卒中的风险。胃癌、乳腺癌、结直肠癌、肺癌等癌症,只要是早期发现并尽早治疗,临床治愈率很高,5年生存率可以超过90%,长期生存的生活质量也会较好。

结直肠癌的癌前病变是腺瘤息肉,如果能通过消化内镜的检查发现息肉并及早通过内镜切除,无需手术就能使病人将来得结直肠癌的机率大大降低。院前疾病筛查便是通过低成本、简单易行且可信度高的方式,在基层医疗机构或者体检中心对无症状的发病率高的年龄段人群或者高风险人群做特定的检查,以达到早期预警、早期发现、及早干预、及早治疗、提高疗效、拯救生命与减轻疾病负担的作用。随着城市化的推进,老龄化的加剧与人民健康意识的提高,院前筛查的需求也在不断提高

各种院前筛查的方式很多,从最简单的听诊触诊肉眼观察,血液与分泌物化验,到影像学(包括超声和各种内镜)检查,再到细胞学筛查、体外诊断试剂盒子与基因筛查等,方法在不断地创新发展,应用范围在不断地扩大,敏感度与特异度也在不断地提高。在影像学的方法中,X光(现代主要是数字X光,即DXR)和超声作为两种低成本且广泛部署的影像模态,在很多疾病的筛查中发挥作用。计算机断层成像(CT)一直是一种院内大型成像设备,其配置由卫健委通过向医疗机构颁发大型医疗设备配置证来进行管控。2018年32排及以下CT的配置证被取消,各种进口与国产中低端CT竞争加剧价格下跌,再加上医疗投入的增加与低剂量CT(LDCT)技术的成熟,大量中低端CT设备进入社康中心、乡镇卫生院与民营体检中心等基层医疗机构,在院前筛查中展露头角。

与二维投影为原理的DXR相比,CT的断层成像有着更好的三维空间分辨率,对微小病变检测的阳性率上明显优于DXR,所以现在除了乳腺钼靶筛查外,CT已经在国内的肺部感染、肺炎、结节的筛查上逐步取代DXR,特别是低剂量CT应用于肺结节筛查在近5年呈现爆发性的增长。在2020年抗击新冠肺炎疫情的早期,医疗部门尚未具有大规模核酸检测的能力,同时核酸检测也存在着敏感度低假阴性率高的问题,CT筛查凭借着快速成像与高敏感度的特点,在一些受疫情影响较严重的省市成为检出新冠肺炎疑似病人的重要手段。超声很早就被应用于院前疾病筛查,近年来随着电子技术的进步,超声设备小型化智能化的步伐很快,笔记本式超声,便携式平板超声,乃至直接连接手机的掌上超声陆续上市,推动超声设备的进一步下沉。从社康中心/乡镇卫生院到村卫生室,从民营体检中心到个体诊所,乃至社区巡诊和居家自检,都是超声检查可以应用的不同平台与场景。

如果能对社区场景的主要使用者如全科医生/家庭医生做进一步的培训,超声也对能一些慢性疾病(例如慢性阻塞性肺炎、糖尿病引起的下肢血管病变、退行性骨关节炎等)做定期的病情监测,这部分的发展空间是很大的。表1总结了DXR、CT和超声三种影像模态在院前筛查中的主要应用领域、场景及技术经济特点,包括了三者在敏感度与特异度、部署广泛性、成本与运作方面的差别。其中敏感度在统计学上指实际为阳性的样本中,被判断为阳性的比例;特异度指实际为阴性的样本中,被判断为阴性的比例。

DXR、CT与超声在院前筛查中的应用领域、场景与技术经济特点

院前远程超声智能筛查与DXR与CT相比,超声具有安全、无辐射、可多次重复检查的特点,而且对软组织和局部血管的分辨率较DXR甚至CT平扫来的高,其典型的院前筛查应用于(但不局限于)以下几个重点领域:

1、 乳腺癌筛查乳腺癌是中国女性发病率最高的恶性肿瘤,随着生活方式的变化,年轻患者比例近年来逐步升高,城镇化趋势明显。对乳腺癌的早期筛查已被列入政府的健康中国行动的“两癌”筛查惠民工程之中。根据2018年由国家癌症中心发布的《中国乳腺癌筛查与早诊早治指南》,由于中国女性的生理特征以及乳腺癌发病情况均与欧美国家存在一定的差异,超声结合X线钼靶检查更适合于中国女性乳腺癌筛查。另外考虑到在中国超声使用非常广泛,普及度很高,乳腺超声已经成为乳腺癌早筛的首选方式。

2、 甲状腺结节筛查根据2018年的数字,甲状腺癌的发病率在中国女性的癌症发病率中居第四,在中国男性的癌症发病率中居第七。甲状腺癌起始于甲状腺结节,通常在碘摄入充足的地区,通过常规的颈部触诊,发现甲状腺结节的概率约为5%,并且与年龄和性别呈现明显的相关性。然而近年来,临床医生发现,在上述人群中还有约高达68%的人是甲状腺结节的潜在患者,但由于无症状与结节较小,常规的触诊无法判断,大多数人则是在做与甲状腺无关的影像检查时“被偶然发现”。

在所有甲状腺结节患者中,约有10%的人群有转变为恶性肿瘤的风险。超声检查操作简便、无创而廉价,可检出甲状腺内直径>3 mm 的微小结节,清晰地显示其边界、形态及内部结构等信息,是甲状腺最常用且首选的影像学检查方法。随着人们健康意识的提高,超声被大量用于甲状腺结节的筛查,除了各级医院,民营体检中心也大量开展此业务。不过与被业界一致公认的超声乳腺癌筛查的价值相比,专业医学组织并不推荐在无症状无高危因素的成人中进行甲状腺癌筛查。

3、 颈动脉斑块筛查颈动脉斑块是颈动脉粥样硬化的表现,在形态上表现为颈动脉内壁斑块形成,血管变的狭窄,血流变慢等等,目前认为与老年人缺血性脑卒中的发生密切相关,是导致脑中风的“隐形杀手”。其引起缺血性脑卒中的机制可能为斑块增大致颈动脉管径狭窄引起颅内低灌注及斑块脱落形成栓子,导致颅内动脉栓塞。同样超声检查以其简便、无创、经济、实时等优点,是临床上颈动脉狭窄的筛查与进一步形态学评估的首选影像学方法。

另一方面,血管狭窄这一经典的风险因素只是一种表象,斑块破裂脱落才是造成下游栓塞而发病的主要根源。如何筛查出易损斑块,并采用干预性治疗才是预防卒中的关键。在这个方面,超声同样可以起到作用,可以根据三个方面的超声结果:即斑块的形态学(形态规则与否)、斑块的声波特征(均质等回声、均质低回声或强回声)与血管狭窄程度来综合评估斑块的超声易损性。

这三种超声检查,基本都属于浅表部位的扫查,目标相对容易暴露,操作起来相对难度不大。除了作为二三级医院的常规项目,这些检查在社康中心、乡镇卫生院以及民营体检中心也普遍开展。鉴于现阶段基层医疗机构与民营体检中心的超声医师/技师的实际水平与经验,相当多的此检查存在“能扫到,但扫不准或者扫不全;能扫准扫全,但是难以判定”的问题;另一个方面,让二、三级医院的超声医师大量从事这些总体阳性率较低的超声筛查工作,从专业人才利用与卫生经济学的角度讲是不划算的。

利用远程超声并借助AI自动识别与判读功能,适当依靠上级医院的技术力量来完成此类筛查是一个非常适合的应用场景。基于此类检查并不具有时间上的急迫性同时考虑到成本因素,非实时性的远程超声诊断是一个适合大部分情况的方案。在这种情况下,基层医疗机构的超声医师/技师主要任务就是做扫查,按照临床指南把诊断所需的切面扫到并保存,有需要的话存一些扫查视频,扫查结束后将所存的病历与超声影像记录上载去远程超声系统,触发一个AI自动识别与判读的申请并同时提交一个远程诊断申请(如果扫查人员是技师,因为没有诊断权,提交诊断申请;如果扫查人员是医师,也可以提交自己的诊断同时加一个复核申)。上级医院的超声医师收到远程诊断或者复核申请后,可以在规定的提交时间内根据自己的日程安排在远程超声系统上查看病例资料,参考AI的分析与提示,并提交诊断报告或者复核报告。

5G远程超声在筛查场景下的网络性能需求5G网络拥有10倍于4G的峰值速率及毫秒级的时延, 基于5G网络技术的远程超声会诊,可满足在移动环境下实现高分辨率超声影像数据与高清音视频实时会诊画面的实时同步传输,为患者完成病历分析、超声影像诊断、视频远程会诊等流程,进一步确定具体治疗方案。远程超声技术可应用于产科及心内科、院前急救、多学科远程会诊、偏远地区和农村患者的远程诊断等场景。

在远程超声会诊应用中,影响超声图像质量的参数主要由对比灵敏度、画面分辨率、噪声及对比清晰度等参数来衡量。超声科医生需要根据图像清晰度、图像均匀性、超声切面标准型、彩色血流显示情况、脏器探测深度等标准来进行专业诊断,在进行凸阵、线阵及相控阵探头的超声诊断中,高质量的超声图像画面具有很重要的意义。医生需要鉴别软组织类型及血管内血流状态的不同,画面的对比清晰度越高,像素数越多,图像就越清晰,层次感越强,细节信息越丰富,图像越细腻柔和,超声图像的分辨率与显示电路的灰阶是其中很重要的两个因素。医院常用超声终端图像分辨率大小有640X480, 800X600,1280X1024等几种,多采用256级灰阶显示,图像帧率范围每秒在15~75帧之间。在远程超声会诊实际应用中,太高的帧率会对网络带宽资源消耗巨大,所以一般会选择每秒25帧,即可实现远程超声会诊的流畅体验。

每像素用24比特计算,则单张超声图像原始数据量为3840KB。动态图像传输主要是增量变化的数据,数据量一般较小,在极限情况下,25帧图像完全不重复,每秒钟传输的极限数据量为3840 X 25 =96000KB,即需要750Mbps的带宽。在实际视频会诊中,由于有固定场景,因此以传输增量数据为主,一般在10%-40%左右,10%为变化较少的会议场景而40%为变化较多的会议场景。按照40%计算需要的原始数据量为318Mb,按照10%计算需要的原始数据量为102Mb。远程超声会诊中对原始码流进行编解码压缩,采用H.264、H.265等主流视频压缩方式,按照80∶1的压缩比计算,在40%的情况下,压缩后需要满足的带宽为3.9Mbps,在10%的情况下,压缩后需要需要满足的带宽为1.3Mbps。在实际远程会诊中,医生会根据实际情况选择适合的分辨率,同时视频信号需经过前级专业的图像处理器进行图像增强后,由SoC处理器进行视频编码,最终生成具有高品质、低码率的H.264视频编码。表2可作为远程超声会诊应用中,单路超声画面对带宽的需求参考。

超声画面分辨率与带宽需求对应关系

AI智能辅助诊断与远程机器人辅助超声人工智能(AI)技术作为当下的热门科技,受到了越来越多的关注,基于AI技术的应用已经渗透到了科学科技和人类社会的各个方面。各种与AI相关的医疗科技、器械、产品、应用也逐步走入到我们的生活。智能医疗的出现,取代了部分医护人员的重复性工作,减轻了医护人员的工作负担和强度。目前在医疗AI领域应用落地程度最高的医疗影像AI辅助诊断技术,是随着计算机技术和医学影像技术的不断进步,逐渐由辅助检查手段发展成为现代医学重要的临床诊断和鉴别诊断方法。随着AI技术的进步,医疗影像AI技术不仅可以在现阶段诊断病人的病情,将来也可以对病人在治疗过程中出现的反应和问题进行精准评估。

近些年来随着CT与超声设备在基层医疗机构与体检中心的大量部署,体检筛查性质的影像检查的数量也不断攀高。这类影像学检查数量大,阳性率低,收费低,无论是在本地或者在远程影像平台上由二、三级医院的放射/超声医师判读并报告,都是很大的工作负担也并不经济。随着AI影像分析技术的不断成熟与落地,让AI算法作为一个“第一判读者”对影像做一个是否有异常征象或者发现的初判,将那些可能有异常或者病变的病例筛选出来请放射/超声医师进一步判读评价,就成为一个很现实也很有用的选择。

例如一个总体阳性率为2%的影像筛查,如果AI算法能把一半的阴性病例筛掉,把阳性病例与另外一半的阴性病例交给放射/超声医师判读,放射/超声医师的工作量就已经减少了一半。为了尽量在自动判读时不漏掉可能的异常或者病变,这类支持自动筛查的AI算法要求非常高的敏感度(sensitivity),但在特异度(specificity)上可以要求不高,即“宁可杀错不可放过”。

在最常见的乳腺超声筛查领域,飞利浦已经推出了AI Breast乳腺智能导航系统,这里的AI指的是解剖智能(anatomical intelligence),即通过传感器内置的磁场感应,追踪探头的移动,更好的引导一线超声医师或者技师进行乳腺扫查,实现乳腺检查的全覆盖,减少漏诊、误诊率并提高工作效率。在扫全的基础上,如果能基于人工智能(artificial intelligence,AI)开发乳腺智能筛查系统,通过AI算法模型对扫查内容或者保存的图像进行分析与初判,把有病变乃至异常特征的病例筛查出来,供一线或者二线超声医师做进一步判别诊断,可以大大提高工作效率。这2个AI是远程超声筛查的赋能器,一个从病人扫查端的导航做到扫好扫全,一个在云端的筛查初判作为判读诊断工作流程的一部分。

5G+人工智能辅助影像诊断以PACS影像数据为依托,通过大数据+人工智能技术方案,构建AI辅助诊疗应用,对影像医学数据进行建模分析,对病情、病灶进行分析,为医生提供决策支撑,提升医疗效率和质量,能够很好的解决我国的医学影像领域存在高水平医生短缺、城乡医疗资源不均衡、受限于设备成像精度导致的误诊等诸多问题。基于5G的大带宽、低时延等特性,可以实现高清影像数据实时传输与共享,专家在本地便可为偏远地区的患者实时进行影像阅片,从而降低患者的费用支出,也能够帮助基层医生提升医疗诊断水平。

5G+远程超声机器人系统是基于5G技术、人工智能、机器人自动化精准定位技术与超声扫描的基础需求相结合,利用机械臂把持探头进行标准切面的扫查以提高超声扫描的效率,与此同时可以减轻超声医生的工作负担。由远端专家操控机械臂对基层医院的患者开展超声检查,将患者端高清音视频信息、超声探头影像信息、机械臂力反馈触觉信号利用5G网络实时传输至专家端,其中,上行网络的带宽需要满足上行>120Mbps,远程控制时延<100ms,包括远程控制信号的传输时延、音视频画面传输时延、力反馈信号传输时延与网络传输时延。其中无线空口网络时延需要<20ms。5G网络的毫秒级时延特性,将能够支持上级医生操控机械臂实时开展远程超声检查。相较于传统的有线网络,5G能够解决基层医院和海岛等偏远地区专线建设难度大、成本高、部署不便等问题。

远程机器人超声技术能够将优质超声医生资源共享给基层医疗单位,也可以拓展至社区卫生机构、乡村卫生院等筛查场景,便于优质医疗资源的下沉应用。

院前智慧急救全景描述院前急救需在“病人发病-分配急救医疗车-现场急救-急救车中处置-远程会诊-院内处置”的完整流程中实现各环节中以患者为中心的多维度数据连续、实时传输,打造多方协作的远程急救、远程会诊和远程决策支持。全面助力医务人员更快、更准、更好地完成医疗保障任务,打通患者院前急救与院内完整信息链,保障患者医疗信息完整可追溯,让急诊科医务人员“从容”一些。

以胸痛患者从发病到救治入院的全过程为例,患者从胸痛发病后可通过120急救互联APP拨打120急救电话,调度员即可启动医疗优先分级调度系统,询问呼救者,根据呼救者的描述判断基本情况,并可从智慧医疗体系大数据数据库中,根据个人信息调取患者的既往病史等基本资料。同时有资质的施救者还可紧急使用AED进行抢救。120急救中心可根据“地点+伤病类型+症状等级+既往资料”以及除颤设备的实时反馈生成急救方案,结合调度员自身经验迅速进行分级调度。并可将急救方案发送至对应分配的急救车载信息终端以及医院急诊科/胸痛中心的信息系统,车载医疗救护人员及急诊科/胸痛中心医护人员可依据分级标准提前做好资源配置以及诊疗准备。

患者在救护车上的心电图信息,也可通过远程心电管理系统传输到医院,如患者危急,医院马上开通绿色通道,直接送往导管室进行PCI手术。患者在救护车上的实时生命体征信息,不仅可以通过远程急救信息系统实时传输至院内,还可通过转运监护仪,直接插到任意一台院内监护仪上,实现数据的无缝对接。此外,患者在救护车上的实时超声信号,也可通过远程急救信息系统实时传输至院内,给院内医护人员临床决策提供支持。车载医疗救护人员通过实时高清的音视频系统,在院内医护人员的远程诊疗指导以及临床决策支持下,使用车载除颤仪进行进一步抢救,或者使用无创呼吸机进行辅助通气。

所有车载医疗设备的数据如能对接院内中央监护系统,就可以实现数据集成及病人全流程管理等更高级功能的支持。病情危重的病人在急诊科/胸痛中心的数据还可通过全院部署的中央信息中心实现以病人为中心实时无缝多维监控,还原真实病情全貌,提高医护人员效率以及改善临床结果。

5G院前智慧急救系统功能与网络性能需求通过5G院前智慧急救系统可实现高效、及时、精准的急救服务,院前急救与转运系统需要远程医疗应急协作网支持,配合急救车5G接入,实现急救车与院前急救系统的音视频互动交流及医疗设备的数据传输。建立“平战结合、快速反应、有效处置”的5G院前急救业务系统,面向居民、医院、急救中心和政府监管部门提供智慧化医学救援服务。

利用5G关键技术、数据库技术、高清视频技术等技术手段,集视频监控、车载录像、远程监控、车辆定位、信息发布、车辆管理调度等功能于一体,建立全方位的安全、可信、实时、高效的数字化、信息化的指挥、管理、监控、服务体系,实现系统院前急救划分优先级、多生命体征分级诊断传输、院前院内数据互通、网络理政中心局委办数据联动。院前智慧急救信息系统的重要组成部分是智慧急救云平台,云平台主要包括急救智能调度系统、一体化急救平台系统、结构化院前急救电子病历等。主要实现的功能有急救调度、后台运维管理、急救质控管理、集中监测管理、急救数据管理等功能。

1)5G高清视频远程会诊5G网络可配置较大的上行带宽,支持超高清视频会诊与医疗数据同时传输,远端医生通过基层医生端传输的高清监护视频、实时会诊视频以及从医疗边缘云下载的医疗数据,保证了在移动场景下的会诊画面的清晰不失真,避免画面不清晰造成的误诊漏诊,提高远程会诊准确率。5G的大带宽与低延迟能力可保障AR/MR/VR远程急救智能指导,支持多方专家或一方专家针对多方下级医院完成的远程实时讨论。通过AR/MR/VR眼镜前置摄像头将跟车医生的视野分享给远程指导专家,远程专家针对急救情况需要可以为术者提供语音/标注/记号/涂画/投放影像资料等方式的指导,跟车医生端设备可支持对特定部位的标记、测量、绘制等功能。

2)基于5G的多终端接入基于5G实现急救现场-急救车-急救中心-医院-应急指挥中心等多区域多终端的设备接入。急救辅助系统包括智慧医疗背包、急救记录仪、车内移动工作站、医院移动工作站等。智慧医疗背包是针对在院内病房、院外急救、基层医疗机构等不同使用场景,将基于5G技术的智能检测终端、无线AR眼镜等设备进行组合,可快速血压、血糖、血脂等十余项体征参数并通过5G网络同步到云端电子病历,针对疑难病情患者,医护人员可通过急救记录仪,将患者情况以高清视频形式同步到专家端,专家可在远程进行救治指导。急救记录仪可通过车内、车外安装的高清摄像头或可佩戴的其他设备为车载医护人员实时记录抢救情况。急救人员可佩戴记录仪,具体形式包括智能AR眼镜、智能胸卡、小型摄像头等,通过5G网络实时记录直播现场急救情况,并可一键向远端专家获取实时指导。

大规模机器类通信 (mMTC) 重点解决传统移动通信无法很好支持物联网及垂直行业应用的问题。5G网络可以满足超千亿连接的支持能力,满足100万每平方公里连接数密度指标要求,而且还要保证终端的超低功耗和超低成本,5G网络可以保证多终端设备的接入。5G网络可提供5G专网端、管、云电信级三级等保能力,实现行业客户的网络及业务安全、完整、可控。终端侧进行IMEI绑定、安全SIM卡服务、安全芯片、模组服务保障安全,基站侧进行无线空口加密,核心网保障SIM卡签约数据安全与策略及认证安全,利用专用UPF网元实现安全隔离及防火墙、专线安全。

3)基于5G的低延迟多生命体征及超声实时传输基于5G医疗专用网关的数据采集传输存储核心功能,通过远程心电管理系统能够提供远程心电图数据。通过对实时心电波形,呼吸机波形,心率、呼吸频率、血氧饱和度、脉搏、血压、体温等生命体征进行采集,基于5G网络低延迟传输的特点可将采集的数据实时地传输到指挥调度中心的大屏幕上。同时还可以传送给指定的医院,在救护车到达医院之前就可以了解到病人的生命体征变化情况,提前对病情做出判断,有利于做好救治的准备工作。

在院前环境中,超声辅助快速检伤分类,并据此制定危重患者的紧急治疗方案。通过这种方式,急救人员可以通过5G网络向急诊医师提供实时超声的图像和医疗信息,从而增强预诊断能力以及紧急时刻的损伤控制能力。经一项研究调查发现,超声检查经验不足的的医务人员,在接受20 min 的讲座培训和急诊医师的指导后可以进行快速腹部超声检查,并在不到5 min的时间内成功完成所有快速扫查,这表明远程超声检查可以在极端环境、偏远和乡村环境中发挥潜在的救生作用。5G空口网络时延可降低至1ms,可实现超声专家通过远程会诊系统实时、同步观察超声检查手法与超声图像,改善用户端到端的业务体验。

4)基于5G与AI的急救大数据智能分析与质控管理通过AI语音识别、急救车辆可用性评估、AI阅片辅助临床决策、急救站点评价模型,为院前急救节省时间,为急救点规划提供决策支持,提高急救救治效率,提升市民健康安全保障。基于急救知识图谱、语音识别与转写技术、自然语言处理技术、主动降噪技术等,实现对嘈杂环境下急救病历的语音录入、智能转写与文本结构化。通过对急救AI语音识别场景的探索,不断积累自身AI能力,逐步构建基于AI的医疗全场景应用赋能。

基于AI的急救语音识别可解放医生双手,在争分夺秒的救治场景中高效填写病历,并避免事后补写病历时,因记不清患者情况导致的填写错误。实现方式可包括便携式麦克(实现一键语音录入,嘈杂环境主动降噪,精准采集环境语音生成高质量语音数据)、随车医生信息化平台(用于收集、转发语音数据,并将云端反馈的结构化病历数据进行格式化显示)、以及云端语音识别及结构化(基于定制化语音识别与转写技术,实现急救专业语音精准识别,基于急救定制自然语言处理技术,实现关键信息提取与内容结构化)。并基于统计学原理构建的语言模型,对辨音识字的结果进行进一步处理,从而提升了医生在填写急救病历时输入的准确率,实现急救病历大数据与AI技术的结合应用。

基于急救过程关键节点时间数据、结构化急救病历数据、患者生命体征动态数据、 患者预后数据等,按照区域、季节、时间、人群等特征分类,对各类突发病症进行大数据分析,针对急救救治流程、出诊效率监管、具体处置方法等内容进行优化,实现急救全场景的质控管理。通过运营数据不断优化急救体系,对急救过程中的不足和问题进行科学指导,最终提高救治成功率,大幅改善患者预后,并提升整体指控管理能力。

5)基于5G的院前院内数据互通对于急救等院外移动场景,医疗数据传输需依赖于5G等无线通信技术,5G网络可保障车辆在城市内行驶过程中的业务连续性和数据传输的可靠性。基于5G网络优势使用5G医疗网关连接医疗设备入网时,专享基站分配的专用带宽资源进行网络QoS保障。同时,可直接将医疗大数据平台部署在边缘云节点,提高响应效率,为应急救援节省时间。

基于5G的急救可视化系统包括车辆信息、数字化电子地图、医疗设备数据传输、医疗设备数据回顾等模块,能够实现急救车路径规划、视音频实时传输和院前院内信息传输的融合,为急救中心、医院打造一站式工作平台。以患者病历数据为核心实现了院前的患者生命体征数据、心电图数据、超声诊断数据、呼吸机数据、急救病历数据、诊断结论、急救处理、急救视频数据的全面整合,并支持多点数据共享。应用整合层面,以PC端一站式平台理念实现了所有子系统的统一入口,并可以根据不同角色灵活定制管理工作流程。

5G智慧急救系统网络性能需求

5G院前智慧急救系统解决方案为满足各种场景的急救需要,最大程度地节省患者的急救时间,提高急重症患者的生还可能,需要充分结合5G的高带宽、低时延、超可靠优势,基于5G智慧急救信息系统实现对传统院前急救车进行信息化升级改造。

急救车作为硬件设备载体,需搭载除颤仪,心电图机、车载或转运监护仪、便携式超声、转运呼吸机等急救必备配套设备。除此以外,便携式血糖检测仪、便携式生化分析仪 、便携式血常规分析仪、全自动输液泵、车载急救箱、锥颅手术包等便携式设备也可在有条件时配备。同时,为保障急救车和医院急诊团队开展远程会诊,急救车还搭载信息化采集与传输系统,如远程心电管理系统,以及基于音视频设备的远程会诊系统、车载GPS、车载移动终端、车载服务器、5G智能医疗网关等。

5G智慧急救车升级改造示意图

除此以外,院内还需配备相应的急诊院内中央监护系统,实现病人全流程的数据互联互通。院前急救解决方案所需医疗设备与医疗信息系统技术参数要求如下:

1)除颤仪在急救车这种移动物体与复杂的抢救环境中,需要除颤设备体积小,重量轻,同时还具备IP54,AED设备更是可以达到IP55的防护等级,达到防水防尘抗振抗摔的要求。特别是带有监护功能的专业除颤仪,可扩展心电、血压、血氧、呼末CO2、无创起搏等多种功能。在送往医院途中就可以将心电与除颤数据导出至车内移动工作站,再通过5G传输给医院医生进行准备与诊断。除此以外,在医师资源不够充裕的情况下,还可由经过培训的非医师工作人员使用AED进行紧急抢救操作,通过8秒快速电击与低能量智能双相波技术,可以将抢救成功率提到最高,有效改善患者预后。

2)心电图机与远程心电管理系统心电图机作为院前急救诊断的基本装备,具有对人体无创、操作简单、便携易用、结果直观快速等优点。更是胸痛,卒中病人救援的第一线诊断设备。基于高保真的心电原始波形数据以及心电白金算法的自动分析诊断,可有效缩短胸痛患者首次医疗接触到完成心电图检查及确诊时间。算法依据参考美国心脏病学会(AHA/ACCF/HRS)公布的相关指南等。此外,为了通过对医疗资源的整合建立起区域协同快速救治体系,以提高急性胸痛患者的整体救治水平,远程心电管理系统也为提高胸痛患者救治率做出了长足的贡献。给予胸痛患者最高18导联报告自动诊断分析,协助提供危急值预警,ST-Map,罪犯冠脉识别、性别及儿科特异性心电图分析,并可通过独特的报告序

列比较功能,自动评估病情变化,为患者打通入院后的全绿色通道。同时基于标准白金算法的远程心电管理系统还为各级医院间的实现心电远程诊断,提供了临床决策支持与同质化保障。

3)车载监护仪除了具备基本生命体征六参数(心电,呼吸,血氧,脉率,无创血压,体温外,应用于急救场景,车载监护仪还应可以连续监测SpHB,有助于及时发现出血降低死亡率,能降低输血概率,节约输血成本,降低输血的风险;SpCO能准确识别一氧化碳中毒患者。同时监护仪还可进一步支持模块化设备,如增加CO2测病人的呼吸状态等。车载监护对待机时间也有进一步要求,使用高容量电池可保证12小时工作时间,满足急救使用。车载监护还要求全息波形存储,方便医生回顾查看急救过程中病人的各个生理参数的波形。为支持互连互通,要求标准HL7格式数据传输,每分钟发送一组测量数据,报警数据可实现实时发送。此外,为便于在院外及院内复杂环境下使用也可配备小巧抗跌落的转运监护仪,转运监护仪应可实现与院内监护仪插拔使用,实现数据无缝衔接,确保患者的生命体征等重要信息得到完整记录,让医护人员可全面了解患者的全部信息,助力临床判断。

4)急诊院内中央监护系统通过5G 医疗专用网关,车载多模态数据,可以较低延时,较小丢包率,实时传输至急救中心或者医院急诊科,并可与急诊科中央监护系统对接。急救中心或急诊科配备中央监护系统,同时通过院内网络连接急救患者院内床旁设备,包括监护与呼吸机等多参数信息,可以保存完整的,长达7天的病人测量数据,报警信息,波形等。 急诊科医师可全面了解患者从发病初始至入院后的完整数据链,为全面评估病人病情,分诊至专科以及制定诊疗方案提供数据基础。患者数据可跟随患者转床,转科。患者转到哪里,数据跟到哪里。

5)便携式超声具有超清图像质量的便携式超声设备。剃须刀大小的设备可以既是探头,又是主机,通过连接安卓智能手机或者平板并下载APP,可以满足心脏,腹部,盆腔,肌骨系统等快速扫查与成像,不仅适用于户外急救,救护车转运,还可适合于院内床旁,社区诊所等各个场景的使用。不仅方便了超声科医生,经过训练后技师甚至护士都能操作,可以节约患者等待或者转诊时间和成本,提高医护人员工作效率,契合分级诊疗的趋势。

6)转运呼吸机一 机 兼 容 有创 及 无 创 通 气 ,最 高 压 力可 达40cmH2O,长效后备电池,能够维持设备工作6小时以上。可使用低压氧或者高压氧源,通过机内预混或者机外连接氧源的方式增加氧浓度。10种通气模式:包括VCV,PCV、无创通气模式(可叠加平均容量保证压力支持通气功能)。数字式触发追踪功能(Auto-trak), 在无创通气时,能够自动检测泄漏量,并自动追踪及调节触发和切换阈值,从而保证良好的人机同步。

2、 院内/院间智慧医疗应用

远程智慧ICU在对新冠肺炎患者的医疗救治中,重症医学科发挥了重要作用,尤其是ICU病床数的扩充与死亡人数下降有直接关系。同时国家卫生健康委医政医管局监察专员焦雅辉表示:“今后,可能要探索公立医院的单体多院区模式。在武汉,医院的单体规模未必要发展得特别大,但可以多院区发展。这对快速转换医院功能是非常重要的”。然而多院区模式尤其是多院区间ICU的管理也面临一些挑战,包括新建院区的诊疗流程、医护人员、技术设备、管理流程能否与主院区保持一致,以及由于分院区与主院区之间频繁的交流联系可能会增加的成本如交通等,都在考验医院控本增效的能力。

针对不同院区的ICU建设,远程智慧ICU的建设,将协助医院提高多院区协作效率,保障多院区间医疗服务同质化,以及降低院区间沟通成本。此外,为了更好的将优质资源下沉,国家或省市规划的紧密型医联体(包括城市、县域等)大约在700个左右,占所有医联体数量的20%, 且该数字将会因国家政策的要求不断上升。紧密型医联体内上下级医院,也可通过远程智慧ICU 实现对下级医院ICU的托管与帮扶。

远程智慧ICU全景图

要实现多院区间以及上下级医院间ICU的同质化管理,远程智慧ICU需满足如下场景要求,包括远程实时监控,远程查房,远程会诊等。远程监控系统,不仅包含院区间通过网络实时传输患者病历信息、生命体征,呼吸机波形等床旁设备数据,检验检查图像与报告(超声, DXR等影像)等病人全方位病情信息同时还应辅助高清音视频交互用以协助上级医院或主院区医生、护士对下级医院或分院区患者病情与实时状态的掌握,从而使下级医院或者分院区能够在有限的医护资源配置下保持与上级医院以及住院区的诊疗流程,管理流程的同质化,提升多院区协作的效率。集合视频云台,可以实现多角度全方位监控,提供高效便捷、安全可靠的远程监护服务。

为实现同质化要求,还需辅助以不同院区病人的综合仪表盘,以及基于智能报警管理的上下转诊系统,帮助医生有序高效处理最危急病人信息,而基于中央信息中心及重症信息系统收集的生命体征,生化检验,呼吸机,CRRT,ECMO等床旁设备数据,可赋能AI技术及产品并通过远程智慧ICU平台,将早期预警,智能推荐,以及预后分析的结果,实时地反馈给各个院区。此外,建立在重症临床信息系统基础上的标准化临床路径,也将提升多院区间医疗同质化水平。

5G远程智慧ICU系统功能与网络性能要求借助于5G网络的低时延、大容量、低功耗和高效率服务,以及较高的稳定度与网络切片技术医疗装备的精准化发展,远程监护将变得更加高效便捷、安全可靠。利用5G技术辅助远程连续监控,对患者的生命体征进行实时、连续和长时间的监测,并将监护仪、 呼吸机等医疗设备获取的生命体征数据和危急报警信息通过5G网络传送给医护人员,通过引入人工智能算法或产品,对采集数据进行智能分析,如有异常情况及时报警。通过远程监护系统,医生可以一对多同时监护多个院区重症监护室的患者,患者的电子病历、影像报告等信息,以及全方位的监控视频和仪器数据以高清效果实时呈现给监护端,医生可以通过远程监控系统与患者面对面交流,了解患者最新情况,患者也可以向值班医生和护士实时咨询或发出预警。5G赋能地远程智慧重症系统包括以下部分:

5G远程智慧ICU系统功能

5G远程智慧ICU系统网络拓扑

1)床旁设备连续监测与病人多维度数据集成与展示

由医疗监护设备如呼吸机、监护仪等床旁设备对患者进行连续的生命体征及多参数监测。通过部署在ICU的中央信息中心与重症信息系统可将床旁设备及医院其他信息系统数据集成与以病人为中心的可视化展示。并可通过5G网关实现病患实时监测数据与病人历史回顾数据与各种可视化仪表盘的无线化传输。此外还可与医院的医疗影像平台进行对接,依托了医疗云平台的医院还可在线查看或快速下载患者的医疗影像报告、电子病历等,全方位了解患者病情。

5G更低时延的特点,可保障生命体征、预警信息及对监控摄像头的控制信号时延低于50ms,视频和影像时延低于100ms,让分秒必争的重症监护医疗更实时有效。此外,传统通信中每个用户仅并行使用1-2个移动设备,但对于远程ICU业务,每位患者连接的心电监护仪、呼吸机等医疗设备多达5种,远程医疗监测业务是传统通信设备连接数的5倍。5G的多接入特点也可以满足多个医疗终端与网关的同时接入。

2)临床决策支持与AI辅助诊断基于重症信息系统的智能临床决策引擎,可进一步配置针对专病的高级临床决策支持工具,通过对患者临床数据整合、呈现、分析实现集束化治疗,实现如VAP、CRBSI、CAUTI、Sepsis 等专病筛查与预警,帮助医护人员快速准确做出临床决策。未来还可基于该系统进一步搭载人工智能算法,通过AI技术及对生命体征等床旁数据的综合智能分析,一旦发生异常及时报警,辅助医生进行远程监护,同时为其他科研分析提供可靠依据。

远程智慧ICU网络最高性能要求

3)高清视频交互与视频云台监控部署远程视频系统,通过5G网络传输患者和医生端的高清音视频,保障双方实时高清音视频交互。在紧急情况患者可通过一键报警紧急呼叫监护医生,同样在发生自动报警时,医生也可以发起视频交互及时了解患者情况。

医生端通过5G网络获取患者端传输过来的高清视频,并通过视频云台实时远程控制调节摄像头角度和焦距,对患者进行多角度全方位观察。在患者监测发生报警时,能自动将摄像头角度调转至对应患者床位并调取患者信息。

5G更大带宽的特点,实现高清视频的实时传输,解决目前远程会诊视频分辨率低、视频卡顿的问题,为远程视频监控提供更加可靠的依据。

4)远程超声在多院区及上下级医院远程查房及托管过程中,5G网络可向远端医师提供实时超声的图像和医疗信息,从而增强分院区及下级医院诊断能力实现医疗服务同质化。5G空口网络时延可降低至1ms,可实现超声专家通过远程会诊系统实时、同步观察超声检查手法与超声图像,改善用户端到端的业务体验。除此以外,利用边缘计算MEC还可将处理能力

下沉到本地,对数据进行灵活分流,降低数据处理和分析时延。而且5G 也更加安全,医疗数据涉及患者隐私需要安全传输,医疗报警信息和实时交互视频需要可靠传输,5G切片技术可满足这些数据安全可靠传输需求。

5G远程智慧ICU解决方案通过平台实时测算进行智能监护更加高效便捷,应用AI技术及产品智能监控更加安全可靠,通过5G网络结合视频云台,创建更快速的数据传输通道和更全面可靠的监护条件,提供5G新一代远程监护服务。5G远程智慧ICU解决方案应包含床旁连续监测和治疗设备,基于床旁设备与医院信息系统数据的采集和可视化平台,基于患者多维度数据的临床决策支持引擎以及可扩展AI辅助诊断算法的平台,同时还应包括实现高清视频交互与视频云台监控系统和支持上述平台所需的5G网关与网络能力。远程智慧ICU解决方案所需医疗设备与医疗信息系统技术参数要求如下:

1)除颤监护仪与急救对除颤仪的小巧轻便要求不同,在ICU中要求除颤仪可实现每时每天每周自检,可满足时刻保持ICU内时刻待命状态的需求。除颤仪除具备的低能量智能双相波除颤技术,用以实现有效复苏,损伤小,恢复快。此外除颤监护仪还可扩展心电、血压、血氧、呼末CO2、无创起搏等多种功能,都非常适合于ICU内的急救场景,可以将除颤成功率提到最高,并有效改善患者预后。在治疗过程中就可以通过将心电与除颤数据导出至ICU临床信息系统,再通过5G传输给医生进行诊断与治疗。在治疗过程中就可以将心电与除颤数据导出至ICU临床信息系统,再通过5G传输给医生进行分析与建议。

2)心电图机与远程心电管理系统与急救场景不同,尤其是紧密型医联体内上下级医院中,中心医院与下级医院同时配置远程心电管理系统,可通过远程技术实现上级医院的远程心电图判读与诊断,供下级医院准确了解病人心电图状态,有效执行医嘱,最终辅助上级医院对下级医院ICU的托管与帮扶。

3)监护仪除了具备基本生命体征六参数(心电,呼吸,血氧,脉率,无创血压,体温)外,应用于ICU监护场景,还可进一步连续监测双有创,主路CO2,微流CO2,心排量/连续心排量。连续监测SpHB能及时发现出血降低死亡率,能降低输血概率,节约输血成本,降低输血的风险;RRa声学呼吸监测能更准确的监测病人的呼吸。支持模块化设备,可增加BIS,IBP,CO2,PICCO等功能。为支持无缝互连互通,要求标准HL7格式数据传输,每分钟发送一组测量数据,报警数据可实现实时发送。

此外,决策支持CDSS工具,包括ST/STE-map /水平趋势图/直方图/高级事件/ 脓毒症管理,能够协助医生仅依靠监护仪信息根据病情的严重程度提供不同的监护。监护仪能在ICU、亚重症环境以及病房床边能随时随地整合周围设备的临床数据,并连接进入信息系统。监护仪还可通过云平台,在标准的Windows操作环境中持续构建各种高级临床决策支持应用程序。配备云平台的监护仪可以实现一个屏幕就让医生既能实时掌握患者的各项生理指标,又能在内部网上查询具备临床重要意义的信息。即使在转运病人的过程中,也可以将周围设备的数据高效地发送到医院信息系统中。医护人员更可以直观地浏览所有可用的患者信息,胸有成竹地作出诊断。设备管理仪表盘:通过5G网络把监护仪连接在一起,设备管理软件可以实时监测监护仪的工作状态,并对监护仪做软件推送,升级,抓取屏幕,提供良好的设备维护。

4)院内中央监护系统与中央信息中心通过5G 医疗专用网关,心电监护,呼吸机数据等床旁设备,可以较低延时,较小丢包率,实时与中央监护系统对接。中央监护系统还可进一步拓展功能为中央信息中心,进一步整合床旁设备,并对接医院其他信息系统,如LIS等,整合患者入科后全面数据,从人口统计学数据,实验室数据到床旁数据(监护仪,呼吸机等)全覆盖。基于病人的全面数据,结合临床决策支持工具,可让医护人员在医生办公室或者护士站即可监测患者病情变化,观察用药或治疗后的效果评估,迅速检出高危患者,实现早发现、早治疗,挽救病人生命,改善患者健康状况,从而帮助医院实现从报警到预警的飞跃,提升治疗和护理质量。此外,可通过医院的ADT系统来接收患者,一次扫码,患者数据自动录入中央监护系统和床旁设备,大大减少收入病人工作量。

如部署全院级别中央信息中心,还可以进一步实现跨科室互联互通,全院级患者数据浏览,一键转床,转科,转运,患者数据跟随患者自动转移,实现患者从入院到出院的全流程无缝患者数据整合。中央信息中心还应可以根据责任人的工作职责进行责任分配,过滤无效或不相关数据,只传递每个医护人员真正关心的数据。网页浏览可以实现在医院任何一台经过配置的电脑上远程查看病人监护数据,包括实时的波形和参数,以及警报和波形数据的回顾性检查。

从而改善医院工作流程,有效降低成本,提升效率。中央信息中心丰富的数据还需要强大的服务器技术支撑,应用程序服务器和数据存储独立运行,虚拟服务器设置,可确保系统稳定性,延长最大运行时间并提供最高级别的数据安全。报警管理可帮助医院分析报警数据,优化报警限值,减少无临床意义的报警,报警分析和评估,还可审查、调整护理流程,以最有效的方式优化新系统的使用效果,针对报警疲劳问题为医院提供全面的解决方案。能为医院在报警管理和警讯事件上的研究工作提供强力支持,助其攻克报警疲劳这一重大难题。

HL7标准等标准协议。同时以患者为中心自动获取诊疗护理相关数据,保证医疗记录的完整性和规范性,形成结构化数据库和临床映射逻辑,基于专病的高级临床决策支持通过患者临床数据整合、呈现、分析和内置的智能临床决策引擎及集束化治疗方案,实现如VAP、CRBSI、CAUTI、Sepsis 等专病筛查与预警,帮助医护人员快速准确做出临床决策,规范执行

治疗方案,突出和识别不良事件并提高患者护理质量。提供全面的业务分析和质控统计分析,帮助识别医疗流程中的瓶颈、优化医疗资源配置、科学化绩效管理、加强科室质控管理,助力科室医疗质量的提升。重症医学的循证医学研究必须要基于大量的临床诊疗数据,在危重症患者病情复杂多变以及ICU 工作紧张繁重等特点的多重作用下, 医务工作者想要收集大样本量的数据开展临床研究存在一定的困难,通过重症临床信息系统建设与数据积累,未来可扩建重症专科数据中心并建立重症科研平台,通过大样本数据结合AI技术助力临床研究与学科发展。

6)床旁超声紧凑型三维移动式超声诊断设备,其轻巧灵动,易于操作,成像品质优异等特点,适用于各种临床应用,尤其是急诊室、ICU、介入室、手术室等各种床旁心血管应用场景。

7)呼吸机与急救所需呼吸机对尺寸要求的限制不同,ICU用呼吸机除了可以一机兼容有创及无创通气,最高压力可达40cmH2O,长效后备电池,能够维持设备工作6小时以上。还可使用高压氧,氧浓度21-100%精确可调。除基本通气模式之外,更可兼容智能模式, 如平均容量保证压力支持模式(AVAPS),成比例辅助通气模式(PPV)。同时实时监测至少6种通气参数。数字式 触发追踪功能 (Auto-trak), 在无创通气时,能够自动检测泄漏量,并自动追踪及调节触发 和切换阈值,从而保证良好的人机同步。

8)其他床旁设备如可根据医嘱控制输液要求的自动输液泵,辅助肾替代方案的CRRT设备,以及人工心肺 ECMO等。

智慧影像中心种医学影像如放射影像、超声影像、分子与核医学影像、内镜影像、病理影像等承载了绝大部分的医学可视化数据,覆盖了绝大部分院内临床科室的业务范畴,是院内-院间远程智慧医疗的重点应用与落地的板块。院内影像诊断与院前影像筛查的最大区别在于其检查对象基本上是已经有症状、有疑似病征或者是有初步诊断的病人,影像诊断的主要目的是发现病灶、评估疾病的状态并为临床医师对疾病的进一步治疗与干预提供支持与引导。

具体在诊断报告中要体现“三定”:定位—确定病变涉及的器官、解剖部位与具体的位置,定量—测量病变的各项参数并描述其影像学特征,定性—确定病变的性质与预后。所以院内影像诊断的主要要求在于精准诊断与及时方便的数据共享,促进各个临床科室在治疗与干预上的协同与合作。在以往各级医院相对独立运营的情况下,基层的社区健康服务中心(社康中心)/乡镇卫生院建有X光室与超声室,二级或以上医院都有独立的超声科、放射(医学影像)科与病理科,其临床科室有其各自的内镜室(胃镜/肠镜/喉镜/气管镜等),顶级三甲医院配备有对设施、人员专业水平要求很高的分子与核医学科,形成了一种小而全的格局。

随着近年来各级政府在卫生领域投入资金的增多,很多社康中心与乡镇卫生院都配备了低端多层螺旋CT与中端彩超,二级医院配备多台CT、磁共振、高端彩超与高端内镜,PET-CT/PET-磁共振也进入了越来越多的三甲医院。但是专业技术人员的培养需要较长的时间周期,基层医疗机构具有与影像/病理相关诊断权且具有一定经验的执业医师仍然较少,影像/病理领域医务人员紧缺和严重失衡现象一时很难解决,乡镇群众舍近求远到县、市等大医院现象和群众看病难问题尚未得到根本缓解。另外,高端医疗设备的购置也会造成医疗机构运营成本的不断上升。在这种情况下,成立区域或者跨区域医联体与县域医共体,对有效的整合各种资源,促进高端医疗资源下沉与医疗水平同质化,真正贯彻并落实基层首诊-双向转诊的分级诊疗制度具有相当现实的意义。

在这样的大背景下,基于(跨)区域医联体与县域医共体的跨院区影像中心、超声中心、内镜中心与病理中心等应运而生,通过共享中心覆盖下各级别医院的相关专家与设备资源,并建立医疗工作协同机制,帮助基层医疗机构提高技术水平与服务能力,吸引和留住区域内病人。对于这些中心而言,数据共享、网络传输、远程诊断/会诊加上及时反馈,形成“信息多跑路,病人少跑腿,跑一次就好”的服务格局,是真正做到高端医疗资源下沉与医疗水平同质化的核心。在以下的论述中,这些中心都代表着各类远程中心。

医学影像中心是远程影像会诊中必不可少的部分。5G+智能影像中心的建设将成为未来主流大中型医院重点关注的方向。利用5G网络、人工智能技术、大数据及云计算等技术,可实现患者完成超声、CT、DXR、磁共振等扫查后,图像数据通过5G网络传输至院内医疗云,实现医疗影像数据的云端存储与跨区域查阅。通过云边协同的方式实现医疗影像数据的实时安全共享,满足移动远程阅片的需要。结合影像AI技术可实现对影像的智能分析与诊断,辅助医生进行阅片,提高医生读片效率。

5G智能影像中心在网络系统设计将严格遵守各种相关的技术原则,遵循如HIMSS评价体系等各种相关的技术标准和规范,在网络建设标准上需满足以下要求:

1)先进性和实用性采用先进成熟的技术满足内部应用系统的需求,适应院内影像数据资料的传输需要,使系统在相当一段时期内保持技术的先进性,以适应未来信息化发展的需要

2)安全性和可靠性需保证各项业务应用安全与可靠的要求,避免在网络系统应用中的人为故障。对网络结构、网络设备等各个方面进行高可靠性的设计和建设。采用硬件备份、冗余等可靠性技术提高整个网络系统的可靠性。实现医院5G应用数据流与普通用户5G数据流的物理或者逻辑隔离,在医院业务系统通过5G网络与外部网络交互时,端到端数据流需要进行静态或者动态加密,并且具备防DDOS攻击等安全防护措施。

3)灵活性和可扩展性5G网络是一个不断发展的系统,在当前由NSA向SA过渡的时间段内,提升现有网络建设的的灵活性和可扩展性,根据医院影像业务发展建设的需要,更好的进行网络扩展升级。使网络建设中具备支持多种应用系统的能力。

5G 智慧影像中心系统功能下图所示为一个典型的医联体内远程影像中心的架构图。其组成实体包括一个在医联体各个医疗机构之上的中心结点与设立在医联体一级参与单位内的各个分中心结点。这里一级参与单位指1)作为医联体内主要牵头单位–三甲医院的各个院区,与2)医联体内加盟单位–县域与城区二级医院牵头组建的医共体。基于二、三级医院的运行现状,本地分中心是建立在本地物理服务器组成式存储私有云或公有云的配置方式,赋能用户根据自身规划进行海量数据的高效管理及应用。这样的架构能实现医联体内医疗机构之间影像检查信息共享和影像数据互联互通、开展影像检查集中管理、智慧预约、网络化三维处理、远程AI或者专家阅片等服务,解决医疗影像专业诊断人员资源分配问题,推进分级诊疗同时提高影像检查设备利用率。

同时远程智慧影像中心也能在医联体内各医疗机构中,

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