论文《5G网络技术在信息化建设的应用》-仁创编译转载

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　　摘要：随着5G技术的不断发展与日益成熟，越来越多的5G网络应用设备被引入医院信息化建设当中，许多医院也开始愈发重视并加强该技术在院区的使用。该文立足当前5G技术在我国医疗领域中的发展现状与使用前景，重点分析如何利用5G更好地加强现代医院信息化建设及其应用。

　　关键词：5G网络技术;医院;信息化建设

　　随着5G时代的到来，越来越多的医院开始面临从信息化向智慧化转变的难题。而5G技术的引入将对提升水平医院信息化建设及其应用产生重要影响。作为“互联网+医疗”的有力推动因素，5G技术不仅在医院通信、数据安全、智能终端等方面发挥着作用，也将使医院信息化管理产生质的飞跃。

　　15G技术在医疗领域的应用现状

　　1.15G技术的内涵与核心

　　5G即第五代移动通信技术，传输速度理论上超过10Gb/s，比4G网络的传输速度快几十甚至几百倍。5G的应用场景可分为增强型移动宽带(eMBB)、大连接物联网(mMTC)、低时延高可靠通信(uRLLC)3类。要搭建5G应用场景，需要满足基于OFDM优化的波形和多址接入、新型无线技术、超密集异构网络、灵活的框架设计等关键技术，这也是确保5G网络速率和高效覆盖的基本前提。

　　1.25G技术的特点

　　5G作为新一代信息通信技术，具有高速率、泛在网、低功耗、低时延、大容量等特点，这将为医院打造更为广阔的应用场景，也将带来更多的技术管理服务和模式创新。

　　1.35G技术在医疗领域中的应用现状

　　当前，5G技术已在远程医疗、应急救援、辅助诊治等方面得到应用。而5G智慧医疗所带来的联网医疗、健康检测设备、临床可穿戴设备、远程传感器等，将形成大规模医疗物联网生态系统。同时，5G技术也呈现出与大数据、人工智能等深度融合的趋势，从而进一步加速生态联动发展。1.3.1远程医疗5G技术使现有的网络环境得到大幅度改善与提升，这在很大程度上满足了医疗实时性、稳定性和高效性的需求。以实时图像、视频语音等技术为基础，5G能够更高效地实现病例及医学影像的远程诊断、远程会诊、远程监护等智慧医疗服务。1.3.2数据挖掘在远程医疗的基础上，医疗设备可持续捕获患者的生命体征、活动频率、电子病例、医学影像等电子医疗数据。5G技术下软硬件智能产品功能的延伸，可进一步对医疗数据进行深度挖掘，从而更好地进行诊治决策，合理分配医疗资源。此外，5G和大数据的配合，能够实现信息在患者、医生及医院各部门间的灵活交互，有效推动医院信息化升级。1.3.3智能终端5G时代将诞生更多的无线智能产品，手表、手环等智能终端将形成一整套系统。医生可对系统内的医疗数据进行收集和积累，打破时间与空间限制，实现连续而准确的检测。1.3.4门诊就医在门诊应用上，5G将带来更大的便利。患者就诊的等候时间将精确到分钟级。问诊、检查、治疗等将有望通过信息化手段一站式解决。此外，5G也将带动能够24h在线的“AI医生”上线服务，通过网络智能问诊，给出基于医疗大数据的智能诊断和治疗建议。1.3.5远程手术随着相关技术的不断成熟，远程手术业已现实。连接上5G的机器人可与操控者几乎百分百同步动作，真正实现几乎零延时的远程异地手术。1.3.6远程查房5G技术催生出了“查房机器人”。在与5G网络结合后，查房机器人可大大提高医生的工作效率，实现实时远程查房。医生只需通过操纵杆或者手机，将5G网络控制的机器人移动到病床前，再通过机器人头部的屏幕和摄像机，与患者进行高清视频交互。同时，机器人还具备多种传感器，能够采集病人的生化数据，帮助医生进行辅助诊断。

　　25G对医院信息化管理的帮助

　　随着5G应用技术的不断发展，挂号、排队、看病、付费、检查、取药等医疗服务有望“一站式”解决。而医院信息化管理的有效升级，正是实现这一目标的根本保障。

　　2.1医疗信息采集

　　借助可穿戴设备和5G通信网络，患者在家中即可获取自身实时且连续的体征数据，并将之传输给接诊医生，足不出户就可接受高质量的医疗服务。医生的诊断和治疗行为，通过互联网受到上级部门的监管，在网上实现传统业务中的处方审核、处方点评等功能，并有相关规则对其进行限制。患者支付医疗费用直接跟医保体系挂钩，且医生和患者双方都接受医保控费规则的控制。相关数据在征得患者同意后可在医院间共享，打破行政地域壁垒，方便医生全面了解患者过往病史及就诊记录等信息。

　　2.2医院信息化转变

　　随着云计算的高速发展及5G技术的普及，未来医院无须再投入大量精力去做传统的医疗信息化建设。2.2.1硬件设施通过云服务及5G网络通信，医院将不必再修建大规模的机房、购买服务器、搞系统集成，这些都可托管至云端。所有数据交互全部依靠5G网络完成，而不只是在内网进行。2.2.2软件与维护类似于门诊挂号、收费、医保、电子医嘱、电子病历、药品管理、化验结果等，这些传统的医疗软件模块都可放到5G网络上进行，并由专门人员进行软件维护，从而大幅减少医院负担。2.2.3数据交互医院各部门间可通过5G网络提升数据共享及交互效果，患者亦可随时随地查询自己的就诊数据，一键分享、一键传输。

　　35G应用的难点与解决

　　3.1技术难点

　　3.1.15G芯片当前，我国5G芯片技术仍需进一步完善提升，尤其是面向高频应用的BAW和FBAR滤波器，相关专利储备十分薄弱，且自主研发面临诸多壁垒。此外，我国5G芯片缺乏成熟的商用工艺支撑，产业链整体协同性有待进一步提高。3.1.2云计算软硬件5G网络是由大型服务器组成的云计算平台，主要通过具有数据转换功能的路由器和交换机网络连接到基站，借助云计算实现信息通信技术的智能化服务。但云计算的服务器、存储系统、云终端以及虚拟化软件、中间件、云调度、软件定义网络等关键技术多为国外企业所掌控。而在云服务、海量存储等方面，国内发展一直比较缓慢。3.1.3毫米波传输5G需要在复杂的应用场景中进行高、中、低频信号协同工作。而高频信号衰落快，需要超密集组网，这在人口稠密的大城市，和诸如医院这种地形复杂的环境中，实现起来具有相当难度。而如果信号不稳定，远程手术也就无法正常进行。同时，高频关键器件的特性和成熟度也给系统设计带来新的挑战。而研制大带宽、低噪声、高效率、高可靠性、多功能和低成本的高频器件，本身仍是产业化的瓶颈。3.1.4信号干扰在5G移动通信网络中，干扰是一个必须解决的问题。网络中的干扰主要有同频干扰、共享频谱资源干扰、不同覆盖层次间的干扰等。现有通信系统的干扰协调算法只能解决单个干扰源问题，而在5G网络中，相邻节点的传输损耗一般差别不大，这将导致多个干扰源强度相近，进一步恶化网络性能，使现有协调算法更加难以应对。此外，手术现场还存在很多其他干扰源，象心脏起搏器、除颤仪等。如何处理好5G信号可能被干扰的问题，将是一项重要挑战。3.1.5网络安全5G采用的是通用硬件平台，这就带来了网络安全可靠性低的问题。5G网络可提供对海量用户访问的支持，服务器端将接收到来自海量用户的安全认证需求，这就面临针对海量用户加密方法、加密服务器性能、人工智能病毒攻击等所带来的网络安全问题。

　　3.2解决办法

　　3.2.1覆盖性覆盖增强技术由密集异构组网构成。通过缩小覆盖半径，以频谱资源的空间复用提高频谱效率，从而提高5G覆盖度。在5G超密集异构网络中，利用宏站和低功率小型基站进行覆盖，通过增加站点密度减少节点间的距离，让网络节点距离终端更近，使频谱效率及系统容量大幅提升。3.2.2传输性采用毫米波通信能够有效缓解频谱资源紧缺问题，也可提升通信容量。毫米波具有波束集中、波束窄、能效高、方向性好等特点，具有很强的抗干扰能力。3.2.3稳定性通过MIMO天线技术，在接收端及发送端使用多个天线进行接收和发送，大规模的增加天线数量，在不增加频谱资源或总功率耗损的条件下提高信道容量、吞吐量及传送距离，从而改善通信质量。同时，利用OFDM新型传输波形，可使频谱利用率提升近1倍。而NOMA非正交多址接入技术则把功率域由传统的单用户改为多用户共享，并把无线接入能量提升50%，从而满足每个用户不同的路径损耗，实现高效复用。3.2.4安全性可见光通信是物联网、移动通信等领域的新型技术，除具有高速率、宽频谱、低成本等特点外，还具有极强的保密性，其在未来的5G通信中必然占有重要地位。

　　4结论

　　有专家认为，智慧医疗可大致分为3个阶段：1.0阶段是医疗信息化，致力于实现医院内部业务的互联互通和区域医疗工作的开展;2.0阶段是互联网医疗时代，通过互联网及移动端进行医疗的全流程诊治;3.0阶段则强调大连接和高质量远程能力，同时融入人工智能等前沿技术。随着5G技术的日益成熟，医院信息化水平也将不断提升。而在这一过程中，广大患者及医务工作者也将获得极大便利。

　　参考文献

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　　[5]罗林，黎云宁.计算机网络技术在医院信息化建设中的应用[J].信息与电脑，2018(12)：122-123.

　　作者：赵爽 单位：首都医科大学附属北京妇产医院信息科

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