5G助力疫情防控方案分析

2020年初，新冠肺炎疫情來勢洶洶，如何迅速篩查進出人員，對醫(yī)護人員進行有效防護、隔離，對應(yīng)急物資進行消毒配送，并對ICU患者實施高效率救治，成為醫(yī)療體系成功實施疫情防控的關(guān)鍵。5G無線通信網(wǎng)絡(luò)具有全程全網(wǎng)、穩(wěn)定、高速率、低時延等優(yōu)勢，助力醫(yī)院治療單元在疫情暴發(fā)時快速結(jié)合和轉(zhuǎn)換，為有效實施疫情防控、阻隔傳染提供重要支撐。

突發(fā)疫情需要提升快速處理能力

我國城市人口密集，高速鐵路和高速公路四通八達，人員流動頻繁，為傳染病擴散提供了條件。由于傳染病疫情的暴發(fā)具有不確定性和偶發(fā)性，因而各地醫(yī)院普遍缺乏足夠的防控設(shè)施準備。此外，院內(nèi)醫(yī)療數(shù)據(jù)的高速傳輸、精準分析，以及跨區(qū)域醫(yī)療機構(gòu)之間的數(shù)據(jù)傳輸、共享，對于有效防控疫情、阻隔傳染十分關(guān)鍵。然而此前醫(yī)院的網(wǎng)絡(luò)條件普遍存在傳輸數(shù)據(jù)量受限、安全性不優(yōu)、實時性不強等問題，較難滿足遠程精準醫(yī)療、醫(yī)療大數(shù)據(jù)分析等場景的需求，在應(yīng)對疫情時更是難以有效輔助防控救治。

面對突發(fā)傳染病流行事件，醫(yī)院抗擊新冠肺炎疫情面臨以下三個問題。一是現(xiàn)有病房設(shè)施如何快速轉(zhuǎn)換為新冠肺炎病例專用隔離病房？二是如何快速篩查前來醫(yī)院就診的病人體溫？三是在保證醫(yī)療安全的基礎(chǔ)上，如何減少進入隔離病房的醫(yī)護人員數(shù)量，降低感染風(fēng)險，減少醫(yī)療物資消耗？5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)正不斷開展，在全國各級醫(yī)療機構(gòu)中都能迅速應(yīng)用，發(fā)揮有效的防控作用，緩解醫(yī)院的人力資源緊張和工作負荷大的現(xiàn)狀，市場前景廣闊。

5G助力疫情防控方案分析

面對新冠肺炎等突發(fā)傳染病，醫(yī)院在應(yīng)對過程中很容易成為病毒播散的途徑，醫(yī)護人員的職業(yè)暴露和院內(nèi)感染的風(fēng)險較大。醫(yī)院既要保證疫情篩查和救治效果，又要對醫(yī)護人員進行有效防護，需要開發(fā)一個有效的綜合防疫指揮管控系統(tǒng)，實現(xiàn)對患者高效的篩查、監(jiān)護、會診、探視等。5G通信技術(shù)具有高速率、低時延、大帶寬的特性，可以很好地應(yīng)用于新冠肺炎疫情防控場景下的實時生命體征傳輸、患者監(jiān)控與交流、遠程專家會診、家屬探視等。

參照國家對新冠肺炎疫情防控的要求和標準，確定新冠肺炎醫(yī)院救治綜合信息平臺的功能模塊由指揮監(jiān)控中心、發(fā)熱病人篩查平臺、院內(nèi)隔離治療單元三大部分組成，建立4個信息終端來支撐上述三個部分功能，分別是發(fā)熱門診篩查終端、隔離病房/ICU移動查房終端、專家遠程會診終端和指揮監(jiān)控中心終端，實現(xiàn)發(fā)熱病人篩查和會診、隔離病房日常查房和會診，降低交叉感染風(fēng)險，如圖1所示。

在杭州，杭州移動聯(lián)合相關(guān)醫(yī)療機構(gòu)成功構(gòu)建了結(jié)合5G通信技術(shù)的大型社會活動醫(yī)療急救保障系統(tǒng)、院前—院內(nèi)急診醫(yī)療服務(wù)平臺，在此基礎(chǔ)上進一步開展結(jié)合5G技術(shù)的應(yīng)對新冠肺炎醫(yī)院救治綜合信息平臺的研究。

平臺信息系統(tǒng)采用javascript語言進行軟件開發(fā)，前端開發(fā)使用VUE框架，后端使用node+SQLserver技術(shù)。指揮中心終端采用Web網(wǎng)頁形式，運行環(huán)境為Windows10操作系統(tǒng)。隔離病房和隔離ICU終端、發(fā)熱門診終端、專家遠程會診終端采用APP形式，安裝平板電腦，操作系統(tǒng)為Android9.0。另外配置智能設(shè)備用于整個防治場景中的輔助功能，以盡可能減少人員數(shù)量、降低人員接觸的幾率。

系統(tǒng)由指揮監(jiān)控中心、發(fā)熱病人篩查平臺、院內(nèi)隔離治療單元三大模塊組成。各單元空間分布如下：醫(yī)院急診和門診大廳安置紅外線測溫、環(huán)境清潔機器人，病房設(shè)置新冠肺炎疑似病例隔離觀察病房，同時設(shè)置5G遠程監(jiān)控中心，急診及ICU病區(qū)則配置送藥機器人。

指揮監(jiān)控中心

通過Web頁面，整合、傳遞、展示多種來源、多種形式的數(shù)據(jù)，如發(fā)熱門診、隔離病房和隔離ICU內(nèi)實時診療的音視頻和VR全景，結(jié)合醫(yī)院電子病歷系統(tǒng)展示患者基本信息和病歷，全面掌握病人情況，同時還可以連線遠程專家會診。

發(fā)熱病人篩查

對發(fā)熱病人可以進行紅外篩查。在急診入口處對進入人員進行體溫檢測，引入基于人工智能圖像識別技術(shù)和紅外熱成像技術(shù)，提高測溫的效率、準確率和安全性。一旦發(fā)現(xiàn)體溫升高的病人，可以實時上傳到指揮中心預(yù)警。

在疫情期間，健康碼成為醫(yī)院、廣場、交通樞紐等人員密集區(qū)的人員篩查重要手段。醫(yī)院作為高風(fēng)險區(qū)域，通過在入口處對“健康碼”進行識別，做到人員的快速分類和篩查?！敖】荡a”以官方數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，快速計算出個體的健康風(fēng)險等級，自動生成對應(yīng)的二維碼，并可由專用5G識讀終端鑒定綠、黃、紅碼。

健康碼的應(yīng)用能夠在一定程度上排查、鑒別可能來自疫情敏感區(qū)域的人群。在當前杭州5G手機逐漸普及、5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)日漸成熟的形勢下，健康碼基于5G的調(diào)取、識讀都比普通4G手機快二三倍以上，大幅提高了排隊人群的刷讀效率。

院內(nèi)隔離治療單元

5G視頻查房系統(tǒng)包括醫(yī)生佩戴的AR眼鏡、高清遠程視頻互動系統(tǒng)、5G全景VR實時顯示系統(tǒng)等，利用5G網(wǎng)絡(luò)的高速率、大連接、低延時的特性，實現(xiàn)上述多種文字和圖像信息的即時共享，提升“現(xiàn)場真實感”。在隔離病房和ICU配備全景攝像頭（如圖2所示），專家在監(jiān)控中心戴上VR眼鏡查看病房內(nèi)病人情況并指導(dǎo)隔離病房內(nèi)醫(yī)護人員對患者進行處置。

由于傳染性疾病治療過程中對感染控制有嚴格要求，患者家屬無法進入隔離病房進行探視。5G＋VR遠程探視系統(tǒng)讓家屬仿佛置身于患者身邊，家屬病房外戴上VR眼鏡可以看到病人的實時狀況，同時病人也可以與家屬實時溝通，有效緩解病人和家屬的緊張焦慮情緒。

智能機器人可以承擔(dān)送藥品、送標本和清潔消毒工作，減少醫(yī)療單元內(nèi)的人員流動和接觸，對醫(yī)療場所進行及時清潔和消毒，以降低院內(nèi)感染風(fēng)險。

機器人采用激光雷達導(dǎo)航，可采用5G+紅外、雷達等，自主規(guī)劃路徑、自主乘梯，根據(jù)指令，自動進入隔離病區(qū)消毒、送藥；機器人還能定時提醒醫(yī)護人員為患者提供藥品、自動消毒。

小結(jié)

本系統(tǒng)能夠初步滿足新冠肺炎院內(nèi)監(jiān)控診治的初步需求，實現(xiàn)人群智能初篩—發(fā)熱門診篩查—院內(nèi)隔離治療—重癥監(jiān)護過程中信息快速傳遞、醫(yī)護日常查房、專家遠程會診功能，達到早期阻斷疫情傳播、減少院內(nèi)醫(yī)護人員感染風(fēng)險的目的。

總而言之，5G智慧防疫系列產(chǎn)品將在大型醫(yī)院、醫(yī)聯(lián)體等單位快速復(fù)制推廣，并形成不同地域間的多家醫(yī)院醫(yī)療聯(lián)動，為更多的患者提供更高效智能的急救和ICU綜合服務(wù)。基于5G網(wǎng)絡(luò)的高清視頻互動和VR沉浸式實時全景體驗?zāi)軌蜇S富醫(yī)療教學(xué)視頻，提升醫(yī)院教學(xué)水平與教學(xué)力量，同時將帶動醫(yī)聯(lián)體、家庭醫(yī)護等產(chǎn)業(yè)的興起?；?G網(wǎng)絡(luò)的智能、微型遠程檢查設(shè)備以及身體狀況監(jiān)測設(shè)備會加速發(fā)展。5G遠程指揮系統(tǒng)具有可擴展架構(gòu)，可接入醫(yī)院多種設(shè)備病患診療信息，實現(xiàn)移動式診療，能夠接入醫(yī)院HIS系統(tǒng)以及實現(xiàn)C端開發(fā)客戶端配合，靈活統(tǒng)一管理。VR沉浸式實時全景體驗可投入遠程手術(shù)輔助、ICU重癥監(jiān)護等場景。

除了遠程檢查應(yīng)用之外，患者的遠程診療、遠程手術(shù)輔助、ICU綜合管理也將得到新的發(fā)展機遇。5G能夠挖掘優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源的潛能，極大地解決優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源緊缺的問題，打破優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源的時空限制，提升醫(yī)療健康服務(wù)普惠水平。

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