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5G智慧医疗全流程服务白皮书2020年8月-2-目录前言一.5G+智慧医疗健康全流程应用1.1 院前智慧医疗应用1.1.1 院前智能筛查1.1.2 院前智慧急救1.1.3 5G院前智慧医疗应用小结1.2 院内/院间智慧医疗应用1.2.1 远程智慧ICU1.2.2 智慧影像中心1.2.3 远程会诊中心1.2.4 院内/院间智慧应用小结1.3 院后智慧医疗健康应用1.3.1 心脑血管家庭关护和康复解决方案1.3.2 慢性呼吸疾病综合管理解决方案1.3.3 睡眠健康智能解决方案1.3.4 5G在院后医疗场景中的应用1.3.5 5G院后智慧应用小结二.5G医疗专网2.1 5G医疗专网建设需求2.2 5G医疗专网架构2.3 5G专网能力建设三.5G健康医疗应用发展愿景术语468813182020263334363637394041424344454649-4-前言2020年3月，中共中央政治局常务委员会召开会议提出，要加快5G网络、数据中心等新型基础设施建设进度。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。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。预计到2025年我国5G网络建设投资累计将达到1.2万亿元，将带动产业链上下游以及各行业应用投资超过3.5万亿元，中国信通院发布的5G产业经济贡献认为，预计2020至2025年我国5G商用间接拉动的经济总产出约24.8万亿元。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。-5-针对目前中国及全球范围内对智慧医疗建设能力提升的迫切需求，建设5G与新兴技术深度融合智慧医疗发展应用已成为非常重要的议题。结合中国在5G网络建设及标准建设的基础工作，打造国际国内领先的5G医疗专网、4G与5G融合移动通信网络、医疗云等基础设施，支撑院前、院内、院间和院后四类医疗业务应用建设，有助于不断探索智能服务体系的创新。白皮书针对患者在就医的全流程进行5G智慧医疗服务解析，涉及院前、院内/院间和院后几个场景，分析院前筛查、院前急救、院内/院间远程智慧重症监护、院内智能影像分析、院间远程会诊、院后个人健康管理等应用的具体场景、关键技术、配置需求以及典型应用案例。白皮书旨在研究基于5G与新兴技术的深度融合助力推进智慧医疗发展，推进医疗领域全流程的智能化，从院前筛查、院前急救、院内诊断、影像辅助诊疗、院后康复等各环节逐步实现5G+智慧应用创新。鉴于中国联通在5G关键技术研究、5G网络建设和5G智慧医疗应用示范的积累，并结合飞利浦在医疗行业深耕的解决方案与创新产品的优势，联合探索5G智慧医疗全闭环系统的创新智能服务体系，推动传统医疗服务产业提质增效。-6-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。一.5G+智慧医疗健康全流程应用院前智能筛查远程机器人辅助超声人工智能辅助诊断智 慧 影 像 中 心远 程 智 慧 I C U远 程 会 诊 中 心院后智慧医疗健康应用健 康 生 活预 防诊 断治 疗家 庭 护 理【图1】互联关护全流程应用-7-5G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（如图2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。【图2】5G+智慧医疗应用场景全景图-8-1.1.1 院前智能筛查院前智能筛查全景描述所谓“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1.1 院前智慧医疗应用-9-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。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【表1】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-10-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请）。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-11-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1575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。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【表2】超声画面分辨率与带宽需求对应关系-12-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。-13-1.1.2 院前智慧急救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（如图3所示）。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-14-【图3】5G智慧急救系统应用全景图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（具体性能要求参见表3）。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-15-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。-16-5）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（如图4所示）。【表3】5G智慧急救系统网络性能需求-17-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监【图4】5G智慧急救车升级改造示意图-18-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。1.1.3 5G院前智慧医疗应用小结DXR、超声与低剂量CT是重要的院前影像学筛查手段。相对于DXR与CT，超声随着小型化智能化程度的不断提高，已经可以下沉到家庭诊所一级，使院前筛查的关口提前。在另一个方面，院前超声筛查的大量需求与现阶段基层超声专业人员的短缺也形成了矛盾。传统的远程超声应用主要以图像加文字传输为主的非实时方式实现，进入5G时代后，利用5G网络的高带宽、低时延等特性，可以跨区域实现实时高清超声诊断与会诊。基于手持式超声设备与5G网络的低成本远程超声方案可以方便地将基层社康中心，乡镇卫生院乃至社区诊所与上级医院联系起来，在很大程度上帮助缓解基层超声专业人员短缺且-19-技能与经验不足的现状，从而使得偏远地区及医疗资源缺乏地区可以共享优质医疗资源，也可以帮助基层医生提升诊疗水平。在信息层面，5G超声方案可以将产生的超声影像、视频与诊断报告快速地纳入PACS、电子病历甚至个人健康管理系统，有效整合信息。基于5G的高可靠通信网络与基于MEC的强大算力支撑，可以使得医学影像AI算法能够实现本地化部署，对超声扫查进行质控，实现超声影像的初步判读、病变检测与定性，大幅缩短影像处理的计算时间，降低远程超声中后端超声医师的工作负担，提高效率并提升他们诊断的置信水平。同时5G网络的低延时与高可靠性特点也能很好的支持机器人超声的应用，为将来进一步开发机器人自主扫描技术奠定良好的基础。在院前急救场景下，