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摘要：醫(yī)療服務(wù)關(guān)乎國(guó)際民生，世界矚目。但是目前仍面臨著醫(yī)療資源 不均，健康、養(yǎng)老資源不足的問(wèn)題。基于MEC、物聯(lián)網(wǎng)等基礎(chǔ)技術(shù)實(shí)現(xiàn) 醫(yī)療信息化，可以大幅度提高醫(yī)療效率。本文首先對(duì)面向5G的智慧醫(yī)療行業(yè)進(jìn)行介紹和需求分析，之后結(jié)合MEC，介紹了MEC的特性、部署方案及面向智慧醫(yī)療的平臺(tái)架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)；最后詳細(xì)介紹了三個(gè)典型的基于MEC的智慧醫(yī)療解決方案，分別為遠(yuǎn)程會(huì)診、移動(dòng)查房和在線監(jiān)控、可穿戴設(shè)備健康管理解決方案。

關(guān)鍵詞：5G；MEC；智慧醫(yī)療；遠(yuǎn)程會(huì)診

Abstract: Medical services concern the international people's livelihood,attracting worldwide attention. However, it still faces the problems of uneven medical resources, insufficient health and pension resources. Medical informatization based on MEC, IoT and other basic technologies can greatly improve medical efficiency. This paper first introduces and analyzes the requirements of 5g-oriented smart medical industry, and then introduces the characteristics, deployment plan, platform architecture and key technologies of MEC. Finally, three typical intelligent medical solutions based on MEC are introduced in detail, including remote consultation, mobile room rounds and online monitoring, and wearable device health management solutions.

Key words: 5G; MEC; Intelligent medical; Remote consultation

1 引言

我國(guó)正處于工業(yè)化、城鎮(zhèn)化、人口老齡化快速發(fā)展階段，生態(tài)環(huán)境和生活方式不斷變化，目前仍面臨著醫(yī)療資源不均，健康、養(yǎng)老資源不足的問(wèn)題，難以滿足人民群眾對(duì)健康、養(yǎng)老日益增長(zhǎng)的需求[1]。同時(shí)，傳統(tǒng)的醫(yī)療設(shè)備、醫(yī)療方式等在新時(shí)期已經(jīng)落伍，信息技術(shù)應(yīng)用水平較低，智慧醫(yī)療成為人們關(guān)注的核心領(lǐng)域。2016年10月25日，國(guó)務(wù)院印發(fā)《“健康中國(guó)2030”規(guī)劃綱要》提出了2030年實(shí)現(xiàn)人民健康目標(biāo)，隨著智慧醫(yī)療行業(yè)的日益發(fā)展，將不再局限機(jī)構(gòu)信息化或區(qū)域信息化，最終發(fā)展成面向家庭或面向個(gè)體的智能化醫(yī)療體系^[1]。智慧醫(yī)療利用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、智能硬件等新一代信息技術(shù)產(chǎn)品，能夠?qū)崿F(xiàn)醫(yī)院、個(gè)人、家庭、社區(qū)、機(jī)構(gòu)與健康資源的有效對(duì)接和優(yōu)化配置，推動(dòng)醫(yī)療服務(wù)智慧化升級(jí)，提升醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量效率水平^[2]。

本文首先對(duì)面向5G的智慧醫(yī)療行業(yè)進(jìn)行介紹和需求分析，之后結(jié)合MEC，介紹了MEC的特性、部署方案及面向智慧醫(yī)療的平臺(tái)架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)；最后詳細(xì)介紹了三個(gè)典型的基于MEC的智慧醫(yī)療解決方案，分別為遠(yuǎn)程會(huì)診、移動(dòng)查房和在線監(jiān)控、可穿戴設(shè)備健康管理解決方案，以期借助高速發(fā)展的無(wú)線通信技術(shù)以及MEC強(qiáng)大平臺(tái)能力，為醫(yī)療健康產(chǎn)業(yè)的發(fā)展插上騰飛的翅膀，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源下沉，讓高質(zhì)量的醫(yī)療服務(wù)飛入尋常百姓家。

2 智慧醫(yī)療業(yè)務(wù)分析

5G時(shí)代，傳統(tǒng)醫(yī)療可以依托計(jì)算機(jī)、可穿戴、物聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線通信和云計(jì)算等技術(shù)，充分利用有限的醫(yī)療人力和設(shè)備資源，發(fā)揮大醫(yī)院的醫(yī)療技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在疾病診斷、監(jiān)護(hù)和治療等方面提供信息化、移動(dòng)化和遠(yuǎn)程化的智慧醫(yī)療服務(wù)。目前產(chǎn)業(yè)界紛紛開(kāi)展了智慧醫(yī)療的應(yīng)用場(chǎng)景分析、解決方案和產(chǎn)業(yè)化推廣等課題研究。結(jié)合醫(yī)療業(yè)務(wù)特征，可以將智慧醫(yī)療應(yīng)用場(chǎng)景總結(jié)為3大類(lèi)：

第一類(lèi)：基于醫(yī)療設(shè)備數(shù)據(jù)無(wú)線采集的醫(yī)療監(jiān)測(cè)與護(hù)理類(lèi)應(yīng)用，如無(wú)線監(jiān)護(hù)、無(wú)線輸液、移動(dòng)護(hù)理和患者實(shí)時(shí)位置采集與監(jiān)測(cè)等。

第二類(lèi)：基于視頻與圖像交互的醫(yī)療診斷與指導(dǎo)類(lèi)應(yīng)用，如實(shí)時(shí)調(diào)閱患者影像診斷信息的移動(dòng)查房、采用醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人的遠(yuǎn)程查房、遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)會(huì)診、應(yīng)急救援指導(dǎo)、無(wú)線手術(shù)示教和無(wú)線專(zhuān)科診斷等。

第三類(lèi)：基于視頻的遠(yuǎn)程操控類(lèi)應(yīng)用，如遠(yuǎn)程機(jī)器人超聲檢查、遠(yuǎn)程機(jī)器人內(nèi)窺鏡檢查和遠(yuǎn)程機(jī)器人手術(shù)。

這三類(lèi)無(wú)線應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)網(wǎng)絡(luò)的帶寬和時(shí)延要求各有不同，具體要求如表1所示。

2.1 醫(yī)療檢測(cè)與護(hù)理類(lèi)應(yīng)用

（1）患者定位管理

為避免患者走失，對(duì)患者進(jìn)行定位管理是很重要的醫(yī)療應(yīng)用。日常工作中，醫(yī)護(hù)人員需要定期巡視病房查看患者住院情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)患者未經(jīng)批準(zhǔn)離開(kāi)病區(qū)時(shí)，應(yīng)啟動(dòng)應(yīng)急程序，立即聯(lián)系家屬，查看監(jiān)控，請(qǐng)求安保人員在全院區(qū)范圍搜尋，必要時(shí)還會(huì)采取報(bào)警，請(qǐng)求警方幫助。因?yàn)榛颊咦呤侵卮筢t(yī)療事件，一方面患者離開(kāi)病區(qū)造成治療延誤致使病情加重，還可能造成傳播疾病，甚至遇到意外危險(xiǎn)危及生命；另一方面醫(yī)院需花費(fèi)大量的時(shí)間和人力搜尋患者，增加額外的工作量，甚至承擔(dān)賠償責(zé)任。隨著無(wú)線定位技術(shù)在醫(yī)療中的應(yīng)用，可以通過(guò)對(duì)患者佩戴可穿戴設(shè)備，實(shí)現(xiàn)醫(yī)護(hù)人員遠(yuǎn)程查看患者的實(shí)時(shí)位置，節(jié)省定期巡視的工作量。

患者位置定位信息數(shù)據(jù)量很小，傳輸數(shù)據(jù)為坐標(biāo)信息（十幾個(gè)字節(jié)大小），每1~2秒傳輸一次，并由接收端在電子地圖上實(shí)時(shí)標(biāo)注患者位置。

對(duì)于意識(shí)不清、精神病和傳染病患者等，醫(yī)院需要重點(diǎn)監(jiān)控患者活動(dòng)范圍。當(dāng)檢測(cè)到患者活動(dòng)超出預(yù)設(shè)活動(dòng)區(qū)域時(shí)（比如在病區(qū)出口外5~10米設(shè)置界線），觸發(fā)報(bào)警，啟動(dòng)應(yīng)急程序。當(dāng)出現(xiàn)患者離開(kāi)醫(yī)院住院樓，甚至到達(dá)院外的情況時(shí)，醫(yī)院也需要能定位到患者位置，方便搜尋。

（2）患者監(jiān)護(hù)

患者監(jiān)護(hù)是指通過(guò)一些可穿戴設(shè)備對(duì)患者生命體征進(jìn)行實(shí)時(shí)、連續(xù)和持續(xù)的無(wú)活動(dòng)束縛的監(jiān)測(cè)，并將獲取的生命體征數(shù)據(jù)和危急報(bào)警信息及時(shí)傳送給醫(yī)護(hù)人員，可以使醫(yī)護(hù)人員實(shí)時(shí)獲悉患者當(dāng)前狀態(tài)，做出及時(shí)的病情判斷和處理。通常會(huì)對(duì)兩類(lèi)患者進(jìn)行監(jiān)護(hù)：一是術(shù)后患者：術(shù)后病情變化風(fēng)險(xiǎn)大，醫(yī)護(hù)人員需要持續(xù)對(duì)患者的生命體征進(jìn)行監(jiān)護(hù)；二是突發(fā)性疾病患者：如心臟病患者，日常生活中也需要生命體征監(jiān)護(hù)。

穿戴式健康服務(wù)設(shè)備的優(yōu)勢(shì)十分明顯，比如體積小、價(jià)格低、攜帶方便等，穿戴式移動(dòng)用戶健康信息感知系統(tǒng)也會(huì)成為社會(huì)醫(yī)療系統(tǒng)的重要組成部分^[4]。通過(guò)一些聯(lián)網(wǎng)的可穿戴監(jiān)護(hù)設(shè)備可以持續(xù)進(jìn)行患者位置上報(bào)和生命體征信息的采集、處理和計(jì)算，并傳輸?shù)竭h(yuǎn)端監(jiān)控中心。例如心跳、血壓、呼吸以及患者位置等信息^[5]。患者位置信息為十幾個(gè)字節(jié)大小的坐標(biāo)信息，每1~2秒傳輸一次。生命體征信息由心電、呼吸和血氧等生理信號(hào)采樣波形、參數(shù)值和報(bào)警信息組成，以心電為例需傳輸采樣波形、心率參數(shù)值和心律失常報(bào)警信息，通信速率約為200Kbps^[3]。

2.2 醫(yī)療診斷與指導(dǎo)類(lèi)應(yīng)用

（1）遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)會(huì)診

遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)會(huì)診通常發(fā)生在醫(yī)療聯(lián)合體的醫(yī)院之間，或者醫(yī)院總院和分院之間，可以有效解決醫(yī)療資源分配不均的問(wèn)題。遠(yuǎn)端醫(yī)療專(zhuān)家可以通過(guò)視頻實(shí)時(shí)指導(dǎo)基層醫(yī)生對(duì)患者開(kāi)展檢查和診斷，不僅需要傳輸靜態(tài)的醫(yī)學(xué)圖像、診斷單、化驗(yàn)單、檢測(cè)報(bào)告，還需要多路高清視頻傳輸，以遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)超聲會(huì)診為例，醫(yī)生不僅要看到超聲圖像，還需要知道對(duì)應(yīng)的超聲探頭在人體的位置和方向，因此遠(yuǎn)端專(zhuān)家將同時(shí)看到雙路高清視頻，超聲影像視頻和探頭操作視頻，掃查病灶并進(jìn)行疾病診斷。遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)會(huì)診包括視頻交流和檢查信息共享，視頻交流一般在醫(yī)患兩側(cè)配置1080P高清視頻，通信速率為5Mbps，需要網(wǎng)絡(luò)提供大帶寬和低時(shí)延的通信保障^[3]。

（2）AR/VR示教

AR/VR示教可以構(gòu)建完整的虛擬現(xiàn)實(shí)手術(shù)場(chǎng)景，全方位展示患者情況、手術(shù)創(chuàng)口、手術(shù)臺(tái)畫(huà)面和手術(shù)過(guò)程內(nèi)容。AR/VR示教可以幫助提升偏遠(yuǎn)區(qū)域醫(yī)院的醫(yī)療技術(shù)水平，教學(xué)醫(yī)生可以通過(guò)視訊設(shè)備和遠(yuǎn)端醫(yī)務(wù)人員 或者學(xué)員進(jìn)行視頻實(shí)時(shí)交流，遠(yuǎn)端醫(yī)務(wù)人員或?qū)W員可以通過(guò)佩戴AR/VR同步看到真實(shí)的手術(shù)環(huán)境和患者實(shí)時(shí)的醫(yī)療信息。

AR/VR還可以進(jìn)行在線實(shí)時(shí)采編錄像和無(wú)線直播，實(shí)現(xiàn)手術(shù)音像資料存檔、遠(yuǎn)程觀摩教學(xué)和專(zhuān)家指導(dǎo)。無(wú)線手術(shù)示教需要傳輸多種視頻和圖像信息，以內(nèi)窺鏡手術(shù)為例，手術(shù)環(huán)境、監(jiān)護(hù)儀畫(huà)面和內(nèi)窺鏡影像三類(lèi)視頻都需要傳輸。這三類(lèi)視頻的主流分辨率為1080P，共需要15Mbps的通信速率^[3]。

2.3 遠(yuǎn)程操控類(lèi)醫(yī)療應(yīng)用

（1）遠(yuǎn)程機(jī)器人手術(shù)

機(jī)器人手術(shù)時(shí)一種可控交互式遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)，突破地域限制，醫(yī)生和專(zhuān)家可以遠(yuǎn)離手術(shù)臺(tái)，坐在操作控制臺(tái)中，根據(jù)高清視頻回傳的手術(shù)創(chuàng)口、手術(shù)臺(tái)畫(huà)面和患者情況，并且通過(guò)操作手柄來(lái)遠(yuǎn)程控制患者體內(nèi)的機(jī)械臂、手術(shù)器械進(jìn)行手術(shù)。遠(yuǎn)程機(jī)器人手術(shù)不僅需要大的帶寬、低時(shí)延，對(duì)定位的精度要求也特別高，尤其是在一些微創(chuàng)手術(shù)中，切口可能只有5~8mm, 差之毫厘，謬以千里。

（2）遠(yuǎn)程機(jī)器人內(nèi)窺鏡

遠(yuǎn)程機(jī)器人內(nèi)窺鏡是基于通信、傳感器和機(jī)器人技術(shù)，由醫(yī)療專(zhuān)家根據(jù)患者端的視頻和力反饋信息，遠(yuǎn)程操控機(jī)器人開(kāi)展的內(nèi)窺鏡檢查醫(yī)療服務(wù)。其中，視頻交流通過(guò)醫(yī)生端和患者端的攝像頭完成，力反饋信息通過(guò)患者端機(jī)器人機(jī)械手傳感器的采集和反饋來(lái)完成，遠(yuǎn)程操控通過(guò)操作搖桿完成。

機(jī)器人內(nèi)窺鏡有兩路視頻信號(hào)、一路操作搖桿控制信號(hào)和一路力反饋觸覺(jué)信號(hào)。兩路視頻信號(hào)分別為患者端攝像頭視頻（1080P）和超聲影像視頻，每路信號(hào)通信速率各約5Mbps。操作搖桿控制信號(hào)和力反饋觸覺(jué)信號(hào)數(shù)據(jù)量都很小，經(jīng)實(shí)測(cè)兩路信號(hào)的傳輸速率都在K比特級(jí)。

3 面向智慧醫(yī)療領(lǐng)域的MEC

3.1 智慧醫(yī)療對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求

智慧醫(yī)療融合了多種通信技術(shù)，包括4G、物聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)邊緣計(jì)算（Mobile Edge Computing, MEC）等技術(shù)，并具備向5G平滑演進(jìn)的能力，以嶄新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為醫(yī)院構(gòu)建基于蜂窩通信的醫(yī)療虛擬專(zhuān)網(wǎng)，不僅能滿足大帶寬、低時(shí)延、大連接的網(wǎng)絡(luò)通信要求，還降低了整體投資和運(yùn)維成本。

此外，安全是醫(yī)療領(lǐng)域?qū)W(wǎng)絡(luò)的特殊要求。醫(yī)療信息關(guān)乎人身生命安全，且具有隱私性要求，網(wǎng)絡(luò)需要具備較高的安全性和可靠性，如采用安全隧道協(xié)議IP Sec，在網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)部署電信級(jí)防火墻來(lái)確保其安全性，采用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中的握手信息以及定時(shí)器輪詢等方式確保協(xié)議的可靠性，并在核心節(jié)點(diǎn)通過(guò)冗余備份甚至異地容災(zāi)方案確保系統(tǒng)的可靠性。

3.2 面向智慧醫(yī)療的MEC關(guān)鍵技術(shù)

MEC是ICT融合的產(chǎn)物，支持LTE、NR、Wi-Fi、有線，以及ZigBee、LoRa、NB-IoT、工業(yè)以太總線等多種接入技術(shù)，可以支持智慧醫(yī)療中多種多樣的醫(yī)療設(shè)備和可穿戴設(shè)備接入，此外MEC還具備低時(shí)延、大帶寬、本地化的特點(diǎn)^[6]，可以有效滿足未來(lái)高清視頻、VR/AR、遠(yuǎn)程控制等業(yè)務(wù)需求，基于MEC實(shí)現(xiàn)醫(yī)療信息化、智能化，可以進(jìn)一步提高醫(yī)療效率。

圖1 MEC的部署位置

傳統(tǒng)4G傳輸路徑如圖1中紅線所示。智慧醫(yī)療中的高清視頻、實(shí)時(shí)監(jiān)控等大視頻大帶寬業(yè)務(wù)，對(duì)實(shí)驗(yàn)要求

較高還需要占用大量的回傳帶寬。通過(guò)在基站與核心網(wǎng)之間更加靠近用戶終端的位置部署MEC服務(wù)器，用戶 可以直接通過(guò)MEC服務(wù)器訪問(wèn)本地網(wǎng)絡(luò)，MEC服務(wù)器可以解析S1消息實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的分流，而不用經(jīng)過(guò)接入、匯 聚、核心等多個(gè)傳輸環(huán)到達(dá)核心網(wǎng)，如圖1中藍(lán)色線所示，可以實(shí)現(xiàn)流量卸載，從而減輕骨干網(wǎng)的壓力，大大縮短了傳輸路徑，顯著降低傳輸時(shí)延^[7]。此外，MEC平臺(tái)上可以還搭載一些視頻預(yù)處理、實(shí)施編解碼、視頻分析功能以及高效的AI算法，滿足智慧醫(yī)療中高清視頻等低時(shí)延業(yè)務(wù)的需求。

MEC還可以保障網(wǎng)絡(luò)的隱私性和安全性，因?yàn)镸EC的位置可以足夠低，可以靈活部署在一個(gè)本地區(qū)域范圍。例如將MEC部署于某所醫(yī)院，為接入用戶選擇性的提供帶有本地服務(wù)內(nèi)容，流量并不經(jīng)過(guò)公網(wǎng)，可以將敏感信息或隱私數(shù)據(jù)控制在區(qū)域內(nèi)部，更加隱私安全，實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)隔離。

3.3 面向智慧醫(yī)療的MEC架構(gòu)

面向智慧醫(yī)療的MEC架構(gòu)從邏輯上可以分為：無(wú)線終端層、基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)層、虛擬化層、平臺(tái)能力層和應(yīng)用使能層，如圖2、圖3所示。

圖2 MEC架構(gòu)

圖3 面向智慧醫(yī)療的MEC架構(gòu)

無(wú)線終端層主要包括普通手機(jī)或者無(wú)線醫(yī)療設(shè)備，比如移動(dòng)護(hù)理終端機(jī)、移動(dòng)查房終端機(jī)、醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人、監(jiān)護(hù)儀和超聲等。MEC支持LTE、NR、WiFi、有線、以及ZigBee、LoRa、NB-IoT等多種接入制式，對(duì)于一些已經(jīng)集成有無(wú)線通信模組的移動(dòng)護(hù)理終端 （如PDA、PAD）和醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人，可直接接入到MEC網(wǎng)絡(luò)。其它多數(shù)醫(yī)療設(shè)備如果沒(méi)有直接集成無(wú)線通信模組，初期階段可采用外掛通信模組的形式接入MEC。

基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)層。由于絕大多數(shù)的醫(yī)療業(yè)務(wù)發(fā)生在醫(yī)院，院內(nèi)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是最關(guān)鍵部分。本地部署MEC作為基礎(chǔ)性網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)和室外廣域連續(xù)性傳輸和7×24小時(shí)實(shí)時(shí)在線。硬件方面包括計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)以及加速器資源，可以采用通用的x86服務(wù)器架構(gòu)實(shí)現(xiàn)軟硬件解耦，不被硬件設(shè)備商捆綁，同時(shí)硬件形態(tài)設(shè)計(jì)上會(huì)考慮邊緣節(jié)點(diǎn)和邊緣機(jī)房特有的限制，例如位置、空間、供電以及特定的業(yè)務(wù)場(chǎng)景需求等。虛擬化層（Cloud OS）對(duì)各類(lèi)硬件資源進(jìn)行虛擬化并高效地管理虛擬資源。可以使用OpenStack或者基于開(kāi)源OpenStack的增強(qiáng)VIM，將來(lái)還將支持容器管理的Kubernetes技術(shù)，為了滿足醫(yī)療業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩裕梢圆捎弥悄苈酚伞⒙?lián)接管理、能力開(kāi)放和網(wǎng)絡(luò)QoS保障等技術(shù)，構(gòu)建一張醫(yī)療業(yè)務(wù)本地化的虛擬專(zhuān)網(wǎng)。

平臺(tái)能力層。基于邊緣云的MEC提供平臺(tái)開(kāi)放能力，服務(wù)平臺(tái)上集成第三方應(yīng)用或者在MEC上部署第三方應(yīng)用，如針對(duì)患者提供娛樂(lè)資源（比如視頻和游戲等），增添了患者的醫(yī)院生活豐富性。能力開(kāi)放是通過(guò)公開(kāi)API接口的方式為運(yùn)行在MEC上第三方應(yīng)用提供無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信息和位置信息等多種服務(wù)。綜合考慮第三方應(yīng)用在系統(tǒng)架構(gòu)及業(yè)務(wù)邏輯方面的差異，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)能力簡(jiǎn)單友好開(kāi)放，同時(shí)隨著網(wǎng)絡(luò)功能進(jìn)一步豐富，可向第三方應(yīng)用實(shí)現(xiàn)持續(xù)開(kāi)放，而不必對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行復(fù)雜改動(dòng)。例如位置能力開(kāi)放。無(wú)線醫(yī)療虛擬專(zhuān)網(wǎng)基于4G室內(nèi)小站，提供5~10米精度的定位能力，并且能夠定位到病房。4G蜂窩定位技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)特殊患者的位置管理、醫(yī)院人流統(tǒng)計(jì)和熱力圖分布。5G毫米波頻段的室內(nèi)小站可以獲得亞米級(jí)的定位精度，可以被用于護(hù)理終端、貴重藥品和醫(yī)療機(jī)器人的定位。

應(yīng)用平臺(tái)可以對(duì)各類(lèi)醫(yī)療業(yè)務(wù)的應(yīng)用系統(tǒng)連接打通，如院內(nèi)的EMR/HIS/PACS系統(tǒng)、遠(yuǎn)程醫(yī)療平臺(tái)和應(yīng)急救援平臺(tái)等。

4 面向智慧醫(yī)療的MEC的典型應(yīng)用

MEC通過(guò)將應(yīng)用層云平臺(tái)下沉到網(wǎng)絡(luò)邊緣，可以為移動(dòng)終端提供本地大帶寬和低時(shí)延業(yè)務(wù)^[8]，接下來(lái)介紹3種典型業(yè)務(wù)解決方案。

4.1 移動(dòng)查房和在線遠(yuǎn)程監(jiān)控查房

移動(dòng)查房和在線遠(yuǎn)程監(jiān)控查房以無(wú)線網(wǎng)絡(luò)為依托，將醫(yī)生和護(hù)士工作站的業(yè)務(wù)功能通過(guò)手持終端延伸至患者的床邊，醫(yī)生在查房時(shí)手持手機(jī)、IPAD接入醫(yī)院信息管理系統(tǒng)，可快速查詢病人病歷、醫(yī)囑、檢驗(yàn)單、檢查報(bào)告、體溫單、特別護(hù)理單等診療數(shù)據(jù)，還可以拍攝病人臨床的圖像，在與病人談話時(shí)可以錄音等，為制定完善的診療方案提供基礎(chǔ)，大大降低了醫(yī)療成本，簡(jiǎn)化了醫(yī)療工作流程，提高了工作效率，讓醫(yī)生更好地為患者服務(wù)，護(hù)士通過(guò)移動(dòng)查房實(shí)時(shí)查詢病人的處方信息，用藥記錄，體溫、血壓，歷史檢測(cè)數(shù)據(jù)，新入病人通知，實(shí)時(shí)錄入病人用藥記錄，每天例行檢察情況，及突發(fā)狀況，提高護(hù)理質(zhì)量和效率。

該場(chǎng)景如圖4所示，在病房?jī)?nèi)及院內(nèi)安裝攝像頭時(shí)時(shí)監(jiān)控，視頻信息通過(guò)公共LTE基站視頻流本地旁路，醫(yī)生用手持終端通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行查房，查看、輸入及修改醫(yī)囑，并可用手持終端隨時(shí)查詢病房情況，或?qū)⒉》績(jī)?nèi)最新視頻情況推送給醫(yī)生。

圖4 移動(dòng)查房和在線遠(yuǎn)程監(jiān)控查房+MEC網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

該應(yīng)用方案通過(guò)邊緣云，可以實(shí)現(xiàn)本地多流視頻推送、本地畫(huà)質(zhì)管理等功能；通過(guò)MEC實(shí)現(xiàn)電子病歷移動(dòng)化，醫(yī)護(hù)人員可以隨時(shí)隨地查看患者的電子病歷，及時(shí)記錄患者的治療信息，保證診療信息的完整，并且給以用戶全新的高清、低時(shí)延體驗(yàn)；支持影像顯示的自動(dòng)播放、測(cè)量、反色、放大縮小等功能，支持離線查看影像資料，并可以與RIS系統(tǒng)高度集成，方便對(duì)照查看。網(wǎng)頁(yè)版PACS支持瀏覽器直接訪問(wèn)，無(wú)需裝插件，隨時(shí)調(diào)取病人影像及病歷資料，提升工作效率；邊緣云的安全性設(shè)計(jì)分別從物理網(wǎng)絡(luò)層面、通訊數(shù)據(jù)層面、信息保存于院外傳輸和安全證書(shū)這幾個(gè)方面考慮，保證醫(yī)院運(yùn)營(yíng)信息、患者基本信息、病情信息等多項(xiàng)極度敏感、隱私數(shù)據(jù)的安全。

4.2 可穿戴設(shè)備健康管理

隨著數(shù)字時(shí)代的興起，醫(yī)療行業(yè)正在發(fā)生變化。許多可穿戴設(shè)備能追蹤全天活動(dòng)、鍛煉、睡眠和體重，各種telehealth工具（teleheath，遠(yuǎn)程醫(yī)療是指通過(guò)電信基礎(chǔ)設(shè)施傳遞與醫(yī)療相關(guān)的服務(wù)或信息）和葡萄糖監(jiān)測(cè)儀等設(shè)備正在重塑醫(yī)療保健領(lǐng)域。這些設(shè)備上存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可用于更新患者的數(shù)字醫(yī)療記錄；然而，現(xiàn)有的云基礎(chǔ)架構(gòu)無(wú)法管理他們所生產(chǎn)的數(shù)據(jù)量。邊緣計(jì)算（Edge Computing）將連接起來(lái)這些醫(yī)療設(shè)備，在緊急情況下為醫(yī)院和醫(yī)生提供可靠和最新的患者信息^[6]。

如圖5所示，邊緣計(jì)算能夠?qū)崿F(xiàn)患者生命危及時(shí)的實(shí)時(shí)響應(yīng)。可穿戴健康管理設(shè)備一般采用基站-傳輸設(shè)備-核心網(wǎng)-上云這條數(shù)據(jù)傳輸鏈路，而邊緣計(jì)算具有可以在本地獨(dú)立計(jì)算的功能，優(yōu)化數(shù)據(jù)鏈路傳輸，經(jīng)過(guò)基站-傳輸設(shè)備-MEC-終端這條鏈路，無(wú)需經(jīng)過(guò)核心網(wǎng)，在本地就可以及時(shí)響應(yīng)，對(duì)患者生命健康實(shí)現(xiàn)告警處理，能夠第一時(shí)間及時(shí)響應(yīng)；邊緣計(jì)算能夠確保實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)本地存活。各個(gè)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)管理上云很重要，但與云的鏈路一旦中斷，就需要邊緣網(wǎng)關(guān)能夠具備處理本地事務(wù)的機(jī)制，將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存在網(wǎng)關(guān)上，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后上傳；邊緣計(jì)算能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)聚合。可穿戴健康管理設(shè)備每天采集的信息量非常龐大，邊緣計(jì)算能夠確保部分?jǐn)?shù)據(jù)及時(shí)聚合處理，無(wú)需與云建立連接，上傳云端；邊緣計(jì)算能夠更好地實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)監(jiān)測(cè)和攻擊防范。能夠更好地對(duì)本地和云端進(jìn)行監(jiān)測(cè)和防護(hù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。

圖5 可穿戴設(shè)備健康管理+MEC網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

4.3 遠(yuǎn)程會(huì)診

隨著疾病醫(yī)治程度的日益復(fù)雜，遠(yuǎn)程醫(yī)療技術(shù)的不斷完善發(fā)展，建立完善的遠(yuǎn)程醫(yī)療機(jī)制，對(duì)于目前國(guó)家大 力推進(jìn)的分級(jí)診療普及、醫(yī)療資源的互聯(lián)共享、偏遠(yuǎn)地區(qū)的醫(yī)療水平提升，具有重要的意義。實(shí)現(xiàn)醫(yī)療公平與醫(yī)療體系數(shù)字化已經(jīng)成為從政府到醫(yī)療單位整個(gè)社會(huì)發(fā)展的大勢(shì)所趨，遠(yuǎn)程醫(yī)療已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)分級(jí)診療的必備。通過(guò)MEC遠(yuǎn)程智慧視頻通訊系統(tǒng)的搭建，為醫(yī)療體系搭建遠(yuǎn)程醫(yī)療信息化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)未來(lái)醫(yī)療縱深扁平化^[7]。

圖6 遠(yuǎn)程會(huì)診+MEC網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

如圖6所示，以往的遠(yuǎn)程會(huì)診，醫(yī)生必須在會(huì)診室通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)對(duì)分院疑難病患進(jìn)行會(huì)診，搭建MEC的遠(yuǎn)程醫(yī)療視訊系統(tǒng)將各級(jí)醫(yī)療單位實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，對(duì)于醫(yī)療單位，遠(yuǎn)程醫(yī)療解決方案實(shí)現(xiàn)高水平醫(yī)護(hù)資源對(duì)接，專(zhuān)家醫(yī)生只需通過(guò)遠(yuǎn)程醫(yī)療視訊系統(tǒng)，即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程高清互動(dòng)會(huì)診，遠(yuǎn)程病患資料調(diào)用等多功能，也可以使用移動(dòng)終端通過(guò)MEC在任何地方參與會(huì)診，降低成本，提升醫(yī)護(hù)水平，同時(shí)，MEC也可以保證病人醫(yī)療圖像數(shù)據(jù)本端輕松切換，高效解決患者病痛，自由連接院內(nèi)外專(zhuān)家，無(wú)損呈現(xiàn)醫(yī)學(xué)影像，實(shí)現(xiàn)“面對(duì)面”臨場(chǎng)高效診治等功能。

5 總結(jié)

無(wú)線通信技術(shù)無(wú)疑是智慧醫(yī)療不可或缺的連接基礎(chǔ)，伴隨5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，MEC的部署，以及核心網(wǎng)向SDN/NFV方向演進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)不僅僅只是作為流量管道，還可以用關(guān)鍵技術(shù)為智慧醫(yī)療賦能，更深度介入到智慧醫(yī)療的關(guān)鍵業(yè)務(wù)流程中，提升工作效率，下沉醫(yī)療資源。

目前，我國(guó)正處于信息產(chǎn)業(yè)、醫(yī)療產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展的時(shí)機(jī)，智慧醫(yī)療和無(wú)線技術(shù)融合趨勢(shì)也日漸顯現(xiàn)，從面向5G的智慧醫(yī)療行業(yè)進(jìn)行介紹和需求分析、醫(yī)療終端通信能力、MEC關(guān)鍵技術(shù)能力等方面看，無(wú)線通信技術(shù)、MEC與智慧醫(yī)療產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)的融合也比較成熟，可以分階段實(shí)現(xiàn)智慧醫(yī)療無(wú)線化、遠(yuǎn)程化、智能化，最終跨越醫(yī)療資源不均衡的鴻溝。

作者簡(jiǎn)介：

延凱悅，工程師，碩士畢業(yè)于北京交通大學(xué)，現(xiàn)任職于中國(guó)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究院無(wú)線技術(shù)研究部，主要研究方向?yàn)镸EC、5G通信等。

王玉婷，工程師，碩士畢業(yè)于北京郵電大學(xué)，現(xiàn)任職于中國(guó)聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究院5G創(chuàng)新中心，目前主要從事5G通信技術(shù)在智慧醫(yī)療、智慧養(yǎng)老等行業(yè)應(yīng)用研究工作。

馮 毅，教授級(jí)高級(jí)工程師，長(zhǎng)期從事移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、研發(fā)、設(shè)計(jì)等工作，現(xiàn)任中國(guó)聯(lián)通5G創(chuàng)新中心主任，目前主要負(fù)責(zé)中國(guó)聯(lián)通的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、5G業(yè)務(wù)應(yīng)用、發(fā)展戰(zhàn)略方面等研究工作，項(xiàng)目成果獲得國(guó)家級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)11個(gè)、省部級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)37個(gè)。

張忠皓，工學(xué)博士，現(xiàn)任中國(guó)聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究院無(wú)線技術(shù)研究部室主任，教授級(jí)高級(jí)工程師，北京郵電大學(xué)兼職教授。主要從事移動(dòng)網(wǎng)無(wú)線新技術(shù)相關(guān)課題研究、標(biāo)準(zhǔn)制定、設(shè)備驗(yàn)證、網(wǎng)絡(luò)部署等工作。

盛 煜，高級(jí)工程師，畢業(yè)于北京郵電大學(xué)，現(xiàn)任中國(guó)聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究院5G創(chuàng)新中心智慧醫(yī)療中心總監(jiān)。長(zhǎng)期從事移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)無(wú)線新技術(shù)及組網(wǎng)解決方案研究，同時(shí)聚焦5G智能制造、5G醫(yī)聯(lián)網(wǎng)、泛低空通信、5G智慧校園等方向研究。

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摘自《自動(dòng)化博覽》2020年8月刊