5G在医疗体系疫情防控中的应用

发布人:红松小e 发布时间:2020-11-16 10:38:35

2020年初,新冠肺炎疫情来势汹汹,如何迅速筛查进出人员,对医护人员进行有效防护、隔离,对应急物资进行消毒配送,并对ICU患者实施高效率救治,成为医疗体系成功实施疫情防控的关键。5G无线通信网络具有全程全网、稳定、高速率、低时延等优势,助力医院治疗单元在疫情暴发时快速结合和转换,为有效实施疫情防控、阻隔传染提供重要支撑。

5G在医疗体系疫情防控中的应用

 

突发疫情需要提升快速处理能力

 

我国城市人口密集,高速铁路和高速公路四通八达,人员流动频繁,为传染病扩散提供了条件。由于传染病疫情的暴发具有不确定性和偶发性,因而各地医院普遍缺乏足够的防控设施准备。此外,院内医疗数据的高速传输、精准分析,以及跨区域医疗机构之间的数据传输、共享,对于有效防控疫情、阻隔传染十分关键。然而此前医院的网络条件普遍存在传输数据量受限、安全性不优、实时性不强等问题,较难满足远程精准医疗、医疗大数据分析等场景的需求,在应对疫情时更是难以有效辅助防控救治。
 

面对突发传染病流行事件,医院抗击新冠肺炎疫情面临以下三个问题。一是现有病房设施如何快速转换为新冠肺炎病例专用隔离病房?二是如何快速筛查前来医院就诊的病人体温?三是在保证医疗安全的基础上,如何减少进入隔离病房的医护人员数量,降低感染风险,减少医疗物资消耗?5G网络建设正不断开展,在全国各级医疗机构中都能迅速应用,发挥有效的防控作用,缓解医院的人力资源紧张和工作负荷大的现状,市场前景广阔。
 

5G助力疫情防控方案分析

 

面对新冠肺炎等突发传染病,医院在应对过程中很容易成为病毒播散的途径,医护人员的职业暴露和院内感染的风险较大。医院既要保证疫情筛查和救治效果,又要对医护人员进行有效防护,需要开发一个有效的综合防疫指挥管控系统,实现对患者高效的筛查、监护、会诊、探视等。5G通信技术具有高速率、低时延、大带宽的特性,可以很好地应用于新冠肺炎疫情防控场景下的实时生命体征传输、患者监控与交流、远程专家会诊、家属探视等。
 

参照国家对新冠肺炎疫情防控的要求和标准,确定新冠肺炎医院救治综合信息平台的功能模块由指挥监控中心、发热病人筛查平台、院内隔离治疗单元三大部分组成,建立4个信息终端来支撑上述三个部分功能,分别是发热门诊筛查终端、隔离病房/ICU移动查房终端、专家远程会诊终端和指挥监控中心终端,实现发热病人筛查和会诊、隔离病房日常查房和会诊,降低交叉感染风险,如图1所示。
 

 

在杭州,杭州移动联合相关医疗机构成功构建了结合5G通信技术的大型社会活动医疗急救保障系统、院前—院内急诊医疗服务平台,在此基础上进一步开展结合5G技术的应对新冠肺炎医院救治综合信息平台的研究。
 

平台信息系统采用javascript语言进行软件开发,前端开发使用VUE框架,后端使用node+SQLserver技术。指挥中心终端采用Web网页形式,运行环境为Windows10操作系统。隔离病房和隔离ICU终端、发热门诊终端、专家远程会诊终端采用APP形式,安装平板电脑,操作系统为Android9.0。另外配置智能设备用于整个防治场景中的辅助功能,以尽可能减少人员数量、降低人员接触的几率。
 

系统由指挥监控中心、发热病人筛查平台、院内隔离治疗单元三大模块组成。各单元空间分布如下:医院急诊和门诊大厅安置红外线测温、环境清洁机器人,病房设置新冠肺炎疑似病例隔离观察病房,同时设置5G远程监控中心,急诊及ICU病区则配置送药机器人。
 

指挥监控中心

 

通过Web页面,整合、传递、展示多种来源、多种形式的数据,如发热门诊、隔离病房和隔离ICU内实时诊疗的音视频和VR全景,结合医院电子病历系统展示患者基本信息和病历,全面掌握病人情况,同时还可以连线远程专家会诊。
 

发热病人筛查

 

对发热病人可以进行红外筛查。在急诊入口处对进入人员进行体温检测,引入基于人工智能图像识别技术和红外热成像技术,提高测温的效率、准确率和安全性。一旦发现体温升高的病人,可以实时上传到指挥中心预警。
 

在疫情期间,健康码成为医院、广场、交通枢纽等人员密集区的人员筛查重要手段。医院作为高风险区域,通过在入口处对“健康码”进行识别,做到人员的快速分类和筛查。“健康码”以官方数据为基础,快速计算出个体的健康风险等级,自动生成对应的二维码,并可由专用5G识读终端鉴定绿、黄、红码。
 

健康码的应用能够在一定程度上排查、鉴别可能来自疫情敏感区域的人群。在当前杭州5G手机逐渐普及、5G网络建设日渐成熟的形势下,健康码基于5G的调取、识读都比普通4G手机快二三倍以上,大幅提高了排队人群的刷读效率。
 

院内隔离治疗单元

 

5G视频查房系统包括医生佩戴的AR眼镜、高清远程视频互动系统、5G全景VR实时显示系统等,利用5G网络的高速率、大连接、低延时的特性,实现上述多种文字和图像信息的即时共享,提升“现场真实感”。在隔离病房和ICU配备全景摄像头(如图2所示),专家在监控中心戴上VR眼镜查看病房内病人情况并指导隔离病房内医护人员对患者进行处置。
 


由于传染性疾病治疗过程中对感染控制有严格要求,患者家属无法进入隔离病房进行探视。5G+VR远程探视系统让家属仿佛置身于患者身边,家属病房外戴上VR眼镜可以看到病人的实时状况,同时病人也可以与家属实时沟通,有效缓解病人和家属的紧张焦虑情绪。
 

智能机器人可以承担送药品、送标本和清洁消毒工作,减少医疗单元内的人员流动和接触,对医疗场所进行及时清洁和消毒,以降低院内感染风险。
 

机器人采用激光雷达导航,可采用5G+红外、雷达等,自主规划路径、自主乘梯,根据指令,自动进入隔离病区消毒、送药;机器人还能定时提醒医护人员为患者提供药品、自动消毒。
 

小结

 

本系统能够初步满足新冠肺炎院内监控诊治的初步需求,实现人群智能初筛—发热门诊筛查—院内隔离治疗—重症监护过程中信息快速传递、医护日常查房、专家远程会诊功能,达到早期阻断疫情传播、减少院内医护人员感染风险的目的。
 

总而言之,5G智慧防疫系列产品将在大型医院、医联体等单位快速复制推广,并形成不同地域间的多家医院医疗联动,为更多的患者提供更高效智能的急救和ICU综合服务。基于5G网络的高清视频互动和VR沉浸式实时全景体验能够丰富医疗教学视频,提升医院教学水平与教学力量,同时将带动医联体、家庭医护等产业的兴起。基于5G网络的智能、微型远程检查设备以及身体状况监测设备会加速发展。5G远程指挥系统具有可扩展架构,可接入医院多种设备病患诊疗信息,实现移动式诊疗,能够接入医院HIS系统以及实现C端开发客户端配合,灵活统一管理。VR沉浸式实时全景体验可投入远程手术辅助、ICU重症监护等场景。
 

除了远程检查应用之外,患者的远程诊疗、远程手术辅助、ICU综合管理也将得到新的发展机遇。5G能够挖掘优质医疗资源的潜能,极大地解决优质医疗资源紧缺的问题,打破优质医疗资源的时空限制,提升医疗健康服务普惠水平。
 

来源:通信世界全媒体

作者:屠宇飞 吴正宁 朱智俊

红松