前言

顛覆式創(chuàng)新之父克里斯坦森說過，商業(yè)社會的顛覆式創(chuàng)新動力主要來自3個方面：技術創(chuàng)新、商業(yè)模式創(chuàng)新和價值網絡重構。5G作為移動通信領域的技術創(chuàng)新，是一項通用型技術，將全面構筑商業(yè)社會數字化轉型的關鍵基礎設施，從線上到線下，從平臺到生態(tài)，推動世界數字經濟邁入新階段。

目前，5G正處于技術標準形成期和產業(yè)應用試驗期，全球都把5G作為國家經濟數字化轉型的關鍵戰(zhàn)略舉措。中國搶先入局，積極推動5G在各行各業(yè)的落地應用，醫(yī)療健康成為重要應用領域之一。

2013年，工信部、發(fā)改委和科技部共同建立了IMT－2020（5G）推進組，推進5G標準的制定和商用的落地。2017年3月的《政府工作報告》提出要加快發(fā)展5G這一新興行業(yè)。隨后，工信部制定了《5G發(fā)展指導文件》，為5G在醫(yī)療健康、交通運輸、智慧城市等行業(yè)的應用指明了發(fā)展道路。

2019年，作為5G的預商用之年，醫(yī)療機構和企業(yè)都在積極擁抱5G，5G＋醫(yī)療健康的應用試驗已經在部分醫(yī)院開展。

動脈網·蛋殼研究院抓住契機，通過對5G設備供應商、電信運營商、醫(yī)院以及醫(yī)療設備企業(yè)的調研訪談，制作了《2019 5G＋醫(yī)療健康專題報告》，試圖全面、客觀、真實地展現5G在醫(yī)療健康領域的應用情況。

通過本報告您將了解到：

5G在醫(yī)療健康領域的發(fā)展事記

5G＋醫(yī)療健康的應用場景

5G在醫(yī)院的部署細節(jié)

5G＋醫(yī)療健康未來的發(fā)展前景

鄭州大學第一附屬醫(yī)院等國內三甲醫(yī)院是如何擁抱5G

進化：5G帶來革命性變化

5G的概念

基于移動通信的演變軌跡，每一代系統(tǒng)都可以通過其關鍵技術和提供的服務來進行定義，1G以FDMA技術為主，提供的是語音服務；2G以TDMA技術為主，在語音服務基礎上，新增了短信等低速數據服務；3G則以CDMA技術為基礎，提供語音、短信、音頻等服務；到了4G時代，OFDMA成為其技術基礎，在3G服務基礎上，新增直播、游戲等各種移動寬帶服務。

未來的5G時代，面對的是多樣化、特異性的需求場景，很難單純依靠某一技術來滿足所有場景的應用需求。5G融合了毫米波、微基站、網絡切片、波束賦形等一系列先進的通信技術，能夠為語音、音視頻、游戲、VR／AR、人工智能、物聯網、機器人等在各行各業(yè)的應用提供移動網絡支撐，推動整個社會經濟向數字化轉型。

根據每一代移動通信系統(tǒng)所產生的數據量，我們大致可以分為數據萌芽、數據擴容和數據爆發(fā)三個階段。1G、2G時代主要是語音、短信業(yè)務，產生數據量小，對通信速率沒什么要求，是數據開始萌芽的階段。到了3G時代，新增了上網、電郵、QQ聊天等業(yè)務，數據量開始增加，對速率有一定的要求，用戶峰值速率達到2Mbps至數十Mbps。

而4G時代，更是有了電影、直播、微信等業(yè)務，這必須建立在高速率的基礎上，用戶峰值速率可以達到100Mbps至1Gbps，數據量將進一步擴容。5G能夠為高清視頻、物聯網、VR／AR、機器人等提供移動通信支撐，將廣泛應用到智慧交通、移動醫(yī)療、云游戲、智能家居、工業(yè)自動化等行業(yè)，其所產生的數據量將呈現指數級增長，用戶峰值速率可達到10Gbps，屆時將是數據爆發(fā)的大時代。

為了進一步厘清5G到底是什么，下面我們將從顯著特征、性能指標以及關鍵技術三大方面加以闡述。

顯著特征

eMBB（增強移動寬帶）

eMBB針對的是大流量移動寬帶業(yè)務，諸如3D／超高清視頻、高清語音、云辦公、云游戲等，能夠滿足深度感知、極致數據速率、極致用戶移動性等要求。

URLLC（超高可靠低時延通信）

URLLC能夠實現通信的穩(wěn)定可靠，大幅降低通信主體之間的時延，能夠應用到移動醫(yī)療、工業(yè)自動化、自動駕駛等，能夠實現高安全性、超高可靠性和超低時延性。

mMTC（海量機器通信）

mMTC主要針對大規(guī)模物聯網業(yè)務，能夠滿足大量人與人、人與物、物與物之間的通信，比如智慧交通、智能家居、智慧城市等，能夠滿足深度覆蓋、超高密度、超低能耗等要求。

性能指標

5G用戶的峰值速率可以達到10Gbps，是4G的100倍；移動性超過500km／h，而4G的移動性只有350km／s；在時延方面，5G可以縮減到4G的1／10，即在1ms以內；5G在每平方公里范圍內可以連接100萬多個通信主體，4G通常只能實現1萬個主體連接；另外，5G的使用壽命也在4G的10倍以上。通過多個指標的綜合比較，可以看出5G的性能實現了革命性的飛躍。

關鍵技術

5G之所以能夠為各大行業(yè)技術應用提供通信保障，得益于其背后一系列關鍵技術的支撐。如高頻率的毫米波，其帶寬高，傳輸的信息量大。網絡切片可以根據不同的應用場景要求設置多個獨立或共享的通信網絡。還有端到端的技術，可以不用再通過第三方基站而直接實現設備與設備之間的數據傳輸，從而降低時延。

因此，不管從5G的新特征，還是從其基于的關鍵技術，其所展現出來的性能指標都是以往幾代移動通信系統(tǒng)所無法匹及的。那么，5G又是通過怎樣的架構來實現其應用價值的呢。

5G的架構體系

5G的架構體系從下到上依次分為終端層、網絡層、平臺層以及應用層四個層級。

終端層

終端層主要是信息的發(fā)出端和接受端，它們既是信息采集的工具，也是信息應用所依附的載體。通過傳感設備、可穿戴設備、感應設備等智能終端實現信息的采集和展示。包括機器人、智能手機、醫(yī)療器械、工業(yè)硬件等設備。

網絡層

網絡層是信息的傳輸媒介，是充分體現5G優(yōu)越性的環(huán)節(jié)。通過分配于不同應用場景的獨立網絡或共享網絡，實時高速、高可靠超低時延地實現通信主體間的信息傳輸。

平臺層

平臺層主要是實現信息的存儲、運算和分析，起著承上啟下的過渡作用，以邊緣計算、人工智能、云存儲等新技術，將散亂無序的信息進行分析處理，為前端的應用輸出有價值的信息。

應用層

應用層是5G價值的集中體現，根據三大顯著特征可以支撐不同的應用場景。eMBB主要應用于超高清視頻、高清語音、云游戲等場景，能夠實現高速率通信。

mMTC主要應用于智能交通、智慧城市、VR／AR等場景，能夠連接海量主體，滿足彼此之間的通信需求。URLLC則主要應用于移動醫(yī)療、工業(yè)自動化、自動駕駛等場景，能夠保證信息傳輸的安全和低時延。

從整個5G的架構體系看出，大規(guī)模天線、毫米波、網絡切片等關鍵技術支撐起整個5G通信網絡的高效運行，而且5G能夠與邊緣計算、大數據、霧計算等其他新技術實現有效融合，提升信息的價值，為前端的應用提供技術保障。

5G進程的關鍵節(jié)點

ITU（國際電信聯盟）和3GPP（第三代合作伙伴計劃）都對5G的實施制定了詳細的推進計劃。它們將實施進程分為3個階段：5G研究、5G標準化和5G產品研發(fā)。

ITU在2013年就提出了對5G進行標準前期研究，3GPP在2015年提出了Rel－13標準，旨在為5G的出現做前期標準試探。而我國則在2015年的“十三五規(guī)劃”中明確提出，中國要積極推進5G建設并在2020年發(fā)布5G通用產品。

我國的5G進程主要分為4各方面：

技術試驗：主要涉及3個階段，依次完成關鍵技術驗證、技術解決方案驗證和相關系統(tǒng)驗證。

標準制定：在2018年底完成R15標準制定，在2019年完成R16標準建立。

網絡建設：在2018年下半年完成部分5G試驗網絡建設，2019年及以后開始逐漸推廣5G網絡建設。

推廣應用：計劃在2019年下半年下發(fā)5G牌照，并從2020年開始在全國大中城市進行5G商用發(fā)布。

通過與ITU、3GPP在5G建設進程方面的對比，我國在5G的建設推進方面走在世界前列，未來將能夠為各行業(yè)展開5G應用帶來規(guī)劃保障。那么，5G在醫(yī)療健康領域的應用如何，能夠在疾病預防、診斷、治療、康復等方面帶來哪些創(chuàng)新性變化，我們需要進一步分析探討。

賦能：5G為醫(yī)療健康帶來福音

5G為醫(yī)療健康帶來了什么

5G的優(yōu)越性能可以使其在智慧交通、醫(yī)療健康、工業(yè)互聯網、城市管理、智慧環(huán)保等各大行業(yè)的應用。正如前面所述，在傳輸速率方面，5G的用戶峰值速率可以達到10Gpbs，在平常情況下也能實現1Gbps，能夠滿足大量信息的傳輸。

在降低時延方面，5G物理層支持不同的子載波間隔，大的頻域子載波間隔配置，以縮短時域調度時延，通過Minislot的調度方式，降低調度時延。

在提升可靠性方面，PDCP 層引入了復制功能，將同一個承載映射到不同的邏輯信道，物理層采用不同載波發(fā)送，保證傳輸可靠性。

根據2018年中國信息通信研究院和IMT－2020 （5G）推進組主辦的“綻放杯”5G應用征集大賽，通過對300余個參賽項目的梳理和分析，發(fā)現不管是在發(fā)展階段，還是在市場前景方面，5G在醫(yī)療健康領域的應用都位于前列。

5G在醫(yī)療健康不同的應用場景，其性能特性發(fā)揮作用有所不同，主要應用在遠程監(jiān)測類、遠程會診和指導類、遠程操控類。在遠程監(jiān)測類、遠程會診和指導類，可以充分利用5G的高帶寬，來實現生命體征數據、影像診斷結果、生化血液分析結果、電子病歷等資料的高速傳輸。

在遠程會診、遠程診斷等過程中，可以滿足專家與基層醫(yī)生、專家與患者之間的高清視頻對話，有利于會診和診斷的高效進行，同時由于5G的高可靠性，可以保證電子病歷、影像診斷等資料傳輸的安全性，防止數據泄露，充分保證換證的個人隱私。

在遠程操控類，為了最大程度發(fā)揮5G網絡高帶寬和低時延的性能，在面對上行數據發(fā)送中，UE采用可配置調度方式，直接在預先分配資源上發(fā)送數據，縮小時延，而且物理層專用控制信道也采用冗余方式，保證傳輸可靠性。在移動急救、遠程手術過程中，可以保證醫(yī)生對前端情況的實時動態(tài)掌控，可以為急救醫(yī)生或前端機器人提供準確指導和操控。

同時需要連接生命體征監(jiān)護儀、心電圖機、除顫監(jiān)護儀、血液分析儀等諸多設備，保證各類連接主體進行正常通信，在提高效率的同時盡可能的減少醫(yī)療安全事故的發(fā)生。

因此，對于遠程監(jiān)測類、遠程會診和指導類醫(yī)療場景，5G網絡為其帶來高帶寬和高可靠性體驗，而對于移動急救和遠程操控類醫(yī)療場景，5G除了能夠帶來高帶寬、高可靠性體驗外，還能帶來超低時延和超大連接數量通信效果。