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1、5G+急診救治白皮書V1.0(2021)中國電信集團衛健行業事業部中國電信股份有限公司研究院2021年11月5G+急診救治白皮書V1.0前 言2020年11月,衛健委征集八大重點方向的5G醫療應用優秀案例。中國電信將針對5G賦能智慧醫療的幾個重點方向輸出系列化白皮書, 5G+急診救治白皮書是系列白皮書之一。急診救治是衛生健康事業的重要組成部分,在醫療救治、突發公共事件中的緊急救援等方面發揮重要作用。近些年來,國家密集出臺一系列政策推動醫療急救事業發展。尤其是2020年,受新冠疫情影響,國務院、發改委、衛健委等相繼出臺關于新冠肺炎疫情防控常態化下進一步提高院前醫療急救應對能力的通知 、 關于進一
2、步完善院前醫療急救服務指導意見的通知等政策,為公共衛生應急和醫療急救事業發展指明了發展方向。傳統120電話急救存在呼救流程緩慢、黃金搶救時間延誤、急救模式單一、院前院內資源無法協同共享等諸多問題。5G網絡具有大帶寬、低時延、高可靠等優勢,5G+急診救治是指將5G技術優勢賦能急診救治,在患者、急救人員、急救車、120指揮中心、醫院之間構建5G網絡,在急救車接到患者的第一時間,將病患體征以及病情等大量生命信息數據實時回傳到后臺指揮中心,幫助院內醫生做出正確指導并提前制定搶救方案,實現患者“上車即入院”的愿景,一定程度上解決或緩解傳統急救存在的問題。此外,結合無人機、救護機器人等無人系統設備,5G+
3、急診救治還可對災區、戰場等復雜環境提供應急救援指導、傷員定位、遠程急救等服務。為此,中國電信邀請中國信息通信研究院、廣東省第二人民醫院、北京大學人民醫院、復旦大學附屬兒科醫院、重慶市急救醫療中心等相關領域行業專家共同研究編寫白皮書。本白皮書在梳理急診救治政策、現狀基礎上,提出中國電信5G場景化方案,并呈現5G急診救治典型應用案例,描繪產業生態體系,旨在為5G急診救治整體應用發展提供新思路,并與廣大業內同仁交流研究成果。第一章 政策引領急診救治發展01第二章 急診救治現狀概述03第三章 5G急診救治場景化方案063.1 基于5G網絡切片的120指揮調度083.1.1 120指揮調度業務場景083
4、.1.2 面臨挑戰及對5G的需求093.1.3 基于5G網絡切片的定制網解決方案103.2 基于5G醫療邊緣云的“平時”智慧急救133.2.1 “平時”智慧急救業務場景133.2.2 面臨挑戰及對5G的需求153.2.3 基于5G醫療邊緣云的定制網解決方案173.3 基于衛星的地空一體化“戰時”智慧急救213.3.1 “戰時”智慧急救業務場景213.3.2 面臨挑戰及對5G的需求213.3.3 “戰時”智慧急救地空一體化組網方案223.4 5G急救車改造233.5 網絡安全保障253.5.1 5G急診救治的安全需求253.5.2 面向5G急診救治防護解決方案26第四章 5G急診救治典型案例28
5、4.1 5G急診救治案例應用現狀294.2 北海市5G+院前急救120指揮調度平臺324.3 南昌大學第一附屬醫院的5G “上車即入院”院前轉運急救344.4 復旦附屬兒科醫院的疑難危重新生兒轉診急救37第五章 5G急診救治生態體系39第六章 5G急診救治總結與展望43附錄A 參考文獻45附錄B 縮略語解釋46目錄版權說明本白皮書版權屬于中國電信股份有限公司,并受法律保護。任何單位和個人未經中國電信股份有限公司書面授權,不得以任何目的(包括但不限于學習、研究等非商業用途)修改、使用、復制、截取、編纂、編譯、上傳、下載等方式轉載和傳播本書中的任何部分,授權后轉載、摘編或利用其它方式使用本白皮書文
6、字或者觀點的,應注明來源:中國電信股份有限公司。違反上述聲明者,將被追究其相關法律責任。聯合編寫單位及作者編寫單位:廣東省第二人民醫院、北京大學人民醫院、復旦大學附屬兒科醫院、重慶市急救醫療中心、北京清華長庚醫院、中國電信集團衛健行業事業部、中國電信股份有限公司研究院、天翼物聯科技有限公司、中國電信股份有限公司衛星通信分公司、天翼安全科技有限公司、重慶急視飛救科技發展有限公司、珠海市安克電子技術有限公司、上海帛衡醫療科技有限公司指導單位:中華醫學會、中國研究型醫院學會、中國信息通信研究院編寫人員:劉玉明、龐晉、王維、熊穎、王濤、黃騫、徐青、劉倩晨、李躍、杜靜、姚偉、張子豪、于翔、張學智、李一明
7、、虞蘇妍、田盼、左芳芳、李國欽、張秀鳳、鄧麗華、肖少波、裴迎棟、余冬蘋、楊標、阮賢材、劉秀鵬、吳云珊、龔彪、王曉濤政策引領急診救治發展第一章- 02 -5G+急診救治白皮書V1.0在“健康中國2030” (2016年)1的宏偉戰略下,公共衛生事業發展正處于重大戰略機遇期,國務院提出完善突發事件衛生應急體系,提高早期預防、及時發現、快速反應和有效處置能力,建立起包括軍隊醫療衛生機構在內的“海陸空”立體化的緊急醫學救援體系,提升突發事件緊急醫學救援能力。到2030年,打造覆蓋全國、較為完善的緊急醫學救援網絡,力爭突發事件衛生應急處置能力和緊急醫學救援能力達到發達國家水平。2020年初,新冠肺炎疫情
8、進一步加速急診救治的發展,國家積極推進建立健全的政策和法律法規,出臺關于新冠肺炎疫情防控常態化下進一步提高院前醫療急救應對能力的通知 ,強調院前醫療急救網絡與院內急診有效銜接,并啟動突發公共衛生事件一級響應,構建急救體系、加強急救培訓、鼓勵急診救治信息化。2020年9月國家衛健委聯合9個部門制定了關于進一步完善院前醫療急救服務的指導意見 ,為公共衛生應急和醫療急救事業發展指出了明確的方向。各地方政府2 3 4也在衛健委指導下出臺符合本地情況的實施方案,明確提出完善急救服務模式及網絡體系、培育急救服務人才隊伍、鼓勵公民自救互救、大力普及醫療急救基礎知識。同時,實施方案鼓勵有條件的地區推動航空醫療
9、救援體系建設,逐步建立多種形式結合的立體化救護網絡。2020年11月,國家工信部、衛健委發布關于進一步加強遠程醫療網絡能力建設的通知5,提出推進5G網絡覆蓋醫療衛生機構,面向有條件的地區和應用需求明確的醫療衛生機構,探索5G網絡在遠程醫療中的創新應用,建設5G智慧醫療健康聯合實驗室或應用示范基地,建設醫療云計算和大數據應用服務體系,推動各級醫療衛生機構間數據共享互認和業務協同。同時,國家發改委、工信部提出開展面向重大公共衛生突發事件的5G智慧醫療系統建設6,建設5G智慧醫療示范網,加快5G在疫情預警、院前急救等環節的應用推廣,有效保障醫護人員健康,為應對重大公共衛生突發事件等提供重要支撐。急診
10、救治現狀概述第二章- 04 - 05 -5G+急診救治白皮書V1.05G+急診救治白皮書V1.0隨著經濟和社會的發展,人口老齡化問題也越來越嚴峻,社會對醫療急救的要求也越來越高。2021年第七次人口普查數據顯示7,全國總人口中65歲及以上人口占比為13.50%,相比第六次人口普查8.87%和第五次人口普查6.96%有大幅度增加。民政部養老服務司公布十四五期間,全國老年人口將突破3億人,我國將從輕度老齡化邁入中度老齡化,對急救資源的需求日益增加,這給醫療急救體系帶來更高的挑戰。除人口老齡化外,近年來我國各類突發公共事件逐漸增多,數據顯示我國道路交通造成的傷亡人數連續20年高居世界前兩位8,成為4
11、4歲以下青壯年人群的第一死因9,給社會、家庭帶來沉重的負擔。在交通事故所致的重度創傷患者中,約2/3的患者因得不到有效的現場急救在傷后30分鐘內死于事故現場或運輸途中。目前電話120急救系統不能有效實現院前急救信息化的管理。我國急救系統中急救車、現場第一目擊者和醫院的工作模式為單線程串行施救,即急救車在到達現場后才能對患者進行施救,所以在120到達之前患者處于無專業醫療人員救助階段即“黑障區” ,而這段時間又是急救的黃金時間,對患者的生命安全至關重要。即使使用國際MPDS系統,也是基于電話,通過語音來實現相應功能,如詢問現場情況、病情等線性的詢問方式,錯過救治的最佳時間。另外,由于現場熱心人士
12、不懂專業的急救知識,接線員僅僅通過電話并不能指導現場人員采取有效的急救措施。由于公眾普遍不懂得急救知識和技能,院前急救成功率低。以北上廣為例,不到2%,遠低于美國西雅圖的46%。同時,據相關統計,我國掌握急救技能的人口比例不到1%,遠低于西方發達國家的30-90%。結合急救現狀,提升急診救治信息化能力勢在必行。5G+急診救治醫療服務包括院前急救、院內救治兩個部分。院前急救包括患者呼叫及自救、120指揮調度并指導自救、現場急救、轉運途中的醫療監護與救治、與接收醫院交接的全過程11。120指揮中心接到呼救詢問病情,根據“地點+傷病類型+癥狀等級+既往資料” ,調配轉運車輛和隨診醫護人員。到達病發現
13、場后,醫護人員及時對患者進行救治,運用急救車的醫療設備對患者進行急救、記錄病歷信息。送達醫院時,與院內接收人員快速做好病人等信息的交接。院內救治指患者到達院內后,醫生按照患者病情進行規范化的預檢分診,實現急診患者分級分區有序管理;并分流到醫院的急診、???、五大中心或者轉到其他醫院,最大程度減少搶救過程中患者與家屬的無效移動,實現紅黃綠區快速流轉和統一管理,支撐以患者為的中心診療與護理全程跟蹤和閉環管理。智慧求救、現場急救、轉運急救和院內救治的無縫隙銜接,是為患者進行高效搶救的重要基礎10。圖2-1 :急診救治通用流程圖急診救治面臨病情緊急、病癥復雜、時間緊迫、條件有限等問題,目前我國醫療急救體
14、系尚不能滿足日益增長的急救需求和患者對救治療效的要求和預期。近年來,隨著信息科技的迅猛發展,急診救治也大力開展信息化建設。經濟發達地區積極探索急診救治體系的網格化管理方式,基于患者身份信息的準確識別,提前遠程干預患者的急救,并做好院前與院內的急救銜接,構建高效的急救全流程體系,為危急重患者提供快捷高效的服務,在分診、接診、檢查、治療等環節上,實施快速、有序、安全、有效的急救服務,全面提升醫療急救水平和緊急醫學救援能力。- 07 -5G+急診救治白皮書V1.05G網絡高帶寬、低時延、海量連接的技術優勢與急診救治相結合,能夠更好地提高急診救治信息化水平。梳理急診救治院前院內相關流程,根據其流程中業
15、務屬性以及平臺系統功能的不同,主要分為3大類場景: 120指揮調度、智慧急救( “平時” 、 “戰時” )和院內救治,不同應用場景采用的組網方案也存在差異,急救流程復雜且緊急,終端接入多,數據傳輸快,還涉及到患者隱私、數據安全等問題,需要使用高保障高可靠的安全體系來為急診救治保駕護航。圖3-1 : 5G急診救治架構示意圖 120指揮調度。側重患者從事發地呼救到送達醫院期間,120指揮中心運用5G技術,結合實時交通數據、對醫療資源情況進行整體調度,同時通過雙向視頻、教學視頻等方式,在急救車到達前對患者進行自救互救指導。 智慧急救( “平時” 、 “戰時” ) 。側重患者從呼救到送達醫院期間,醫護
16、人員一邊對患者進行緊急搶救,一邊與院內醫生實時共享急救過程中資源和信息,取得專家的遠程指導,打破時間和空間限制,對患者進行救治,智慧急救可進一步分為“平時” 、 “戰時”兩種場景。 院內救治。到達醫院后,醫院根據接收患者的轉述和120指揮調度、院前救治情況、患者生命體征數據、急救車行駛路線、外接平臺等信息,提前做好接診準備,根據情況分流至相應科室。院內救治相應的解決方案將在描述醫院診治場景的白皮書進行描述,此白皮書將不再贅述。5G急診救治場景化方案第三章- 08 - 09 -5G+急診救治白皮書V1.05G+急診救治白皮書V1.0根據120指揮調度、 “平時”智慧急救、 “戰時”智慧急救這三類
17、子場景,中國電信提出基于5G網絡的定制網解決方案。3.1 基于5G網絡切片的120指揮調度3.1.1 120指揮調度業務場景120指揮調度作為急診救治的第一環節,把控急救事件,從病人呼救、急救指揮中心受理、急救車調派、現場搶救,直至將患者轉送至院內進行專業治療的全過程,主要可以分為2類場景: 智慧求救:患者可通過物聯網設備、VOLTE等技術進行一鍵可視化呼救。在緊急情況下,通過穿戴設備自動呼救或車載緊急呼叫設備,主動與屬地化的急救指揮調度中心聯通,與120同步GPS、現場畫面、健康檔案等信息,向急救指揮調度中心發送事故詳細信息,如事故發生時間、碰撞車輛的準確位置等,和行駛方發起雙向視頻通話,簡
18、化求救流程。 120指揮調度:日常情況下,調度工作采取屬地管理原則,各省市縣鎮指揮調度中心負責轄區內居民日常急救呼救的受理、指揮、調度;突發大型公共衛生事件情況下,省急救中心作為全省急救的指導監督者和指揮協調者,直接接管120指揮權,指揮調度全省急救資源,以便及時應對重大突發公共衛生事件。圖3-2 : 120指揮調度場景化示意圖3.1.2 面臨挑戰及對5G的需求當前,全國各地省會、地級市和縣級城市的120急救指揮中心大多相互獨立,管轄范圍有限,信息不共享,部分120急救系統僅覆蓋到市120急救指揮中心。在省市級層面,除了本地城市的常規120調度指揮管理之外,還承擔著對下級單位的質控和突發應急情
19、況下的協同指揮任務。需在省或市的直屬區域內建設統一數據接口的平臺,全面升級120指揮調度平臺(包含應急聯動指揮調度、120急救車跟蹤定位等子系統) ,關聯各市縣的指揮調度系統,形成完整的120急救調度指揮體系。在市縣層面,急救醫療信息化基礎薄弱,需要完善的急救管理體系。各地區的急救響應能力和調度支持難度存在差異,還存在呼救者現場地址不詳、患者表述不清、部分地區院前急救布局不合理、現有急救車輛設備及人員有限等諸多問題,這使120指揮調度中心難以實現高效調度。因此,亟需構建一張覆蓋省、市、縣、鎮、村五級指揮調度專網,實現全省120急救系統聯網運行。通過省、市120急救數據中心平臺建立一個基于5G網
20、絡的信息共享、宏觀資源調配的指揮調度平臺。 “平時”與“戰時”的有效指揮調度。將全省院前醫療急救數據和業務開展情況等信息,按照村級鎮級縣級市級省級的形式逐級匯聚到數據中心,實現120指揮調度中心的統一管理,按照靈活調度、就近出車原則開展救治任務。 “平時”由市縣鎮村進行獨立指揮調度或區域內協同調度; “戰時”由省統一調度指揮全省急救資源,并根據就近原則調派附近市縣急救資源前往救援。 急救車和人員的調度與監控。120指揮調度應用場景綜合遠程視頻指導、實時交通數據、醫療資源等情況進行整體指揮調度;急救車與收治醫院間以急救車的視頻采集、無線監護等為主,通過5G網絡實時開展現場視頻遠程指導、傳送患者生
21、病體征信息、車內外視頻畫面、車輛位置等,具體對網絡需求如下表所示。- 10 - 11 -5G+急診救治白皮書V1.05G+急診救治白皮書V1.0表3-1 : 120指揮調度中典型業務對5G網絡技術配置需求*典型場景典型數據網絡技術配置要求 (單場景單設備)上行速率下行速率網絡時延網絡抖動指揮調度調度數據、語音數據、車輛狀態數據等60Kbps10Kbps/視頻采集4K視頻等20Mbps/100ms10Mbps10Mbps200ms20Mbps20Mbps100ms20Mbps5Mbps100ms2Mbps20Mbps100ms10Mbps20Mbps100ms20ms*數據參考:國家遠程醫療與互
22、聯網醫學中心基于5G技術的醫院網絡建設標準(無線接入網分冊) 3.2.3 基于5G醫療邊緣云的定制網解決方案中國電信基于豐富的網絡和邊緣計算資源,面向醫療衛生機構,結合自研MEC和UPF,融合5G切片、邊緣計算、云計算等技術,發布了5G醫療邊緣云能力。在智慧急救應用場景中,對于端到端高可靠性和超低時延都有極高要求,需要將業務下沉至網絡邊緣,以減少網絡傳輸和多級業務轉發帶來的時延。5G醫療邊緣云通過將連接、計算、存儲等能力下沉到網絡邊緣,具有以下特點:1.專屬部署。在醫院本地機房或靠近客戶的電信邊緣DC下沉部署邊緣節點,打造醫療邊緣云平臺,實現本地業務數據的卸載、分流,實現醫療專網與公眾用戶網絡
23、安全隔離,能夠很好地滿足醫療行業客戶對網絡性能和安全的訴求;2.固移融合。有移動需求的終端通過5G網絡接入,在邊緣云平臺實現本地數據卸載、處理;同時支持WIFI、固定等其他多種網絡接入,提供統一終端管理、網絡可視化;3.云邊協同。邊緣云平臺與醫院本地私有云對接,實現業務協同;與中心云平臺對接,實現存儲協同、AI能力協同等;4.安全可靠。結合自研輕量級UPF設備、MEC平臺,以及醫療終端安全技術、醫療數據信息安全技術,采用電信級安全方案,并在網絡、業務、運維等方面提供多項安全策略,提升網絡邊緣安全防御能力,提供面向醫療行業端到端的安全保障;5.區域覆蓋。根據院區實際情況進行定制化網絡部署,綜合考
24、慮室內、室外,確保區域無縫覆蓋。中國電信5G定制網面向時延敏感型行業客戶提供定制網服務,通過邊緣節點、超級上行、載波聚合等技術的靈活定制,為客戶提供一張帶寬增強、低時延、數據本地卸載的專有網絡,配合5G醫療邊緣云、MEC平臺、天翼云等,最大化發揮云邊協同優勢,將內容與計算能力下沉,本地業務分流,在急救人員、急救車、120指揮中心、醫院之間構建基于5G醫療邊緣云的5G智慧急救專網,可以很好地滿足急救需求,實現院內、院外信息互通與同步,院外多路高清實時視頻、醫療影像數據、體征數據、語音數據等的安全可靠傳輸。以5G智慧急救專網為基礎,配合人工智能、物聯網、大數據、區塊鏈等技術,以及5G急救車、可穿戴
25、設備、便攜式醫療終端、移動急救包、AR/VR/MR、無人機、醫療機器人等應用,將打造“全程聯動,無縫聯接,上車即入院”的應急救援體系,縮短搶救響應時間,實現病人的實時精準救治,挽救患者生命。- 18 - 19 -5G+急診救治白皮書V1.05G+急診救治白皮書V1.03.2.3.1 “平時”智慧急救組網方案基于“平時”場景下的智慧急救有大帶寬、低時延、數據高安全、高保障的網絡需求,5G定制網在中心醫院的本地機房或靠近客戶的電信邊緣DC搭建5G醫療邊緣云,通過部署一體化MEC+UPF,提供大帶寬、低時延、急救數據本地卸載與分流,實現院內外信息互通和業務協同,同時結合網絡切片、網絡QoS保障、邊緣
26、計算、5G專線等技術,構建一張高安全、高穩定、大帶寬、低時延的智慧急救定制網。圖3-6 : 5G “平時”智慧急救組網方案示意圖急救車端/院內醫生端。通過在急救車上部署5G專用CPE或網關設備,將院前一體化系統車載終端、可視對講攝像機、醫療監護儀等設備進行連接,通過5G將采集到的生命體征數據及車內高清視頻實時回傳。醫院數據中心端。為保障醫療數據高安全及低時延應用,在醫院附近/院內部署醫療邊緣云,醫療邊緣云基于一體化MEC+UPF架構,終端數據流量通過5G基站接入,按照預先設定的分流策略經由指定邊緣UPF分流到MEC平臺,實現公網數據與醫療數據的隔離,由5G基站連接5G核心網實現數據高速傳送。醫
27、療邊緣云向下對接終端和網絡,向上對接急救信息系統,MEC平臺部署邊緣能力/應用,完成對車上患者生命體征數據、影像、視頻數據的本地實時存儲、分析和異常報警等,并按照業務邏輯反饋前端或傳遞結果至后端中心平臺。5G邊緣云平臺通過專線打通到醫院中心機房的數據鏈路,建立“專用通道” ,從而實現急救車和醫院的數據同步和業務協同。5G切片專線依托于中國電信STN、OTN、CN2等網絡,提供通信線路的安全可靠保障,實現終端安全可靠地訪問醫院內網。圖3-7 : 5G切片專線組網示意圖針對智慧急救網絡需求,通過配置定制DNN實現公私業務隔離,保障高帶寬傳輸安全。無線側開通網絡加速業務,在5G網絡覆蓋良好且沒有網絡
28、擁塞情況下,通過QoS規則定制提供優先接入調度、通過GBR參數定制提供保證比特速率的帶寬保障,保證數據傳輸的及時性。分流策略可將視頻分流到本地就診醫院內網,同時連通到其他醫院,可實現本地和異地醫院的專家資源同時遠程會診。定制切片技術可以保證從核心網到接入網能動態、實時有效地分配網絡資源,從而確保時延、速度、帶寬等方面的業務質量。切片技術能在公眾用戶發生流量峰值時,專屬保障用戶的通信指標受其影響微乎其微。表3-4 :智慧急救的定制網配置建議原子產品能力序號配置屬性定制流量N1流量包流量池區域流量包定制號卡N2定向訪問區域限制機卡綁定達量斷網達量限速二次激活 固定IP業務加速N3優先保障型帶寬保障
29、型業務隔離N4通用切片定制切片通用DNN定制DNN無線VPDN專線接入N5STN專線OTN專線無線增強N6超級上行專屬上行下行多載波聚合本地保障N7本地共享UPF數據不出場N8獨享UPF專用室分N9專用室分專用宏站N10專用宏站專用5GCN11專用5GC- 20 - 21 -5G+急診救治白皮書V1.05G+急診救治白皮書V1.03.2.3.2 “平時”智慧急救平臺與系統“5G智慧急救”定制網打通院前院內數據共享與交互,形成急診救治的區域協同醫療救治體系。一方面,可以把急救現場及轉運過程的音視頻、患者生命體征數據同步采集、傳輸和存儲,遠端醫院的專家可在急救途中進行遠程指導;另一方面,醫院專家提
30、前分析評估患者的病情,做到分診和預報、院內預掛號和預檢驗檢查等,實現院內??凭戎螒鹁€向院前轉移,最大程度壓縮急救時間,實現院前急救、院內五大中心救治的高效銜接。5G邊緣云智慧急救平臺。具備患者生命體征遠程實時監測,實時急救質控、遠程急救指導等功能,通過院前院內一體化設計,統一診療規范和流程,實現院前急救、院內五大中心之間無縫對接,構建高效的急診救治體系,打通急救、急診和救治的全流程。5G邊緣云智慧急救平臺包含5G急救車院前急救轉運、5G急救車實時監測、醫院遠程會診、五大中心急救系統等多個子系統,每個系統在智慧急救中提供不同的功能。 5G急救車院前急救轉運系統主要是集成急救車醫療設備、GPS設備
31、、音視頻設備、移動設備,在急救車的轉運期間,醫護人員運用車上的監護儀等醫療設備,對患者進行緊急救治,保障患者的生命安全。 5G急救車實時監測系統是指急救車配備基于5G的實時監測患者生命體征設備,患者轉運過程中可實時監測并無線發送患者生命體征數據到院內,醫院可實時掌握患者的生命體征指標變化情況,并可實時捕捉到難以發現的病情,急救車上的醫生可第一時間根據患者的生命體征指標情況,對患者進行充分救治準備和干預。 醫院遠程會診系統把院前急救車采集的信息通過5G網絡傳輸至院內會診監控中心,院內會診醫生遠程查看急救車現場視頻圖像,病歷等數據信息,可進行語音交互的遠程指導,并在患者到院前進行急救準備,為患者節
32、約搶救時間。 五大中心急救系統充分利用醫院信息集成、物聯網和移動互聯網技術,對不同病種患者進行分級分診,設定不同的急救路徑,并對不同病種急救流程進行數據搜集、流程監控、質量管理和持續改進,支撐多學科協作的一站式緊急醫療服務體系的高效運轉。3.3 基于衛星的地空一體化“戰時”智慧急救3.3.1 “戰時”智慧急救業務場景自然災害、事故災難、公共衛生事件不僅突發性和不可預見性強,而且事發緊急、破壞力大。事件發生后一般面臨通信環境復雜、無線通信盲區較多、有線線路架設困難、各類器材物資難以保障等問題,急救人員需在最短的時間內迅速組織實施救援,開展應急活動。因此,需要短時間內提供靈活組網的急救網絡覆蓋,提
33、前獲取災情突發的現場信息,保障災情信息能夠實時傳輸,以便指揮員及時、全面真實地掌握現場狀況,變得十分重要。圖3-8 : “戰時”智慧急救場景化示意圖3.3.2 面臨挑戰及對5G的需求在突發事件智慧急救中,通信的實時性、穩定性對應急救援工作的質量與效率起到關鍵作用,但在一些較為偏遠的地區,因受到地理條件制約,通信的實時性、穩定性較差。高穩定性的衛星通信可以保障應急救援工作順利開展。借助衛星通信技術,不僅可以實現現場相關信息的全面采集,還可以實現大量聲音、圖像等多樣化信息的實時、穩定動態傳輸,在救援現場和后方指揮中心之間建立起高效的溝通橋梁。 綜合化的通信設備。配發的便攜裝備具備基站接入、遠程通信
34、等能力,提供語音、數據(郵件短信) 、圖像、視頻和計算機通信等多種業務,滿足救援過程中的通信需求。- 22 - 23 -5G+急診救治白皮書V1.05G+急診救治白皮書V1.0 靈活組網能力。獨立組網能接入救援通信網,與救援裝備互聯互通,與救援應急通信系統兼容,通過技術手段構建實現救援通信裝備互聯互通的組網,滿足扁平化應急指揮要求。3.3.3 “戰時”智慧急救地空一體化組網方案在突發事件以及設備受損(如光纜損毀、基站中斷)等通信受阻情況下,急救車上新增5G基站和車載邊緣醫療云,輕量級UPF業務交換機通過10GE光口與A/B設備互聯,接入現網5GC ;通過承載網與車載5G基站實現N3接口互聯,車
35、載5G基站通過10GE光口與A設備互聯接入現網5GC。急救通信車與承載網之間可以采用以衛星主站為核心的衛星通信網絡,前端連接醫療直升機,通過醫療救援套包實現視頻采集、醫療數據收集等鏈接,后端通過公網或專線鏈接醫院5G急救指揮平臺。通過急救通信車在急救現場迅速搭建小型5G邊緣醫療云并開展5G急診救治,實現鏈路有效貫通,保障災難現場實時傳輸流暢的視頻、采集回傳醫療信息并根據遠端專家指導實施緊急醫療救護,能有效保障急診救治網絡需求。根據現場地形,在突發事件附近地域開設輕型車載站或大型車載站,便攜式衛星通信站可隨救援隊跟進保障,當進入道路不通、情況不明的救災現場時,及時報告災害情況;利用小型衛星通信站
36、及加強的衛星電話,組建遠距離移動通信網,保證災情、搶險、增援等信息及時準確傳遞。圖3-9 : “戰時”場景5G院前急救組網方案示意圖3.4 5G急救車改造5G急救車改造以5G網絡為基礎、急救車為載體,配合人工智能、AR、VR和無人機等應用,打造全方位醫療急救體系?;颊咿D運到5G急救車后,隨車醫生可以利用5G醫療設備第一時間完成驗血、心電圖、B超等一系列檢查,并通過5G網絡將醫學影像、病人體征、病情記錄等大量生命信息實時回傳到醫院,實現院前院內無縫聯動,快速制定搶救方案,提前進行術前準備,大大縮短搶救響應時間,為病人爭取更大生機。5G急救車改造主要涉及5G急救車載專用網關(接入醫療設備) 、T-
37、Box (車輛與云端平臺互通設備) 、急救車載信息終端(急救動態調度設備) 、急救醫療設備等車載設備,將急救車上所有設備通過5G網絡連接起來,實現集中管理,信息共享。圖3-10 :急救車改造部署示意圖1.5G急救車載專用網關5G急救車載專用網關是車載信息化升級的關鍵設備,可提供大內存,支持4K/8K高清視頻流暢播放及軟件運行與計算,具備配合邊緣云提供端側邊緣處理、AI計算的能力,統一接入急救車中各類車載設備,承載5G無線通信數據傳輸與各種不同通信接口、數據格式的車載設備之間數據傳輸的轉換能力,實現院前與院內信息互通,打通院前信息孤島。2.車載T-BOXT-Box作為車輛與平臺實現互通的設備,把
38、采集到的車輛數據,如急救車的位置信息、駕駛行為、使用狀態信息等,指揮調度平臺根據獲取急救車的相關信息,指揮調度急救車車輛,并將急診信息轉發給急救車的工作人員,高效快速對急救車進行指揮調度。- 24 - 25 -5G+急診救治白皮書V1.05G+急診救治白皮書V1.03.急救車載信息終端急救車載信息終端是急救動態調度的專用設備,可通過T-BOX連接網絡或獨立連接網絡,每秒實時更新120急救車當前位置信息,支持與120中心聯網通訊,并連接城市的交通指揮中心和地圖提供商的導航計算中心,通過控制交通信號燈和智能規劃急救路線,開啟急救綠色通道。急救車載信息終端。4.車載急救醫療設備車載急救醫療設備如心電
39、儀、掃描儀、除顫儀等多種必備的急救設備,以及血糖、血脂等快速生化檢驗設備。隨車醫護人員可以在車內開展抽血檢驗、頭顱CT、靜脈穿刺等救治工作;遠端醫生通過5G視頻進行遠程指導救治,院內醫護通過隨診PAD等顯示設備的診斷情況開啟院內救治綠色通道,提高患者救治效率、減少后遺癥的發生。表3-5 : 5G急救車通信接入方式的功能要求通信接入方式功能要求北向接入5G具備在移動場景下業務的連續性和傳輸的可靠性保障;傳輸能力可支持急救車艙內部攝像頭、隨車醫用PAD、醫療設備裝載攝像頭多路視頻同時接入1080P及以上視頻格式傳輸的需求,具備后續1080P升級4K、8K視頻傳輸的需求,宜支持一路至兩路醫療影像高清
40、晰實時無損傳輸的需求。南向接入WIFI支持WIFI5,并向下兼容支持802.11b/n/g等WIFI5之前的標準版本;對于上下行大數據流、實時性要求高的設備接入宜支持WIFI6需符合IEEE802.11ax標準的要求,并向下兼容支持802.11ac/b/n/g等WIFI6之前的標準版本。BT宜支持BT無線通信能力,滿足車內胸卡、穿戴設備、溫濕度等設備的接入;若支持BT接入功能,宜選擇支持藍牙5.0、藍牙5.1的產品,便于后續藍牙mesh組網升級應用;應符合藍牙技術聯盟(BluetoothSIG)藍牙核心規范版本相應版本的要求。LAN口支持LAN口接入,為視頻、儀器設備網口接入的設備接入使用;L
41、AN口應至少支持1000Mbit/s并后向兼容支持10/100/1000Mbit/s;支持自動協商;1000Mbit/s網口應符合IEEE802.3相關要求。其他網關宜支持HDMI接口、RS232接口、RS485接口、模數轉換接口、USB口等外設接口中的一種或多種,適用更多的攝像頭、車載設備、屏幕的接入需求。通過對急救車進行信息化的改造,運用信息化集成平臺,將醫療設備信息,音視頻信息、定位信息等數據實時傳輸,并在統一時間軸進行采集存儲,實現急救車上所有設備的統一管理。院內醫生借助高清音視頻交互技術可以與急救車上隨診醫護人員實時溝通并提供指導,在第一時間全面地掌握患者病情。同時,急救中心與醫院內
42、部可通過提示與預警調閱各個急救車的位置信息等,根據患者預計到達時間,醫生提前做好接診準備,提升急救效率。3.5 網絡安全保障急救涉及患者隱私、影響醫療安全等多方面,組網上要求高安全、高保障。中國電信5G定制網安全能力具有專屬化、定制化、端到端全方位防護的特點,可有效滿足醫療數據傳輸安全和信息系統的安全保障。3.5.1 5G急診救治的安全需求1.急救終端網絡接入安全需求5G急診救治的醫院設備接入大量5G網關、模組等終端設備,這些終端呈多樣化形態,物理位置不固定,移動終端的接入更易被惡意攻擊者利用,且更具有隱蔽性;對于不同身份的人員也難以嚴格約束其行為,因此終端以及人員的安全接入問題更加突出。2.
43、急救數據安全需求院前院內智慧急診平臺的部分數據是需要通過公網進行傳輸的,數據的安全性尤為重要。安全性原則表現在兩個方面:一是采用各種有效的安全措施,如防火墻、SSL加密、認證、數據備份和鏡像等,確保網絡的安全性,保證120指揮中心和醫院內網不受攻擊;二是對網絡的關鍵設備,例如服務器、交換機等,要采取備份措施,保證網絡不間斷的7*24小時工作。3.定制網MEC邊緣云安全需求5G急診救治定制網部署在MEC邊緣云上,雖然MEC邊緣計算使得網絡基礎設施下沉分散,提升了計算能力,降低網絡時延,但亦會帶來邊緣計算節點連接海量的異構終端,終端和應用之間采用的通信協議具有多樣化特點,攻擊者利用通信協議漏洞進行
44、攻擊,包括拒絕服務攻擊、越權訪問、權限濫用、身份假冒等威脅。- 26 - 27 -5G+急診救治白皮書V1.05G+急診救治白皮書V1.03.5.2 面向5G急診救治防護解決方案1.終端安全防護方案終端安全借助零信任技術,先認證再訪問,將服務保護在認證網關之后,避免服務暴露;通過稀有行為分析、機器行為分析、時間序列分析、機器學習、群組分析、基線分析、統計分析和關聯圖譜分析等方法構建零信任訪問模型。圖3-11 :新業務場景下信任防護體系示意圖通過風險匯聚、持續信任評估、分析決策和聯動響應對海量異構終端進行可信接入、合法訪問以及API合理調用中的多環節信任驗證,實現動態可信的訪問控制。2.端到端隔
45、離的專屬網絡保障數據安全端到端隔離的專屬5G定制網為醫院提供全面的安全隔離保障,確保專網與公網之間、專網與專網之間、專網與企業網之間的安全隔離。端到端切片安全隔離,在接入、承載、核心、邊緣計算平臺等不同網絡域,為5G定制網提供邏輯或物理的網絡資源隔離,按需為客戶提供靈活的專屬隔離網絡,實現網絡資源隔離??蓪>W邊緣的MEC網絡與企業網絡,提供安全隔離和訪問控制,確??蛻羝髽I網絡域邊緣應用的安全。專用VPN可為5G定制網的網內傳輸、網間通信、網絡管理等多場景提供防護,并可對實時傳輸數據進行加密保護。3.邊緣云安全防護方案未來MEC邊緣云處于更為復雜的網絡環境中,需重點在網絡攻擊的監測能力、安全事
46、件的溯源能力以及攻擊事件的處置能力三方面進行能力提升和面向醫療MEC邊緣云的防護能力建設。針對組成5G行業專網的專有核心網及MEC平臺,對標等級保護2.0基本要求及云計算安全擴展要求進行規劃和建設,提供云化基礎設施安全防護。針對部署共享型MEC平臺之上的應用,根據應用的互聯網暴露程度及安全級別,通過將應用部署在不同的安全子域方式,域間采取自愿隔離及訪問控制措施,實現與其它應用之間的安全隔離。根據5G核心網控制面和用戶面分離的特點,通過用戶面實現公網私網數據分流,保障專網業務的性能與體驗,滿足院前急救專網應用需求。同時,在邊緣側通過構建網絡安全能力池與MEC節點的UPF或網關設備對接,實現對ME
47、C本地流量及互聯網流量的安全檢測與防護。圖3-12 :邊緣云安全防護方案示意圖5G時代網絡安全的落實,不僅僅是安全管理制度的落實,更要有貼合業務發展的安全規劃與應對措施,各種信息的傳輸均需要安全可靠、低時延的網絡環境下,構建5G醫療場景下主動、可信、場景化的安全防護體系,從預測、防御、檢測、響應、到處置于一體的自適應協同,保障5G網絡能力在急救場景的通信穩定和服務質量,助力國家智慧醫療質的飛躍。- 29 -5G+急診救治白皮書V1.05G急診救治典型案例第四章4.1 5G急診救治案例應用現狀根據工信部、衛健委公布5G+醫療健康案例應用現狀進行總體分析,洞察5G急診救治應用的主要生態參與者、IC
48、T通用技術方向以及項目需求-應用方案-項目價值間的聯動關系。1.案例應用總體情況根據工信部、衛健委發布的案例,5G+醫療健康案例主要分布在遠程診斷、健康管理、急診救治三個方向,其中急診救治占比達到20%,5G急診救治的核心在于搭建急救信息化平臺,優化120急救指揮調度系統,強化危急重癥疾病急救體系,以此提升急救的“黃金時間” ,加強急救質量控制。圖4-1 : 5G+醫療健康案例方向分布圖5G+急診救治申報項目分布地區與經濟呈現較強相關,京津冀、長三角、珠三角申報項目數量最多,分布在北京19家、廣東18家、江蘇17個,其次四川、貴州、河南也有較多上報案例。圖4-2 : 5G+急診救治案例地區分布
49、圖- 30 - 31 -5G+急診救治白皮書V1.05G+急診救治白皮書V1.02.主要生態參與者由于5G技術重基礎建設的特性, “5G+急診救治”的研發方并不完全以企業為主導。對5G+急診救治項目的牽頭單位進行歸納,將其角色分為5類,分別是醫院、企業、急救中心、高校、研究所和衛健委五個分支。 醫院是承接5G+急診救治試點項目的主體,其中包含大型醫院、中醫院及婦幼保健院等,合計占比75%。其中,在中國醫院排行榜2019年榜單上榜的100家醫院中,有11家都參與了5G+急診救治的項目試點。 急救中心也是急診救治中重要的一環,本次申報項目總計有9%的急救中心以牽頭單位參與到5G+急診救治的項目試點
50、,急救中心參加院前急救的全過程,包含 “病人發病分配急救醫療車現場急救急救車中處置”的流程。 企業助力醫院的5G建設,本次申報項目中總計有11%的企業以牽頭單位的角色切入5G+急診救治項目試點。企業以高新技術為抓手,結合急診救治場景需求推出智慧化系統和解決方案打造智慧急救信息化平臺。高校與醫療專業機構的相互依存、相互合作的關系,高校也成為5G急診救治項目的重要參與者。圖4-3 : 5G急診救治牽頭單位分布圖3.ICT通用技術方向利用ICT通用技術手段,能提高急救醫療體系的效率、質量、可及性、安全性。人工智能、大數據基礎信息技術是5G急診救治重點應用技術,與設備連接相關的MEC、云計算、網絡切片