基于5G技術的醫院信息化整體解決方案需求分析

（河北建筑設計研究院有限責任公司，河北石家莊市，050000）王志江

當前，醫院信息平臺引入了醫學影像記錄與傳輸技術、病案信息管理系統、現代化病區管理系統、用藥查詢系統等先進技術，提高了掛號、診療的信息化水平。醫院的很多病人或工作人員都是通過有線或無線網絡與醫院信息平臺相連，實現數據查詢和工作管理。但傳統網絡已不能滿足日益增長的用戶需求，5G通信時代迫切需要新的網絡架構，提高醫院信息平臺的接入能力[1]。在醫院信息化建設中，應用軟件和升級5G網絡技術有助于有效地發展醫療服務，減少在互動過程中醫護人員和病人需要執行的步驟，既減輕了負擔，又提高了實施這項工作的效率。但該技術仍是一種新技術，尚處于功能開發與測試階段，雖然具有一定的優勢，但還有一些問題需要技術人員有針對性地解決。本文對5G技術的內涵和特征進行了挖掘，以求解決醫療數據信息化管理方面的問題。

1 5G信息技術在醫院信息中的發展與應用

5G是當今移動通信的最新技術，像華為，高通，中興，愛立信和諾基亞這樣的公司已經開始在許多城市進行研發，并將其商業化。自組織網絡可以根據5G網絡的運行狀態進行自動檢測，當發現故障時，可自動對網絡進行優化修復，減少5G網絡的維護工作量。利用設備與裝置技術擴大5G網絡應用范圍，實現物聯網、車聯網、工業互聯網等萬物互聯，擴大5G通信范圍[2]。

超大密度的異構網絡會降低高速數據通信的覆蓋范圍，增加社區接入，保證更多的智能手機或平板電腦的使用，增加無線網絡流量，滿足用戶同時訪問成千上萬個設備的需求，實現高速數據傳輸，增強數據通信能力。

5G的典型代表是第五代移動通信技術，相對于現有的4G技術，它的最大特點是傳輸速度更快，理論上可以超過10gb/s。鑒于OFDM網絡傳輸的穩定性和覆蓋范圍，可為OFDM優化波形、多址接入、新型無線技術等體系結構設計需求提供支持[3]。

5G通信技術在信息傳輸速度等多方面均有優勢，通過這種方式，可以適應更多的醫療活動場景，為醫院提供更多技術支持，它還將推動技術創新、管理服務和模式。

將5G技術應用到醫療工作中，可以使患者足不出戶便可了解病情。醫生和病患還可以直接利用5G技術獲得自己的動態物理數據，并通過網絡數據傳輸連接信息，使醫生和其他醫務人員能夠參與其中。醫院利用5G技術派出專家、病人等提供全方位的醫療服務，保證病人在最短的時間內得到診斷和治療。為使醫生能更好地為病人提供優質服務，接受更專業的監督，防止不合理、模糊的操作，將對整個診療活動進行網絡監控，這樣一旦出現問題，醫院就可以在適當的時候實行問責制，完成傳統的處方審核、處方審批等業務工作。

利用5G技術保證病人支付的醫療、檢查和藥物費用與醫保系統有直接聯系，也要遵循相關專業規定的指導和限制，以防止患者受到欺騙。醫療費用控制系統既是對病人的監控，又是對醫療人員的監控。通過這種方式，保證任何流動性得到明確的信息，確保全過程的公平公正。經患者同意，整個診療過程所產生的信息可向當地乃至全國各醫院傳播，實現信息公開，打破行政壁壘。這樣有利于診斷方案的優化，只要確診或制定出更好的治療策略，醫生就能迅速做出反應，使病人得到更好、更及時的治療。醫生可方便地查詢病人的既往病史等資料，以保證病人能以最高水平完成診療程序。

2 基于5G技術的醫院信息化平臺建設

門診掛號、醫療診斷、圖像管理、院前急救、住院管理等多種應用在醫院信息平臺中得到部署。醫院的網絡用戶很多，他們不但能上網沖浪，而且能遠距離登錄，支持多種移動終端使用。采用5G技術，構建混合網絡結構，提高了醫院信息平臺的傳輸速度和處理能力，增強了醫院的數據傳輸能力，目前的很多醫院信息平臺都是基于5G技術設計的[4]。

為確保5G環境下醫院信息平臺的正常運行，需要采用多路連接和無線回程技術。隨著5G網絡技術的普及和云計算技術的應用，醫院將不再需要大量的人力、物力來進行管理。傳統的信息化建設工作方式和方向也將發生改變，5G技術將直接推動信息管理的發展[5]。

硬件和軟件準備：通過5G網絡數據處理技術，醫院無需建立內部網絡，信息可以直接存儲在云中。如存在機密信息，可直接設置保密保護。還可以將其它信息公開，方便病人與醫院溝通。

軟件和系統維護、掛號、付款、醫療報銷、電子醫療咨詢等等，以及傳統醫療所需的所有步驟，均可通過5G技術直接在線處理。專業人員實施并維護這些技術可以提高生產力，減少時間消耗，這樣既簡化了工作流程，又減輕了醫院負擔。

在工作互動過程中，5G網絡可用于醫院各部門，提高工作效率。病人可在任何時候查詢自己的醫療數據，實現一鍵傳送與共享。該方法可節約大量的加工環節和程序，節省了大量的人力物力，并從源頭上減少了誤差的發生和產生。

3 醫院信息化解決方案

3.1 多重連接技術

醫療信息平臺中，5G網絡應用需要建設大量基站，其中宏基站和微型基站可以同時實現多個基站異構5G網絡。因為醫院中有很多通訊和傳輸熱點，所以建筑設備是在電磁信號的作用下隔離的，因此基站之間存在覆蓋漏洞。

3.2 無線傳輸技術

醫院通信系統傳播環境復雜，工作頻段以毫米波和微波為主，雖然傳輸率高，但傳輸距離短。5G技術具備無線回程功能，可有效增強接口的接入效果，從而提升網絡整體靈活性，提升醫院整體通信效果，增強醫院對通信中繼業務的能力。

3.2.1 5G芯片

5G芯片技術仍有很大的發展空間，在專利儲備和高頻技術方面還需要加強。所以，需要及時突破技術發展的障礙，擴大5G技術的業務范圍，以技術發展來推動產業發展，達到更高的水平，為更多患者提供更高水平和更優質的產品。

3.2.2 云計算軟硬件

5G網絡一般由大型服務器支撐，可以形成云平臺，將路由器、交換網、基站等設備進行數據轉換，實現整體智能化服務運行。但是，值得注意的是，云計算服務器、存儲系統、云終端等關鍵技術，以及一些虛擬化軟件、中間件、云調度等，大多掌握在國外企業手中。所以，我國在這方面的自主研究與開發力度仍有待提高。

3.2.3 毫米波傳輸

5G技術的應用受基站信號的頻度和頻度影響。5G通信技術的核心是高頻信號，高頻率信號的快速衰減要求密集的組網，尤其是在人口稠密、地形崎嶇的大城市，必須建立更多基站以滿足地形崎嶇的城市的需要。但由于醫院的應用環境規模較大，系統結構復雜，難以實現該技術，且信號傳輸不穩定。當信號不能穩定地傳輸時，可能導致遠程操作、遠程咨詢等操作不能順利完成。關鍵高頻元件的性能和成熟度也對系統的設計提出了新的要求。工業領域中寬帶、低噪聲、高效率、多功能高頻元件的設計與生產仍存在許多技術難點。

3.2.4 信號干擾

5G技術還存在嚴重的信號干擾問題，因此目前亟待解決的問題是頻率干擾、頻譜資源共享干擾和不同覆蓋水平的相互干擾。這些干擾等因素都將影響網絡信號傳輸的穩定性。現有的干擾協調算法在解決干擾問題的有效性方面還存在不足，因為它只能解決一個干擾源問題，而不能解決所有干擾問題。此外，5G網絡相鄰節點間的傳輸損耗差異不明顯，不同來源的信號強度相似，可能影響網絡性能，從而削弱協調算法的抗干擾能力。在醫院內部，起搏器、除顫器等醫院干擾源釋放出信號，影響了手術的穩定性。所以5G屏蔽效果也是一個挑戰，急需一種合適的方法。

網絡安全通用硬件平臺是5G技術常用的支撐平臺，網絡的安全性和可靠性較差。為使5G網絡技術在支持大量用戶接入的同時具有更高的應用水平，必須對用戶終端進行安全認證。用戶認證增加了網絡信息泄露的風險，也是不安全的。所以，當支持大量的用戶時，就需要加密和保護大量的用戶。

3.3 具體問題解決辦法

覆蓋增強是基于密集異構網絡可以有效降低覆蓋半徑，提升覆蓋效果，提高了頻譜效率。這一實踐具有技術優勢，它的優點是可以促進5G技術的網絡覆蓋。對于5G超密集異構網絡，可采用低功耗的基站覆蓋方式，大幅度增加站點數，縮短節點間距，確保網絡連接穩定，減少節點間距，提高頻譜利用率。

增強傳輸能力為提高技術穩定性，采用毫米波通信可直接緩解頻譜資源緊張，改善通信性能。毫米波通信方式具有集中式波束、窄波束、抗干擾等特點，使得網絡傳輸過程更加穩定，抗干擾能力更強。

穩定化傳輸為了提高傳輸過程的穩定化，技術人員應注重信號接收端，比如在接收端設置多個天線，增加接收信號的強度。利用該OFDM傳輸波形可以全面提高頻譜利用率。非正交多址接入技術將傳統的單用戶接入技術改造成多用戶共享接入，極大地提高了無線接入能力。使得不同用戶能夠更充分地滿足路徑損耗，從而實現有效重用。

增強安全性，5G技術在物聯網等多個領域均有較大是使用優勢，新技術的應用具有很多優點。高速度，廣譜和低成本是關鍵。它的高度機密性直接決定了它在5G通信技術中的地位。

智能醫療技術的發展可簡單劃分為醫療信息化、互聯網醫療時代、遠程服務三個階段，其中醫療信息化只是初始階段，技術發展的方向是連通性和醫院業務的地域性；互聯網醫療時代的到來，正是通過將移動終端與互聯網融合，實現整個診療過程的信息化；高級階段強調大連接、高質量的遠程服務能力，把更先進的前沿技術如人工智能與綜合應用相結合，提升信息化水平，增強各項技術的實力。

4 結語

使用5G網絡，醫院信息平臺能夠提供更高分辨率的視頻數據傳輸，用戶可以通過手機、平板電腦等設備進行接入，提高了醫院的移動化和智能化。