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中国电信:5G+急诊救治白皮书V1.0(2021)(26页).pdf

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中国电信:5G+急诊救治白皮书V1.0(2021)(26页).pdf

1、5G+急诊救治白皮书V1.0(2021)中国电信集团卫健行业事业部中国电信股份有限公司研究院2021年11月5G+急诊救治白皮书V1.0前 言2020年11月,卫健委征集八大重点方向的5G医疗应用优秀案例。中国电信将针对5G赋能智慧医疗的几个重点方向输出系列化白皮书, 5G+急诊救治白皮书是系列白皮书之一。急诊救治是卫生健康事业的重要组成部分,在医疗救治、突发公共事件中的紧急救援等方面发挥重要作用。近些年来,国家密集出台一系列政策推动医疗急救事业发展。尤其是2020年,受新冠疫情影响,国务院、发改委、卫健委等相继出台关于新冠肺炎疫情防控常态化下进一步提高院前医疗急救应对能力的通知 、 关于进一

2、步完善院前医疗急救服务指导意见的通知等政策,为公共卫生应急和医疗急救事业发展指明了发展方向。传统120电话急救存在呼救流程缓慢、黄金抢救时间延误、急救模式单一、院前院内资源无法协同共享等诸多问题。5G网络具有大带宽、低时延、高可靠等优势,5G+急诊救治是指将5G技术优势赋能急诊救治,在患者、急救人员、急救车、120指挥中心、医院之间构建5G网络,在急救车接到患者的第一时间,将病患体征以及病情等大量生命信息数据实时回传到后台指挥中心,帮助院内医生做出正确指导并提前制定抢救方案,实现患者“上车即入院”的愿景,一定程度上解决或缓解传统急救存在的问题。此外,结合无人机、救护机器人等无人系统设备,5G+

3、急诊救治还可对灾区、战场等复杂环境提供应急救援指导、伤员定位、远程急救等服务。为此,中国电信邀请中国信息通信研究院、广东省第二人民医院、北京大学人民医院、复旦大学附属儿科医院、重庆市急救医疗中心等相关领域行业专家共同研究编写白皮书。本白皮书在梳理急诊救治政策、现状基础上,提出中国电信5G场景化方案,并呈现5G急诊救治典型应用案例,描绘产业生态体系,旨在为5G急诊救治整体应用发展提供新思路,并与广大业内同仁交流研究成果。第一章 政策引领急诊救治发展01第二章 急诊救治现状概述03第三章 5G急诊救治场景化方案063.1 基于5G网络切片的120指挥调度083.1.1 120指挥调度业务场景083

4、.1.2 面临挑战及对5G的需求093.1.3 基于5G网络切片的定制网解决方案103.2 基于5G医疗边缘云的“平时”智慧急救133.2.1 “平时”智慧急救业务场景133.2.2 面临挑战及对5G的需求153.2.3 基于5G医疗边缘云的定制网解决方案173.3 基于卫星的地空一体化“战时”智慧急救213.3.1 “战时”智慧急救业务场景213.3.2 面临挑战及对5G的需求213.3.3 “战时”智慧急救地空一体化组网方案223.4 5G急救车改造233.5 网络安全保障253.5.1 5G急诊救治的安全需求253.5.2 面向5G急诊救治防护解决方案26第四章 5G急诊救治典型案例28

5、4.1 5G急诊救治案例应用现状294.2 北海市5G+院前急救120指挥调度平台324.3 南昌大学第一附属医院的5G “上车即入院”院前转运急救344.4 复旦附属儿科医院的疑难危重新生儿转诊急救37第五章 5G急诊救治生态体系39第六章 5G急诊救治总结与展望43附录A 参考文献45附录B 缩略语解释46目录版权说明本白皮书版权属于中国电信股份有限公司,并受法律保护。任何单位和个人未经中国电信股份有限公司书面授权,不得以任何目的(包括但不限于学习、研究等非商业用途)修改、使用、复制、截取、编纂、编译、上传、下载等方式转载和传播本书中的任何部分,授权后转载、摘编或利用其它方式使用本白皮书文

6、字或者观点的,应注明来源:中国电信股份有限公司。违反上述声明者,将被追究其相关法律责任。联合编写单位及作者编写单位:广东省第二人民医院、北京大学人民医院、复旦大学附属儿科医院、重庆市急救医疗中心、北京清华长庚医院、中国电信集团卫健行业事业部、中国电信股份有限公司研究院、天翼物联科技有限公司、中国电信股份有限公司卫星通信分公司、天翼安全科技有限公司、重庆急视飞救科技发展有限公司、珠海市安克电子技术有限公司、上海帛衡医疗科技有限公司指导单位:中华医学会、中国研究型医院学会、中国信息通信研究院编写人员:刘玉明、庞晋、王维、熊颖、王涛、黄骞、徐青、刘倩晨、李跃、杜静、姚伟、张子豪、于翔、张学智、李一明

7、、虞苏妍、田盼、左芳芳、李国钦、张秀凤、邓丽华、肖少波、裴迎栋、余冬苹、杨标、阮贤材、刘秀鹏、吴云珊、龚彪、王晓涛政策引领急诊救治发展第一章- 02 -5G+急诊救治白皮书V1.0在“健康中国2030” (2016年)1的宏伟战略下,公共卫生事业发展正处于重大战略机遇期,国务院提出完善突发事件卫生应急体系,提高早期预防、及时发现、快速反应和有效处置能力,建立起包括军队医疗卫生机构在内的“海陆空”立体化的紧急医学救援体系,提升突发事件紧急医学救援能力。到2030年,打造覆盖全国、较为完善的紧急医学救援网络,力争突发事件卫生应急处置能力和紧急医学救援能力达到发达国家水平。2020年初,新冠肺炎疫情

8、进一步加速急诊救治的发展,国家积极推进建立健全的政策和法律法规,出台关于新冠肺炎疫情防控常态化下进一步提高院前医疗急救应对能力的通知 ,强调院前医疗急救网络与院内急诊有效衔接,并启动突发公共卫生事件一级响应,构建急救体系、加强急救培训、鼓励急诊救治信息化。2020年9月国家卫健委联合9个部门制定了关于进一步完善院前医疗急救服务的指导意见 ,为公共卫生应急和医疗急救事业发展指出了明确的方向。各地方政府2 3 4也在卫健委指导下出台符合本地情况的实施方案,明确提出完善急救服务模式及网络体系、培育急救服务人才队伍、鼓励公民自救互救、大力普及医疗急救基础知识。同时,实施方案鼓励有条件的地区推动航空医疗

9、救援体系建设,逐步建立多种形式结合的立体化救护网络。2020年11月,国家工信部、卫健委发布关于进一步加强远程医疗网络能力建设的通知5,提出推进5G网络覆盖医疗卫生机构,面向有条件的地区和应用需求明确的医疗卫生机构,探索5G网络在远程医疗中的创新应用,建设5G智慧医疗健康联合实验室或应用示范基地,建设医疗云计算和大数据应用服务体系,推动各级医疗卫生机构间数据共享互认和业务协同。同时,国家发改委、工信部提出开展面向重大公共卫生突发事件的5G智慧医疗系统建设6,建设5G智慧医疗示范网,加快5G在疫情预警、院前急救等环节的应用推广,有效保障医护人员健康,为应对重大公共卫生突发事件等提供重要支撑。急诊

10、救治现状概述第二章- 04 - 05 -5G+急诊救治白皮书V1.05G+急诊救治白皮书V1.0随着经济和社会的发展,人口老龄化问题也越来越严峻,社会对医疗急救的要求也越来越高。2021年第七次人口普查数据显示7,全国总人口中65岁及以上人口占比为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。民政部养老服务司公布十四五期间,全国老年人口将突破3亿人,我国将从轻度老龄化迈入中度老龄化,对急救资源的需求日益增加,这给医疗急救体系带来更高的挑战。除人口老龄化外,近年来我国各类突发公共事件逐渐增多,数据显示我国道路交通造成的伤亡人数连续20年高居世界前两位8,成为4

11、4岁以下青壮年人群的第一死因9,给社会、家庭带来沉重的负担。在交通事故所致的重度创伤患者中,约2/3的患者因得不到有效的现场急救在伤后30分钟内死于事故现场或运输途中。目前电话120急救系统不能有效实现院前急救信息化的管理。我国急救系统中急救车、现场第一目击者和医院的工作模式为单线程串行施救,即急救车在到达现场后才能对患者进行施救,所以在120到达之前患者处于无专业医疗人员救助阶段即“黑障区” ,而这段时间又是急救的黄金时间,对患者的生命安全至关重要。即使使用国际MPDS系统,也是基于电话,通过语音来实现相应功能,如询问现场情况、病情等线性的询问方式,错过救治的最佳时间。另外,由于现场热心人士

12、不懂专业的急救知识,接线员仅仅通过电话并不能指导现场人员采取有效的急救措施。由于公众普遍不懂得急救知识和技能,院前急救成功率低。以北上广为例,不到2%,远低于美国西雅图的46%。同时,据相关统计,我国掌握急救技能的人口比例不到1%,远低于西方发达国家的30-90%。结合急救现状,提升急诊救治信息化能力势在必行。5G+急诊救治医疗服务包括院前急救、院内救治两个部分。院前急救包括患者呼叫及自救、120指挥调度并指导自救、现场急救、转运途中的医疗监护与救治、与接收医院交接的全过程11。120指挥中心接到呼救询问病情,根据“地点+伤病类型+症状等级+既往资料” ,调配转运车辆和随诊医护人员。到达病发现

13、场后,医护人员及时对患者进行救治,运用急救车的医疗设备对患者进行急救、记录病历信息。送达医院时,与院内接收人员快速做好病人等信息的交接。院内救治指患者到达院内后,医生按照患者病情进行规范化的预检分诊,实现急诊患者分级分区有序管理;并分流到医院的急诊、专科、五大中心或者转到其他医院,最大程度减少抢救过程中患者与家属的无效移动,实现红黄绿区快速流转和统一管理,支撑以患者为的中心诊疗与护理全程跟踪和闭环管理。智慧求救、现场急救、转运急救和院内救治的无缝隙衔接,是为患者进行高效抢救的重要基础10。图2-1 :急诊救治通用流程图急诊救治面临病情紧急、病症复杂、时间紧迫、条件有限等问题,目前我国医疗急救体

14、系尚不能满足日益增长的急救需求和患者对救治疗效的要求和预期。近年来,随着信息科技的迅猛发展,急诊救治也大力开展信息化建设。经济发达地区积极探索急诊救治体系的网格化管理方式,基于患者身份信息的准确识别,提前远程干预患者的急救,并做好院前与院内的急救衔接,构建高效的急救全流程体系,为危急重患者提供快捷高效的服务,在分诊、接诊、检查、治疗等环节上,实施快速、有序、安全、有效的急救服务,全面提升医疗急救水平和紧急医学救援能力。- 07 -5G+急诊救治白皮书V1.05G网络高带宽、低时延、海量连接的技术优势与急诊救治相结合,能够更好地提高急诊救治信息化水平。梳理急诊救治院前院内相关流程,根据其流程中业

15、务属性以及平台系统功能的不同,主要分为3大类场景: 120指挥调度、智慧急救( “平时” 、 “战时” )和院内救治,不同应用场景采用的组网方案也存在差异,急救流程复杂且紧急,终端接入多,数据传输快,还涉及到患者隐私、数据安全等问题,需要使用高保障高可靠的安全体系来为急诊救治保驾护航。图3-1 : 5G急诊救治架构示意图 120指挥调度。侧重患者从事发地呼救到送达医院期间,120指挥中心运用5G技术,结合实时交通数据、对医疗资源情况进行整体调度,同时通过双向视频、教学视频等方式,在急救车到达前对患者进行自救互救指导。 智慧急救( “平时” 、 “战时” ) 。侧重患者从呼救到送达医院期间,医护

16、人员一边对患者进行紧急抢救,一边与院内医生实时共享急救过程中资源和信息,取得专家的远程指导,打破时间和空间限制,对患者进行救治,智慧急救可进一步分为“平时” 、 “战时”两种场景。 院内救治。到达医院后,医院根据接收患者的转述和120指挥调度、院前救治情况、患者生命体征数据、急救车行驶路线、外接平台等信息,提前做好接诊准备,根据情况分流至相应科室。院内救治相应的解决方案将在描述医院诊治场景的白皮书进行描述,此白皮书将不再赘述。5G急诊救治场景化方案第三章- 08 - 09 -5G+急诊救治白皮书V1.05G+急诊救治白皮书V1.0根据120指挥调度、 “平时”智慧急救、 “战时”智慧急救这三类

17、子场景,中国电信提出基于5G网络的定制网解决方案。3.1 基于5G网络切片的120指挥调度3.1.1 120指挥调度业务场景120指挥调度作为急诊救治的第一环节,把控急救事件,从病人呼救、急救指挥中心受理、急救车调派、现场抢救,直至将患者转送至院内进行专业治疗的全过程,主要可以分为2类场景: 智慧求救:患者可通过物联网设备、VOLTE等技术进行一键可视化呼救。在紧急情况下,通过穿戴设备自动呼救或车载紧急呼叫设备,主动与属地化的急救指挥调度中心联通,与120同步GPS、现场画面、健康档案等信息,向急救指挥调度中心发送事故详细信息,如事故发生时间、碰撞车辆的准确位置等,和行驶方发起双向视频通话,简

18、化求救流程。 120指挥调度:日常情况下,调度工作采取属地管理原则,各省市县镇指挥调度中心负责辖区内居民日常急救呼救的受理、指挥、调度;突发大型公共卫生事件情况下,省急救中心作为全省急救的指导监督者和指挥协调者,直接接管120指挥权,指挥调度全省急救资源,以便及时应对重大突发公共卫生事件。图3-2 : 120指挥调度场景化示意图3.1.2 面临挑战及对5G的需求当前,全国各地省会、地级市和县级城市的120急救指挥中心大多相互独立,管辖范围有限,信息不共享,部分120急救系统仅覆盖到市120急救指挥中心。在省市级层面,除了本地城市的常规120调度指挥管理之外,还承担着对下级单位的质控和突发应急情

19、况下的协同指挥任务。需在省或市的直属区域内建设统一数据接口的平台,全面升级120指挥调度平台(包含应急联动指挥调度、120急救车跟踪定位等子系统) ,关联各市县的指挥调度系统,形成完整的120急救调度指挥体系。在市县层面,急救医疗信息化基础薄弱,需要完善的急救管理体系。各地区的急救响应能力和调度支持难度存在差异,还存在呼救者现场地址不详、患者表述不清、部分地区院前急救布局不合理、现有急救车辆设备及人员有限等诸多问题,这使120指挥调度中心难以实现高效调度。因此,亟需构建一张覆盖省、市、县、镇、村五级指挥调度专网,实现全省120急救系统联网运行。通过省、市120急救数据中心平台建立一个基于5G网

20、络的信息共享、宏观资源调配的指挥调度平台。 “平时”与“战时”的有效指挥调度。将全省院前医疗急救数据和业务开展情况等信息,按照村级镇级县级市级省级的形式逐级汇聚到数据中心,实现120指挥调度中心的统一管理,按照灵活调度、就近出车原则开展救治任务。 “平时”由市县镇村进行独立指挥调度或区域内协同调度; “战时”由省统一调度指挥全省急救资源,并根据就近原则调派附近市县急救资源前往救援。 急救车和人员的调度与监控。120指挥调度应用场景综合远程视频指导、实时交通数据、医疗资源等情况进行整体指挥调度;急救车与收治医院间以急救车的视频采集、无线监护等为主,通过5G网络实时开展现场视频远程指导、传送患者生

21、病体征信息、车内外视频画面、车辆位置等,具体对网络需求如下表所示。- 10 - 11 -5G+急诊救治白皮书V1.05G+急诊救治白皮书V1.0表3-1 : 120指挥调度中典型业务对5G网络技术配置需求*典型场景典型数据网络技术配置要求 (单场景单设备)上行速率下行速率网络时延网络抖动指挥调度调度数据、语音数据、车辆状态数据等60Kbps10Kbps/视频采集4K视频等20Mbps/100ms10Mbps10Mbps200ms20Mbps20Mbps100ms20Mbps5Mbps100ms2Mbps20Mbps100ms10Mbps20Mbps100ms20ms*数据参考:国家远程医疗与互

22、联网医学中心基于5G技术的医院网络建设标准(无线接入网分册) 3.2.3 基于5G医疗边缘云的定制网解决方案中国电信基于丰富的网络和边缘计算资源,面向医疗卫生机构,结合自研MEC和UPF,融合5G切片、边缘计算、云计算等技术,发布了5G医疗边缘云能力。在智慧急救应用场景中,对于端到端高可靠性和超低时延都有极高要求,需要将业务下沉至网络边缘,以减少网络传输和多级业务转发带来的时延。5G医疗边缘云通过将连接、计算、存储等能力下沉到网络边缘,具有以下特点:1.专属部署。在医院本地机房或靠近客户的电信边缘DC下沉部署边缘节点,打造医疗边缘云平台,实现本地业务数据的卸载、分流,实现医疗专网与公众用户网络

23、安全隔离,能够很好地满足医疗行业客户对网络性能和安全的诉求;2.固移融合。有移动需求的终端通过5G网络接入,在边缘云平台实现本地数据卸载、处理;同时支持WIFI、固定等其他多种网络接入,提供统一终端管理、网络可视化;3.云边协同。边缘云平台与医院本地私有云对接,实现业务协同;与中心云平台对接,实现存储协同、AI能力协同等;4.安全可靠。结合自研轻量级UPF设备、MEC平台,以及医疗终端安全技术、医疗数据信息安全技术,采用电信级安全方案,并在网络、业务、运维等方面提供多项安全策略,提升网络边缘安全防御能力,提供面向医疗行业端到端的安全保障;5.区域覆盖。根据院区实际情况进行定制化网络部署,综合考

24、虑室内、室外,确保区域无缝覆盖。中国电信5G定制网面向时延敏感型行业客户提供定制网服务,通过边缘节点、超级上行、载波聚合等技术的灵活定制,为客户提供一张带宽增强、低时延、数据本地卸载的专有网络,配合5G医疗边缘云、MEC平台、天翼云等,最大化发挥云边协同优势,将内容与计算能力下沉,本地业务分流,在急救人员、急救车、120指挥中心、医院之间构建基于5G医疗边缘云的5G智慧急救专网,可以很好地满足急救需求,实现院内、院外信息互通与同步,院外多路高清实时视频、医疗影像数据、体征数据、语音数据等的安全可靠传输。以5G智慧急救专网为基础,配合人工智能、物联网、大数据、区块链等技术,以及5G急救车、可穿戴

25、设备、便携式医疗终端、移动急救包、AR/VR/MR、无人机、医疗机器人等应用,将打造“全程联动,无缝联接,上车即入院”的应急救援体系,缩短抢救响应时间,实现病人的实时精准救治,挽救患者生命。- 18 - 19 -5G+急诊救治白皮书V1.05G+急诊救治白皮书V1.03.2.3.1 “平时”智慧急救组网方案基于“平时”场景下的智慧急救有大带宽、低时延、数据高安全、高保障的网络需求,5G定制网在中心医院的本地机房或靠近客户的电信边缘DC搭建5G医疗边缘云,通过部署一体化MEC+UPF,提供大带宽、低时延、急救数据本地卸载与分流,实现院内外信息互通和业务协同,同时结合网络切片、网络QoS保障、边缘

26、计算、5G专线等技术,构建一张高安全、高稳定、大带宽、低时延的智慧急救定制网。图3-6 : 5G “平时”智慧急救组网方案示意图急救车端/院内医生端。通过在急救车上部署5G专用CPE或网关设备,将院前一体化系统车载终端、可视对讲摄像机、医疗监护仪等设备进行连接,通过5G将采集到的生命体征数据及车内高清视频实时回传。医院数据中心端。为保障医疗数据高安全及低时延应用,在医院附近/院内部署医疗边缘云,医疗边缘云基于一体化MEC+UPF架构,终端数据流量通过5G基站接入,按照预先设定的分流策略经由指定边缘UPF分流到MEC平台,实现公网数据与医疗数据的隔离,由5G基站连接5G核心网实现数据高速传送。医

27、疗边缘云向下对接终端和网络,向上对接急救信息系统,MEC平台部署边缘能力/应用,完成对车上患者生命体征数据、影像、视频数据的本地实时存储、分析和异常报警等,并按照业务逻辑反馈前端或传递结果至后端中心平台。5G边缘云平台通过专线打通到医院中心机房的数据链路,建立“专用通道” ,从而实现急救车和医院的数据同步和业务协同。5G切片专线依托于中国电信STN、OTN、CN2等网络,提供通信线路的安全可靠保障,实现终端安全可靠地访问医院内网。图3-7 : 5G切片专线组网示意图针对智慧急救网络需求,通过配置定制DNN实现公私业务隔离,保障高带宽传输安全。无线侧开通网络加速业务,在5G网络覆盖良好且没有网络

28、拥塞情况下,通过QoS规则定制提供优先接入调度、通过GBR参数定制提供保证比特速率的带宽保障,保证数据传输的及时性。分流策略可将视频分流到本地就诊医院内网,同时连通到其他医院,可实现本地和异地医院的专家资源同时远程会诊。定制切片技术可以保证从核心网到接入网能动态、实时有效地分配网络资源,从而确保时延、速度、带宽等方面的业务质量。切片技术能在公众用户发生流量峰值时,专属保障用户的通信指标受其影响微乎其微。表3-4 :智慧急救的定制网配置建议原子产品能力序号配置属性定制流量N1流量包流量池区域流量包定制号卡N2定向访问区域限制机卡绑定达量断网达量限速二次激活 固定IP业务加速N3优先保障型带宽保障

29、型业务隔离N4通用切片定制切片通用DNN定制DNN无线VPDN专线接入N5STN专线OTN专线无线增强N6超级上行专属上行下行多载波聚合本地保障N7本地共享UPF数据不出场N8独享UPF专用室分N9专用室分专用宏站N10专用宏站专用5GCN11专用5GC- 20 - 21 -5G+急诊救治白皮书V1.05G+急诊救治白皮书V1.03.2.3.2 “平时”智慧急救平台与系统“5G智慧急救”定制网打通院前院内数据共享与交互,形成急诊救治的区域协同医疗救治体系。一方面,可以把急救现场及转运过程的音视频、患者生命体征数据同步采集、传输和存储,远端医院的专家可在急救途中进行远程指导;另一方面,医院专家提

30、前分析评估患者的病情,做到分诊和预报、院内预挂号和预检验检查等,实现院内专科救治战线向院前转移,最大程度压缩急救时间,实现院前急救、院内五大中心救治的高效衔接。5G边缘云智慧急救平台。具备患者生命体征远程实时监测,实时急救质控、远程急救指导等功能,通过院前院内一体化设计,统一诊疗规范和流程,实现院前急救、院内五大中心之间无缝对接,构建高效的急诊救治体系,打通急救、急诊和救治的全流程。5G边缘云智慧急救平台包含5G急救车院前急救转运、5G急救车实时监测、医院远程会诊、五大中心急救系统等多个子系统,每个系统在智慧急救中提供不同的功能。 5G急救车院前急救转运系统主要是集成急救车医疗设备、GPS设备

31、、音视频设备、移动设备,在急救车的转运期间,医护人员运用车上的监护仪等医疗设备,对患者进行紧急救治,保障患者的生命安全。 5G急救车实时监测系统是指急救车配备基于5G的实时监测患者生命体征设备,患者转运过程中可实时监测并无线发送患者生命体征数据到院内,医院可实时掌握患者的生命体征指标变化情况,并可实时捕捉到难以发现的病情,急救车上的医生可第一时间根据患者的生命体征指标情况,对患者进行充分救治准备和干预。 医院远程会诊系统把院前急救车采集的信息通过5G网络传输至院内会诊监控中心,院内会诊医生远程查看急救车现场视频图像,病历等数据信息,可进行语音交互的远程指导,并在患者到院前进行急救准备,为患者节

32、约抢救时间。 五大中心急救系统充分利用医院信息集成、物联网和移动互联网技术,对不同病种患者进行分级分诊,设定不同的急救路径,并对不同病种急救流程进行数据搜集、流程监控、质量管理和持续改进,支撑多学科协作的一站式紧急医疗服务体系的高效运转。3.3 基于卫星的地空一体化“战时”智慧急救3.3.1 “战时”智慧急救业务场景自然灾害、事故灾难、公共卫生事件不仅突发性和不可预见性强,而且事发紧急、破坏力大。事件发生后一般面临通信环境复杂、无线通信盲区较多、有线线路架设困难、各类器材物资难以保障等问题,急救人员需在最短的时间内迅速组织实施救援,开展应急活动。因此,需要短时间内提供灵活组网的急救网络覆盖,提

33、前获取灾情突发的现场信息,保障灾情信息能够实时传输,以便指挥员及时、全面真实地掌握现场状况,变得十分重要。图3-8 : “战时”智慧急救场景化示意图3.3.2 面临挑战及对5G的需求在突发事件智慧急救中,通信的实时性、稳定性对应急救援工作的质量与效率起到关键作用,但在一些较为偏远的地区,因受到地理条件制约,通信的实时性、稳定性较差。高稳定性的卫星通信可以保障应急救援工作顺利开展。借助卫星通信技术,不仅可以实现现场相关信息的全面采集,还可以实现大量声音、图像等多样化信息的实时、稳定动态传输,在救援现场和后方指挥中心之间建立起高效的沟通桥梁。 综合化的通信设备。配发的便携装备具备基站接入、远程通信

34、等能力,提供语音、数据(邮件短信) 、图像、视频和计算机通信等多种业务,满足救援过程中的通信需求。- 22 - 23 -5G+急诊救治白皮书V1.05G+急诊救治白皮书V1.0 灵活组网能力。独立组网能接入救援通信网,与救援装备互联互通,与救援应急通信系统兼容,通过技术手段构建实现救援通信装备互联互通的组网,满足扁平化应急指挥要求。3.3.3 “战时”智慧急救地空一体化组网方案在突发事件以及设备受损(如光缆损毁、基站中断)等通信受阻情况下,急救车上新增5G基站和车载边缘医疗云,轻量级UPF业务交换机通过10GE光口与A/B设备互联,接入现网5GC ;通过承载网与车载5G基站实现N3接口互联,车

35、载5G基站通过10GE光口与A设备互联接入现网5GC。急救通信车与承载网之间可以采用以卫星主站为核心的卫星通信网络,前端连接医疗直升机,通过医疗救援套包实现视频采集、医疗数据收集等链接,后端通过公网或专线链接医院5G急救指挥平台。通过急救通信车在急救现场迅速搭建小型5G边缘医疗云并开展5G急诊救治,实现链路有效贯通,保障灾难现场实时传输流畅的视频、采集回传医疗信息并根据远端专家指导实施紧急医疗救护,能有效保障急诊救治网络需求。根据现场地形,在突发事件附近地域开设轻型车载站或大型车载站,便携式卫星通信站可随救援队跟进保障,当进入道路不通、情况不明的救灾现场时,及时报告灾害情况;利用小型卫星通信站

36、及加强的卫星电话,组建远距离移动通信网,保证灾情、抢险、增援等信息及时准确传递。图3-9 : “战时”场景5G院前急救组网方案示意图3.4 5G急救车改造5G急救车改造以5G网络为基础、急救车为载体,配合人工智能、AR、VR和无人机等应用,打造全方位医疗急救体系。患者转运到5G急救车后,随车医生可以利用5G医疗设备第一时间完成验血、心电图、B超等一系列检查,并通过5G网络将医学影像、病人体征、病情记录等大量生命信息实时回传到医院,实现院前院内无缝联动,快速制定抢救方案,提前进行术前准备,大大缩短抢救响应时间,为病人争取更大生机。5G急救车改造主要涉及5G急救车载专用网关(接入医疗设备) 、T-

37、Box (车辆与云端平台互通设备) 、急救车载信息终端(急救动态调度设备) 、急救医疗设备等车载设备,将急救车上所有设备通过5G网络连接起来,实现集中管理,信息共享。图3-10 :急救车改造部署示意图1.5G急救车载专用网关5G急救车载专用网关是车载信息化升级的关键设备,可提供大内存,支持4K/8K高清视频流畅播放及软件运行与计算,具备配合边缘云提供端侧边缘处理、AI计算的能力,统一接入急救车中各类车载设备,承载5G无线通信数据传输与各种不同通信接口、数据格式的车载设备之间数据传输的转换能力,实现院前与院内信息互通,打通院前信息孤岛。2.车载T-BOXT-Box作为车辆与平台实现互通的设备,把

38、采集到的车辆数据,如急救车的位置信息、驾驶行为、使用状态信息等,指挥调度平台根据获取急救车的相关信息,指挥调度急救车车辆,并将急诊信息转发给急救车的工作人员,高效快速对急救车进行指挥调度。- 24 - 25 -5G+急诊救治白皮书V1.05G+急诊救治白皮书V1.03.急救车载信息终端急救车载信息终端是急救动态调度的专用设备,可通过T-BOX连接网络或独立连接网络,每秒实时更新120急救车当前位置信息,支持与120中心联网通讯,并连接城市的交通指挥中心和地图提供商的导航计算中心,通过控制交通信号灯和智能规划急救路线,开启急救绿色通道。急救车载信息终端。4.车载急救医疗设备车载急救医疗设备如心电

39、仪、扫描仪、除颤仪等多种必备的急救设备,以及血糖、血脂等快速生化检验设备。随车医护人员可以在车内开展抽血检验、头颅CT、静脉穿刺等救治工作;远端医生通过5G视频进行远程指导救治,院内医护通过随诊PAD等显示设备的诊断情况开启院内救治绿色通道,提高患者救治效率、减少后遗症的发生。表3-5 : 5G急救车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具备在移动场景下业务的连续性和传输的可靠性保障;传输能力可支持急救车舱内部摄像头、随车医用PAD、医疗设备装载摄像头多路视频同时接入1080P及以上视频格式传输的需求,具备后续1080P升级4K、8K视频传输的需求,宜支持一路至两路医疗影像高清

40、晰实时无损传输的需求。南向接入WIFI支持WIFI5,并向下兼容支持802.11b/n/g等WIFI5之前的标准版本;对于上下行大数据流、实时性要求高的设备接入宜支持WIFI6需符合IEEE802.11ax标准的要求,并向下兼容支持802.11ac/b/n/g等WIFI6之前的标准版本。BT宜支持BT无线通信能力,满足车内胸卡、穿戴设备、温湿度等设备的接入;若支持BT接入功能,宜选择支持蓝牙5.0、蓝牙5.1的产品,便于后续蓝牙mesh组网升级应用;应符合蓝牙技术联盟(BluetoothSIG)蓝牙核心规范版本相应版本的要求。LAN口支持LAN口接入,为视频、仪器设备网口接入的设备接入使用;L

41、AN口应至少支持1000Mbit/s并后向兼容支持10/100/1000Mbit/s;支持自动协商;1000Mbit/s网口应符合IEEE802.3相关要求。其他网关宜支持HDMI接口、RS232接口、RS485接口、模数转换接口、USB口等外设接口中的一种或多种,适用更多的摄像头、车载设备、屏幕的接入需求。通过对急救车进行信息化的改造,运用信息化集成平台,将医疗设备信息,音视频信息、定位信息等数据实时传输,并在统一时间轴进行采集存储,实现急救车上所有设备的统一管理。院内医生借助高清音视频交互技术可以与急救车上随诊医护人员实时沟通并提供指导,在第一时间全面地掌握患者病情。同时,急救中心与医院内

42、部可通过提示与预警调阅各个急救车的位置信息等,根据患者预计到达时间,医生提前做好接诊准备,提升急救效率。3.5 网络安全保障急救涉及患者隐私、影响医疗安全等多方面,组网上要求高安全、高保障。中国电信5G定制网安全能力具有专属化、定制化、端到端全方位防护的特点,可有效满足医疗数据传输安全和信息系统的安全保障。3.5.1 5G急诊救治的安全需求1.急救终端网络接入安全需求5G急诊救治的医院设备接入大量5G网关、模组等终端设备,这些终端呈多样化形态,物理位置不固定,移动终端的接入更易被恶意攻击者利用,且更具有隐蔽性;对于不同身份的人员也难以严格约束其行为,因此终端以及人员的安全接入问题更加突出。2.

43、急救数据安全需求院前院内智慧急诊平台的部分数据是需要通过公网进行传输的,数据的安全性尤为重要。安全性原则表现在两个方面:一是采用各种有效的安全措施,如防火墙、SSL加密、认证、数据备份和镜像等,确保网络的安全性,保证120指挥中心和医院内网不受攻击;二是对网络的关键设备,例如服务器、交换机等,要采取备份措施,保证网络不间断的7*24小时工作。3.定制网MEC边缘云安全需求5G急诊救治定制网部署在MEC边缘云上,虽然MEC边缘计算使得网络基础设施下沉分散,提升了计算能力,降低网络时延,但亦会带来边缘计算节点连接海量的异构终端,终端和应用之间采用的通信协议具有多样化特点,攻击者利用通信协议漏洞进行

44、攻击,包括拒绝服务攻击、越权访问、权限滥用、身份假冒等威胁。- 26 - 27 -5G+急诊救治白皮书V1.05G+急诊救治白皮书V1.03.5.2 面向5G急诊救治防护解决方案1.终端安全防护方案终端安全借助零信任技术,先认证再访问,将服务保护在认证网关之后,避免服务暴露;通过稀有行为分析、机器行为分析、时间序列分析、机器学习、群组分析、基线分析、统计分析和关联图谱分析等方法构建零信任访问模型。图3-11 :新业务场景下信任防护体系示意图通过风险汇聚、持续信任评估、分析决策和联动响应对海量异构终端进行可信接入、合法访问以及API合理调用中的多环节信任验证,实现动态可信的访问控制。2.端到端隔

45、离的专属网络保障数据安全端到端隔离的专属5G定制网为医院提供全面的安全隔离保障,确保专网与公网之间、专网与专网之间、专网与企业网之间的安全隔离。端到端切片安全隔离,在接入、承载、核心、边缘计算平台等不同网络域,为5G定制网提供逻辑或物理的网络资源隔离,按需为客户提供灵活的专属隔离网络,实现网络资源隔离。可对专网边缘的MEC网络与企业网络,提供安全隔离和访问控制,确保客户企业网络域边缘应用的安全。专用VPN可为5G定制网的网内传输、网间通信、网络管理等多场景提供防护,并可对实时传输数据进行加密保护。3.边缘云安全防护方案未来MEC边缘云处于更为复杂的网络环境中,需重点在网络攻击的监测能力、安全事

46、件的溯源能力以及攻击事件的处置能力三方面进行能力提升和面向医疗MEC边缘云的防护能力建设。针对组成5G行业专网的专有核心网及MEC平台,对标等级保护2.0基本要求及云计算安全扩展要求进行规划和建设,提供云化基础设施安全防护。针对部署共享型MEC平台之上的应用,根据应用的互联网暴露程度及安全级别,通过将应用部署在不同的安全子域方式,域间采取自愿隔离及访问控制措施,实现与其它应用之间的安全隔离。根据5G核心网控制面和用户面分离的特点,通过用户面实现公网私网数据分流,保障专网业务的性能与体验,满足院前急救专网应用需求。同时,在边缘侧通过构建网络安全能力池与MEC节点的UPF或网关设备对接,实现对ME

47、C本地流量及互联网流量的安全检测与防护。图3-12 :边缘云安全防护方案示意图5G时代网络安全的落实,不仅仅是安全管理制度的落实,更要有贴合业务发展的安全规划与应对措施,各种信息的传输均需要安全可靠、低时延的网络环境下,构建5G医疗场景下主动、可信、场景化的安全防护体系,从预测、防御、检测、响应、到处置于一体的自适应协同,保障5G网络能力在急救场景的通信稳定和服务质量,助力国家智慧医疗质的飞跃。- 29 -5G+急诊救治白皮书V1.05G急诊救治典型案例第四章4.1 5G急诊救治案例应用现状根据工信部、卫健委公布5G+医疗健康案例应用现状进行总体分析,洞察5G急诊救治应用的主要生态参与者、IC

48、T通用技术方向以及项目需求-应用方案-项目价值间的联动关系。1.案例应用总体情况根据工信部、卫健委发布的案例,5G+医疗健康案例主要分布在远程诊断、健康管理、急诊救治三个方向,其中急诊救治占比达到20%,5G急诊救治的核心在于搭建急救信息化平台,优化120急救指挥调度系统,强化危急重症疾病急救体系,以此提升急救的“黄金时间” ,加强急救质量控制。图4-1 : 5G+医疗健康案例方向分布图5G+急诊救治申报项目分布地区与经济呈现较强相关,京津冀、长三角、珠三角申报项目数量最多,分布在北京19家、广东18家、江苏17个,其次四川、贵州、河南也有较多上报案例。图4-2 : 5G+急诊救治案例地区分布

49、图- 30 - 31 -5G+急诊救治白皮书V1.05G+急诊救治白皮书V1.02.主要生态参与者由于5G技术重基础建设的特性, “5G+急诊救治”的研发方并不完全以企业为主导。对5G+急诊救治项目的牵头单位进行归纳,将其角色分为5类,分别是医院、企业、急救中心、高校、研究所和卫健委五个分支。 医院是承接5G+急诊救治试点项目的主体,其中包含大型医院、中医院及妇幼保健院等,合计占比75%。其中,在中国医院排行榜2019年榜单上榜的100家医院中,有11家都参与了5G+急诊救治的项目试点。 急救中心也是急诊救治中重要的一环,本次申报项目总计有9%的急救中心以牵头单位参与到5G+急诊救治的项目试点

50、,急救中心参加院前急救的全过程,包含 “病人发病分配急救医疗车现场急救急救车中处置”的流程。 企业助力医院的5G建设,本次申报项目中总计有11%的企业以牵头单位的角色切入5G+急诊救治项目试点。企业以高新技术为抓手,结合急诊救治场景需求推出智慧化系统和解决方案打造智慧急救信息化平台。高校与医疗专业机构的相互依存、相互合作的关系,高校也成为5G急诊救治项目的重要参与者。图4-3 : 5G急诊救治牵头单位分布图3.ICT通用技术方向利用ICT通用技术手段,能提高急救医疗体系的效率、质量、可及性、安全性。人工智能、大数据基础信息技术是5G急诊救治重点应用技术,与设备连接相关的MEC、云计算、网络切片

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