以5G基建为首的中国七大“新基建”，是经济复苏和发展的重要生产力。新型基础设施建设（简称：新基建）主要包括5G基站建设、特高压、城际高速铁路和城市轨道交通、新能源汽车充电桩、大数据中心、人工智能、工业互联网七大领域，涉及诸多产业链，是以新发展理念为引领，以技术创新为驱动，以信息网络为基础，面向高质量发展需要，提供数字转型、智能升级、融合创新等服务的基础设施体系。
年开年突如其来的新冠肺炎疫情给中国社会与经济带来巨大冲击，疫情范围覆盖全国34省市（包括港澳台），各地区均启动突发公共卫生事件一级响应，也引发了对我国现有公共卫生体系、传染病防治工作、应急响应机制的一系列反思。中央全面深化改革委员会第十二次会议提出，要科学精准打赢疫情防控阻击战，完善重大疫情防控体制机制，健全国家公共卫生应急管理体系。国家发改委、工信部提出要开展面向重大公共卫生突发事件的5G智慧医疗系统建设，开展基于5G新型网络架构的智慧医疗技术研发，建设5G智慧医疗示范网，构建评测验证环境，推动满足智慧医疗协同需求的网络关键设备和原型系统的产业化，加快5G在疫情预警、院前急救、远程实时会诊、远程手术、无线监护、移动查房等环节的应用推广，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。
本期的智能内参，我们推荐中国联通的研究报告，针对患者在就医的全流程进行5G智慧医疗服务解析。
本期内参来源：中国联通
原标题：
《5G智慧医疗全流程服务白皮书》
作者：周佳音盛煜等
一、5G+智慧医疗健康全流程应用
在以“治疗为中心”到以“病人为中心”医疗改革过程中，对病人医疗健康的全流程管理将成为降低医疗成本的关键。而在全流程的管理中如何利用5G、大数据、云计算以及人工智能技术，加速实现院内外院间信息互联互通，打破科室间以及院内外的信息壁垒，为医护人员提供及时全面的病人完整信息链是提升医护人员效率的基础。
同时在面对医疗资源不足，尤其是地区间不平衡的情况下，如何通过远程协作、远程决策支持和智慧医疗产品实现院内外、多院区间、医院间的同质化医疗服务的配置与管理更是最终实现在有限医疗资源下提升医疗服务水平，提高临床质量的重中之重。我们的最终目标为实现如图1所示的从健康生活、筛查预防、到早期诊断、精准治疗以及家庭护理的医疗健康全流程管理，做到真正意义上的智联融合关护无界。
▲互联关护全流程应用
5G作为新型基础建设，医院基础网络以及提供协同需求的网络建设，更可为实现未来“以病人为中心”的智慧医疗健康全流程扩展了更多应用可能性。5G智慧医疗系统建设不仅能在重大公共卫生事件中保障一线医护工作人员的健康，也可适用于日常“以病人为中心”的医疗健康全流程应用中，包括院前智能筛查、院前智慧急救、院内智慧手术室、院内智慧影像中心，以及院间远程智慧ICU等不同应用场景（如下图所示）。这些新医院各科室间在传统医疗模式下信息孤立的局限性，使各部门实现了有效的协调和互补，提高了医务人员的工作效率。随着信息技术的高速发展，智慧医疗势必将成为现代社会医疗健康卫生事业发展的大趋势。
▲5G+智慧医疗应用场景全景图
1、院前智慧医疗应用
院前智能筛查。所谓“病从浅中医”，相当多的重大疾病如能被早期预警或者早期发现，通过早期干预及早期治疗，可以在相当程度上延缓疾病的进展，提高治愈率与生活质量，减轻医疗费用及对社会造成的负担。例如通过体检发现颈动脉有斑块或者狭窄的病人，可以通过调整生活方式、控制体重、用药物控制血压/血脂的方式，花费不多但是能有效地降低卒中的风险。胃癌、乳腺癌、结直肠癌、肺癌等癌症，只要是早期发现并尽早治疗，临床治愈率很高，5年生存率可以超过90%，长期生存的生活质量也会较好。
结直肠癌的癌前病变是腺瘤息肉，如果能通过消化内镜的检查发现息肉并及早通过内镜切除，无需手术就能使病人将来得结直肠癌的机率大大降低。院前疾病筛查便是通过低成本、简单易行且可信度高的方式，在基层医疗机构或者体检中心对无症状的发病率高的年龄段人群或者高风险人群做特定的检查，以达到早期预警、早期发现、及早干预、及早治疗、提高疗效、拯救生命与减轻疾病负担的作用。随着城市化的推进，老龄化的加剧与人民健康意识的提高，院前筛查的需求也在不断提高。
各种院前筛查的方式很多，从最简单的听诊触诊肉眼观察，血液与分泌物化验，到影像学（包括超声和各种内镜）检查，再到细胞学筛查、体外诊断试剂盒子与基因筛查等，方法在不断地创新发展，应用范围在不断地扩大，敏感度与特异度也在不断地提高。在影像学的方法中，X光（现代主要是数字X光，即DXR）和超声作为两种低成本且广泛部署的影像模态，在很多疾病的筛查中发挥作用。计算机断层成像（CT）一直是一种院内大型成像设备，其配置由卫健委通过向医疗机构颁发大型医疗设备配置证来进行管控。年32排及以下CT的配置证被取消，各种进口与国产中低端CT竞争加剧价格下跌，再加上医疗投入的增加与低剂量CT（LDCT）技术的成熟，大量中低端CT设备进入社康中心、乡镇卫生院与民营体检中心等基层医疗机构，在院前筛查中展露头角。
与二维投影为原理的DXR相比，CT的断层成像有着更好的三维空间分辨率，对微小病变检测的阳性率上明显优于DXR，所以现在除了乳腺钼靶筛查外，CT已经在国内的肺部感染、肺炎、结节的筛查上逐步取代DXR，特别是低剂量CT应用于肺结节筛查在近5年呈现爆发性的增长。在年抗击新冠肺炎疫情的早期，医疗部门尚未具有大规模核酸检测的能力，同时核酸检测也存在着敏感度低假阴性率高的问题，CT筛查凭借着快速成像与高敏感度的特点，在一些受疫情影响较严重的省市成为检出新冠肺炎疑似病人的重要手段。超声很早就被应用于院前疾病筛查，近年来随着电子技术的进步，超声设备小型化智能化的步伐很快，笔记本式超声，便携式平板超声，乃至直接连接手机的掌上超声陆续上市，推动超声设备的进一步下沉。从社康中心/乡镇卫生院到村卫生室，从民营体检中心到个体诊所，乃至社区巡诊和居家自检，都是超声检查可以应用的不同平台与场景。
如果能对社区场景的主要使用者如全科医生/家庭医生做进一步的培训，超声也对能一些慢性疾病（例如慢性阻塞性肺炎、糖尿病引起的下肢血管病变、退行性骨关节炎等）做定期的病情监测，这部分的发展空间是很大的。表1总结了DXR、CT和超声三种影像模态在院前筛查中的主要应用领域、场景及技术经济特点，包括了三者在敏感度与特异度、部署广泛性、成本与运作方面的差别。其中敏感度在统计学上指实际为阳性的样本中，被判断为阳性的比例；特异度指实际为阴性的样本中，被判断为阴性的比例。
▲DXR、CT与超声在院前筛查中的应用领域、场景与技术经济特点
院前远程超声智能筛查。与DXR与CT相比，超声具有安全、无辐射、可多次重复检查的特点，而且对软组织和局部血管的分辨率较DXR甚至CT平扫来的高，其典型的院前筛查应用于（但不局限于）以下几个重点领域：
1、乳腺癌筛查。乳腺癌是中国女性发病率最高的恶性肿瘤，随着生活方式的变化，年轻患者比例近年来逐步升高，城镇化趋势明显。对乳腺癌的早期筛查已被列入政府的健康中国行动的“两癌”筛查惠民工程之中。根据年由国家癌症中心发布的《中国乳腺癌筛查与早诊早治指南》，由于中国女性的生理特征以及乳腺癌发病情况均与欧美国家存在一定的差异，超声结合X线钼靶检查更适合于中国女性乳腺癌筛查。另外考虑到在中国超声使用非常广泛，普及度很高，乳腺超声已经成为乳腺癌早筛的首选方式。
2、甲状腺结节筛查。根据年的数字，甲状腺癌的发病率在中国女性的癌症发病率中居第四，在中国男性的癌症发病率中居第七。甲状腺癌起始于甲状腺结节，通常在碘摄入充足的地区，通过常规的颈部触诊，发现甲状腺结节的概率约为5%，并且与年龄和性别呈现明显的相关性。然而近年来，临床医生发现，在上述人群中还有约高达68%的人是甲状腺结节的潜在患者，但由于无症状与结节较小，常规的触诊无法判断，大多数人则是在做与甲状腺无关的影像检查时“被偶然发现”。
在所有甲状腺结节患者中，约有10%的人群有转变为恶性肿瘤的风险。超声检查操作简便、无创而廉价，可检出甲状腺内直径＞3mm的微小结节，清晰地显示其边界、形态及内部结构等信息，是甲状腺最常用且首选的影像学检查方法。随着人们健康意识的提高，超声被大量用于甲状腺结节的筛查，医院，民营体检中心也大量开展此业务。不过与被业界一致公认的超声乳腺癌筛查的价值相比，专业医学组织并不推荐在无症状无高危因素的成人中进行甲状腺癌筛查。
3、颈动脉斑块筛查。颈动脉斑块是颈动脉粥样硬化的表现，在形态上表现为颈动脉内壁斑块形成，血管变的狭窄，血流变慢等等，目前认为与老年人缺血性脑卒中的发生密切相关，是导致脑中风的“隐形杀手”。其引起缺血性脑卒中的机制可能为斑块增大致颈动脉管径狭窄引起颅内低灌注及斑块脱落形成栓子，导致颅内动脉栓塞。同样超声检查以其简便、无创、经济、实时等优点，是临床上颈动脉狭窄的筛查与进一步形态学评估的首选影像学方法。
另一方面，血管狭窄这一经典的风险因素只是一种表象，斑块破裂脱落才是造成下游栓塞而发病的主要根源。如何筛查出易损斑块，并采用干预性治疗才是预防卒中的关键。在这个方面，超声同样可以起到作用，可以根据三个方面的超声结果：即斑块的形态学（形态规则与否）、斑块的声波特征（均质等回声、均质低回声或强回声）与血管狭窄程度来综合评估斑块的超声易损性。
这三种超声检查，基本都属于浅表部位的扫查，目标相对容易暴露，操作起来相对难度不大。医院的常规项目，这些检查在社康中心、乡镇卫生院以及民营体检中心也普遍开展。鉴于现阶段基层医疗机构与民营体检中心的超声医师/技师的实际水平与经验，相当多的此检查存在“能扫到，但扫不准或者扫不全；能扫准扫全，但是难以判定”的问题；另一个方面，让二、医院的超声医师大量从事这些总体阳性率较低的超声筛查工作，从专业人才利用与卫生经济学的角度讲是不划算的。
利用远程超声并借助AI自动识别与判读功能，医院的技术力量来完成此类筛查是一个非常适合的应用场景。基于此类检查并不具有时间上的急迫性同时考虑到成本因素，非实时性的远程超声诊断是一个适合大部分情况的方案。在这种情况下，基层医疗机构的超声医师/技师主要任务就是做扫查，按照临床指南把诊断所需的切面扫到并保存，有需要的话存一些扫查视频，扫查结束后将所存的病历与超声影像记录上载去远程超声系统，触发一个AI自动识别与判读的申请并同时提交一个远程诊断申请（如果扫查人员是技师，因为没有诊断权，提交诊断申请；如果扫查人员是医师，也可以提交自己的诊断同时加一个复核申）。医院的超声医师收到远程诊断或者复核申请后，可以在规定的提交时间内根据自己的日程安排在远程超声系统上查看病例资料，参考AI的分析与提示，并提交诊断报告或者复核报告。
5G远程超声在筛查场景下的网络性能需求。5G网络拥有10倍于4G的峰值速率及毫秒级的时延,基于5G网络技术的远程超声会诊，可满足在移动环境下实现高分辨率超声影像数据与高清音视频实时会诊画面的实时同步传输，为患者完成病历分析、超声影像诊断、视频远程会诊等流程，进一步确定具体治疗方案。远程超声技术可应用于产科及心内科、院前急救、多学科远程会诊、偏远地区和农村患者的远程诊断等场景。
在远程超声会诊应用中，影响超声图像质量的参数主要由对比灵敏度、画面分辨率、噪声及对比清晰度等参数来衡量。超声科医生需要根据图像清晰度、图像均匀性、超声切面标准型、彩色血流显示情况、脏器探测深度等标准来进行专业诊断，在进行凸阵、线阵及相控阵探头的超声诊断中，高质量的超声图像画面具有很重要的意义。医生需要鉴别软组织类型及血管内血流状态的不同，画面的对比清晰度越高，像素数越多，图像就越清晰，层次感越强，细节信息越丰富，图像越细腻柔和，超声图像的分辨率与显示电路的灰阶是其中很重要的两个因素。医院常用超声终端图像分辨率大小有X,X,X等几种，多采用级灰阶显示，图像帧率范围每秒在15~75帧之间。在远程超声会诊实际应用中，太高的帧率会对网络带宽资源消耗巨大，所以一般会选择每秒25帧，即可实现远程超声会诊的流畅体验。
每像素用24比特计算，则单张超声图像原始数据量为KB。动态图像传输主要是增量变化的数据，数据量一般较小，在极限情况下，25帧图像完全不重复，每秒钟传输的极限数据量为X25=90KB，即需要Mbps的带宽。在实际视频会诊中，由于有固定场景，因此以传输增量数据为主，一般在10%-40%左右，10%为变化较少的会议场景而40%为变化较多的会议场景。按照40%计算需要的原始数据量为Mb，按照10%计算需要的原始数据量为Mb。远程超声会诊中对原始码流进行编解码压缩，采用H.、H.等主流视频压缩方式，按照80∶1的压缩比计算，在40%的情况下，压缩后需要满足的带宽为3.9Mbps，在10%的情况下，压缩后需要需要满足的带宽为1.3Mbps。在实际远程会诊中，医生会根据实际情况选择适合的分辨率，同时视频信号需经过前级专业的图像处理器进行图像增强后，由SoC处理器进行视频编码，最终生成具有高品质、低码率的H.视频编码。表2可作为远程超声会诊应用中，单路超声画面对带宽的需求参考。
▲超声画面分辨率与带宽需求对应关系
AI智能辅助诊断与远程机器人辅助超声。人工智能（AI）技术作为当下的热门科技，受到了越来越多的