首发：边缘计算社区
作者：GSMA
5G MEC切片专网是医院最重要的信息化基础设施之一。引入新型医疗数字化辅助技术，提升了我们医生对病情分析及手术规划的能力，全息可视化的术前沟通，降低了医疗事故风险。远程视频融合的专家指导，提升了远程协同的诊疗能力，更有助于专家资源的高效利用。
姚灿珍
新昌县人民医院党委书记
01 案例综述
2019年，浙江省全面开展县域医疗卫生服务共同体（简称医共体）建设，促进优质资源下沉、提高基层医院的看病救治能力。新昌县人民医院医共体以新昌县人民医院为中心，为县域内乡镇卫生院开展远程医疗服务，希望运用医疗行业信息化先进技术和5G智慧医疗应用，完善和落实以医共体为架构的分级诊疗体系，提升基层医生读片阅片能力和诊治复杂病情的能力。
浙江联通联合合作伙伴在新昌县人民医院调研后，聚焦医学影像类的拓展应用和远程手术教学指导。2020年5月，项目完成从核心网、承载网到无线网的端到端5G网络切片和MEC环境搭建。首批试点科室，包括脊柱科、手术室、大市聚卫生院等可通过5G终端使用三维影像重建、MR辅助手术规划、AR远程手术指导等创新技术，应用于移动查房、医患沟通、医生之间诊疗方案沟通和临床教学等多个场景。
02 解决方案和价值
新昌县人民医院医共体5G网络切片作为浙江联通首个切片应用测试项目，搭建5GSA端到端网络环境，并验证SA网络和切片配置功能，同时还搭建了边缘云计算环境，进行业务软件、应用终端、切片订购的部署，实现了基于“5G+MEC+切片”网络承载的“三维影像重建、 MR辅助手术规划和 AR远程手术指导”业务。
1.高性能MEC边缘云
医学影像的数据规模较大，传统的基于CPU的三维重建算法并不能很好的达到实时性的需求。为此，新昌MEC边缘云平台配置了GPU板卡，并使用GPU虚拟化 软件将GPU资源重新划分，该超性能异构计算平台提 供了强大的三维重建、影像渲染、视频处理能力的同时还满足了业务对时延的性能要求。同时，边缘云平台与医院PACS系统对接，每天实时接收医院CT和MRI等影像文件。MEC服务器配置SSD硬盘，保证影像数据的读写速度和存储时间，满足一个住院病人在10~15天的平均住院时间期间，医生可以随时调取住院病人的影像数据进行医疗诊断。
2.网络部署及切片配置
根据新昌县人民医院医共体试点科室和卫生院位置区域，采用宏微站结合方式进行SA网络覆盖，通过一网两用的虚拟专网模式，兼顾医疗专业应用与公众用户通信需求。杭州核心机房部署了5G核心网的控制面、管理面、切片管理单元和公共用户面网元等，新昌本地汇聚机房则部署了边缘MEC/UPF。核心网上，分别配置两个切片ID和DNN，区分公共业务和切片业务，对应设置不同路由和QoS，无线侧选用基于5QI的差异化调度方案实现切片设置，承载网选用硬切片方式。
通过现网测试，网络时延平均7.8ms，空口带宽比公 众切片带宽大的情况下，当公众切片拥塞，普通用户通过手机使用视频业务出现卡顿，而专有切片下的医疗用户业务体验正常，不受公众业务高负荷影响。相关数据如下：
03 业务应用
1.三维影像重建与三维影像MR呈现
基于5GMEC的医学三维云影像工作站，集高效图像处理、人工智能、混合现实全息可视化和云技术为一体，实现影像数据的获取、传输、导入与保存，支持多专科模块，能够在多个门诊科室应用。通过5G将三维模型推送至移动终端，能够全息显示与全方位观察3D影像数据，并支持3D打印。
在医共体各机构间开展远程医疗时，终端只需访问本地边缘云即可完成数据重建工作，无须额外的本地硬件和网络配置。5G边缘云医疗工作站强大的智能化检索、调用、重建、分割、还原等功能提供了全新的影像资料使用方式，有助于深度挖掘影像数据的使用价值。
5G与MR（混合实现）技术结合，将二维DICOM数据转化成三维影像或动画，并将其呈现在现实空间中，实现影像数据的全息可视化，赋予外科医生“透视眼”，为精准外科的临床、科研、教学培训提供创新型应用影像数据的方案。
2.远程手术指导和示教
5G医疗专网能够保障手术室的主刀医生与远端专家间建立实时在线的互动沟通，通过多路高清视频实时传输， 并基于AR技术融合两方的视频在同一场景下，将远方专家的指导意见带入手术现场，如同远程专家“亲临现场”“、手把手”的指导手术，实现了远程手术会诊的实时化、可视化、精准化。
同时，将手术进行中的画面实时直播至教研室或会议室，与会医生可与手术室医生进行实时交流，通过实时远程观摩有效的提高手术教学效率、改善教学质量。针对跨院区之间的医疗协作，可通过5G专网承载的远程医疗业务，采用指导和示教的方式，帮助基层医院提高业务水平，提升就诊率和救治率。
04 经验总结与后续计划
本项目成功探索了5G+MEC+切片最新技术在医疗行业的应用，构建的5G端到端网络切片对不同业务类型提供不同的QoS 保障，确保公众通信和医院医护人员/医疗设备通信分开，保障医疗业务大带宽、低时延、实时计算的SLA业务需求。三维影像重建业务SLA建模结果，已纳入中国信通院发布的《5G端到端切片SLA行业需求白皮书》， 指导后续医疗应用。
该项目以联通为主，建立医院、运营商、设备厂商和应用提供商共同参与的5G智慧医疗合作生态。MEC边缘云上部署的三维影像重建等业务在新昌县人民医院开始临床使用后，得到了科室主任的好评和医生的认可。
浙江省2019年开始大力建设县域医共体，建立县、乡镇、村三级联动的医疗服务体系，新昌县医共体是其中一个重要示范点。中国联通未来将以新昌医共体5G智慧医疗专网作为孵化基地，在浙江省内和全国进行业务复制与推广。
2021年5G医共体专网将会覆盖到新昌县人民医院医共体下属的11个基层医疗机构，使各医疗机构间借助安全高效的行业专网，实现医疗资源互助与信息共享。在业务方面，将三维重建等智慧医疗应用逐步推广到骨科、普外科、神经外科等到更多临床科室应用，助力基层医疗机构提升医疗服务水平。
本文截选至GSMA与信通院联合发布的《中国5G垂直行业应用案例2021》。
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