健康龙江：5G智慧医疗

产品功能及原型设计理念和框架
1.项目实施背景
1.1 行业政策导向
中共中央审议通过了《健康中国2030规划纲要》，习近平总书记指出，推进健康中国建设，坚持中国特色卫生与健康发展道路。以普及健康生活、优化健康服务、完善健康保障、建设健康环境、发展健康产业为重点。坚定不移贯彻预防为主方针，坚持防治结合、联防联控、群防群控，努力为人民群众提供全生命周期的卫生与健康服务。要全面建立健康影响评价评估制度，系统评估各项经济社会发展规划和政策、重大工程项目对健康的影响。要完善人口健康信息服务体系建设，推进健康医疗大数据应用。
2022年4月27日，国务院办公厅关于印发《“十四五”国民健康规划的通知》中要求：（四）促进全民健康信息联通应用。落实医疗卫生机构信息化建设标准与规范。依托实体医疗机构建设互联网医院，为签约服务重点人群和重点随访患者提供远程监测和远程治疗，推动构建覆盖诊前、诊中、诊后的线上线下一体化医疗服务模式。支持医疗联合体运用互联网技术便捷开展预约诊疗、双向转诊、远程医疗等服务。推广应用人工智能、大数据、第五代移动通信（5G）、区块链、物联网等新兴信息技术，实现智能医疗服务、个人健康实时监测与评估、疾病预警、慢病筛查等。
1.2 行业需求分析
黑龙江幅员辽阔，全省公立三甲医院54家，二甲及以下医院114家（2020年统计口径），服务全省3100万常驻人口，受限于地域、医疗信息化水平等因素，存在医疗资源分配不均衡、百姓看病就医难等问题，因此5G智能医疗服务平台旨在解决方便百姓就医、优化医疗资源分配、提升基层医院医技水平等行业需求：
（1）满足百姓智慧健康服务需求：旨在利用信息技术手段改善群众就医方式，响应政府“看病不求人”、“信息多跑路，百姓少跑路”等政策要求，减轻群众就医费用负担，改善医患关系，利用物联网可穿戴技术、5G远程会诊、将为家庭人群和医疗机构之间提供一条更加有效的健康体征信息的监测、传输、评估、反馈、干预的途径，使院外人群也能够随时随地了解个人的健康状况，与医生建立无障碍的健康咨询渠道。
（2）实现优化医疗资源分布，促进区域医疗协作需求：通过信息化手段实现远程医疗和自助医疗，缓解医疗资源紧缺的压力;二是信息在医疗卫生领域各参与主体间共享互通，实现医疗信息充分共享互认；三是提升基层医院信息化水平，整体提升省内服务质量和效率。
（3）满足智慧医院发展要求：随着医疗信息化的快速发展，大量的医疗数据目前还没有很好地被利用起来，而5G、大数据、AI智能分析等应用可更好地解决医疗数据的传输、存储、分析和利用问题，更好地临床服务、为科研服务。
1.3 设计思路
本项目基于5G医疗专网，以“诊疗数据”为核心，融合5G、区块链、影像后处理、AI、大数据等高新技术，以提升基层医院诊疗能力、服务患者为宗旨，服务全省医疗机构为目标，构建5G智能医疗服务平台四横三纵总体架构，打造服务全省的云上医疗能力供应库。

平台对接采集医院信息系统、临床护理系统、影像设备、患者可穿戴设备等医疗数据，通过5G专网、物联网等方式将数据汇聚到智能医疗服务平台进行整理、入库；依托平台提供的算力中心对医疗数据进行加工治理供上层应用进行调用。
1.4 产品设计理念
1.4.1 5G医疗专网组网方式
5G网络是业务数据正常流转的基础，我们为医疗机构按需提供5G虚拟专网和网络切片服务，确保各项业务稳定运行。

基于医院2B业务安全、稳定、低时延等业务特性要求，提供的网络必须能做到2B业务和2C业务隔离，保证2B业务SLA诉求。
黑龙江联通计划采用5G 端到端网络切片技术将网络资源灵活分配，网络能力按需组合，基于一个 5G 网络虚拟出多个具备不同特性的逻辑子网，供给远程会诊、影像处理、MR手术指导等各个应用，并通过端到端切片管理系统进行统一管理，将医疗数据与公众数据安全隔离，并保障低时延体验。
1.4.2 智能医疗服务平台构建方式
通过在医院侧部署5G智能网关，与5G智能医疗服务平台形成5G虚拟专网组网模式，采集医院诊疗数据。
数据在联通云算力及存储中心进行流转，供远程会诊平台、AI辅助诊断系统、影像后处理系统、MR手术导航系统等应用调用。
期间云平台提供防火墙、日志审计、堡垒机等防护措施确保数据安全。

(一张5G专网、一朵医疗云、四项技术、N个方向）

2. 5G智能医疗服务平台应用场景
2.1 基于5G的远程MR手术导航
黑龙江联通应用5G+MR技术协同省医院、哈医大一院、哈医大二院开展多次5G+MR远程手术指导，跨省手术示教等活动，充分体现了5G低延时特性与AI技术的完美适配。

（系统架构图)

患者做CT或者核磁影像检查，临床医生将需要辅助诊断的数据通过5G网络上传到云平台，由诊断图像处理软件进行三维重建，然后可生成MR眼镜端、PC端、移动端或者3D打印模型供给临床医生用于医患沟通、术前规划、术中定位或者辅助教学。

应用场景：手术导航及术前诊断
基层医院手术医生在手术室佩戴MR眼镜，第一视角MR眼镜将手术现场情况和3D全息影像实时远程同步给上级指导专家，专家可以实时进行标注和手术方案指导。


2.2 对海量数据的影像后处理
疫情初期，黑龙江联通将5G大带宽特性应用于哈医大一院救治中心、中医大二院哈南分院、绥芬河人民医院、饶河县人民医院等机构，采集医院核磁CT影像薄层序列，5G网络相比于传统网络提升了近50%的数据传输效率，100帧的CT影像，用时2分10秒上传完成；肺窗薄层序列122帧，25秒上传完成......5G技术的应用极大的缩短了数据采集时间，提升了医生诊断效率，为抗击疫情赢得了宝贵的时间。
平台部署的影像后处理功能基于采集的海量影像图层序列进行三维重建，并应用图像分割、图像配准、图像融合、三维重建等技术进行三维重建、心脏分析、血管分析、减影去骨、肿瘤分析、消化道分析、齿科分析、肺部智能分析、肝脏分析、神经认知等高级后处理功能，满足临床定量分析需求，为临床应用提供精准诊断依据。

（心室运动分析）

（血管狭窄分析）

（导管三维）

（介入影像类CT）

（波谱分析）

（组织提取）

（CT血管分析)

(心脏分析)

(CTA去骨)

（核医学影像融合）
2.3 5G远程会诊
对于偏远地区医院医技水平落后，患者出县就医不便等痛点，黑龙江联通以最优性价比为各医疗机构提供5G网络环境承载的远程会诊系统，联合省医院、哈医大二院、哈医大一院等对基层医院开展近90余次的远程会诊活动。
构建以5G网络为基础，以患者为中心的检查结果互通互认平台，开展跨医疗单位协同合作机制，打造区域影像医联体。

（平台架构）

2.4 5G+AI辅助诊断协助医生阅片

疫情期间，黑龙江联通创新性的采用5G+AI辅助诊断的解决方案，在不改变医院原有PACS前提下，通过前置5G智能网关，通过云端虚拟前置机及GPU计算资源，实现了医学影像人工智能辅助诊断服务；依托联通云强大算力，AI诊断速度快；院方无需负责系统的日常管理、维护，技能要求低；将5G专网AI技术等前沿技术深度融合，充分发挥5G专网的优势，创造了AI影像云小时级完成部署的行业新记录，在全省乃至全国创下了先例。
结合AI智能算法与专家诊断技巧，基于独创的胸部平片异常病变医学影像检测核心算法，融入了数万份精选病例的深度学习和专家的经验与指导，能够自动检出胸部20余类常见异常病变影像征象。
可以针对各类原因导致的肺炎CT影像进行快速检测，也可帮助新冠肺炎的早期影像进行大规模病例筛查，检出率高，有助于及时发现潜在病人。医生可以在2分钟之内进行病灶的甄别，并通过标准化报告模板，可自动对异常征象进行描述，辅助影像科医生书写报告内容；大大提高了工作效率，有效缓解了医院医务工作人员的工作强度与难度。

创意特色及技术性能
3.项目创新点
黑龙江联通经过多次联合省内学科带头单位哈医大一院、哈医大二院、省医院对基层医院开展5G诊疗活动，深入研判行业需求动向，更新迭代平台服务内容，在数据传输、应用融合等方向做出创新：
3.1数据传输方式的创新：
5G医疗虚拟专网带宽速率时延能满足现有医疗行业的应用场景需求，但是医疗行业需要的是一张5G医疗专网，对5G要求远远不仅限于带宽，速率和时延，实际的应用部署中，因此5G虚拟专网具备的先进性满足以下业务场景需求：
3.1.1专属业务通道：
基于医院2B业务安全、稳定、低时延等业务特性要求，提供的网络必须能做到2B业务和2C业务隔离，保证2B业务SLA诉求。
黑龙江联通计划采用5G 端到端网络切片技术将网络资源灵活分配，网络能力按需组合，基于一个 5G 网络虚拟出多个具备不同特性的逻辑子网，供给远程会诊、影像处理、MR手术指导等各个应用，并通过端到端切片管理系统进行统一管理，将医疗数据与公众数据安全隔离，并保障低时延体验。
3.1.2 定制化服务：
现阶段医院内部的业务存在大量的上行大带宽业务，如远程超声，远程B超，以及大量IoT设备上传病患者生命体征数据信息，基于现有网络无法满足现有的上行大带宽，因此5G虚拟专网定制化的灵活帧结构，差异化无线服务满足垂直行业的需求；
3.1.3 网络智慧化运营：
满足现有医院内的设备可管理，业务可控制，业务可视化，故障易排查等能力；
3.2平台整合技术服务创新：
将5G、人工智能3D建模、MR技术，合可穿戴、轻量MR设备，将其作为术中信息采集及导航反馈的智能终端，利用5G技术高通量、低延时的传输优势，将术中真实信息上传至影像云平台，通过“云运算中心”进行精准建模与匹配，再由5G技术将导航信息实时反馈至术者佩戴的MR终端设备，指导手术。

3.3 医院自主选择性创新：
医院可以根据自身发展需求，将业务焦点化，在平台上自定义增减不同功能的模块，同时可以做到各模块数据实时互连，即开即用，有效打通医院各科室之间的数据屏障，实现医院一体化管理。
3.4 大数据科研能力创新：
平台沉淀影像、检查检验等医学数据构建科研数据中心，融合与处理多源异构数据，凭借先进的计算能力和IT基础架构，充分利用临床大数据，将大数据分析、机器学习和数据挖掘等技术用于临床研究中，为临床研究者最大化提供临床数据资源。为各专科、各病种科研课题的开展，为高水平论文的发表，相关著作的发表、发明专利的申请奠定坚实的数据基础。
与5G结合性及强相关性及产业联动效应（必填，对5G技术发展的预期影响；应用作品/项目的完整性；产品规模化生产后对产业链的影响）
4.1 5G赋能医疗智能平台建设：
5G以其独有不可替代性赋能智能医疗服务平台建设
（1）大带宽：独享的网络带宽，确保用户随时随地达到目标速率，能够保障服务正常提供；
（2）低延时：边缘计算，靠近客户端的部署方式，保障用户的数据流快速响应和传输，提供超低时延的网络服务。
（3）数据安全：数据传输基于黑龙江联通自研的5G智能网关技术，将医院的数据中心与联通云之间构建虚拟专网，期间无互联网介入，确保数据点到点的安全传输。
（4）融合：5G智慧医疗专网能够与AI、和大数据等核心能力，提供了一种综合的智慧医疗服务平台。医院可以在其上灵活采用各种应用，提高医院工作效率，实现医院业务智能化、高效化，同时为患者提供各种优质的就医体验。
4.2 项目实施意义：
5G智能医疗服务平台的应用与落地，将进一步落实推动《“十四五”国民健康规划政》、《健康中国2030》等政策的落地，缓解百姓看病难、医疗资源分配不均衡等难题：
1.患者在基层医院看病时,可利用5G低延时、高速率的特性,实现异地远程同声同频,享受三甲医院医生的医疗指导,使患者实现远程智慧医疗,减少中途转诊耽搁的时间,保证及时接受治疗,减轻患者就医负担;
2.促进医疗资源下沉,提高基层医院的诊疗水平。利用5G技术,区域中心医院可同时同步面向多个县级医联体单位进行手术示教,从而提高专家资源下沉的效率,帮扶县级医疗机构提高技术水平。如,利用5G+远程医疗实现手术教学、手术指导等
3. 降低基层医院智慧医院建设门槛，医院按需选择平台提供的医疗服务，按量或按年收取费用，使医院在享受先进医疗技术的同时，节约建设资金用于改善患者就医环境，提升患者黏性，为医院降本增效。
4. 5G时代带来的“万物互联”将从根本上改变医疗资源的分配模式，推动院内、院间合作，尤其是医联体内部协作及上下级医疗资源合作。
黑龙江联通本着“创新机制、资源共享、便民惠民、互利共赢”原则，以5G 确定性网络技术为锚点，从联接服务，到数字化平台，再到行业应用，共同打造面向5G应用的智慧医疗服务体系。

5G与AI、大数据、先进计算、区块链等技术的融合度
5.1 5G与行业技术融合发展驱动医疗产业升级
5G如同“信息高速公路”一样，它为庞大数据量和信息量的传递提供了可能性，同时，它也带来了更为高效的传输速度，更加适配AI 、区块链、大数据、物联网等新兴技术产业在医疗领域的应用；
通过5G技术与医疗大数据，人工智能等方面的深度融合，引领和推动医疗卫生模式深刻变革，进一步驱动医疗产业升级服务升级。
融合一：5G赋能医疗AI辅助诊断
人工智能，不仅仅是云端大脑，也是能够完成学习和演化的神经网络，人工智能将赋予机器人类的智慧，5G 将使万物互联变成可能。二者相结合，会为整个智慧医疗领域的改进和行业的发展带来前所未有的提升。
AI平台基于神经网络和大数据模型训练的高效核心算法，5G智能医疗服务平台灵活快速，资源弹性分配的部署模式，形成了5G+AI+医疗云的创新服务模式组合，为各接入机构提供5G+AI服务，后续随着平台功能的迭代与服务范围的扩大，将形成医学AI“服务超市”，平台将入驻甲状腺、乳腺、眼底、肺小结节等影像诊断系统，并为有需求的医院提供云PACS、云胶片、云存储等服务，最终打造辐射地区的分级医疗智能服务中心。
融合二：5G+区块链促进数据协作互联
区块链+5G能够促进医疗数据高效互联、高效协作，5G网络为区块链应用提供必要的数据通信基础，构建“去中心化”模式的协作关系，适用于业务多主体，业务主体之间缺乏互信，无可信第三方实体背书的应用场景；“去中心化”模式的协作关系是传统中心化协作关系的重要和有益的补充。
通过5G提供的高速通讯技术及区块链的数据同步技术，可以更加高效准确地进行信任机制认证。

“医+药+险+管”全链路在线化：
“互联网+医”：加快实体医疗机构的互 联网医院建设进度，支持更多服务主体满 足当地患者需求；
“互联网+药”：加快工业企业、零售企 业全渠道布局进度，满足患者用药需求；
“互联网+险”：加快各地医保信息化建 设；加快在全国范围内推广应用医保电子 凭证，并探索慢病患者“异地远程就医， 当地医保结算”模式；
“互联网+管”：全面监管在线诊疗、药 品销售、医保支付、个人数据安全等。
区块链数据不可篡改、不可伪造和可追溯的特性有利于提升医保数据的安全可靠可追溯，有利于行业监管，有利于提升医疗数据分享的意愿与效率，降本增效，并有利于医保数据的再利用和价值传送。
融合三：5G+医疗大数据提升数据价值
5G的广连接、大带宽的特性赋予医疗大数据采集、整理、分析优质高效能力，打造医疗健康大数据在疾病防控、疾病监测、应急指挥、慢病管理等公共卫生领域的应用场景。
在大数据能力方面，对多单位多源数据进行汇聚，包括全民健康信息平台、医疗机构、运营商、卫健疾控等卫生行政单位、公安海关等相关政府部门的公共卫生相关数据，结合数据治理、数据挖掘来打造全面、丰富的数据维度。
在多维度的数据底座的基础上，我们利用大数据分析技术，提炼贴合业务场景与实际需求的主题数据资源，包括像全员人口信息、电子健康档案、人口流动数据、手机信令数据等构成的信息资源库，也包括像传染病信息、慢病信息等构成的疾病主题库。
基于主题数据资源，结合大数据分析及人工智能技术，构建算法模型库。在此过程中对各个算法模型持续训练优化，以发挥在疾病的风险分析、趋势预测等场景下的重要作用。
通过多源数据的汇聚及大数据分析、AI建模能力的打造，大数据平台的三大应用场景持续赋能。
融合四：5G+物联网实现海量数据采集
5G物联网技术应用于床头监护设备、移动查房、移动护理等终端应用，能够方便医生护士开展临床工作，有效促进临床医疗质量提升。
1.体征采集的物联网新方式:体征自动采集与记录 ,基于物联网体征采集硬件实现体征数据自动录入。
2. 丰富的硬件扩展支撑:支持血氧、脉搏、血压、体温、血糖等智能设备接入。
3.丰富的应用扩展支持：以床头屏平台为物联网AP进行应用扩展。

项目的价值以及市场需求、分析市场容量
6.1 项目落地应用基本情况
5G智能医疗服务平台在疫情初期服务于哈医大一院重症医院；并为饶河中医院、绥芬河人民医院等偏远地区医院提供5G+AI影像辅助诊断技术支持。


（联通5G+AI影像辅助诊断平台系统截图）

(联通5G远程会诊平台系统截图)

(影像后处理——影像三维重建）
6.2 落地应用规模
黑龙江联通在政策要求与市场需求的双重导向下，整合行业资源继续扩大服务类别和范围，促进5G智能医疗服务平台在“产、学、研、用”各环节的应用，平台在5G+MR、5G远程会诊、影像后处理、AI辅助诊断服务基础上又扩展了眼底AI辅助诊断、远程术中病理诊断、5G远程靶向勾画、5G中医辅诊等功能。

（与哈医大一院成立5G人工智能实验室）
黑龙江联通与黑龙江省卫生健康委员会共同签署“5G+AI”助力健康龙江战略合作协议。双方将充分发挥5G、人工智能、大数据、云计算、物联网、基础网络等产业优势和全国成熟案例的保障优势，助力“健康龙江”行动，为黑龙江省人民提供全方位全周期健康服务，提升人民群众健康获得感。

 
陆续与各地市卫健委，及省、市、县72家医院签署了《共建5G医院的互联网+智慧医疗服务体系战略合作协议》。
平台具备的5G+MR、5G远程会诊平台、5G眼科AI辅助诊断等功能逐步落地，联通公司与哈医大一院、哈医大二院等省内知名三甲医院展开合作，联合基层医院开展远程手术指导、远程会诊、远程教学等学术活动。

（对吉林省医院进行5G+MR远程手术示范教学）

（在哈医大一院内进行5G远程手术教学）

（哈医大一院眼科医院专家结合眼科AI系统对同江市人民医院眼科患者进行5G远程会诊。）

（哈医大一院专家通过联通5G远程会诊平台在第九届中俄眼科国际学术论坛现场对阿成区人民医院眼科患者进行远程会诊。）
6.3 落地应用效果
5G智能医疗服务平台在疫情阶段助力基层医院抗击疫情、参与哈医大一院、哈医大二院、中医药大学附属第二医院等各大三甲级医院学术活动，对联通5G+行业应用能力起到了广泛的宣传效应与良好的示范效果，陆续与全省72家医院及各级卫健委部分签署了5G+AI战略合作协议，其中基层医院合同转签率尤为显著，突出了本平台提升基层医疗水平的能力特点与用户群画像。
本项目1.0阶段方案在国家工信部组织的第三届绽放杯获得全国优秀奖；物联网十大优秀案例将；项目2.0阶段获得国家工信部组织的第四届绽放杯标杆赛银奖。

6.4 项目实现社会效益
黑龙江法制新闻频道报道了黑龙江省联通公司与省医院联合开展的基于5G+MR技术的远程手术指导活动，这是黑龙江省首次将5G技术与医疗行业相结合，起到了良好的宣传示范效应。
黑龙江省”NO1”-哈医大二院心血管病医院院长于波教授，运用5G网络同时对远在400公里外的三家医院（伊春市林业中心医院、牡丹江市第二人民医院和双鸭山人民医院），进行了远程精准介入支架植入手术指导，一对多的辐射式手术指导方式也能将优质医疗资源发挥最大效能，市民 “足不出市县”享受专家医疗服务。新浪新闻、腾讯新闻、哈尔滨新闻网等媒体均做出相关报道。
2021年4月，以省人大常委会副主任谷振春为组长，副秘书长马志勇为副组长，部分省人大教科文卫委员会组成人员、省人大代表为成员的调研组，来到哈医大一院实地调研“看病不求人”各项工作开展情况。省卫健委副主任葛洪、哈尔滨医科大学副校长方传龙、哈医大一院院领导及相关职能科室负责人陪同调研。谷振春主任参观了哈医大一院远程会诊中心各项便民惠民举措，亲自体验5G远程会诊系统和互联网门诊。

平台累计提供5G远程手术70余台，其中5G+MR手术23台；5G远程病理109次，高频次的5G+AI辅助诊断活动，为刚刚脱贫的延寿、青冈、甘南三地的贫困户5G义诊，避免因病致贫、因病返贫。
5G智能医疗服务平台凭借服务种类丰富、开通服务便捷、数据传输高速稳定的特性，结合优秀合作伙伴力量，加速各类智慧应用在医疗领域的深度应用，充分发挥科技创新的引领支撑作用，在应用落地、产学研联合等方面持续发力，紧紧围绕科技、产业到市场的创新链条，形成高质量高产值的智慧医疗服务产业链。

商业模式
7.1 5G智能医疗服务平台市场需求分析
后疫情时代更加凸显了5G智能医疗服务平台的市场需求。
一是根据国家卫健委公布的诊疗方案，除核酸检测外，CT影像临床诊断结果也可作为新冠肺炎病例判断的标准。县市级医院很难具有PCR核酸检测能力，但普遍都装备有CT影像设备，结合AI技术能够辅助医生快速筛查疑似肺炎患者并提高准确率。
二是疫情频发的特殊状况下，本平台的5G远程会诊能力能够保证：
（1）医生在发热门诊通过视频连线直接联系专家进行会诊，不仅节省了时间，更提高了发热门诊的工作效率；
（2） 在医疗物资紧缺期间，专家无需着防护服进入病区查看患者及其相关的检查化验单；
（3） 安全，减少了暴露机会，降低了医务人员感染风险。
（4）平台的小时级敏捷部署开通特性能够快速满足医院业务需求，最大限度节省系统上线时间。
三是按照医疗数据“全数据、全保存”的要求，结合目前各医院影像存储的现状和未来规划，医疗影像数据逐步将由本地化存储向云存储转移，因此基于联通云服务能力的平台具有广阔市场空间。
7.2 5G智能医疗服务平台商务模式
平台为各级医院提供5G、AI、云胶片、云存储等服务，以服务费的方式保证平台的持续良性运营。整体采用BAT收费模式：即（Buy After Try）,先试用，后付费，按年收取服务费，降低基层医院使用门槛
作为项目基础设施的建设方：获得云主机、存储等云资源收入；获得专线、5G等基础业务收入。
作为平台的运营方：获得AI影像辅助诊断服务等费收入、影像大数据、区块链相关服务收入。
作为产品链条的销售方：通过云胶片等产品形成收入。
7.3 5G智能医疗服务平台经济效益分析
经济效益
5G智能医疗服务平台的宣传与落地带动了线路、语音通信、云计算、云存储等基础业务收入，2021上半年各业务类型新增合同数90份，累计合同额1721万。
标杆项目：
桦南县人民医院5G智慧医院项目
项目规模：139.7万元
项目示范效应：
1.省内首家具备5G远程医疗服务的县域医院，具备5G远程手术指导、5G远程病理、5G+AI等多个医疗场景，带动县内整体医疗水平发展，提高医院知名度。
2.培养人才利用5G远程示教、远程手术指导等技术手段，方便本地化医生提升医疗技能，方便本地教学。
3.方便患者本地化就医，足不出县享受高标准的诊疗服务