醫院部署的帶寬密集型醫療設備和移動設備越多,所需的IT基礎設施的容量就越緊缺。
但必須為此投入更多的成本。許多通信廠商將5G技術的實時高帶寬和低延遲訪問視為擴展醫療應用程序功能以及醫療設備、機器人和移動設備功能所需的強大新技術功能。
有人說5G將具有變革性,也有人對5G本身對人類健康可能是一種風險表示擔憂,這種風險比技術進步更讓人關注。以下是人們應該了解的信息。
5G是第5代蜂窩技術,可以顯著提高無線網絡的速度、覆蓋范圍和響應能力。 Verizon公司提供5G網絡服務速度超過每秒1千兆,這比典型的蜂窩連接快100倍。同樣重要的是:5G的“延遲”(將數據請求發送到網絡和接收數據之間的響應時間)從當前4G的20毫秒減少到1毫秒。
這似乎并不引人注目,但這種響應速度對于許多新醫療技術的成功至關重要。此外,5G網絡將連接到比當前的蜂窩網絡能夠處理的設備數量更多的設備,從而將物聯網(IOT)從寵物項圈擴展到洗碗機,并應用在實時遠程手術。
但5G技術也有一些缺點。
讓消費者參與他們的醫療保健的需求正在成為一種基于價值的不可協商的護理模式。因此,為消費者提供幫助他們跟蹤步驟、接收短信或在線安排約會的技術已經變得司空見慣。這一切都很好,但只是完整解決方案的一部分。
•首先,對5G的無線電頻率更高導致所謂健康風險進行澄清。從第1代通信技術開始,通信運營商已經與其反對者進行了至少20年的爭論,美國食品藥品監督管理局(FDA)的調查報告說,沒有必要為此擔憂。
•真正的缺點是5G的覆蓋范圍不大,特別是存在樹木或建筑物等障礙物時。因此,電信運營商將在獲得5G信號的區域中部署更多小型蜂窩網絡或天線,其尺寸類似一個背包,需要部署在距離彼此幾百英尺的地方,它們通常安裝在現有的電線桿或路燈上。電信行業已經使用小型蜂窩網絡來擴展3G、4G和LTE,預計到2021年將安裝200萬個以上。
•加利福尼亞州奧克蘭等城市地區的一些居民已經抵制這些通信設施的安裝,其中許多設施靠近住戶,他們表達了對小型天線可能發出有害電磁波的擔憂。但是1996年的美國聯邦電信法案禁止地方政府阻止其安裝,只要輻射量低于美國聯邦通信委員會認為安全的水平。美國聯邦通信委員會2018年發布的一項命令限制了各州進一步監管5G的能力。
•5G的推廣成本和相關的基礎設施改進以及增加的維護成本也是一個大問題,特別是因為期望客戶至少承擔部分成本。麥肯錫公司的調查報告表示,“移動通信運營商正在尋求制定應對網絡成本增長的戰略。標準措施將涉及節省成本,但他們還需要探索更多的替代方法,例如網絡共享(聯合建立新的5G網絡)和新的收入模式。”
•然而,最大的問題可能是農村地區的接入,例如,通信運營商如何將5G技術部署到亞利桑那州北部或新墨西哥州南部?美國聯邦通信委員會計劃在未來五年內用數百萬個小型蜂窩設施覆蓋90%的人口,但只覆蓋了美國本土面積的36%,并且主要覆蓋城市地區。至少有25個城市被指定為早期接收者,但分析師預計2020年之前不會有廣泛的覆蓋。
到目前為止,5G的千兆速度和巨大的容量將主要體現在城市中。農村地區將采用一種稱為“低頻段”5G或“sub-6””5G的形式,其容量較小但仍具有較低的延遲,并且能夠與大型工業傳感器網絡一起工作。低頻段5G可以使用現有的通信塔臺和覆蓋區域,但可能甚至不會達到目前家庭用戶使用4G的速度。美國許多農村地區的蜂窩網絡覆蓋率很低。總體而言,使用依賴小型天線的5G基礎設施技術為美國農村用戶大量帶寬基本上是很難實現的。人們希望能夠通過技術進步縮小可用性差距。例如,具有創造性的分布式網絡可能使一個或多個5G接入點能夠通過分布在幾公里范圍內的基站為更廣闊的區域服務,并且至少在一定程度上平衡醫院和其他關鍵服務的覆蓋范圍和速度。
5G應用在醫療保健行業應用中具有很多積極因素。
•在現有架構中添加高速5G網絡將有助于快速可靠地傳輸醫療影像(如核磁共振成像MRI和正電子發射斷層成像掃描)的大量數據文件。奧斯汀癌癥中心的正電子發射斷層成像(PET)掃描儀可生成大量文件,每位患者每次掃描結果可能產生1千兆字節的信息。對于低帶寬網絡來說,傳輸這些數據可能需要很長時間甚至可能中斷,這意味著患者等待更長時間進行治療。
•5G最終將把遠程醫療帶到醫療保健物聯網的前沿,因為它將支持實時高質量的移動視頻。通信運營商宣稱,患者可以得到更快的治療,并且得到遠程專家的診治,醫生將能夠更有效地進行協作。Market Research Future公司的一項研究報告稱,預計遠程醫療市場將從2017年到2023年以16.5%的復合年增長率增長,但城市和農村地區都需要采用5G技術。更高的網絡速度意味著患者對“隨時隨地”藥物的需求將繼續增長。如上所述,目前農村5G的實用性很低,但只是暫時的。
•重新審視物聯網領域,醫療保健提供商將能夠實時監控患者并收集基本數據,從而改善個性化和預防性護理。據Anthem公司表示,在調查中,86%的醫生表示可穿戴設備已經增加了患者對自身健康的參與度,預計未來五年醫院成本將降低16%。42%的跨行業決策者預計5G可以使設備消耗更少的電力,這是遠程監控情況的關鍵。
•人工智能(AI)在改善診斷、確定特定患者的最佳治療計劃以及預測術后并發癥方面具有巨大潛力,以便在必要時進行早期干預。實時快速學習所需的大量數據需要超可靠、高帶寬的網絡,而5G可以實現這些目標。
•增強現實(AR)、虛擬現實(VR)和空間計算已經在醫療保健領域提供了有限的應用。預計5G將提高醫生提供創新性的微創治療能力。AT&T公司在調查報告中表示,已經與VITAS Healthcare合作研究最終啟用5G的AR和VR對患者參與的影響。目標是通過5G啟用的AR和VR提供分散注意力的內容,并減少臨終患者的痛苦和焦慮。
•遠程機器人手術:機器人手術已經成為現實,但外科醫生仍然需要監督機器人實施。通信設備供應商愛立信公司表示,近一半的消費者認為遠程機器人手術對他們來說是可以接受的,然而61%的人認為,這種手術對當前的互聯網速度是有風險的。5G網絡可以顯著降低響應延遲,這是將外科醫生連接到進行遠程手術的遠程機器人的關鍵。
拉什大學醫學中心高級副總裁兼首席信息官Shafiq Rab醫學博士說:“我們堅信5G是一項改變游戲規則的技術,一旦全面實施,將有助于我們支持更好的醫院運營,并提供最高質量的患者體驗。高速、低延遲5G技術將有助于隨時隨地提供護理服務。這項技術將提高獲得護理的機會,即使是遠距離護理,也有助于降低成本和提高效率。想像一下,在不太遙遠的未來,醫生可以在幾秒鐘內下載整個核磁共振掃描圖片,并對病人進行虛擬訪問。”
盡管如此,安全分析師已經認識到,5G基礎上的數據存儲和交換(包括更大的物聯網設備使用)的進步將帶來數據安全風險的內在增加。醫療身份盜竊、侵犯健康隱私以及醫療數據管理將變得更具挑戰性,因為設備數量的大幅增加以及虛擬化和云計算技術的更多使用將意味著一個更廣泛、更多樣化的網絡攻擊面。為了實現醫療保健行業提供商將尋求的5G的好處,其領導者和安全人員將不得不在他們的安全計劃中投入更多的精力、技術和投資。