Как 5g поможет медицине
Чем больше в наших больницах мобильных устройств и подключенных к Сети медицинских приборов с большой пропускной способностью, тем с большим трудом работает ИТ-инфраструктура в области здравоохранения. Сегодня многие видят в качестве решения этой проблемы технологии 5G, обеспечивающие высокую пропускную способность в режиме реального времени и низкие задержки доступа, которые необходимы для расширения возможностей медицинских приложений и функционирования медицинских устройств, робототехники и мобильных систем. Некоторые говорят, что 5G надолго избавит нас от проблем, другие - эта технология не будет достаточно удобной для достижения высоких целей, обещанных операторскими компаниями. Есть и опасения, что 5G сама по себе может представлять риск для здоровья, который имеет большее значение, чем технологические достижения.
Так что же это такое - 5 G?
В этом кратком обзоре мы хотим показать как достоинства, так и недостатки этой технологии для здравоохранения.
5G - следующее (пятое) поколение технологии мобильной связи, которое значительно увеличит скорость, зону покрытия и скорость отклика беспроводных сетей. Сеть сможет обеспечить скорость, превышающую 1 гигабит в секунду, что намного быстрее, чем обычное сотовое соединение. Не менее важно и то, что низкая задержка в сети 5G (время отклика между отправкой запроса на данные в сеть и получением данных) обеспечит сокращение времени ожидания с нынешних 20 миллисекунд в сети 4G до всего лишь одной миллисекунды. Это может показаться не драматичным, но такая скорость отклика будет иметь решающее значение для успеха многих новых технологий в области здравоохранения. И еще одно преимущество - сети 5G могут обеспечить подключение к гораздо большему количеству устройств, чем могут выдержать современные сотовые сети, расширяя таким образом Интернет вещей (Internet of Things, IoT).
Сложности 5G, затрудняющие внедрение этой технологии в здравоохранении
Если говорить о предполагаемых рисках для здоровья, связанных с более высокими радиочастотами, то мобильные операторы боролись с сотовыми скептиками как минимум 20 лет, начиная с 1-го поколения мобильной связи, но контролирующие сферу здравоохранения органы продолжают сообщать о том, что для беспокойства нет оснований. Доктор Джеффри Шурен (Jeffrey Shuren), директор Центра устройств и радиологического здоровья Управления по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA), сказал:
Совокупность имеющихся научных данных по-прежнему не подтверждает неблагоприятных последствий для здоровья человека, вызванных облучением в пределах или ниже существующих пределов облучения с использованием радиочастотной энергии.
Всемирная организация здравоохранения , американский Национальный институт здоровья, Национальное онкологическое общество США и многие другие подобные организации согласны с этим.
Предполагаемые достоинства 5 G , которые могут принести пользу для здравоохранения
- Добавление высокоскоростной 5G - сети к существующей технологической архитектуре поможет быстро и надежно передавать огромные файлы данных медицинских изображений, получаемые, например, при МРТ- и ПЭТ-сканировании. ПЭТ-сканер обычно генерирует огромные файлы - до 1 гигабайта информации на пациента за исследование. При низкой пропускной способности сети передача данных может занять много времени или даже прерваться. Это означает, что пациент ждет лечения еще дольше, а провайдеры могут видеть меньше пациентов за то же самое время.
- 5G наконец-то принесет реальную телемедицину в здравоохранение, потому что это обеспечит возможность в реальном времени использовать высококачественное мобильное видео. По данным исследования Market Research Future, ожидается, что рынок телемедицины в ближайшие годы будет расти со среднегодовым темпом роста в 16,5%, но при этом потребуется 5G как в городских, так и в сельских районах. Более высокие скорости сети означают, что спрос пациентов на медицинские услуги "в любое время и в любом месте" будет продолжать расти. Как уже говорилось выше, в настоящее время для сельских районов это пока мало реально, но, вероятно, эта ситуация сохранится не навсегда.
- Быстрый и точный дистанционный мониторинг здоровья. Используя медицинские сенсоры , врачи смогут следить за пациентами и собирать важнейшие данные в режиме реального времени , что позволит улучшить персонализированную и профилактическую помощь . Согласно данным компании Anthem , 86% врачей утверждают , что носимые устройства уже увеличивает вовлеченность пациентов в собственное лечение , а по прогнозам , в ближайшие пять лет они сократят расходы на госпитализацию на 16%. 42 % руководителей организаций в разных отраслях ожидают , что 5G позволит устройствам потреблять меньше энергии , что часто является ключевым фактором в дистанционном мониторинге .
- Искусственный интеллект обладает огромным потенциалом для улучшения диагностики , определения наилучших планов лечения для конкретных пациентов и прогнозирования послеоперационных осложнений для обеспечения возможности раннего вмешательства , когда это необходимо . Большой объем данных , необходимых для быстрого обучения в режиме реального времени , требует сверхнадежных и широкополосных сетей , и 5G может сделать их возможным .
- Дополненная и виртуальная реальность, пространственные вычисления уже начинают применяться в здравоохранении . Ожидается , что 5G повысит возможности врача использовать инновационные , менее инвазивные методы лечения . Например, AT&T сотрудничает с VITAS Healthcare для изучения влияния возможных 5G- совместимых систем дополненной реальности на вовлеченность пациентов в процесс лечения . Цель состоит в том , чтобы уменьшить боль и тревожность для неизлечимо больных пациентов в хосписах путем предоставления успокаивающего , отвлекающего контента с помощью таких технологий .
- Дистанционная роботизированная хирургия. Роботизированная хирургия уже стала реальностью, но хирург все еще стоит рядом с роботом. Сейчас почти половина потребителей считают, что дистанционная роботизированная хирургия им подойдет, однако 61% полагает, что такие процедуры рискованны при нынешних скоростях интернета, по данным компании Ericsson. Сети 5G обеспечат задержку реакции в 1 миллисекунду, что является ключом к подключению хирургов к удаленному роботу, проводящему операцию.
- Высокоскоростная технология 5G поможет обеспечить возможность оказания медицинской помощи практически в любом месте и в любое время. Технология позволит расширить доступ к медицинской помощи, даже с больших расстояний, и в то же время поможет снизить затраты и повысить эффективность. Представьте себе, что когда-нибудь в недалеком будущем, например, врач проведет виртуальный визит к пациенту, загрузив при этом МРТ-скан за считанные секунды.
Да , возможности 5G помогут обеспечить передачу больших файлов пациентов , удаленные операции , телемедицину , удаленный мониторинг пациентов с помощью устройств IoT и , несомненно , другие возможности . Тем не менее , аналитики в области безопасности уже осознают неизбежный рост риска для безопасности данных , который создадут 5G- технологии в области хранения и обмена данными , включая более широкое использование IoT- устройств . Кража медицинской информации , вторжение в частную жизнь и нарушения работы информационных систем будут становиться все более частыми , так как значительно увеличится количество устройств , а также более широко будут использоваться виртуализация и " облака ". Все это будет означать более широкую и разнообразную " поверхность" кибератак . Чтобы воспользоваться преимуществами 5G, к которым будут стремиться медицинские организации , их руководители и сотрудники служб безопасности должны будут уделить больше внимания информационной защите , повысить техническую сложность и вложить больше средств в свои программы обеспечения безопасности , чем когда - либо прежде .
В обзоре использованы материалы AT&T, Verizon , HIT Consultant , Phoenix, Infopulse, DOGTOWN Media, IoTforAll .
Мекка медицинского туризма — Южная Корея — запустила в тестовом режиме продукты 5G для здравоохранения. Скоростную связь пятого поколения и работающие на ней устройства используют в больничном комплексе Samsung в Сеуле.
Корейский телекоммуникационный гигант KT и медицинский центр Samsung объявили в январе 2020 года о начале официального тестирования IT-решений на базе 5G в здравоохранении. Компании представили общественности несколько приложений и устройств, использующих сеть нового поколения для работы в операционных в режиме реал-тайм, а также для быстрой пересылки изображений с результатами анализов.
«Сеть 5G делает возможными определенные процедуры при меньших затратах», — пояснил глава департамента патологии Samsung доктор Чанг.
Он сравнил скоростную связь пятого поколения с затратами на создание инфраструктуры проводного интернета.
«Например, с помощью 5G врач может легко и быстро переслать изображения, полученные из биопсий — со средней скоростью 1 гигабайт в секунду. Это позволяет коллегам в разных корпусах больничного комплекса быстро просматривать результаты анализов и ставить диагноз в кратчайшие сроки. Раньше процесс занимал больше времени, поскольку врачам приходилось перемещаться между зданиями, чтобы получить результаты обследования», — пояснил доктор.
Потенциал применения сети 5G раскрывается в возможностях удаленного наблюдения за хирургической операцией. На презентации решений 5G для госпиталя Samsung было показано, как врачи следят за операцией через экран, на который с носимого хирургом устройства поступает изображение в реальном времени. При этом был слышен разговор между профессорами, в то время как один из них проводил операцию на пациенте.
KT и медицинский центр Samsung намерены продолжать совместную разработку других медицинских решений, поскольку оценивают потенциал 5G в здравоохранении как высокий. Коммерциализацию их умных решений для больниц в ближайшее время планируется провести и в других филиалах медицинского центра Samsung.
Китай
С разницей в несколько дней Китай выпустил информацию о запуске частной медицинской сети 5G в университетской больнице West China Second University Hospital в провинции Сычуань. В духе китайских СМИ проект был назван первой в мире «умной больницей», которая будет тестировать «истинный потенциал применения 5G в здравоохранении».
В больнице West China Second University Hospital уже имеется умный мозг 5G: полный круглосуточный надзор выявляет и отслеживает местоположение и действия сотрудников и клиентов, оптимизирует время ожидания и оказания помощи пациентам. Также сеть может помочь радикально ускорить передачу данных из машин скорой помощи в больницы, что приведет к точному и оперативному оказанию медицинской помощи.
США
В 2019 году чикагский медицинский центр Rush University стал первым госпиталем в США, внедрившим 5G с помощью телекоммуникационной компании AT&T. Госпиталь видит в скоростном соединении ресурс к улучшению результатов лечения пациентов, повышению качества обслуживания и эффективности работы персонала.
«Rush имеет долгую историю инноваций в сфере здравоохранения. Мы твердо верим, что 5G — это технология, которая изменит многое», — говорит ИТ-директор системы Rush мистер Раб.
«Связь пятого поколения расширит доступ к медицинской помощи даже на больших расстояниях, а также поможет снизить затраты и повысить эффективность работы врача. Представьте себе, в не столь отдаленном будущем врач сможет провести виртуальное лечение пациента или получить результаты МРТ в считанные секунды», — говорит эксперт, отметив, это далеко не все новые идеи для здравоохранения.
Тема развития индустрии здравоохранения США в эпоху 5G продолжилась в рамках саммита по цифровому здравоохранению в ходе недавней выставки потребительской электроники CES 2020 в Лас-Вегасе. Приведя в пример госпиталь Rush, генеральный менеджер подразделения Healthcare Solutions в AT&T Business Род Круз объяснил, как технология 5G может повлиять на отрасль здравоохранения. Эксперт обратил внимание на то, что здравоохранение является малоприбыльным бизнесом и не так открыто к инновациям, как другие отрасли.
«Медицина отстает от других областей на несколько лет. Однако использование 5G и дополненной реальности будет стимулировать изменения в секторе здравоохранения и ускорит инновации», — считает он.
Скоростная передача данных, по его мнению, имеет высокий ресурс в дистанционной роботизированной хирургии, когнитивно-поведенческой терапии и управлении медицинскими записями. Прорыв также ждет сферу медицинского образования.
«Наибольшее влияние 5G окажет на образование и профессиональное обучение врачей. В то время как на лекциях студенты-медики могут получать информацию только на 10%, новые технологии могут расширить их опыт и помочь получить больше знаний. Например, врач с исключительными навыками может обучать других удаленно благодаря скорости телекоммуникаций», — прогнозирует американский эксперт.
В это время в России
Отраслевые медицинские порталы написали в декабре об успешно проведенной первой лапароскопии по технологии 5G в России. В технопарке «Сколково» в зоне 5G pilot zone новаторы Beeline и Huawei совместно с врачами GMS Hospital объединились для проведения хирургической операции.
В результате у пациента была успешно удалена раковая опухоль. Лапароскоп и камера 4K была подключена к сети 5G. Также в процессе использовалась консоль для анестезиологии, дополнительные камеры и мультимедийная белая доска.
Кластер в «Сколково» — одна из нескольких пилотных зон 5G в столичном регионе, комментирует глава департамента информационных технологий Москвы Эдуард Лысенко. Сети нового поколения позволяют проводить удаленные хирургические процедуры, то есть убирают необходимость перевозить пациента или специалиста из клиники в клинику. Кроме того, связь 5G обеспечивает более мобильные и удобные операционные залы благодаря беспроводному подключению медицинского оборудования. Наконец, благодаря скорости 5G дистанционные консультации значительно сэкономят время врача и пациента — в настоящее время медицинские специалисты зачастую проводят более 70% своего времени в поездках из одного места в другое для решения сложных случаев.
«Благодаря скоростной связи пятого поколения медицина достигнет новых высот, качество жизни людей улучшится. Правительство намерено поддерживать исследовательскую деятельность и партнерские отношения, касающиеся 5G», — добавил чиновник.
Он также говорит о том, что Москва работает над упрощением процедур получения операторами разрешений на развитие сетевой инфраструктуры 5-го поколения.
В то же время МТС и Huawei продемонстрировали первый двусторонний междугородный голографический телемост между Москвой и Кронштадтом с использованием 5G в ходе конференции Russian Internet Week 2019. Две группы участников — одна в московском Центре международной торговли, а другая на сцене драматического театра Балтийского флота в Кронштадте — смотрели голографические трехмерные изображения друг друга и в прямом эфире обсуждали будущие перспективы цифровых технологий.
В России 5G-технологии и голограммы уже приняла на вооружение молодежь. Мобильный оператор МТС вместе с популярными блогерами в социальной сети TikTok запустил голограмму №5. Блогеры снимают серию видео с собственными голограммами и приглашают подписчиков создавать с ними видеодуэты на тему «Как современные технологии изменят мир вокруг нас».
Автор: Екатерина Воробьева
Подписывайтесь на канал «Инвест-Форсайта» в «Яндекс.Дзене»
Сети пятого поколения (5G) имеют большой потенциал применения в разных отраслях. Одно из перспективных направлений — сфера медицины. В будущем пациентам из удалённых регионов с большой долей вероятности больше не придётся ехать в больницу в крупные региональные центры – консультации или операции можно будет проводить дистанционно.
Первые операции по 5G в России
Наша страна не отстает в тестировании применения новых технологий в медицине. В ноябре 2019 года в России впервые были проведены первые хирургические операции и удаленный медицинский консилиум с использованием сети 5G Билайн.
Извлечение чипа из руки Джорджа
В режиме реального времени было проведено две операции:
- Первая операция – извлечение NFC-чипа, вживленного в руку Джорджа Хелда, исполнительного вице-президента по развитию цифрового и нового бизнеса Билайн. С самим чипом, как и с рукой Джорджа, все в порядке, просто чип успел к тому времени морально устареть (его устанавливали в 2015-м году).
- Вторая операция (удаление раковой опухоли у одного из пациентов клиники) проводилась с использованием подключенного к 5G-сети лапароскопа с 4К-камерой, анестезиологического пульта, нескольких камер и мультимедийной «белой доски» Huawei 5G для обмена экспертными мнениями всеми сторонами консилиума и выработки рекомендаций в режиме реального времени.
Как всё работало
Организация такого рода трансляций требует высокой надежности каналов связи и участия большого количества людей. Чтобы сопровождение операции было полноценным, видеокартинка в высоком качестве транслировалась в двустороннем порядке из нескольких точек одновременно: «Сколково», из операционного зала клиники GMS в Москве, экспертно-консультативного центра РОЭХ на базе больницы Центросоюза РФ в Москве и Рязанского государственного медицинского университета.
Для удаленного консилиума на территории инновационного центра «Сколково» была развернута тестовая зона сети 5G Билайн на оборудовании Huawei.
Цифровая антенна Huawei HAAU5213 28000A 4T4R 65 dBm
Медицинское оборудование подключалось к сети 5G с помощью роутера 5G CPE беспроводным способом. В его список входили: камера общего вида для передачи видео в разрешении 4К, мультимедийная «белая доска» для нанесения отметок на изображение оперируемого органа, монитор с разрешением 4K. Хирургические операции проводил Бадма Николаевич Башанкаев, FACS, FASCRS*, руководитель центра хирургии GMS Hospital, хирург, онколог, колопроктолог.
В операционной в клинике GMS в Москве, расположенной на Каланчевской набережной, был развёрнут фрагмент сети 5G NSA на базе малой соты 5G LampSite 4T4R, 100 МГц, закрепленной под потолком операционной.
Для удалённого консилиума использовалась специальная смарт-доска, которая наряду с видеокамерами и медицинским оборудованием подключалась к роутеру 5G CPE беспроводным способом.
Интерактивная смарт-доска
В удаленном консилиуме также участвовали экспертно-консультативный центр РОЭХ на базе больницы Центросоюза РФ и Рязанский государственный медицинский университет.
Для удаленной консультации была проведена регистрация запроса и выбор свободных профильных хирургов посредством платформы для проведения консилиумов на базе решения TrueConf. В ходе операций удаленный медицинский консилиум проводил консультацию путём обмена медиа- информацией в режиме 4K-видеоконференцсвязи между оперирующим хирургом и специалистами-консультантами посредством удаленных терминалов. С их помощью осуществлялся обмен медиа- и телематическими данными о состоянии пациента, проводилась передача рекомендаций и указаний в режиме реального времени. Удаленную консультацию проводил профессор Сергей Иванович Емельянов, директор больницы Центросоюза, доктор медицинских наук, заслуженный врач РФ, президент Российского общества эндоскопических хирургов.
В Рязанском государственном медицинском университете был организован обучающий семинар для студентов, которые могли наблюдать за ходом операций и консультаций в режиме реального времени. Руководил семинаром доктор медицинских наук, профессор кафедры госпитальной хирургии ФГБОУ ВО РязГМУ Минздрава России Александр Анатольевич Натальский.
Во время первой операции благодаря ее относительной простоте пациенту была сделана местная анестезия, что позволило ему комментировать происходящее в прямом эфире. Как это было
Вторая операция по удалению раковой опухоли была более серьезной и требовала консультации медицинского консилиума. Оперирующего хирурга в режиме реального времени консультировали коллеги, которым передавалось изображение внутренних органов пациента без задержек и в высоком качестве.
Перспективы отечественной телемедицины
В России первая телемедицинская консультация состоялась в 1995 году в Северной столице. Видеоконференции организовали в Военно-медицинской Академии имени Кирова. Но медики уточняют, что первые шаги в развитии телекоммуникационного здравоохранения были сделаны в 1970-х годах.
Россия — большая страна с традиционно труднодоступными жилыми регионами. Квалифицированная помощь в малых и отдаленных субъектах (Забайкалье, Камчатка, Якутия, Дальний Восток, Сибирь и т. д.) не всегда доступна. И в 2017 году в Государственную Думу был внесен законопроект о телемедицине, который был официально подписан 31 июля 2017 г. (вступил в силу с 1 января 2018 г.). Пациент имеет право после очной консультации с врачом задать дополнительные вопросы заочно. Для идентификации планируется использовать систему ЕСИА в рамках портала «Госуслуги». В 2020 году планируется сделать законными электронные рецепты.
О проектах Билайн с применением технологии 5G
Билайн и Huawei совершили первый в России голографический звонок в сети 5G. Общение удаленных собеседников проходило при помощи голограммы — оцифрованное изображение передавалось через очки смешанной реальности. Демонстрационная зона 5G была развернута в выставочном зале Музея Москвы. При демонстрации скорость передачи данных на одно абонентское устройство 5G CPE превысила 2 Гбит/c.
Билайн запустил пилотную зону 5G в Лужниках в Москве с применением инновационного технологического решения. Пиковые скорости передачи данных на одно абонентское устройство составили 2,19 Гбит/c.
Билайн и Спортивный комплекс Лужники впервые провел успешное прикладное испытание пилотной сети 5G Билайн во время футбольного матча Россия-Шотландия.
Билайн провел первую в России прямую трансляцию в социальных сетях через «живую» сеть 5G из пилотной зоны на территории московского спортивного комплекса Лужники. Также в ходе демонстрации была зафиксирована пиковая скорость 3.30 Гбит/с на одно абонентское устройство, а при использовании сервисов задержка составляла 3 мс.
Билайн на FORMULA 1 ГРАН-ПРИ России 2019 в Сочи провел успешную демонстрацию возможностей сети 5G на примере реальных сценариев ее применения, включая умное производство (Smart Industry) и многопользовательскую игру в виртуальной/дополненной реальности (VR/AR), а также протестировал пользовательские сценарии смартфонов Samsung Galaxy S10 5G. Зрители FORMULA 1 смогли принять участие в тестировании возможностей сетей пятого поколения.
Билайн впервые запустил пилотную зону 5G в Санкт-Петербурге в городском пространстве «Севкабель порт». В течение нескольких недель посетители могли протестировать работу сети пятого поколения на популярных играх в облачном сервисе Beeline Gaming и специальной игры в виртуальной реальности.
В Морозовской детской городской клинической больнице Департамента здравоохранения Москвы показали возможности сети 5G для медицины.
Территория будущего
Здесь развернули тестовую зону, на которой продемонстрировали, как врач может проводить УЗИ, находясь на расстоянии тысяч километров от пациента. Подчеркнём, что при этом доктор получает всю информацию, вплоть до тактильной, будто он проводит такое исследование как обычно, располагаясь у кровати пациента и манипулируя УЗИ-датчиком. Вторая возможность связана с расшифровкой генома. Объём информации о геноме одного человека огромный, он составляет около 140 Гб. И технологии 5G позволяют его передавать на любые расстояния всего за 1 минуту.
«В ближайшее время стандарт 5G станет основой для развития городских проектов во всех сферах общественной жизни - от образования до транспорта и ЖКХ, - говорит заместитель руководителя Департамента информационных технологий Москвы Александр Горбатько. - Здравоохранение занимает в этом списке особое место: с помощью высокоскоростных сетей становится возможной реализация самых смелых идей, связанных с диагностикой заболеваний и оперативным оказанием медицинской помощи. В следующем месяце мы будем демонстрировать современные технологии 5G в транспорте для управления автомобилями. Помимо здравоохранения первыми сферами применения 5G станут электронное правительство, транспорт и ЖКХ».
«Умный Город» станет ещё умнее
Нет сомнений, что с внедрением сети 5G всё будет отлично. У Москвы уже есть опыт по запуску новейших сетей первыми. Так было с 4G в 2012-м. В столице делают ставку на новые технологии и активно разрабатывают «Цифровую стратегию 2030». Она будет основой развития мегаполиса на ближайшие годы. И успехи уже есть. В этом году впервые в истории Москва возглавила рейтинг ООН по развитости электронного правительства и доступности электронных услуг. Они одни из самых качественных и недорогих. Для сравнения: в Нью-Йорке Интернет стоит в 5 раз дороже. Москвичи среди самых активных пользователей Сети: у 80% есть гаджеты для мобильного Интернета и 90% квартир обеспечены широкополосным Интернетом. Москва - в десятке крупнейших городов мира с самой высокой скоростью фиксированного Интернета. Информационно-телекоммуникационные технологии постепенно становятся одной из ведущих отраслей экономики Москвы.
«Телекоммуникационные технологии во врачебной практике позволят решить множество задач, в первую очередь - повысить комфорт и доступность медицинской помощи для пациентов», - комментирует развитие 5G-технологий в медицине заместитель руководителя Департамента здравоохранения столицы Алексей Погонин.
Традиционно инвестиции в создание сетей связи - задача бизнеса. Пока технологии проходят стадию становления, операторы связи находятся в поиске правильных бизнес-моделей и оценивают возможный уровень вложений в развёртывание коммерческих сетей 5G. Задача города - создать максимально благоприятные условия для развития новых услуг и технологий.
Поэтому в ближайшие два года столица сфокусируется на внедрении инновационных технологий в процессы управления городом и на создании эффективной цифровой инфраструктуры. А все достижения включат в новую стратегию мегаполиса «Умный город», разработка которой сейчас ведётся правительством Москвы.
Читайте также: