王威

摘要：結(jié)合5G網(wǎng)絡(luò)和萬物互聯(lián)的大背景，利用VR（虛擬現(xiàn)實）技術(shù)實現(xiàn)“5G+VR探視系統(tǒng)”在醫(yī)院ICU、CCU、EICU、PICU等重癥監(jiān)控科室的臨床應(yīng)用。大慶龍南醫(yī)院對于患者的陪護和探視進行了有效的管控，做到輕癥無陪護、重癥一陪護、隔離病房無陪護。建立“5G+VR探視服務(wù)”有效解決患者家屬陪護難、探視更難的瓶頸，在醫(yī)療領(lǐng)域用信息化的手段為患者及家屬提供全新的虛擬現(xiàn)實的溝通交流方式，又能有效避免人員聚集交叉感染。同時也解決了醫(yī)患溝通，遠程會診，學(xué)習(xí)示教的各種問題。

關(guān)鍵詞：5G+VR醫(yī)療探視系統(tǒng)；非接觸遠程實時監(jiān)控及探視能力；5G智慧醫(yī)療；5G+VR探視中心

一、基本情況

大慶龍南醫(yī)院地處石油、石化企業(yè)中心區(qū)域，是一所集醫(yī)療、教學(xué)、科研、預(yù)防保健于一體的綜合性國家三級甲等醫(yī)院，專科特色突出，多學(xué)科綜合實力強勁，是黑龍江省首家智慧醫(yī)院。2017年大慶龍南醫(yī)院智慧醫(yī)療體系，以人民健康為中心，以改善百姓看病就醫(yī)體驗為出發(fā)點，圍繞百姓就醫(yī)反映比較突出的熱點、難點問題，推出具有龍南醫(yī)院特色的“六位一體”看病不求人的診療模式，即：預(yù)約掛號不求人、檢驗檢查不求人、結(jié)果查詢不求人、尋醫(yī)問藥不求人、健康管理不求人、入院出院不求人。智慧醫(yī)療新體系架構(gòu)的應(yīng)用社會反響良好，大慶龍南醫(yī)院榮獲“全國百強數(shù)化醫(yī)院”“改善醫(yī)療服務(wù)最具示范案例”“現(xiàn)代化企業(yè)管理創(chuàng)新”“全國智慧醫(yī)院優(yōu)秀案例”等榮譽，2020年信息中心榮獲“全國改善醫(yī)療服務(wù)示范科室”。

2020年7月醫(yī)院開始在ICU、PICU、EICU、CCU四個重癥監(jiān)護室鋪設(shè)5G線路，在多樓宇間機房內(nèi)搭建各類服務(wù)器及網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備。在門診五樓建設(shè)5G+VR探視服務(wù)中心，組建各類終端設(shè)備。5G＋VR探視是依托于5G網(wǎng)絡(luò)低時延、大帶寬的特點，基于虛擬現(xiàn)實（VR）的應(yīng)用方案，針對面向5G的智慧醫(yī)療方案，可視為智慧醫(yī)院的典型應(yīng)用。2021年1月，大慶龍南醫(yī)院和中國移動大慶分公司共同打造東北三省首家5G+VR探視中心在醫(yī)院門診大樓五樓陽光大廳正式啟用。在探視中心的4個探視區(qū)域內(nèi)患者家屬分別可以對4個重癥監(jiān)護室的患者進行探視服務(wù)。

二、業(yè)務(wù)創(chuàng)新亮點

（一）設(shè)計理念

國家工信部多次下文，致力于推動5G+VR/AR+醫(yī)療健康等方向的發(fā)展。在醫(yī)院感染控制要求下，在規(guī)定時間內(nèi)家屬才能聽到醫(yī)生對患者的病情介紹。如何實現(xiàn)家屬實時探視，一直是醫(yī)院的難題。國家衛(wèi)健委曾強調(diào)，避免因探視引發(fā)感染問題，因此國內(nèi)醫(yī)院都不允許隨意探視陪護。

VR技術(shù)在醫(yī)療行業(yè)的應(yīng)用廣泛，打造5G醫(yī)療行業(yè)專網(wǎng)，作為新時期醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)的核心架構(gòu)，能高效整合醫(yī)院的網(wǎng)絡(luò)與終端設(shè)備，提供低時延、高帶寬和數(shù)據(jù)不出院等能力，為院內(nèi)診療服務(wù)、終端互聯(lián)奠定可靠的基礎(chǔ)。在有限的空間和資源的情況下，如何為患者提供高效、優(yōu)質(zhì)、便捷、溫暖的服務(wù)，滿足患者對醫(yī)療資源的渴望，成為困擾醫(yī)院的難題。通過信息化手段，構(gòu)建的信息化系統(tǒng)功能，融入VR技術(shù)，創(chuàng)新探索遠程治療及探視新模式，不管對于當(dāng)前醫(yī)院監(jiān)護室管理模式，還是探索院內(nèi)其他方向的應(yīng)用，都具有積極意義。

5G隔離探視是以本地及遠程視頻直播平臺為基礎(chǔ)，輔以語音交互通道，由VR、全景和高清攝像頭作為數(shù)據(jù)采集前端，直播播控平臺作為數(shù)據(jù)中間層，微信小程序、HTML5承載應(yīng)用控制，實現(xiàn)隔離空間場景下人員非直接接觸的雙向交互。VR全景攝像頭可以實現(xiàn)沉浸式的實時場景感官，帶有云臺的高清平面攝像頭可以實現(xiàn)對特定目標的清晰呈現(xiàn)。

業(yè)務(wù)創(chuàng)新：醫(yī)院充分利用醫(yī)院獨有的智慧醫(yī)療優(yōu)勢，推出東三省首家5G+VR隔離探視服務(wù)的創(chuàng)新舉措，有效解決患者家屬陪護難、探視更難的瓶頸，減少人群聚集，避免交叉感染，再一次彰顯了“智慧”優(yōu)勢。

（二）技術(shù)創(chuàng)新

5G+VR隔離探視在技術(shù)方案方面運用了5G的高帶寬、低時延的特性，融合5G行業(yè)專網(wǎng)和邊緣云以本地及遠程視頻直播為基礎(chǔ)，輔以語音交互通道，并基于虛擬現(xiàn)實（VR）的應(yīng)用方案[1]，為了展現(xiàn)生動、逼真的場景，VR技術(shù)可以幫助呈現(xiàn)立體的世界，在集8K全景視頻采集輸入、5G網(wǎng)絡(luò)圖像傳輸、高速圖像拼接、直播推流終端觀看等于一體的VR+8K全景探視方案，充分滿足了患者家屬探視的需求，實現(xiàn)隔離空間場景下人員非直接接觸的雙向交互。

投入使用的5G相關(guān)新硬件VR頭顯、探視車、高清全景攝像頭、5G基站、流媒體服務(wù)器、主屏、移動核心機房等硬件設(shè)備全面支撐本方案的實施，使用體驗更順暢，效率更高，實現(xiàn)閉環(huán)管理與環(huán)節(jié)質(zhì)控，提升醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量。

（三）管理創(chuàng)新

由于當(dāng)前4K/8K超高清視頻與5G技術(shù)結(jié)合的應(yīng)用不斷出現(xiàn)，該技術(shù)廣泛應(yīng)用于活動及事件直播、視頻監(jiān)控、商業(yè)性質(zhì)的遠程現(xiàn)場實時展示等領(lǐng)域，成為前景廣闊的市場基礎(chǔ)應(yīng)用。根據(jù)醫(yī)院的管理要求，醫(yī)院為有效提升院內(nèi)管控，減少交差感染的風(fēng)險，在5G+VR隔離探視服務(wù)中心，可以通過手機、PC機以及VR頭顯等多種方式體驗觀看，尤其是VR頭顯用戶可以體驗沉浸式觀看，不僅可以看見患者在病房內(nèi)的狀態(tài)，還能看見整個病房的情況，讓患者家屬了解到醫(yī)護人員的診療情況，這樣也對建立良好的醫(yī)患關(guān)系起到幫助，有效提升醫(yī)院管理水平，體現(xiàn)了醫(yī)者仁心和醫(yī)院的人文關(guān)懷。

三、探視服務(wù)解決臨床問題

5G在行業(yè)應(yīng)用，需要考慮并融合邊緣計算、人工智能、網(wǎng)絡(luò)切片和無線網(wǎng)絡(luò)定制化等技術(shù)，才能實現(xiàn)更低的部署成本和更靈活的網(wǎng)絡(luò)功能，從而讓5G網(wǎng)絡(luò)更加契合企業(yè)的應(yīng)用和生態(tài)，賦能傳統(tǒng)企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。綜合來看，5G不僅為各行業(yè)提供了新的可能性，還將在各種技術(shù)融合后形成新的概念，為企業(yè)帶來新一輪的創(chuàng)新機會。結(jié)合醫(yī)院對于院內(nèi)監(jiān)護室的管理政策，醫(yī)院對于患者的陪護和探視進行有效的管控，做到輕癥無陪護、重癥一陪護、隔離病房無陪護。在這樣的背景下，5G+VR探視服務(wù)有效解決患者家屬陪護難、探視更難的瓶頸，不僅為患者及家屬提供全新的相互溝通交流的方式，又能有效避免人員聚集交叉感染。同時也解決了醫(yī)患溝通、遠程會診、學(xué)習(xí)示教的各種問題。

四、技術(shù)解決方案

（一）MEC多接入邊緣計算

MEC（Multi-access Edge Computing，多接入邊緣計算是ETSI標準組織提出的概念，是在靠近終端用戶的邊緣位置為用戶提供所需服務(wù)和云計算功能的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，將內(nèi)容、應(yīng)用或服務(wù)部署到靠近終端用戶的網(wǎng)絡(luò)邊緣，來提供可靠且極致的業(yè)務(wù)體驗。

將5G和邊緣計算加以結(jié)合，將算力、存儲和自動化部署運維等一些通常與中央數(shù)據(jù)中心相關(guān)的功能擴展到網(wǎng)絡(luò)邊緣，則能真正發(fā)揮5G的低時延、大帶寬和一網(wǎng)多能優(yōu)勢，從而將5G優(yōu)勢最大化，并最終實現(xiàn)將差異化行業(yè)應(yīng)用變現(xiàn)。大慶龍南醫(yī)院的遠程隔離探視系統(tǒng)，以本地及遠程視頻直播為基礎(chǔ)，輔以“和對講”語音交互通道，在新生兒病房、CCU心臟監(jiān)護室病房、NICU神經(jīng)重癥醫(yī)學(xué)科病房、ICU病房分別固定安裝一臺360°全景相機，搭配1輛醫(yī)療采集車+4K高清平面攝像頭及配套硬件設(shè)備，以VR、全景和高清攝像頭做為數(shù)據(jù)采集前端，直播播控平臺作為數(shù)據(jù)中間層，服務(wù)器端計算資源及內(nèi)容分發(fā)加速保障，探視者自由選擇觀看機位，既可觀看病房內(nèi)的實時全景動態(tài)，也可觀察到患者細致的特寫鏡頭，服務(wù)器端通過對視頻業(yè)務(wù)的管理控制，為手機觀看端、HTML5承載應(yīng)用控制。

新生兒病房、CCU心臟監(jiān)護室病房、ICU病房、NICU神經(jīng)重癥醫(yī)學(xué)科病房采用統(tǒng)一采播流程，見圖1。

（二）系統(tǒng)功能說明

系統(tǒng)主要由視頻采集端、播控服務(wù)管理平臺、觀看端三部分組成。在視頻采集端，將全景攝像機（自帶視頻拼接服務(wù)）、平面攝像機通過路由器進行并聯(lián)；采集到的圖像編解碼后通過5GCPE上傳到服務(wù)器端[2]；直播控制平臺將直播畫面推送到觀看設(shè)備上，同時能控制視頻源切換。

1.視頻采集端

平面攝像頭通過采集車移動至病床，對目標點位進行視頻采集。原始視頻流經(jīng)過路由器并聯(lián)后統(tǒng)一進行編解碼，然后上傳至服務(wù)器端。帶有云臺的高清平面攝像頭可以實現(xiàn)對特定目標的清晰呈現(xiàn)，語音系統(tǒng)作為主要溝通手段輔助觀察掌握隔離病房內(nèi)的情況。

2.播控服務(wù)管理平臺

控制桌面安裝于本地邏輯服務(wù)器，而運算及存儲服務(wù)器資源采用云服務(wù)器，實現(xiàn)中間服務(wù)統(tǒng)一部署統(tǒng)一管理。本地邏輯服務(wù)器與醫(yī)院前置機進行HIS數(shù)據(jù)交互。提供后臺邏輯控制桌面及服務(wù)器遠程訪問管理，服務(wù)器提供直播視頻流轉(zhuǎn)碼、渲染、推流、內(nèi)容分發(fā)加速服務(wù)。

3.觀看端

本地探視區(qū)可通過安裝在探視病房外的VR一體機及電視大屏觀看，大屏通過圖像同步軟件實時抓取VR一體機的圖像，也可以使用移動設(shè)備通過網(wǎng)頁Web觀看。遠程觀看可以使用移動設(shè)備通過網(wǎng)頁Web訪問服務(wù)器[3]，在院區(qū)外觀看，同時可通過界面上的虛擬按鈕對攝像頭進行縮放、轉(zhuǎn)動等控制。

探視者在醫(yī)院開放的探視時間段內(nèi)進行預(yù)約，可以在本地通過VR頭顯或遠程通過手機管理和切換全景攝像頭的畫面，既可以體驗全景真實場景也可以觀看到病患的細致特寫。探視者還可以使用設(shè)備自帶的語音模塊，通過語音交互系統(tǒng)在探視觀看的同時和隔離病房內(nèi)的患者或醫(yī)護人員進行語音通話。醫(yī)護人員可通過網(wǎng)頁Web控制后臺對探視者進行探視預(yù)約管理，探視者通過鑒權(quán)系統(tǒng)登錄直播中心進行探視。醫(yī)院管理者可在后臺統(tǒng)一管理直播探視，并可隨時監(jiān)控患者及病房情況。

五、探視系統(tǒng)取得成效

5G+VR的探視模式，探視者可在遠端或在隔離病房外通過VR頭顯、手機連接VR攝像頭，查看隔離病房內(nèi)的環(huán)境情況，通過高清平面攝像頭重點查看目標病患的康復(fù)情況，為患者家屬探視及醫(yī)院管理帶來便利，打造非接觸遠程實時監(jiān)控及探視能力，緩解隔離患者及家屬的焦慮，減輕護士護理之外的事務(wù)性工作壓力，提高醫(yī)院新技術(shù)應(yīng)用水平，賦能醫(yī)院通過視頻對病區(qū)監(jiān)控管理的能力。醫(yī)院建立了完善的5G+VR探視預(yù)約制度和管理制度。當(dāng)每位患者家屬通過VR頭顯看見親人留下激動淚水的時候，當(dāng)每位患者家屬看到親人最后一面不再有遺憾的時候，我們深感新技術(shù)的創(chuàng)新舉措應(yīng)用為患者帶來的不僅僅是一次優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，更是成就著有溫度、有情懷的醫(yī)療品質(zhì)；檢驗著敬佑生命、救死扶傷的醫(yī)療本質(zhì)；沉淀著甘于奉獻、大愛無疆的初心使命！

大慶龍南醫(yī)院率先開闊思路，主動作為，提前謀劃，科學(xué)布局，結(jié)合廣大市民實際需求，打造5G+VR探視中心，全新的探視模式社會反應(yīng)良好，《黑龍江日報》、學(xué)習(xí)強國等媒體都進行了全方位的報道。未來大慶龍南醫(yī)院將繼續(xù)探索新技術(shù)，為更多的患者帶來帶來便利，此項目在其他醫(yī)院完全可復(fù)制推廣。

參考文獻

[1]王曉云， 劉光毅， 丁海煜， 等. 5G技術(shù)與標準[M]. 北京：電子工業(yè)出版社， 2019.

[2]RODRIGUEZ J.5G：開啟移動網(wǎng)絡(luò)新時代[M].江甲沫，韓秉君，沈霞，等，譯. 北京：電子工業(yè)出版社，2016.

[3]張燕翔. 虛擬/增強現(xiàn)實技術(shù)及其應(yīng)用[M]. 北京：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2017.

作者單位：大慶龍南醫(yī)院信息中心