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                    《張江科技評論》

                    開博時間:2019-06-06 14:03:00

                    《張江科技評論》是由上??茖W技術出版社與上海市張江高科技園區管理委員聯合創辦的一本科技評論類雜志。該刊報道評價國內外創新性科學技術的發展趨勢及其商業價值,介紹上海在建設全球領先科創中心進程中的制度成果、技術成果、創業成果,推動產學研密切協作,促進科技成果轉化,服務經濟轉型發展。

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                    5G與區塊鏈如何構建智慧醫療網絡安全應用體系

                    2021-05-19 20:44:00

                      隨著數字化浪潮的不斷推進,各行各業都在積極謀求數字化轉型。越來越多的醫院正在積極布局信息化系統升級,力求實現智慧醫療的跨越式發展。


                      現階段,我國仍存在醫療數據存儲、傳輸及共享安全性不夠,醫療網絡安全性不高,醫療資源分配不合理,信息化程度低,監督管理機制、資源共享安全機制不健全等問題。5G和區塊鏈技術能有效打破信息界限,提高醫療安全性、醫療服務、質量和管理的精準化水平,使云計算、人工智能、虛擬現實/增強現實等技術在醫療衛生行業更好地集成創新和融合應用,滿足現代醫療衛生服務迫切的數字化需求。

                      習近平總書記在2018年和2019年的中央經濟工作會議上分別要求“加快5G商用步伐”“加強戰略性、網絡型基礎設施建設”。2019年10月,在中共中央政治局第十八次集體學習會議上,習近平總書記指出要探索“區塊鏈+”在民生領域的運用,積極推動區塊鏈技術在醫療、教育、養老等領域的應用,深化醫療改革新動力,有序推動衛生健康事業發展。習近平總書記的多次重要指示為加快推進5G網絡基礎設施建設和區塊鏈的發展指明了方向。2020年4月20日,國家發展和改革委員會將5G、區塊鏈正式列為新型基礎設施中的信息基礎設施,推動其進入快速發展期。

                      5G+區塊鏈”賦能智慧醫療

                      作為跨時代的信息通信技術,5G和區塊鏈技術具有大帶寬、低時延、大連接和信息安全等重要優勢,是能架起萬物互聯的基礎設施。學術界和產業界提出了“5G引領醫療的智慧化轉型”和“搭建5G智慧醫療專網”的構想,并設想了5G智慧醫療的應用場景,為醫療行業信息化的發展提供了新思路。未來,智慧醫療以及智慧醫院的建設讓每個人都能享受及時、便利的智慧醫療服務,滿足人們對未來醫療的新需求,并且破除醫療衛生服務行業長期存在的“信息孤島”“信息壁壘”“網絡信息安全”等問題,實現醫療衛生服務整個環節中的區域協同管理和資源共享整合。

                      5G應用于智慧醫療具有一系列優勢。一是具有大帶寬特性,能夠支持4K高清視頻傳輸及無損壓縮的放射科影像、病理切片傳輸,這在醫學界是質的飛躍?;?K的高清遠程會診系統,上級醫生足不出戶即可實現“面對面”問診,有效提升基層醫院診療服務水平,為醫患雙方帶來全新的診療體驗。二是5G具有低時延、高可靠特性,將有效應用于遠程操控類應用,實現從醫學觀察、指導到醫學操作的又一次突破。遠程超聲、遠程手術、遠程查房等遠程操控類業務場景,在醫療領域進行了更多的創新和探索。三是5G醫療專網或5G醫療網絡切片可以適應于對有價值的敏感的醫療數據的高安全存儲、網絡安全傳輸及數據交互,保障醫療數據的安全性。未來,通過5G網絡的全覆蓋,上下級醫生可以隨時隨地互聯互通,滿足如應急救援在內的各種移動化場景下的就診需求。

                      區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術的新型應用模式,本質上是一個去中心化的數據庫,具有可追溯性、安全性、高可用性和不變性等特點,能實現數據的真實性、不可篡改以及數據的確權和精準共享,可為精準醫療、健康大數據、藥品流通、患者就診信息等提供真實、可靠的數據來源及安全保證。目前,世界各大制藥公司已經利用區塊鏈技術追蹤全球醫學實驗以保證數據的真實性、安全性。

                      5G+區塊鏈”的醫療網絡安全應用體系構建

                      構建基于5G與區塊鏈的智慧醫院網絡安全應用體系主要包括以下內容:一是研究面向智慧醫療的5G移動邊緣計算(MEC)關鍵技術;二是規劃設計基于“5G+MEC”、區塊鏈技術的智慧醫院整體架構;三是搭建基于“5G+MEC”的醫療安全專網;四是構建醫療區塊鏈安全平臺和5G智慧醫院應用平臺;五是開展遠程醫療、院內醫療、智慧管理等各類應用(見圖1)。


                      ●面向智慧醫療的5G移動邊緣計算關鍵技術

                      在醫院場景下實現院內海量設備接入及管理、患者健康檔案監測、高安全性的分布式數據存儲及數據一體化處理,以及構建一體化區域醫聯體網絡實現醫院間信息交互,需要綜合考慮海量醫療設備的接入、邊緣計算能力的分配與優化、數據的無線傳輸、設備地理位置等眾多因素。因此,研究移動邊緣節點的計算任務及卸載方式、醫院與醫院間信息傳輸方式、醫療設備與邊緣節點的接入方式,對實現5G場景下MEC在醫療系統中的應用具有重要意義。

                      ●基于“5G+MEC”、區塊鏈技術的智慧醫療整體架構

                      智慧醫院整體架構分為終端層、網絡層、邊緣層、云平臺層、業務層。終端層包含了5G數據終端和智能設備,智能設備包括急救車、醫療智能機器人等各類醫療設備,數據終端根據智能醫療設備的類型,以多種形式提供聯網功能。網絡層可以包括5G、4G、光纖等方式,以5G網絡為主。邊緣層包括MEC平臺和用戶面功能(UPF)分流網關,實現本地分流、超低時延網絡、網絡能力開放、近端計算等功能。云平臺層包括醫療區塊鏈平臺和5G智慧醫療應用平臺等中心云平臺,部署于客戶機房或運營商互聯網數據中心(IDC)機房。業務層主要是實現醫院的醫教、醫療、醫研等智慧醫療應用?;卺t療區塊鏈平臺,醫院有價值的數據通過5G網絡上鏈存證,能夠實現醫療數據的安全共享。

                      ●搭建“5G+MEC”醫療安全專網

                      5G智慧醫療專網是一種基于5G網絡技術開發的,可以提供高速率、大連接和低時延的專用網絡服務。醫療專網依托5G等先進通信技術,是以云存儲、云計算為手段的云服務互聯網技術。同時,基于SA網絡架構,醫療專網構建高速、高效的數據傳輸體系,可以搭建物聯網接入平臺、網絡切片中控平臺、邊緣計算平臺、智能計算平臺、檢測服務平臺、安全態勢感知平臺等系列化5G云化能力平臺,實現醫院應用的集成和醫院信息系統的安全打通,并為區域醫聯體網絡一體化直鏈、數據一體化交換、應用一體化安全共享提供示范試點。

                      ●建立智慧醫療應用平臺

                      基于“5G+MEC”技術,通過開放的邊緣云平臺,可以部署醫院的各種醫療應用平臺,包括醫療影像分析平臺、醫療設備管理平臺、擴展現實(XR)視頻渲染平臺、醫療云災備等。通過接入醫療中心云,提供云醫院信息管理系統(云HIS)、云會診、云護理、醫療區塊鏈及大數據服務,可以實現遠程醫療、遠程護理、院內醫療、人工智能(AI)輔助、混合現實(MR)三維可視化診療輔助、醫療設備維護管理等應用場景。

                      利用區塊鏈的分布式、去中心化和數據安全不可篡改特性,以去中心化網絡加密層的再加密技術為基礎,醫療鏈能夠創建靈活且功能強大的電子病歷及電子處方,通過5G網絡對各類超大數據進行上鏈并加密處理,可應用于電子病歷、電子處方、藥品溯源和廢棄醫療器械追溯等,具有防篡改、防泄露、所有權清晰、數據脫敏等優勢。

                      ●開展遠程醫療、院內醫療、智慧管理等各類院內醫療應用

                      利用搭建的智慧醫療應用平臺,接入醫院的信息化設備便可在院內開展智慧醫療應用,應用場景主要包括遠程醫療、院內醫療、智慧管理應用三大類。例如:遠程醫療應用場景可以開展遠程會診、遠程超聲、遠程手術、遠程應急救援、遠程示教、遠程監護、遠程查房、遠程內鏡等內容;智慧管理應用場景可以開展智慧導診、移動醫護、AI在線診療、5G云護理、設備維護管理、健康監護設備管理、醫療物流機器人、藥品溯源、醫療檔案管理等內容。

                      基于5G+區塊鏈”的智慧醫療發展展望

                      5G、區塊鏈等新一代信息技術的發展是以數據為中心,構建通信網、互聯網和物聯網的基礎網絡,通過平臺層建設,結合智能的終端和接入方式,實現醫療應用的可成長、可擴充,打造智慧醫療平臺,進而優化醫護流程,實現醫療、護理全過程安全可靠、可追溯,推動醫療工作向安全化、智能化、精準化方向邁進。目前,我國已進入高速發展的知識經濟時代,得益于5G、人工智能、區塊鏈和大數據等前沿技術的發展,健康醫療服務的數據化、安全化、標準化和智能化已成為大健康行業發展的大勢所趨。越來越多的醫院正在積極布局信息化系統升級,力求實現智慧醫療的跨越式發展。以5G和區塊鏈技術為核心的智慧醫療是提高醫療服務質量,確保醫療服務安全可靠、醫療數據安全共享,緩解醫療資源分布不均衡,促進分級診療的有效手段,應用前景十分廣闊。

                      周劍明,中國聯合網絡通信有限公司廣州市分公司副總經理,具有豐富的政企業務和5G創新業務的管理及運營經驗。

                      文/周劍明

                    本文來自《張江科技評論》

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