Що дозволяє 5G в лікарнях та на виробництві
5G для медичних технологій
Коли машини спілкуються бездротово через 5G
Сабіне Колл
Журналіст у Беблінгені
Як правило, нові смартфони є фокусом Всесвітнього мобільного конгресу (MWC) у Барселоні. Але в лютому медичний додаток викликав фурор: перша операція в реальному часі через мережу 5G. Зокрема, це була трансляція в реальному часі між командою лікарів лікарняної клініки та Dr. Антоніо де Лейсі, керівник шлунково-кишкової хірургії там, в головній залі MWC. Під час демонстрації де Лейсі зробив розмітки у відеопередачі, які негайно побачила хірургічна команда в клініці. "До 5G нам довелося заморозити малюнок, щоб намалювати, але хірург продовжує працювати, і це не ідеально", - пояснив де Лейсі. Перша телеоперація 5G відбулася майже одночасно в Китаї: нейростимулятор імплантували в мозок пацієнта Паркінсона в лікарні Плага в Пекіні. Лікар знаходився в клініці на острові Хайнань, за 2700 км від Пекіна.
5G використовується в Китаї з медичними пристроями
Два приклади демонструють велику перевагу 5G для телемедицини: порівняно з LTE із затримками від 40 до 100 мс, із 5G очікуються затримки значно менше 10 мс. Навіть говорять про 1 мс. В очах громадськості 5G в першу чергу означає швидкість з високою швидкістю передачі даних до 20 Гбіт/с. Однак для промисловості важливіше те, що 5G приносить переваги, важливі для складного зв'язку від машини до машини. Наприклад, до мільйона пристроїв повинні мати можливість відправляти та приймати на квадратний кілометр. Крім того, обіцяється надійність понад 99,999%.
Однак не всі функції доступні одним махом. «Поточна версія стандарту охоплює лише високі швидкості передачі даних для класичного споживчого бізнесу. Лише у випуску 16, який повинен бути доступний наприкінці 2019 року, будуть включені інші функціональні можливості, які представляють інтерес для промислових застосувань ”, - пояснює д-р. Андреас Мюллер. Він є керівником відділу комунікацій та мережевих технологій у корпоративних дослідженнях Bosch і одночасно головою 5G Alliance for Connected Industries and Automation (5G-ACIA) в ZVEI.
TU Мюнхен: Пілотне дослідження з використанням 5G та медичних приладів
Передайте дані ультразвуку через 5G
Це також може бути недоліком для другого сценарію 5G, який був апробований на Клінікум Рехтс дер Ізар: передача ультразвукових даних від рухомого об'єкта (наприклад, швидкої допомоги) та подальший діагноз назад до точки надання допомоги. Чим раніше буде доступна інформація про пацієнта, тим краще та швидше йому допоможуть. Тут 5G може досягти прориву завдяки пропускній здатності та надійності передачі даних ".
Однак незалежно від загальнодоступних мереж 5G може працювати третій сценарій роботи мюнхенських медичних працівників: оптимізація процесів у лікарні шляхом відстеження пацієнтів та обладнання. “Метою було б використовувати 5G, щоб знати, де зараз знаходиться лікарняний пацієнт. Це дозволило б нам поліпшити процеси в клініці і, наприклад, скоротити тривалі очікування », - говорить Кранцфельдер. В принципі, це вже сьогодні можливо завдяки WLAN та смартфону пацієнта. "Однак вимоги безпеки та аспекти захисту даних створюють тут проблеми".
Використовуйте 5G для пошуку дорогих медичних виробів у клініці
Він передбачає додаток для клініки для пацієнтів, в якому вони мають не тільки плановий прийом в режимі реального часу для прийому в лікарні, але й свою діагностичну інформацію, наприклад, з процедур візуалізації. За словами Кранцфельдера, 5G також був би вигідним для відстеження обладнання в клініці - якби, наприклад, ви могли будь-коли знаходити в клініці дорогі медичні вироби. "Інтернет речей можна впровадити в клініці лише з 5G". Однак, стверджує він, відображення в режимі реального часу непросте навіть у 5G в лікарнях - оскільки деякі кімнати відносно невеликі, а покриття мережі доступне не скрізь.
Для підвищення ефективності процесів у клініці, за словами Кранцфельдера, з міркувань безпеки доводиться обговорювати окрему мережу 5G. Це також новинка порівняно із сучасним поколінням мобільного зв'язку: 5G вперше дозволяє створити локальні мережі кампусів. З цією метою регуляторний орган за заявою призначатиме частоти від 3,7 до 3,8 ГГц компаніям, регіональним операторам мережі або муніципалітетам з другої половини 2019 року. Ця можливість обговорюється в Клініку рехт дер Ізар. Однак спочатку в Мюнхенському технічному університеті буде створено тестовий стенд 5G з акцентом на питання електронного здоров’я.
У найближчі місяці в Університетській лікарні Мангейма також буде створена тестова платформа 5G. Проектна група з автоматизації в медицині та біотехнологіях (PAMB) Інституту Фраунгофера IPA створює тестове середовище для оцінки можливого використання 5G у лікарнях та для розробки та тестування 5G-придатних програм. Дослідники вбачають можливі сфери застосування в операційно-цифрових мережах з бездротовими інструментами, такими як ендоскопи та (капсульні) роботи, або в постійному моніторингу життєво важливих параметрів під час транспортування пацієнта.
Підготовка до операції могла проходити в лікарняній палаті
«Першими міркуваннями було те, що ми могли використовувати такі пристрої, як ендоскопи в операційній, бездротово та без кабелів, оскільки 5G обіцяє високу швидкість передачі даних та низьку затримку. Кабелі завжди є джерелом перешкод і готують багато часу. Бездротовий АБО не тільки забезпечує загальне поліпшення ергономіки, але й ефективні процеси в налаштуванні АБО », - говорить професор Ян Столкамп, керівник Fraunhofer PAMB. «У зачиненій кімнаті для втручання 5G, серед іншого, конкурує з новим стандартом Wi-Fi6. Ці системи пропонують настільки ж високу швидкість передачі даних і низький час передачі, але їм не вистачає мобільності та плавного переходу між локальною та мобільною мережами. 5G гарантує безперервний збір даних всередині та за межами клініки у разі зміни місця розташування, пов’язаного з процесом "
Столкамп бачить подальші сценарії застосування 5G у майбутньому: «В принципі, 5G дозволяє розробляти медичні пристрої без інтелекту. Інтелектуальна інформація, тобто частина програмного забезпечення, може бути переміщена подалі від кінцевого пристрою, наприклад, в центральну хмару; з усіма перевагами центральної системи та управління даними. Життєвий цикл пристроїв можна постійно контролювати за допомогою 5G, так що спеціальні підходи, такі як прогнозне обслуговування, можуть збільшити їх доступність і знизити витрати на обслуговування. Це можливо лише в тому випадку, якщо надмірно доступна радіолінія. Однак це також нормативний кошмар ".
Для 5G деякі медичні пристрої повинні були б бути принципово перероблені
Як і Кранцфельдер, він зазначає, що виробники медичних технологій дуже зацікавлені у дослідженні потенціалу цієї нової технології. "Однак вони все ще стримуються", - сказав Столкамп. «Наприклад, галузі доведеться розробляти та затверджувати бездротові ендоскопи з функціональністю 5G з нуля. Спочатку ми як науково-дослідний інститут вирішуємо, наприклад, встановити ендоскопи як еталон і перевірити їх доцільність ".
"Нарізання мережі, тобто інкапсуляція мереж з різними службами, безумовно, стане проблемою для лікарень, щоб забезпечити якість послуг для окремих послуг", - підкреслює Оллі Лійнамаа, керівник проекту Nokia для тестової мережі 5G в Оулу, Фінляндія. Це функціонує з 2015 року, в даний час все ще зовнішньо підключений до мережі 4G, але Nokia планує створити тут перші базові станції 5G з другої половини року. На додаток до Університету Оулу, фінського дослідницького центру VTT, близько 500 компаній - у тому числі 100 компаній, що займаються медичними технологіями та наукою про життя - та університетська лікарня Оулу.
Фінляндія випробовує, що може принести поєднання 5G та медичних пристроїв
Фіни думають дуже масштабно: «Місто Оулу вирішило побудувати абсолютно нову лікарню на заміну існуючої, яка вже не підходить для мінливих потреб. Майбутня лікарня хоче максимізувати використання технологічних інновацій не тільки в охороні здоров’я, але і в послугах для персоналу та відвідувачів лікарні », - сказала Ліінамаа. Університетська лікарня Оулу створила випробувальну лабораторію для тестування нових рішень для електронного здоров’я на базі 5G. Тут працюють рука об руку лікарі та інженери. На думку експертів Nokia, ця лабораторія також використовується для практичного навчання студентів-медиків та для гнучкого тестування нових альтернативних варіантів операційних із рухомими стінами.
“Також в Оулу ще не прийнято рішення, чи буде клініка згодом використовувати приватну чи державну мережу. Приватна мережа надала б лікарні незалежності та прозорості для прийняття рішень щодо якості мережі, надійності, безпеки, конфіденційності та послуг відповідно до її власних вимог », - говорить Ліінамаа. «З іншого боку, керування стільниковою мережею - це самостійний бізнес з регулюванням ліцензування частоти, і хтось повинен створити та підтримувати мережу. Довіра до загальнодоступної мережі та діючих ліцензіатів звільнила б організації охорони здоров’я від навчання та інвестування у комунікаційні технології. Безпечну мережу можна встановити з обома моделями, оскільки мережеві компоненти однакові для обох варіантів. "
Лікарні та виробники стають операторами мережі
Питання про те, щоб стати оператором мережі 5G, є питанням не лише лікарень, а й виробничих компаній. Наприклад, швейцарський виробник медичних технологій Ypsomed вже випробував 5G на своєму заводі в Золотурні, де виготовляються інсулінові ручки, використовуючи чотири виробничі програми.
Зокрема, оцінка даних датчиків, наданих даними машин для лиття під тиском, принесла переваги: дані можуть бути записані та оцінені в реальному часі за допомогою 5G. Це дає можливість постійного огляду виробничих параметрів. "Крім того, 5G забезпечує діагностику технічного обслуговування на машинах", - говорить представник компанії Джуліан Стрессіг. 5G також добре підходить для віртуалізації машинних ПК на мобільному пристрої. Це спрощує пошук несправностей виробничим персоналом, а також створює гнучкість для оптимізації виробництва незалежно від кабелю. Це стає все більш важливим, особливо для монтажних систем.
Шестимісячний пілотний проект із Swisscom закінчився навесні 2018 року. "Суть у тому, що 5G зарекомендував себе для нас. Ми бачимо, що в майбутньому цього не уникнути, якщо ми хочемо виробляти продукцію відповідно до останніх стандартів у Швейцарії », - говорить речник компанії Ypsomed Джуліан Стрессіг. "Зрештою, 5G дозволяє нам ще більше автоматизувати та оцифрувати виробництво".
Передумови: Це мережа кампуса
Додаткова інформація
Проектній групі з автоматизації в медицині та біотехнологіях PAMB на Fraunhofer IPA:
Про фінську екосистему охорони здоров’я:
До Мюнхенського технічного університету:
Про швейцарського виробника медичних технологій Ypsomed: