5G+智慧医疗在青少年脊柱健康筛查中的应用
倪凌
【摘要】? ? 本文阐述了如何利用5G技术，结合智慧医疗的远程诊断手段，协助筛查青少年脊柱健康，采集脊柱数据，通过大数据分析呈现，实现家庭与学校结合预防，并延展为全人群的脊柱健康体系建设。
【关键词】? ? 5G? ? 智慧医疗? ? 远程诊断? ? 脊柱健康筛查
一、背景
5G时代，医疗健康服务的方向是智慧医疗，远程诊断是国家5G+医疗健康发展战略的重要一环。
5G技术已成为开启新一轮技术革命的关键支点。从技术层面看，5G具备大带宽、低延时、海量接入三大特点。5G大带宽为医疗诊断带来变革，支持4K视频无损传输，如远程多学科会诊、远程影像诊断、远程病理诊断、远程手术指导、医学培训等。5G低延时为医疗操控带来变革，如远程超声、远程手术等。5G借助网络切片、边缘计算技术，可实现业务灵活按需配置，满足院内、院间、院外多场景5G医疗业务需求。
青少年身心健康是社会普遍关注的重要课题。脊柱侧弯是青少年常见的致残性畸形;目前国际文献报道的青少年特发性脊柱侧弯发病率为1-3%，对青少年健康危害巨大。
脊柱疾病早期发现、早期治疗可以达到很好的预防作用，做好全面筛查是基础。传统筛查方式X光影像可以提供清晰的脊柱图像，但存在电离辐射危害，不适合长期跟踪测量。可以采用光学三维人体背部测量系统来采集青少年的背部3D形貌图，单人采集数据量达到1G，需要通过移动化、高带宽的网络和AI人工智能等新技术提供有效支持。5G网络传输，在跨地域、大范围、高频次的工作环境中将高清数据实时上传并结合人工智能系统将实现实时数据采集，实时诊断，实时评估，实施随访，实时指导。我们将有机会建立一套全新的青少年脊柱健康防控体系，其意义之重大是不言而喻的。
二、實施方案
聚焦青少年的脊柱侧弯健康筛查，5G+智慧医疗的远程诊断体系包括四大部分：5G专网建设，筛查手段创新，脊柱侧弯健康管理平台，5G融合应用。
2.1 5G专网建设
5G+医疗健康远程诊断专网，分为接入设备侧、无线传输侧、安全隔离侧、业务侧四个区域。
通过5G切片专网，医疗终端可在区域内实现安全接入，通过无线网高优先级QoS调度+FLEXE独享承载网硬通道+就近下沉 UPF，实现医疗应用快速访问，资源优享保障，数据安全隔离。
2.2筛查手段创新
筛查手段上主要做三个方面进行技术创新。
一是光学三维人体背部测量系统基于相位辅助三维成像方法，用于背部三维形貌的测量和记录，根据所得数据可以准确生成人体背部的三维模型。使用时受测者以站立位姿势，站立于成像单元前约0.6米处，通过投射光栅，拍摄多帧编码图像来获得受测者背部的表面三维形貌信息。
二是基于深度神经网络的脊柱侧弯辅助诊断系统。将三维形貌数据作为输入数据，将脊柱侧弯的X光片影像结果和正常人群的超声检测结果作为判断标签，进而对构建的深度神经网络进行模型训练，从而实现脊柱侧弯阳性和阴性的二分类判断。集成上述模型并进行训练，最终实现基于深度学习和三维形貌特征的青少年脊柱侧弯的正常、轻度和中重度的三分类问题。
三是脊柱健康数据库系统。需要建立大规模人群的脊柱健康数据库系统，并将采集的数据进行统一和规范化的管理。
2.3脊柱侧弯健康管理平台
脊柱侧弯健康管理平台应包含主数据管理、筛查APP、门诊管理、康复治疗管理、医体融合+医校结合、数据统计分析管理、微信小程序管理等七部分内容。
2.4 5G融合应用场景
在脊柱侧弯诊断与治疗中应用中，总体分为早筛诊断、检查诊断、诊治和康复三阶段，5G技术在三个流程均与医疗专业设备和应用系统有关联应用。
早筛诊断筛查阶段：光学三维人体背部测量系统采集青少年的背部3D形貌图，并通过内嵌在设备内的5G模块将数据回传至数据影像平台，并由平台AI软件对云纹图进行高速运算和分析，快速形成智能分析报告单。5G技术应用：数据安全采集、实时高速传输、5G 边缘计算快速生成报告。
检查诊断阶段：对于已经明显出现脊柱异常的青少年，需要进一步进行采用EOS（即X光的拍摄）和诊断进行确诊，对于在社康网点拍摄DR影像的青少年，需要通过5G嵌入式的仿真终端将影像传送至远端的会诊医生处，由会诊医生进行阅片会诊，形成最终的影像报告。5G技术应用：专家移动会诊、移动查房、居家远程阅片。
诊治和康复阶段：确诊青少年需要康复中心治疗时，通过视频影像终端将现场康复的数据和B超、影像传送到脊柱健康中心本地，由脊柱健康中心指导现场的陪护人员对青少年进行治疗过程中的沟通和优化，并记录相关治疗结果。5G技术应用：远程可视化康复训练指导、远程超声、康复机器人、视频终端、超声设备等医疗健康设备接入5G医疗专网。
三、价值分析及意义
以深圳为例，全市约有在校中小学生150万人，每年需脊柱侧弯检查的青少年高达100万人数众多的需求。通过5G+智慧医疗的远程诊断的方式，融合开展青少年脊柱侧弯筛查，解决了：
1.解决了传统的检测存在的工作量大、X光机对青少年的电离辐射危害等问题，解决了专业骨科医生不足问题。
2.对于脊柱侧弯的干预十分个性化，短则需要几年，长则需要十几年。利用5G网络的优势结合人工智能，可实现实时评估、实时指导、高频次数据采集与分析。从而彻底解决患者寻求帮助需要到医院的问题，把形体治疗融入日常生活。
3.可以对孩子们的日常运动与坐立行走的姿势提出建议，将极大的有利于青少年良好的生活与运动习惯的建立，减少脊柱及运动系统疾病的发生。
4.可进一步建立综合3D扫描、步态分析、运动捕捉技术为一体的脊柱及运动健康监测站，放置在学校、社康、公共场所，对于改变颈肩腰腿痛等脊柱疾病高发的情况将起到十分积极的作用。
四、结束语
远程诊断作为深度融合医学、通信、计算机、物联网、人工智能等领域的主流前沿技术，可显著降低医学互动与会诊对时间和空间的要求，改善医院医疗资源分布的均衡性。5G技术的大宽带、低时延、高容量等技术优势，突破了远程诊断灵活度差、传输质量差等应用瓶颈。利用5G+使优势学科能够加快迅速发展和服务延伸至民众，并实现医疗资源的灵活调配，提升各专科临床协同能力，做到远程诊断全覆盖。
