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首頁 寬頻延伸/低延遲 5G實現醫療多元可能性

寬頻延伸/低延遲 5G實現醫療多元可能性

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就醫療應用來看,考量現實市場性與醫療領域科技導入較慢之特性後,預期應不易出現專門針對5G技術而新發展出之醫療應用。以下所指稱之5G醫療應用,主要係基於兩種原因採用5G:

一、5G可顯著提升現有應用之效能:現有醫療應用可能基於5G具大量連線、大頻寬與低延遲之三大特性,預期升級為5G連線後,將產生比4G連網應用更加之效能,故升級使用5G連線。

二、網路服務自然演進至5G:人們或因5G網路普及,而在日常生活中採用5G行動網路,使得聯網醫療應用轉為使用5G網路進行。此狀況下,採用5G之原因未必是預期應用效能之提升,而較可能是使用者現有可得之網路服務已為5G所導致。

在這兩種採用原因下,資策會MIC預估2026年全球5G醫療市場規模將達179.9億美元,其中5G導入可能性高之醫療應用主要為遠距醫療(包含遠距會診與遠距生理監控)、醫療通訊專網、行動救護車與軍用行動急救設備。

5G讓救護車成為急診室延伸

緊急醫療處置越早施行,患者的存活率越高。在此前提下,若能將救護車變成急診室之延伸,使救護車具有對急救傷患進行診斷並做出適當處置(如運送與固定方式)之能力,且讓醫院急診室依診斷結果立刻進行準備(如準備手術器械與召集手術團隊),將能縮短緊急醫療處置所需時間,提升急救患者存活率。

然而,救護車之人員配置之救護員為主,未必配有具資格進行診斷等醫療行為之醫護人員。在此情況下,若救護車具有行動寬頻連網能力,並配置行動超音波、心電圖等可攜式醫療器材,及高畫質視訊設備,將可於急救現場透過行動寬頻網路將傷患的醫療診察影像傳送至醫院,由醫院內的急診醫生或專科醫生,對醫療診察影像進行判讀、提出診斷,藉高畫質即時視訊指導現場人員如何處置,並同步讓急診醫院開始進行相關準備。

目前國際上已有在救護車上搭載4G網路,並進行相關作業之案例,如英國全國緊急醫療服務(Emergency Medical Services, EMS)已使用4G行動救護車,美國則有44個州的EMS團隊由網路設備商Cradlepoint,在FirstNet網路下提供EMS網路服務(包含4G行動救護車與緊急醫療平台)。台北市、新北市與高雄市等縣市也已有部分救護車具有4G行動連網能力。

由於相較於4G,5G將提供更大的頻寬與更低的延遲率,預期將提升應用之效能,使救護車得以更快速傳送高畫質醫療診斷影像,並使醫院能以高畫質即時視訊指導救護員進行急救處置方式,因而具有升級為5G之需求,如美國AT&T與Cradlepoint已宣布將合作為用戶提供5G FirstNet。

基於緊急救難、分秒必爭之需求可透過5G網路加以滿足,預期未來各類緊急服務應都會升級為5G網路,故5G導入於救護車之可能性極大。

遠距會診/生理監控為遠距醫療兩大項目

遠距會診乃指以通訊或視訊連線方式進行之各種醫療診察,如偏鄉離島區域之醫療院所邀請外地專科醫生以通訊方式為偏鄉離島病患進行會診,或醫生以通訊方式直接為病患看診皆屬之。此外,以通訊或視訊方式指導醫療處置、急救處置與手術等作為之進行,例如由專科醫生在遠距外透過即時語音視訊指導現場醫生如何進行手術,也屬於遠距會診之範疇。

遠距生理監控乃指以連網醫療器材(如血壓計、血糖機、耳溫槍等)或智慧穿戴裝置(如智慧手表、智慧手環等)收集個人生理數據,經上傳至特定平台後,由醫護人員或人工智慧對生理數據進行解讀與判斷,提出健康狀況之警示或提醒,並依判讀結果對用戶提供健康狀態關懷與醫療諮詢等服務。例如以智慧手表進行心率與睡眠狀態之監控,資訊上傳至某平台後,在心率過高、過低或睡眠品質不佳時主動對用戶進行提醒,並提供健康促進或就醫之建議。

歐美國家早已有遠距醫療之作法。以美國為例,梅約診所(Mayo Clinic)與克里夫蘭醫學中心(Cleveland Clinic)等美國大型醫院皆已用行動寬頻、固網或Wi-Fi等方式提供遠距醫療服務,如梅約診所推出產前照護線上服務系統OB Nest,讓孕婦在家裡便能進行產前護理與胎兒生理監測,可避免孕婦舟車勞頓。美國醫院協會(American Hospital Association, AHA)之調查也指出2017年美國有76%的醫院有提供遠距醫療服務。

遠距醫療服務原則上並不限制用戶透過何種網路服務進行連線,任何可得連線方式如寬頻固網、Wi-Fi或行動寬頻網路等皆可使用。然而若以4G網路進行連線,受4G頻寬限制,較難提供視訊影像外的其他資訊、如心音、痰音、觸感等生理資訊,且各項生理數據之監控與上傳也並未做到完全即時。相比之下,5G之大頻寬與低延遲特性將能提升看診時之視訊影像品質、增加傳送更多生理資訊,且可讓生理數據傳遞之延遲率下降,進而使醫生得到更多且更即時的資訊,有助提升診斷之品質。

由於已有4G遠距醫療之基礎,在5G商用化後,預期5G網路使用者將直接使用5G網路連線取得遠距醫療服務,故5G遠距醫療將在5G商用化後就出現。此外,因歐、美、日與中國政府目前持續推動遠距醫療,如美國政府持續放寬遠距醫療項目與保險核銷比例,而美國聯邦通訊委員會也以億美元以上的資金規模推動遠距醫療計畫,希望使鄉村地區可得到遠距醫療服務,故遠距醫療市場預期將持續成長。

隨遠距醫療市場持續成長,加上5G持續布建、提升覆蓋率,遠距醫療採用5G之人數也預料將上升,預計2023年以後5G應會達到一定程度以上的區域覆蓋,5G遠距醫療進入大量使用階段,市場開始起飛。

醫院基於方便性與移動性之考量,會進行無線化,但有些醫院因為歷史悠久,難以在老舊建物內拉出有線寬頻網路並轉成無線訊號,甚至可能因不能損傷歷史建物外觀或結構,因而採用行動寬頻網路來達成無線化之需求。例如羅許大學醫學中心(Rush University Medical Center)與AT&T合作設立全球首例醫院5G專網即是為了使歷史超過百年的醫院建物進行無線化,故採用5G專網,且預計在5G專網下提供5G等級的醫療應用。

此外,醫院不管是內部員工、患者或家屬都有進行連絡之需求,有些醫院的行動通訊訊號品質不佳,因而產生在醫院內建立行動通訊網路之需求。例如專網業者ADRF便使用分離式天線系統(Distributed Antenna System, DAS)為部份美國醫院建立通訊專網,以改善訊號品質不佳之問題,滿足醫院的通訊需求。

5G醫療專網建置機會高

基於無線化以及改善通訊品質等兩種理由,4G時代已有醫院通訊專網之需求,預期此需求在5G時代下依然存在,部分醫院將藉建立5G專網來滿足此需求。

且現存的4G醫療專網在5G時代下預期將升級為5G。綜合上述原因,預期5G醫療通訊專網存在相當程度之採用可能,然而建立5G醫療專網未必代表專網使用者將針對5G開發相關醫療應用,其主要意義應解讀為使用5G進行連網,能提供5G醫療應用為擁有5G專網後可進一步的延伸。

2013年時美國陸軍醫學研究和裝備司令部(U.S. Army Medical Research and Materiel Command)便曾撥款1,400萬美元開發以行動網路或衛星網路連網,進行戰場遠距醫療的整合性設備LifeBot。2018年美國國防部也撥款資助普渡大學(Purdue University)的開發一套擴增實境系統,用以在戰爭或災害現場等危急狀況透過網路與遠距外的醫療專家連線,醫療專家可以隔空畫線,讓現場人員透過AR顯示器上看到重疊在病人身上的線,指引其從病患某個部位切開、插入管子,救人一命。

在軍事與救災上除對行動急救設備具有需求外,也對遠距醫療平台存有需求。如2018年美國陸軍醫療物資局(Army Medical Materiel Agency, AMMA)投入開發一款名為免手持醫療統一廣播(Medical Hands-free Unified Broadcast,MEDHUB)的軍用遠距醫療平台,此平台可將穿戴裝置等設備收集之數據,傳送到戰地醫院,讓戰地醫院的醫護人員更清楚他們將要治療的傷患之病況與生理狀態。

而北大西洋公約組織(NATO)也於2018年宣布,計畫要將美國遠距醫療廠商Sioux Falls開發的Avera Health遠距醫療平台,進行修改後部署在全球戰爭熱點區域之中。

對上述例子所呈現之需求而言,5G可提供高速且低延遲之高畫質醫療診斷影像與視訊,故具採用5G、或從現行4G升級為5G之價值。此外,行動急救設備並不限僅於戰場使用,如災難或重大事故發生時,此類設備搭配5G投入救難下,預期將有助於提升緊急救護之成效。綜合上述觀點,評估此類設備採用5G之可能性較高。

資策會MIC產業分析師蘇偉綱

 

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