Ceea ce 5G permite în spitale și producție
5G pentru tehnologie medicală
Când mașinile comunică fără fir prin 5G
Sabine Koll
Jurnalist la Böblingen
De regulă, noile smartphone-uri sunt centrul Mobile World Congress (MWC) de la Barcelona. Dar în februarie o aplicație medicală a provocat senzația: prima operație live prin intermediul unei rețele 5G. Mai exact, a fost un flux în timp real între o echipă de medici din Clinica Spitalului și Dr. Antonio de Lacy, șef de chirurgie gastro-intestinală acolo, în sala principală a MWC. În timpul demonstrației, de Lacy a făcut marcaje în transmisia video, care au fost văzute imediat de echipa chirurgicală din clinică. „Înainte de 5G, a trebuit să înghețăm imaginea pentru a desena, dar chirurgul continuă să lucreze și asta nu este ideal”, a explicat de Lacy. Prima teleoperare 5G a avut loc aproape simultan în China: un neurostimulator a fost implantat în creierul unui pacient cu Parkinson la Spitalul Plagh din Beijing. Medicul se afla într-o clinică de pe insula Hainan, la 2.700 km de Beijing.
5G este utilizat în China cu dispozitive medicale
Cele două exemple arată marele avantaj al 5G pentru telemedicină: Comparativ cu LTE cu latențe între 40 și 100 ms, se așteaptă întârzieri cu mult sub 10 ms cu 5G. Se vorbește chiar de 1 ms. În ochii publicului, 5G reprezintă în primul rând viteza cu rate de transmisie de date ridicate de până la 20 Gbit/s. Cu toate acestea, pentru industrie, este mai important ca 5G să aducă avantaje importante pentru comunicarea sofisticată de la mașină la mașină. De exemplu, până la un milion de dispozitive ar trebui să poată trimite și primi pe kilometru pătrat. În plus, se promite o fiabilitate de peste 99,999%.
Cu toate acestea, nu toate funcționalitățile sunt disponibile simultan. „Versiunea actuală a standardului acoperă doar ratele ridicate de date pentru afacerea tradițională de consum. Doar în versiunea 16, care ar trebui să fie disponibilă la sfârșitul anului 2019, vor fi incluse celelalte funcționalități care prezintă interes pentru aplicațiile industriale ”, explică Dr. Andreas Müller. Este șef de comunicare și tehnologie de rețea la Bosch Corporate Research și în același timp președinte al 5G Alliance for Connected Industries and Automation (5G-ACIA) în ZVEI.
TU München: studiu pilot cu 5G și dispozitive medicale
Transmite date cu ultrasunete pe 5G
Acest lucru ar putea fi, de asemenea, un dezavantaj pentru cel de-al doilea scenariu 5G, care a fost pilotat la Klinikum rechts der Isar: transmiterea datelor cu ultrasunete de la un obiect în mișcare (cum ar fi o ambulanță) și diagnosticul ulterior înapoi la punctul de îngrijire. Cu cât sunt disponibile informații despre un pacient mai devreme, cu atât poate fi mai bine și mai rapid ajutat. Aici, 5G ar putea aduce un progres datorită lățimii de bandă și fiabilității transmisiei de date. "
Cu toate acestea, independent de rețelele publice 5G, al treilea scenariu al profesioniștilor din medicina din München ar putea funcționa: optimizarea proceselor în spital prin urmărirea și urmărirea - a pacienților și a echipamentelor. „Scopul ar fi să folosească 5G pentru a ști unde se află în prezent un pacient în spital. Acest lucru ne-ar permite îmbunătățirea proceselor din clinică și, de exemplu, reducerea timpilor lungi de așteptare ”, spune Kranzfelder. În principiu, acest lucru este deja posibil astăzi cu WLAN și smartphone-ul pacientului. "Cu toate acestea, cerințele de securitate și aspectele privind protecția datelor reprezintă provocări aici."
Utilizați 5G pentru a localiza dispozitive medicale scumpe în clinică
El prevede o aplicație clinică pentru pacienți, în care aceștia nu numai că au un planificator de întâlniri în timp real pentru întâlnirile lor în spital, ci și informațiile lor de diagnostic, de exemplu, din procedurile de imagistică. Potrivit lui Kranzfelder, 5G ar fi, de asemenea, avantajos pentru urmărirea echipamentelor din clinică - dacă ați putea, de exemplu, să localizați dispozitive medicale scumpe în clinică în orice moment. „Internetul obiectelor poate fi implementat numai în clinică cu 5G.” Cu toate acestea, susține el, afișarea în timp real nu este ușor de implementat nici cu 5G în spitale - deoarece unele camere sunt relativ mici și nu există acoperire de rețea peste tot.
Pentru a spori eficiența proceselor din clinică, potrivit lui Kranzfelder, trebuie să discutați o rețea separată 5G din motive de securitate. Aceasta este, de asemenea, o noutate în comparație cu generația actuală de comunicații mobile: 5G permite configurarea rețelelor de campus local pentru prima dată. În acest scop, autoritatea de reglementare va acorda, la cerere, frecvențe de la 3,7 la 3,8 GHz companiilor, operatorilor de rețele regionale sau municipalităților din a doua jumătate a anului 2019. Această posibilitate este discutată la Klinikum rechts der Isar. În primul rând, totuși, un banc de test 5G cu accent pe e-sănătate va fi creat la Universitatea Tehnică din München.
O platformă de testare 5G va fi, de asemenea, creată la Spitalul Universitar Mannheim în lunile următoare. Grupul de proiect pentru automatizarea în medicină și biotehnologie (PAMB) al Institutului Fraunhofer IPA creează un mediu de testare pentru evaluarea posibilelor utilizări ale 5G în spitale și pentru dezvoltarea și testarea aplicațiilor adecvate 5G. Cercetătorii văd posibile domenii de aplicare în sălile de operație conectate digital, cu instrumente fără fir, cum ar fi endoscoape și roboți (capsule) sau în monitorizarea continuă a parametrilor vitali în timpul transportului pacientului.
Pregătirile pentru operație ar putea avea loc în camera spitalului
„Primele considerații au fost că am putea folosi dispozitive precum endoscoapele în sala de operații fără fir și fără cabluri, deoarece 5G promite rate de transmitere a datelor ridicate și o latență scăzută. Cablurile sunt întotdeauna o sursă de interferență și necesită mult timp pentru pregătire. O sală de operații fără fir permite nu numai o îmbunătățire generală a ergonomiei, ci și procese eficiente în configurarea sălilor de operație ”, spune profesorul Jan Stallkamp, șeful Fraunhofer PAMB. „În camera de intervenție blocată, 5G este în competiție cu noul standard Wi-Fi6, printre altele. Aceste sisteme oferă rate de date la fel de ridicate și timpi de transmisie reduși, dar nu au mobilitate și o tranziție perfectă între rețelele locale și mobile. 5G garantează colectarea continuă a datelor în interiorul și în afara clinicii în cazul schimbărilor de locație legate de proces. "
Stallkamp vede în viitor scenarii suplimentare de aplicare pentru 5G: „În principiu, 5G permite dezvoltarea de dispozitive medicale fără inteligență. Informația, adică o parte a software-ului, poate fi mutată departe de dispozitivul final, de exemplu într-un nor central; cu toate avantajele unui sistem central și al gestionării datelor. Ciclul de viață al dispozitivelor ar putea fi monitorizat continuu cu 5G, astfel încât disponibilitatea lor să poată fi crescută și costurile de întreținere reduse prin abordări speciale, cum ar fi întreținerea predictivă. Acest lucru este posibil numai dacă este disponibilă o conexiune radio extrem de fiabilă pe toate planurile. Totuși, acesta este și un coșmar de reglementare ".
Pentru 5G, unele dispozitive medicale ar trebui să fie fundamental reamenajate
La fel ca Kranzfelder, el observă că producătorii de tehnologie medicală sunt foarte interesați să exploreze potențialul acestei noi tehnologii. "Cu toate acestea, ei încă se opresc", a spus Stallkamp. „De exemplu, industria ar trebui să dezvolte și să aprobe de la zero endoscoape fără fir cu funcționalitate 5G. În primul rând, depinde de noi, ca institut de cercetare, să înființăm endoscoape ca referință și să le testăm fezabilitatea.
„Slicingul rețelei, adică încapsularea rețelelor cu servicii definite diferit, va deveni cu siguranță o problemă pentru spitale pentru a asigura calitatea serviciilor pentru servicii individuale”, subliniază Olli Liinamaa, manager de proiect Nokia pentru rețeaua de testare 5G din Oulu, Finlanda. Aceasta funcționează din 2015, în prezent încă conectată extern la rețeaua 4G, dar Nokia intenționează să creeze aici primele stații de bază 5G din a doua jumătate a anului. În plus față de Universitatea din Oulu, centrul de cercetare finlandez VTT, aproximativ 500 de companii - inclusiv 100 de companii de tehnologie medicală și științe ale vieții - și Spitalul Universitar din Oulu sunt conectate.
Finlanda testează ce poate aduce combinația 5G și dispozitivele medicale
Finlandezii gândesc la o scară foarte largă: „Orașul Oulu a decis să construiască un spital complet nou pentru a-l înlocui pe cel existent, care nu mai este potrivit pentru schimbarea nevoilor. Viitorul spital dorește să maximizeze utilizarea inovațiilor tehnologice nu numai în îngrijirea sănătății, ci și în serviciile pentru personal și vizitatorii spitalului ”, a spus Liinamaa. La spitalul universitar din Oulu a fost creat un laborator de testare pentru testarea de noi soluții de e-sănătate bazat pe 5G. Medicii și inginerii lucrează mână în mână aici. Potrivit experților Nokia, acest laborator este utilizat și pentru pregătirea practică a studenților la medicină și pentru testarea flexibilă a noilor alternative de săli de operație cu pereți mobili.
„Și în Oulu nu a fost luată decizia dacă clinica va folosi ulterior o rețea privată sau publică. O rețea privată ar oferi spitalului independența și transparența pentru a lua decizii cu privire la calitatea rețelei, robustețea, securitatea, confidențialitatea și serviciile în funcție de propriile cerințe ”, spune Liinamaa. „Pe de altă parte, operarea unei rețele celulare este o afacere independentă cu licențe de frecvență reglementate și cineva trebuie să înființeze și să întrețină rețeaua. Încrederea în rețeaua publică și actualii licențiați ar elibera organizațiile din domeniul sănătății de a învăța și de a investi în tehnologia comunicării. O rețea sigură poate fi configurată cu ambele modele, deoarece componentele rețelei sunt aceleași pentru ambele opțiuni. "
Spitalele și producătorii devin operatori de rețea
Problema de a deveni operatorul unei rețele 5G nu este doar o problemă a spitalelor, ci și a companiilor producătoare. De exemplu, producătorul elvețian de tehnologie medicală Ypsomed a testat deja 5G în fabrica sa din Solothurn, unde sunt fabricate stilouri cu insulină - utilizând patru aplicații de producție.
În special, evaluarea datelor senzorilor furnizate de datele mașinii de turnare prin injecție a adus avantaje: datele pot fi înregistrate și evaluate în timp real cu 5G. Aceasta permite o imagine de ansamblu constantă a parametrilor de producție. "În plus, 5G permite diagnosticarea predictivă a întreținerii pe mașini", spune purtătorul de cuvânt al companiei, Julian Stressig. 5G este, de asemenea, foarte potrivit pentru virtualizarea computerelor computerizate pe un dispozitiv mobil. Acest lucru simplifică depanarea de către personalul de producție și creează, de asemenea, flexibilitate pentru a optimiza producția, indiferent de cablare. Acest lucru este din ce în ce mai important, în special pentru sistemele de asamblare.
Pilotul de șase luni cu Swisscom s-a încheiat în primăvara anului 2018. „Una peste alta, 5G s-a dovedit pentru noi. Vedem că, în viitor, nu va mai fi ocolit dacă vrem să producem în conformitate cu cele mai noi standarde din Elveția ”, spune purtătorul de cuvânt al companiei Ypsomed, Julian Stressig. "În cele din urmă, 5G ne permite să automatizăm și să digitalizăm producția și mai mult."
Context: Aceasta este o rețea de campus
Informatii suplimentare
Grupului de proiect pentru automatizare în medicină și biotehnologie PAMB la Fraunhofer IPA:
Despre ecosistemul finlandez Ouluhealth:
La Universitatea Tehnică din München:
Despre producătorul elvețian de tehnologie medicală Ypsomed: