程雪婷 张英囡
（辽宁科技学院 辽宁 本溪 117004）
摘要：随着5G通讯技术的发展，信息的交互与处理可以达到真正的“实时性”，“万物联网”已经成为了人们生活的常态。然而在医学领域方面，随着老龄化问题愈发严峻，医疗系统的压力也逐渐加大，社会对稳定、高效的医疗保健监护系统的需求也愈发强烈，加之各类新型传感器的出现，可以预见远程医疗在医疗保健中的占比将逐渐升高，远程医疗将依托5G、信息安全技术及物联网技术，实现患者与医务人员、智能医疗设备之间的信息互通，逐步达到信息一体化，提高医疗资源的利用率，更好地以患者为中心，提供有品质的医疗健康服务。
关键词：边缘计算；5G；远程医疗
一、引言
随着信息技术的不断发展，物联网在人们的日常生活中发挥着越来越重要的作用。互联的传感器和设备利用物联网节点进行不同数据的收集与交换，各种物联网应用可以为用户提供更准确、更细粒度的网络服务。在这种情况下，越来越多的传感器和设备通过物联网技术进行互联，这些传感器和设备将产生大量数据并需要进一步处理，在传统的云计算中，所有的数据都必须上传到集中的服务器上，经过计算后，结果需要发送回传感器和设备，这一过程给网络带来了巨大的压力，特别是带宽和资源的数据传输成本，而边缘计算是在用户附近的网络“边缘”执行数据计算和存储，可以缓解流量峰值，显著降低集中式网络的带宽需求，减少物联网数据计算或存储过程中的传输延迟。因此，部署在边缘的分布式计算节点可以减轻来自集中式云的流量和计算压力，并且物联网应用程序的响应时间可以比相应的云计算服务更快。
远程医疗是指通过计算机技术、通信技术与多媒体技术，同医疗技术相结合，旨在提高诊断与医疗水平、降低医疗开支、满足广大人民群众保健需求的一项全新的医疗服务。远程医疗通过远程通信技术、全息影像技术、新电子技术和计算机多媒体技术发挥大型医学中心医疗技术和设备优势，可以对医疗卫生条件较差的及特殊环境提供远距离医学信息。目前，远程医疗技术已经从最初的电视监护、电话远程诊断发展到利用高速网络进行数字、图像、语音的综合传输，并且实现了实时的语音和高清晰图像的交流，为现代医学的应用提供了更广阔的发展空间，随着我国经济与科技水平的发展，大众对医疗服务的需求也逐渐提高，建设远程医疗监护系统对于推动我国社会医疗服务水平发展有着深远的意义。
二、远程医疗监护系统建设的需求分析
远程医疗监护系统采用5G、边缘计算等新兴技术，充分利用其技术优势，提升远程医疗监护的稳定性、安全性，为用户提供便捷的医疗体验。具体来讲，应满足以下要求。
医疗资源调配，提高利用效率，健全区域医疗体系，平衡区域间医疗资源，提高医疗人员的水平，通过远程会诊，与业内专家加强交流，学习和培训新的医技，提高自身诊断能力。
医疗资源调配，提高管理水平，协助医院完成病人护理，个人健康管理，特殊人群的看护，有针对性的制定相应措施。
医疗资源调配，提升服务能力，专家会诊，就近就诊或者看护，获得便捷的医疗服务，能够在熟悉的环境中享受到高水平医疗服务，得到24小时实时监护，保障生命安全。
三、远程医疗监护系统建设方案整体设计
本文提出的远程医疗监护系统包含三层结构：多源感知层，边缘计算网络层，医疗应用层。
下面将介绍该系统的整体设计。
1、多源感知层
在远程医疗监护系统中，采用各种高性能设备来获取患者的各种生理参数。目前，可穿戴式医疗设备已经逐渐趋于完善，这些可穿戴式医疗设备可以作为该系统的多源数据层面，此外也用于传递数据。
用于远程医疗监护系统的生理数据获取设备需要联网以及较高的耐用性。为了在这种规模上监测病人，传感器需要耐磨和无线连接，这限制了它们的大小，以及它们所能提供的处理能力。此外，数据仅在上下文中有价值，需要从多个传感器聚合。因此，传感器会将其发送到其他能力更强的计算设备上进行分析、聚合和存储。
2、边缘计算网络层
在用户传感器与边缘服务器，云服务器之间，可以通过编码的方式来加密数据以及提高传输效率。通过堆叠自编码器的方法，可以减少数据传输的规模，使该体系的工作效率得到提高。通过可穿戴式医疗设备可以收集到病人的某些生理数据[1]，而用户端（例如用户手机）难以对复杂的数据进行处理，这时就需要将传输到边缘服务器或云服务其当中进行计算，以判断病人的健康状况。但是在实际应用当中，由于边缘服务器有限的计算能力，难以对所有的突发状况进行及时的运算；而云服务器需要的计算时间很长，难以满足该应用条件下对时效性的高要求。因此，我们需要采取一些方法来选择处理数据的具体地址，这也是该系统构建的难点之一。
在选择数据处理地址时，应当被优先考虑的条件是病人的紧急状况是否与服务器计算时间的长短相匹配。边缘服务器可以大大缩减反应时间，但是处理数据的能力有限，当边缘服务器中的任务过多时反而会使其产生较大的延迟；云服务器相对来说反应时间较长，但是拥有充足的计算能力。某些突发性疾病可能造成严重的后果，这时需要将数据放到边缘服务器上进行快速计算，并做出警报等反应，从而使病人得到快速的救治；而对于一些短时间内难以对身体造成严重损坏的突发情况或慢性疾病，可以放到云服务器上进行计算，对患者提出就医的建议；某些较为简单的数据也可以放在用户本地端（如用户手机）进行计算。
当边缘节点中的数据得到处理后，这部分数据在该体系中已经失去了价值，需要将其及时清除，否则会影响边缘节点的计算速度。可以通过定期清除的方式来清除边缘节点中不需要的数据；在定期清除数据之前可以将其上传到云端进行保存。
智能网关提供智能服务，对维护对象的关键指标进行实时监测和分析，预测维护对象可能出现的故障，并进行信息上报[2]。云计算中心则根据多个对象的综合信息进行全面的状态评估，并可以不断迭代和优化边缘节点运行的预测算法，实现动态部署。这种维护方案综合利用了边缘节点与云计算中心的优势，能够满足预测性维护对实时性和隐私保护的要求，同时保证故障预测的准确率。
3、医疗应用层
当病人的生理数据得到处理后，其健康状况也被判断出来，边缘节点网络可以通过向病人发送警报或建议，向医院发出求救信号的方式来完成该体系的最后一部分。
四、结束语
综上所述，由于远程医疗监护系统涉及到的数据量较大、传感器资源较多、传输途径较广，同时涉及到使用者的大量隐私，任何一个环节出现漏洞都可能导致不可估量的后果，本文基于边缘计算构建一个由多源数据层、网络层、医疗服务层组成的较为完整、安全、高效的远程医疗监护系统，带给使用者更加高效、稳定、安全的医疗体验。
参考文献：
[1]韩锦川, 郭宇峰,等. 基于5G网络的远程医疗监护系统:, CN111180059A[P]. 2020.
[2]江梦. 基于物联网的远程医疗监护系统研究[J]. 软件, 2017(02):136-138.