【摘要】第五代移动通信(5th generation mobile networks，5G)技术的开发为临床医学和医学教育领域带来了巨大的突破与挑战。“5G+医疗”背景下，远程医疗、应急救援、智能分析诊断等技术的开展为临床医学开拓了新视野。面对高科技的不断冲击，医学教育的重点应落实在对学生整合医学观、批判性思维、沟通能力与技巧以及创造力的培养上，“5G+教育”模式将借助虚拟现实、人工智能、云计算等技术手段呈现，为医学教育的发展提供新方向。该文综述了5G 技术下医学教育的重点与展望，以期为医学教育领域顺应5G 时代的变革提供参考。
【关键词】第五代移动通信技术;医学教育;人工智能
2019 年 2 月，中共中央、国务院印发的《中国教育现代化 2035》重点部署了面向教育现代化的十大战略任务，其中之一便是加快信息化时代教育变革。“智慧教育”便是在信息化时代所提出的一个全新概念。“智慧教育”的提出为医学教育的发展和改革提供了全新的视野与思路。但无论是“智慧教育”还是“智慧医疗”，其实施都离不开一个词—第五代移动通信(5th generation mobile networks，5G)技术。我国于 2013 年启动国家 5G 移动通信系统前期研究开发的重点项目。伴随着 5G 计划实施的脚步，大数据、人工智能(artificial intelligence，AI)、虚拟现实(virtual reality， VR)等技术为各个领域带来了翻天覆地的变化，在医学领域，人类已实现了远程医疗、智能影像学、智慧医院建设等多方面的突破与进展[1-2] ，未来医疗服务模式的核心将会体现在其智慧化上[3]。在医学教育领域，除传统教学模式的继续沿用，在线开放课程慕课、微课等新型教学模式逐渐兴起，截至 2019 年 8 月底，中国慕课学习人数已上涨至 2.7 亿人次[4-5]。5G 时代悄然而至，日新月异的技术革新在给人类带来机遇的同时也伴随着不少挑战，本文就 5G 技术下临床医学的突破与医学教育的重点及未来发展方向进行综述，以期为医学教育领域顺应 5G 时代的变革提供参考。
1 5G 技术在临床医学中的应用
5G 医疗健康是 5G 技术重要的应用领域之一。5G 赋能医疗健康，不仅使智能导诊、移动医护、AI 辅助诊疗等高科技应用于院内场景，更借助远程手术、应急救援、远程示教等高科技将医疗服务向远程拓展。在我国健康服务资源总量短缺、分布不均匀及医疗服务人才质量参差不齐的背景下，我国一直致力于提升医疗卫生资源公平性、可及性、便利性[6] ，5G 技术在医疗领域的联合与渗透，必将为临床医学的发展提供无限的可能。
1.1 远程医疗
5G 技术最主要的优势来自于以下两方面：一是数据传输速率远远高于以前的蜂窝网络，5G 网络速率达到 10 GB/s，是 4G 网络的 100 倍 [7];二是较低的网络延迟即更快的响应时间，5G 网络端到端时延可低至 20 ms。5G 以这两大优势，让远程医疗体系中对于大量高清图像及医疗数据的高速传输成为可能，使医生能及时根据传输来的高分辨率图片和视频对远程患者的病情作出快速、准确的判断。
2018 年 12 月，全球首例使用 5G 网络进行的远程动物手术在福建中国联通东南研究院进行。该手术医生通过使用 5G 网络远程无线控制机器人系统成功地对 50 km 以外的实验猪进行了肝切除; 2019 年 3 月，在中国移动和华为公司的协助下，全国首例利用 5G 网络实施的远程人体手术在海南总医院成功实行，该手术利用 5G 网络技术，通过对机器臂的操控，使医生在 3 h 内为 3 000 km 外的帕金森病患者成功植入“脑起搏器”;2019 年 10 月，全球首例 5G 聚焦超声远程手术在上海成功实施，该手术利用 5G 远程操作，以无创的手术特点为患者热消融了 5 个子宫肌瘤，其中最大的一个直径达 4.8 cm。有文章指出，由于缺乏合格的外科医生，每一年全世界有上千台手术无法实行[8]。而此刻， 5G 技术在机器人手术中的成功应用，将为全世界各地因客观医疗条件限制而无法实施手术的患者带来曙光。同时，5G 可以几乎不用任何包括天线、路由器等在内的设备就可以实现远程遥控，这项技术对于欠发达地区以及缺乏丰富经验外科医生的医院来说将是一种可以利用的最佳资源[9]。
1.2 应急救援
在许多地震、灾害、突发病的抢救中，时间是最为宝贵的。5G 应急救援系统的搭建与实施，将院前急救与院内医疗联动起来，实施无缝连接，可在第一时间为患者制定抢救方案，为患者争取宝贵的抢救时间。5G 应急救援系统由多部分组成，它是以 5G 急救车作为载体，在具备“高速率、低时延”特点的 5G 网络的支持下，利用 AI、VR 等高科技的辅助，形成一个涵盖全方面内容的医疗急救体系。5G 急救车上配置有高清屏幕、血气仪、5G 无线终端接入设备、全景摄像头、超声机、心电监护、医护人员佩戴的增强现实眼镜等设备，当患者上车后，随车医生可利用 5G 急救车内的设备，在第一时间为患者完成一系列生命体征测量、验血、心电图、彩色多普勒超声等操作，并利用 5G 网络将患者的检查结果及时、高速地传输至院内，院内医生在接收到患者信息后，可立即开始着手手术准备，为患者争取一线生机。同时，急救车内的全景摄像头可将急救车内的状况实时无损地回传至院内，院内医生利用 5G 网络和 VR 技术，使自己“置身现场”，为远程患者实施急救措施的指导。5G 技术的实施，填补了院内急救期间患者信息的空白，在未来，5G 应急救援系统将挽救更多的生命。
1.3 大数据与 AI 辅助诊断
无论是大数据还是 AI，它们的应用都将依托于 5G 技术。5G 保证了物联网的基础服务，收集物联网产生的海量数据并储存于平台，再利用大数据分析，甚至是更高形式的 AI 为人类的生产活动提供服务。
作为 AI 领域的分支，机器学习近年来成为人们关注的热点。机器学习算法是一种可以从数据中自动寻找规律，并基于规律对未知数据进行预测的一种算法。现在，机器学习已在辅助诊断精神科疾病、指导决策治疗方案、预测疾病预后和转归上表现出巨大的临床潜力[10]。医疗大数据作为智慧医疗的关键环节，在医疗领域的应用与发展已成为行业热点。从实践层面看，基于大数据的智慧医疗已在辅助基因分析过程、辅助医学图像诊断疾病以及临床决策支持系统的运作和提供个性化治疗方案等多方面取得了突破[11]。
相关期刊推荐：《华西医学》是由中华人民共和国教育部主管、四川大学华西医院主办的综合性医学学术刊物。主要刊登医学专业和相关学科的临床研究成果，以及与临床联系紧密的基础研究、实验研究成果与进展。特色栏目“循证医学”，反映国内外循证医学和临床流行病学研究进展，对诊疗技术、临床药物的系统评价，对临床医学文献的综述及系统评价等。
有文章指出，科技的发展已使 AI 在一些疾病的诊断上显示出了优于专业医生的能力[12-13]。如果 5G 时代背景下 AI 技术的开展可以取代医生，那是否人人都可以当医生了?笔者认为答案是否定的。5G 时代背景下，医学教育着力培养的不仅仅是与 AI 技术相当的医生，更是具有胜任能力、批判性思维和职业道德素养的医生[14] ，同时在 21 世纪这个充满机遇和挑战的时代背景下，医学教育体系还应提供领先的医学人才[15]。有学者指出，AI 医疗的发展会使那些盲目固执于传统医疗模式的医生失业 [16]。这也提示我们，5G 时代下，我们应紧跟时代的脚步，将医学教育的重点放在“精英教育”上，不仅要加快“5G+医学”方向的复合型人才梯队的建设，更要思考相较于发展势头正猛的 AI，人类的优势在哪里以及该如何应用与拓展。
2 5G 时代下医学教育的重点
2.1 整合医学观的培养
5G 时代下，面向精准医疗的 AI 技术已在心血管医学[17] 、乳腺癌诊疗[18] 等领域崭露头角，发挥着重要的作用。但其诊断和治疗的精准性只有在基于个性化的、全面的、准确的患者信息时才能得以实现，当临床医生面对患者大量的信息时，如何将患者的客观条件与冗杂的信息相结合制定出最适宜患者的诊疗方案，就需要临床医生具备整合医学观念。整合医学观是指，当医生在诊疗患者时，应将患者作为一个整体，通过将医学领域先进的知识理论和有效的实践经验加以整合，同时结合患者所处的社会、环境、心理等现实条件，给出最适合患者的治疗方案的医学体系[19]。整合医学观的培养不仅可以让医学生在临床知识技能和人文关怀素养之间找到平衡，更能在专科细分而带来的医患关系不和谐背景下促成和谐的医患关系[20] ，整合医学观的培养应当引起医学教育界的重视。
2.2 批判性思维的培养
5G 技术对临床医生来说是有利的辅助工具，数据库的建立在一定程度上解放了记忆对于大脑的需要，此时医生应将一部分重点放在对辅助诊断信息的判断上。教育者应当唤起医学生对临床决策能力培养的重视，每个临床决策的制定与实施不仅与患者、医生、卫生政策管理者的利益相关，对于每个国家也具有战略性的意义[21]。面对复杂病例时，5G 特点下数据传输的高速率和较低的网络延迟能帮助医生从成百上千的文献中迅速筛选出有参考价值的信息辅助医生作出决策[22]。但是，数据库中海量的样本存在未知偏倚且样本的来源与质量难以逐一把控，这就使得利用大数据技术的辅助诊断方式存在一定的风险。这提示我们，利用 5G 技术筛选出的信息是否有价值、是否适用于患者、是否已有新的治疗突破仍需要医生进一步思考，需要临床医生以卓越的批判思维去辨证判断。同样， AI 算法的准确性受到数据库内样本数量的制约[23] ，面对罕见病例时，AI 算法提供的结果是否有益于患者同样需要医生思考后取舍。循证医学指出，临床决策光凭证据支撑是不够的，还需结合临床医生的经验与知识，权衡不同诊疗策略的效果、效用和效益，同时还要尊重患者的价值观和偏好[24]。综上所述，我们可以看出，临床医生纵观患者整体情况后的推理与决策能力是大数据平台和 AI 机器所不能完全取代的。5G 时代下，我们应在医学教育中向医学生强调在高科技的冲击下未来临床医生的优势体现在哪里，什么样的临床医生才不会被淘汰掉，并让学生们意识到批判性思维的重要性，让医学生在课堂、见习与实习中着重培养这方面的能力。
2.3 沟通能力的培养
AI 导诊机器人近些年来已在一些医院投入使用。通过向智能导诊机器人导入医院科室分布地图及相关医学知识数据库，便可实现人机对话式的问询导诊和指路导航等功能[25]。5G 网络的优势令无延迟人机交互成为可能，人机交互式的智能导诊机器人以其交互性强、响应速度快、操作简单的特性不仅可以提高门诊的效率还可以减少患者的就医时间。然而，“对话”是词句的交互，而词句只有放在具体的语境中才具有意义。目前，AI 系统对于语音识别的正确率虽不断提高，但在语义识别发展上仍有较大的瓶颈。由此可见，AI 尽管在人机交互上取得了较大的进展，但目前 AI 还无法完全掌握人类特有的移情能力和有效的沟通技巧。国际医学教育组织把交流与沟通技能列入“全球医学教育最基本要求”中的第 3 个领域，且已有学者提出，人文素养的培养在 AI 时代对医学教育领域具有重要的意义，医学生应学习与掌握良好的沟通技巧，并使之成为自己的一项关键技能[12]。
2.4 创新能力的培养
2019 年 7 月，融合了自然语言处理、计算机语音和计算机视觉等技术的 AI 系统“微软小冰”在中央美术学院美术馆举办了个人画展，除了此次举办画展外，“微软小冰”已经出版了几本诗集，还将出版第一部绘画作品集。拥有了 5G 时代的新特性，“机器人”第 7 代“微软小冰”更智能了。至此，人类不禁开始思考，当 AI 开始展现“创造力”，人类的创作是否还被重视与需要。对此，我们需要明白，尽管 AI 已经在文学和艺术领域取得了突破性的进展，但总归来说它的“创作”是一个在没有理解和意识的情况下模仿人类行为的“创作”过程，这个“创作”过程严格意义上来说应该是生产过程。就像机器学习模型一样，它们可以很完美地利用知识，但却永远不能创造出知识[26]。教育专家纪大海[27] 表示，如果传统教育会被 AI 取代，那么唯独不可能被取代的就是开发创造力的教育。这提示我们，医学教育的重点还要落在激发学生独特的创造力上，这应当引起医学院校、老师及每位医学生的重视与思考。所谓创造力的培养就是要培养医学生的创新素质、提高医学生的创新能力、唤起医学生的创新意识[28]。医学领域至今仍有许多难题尚未攻克，亟待每位医学生在未来去解决与征服，创新能力的培养刻不容缓。
3 5G 技术赋能医学教育
3.1 5G 时代教师的作用
面对 5G 技术的高速发展，AI 的兴起及在教育领域的渗透使传统教育行业面临变革的挑战。面对“AI 时代教师是否还具备竞争力”这一问题，有组织举办了“AI 时代教师是否还具备竞争力” 的教育争鸣活动，在活动中，不少教师提出了富有启发性的观点，有文章摘取了部分精彩观点[29] ，其中张江平和代显华 2 位学者给出了截然不同的 2 个答案，张江平认为 AI 领域的 AI-Maths 最大的优势在于其思维敏捷与解题速度快，但在语言理解、解题准确度等方面存在致命缺陷，且由于语言系统与教育系统兼具复杂性，这种复杂性是 AI 不能胜任的，因此他认为 AI 永远无法取代教师;代显华则认为技术是具有无限可能性的，且目前很多教师还停留在惯性思维上而背离培养知识的创造者和思考者这一目标，由此可以推测 AI 终将取代人类教师。笔者认为 5G 时代下，教师能否被取代还要看教师是否能在新的形势下重新定位自己的职能、重新反思传统的教育如何适应 AI 时代高技术的冲击并作出改革。
3.2 VR 技术在医学教育中的应用
3.2.1 智慧教室 智慧教室的建设是由至少 1 个直播或录播的授课课堂和多个接收教室组成，该教室可利用 5G 高速率、低时延、大连接的优势，将授课教室的上课内容通过 5G+VR 教室核心终端实时、无误地传输到接收教室，再利用 VR 技术让接收教室内的学生进行多视角的沉浸式教学[30]。智慧教室的搭建可将来自世界各地不同院校的学生放置在 “同一教室”里，同时学习来自不同地域、不同国家的课堂内容，VR 设备的应用可让学生从听觉、视觉等多方面感受世界课堂的文化与魅力，让优质的教学资源实现全世界共享!
3.2.2 虚拟实验室 VR 虚拟实验室由一套软件、硬件组成，为学生提供了与教学大纲同步的 VR 实验，和以自主性、探究性、智能化为主要特点的 VR 实验探究平台。VR 实验室为教师的学科教学、实验教学提供了有效的辅助工具，帮助教师提高教学效率，为学生自主学习及科学探究提供了生动逼真的学习体验环境[30]。VR 技术下医学虚拟实验室的建设，可为医学生提供多种不同病案设置下的疾病模型，不仅缓解了大体老师资源不足的现状，更能增加医学生动手实践操作的机会。
由此可见，5G 与 VR 技术的强强结合，必将给医学教育行业注入一剂强心剂!——论文作者：梁诗琪1，周勇2，李卡
