평균수명연장과 건강에 대한 관심 증가는 언제 어디서나 서비스 가능한 유헬스 산업을 활성화시키고 있으며, 표준화 역시 여러 국제표준기구를 통해 다뤄지고 있다. 그 중 IEEE 11073 PHD(Personal Health Devices) WG은 개인건강기기와 관리기기의 상호운용성 보장을 위해 개인건강기기 통신 프로토콜에 대한 표준화 작업을 진행하고 있다. 그동안 개인건강기기 기본 표준인 IEEE 11073-20601에 대한 분석과 유헬스 표준화 단체에 대한 연구는 많이 있었으나 개인건강기기별 표준에 대한 분석은 부족하여 해당 표준에 접근하는데 많은 어려움이 있었다. 따라서 본 논문에서는 개인건강기기 관련 국내외 표준화 기구와 현재 IEEE 11073 PHD WG에서 다뤄지는 표준화 현황을 언급하고 IEEE 11073-20601를 바탕으로 체온계, 체중계, 혈당계, 혈압계, 심전계 등 각 개인건강기기별 표준의 특징을 분석하였다.
개인 휴대단말기로부터 측정된 생체정보 데이터가 PHR에 데이터베이스화되기 위해서는 응용 계층 표준 프로토콜인 HL7 CDA 표준에 따라야 한다. 하지만 국제 표준 HL7 CDA는 병원 시스템 간 의료정보 전달을 위한 프로토콜이기 때문에 개인 건강 기기로부터 측정된 생체 정보가 IEEE 11073 PHD 표준에 준하여 전달하더라도 HL7 CDA 프로토콜과 연동될 수 없다. 즉, 모바일 단말기 기반의 u-헬스케어 모니터링 서비스를 위해서는 IEEE 11073 PHD와 HL7 CDA 간 메시지 변환 게이트웨이가 필요하다. 이에 본 논문에서는 개인 휴대단말기를 통해 원격지에 있는 의료진이 사용자의 생체데이터를 실시간 관리하기 위해 ISO/IEEE 11073과 HL7 CDA 간 메시지 변환 게이트웨이 및 HL7 기반 진단지원시스템을 설계하였다.
사물 인터넷 (Internet of Things : IoT) 환경에서 IoT 디바이스들은 전원이나 메모리 등의 물리적 구성요소들에 의해 제한되며 대역폭, 무선 채널, 처리율, 페이로드 등의 네트워크 성능 또한 제한적임에도 불구하고 타 IoT 디바이스들과 리소스를 공유한다. 특히 IoT 헬스케어 서비스에 있어서 원격 디바이스 정보 관리 뿐만 아니라 원격 환자 정보관리가 매우 중요하며, 더욱이, 사물인터넷 헬스케어 디바이스와 헬스케어 플랫폼간 상호연동성 지원이 매우 중요하다. 이를 위해서는 헬스케어 디바이스와 헬스케어 플랫폼간 데이터 정보 표현, 데이터 전송 표현, 메시지 규격 등이 사물인터넷 환경에 적합한 국제표준 준수가 매우 필요하다. 하지만, 기존의 국제의료정보 전송표준인 ISO/IEEE 11073 PHD (Personal Healthcare Device) 표준에서는 사물인터넷 환경 (네트워크 프로토콜)을 고려하지 않아 사물인터넷 헬스케어 서비스에 적용하기 어렵다. 이를 위해 본 논문에서는 사물인터넷 표준인 oneM2M과 의료정보 전송표준인 ISO/IEEE 11073 DIM(Domain Information Model)을 적용한 사물인터넷 헬스케어 시스템을 설계 및 구현하였다. 구현을 위해 oneM2M 기반인 OM2M 플랫폼을 활용하였고, 헬스케어 디바이스와 OM2M 플랫폼간 효율적인 전송 구문에 대한 평가를 위해 HTTP와 CoAP간, XML과 JSON간 단일 처리과정의 패킷 사이즈와 전송 패킷 수 등을 성능 분석하였다.
본 논문에서는 최근 IT 기술의 집약체인 스마트폰을 중심으로 국제표준인 ISO/IEEE11073, HL7을 준용하여 다양한 PHD(Personal Health Device)들과의 연결성을 지원하는 모바일 게이트웨이 플랫폼을 구축을 통하여 홈&모바일 헬스케어 분야에서 새로운 모델을 제시하고자한다. 아울러 핵심 기술 요소인 ISO/IEEE11073, HL7 적용을 통해 홈 헬스케어용 센서 기기에 대한 각종 기술을 축적 하고 최근에 활용이 보편화되고 있는 스마트폰을 활용한 헬스케어 플랫폼 적용으로 우수성을 확보하고자 한다.
세계 최고로 예상되는 급속한 인구구조의 고령화로 향후 우리나라는 보건, 의료, 복지 등에서 심각한 사회 문제에 직면할 것으로 예상되고, 고령화 사회로 인한 만성질환 증가는 의료비 증가로 이어져 국가 재정에 대한 부담으로 작용할 것이다. 정보통신기술을 이용하여 시간과 공간에 구애 받지 않고 언제 어디서나 건강과 생활을 관리하여 건강한 삶을 유지시키는 새로운 형태의 서비스인 유헬스(ubiquitous-Health)가 주목을 받고 있다. 일반인, 고령자, 만성질환자를 대상으로 하는 유헬스용 개인 건강 기기의 개발은 기존의 제품에서 네트워크와 연동이 되는 제품으로 보급되고 있으나, 데이터 상호 운용성이 고려되지 않은 제품이 주류를 이루고 있어 향후 진정한 유비쿼터스 개념의 건강관리를 위한 서비스를 실현하는데 문제가 될 것으로 예상되고 있다. 유헬스 기술이 표준화 되면, 생체정보 데이터의 취합 및 전송, 분석 및 피드백이 표준적인 방법으로 운용이 될 수 있으므로, 개인 건강 기기들과, 이들을 처리하는 유헬스 서비스간의 상호 운용성이 보장이 된다. 본 고에서는 최근 유헬스 분야에서 가장 활발한 표준화가 진행중인 IEEE 11073 PHD 표준화 동향에 대해서 살펴보고, 본 연구원에서 개발한 국제 표준기반 유헬스 플랫폼에 대한 소개를 한다.
본 연구논문에서는 기존의 국제 표준 헬스케어 셋탑, 게이트웨이의 단점을 보완하기 위해 ISO/IEEE 11073-20601의 최적화된 교환 프로토콜을 이용하여 IEEE 11073-104xx를 지원하는 Agent 간의 프로토콜 게이트웨이를 설계 구현한다. 그리고 서비스의 지역적 한계 도서, 산간 및 응급차량의 이동 중에도 데이터 전송이 이뤄져 서비스의 지역, 공간적 영역을 넓힐 수 있게 게이트웨이를 구조 확장 설계하여 원활한 데이터 전송이 가능하도록 WiBro/WiMAX를 지원하도록 하였다.
맥박산소측정기는 비침습적으로 사용자의 혈중 산소포화도(percentage oxygen saturation of haemoglobin: SpO2)를 측정 및 모니터링 하는 기기이다. 맥박산소측정기를 포함한 대부분의 개인건강기기 (Personal Health Device: PHD) 들은 데스크톱 컴퓨터에 비해 제한된 리소스를 가지므로, 측정한 데이터를 근거리의 매니저 (스마트폰, PC)에 전송하고, 매니저를 통해 원격의 모니터링 서버로 전송하는 방식을 사용한다. 따라서 개인건강기기와 매니저 간의 통신 프로토콜은 상호호환성의 관점에서 중요한 연구 분야이다. 이에 본 논문에서는 개인건강기기에 관한 국제 표준인 ISO/IEEE 11073 (X73) 프로토콜 기반 산소포화도 전송 에이전트의 설계 결과를 제시한다. 본 논문의 에이전트는 맥박산소측정기가 측정한 사용자의 산소포화도 및 맥박 수를 X73 메시지로 생성하여 매니저에게 전송하는 임베디드 프로그램으로 세션핸들러, 메시지 핸들러, 그리고 메모리 핸들러로 구성된다. 세션 핸들러는 원격 모니터링 서버와의 통신 세션 연결, 해제를 담당하고, 메시지 핸들러는 X73 메시지의 생성 및 해석을 담당한다. 메모리 핸들러는 맥박산소측정기 메모리에 저장된 맥박 및 산소포화도를 추출한다. 본 논문의 산소포화도 전송 에이전트를 사용함으로써, 맥박산소측정기는 x73 표준을 따르는 여러 매니저들과의 통신이 가능하게 되며, 이를 통해 맥박산소측정기와 매니저 간 상호호환성을 보장할 수 있다.
U-Health Care 서비스를 제공하려면 때와 장소를 가리지 않고 어디서든 건강상태를 진단 할 수 있는 생체측정기술이 필요하다. 그래서 현재는 정보통신기술을 이용하여 당뇨병, 고혈압 등 만성질환을 앓고 있는 환자들을 대상으로 환자들의 생활공간과 진료가 결합된 서비스가 U-Healthcare서비스이다. 본 논문은 최근 U-Healthcare 분야에서 가장 최근의 표준흐름을 분석한다. U-Healthcare에서 호환성과 신뢰성의 문제가 생기지 않도록 하기위해 표준화가 가장 활발하게 진행 중인 국제 표준화 동향과 IEEE 11073 PHD, HL7 CDA 등의 국제 표준화 동향에 대해 살피면서 국제 표준기반 U-Healthcare 플랫폼에 대해 알아본다.
인구의 고령화로 만성질환자가 증가함에 따라 개인건강관리를 위한 U 헬스 서비스에 관심이 증대되고 있다. U 헬스 서비스를 활용하기 위해서는 다양한 생체정보를 간편하게 측정하는 개인건강기기(PHD, Personal Health Device)가 필요하다. 하지만 혈압, 심전도, 혈당, 산소포화도 등을 측정하는 개인건강기기는 제작 회사마다 서로 다른 프로토콜과 포맷으로 개발되어 기기간의 상호 운용성(Interoperability)이 보장되지 않는다. 또한 각기 다른 포맷으로 측정된 데이터를 병원정보시스템(HIS, Hospital Information System)간 공유하고 관리하는데 어려움이 존재한다. 이에 따라, 본 논문에서는 개인건강기기 국제 표준인 IEEE 11073 PHD 를 기반으로 다양한 개인건강기기와 실시간으로 통신하며, 측정된 생체정보를 관리하고 전송하는 모바일 헬스케어 매니저 설계를 제시한다. 제시한 매니저는 다양한 모바일 기기 중 스마트폰 기반으로 설계하였고, 각기 다른 포맷으로 측정된 데이터를 국제표준 메시지 교환방식인 HL7 (Health Level Seven)메시지로 변환하여 전달하는 게이트웨이 역할을 담당한다.
스마트 헬스케어 서비스에서 환자의 응급 상황을 정확하게 응급 감지하고 신속히 알리는 것이 매우 중요하다. 이러한 응급 상황의 감지 및 통보는 대부분 의료진들에 의해 수행되고 있다. 하지만 현재 의료진의 수가 제한되어 있기 때문에 실시간으로 동시에 많은 사람들을 진단하기 어렵다. 본 논문에서는 스마트 헬스케어 서비스를 위한 사용자 맞춤형 응급 정책을 활용한 응급 생체 데이터의 관리 구조 및 방법론을 제시한다. 제안된 시스템은 3단계로 구성된다. 1단계에서는 생체 데이터는 무선 신체망으로부터 수집 기능을 수행하고, 2단계는 사용자 맞춤형 응급 정책을 기반으로 생체 데이터의 응급 상태를 감지 기능을 수행하며, 마지막으로, 3단계에서는 건강 상태 정보를 포한한 응급 메시지를 국제 메시지 표준인 IEEE 11073 PHD와 HL7 CDA간 변환하여 의료진에게 자동적으로 전송하는 기능을 수행하게 된다. 이를 통해, 무선 신체망에서 수집된 개인 생체 데이터의 응급 상태는 사용자 맞춤형 정책을 이용하여 자동 감지되며, 응급 상황이 감지지면, 의료 시스템으로 신속하게 응급 통보 및 응급 데이터를 통보함으로써 환자에게 신속한 응급 구조 서비스를 제공할 수 있게 된다. 마지막으로, 제안된 시스템 구조의 서비스와 기능들을 구현을 통해 입증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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