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[국내논문] 분산 네트워크 시스템에서 TMO를 이용한 ICU 실시간 생체정보 전송 시스템
ICU Real-Time Sign Information Transmission System using TMO in Distributed Network Systems 원문보기

한국전자통신학회 논문지 = The Journal of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, v.4 no.3, 2009년, pp.230 - 235  

오승재 (순천청암대학 컴퓨터정보과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

분산 네트워크 시스템에서 실시간 객체 지향 모델 TMO를 이용하여 메시지를 실시간으로 전송하기 위해 시간 구동과 메시지 구동(TMO : Time-triggered Message-triggered Object Model)에 대한 구조를 일반적인 형태의 구조로 모델링 하였으며, 이러한 모델링은 분산된 실시간 통신 객체와 비실시간 객체를 포함하여야 한다. 메시지 구동 메소드와 시간 구동 메소드를 모든 객체 구조 형태에 적용함으로서 메시지를 실시간적으로 전송할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 TMO 구조를 이용하여 실시간 통신을 하기 위해 ICU(Intensive Care Unit)환자 모니터 원격진료 시스템 응용 환경에 적용하였다. ICU의 Central Monitor로부터 전송되어진 환자의 생체정보 Raw Data가 HIS의 TMO 파싱 데이터 수신 모듈을 통해 사용가능한 데이터로 재구성될 수 있도록 설계가 이루어져 있다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The TMO may contain two types of methods, time-triggered methods(also called the spontaneous methods of SpMs) which are clearly separated from the conventional service methods (SvMs). The SpM executions are triggered upon design time whereas the SvM executions are triggered by service request messag...

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

  • 본 논문에서는 이러한 실시간 객체 모델의 TMO 파싱 수신 모듈 구조를 토대로 의료정보 시스템의 표준화된 프로토콜 HL7(Health Level 7)프로토콜을 이용하여 ICU의 Central Monitor에 나타난 환자의 생체정보를 실시간적으로 HIS 서버에 전송되어진 Numeric data와 waveform data를 사용하여 웹서버 및 데이터베이스를 구축한다. 환자모니터 원격진료시스템을 이루고 있는 구성 요소들 간의 실제적인 시뮬레이션 과정은 시간 구동 메소드의 연속적인 동작을 토대로 실행되는 객체 멤버들의 상태에 대한 설명을 구체적으로 표현하기 위해 멀티 레벨의 프로세스 명세절차를 통해 표현하였다.
  • 본 논문에서는 이러한 실시간 객체 모델의 TMO 파싱 수신 모듈 구조를 토대로 의료정보 시스템의 표준화된 프로토콜 HL7(Health Level 7)프로토콜을 이용하여 ICU의 Central Monitor에 나타난 환자의 생체정보를 실시간적으로 HIS 서버에 전송되어진 Numeric data와 waveform data를 사용하여 웹서버 및 데이터베이스를 구축한다. 환자모니터 원격진료시스템을 이루고 있는 구성 요소들 간의 실제적인 시뮬레이션 과정은 시간 구동 메소드의 연속적인 동작을 토대로 실행되는 객체 멤버들의 상태에 대한 설명을 구체적으로 표현하기 위해 멀티 레벨의 프로세스 명세절차를 통해 표현하였다.
  • Central Monitor에서 전송한 무효한 데이터는 더이상의 파싱 과정을 수행하지 않는다. 무효한 데이터의 파싱 과정이 프로세스에 치명적인 오류를 가져올 수 있기 때문에 데이터를 파싱하는 반복적인 프로세스에서 발생할 수 있는 문제점을 최소화하기 위한 방법으로 파싱 데이터의 바이트 수를 비교하고 Central Monitor에서 전송된 데이터의 무효성을 체크하는 것이다. Central Monitor에 등록된 환자의 정보와 환자에게서 획득되는 생체정보는 각각 환자 정보를 파싱하는 모듈과 상태 정보를 파싱하는 모듈, 그리고 환자의 생체정보에서 계측 수치(HR,VPC,ST1,ST2) 및 파형 수치(ECG1, VP1, RESP, SpO2)를 파싱하는 모듈로 분기하여 파싱 과정을 수행하도록 되어있다.
  • 파싱 과정을 완료하면 분기되었던 상태에서 복귀하며 유효한 환자일 경우에 스토리지에 저장하고 파싱 과정을 수행한 데이터의 길이를 증가시켜 Raw Data 모듈의 두 번째 인자인 데이터의 바이트수와 비교하는 과정을 다시 반복을 수행한다.
  • Parsing-TMO의 ODSS 영역은 환자의 정보를 나타내는 Patient Info Buffer, 환자 생체정보의 수치데이타를 나타내는 Numeric Measure Data Buffer, 생체정보의 파형을 나타내는 Wave Data Buffer로 객체 데이터 맴버로 이루어짐을 알 수 있다. Parsing_TMO ODSS 영역의 Patient Info, Numeric Measure Data buffer, Wave Buffer의 객체 데이터 맴버는 Main-TMO의 SpM을 통해 Parsing-TMO의 SvM을 호출함으로서 DS-7600 센트럴 모니터의 생체정보 row 데이터를 전송하여 ODSS 객체 데이터 맴버를 주기적으로 갱신한다. 수신된 생체정보의 이진 정보 row 데이터를 Parsign 수신 모듈을 통해 베드 사이트의 환자 모니터 생체정보를 DS-7600 센트럴 모니터로 송신한 정보를 응용환경에 맞게 설정하기 위해 파싱 수신 모듈 알고리즘을 적용한다.
  • 프로그래밍내에 나타낸 CParsingPro 클래스는 환자의 정보를 나타내는 Patient TMO, 환자의 생체정보를 수치데이타로 표현하는 Measure Data TMO 및 생체정보 파형을 나타내는 Wave Data TMO로 정의하였다. 이러한 TMO에 접근하기 위해서 Parsign-TMO내의 SpM을 통해 Patient Info, Measure, Wave의 SvM을 호출함으로서 각각의 분산된 노드에서 TMO를 수행함으로서 센트럴 모니터로부터 송신된 환자의 생체정보에 대한 객체에 대해 주기적으로 계속해서 갱신된 데이터를 전송한다. Main-TMO로부터 송신된 생체정보의 Raw 데이터는 Parsing-TMO의 SvM을 통해 ODSS 영역의 객체 데이터 맴버 스토리지에 저장한다.
  • 실시간 통신을 필요로 하는 분산된 객체 노드에 TMO 구조를 이용하여 객체 노드간의 실시간 통신 메소드를 SpM 영역과 SvM 영역으로 명확하게 분리하여 적용함으로서 실시간 통신시스템을 구축하기 위해 소요되는 개발 기간을 줄일 수 있으며, 또한 TMO 구조에서 이용되는 시간 구동 및 메시지 구동 메소드는 충분한 실시간 통신서비스를 제공하기 위한 데드라인을 보장함으로서 실시간으로 환자 모니터 원격진료 시스템의 생체정보지원 시스템을 구축하였다.
  • Central Monitor로부터 전송되어진 환자의 생체정보 Raw Data가 HIS의 TMO 파싱 수신 데이터 모듈을 통해 사용가능한 데이터로 재구성될 수 있도록 설계 하였으며, 환자 생체정보에 대한 실시간성과 생체정보에 대한 생체정보 데이터의 연속성을 부여함으로서 베드 사이트의 환자에게서 발생된 모든 생체정보에 의해 환자 관리가 가능하다.

이론/모형

  • Parsing_TMO ODSS 영역의 Patient Info, Numeric Measure Data buffer, Wave Buffer의 객체 데이터 맴버는 Main-TMO의 SpM을 통해 Parsing-TMO의 SvM을 호출함으로서 DS-7600 센트럴 모니터의 생체정보 row 데이터를 전송하여 ODSS 객체 데이터 맴버를 주기적으로 갱신한다. 수신된 생체정보의 이진 정보 row 데이터를 Parsign 수신 모듈을 통해 베드 사이트의 환자 모니터 생체정보를 DS-7600 센트럴 모니터로 송신한 정보를 응용환경에 맞게 설정하기 위해 파싱 수신 모듈 알고리즘을 적용한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
WTMOS는 무엇인가? WTMOS는 TMO로 설계된 분산 멀티미디어 서비스나 실시간 시뮬레이션과 같은 연성 실시간 응용프로그램을 지원하기 위한 객체 지향 기반의 윈도우 플랫폼이다. 이것은 윈도우 쓰레드에 매칭된 TMO 메소들의 마감시간(deadline)을 검사해서 우선순위를 부여하고 메소드들이 정시에 호출되어 실행될 수 있도록 제어하는 것을 말한다.
실시간 객체 모델의 대표적인 예로는 무엇이 있나? 만일 시스템이 시간 제약 조건을 만족하지 못하면, 시스템 실패가 발생한 것으로 간주하며, 또한 실시간 통신시스템은 어떠한 기능을 정확히 수행할 뿐 아니라 외부의 비동기적인 사건에 대하여 주어진 시간 안에 응답할 수 있는 시스템이어야 한다[2]. 실시간 객체 모델의 대표적인 예로는 Kane Kim에 의해 제안된 TMO 모델(Time-triggered Message-triggered Object Model)로서 객체 모델을 실시간 시스템의 모델링에 적합하도록 확장한 것으로써 시간에 의해 구동되는 시간구동(Time-Triggered 메소드와 메시지에 의해 구동되는 메시지 구동(Message- Triggered 메소드를 제공한다[3][9][11] TMO 모델에서 제공되는 시간 구동 메소드와 메시지 구동 메소드에 의해 실시간 시스템이 갖는 시간적인 특성과 이벤트를 쉽게 추상화 할 수 있는 구조를 가지고 있을 뿐 아니라, 적시 서비스 능력(timely service capability)을 설계 단계에서부터 보장할 수 있다[1-5].
WTMOS는 어떤 구현 환경을 제공하나? · TMO 기반의 실시간 객체지향 프로그래밍을 지원하기 위해서 SpM 메소드와 SvM 메소드를 C++클래스로 정의하였다. · TMO의 메소드들이 정시에 실행될 수 있도록 SpM과 SvM 메소드의 마감시간(deadline)을 주기적으로 검사하여 관리한다. · SvM 메소드는 분산 데이터 필드인 IPC를 통해서 전달되는 메시지뿐만 아니라 메시지에 의해서도 실행될 수 있다. · ODS(Object Data Store)에 동시에 접근하는 메소드들을 모니터하고 제어한다.
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참고문헌 (6)

  1. Kim, K.H., "Real-Time Object-Oriented Distributed Software and the TMO Scheme", Int'l Jour. of Software Engineering & Knowledge Engineering, Vol. No2, pp.251-276, April 1999. 

  2. K. H. Kim and J. Liu, "Deadline Handling in Real-Time Distributed Objects", Proc. ISORC 2000, Newport Beach, CA, pp.7-15, March 2000. 

  3. Kim, K.H., Ishida, M., and Liu, J., "An Efficient Middleware Architecture Supporting Time- Triggered Message-Triggered Objects and an NT-based Implementation," Proc. ISORC'99 (IEEE CS 2nd Int'l Symp. on Object-oriented Real-Time Distributed Computing), pp.54-63, May 1999. 

  4. 김광준, 서종주, 강기웅, 윤찬호, " 분산 네트워크 시스템에서 TMO를 이용한 실시간 통신 시뮬레이션 구현", 한국해양정보통신학회 논문지, pp.897-905, Vol.11, No.5, 2007 

  5. 김광준, 서종주, 강기웅, 윤찬호, "다중 노드 시스템에서 TMO를 이용한 실시간 서비스 메시지 보장", 한국전자통신학회 논문지, pp.28-34, Vol.1, No.1, Oct. 2006 

  6. 김광준, 임세정, "HL7(Healthy Level Seven) 프로토콜을 이용한 실시간 환자 모니터링 웹 뷰어 시스템 개발", 한국해양정보통신학회 논문지, pp.546-555, Vol.13, No. 3, March 2009 

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