현재 홈 헬스케어시스템은 의료기기와의 통합을 위한 표준화 기술이 미비한 상황이며 특히, 다양한 개인의료기기들의 호환성 제공과 시스템 간 상호 운용성 확보를 위한 보다 구체적인 솔루션이 필요하다. 본 논문에서는 핵심기술 요소인 ISO/IEEE 11073, HL7 표준 적용을 통하여 스마트 게이트웨이 기반 모바일 헬스케어시스템을 설계 및 구현하고자 한다. 이를 위해, 심박측정계, 산소포화도 측정계, 심전도 측정계 등을 헬스케어 의료기기로 구성하였다. 아울러, 본 논문에서는 Android 4.x Bluetooth HDP(Health Device Profile)를 기반으로 continua health alliance 표준의 의료기기 연결성을 제공하며, 스마트폰 환경에서 의료기기를 통해 얻어진 데이터를 HL7 표준을 기반으로 사용자와 의료인에게 제공하여 사용자의 건강 평가/관리를 위한 진단지원시스템을 가능하게 하는 헬스케어시스템을 구현하고자한다.
현재 홈 헬스케어시스템은 의료기기와의 통합을 위한 표준화 기술이 미비한 상황이며 특히, 다양한 개인의료기기들의 호환성 제공과 시스템 간 상호 운용성 확보를 위한 보다 구체적인 솔루션이 필요하다. 본 논문에서는 핵심기술 요소인 ISO/IEEE 11073, HL7 표준 적용을 통하여 스마트 게이트웨이 기반 모바일 헬스케어시스템을 설계 및 구현하고자 한다. 이를 위해, 심박측정계, 산소포화도 측정계, 심전도 측정계 등을 헬스케어 의료기기로 구성하였다. 아울러, 본 논문에서는 Android 4.x Bluetooth HDP(Health Device Profile)를 기반으로 continua health alliance 표준의 의료기기 연결성을 제공하며, 스마트폰 환경에서 의료기기를 통해 얻어진 데이터를 HL7 표준을 기반으로 사용자와 의료인에게 제공하여 사용자의 건강 평가/관리를 위한 진단지원시스템을 가능하게 하는 헬스케어시스템을 구현하고자한다.
Home healthcare system has lot of things to do for the integration with medical instruments in the sense of standardization. We will design and implement mobile healthcare system based on smart gateway thru adaptation of ISO/IEEE 11073, and HL7 standard. And also we are willing to research heart rat...
Home healthcare system has lot of things to do for the integration with medical instruments in the sense of standardization. We will design and implement mobile healthcare system based on smart gateway thru adaptation of ISO/IEEE 11073, and HL7 standard. And also we are willing to research heart rate monitor, pulse-oxygen meter and ECG monitor in order to develop mobile healthcare system for medical appliance. We studied the connection of standard medical devices, i.e, continua health alliance under the Android 4.x Bluetooth HDP(Health Device Profile) environments. We also tried to implement healthcare system which can support diagnosis for healthcare provider and user based on HL7 standard.
Home healthcare system has lot of things to do for the integration with medical instruments in the sense of standardization. We will design and implement mobile healthcare system based on smart gateway thru adaptation of ISO/IEEE 11073, and HL7 standard. And also we are willing to research heart rate monitor, pulse-oxygen meter and ECG monitor in order to develop mobile healthcare system for medical appliance. We studied the connection of standard medical devices, i.e, continua health alliance under the Android 4.x Bluetooth HDP(Health Device Profile) environments. We also tried to implement healthcare system which can support diagnosis for healthcare provider and user based on HL7 standard.
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문제 정의
따라서 본 논문에서는 스마트폰을 모바일 헬스케어 시스템을 위한 스마트 게이트웨이로 활용하여 개인 헬스케어 의료기기와 연결되어 홈&모바일 헬스케어 서비스를 제공하며 이후 스마트폰 애플리케이션과의 연동을 통하여 건강관리 서비스로의 확장성을 제공하는 모바일 헬스케어시스템에 대해 설계 및 구현하고자 한다.
즉, 하드웨어 형태의 게이트웨이 없이 스마트폰 환경에서 홈 헬스케어 의료기기를 연결할 수 있다. 본 논문에서는 Android 4.xos의 Bluetooth HDP SDK 기반으로 Bluetooth HDP의 Sink 역할을 하는 HDP Manager Module을 스마트폰 애플리케이션으로 구현하였다. 그림 9는 HDP Manager Module 소프트웨어 구성도이다.
본 논문에서는 홈 헬스케어에서 건강측정을 위하여 가장 많이 사용되는 개인 건강 기기(personal health device)인 혈당계, 혈압계, 심박측정계(heart rate monitor), 산소포화도 측정계(pulse-oximeter), 심전도 측정계(ECG monitor)의 5가지 홈 헬스케어 의료기기를 구성하고 표준 핵심 기술 요소인 ISO/IEEE 11073, HL7을 준용하는 게이트웨이 플랫폼을 스마트폰에 적용하여 기존의 홈 헬스케어시스템을 구성하는 단말기 형태의 게이트웨이나 홈 서버 하드웨어 구성을 필요로 하지 않으면서 집 안의 고정된 게이트웨이로 인하여 발생하는 위치종속성 문제를 해결할 수 있는 스마트 게이트웨이 기반의 모바일 헬스케어시스템을 구현하고자 한다. 아울러, 기존의 표준을 준용하는 홈 헬스케어 의료기기와의 연결성을 보장하며 사용자의 필요에 따라 새로운 의료기기 추가에 제약이 없는 모바일 헬스케어시스템이다.
본 논문은 국제 표준 ISO/IEEE-11073, HL7을 기반으로 기존의 홈 헬스케어 시스템의 홈 게이트웨이를 스마트폰에 적용하여 별도의 하드웨어 구성없이 헬스케어 서비스를 제공할 수 있는 스마트 게이트웨이 기반 모바일 헬스케어시스템을 제안하고 설계 및 구현하였다. 시스템 개발을 위한 요소 기술 개발 내용은 다음과 같다.
본 논문에서의 스마트폰 게이트웨이는 ISO/IEEE 11073와 HL7메시지 변환 게이트웨이로서 Bluetooth HDP, HL7 표준을 통해 원격지에 있는 의료진이 사용자의 휴대 단말에 연결된 센서들을 실시간으로 관리(데이터 량, 데이터의 주기 등)함으로써 개인 맞춤형 진료 또는 관리를 가능하게 한다. 아울러, 본 논문에서는 헬스케어 서비스로 원격지에서 측정된 생체정보를 스마트폰 애플리케이션을 통해 진단, 지원 할 수 있는 헬스케어 애플리케이션을 구현하였다. 그리고 애플리케이션은 HL7으로 전송받은 환자의 간단한 신상정보와 생체정보를 확인할 수 있도록 하였다.
홈&모바일 헬스케어는 노인 및 만성질환자 등의 건강상태를 실시간 관리하여 추가 발병을 억제하고 조기진단을 통하여 질병의 완치율을 높이는 것을 주요 목적으로 하고 있다.
제안 방법
본 논문에서는 앞서 기술한 바와 같이 모바일 헬스케어 서비스를 위해 가정 내에서 사용될 수 있는 혈당계, 혈압계, 심박측정계, 산소포화도 측정계, 심전도 측정계의 5가지 홈 헬스케어 의료기기를 구성하였다. 구성된 의료기기는 ISO/IEEE-11073 표준의 모바일 게이트웨이를 위해 상기 홈 헬스케어 의료기기를 Bluetooth HDP를 기반으로 ISO/IEEE-11073 표준 기반의 홈 헬스케어 의료기기로 구현하였다.
아울러, 본 논문에서는 헬스케어 서비스로 원격지에서 측정된 생체정보를 스마트폰 애플리케이션을 통해 진단, 지원 할 수 있는 헬스케어 애플리케이션을 구현하였다. 그리고 애플리케이션은 HL7으로 전송받은 환자의 간단한 신상정보와 생체정보를 확인할 수 있도록 하였다.
끝으로, 일반적인 헬스케어시스템의 기능을 개선하고 현재의 시장성을 적용한 홈 헬스케어시스템 기술을 적용하였으며, 본 논문을 통해 구현된 의료기기는 continua health alliance 표준에 따라 구현되었다.
넷째, Bluetooth HDP를 기반으로 의료기기의 데이터를 획득, 확인, 전송 할 수 있는 스마트폰 게이트웨이를 구현하고 실시간 모니터링 할 수 있는 애플리케이션과 원격 모니터링 할 수 있는 홈&모바일 헬스케어서비스 애플리케이션을 구현하였다.
Health Data Manager는 ORU Message 모듈을 통해 의료기기로부터 전송된 건강 정보를 HL7 ORU^R01 transmits observations and resullts 메시지를 구성하여 TCP/IP 기반 트리거 이벤트를 통해 의료정보시스템 및 진단지원시스템과 상호 정보를 교환한다. 본 논문에서는 스마트폰용 HL7 Converter Module은 RIM(HL7 v3 Model) 처리 및 데이터베이스 접근에 따른 시스템 부화와 스마트폰 환경에서 다른 정보시스템간의 통신의 적합성을 고려하여 HL7 v2.x 기반의 메시지 전달 방식으로 구현하였다.
본 논문에서는 시작품 개발을 통해 심전도 측정계, 혈압&심박 측정계를 생체센서를 활용하여 기능이 개선된 새로운 Bluetooth HDP 기반 홈 헬스케어 의료기기를 구현하였으며 산소포화도계, 혈당계는 기존의 산소포화도, 혈당 측정기기 제품을 그대로 활용하고 통신을 위한 Bluetooth 모듈을 추가하여 구현하였다.
본 논문에서는 앞서 기술한 바와 같이 모바일 헬스케어 서비스를 위해 가정 내에서 사용될 수 있는 혈당계, 혈압계, 심박측정계, 산소포화도 측정계, 심전도 측정계의 5가지 홈 헬스케어 의료기기를 구성하였다. 구성된 의료기기는 ISO/IEEE-11073 표준의 모바일 게이트웨이를 위해 상기 홈 헬스케어 의료기기를 Bluetooth HDP를 기반으로 ISO/IEEE-11073 표준 기반의 홈 헬스케어 의료기기로 구현하였다.
본 논문에서의 스마트폰 게이트웨이는 ISO/IEEE 11073와 HL7메시지 변환 게이트웨이로서 Bluetooth HDP, HL7 표준을 통해 원격지에 있는 의료진이 사용자의 휴대 단말에 연결된 센서들을 실시간으로 관리(데이터 량, 데이터의 주기 등)함으로써 개인 맞춤형 진료 또는 관리를 가능하게 한다. 아울러, 본 논문에서는 헬스케어 서비스로 원격지에서 측정된 생체정보를 스마트폰 애플리케이션을 통해 진단, 지원 할 수 있는 헬스케어 애플리케이션을 구현하였다.
셋째, Android 4.x os 스마트폰을 대상으로 의료정보 표준 HL7을 기반으로 진단지원시스템과 연동 할 수 있는 HL7 Converter Module을 구현하였다.
그리고 표 1은 심전도계, 심박계, 혈압계의 하드웨어 모듈 개발 사양이다. 심전도, 혈압계의 MCU는 24FJ64를 사용하였으며, 심전도에서는 심전도 측정 및 측정된 신호를 무선 전송을 위하여 그리고 혈압계에서는 혈압 및 맥박 측정, 측정된 생체 신호를 무선 전송한다. 측정계 모두 2개의 모듈로 구성된다.
아울러, 본 논문에서는 표준화를 위하여 stollmann의 BlueDev+P25/G2/HDP Bluetooth Health Device Profile Development Kit을 활용하여 표준화된 Bluetooth HDP 통신을 지원하도록 구현하였다.
첫째, Bluetooth HDP 기반 스마트폰 게이트웨이와 연동될 수 있는 대표적인 홈 헬스케어 의료기기 심전도 측정계, 심박수 측정계, 혈압 측정계를 시제품 개발을 통해 새로 구현하고 기존의 산소포화도계, 혈당계에 Bluetooth HDP 표준 관련 모듈을 추가하여 기능이 개선된 5가지 홈 헬스케어 의료기기를 구현하였다.
대상 데이터
본 논문에서 구현한 Bluetooth HDP 기반 홈 헬스케어 의료기기는 HDP Manager Module을 통해 스마트폰 애플리케이션에서 의료기기의 생체 데이터를 획득하며 그림 10은 헬스케어 의료기기 모니터링 스마트폰 애플리케이션 1이며, 그림 11은 애플리케이션 2이다.
성능/효과
둘째, Android 4.x os 스마트폰을 대상으로 Bluetooth HDP기반 의료기기를 연동할 수 있는 HDP Manager Module을 구현하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
유비쿼터스 헬스케어란?
유비쿼터스 헬스케어는 의료산업에 정보통신 기술을 접목한 융합기술로 언제 어디서나 질병의 예방에서 관리까지 받을 수 있는 의료서비스 또는 환경을 의미한다. 유비쿼터스 헬스케어는 병원방문 없이 실시간 건강관리를 통한 질병의 조기진단, 지속적인 관리가 필요한 환자의 건강관리, 응급상황에 대한 조기 대처 등이 가능한 의료서비스를 제공할 수 있다.
홈 헬스케어에서 건강측정을 위하여 가장 많이 사용되는 개인 건강 기기는 무엇인가?
본 논문에서는 홈 헬스케어에서 건강측정을 위하여 가장 많이 사용되는 개인 건강 기기(personal health device)인 혈당계, 혈압계, 심박측정계(heart rate monitor), 산소포화도 측정계(pulse-oximeter), 심전도 측정계(ECG monitor)의 5가지 홈 헬스케어 의료기기를 구성하고 표준 핵심 기술 요소인 ISO/IEEE 11073, HL7을 준용하는 게이트웨이 플랫폼을 스마트폰에 적용하여 기존의 홈 헬스케어시스템을 구성하는 단말기 형태의 게이트웨이나 홈 서버 하드웨어 구성을 필요로 하지 않으면서 집 안의 고정된 게이트웨이로 인하여 발생하는 위치종속성 문제를 해결할 수 있는 스마트 게이트웨이 기반의 모바일 헬스케어시스템을 구현하고자 한다. 아울러, 기존의 표준을 준용하는 홈 헬스케어 의료기기와의 연결성을 보장하며 사용자의 필요에 따라 새로운 의료기기 추가에 제약이 없는 모바일 헬스케어시스템이다.
참고문헌 (8)
장영재, "유헬스 의료기기 시스템의 상호운용성 평가기술 개발 방안", TTA Journal Vol.138, 2011.
이윤태, "u-Health 신산업 창출을 위한 사업화 전략연구,", 한국보건산업진흥원, 2010.
천승만, 나재욱, 박종태, "M2M을 위한 U-헬스케어 응용 서비스 기반 IEEE 11073/HL7 변환 게이트웨이 설계 및 구현", 한국통신학회, Vol.36, No.3, 2011.
Korea Food & Drug Administration, "Standard of U-Health Medical Devices Guideline", 2007.
B. Orguna, J.Vub, "HL7 ontology and mobile agents for interoperability in heterogeneous medical information systems", Computers in Biology and Medicine 36, pp. 817-.836, 2006.
Yuksel, M., Dogac, A., "Interoperability of Medical Device Information and the Clinical Applications: An HL7 RMIM based on the ISO/IEEE 11073 DIM", IEEE Transactions on Information Technology in Biomedicine, pp. 557-566, 2011.
O. Kilic and A. Dogac, "Achieving Clinical Statement Interoperabilityusing R-MIM and Archetype-based Semantic Transformations," IEEE Transactions on Information Technology in Biomedicine, vol.13, no.4, pp 467-477, 2009.
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