[논문]WiBro/WiMAX 지원 국제표준 헬스케어 게이트웨이 연구 개발

이정기; 김국세; 김충원; 안성수

doi:10.6109/jkiice.2014.18.12.3020

WiBro/WiMAX 지원 국제표준 헬스케어 게이트웨이 연구 개발
A Research and development of healthcare gateway for international standards that support a WiBro / WiMAX 원문보기

한국정보통신학회논문지 = Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, v.18 no.12, 2014년, pp.3020 - 3028

이정기 (Korea Electronics Technology Institute) , 김국세 (Research Institute, Nanoom Tech, Inc.) , 김충원 (Department of Computer Engineering, Chosun University) , 안성수 (Department of Electrical Engineering, Dongsin University)

초록
AI-Helper

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.

Abstract ▼ AI-Helper

In the present study, A protocol gateway between agent is designed by using an optimized protocol for the exchange of ISO / IEEE 11073-20601 in order to compensate the disadvantage of the existing gateway and a international standard healthcare set-top. The gate way was designed to smooth data trans...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구논문에서는 Wibro/WiMAX 지원 ISO/IEEE 11073 PHD 표준 및 HL7 CDA 표준기반 유헬스케어 게이트웨이 플랫폼을 연구 개발 하였다. 실제 연구 개발한 국제 표준 지원 헬스케어 게이트웨이와 컨티뉴아 국제인증 헬스케어 디바이스(체중/체지방, 혈압, 보수계,etc.
본 연구논문에서는 개인 건강 기기 표준인 ISO/IEEE 11073과 의료 표준인 HL7의 표준 생체 데이터 수집 및전송이 가능한 국제표준 헬스케어 게이트웨이를 제작하여 컨티뉴아 인증에 적합하게 하였고, 도서산간 및 이동중인 차량에서도 효율적인 데이터 전송이 가능하도록 WiBro/WiMAX를 지원하도록 하였다.
본 연구논문에서는 기존의 국제 표준 헬스케어 셋탑, 게이트웨이의 이동 중인 차량, 특히 구급차 및 도서 산간 무선 통신이 지원되지 않는 단점을 보완하기 위해 ISO/IEEE 11073-20601의 최적화된 교환 프로토콜을 이용하여 IEEE 11073-104xx를 지원하는 Agent 간의 프로토콜 게이트웨이를 설계 구현한다. 그리고 WiBro/ WiMAX를 적용하여 서비스의 지역적 한계 도서, 산간 및 응급차량의 이동 중에도 데이터 전송이 이뤄져 서비스의 지역, 공간적 영역을 넓힐 수 있게 게이트웨이를 구조 확장 설계한다.
위에 존재하는 개인건강기기에 대한 상세 표준으로 개인건강기기가 어떻게 동작해야 하는지에 대해 기술하고 있다. 다양한 개인건강기기에 대한 표준화작업을 진행하고 있으며, 체온계, 체중계, 혈압계, 혈당계, 심전계, 맥박 산소측정기 등에 대한 표준을 정의 하고 있다.

제안 방법

그림 12, 13에서 Uplink frame-OFDM 파라미터, Uplink Frame-Diversity Sub-channel을 보여주고 있다. WiBro/WiMAX 제품의 일반적인 무선 특성과 PHY/ MAC 특성을 일본 JATE/TELEC이 요구하는 Ordinance Regulating Radio Equipment Article 49.28/ARIB STDT94 구격을 고려하여 선택 연구 실험 하였다. 그림 14에서는 KETI에서 보유하고 있는 WiBro/WiMAX 테스트 장비를 이용하여 WiBro/WiMAX의 Signal(Modulation, Spectrum, Flatness, Power)를 분석하고 파라메타(Center Frequency, Receiver Attenuation, Source Amplitude, Enabling Modulation and RF Output)설정을 실험한 결과이다.
국제표준 기반 헬스케어 게이트웨이 시스템은 안드로이드 2.3 기반 진저브레드 기반으로 제작 설계하였다. 헬스케어 게이트웨이 플랫폼 전체적인 구조는 그림 6과 같다.
ISO/IEEE 11073 PHD 표준과 HL7 메시지 통신 구현을 위해 Transport Layer는 Wireless-Bluetooth Health Device Profile, Wired-USB Personal Health Device Class로 이루어져 있고, Exchange Protocol Layer는 ISO/IEEE Std 11073-20601 Optimized exchange protocol로 이루어져 있다. 그리고 Device Specialization Layer는 국제표준 헬스케어 게이트웨이에서 혈압계, 체중계, 체지방계, 보수계 등으로부터 IEEE 11073-10407, IEEE 11073-10408, IEEE 11073-10415, IEEE 11073-10417, IEEE 11073-10442 데이터를 전송받아 IEEE 11073-20601을 통해 표준 데이터 처리를 한 후 IEEE 11073 PHD to HL7 CDA 변환 장치를 통해 HL7 CDA 데이터를 서버에 전송한다. 그림 9에서는 IEEE 11073 매니저와 에이전트간 접속 및 전송 절차에 대해서, 그림 10에서는 IEEE 11073-20601 기반 이벤트 리포트 메시지를 보여준다.
본 연구논문에서는 기존의 국제 표준 헬스케어 셋탑, 게이트웨이의 이동 중인 차량, 특히 구급차 및 도서 산간 무선 통신이 지원되지 않는 단점을 보완하기 위해 ISO/IEEE 11073-20601의 최적화된 교환 프로토콜을 이용하여 IEEE 11073-104xx를 지원하는 Agent 간의 프로토콜 게이트웨이를 설계 구현한다. 그리고 WiBro/ WiMAX를 적용하여 서비스의 지역적 한계 도서, 산간 및 응급차량의 이동 중에도 데이터 전송이 이뤄져 서비스의 지역, 공간적 영역을 넓힐 수 있게 게이트웨이를 구조 확장 설계한다.
현재 시스템은 ARM9 1GHz 삼성 프로세서를 사용하며, 헬스케어 게이트웨이는 헬스케어 매니지먼트, 무선 네트워크 데이터 제어, IEEE 11073 PHD 및 HL7CDA 데이터 송․수신을 담당하고 있다. 그리고 메인 시스템은 안드로이드 2.3(Gingerbread)기반으로 네트워크 디바이스 드라이버 및 블루투스 스택 프로파일을 포팅 구성하였다. 무선 네트워크 지원을 위해서 블루투스 2.
3(Gingerbread)기반으로 네트워크 디바이스 드라이버 및 블루투스 스택 프로파일을 포팅 구성하였다. 무선 네트워크 지원을 위해서 블루투스 2.1+EDR, HDP(Health Device Profile), IEEE 802.11 b/g/n Wi-Fi, IEEE 802.153-2005 Mobile WiBro/ WiMAX를 지원, Wi-Fi가 지원되지 않거나 이동 중인 차량 안에서도 데이터 전송이 원활하게 이뤄지도록 구성하였다.
본 연구논문에서 제안한 WiBro/WiMAX 지원 국제 표준 헬스케어 Gateway 연구개발을 위해서 게이트웨이 하드웨어 사양은 삼성 Exynos4210 Cortex-A9 Dualcore 1.2Ghz를 사용하여 안드로이드 2.3 진저브레드 시스템을 구성하였다. 개인 헬스측정 기기 오므론사의 IEEE 11073-104xx 헬스 기기 디바이스와 통신하기 위해 블루투스 HDP 모듈을 직접 제작 사용하였다.
사용자는 헬스 데이터를 측정 수집하기 위해 국제표준 헬스케어 Gateway가 설치된 장소에서 혈압을 측정하고 블루투스 PHD를 통해 IEEE 11073-104xx 해당 데이터를 게이트웨이로 전송한다. IEEE 11073-104xx 데이터를 받은 헬스케어 Gateway는 IEEE 11073-20601 프레임워크를 통해 해당 HL7 데이터 처리 프레임으로 보내 데이터를 서버로 전송하기 위해 HL7 데이터로 전송하다.
전자부품연구원 및 해당 회사에서 5명의 실험 참가자가 개개인의 특성에 따라 10,15,20여일 정도 데이터를 오전, 오후 측정을 하였으며 해당 데이터를 서버로 전송 하였다. 혈압계, 체중/체지방계 보수계는 일본 오무론 제품을 사용하였으며 연구 논문을 위해 제작한 WiBro/ WiMAX 지원 국제표준헬스케어 Gateway을 통해 ISO/ IEEE 11073 데이터를 받아 HL7으로 변환시켜 해당 데이터를 서버로 전송하였다.
전자부품연구원 및 해당 회사에서 5명의 실험 참가자가 개개인의 특성에 따라 10,15,20여일 정도 데이터를 오전, 오후 측정을 하였으며 해당 데이터를 서버로 전송 하였다. 혈압계, 체중/체지방계 보수계는 일본 오무론 제품을 사용하였으며 연구 논문을 위해 제작한 WiBro/ WiMAX 지원 국제표준헬스케어 Gateway을 통해 ISO/ IEEE 11073 데이터를 받아 HL7으로 변환시켜 해당 데이터를 서버로 전송하였다. 그림 16, 17은 해당 서버에 서의 개인의 헬스 데이터 관리 화면을 보여준다.
헬스케어 게이트웨이 플랫폼 전체적인 구조는 그림 6과 같다. 혈압계, 체중계, 체지방 분석계, 보수계 등과 같은 11073 PHD 표준 디바이스를 사용하여 개인 건강 정보를 측정하게 된다. 측정된 건강 데이터는 11073 PHD 표준에 따라 가정 내의 홈 헬스 셋탑박스로 전송된다.

대상 데이터

3 진저브레드 시스템을 구성하였다. 개인 헬스측정 기기 오므론사의 IEEE 11073-104xx 헬스 기기 디바이스와 통신하기 위해 블루투스 HDP 모듈을 직접 제작 사용하였다. 실제 테스트 및 헬스 기기 측정은 그림 15에서는 IEEE 11073-10407, IEEE 11073-10415 혈압, 체중/체지방 측정을 보여주고 있다.
혈압계, 체중계, 체지방 분석계, 보수계 등과 같은 11073 PHD 표준 디바이스를 사용하여 개인 건강 정보를 측정하게 된다. 측정된 건강 데이터는 11073 PHD 표준에 따라 가정 내의 홈 헬스 셋탑박스로 전송된다.

후속연구

따라서 향후 연구에서는 전문 의료기관과 연계하여 국제표준 ISO/IEEE 11073 헬스케어 게이트웨이를 이용하여 개개인의 헬스케어 데이터를 전문병원에 전달할 수 있게 시스템을 갖춰 전문 의료인의 진단 및 의견 데이터가 쌓일 수 있도록 하고 더 나아가 전문 의료기 관이 보유한 전자 의무 기록과 연결에 대한 연구가 이뤄진다면, 차세대 헬스케어 서비스에 대한 높은 성과를 가져 올 것으로 본다.
본 연구논문에서는 현실적 연구를 위해 연구기관 및 해당 사업체에서 실험대상을 선정해 지속적인 건강관리를 하고 있지만 아직 국내 의료관련 법률상 개인의 생체정보를 외부에 유출할 수 없고 전문 의료기관에서 사용하는 전자 의무 기록과 직접적인 연결이 되어 있지 않아 의료진의 의견을 수렵하지 못한 점은 아쉬움으로 남고 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	유헬스케어 기술이란?	최근 전 세계적으로 인구의 고령화로 만성질환자가 증가함에 따라 사전 예방적 서비스에 대한 수요 급증과 국민생활수순 향상에 따란 동반되는 건강 및 건강관리 서비스에 대한 욕구가 증대되고 있다. 유헬스케어 기술이란 유무선 통신 인프라를 기반으로 일반인, 만성질환자, 노인, 회복중인 환자나 수술 후 환자 등이 가정에서 생활을 유지하면서 불편하거나, 거추장스럽지 않게, 짧은 주기나 혹은 지속적으로 신체의 정보를 측정하고, 신체의 상태를 모니터링하여 건강상태의 변화에 대한 전문가의 서비스를 즉각적으로 받는 기술이다[1].
	유헬스케어 서비스를 제공하기 위해 필요한 기술은?	유헬스케어 서비스를 제공하기 위해서는 필요한 생체정보와 생활정보를 측정하는 생체/생활정보 감지기술, 측정된 생체정보 및 생활정보를 유헬스케어 서비스로 제공하기 위해서 분석하는 생체/생활정보 분석 기술, 유헬스케어 응용 서비스를 위해 필요한 경고, 위해상황 판단 지원, 디바이스 용어, 네트워크 플랫폼, 서비스 프로토콜, 정보보호, 시험 및 인증을 포함하는 유헬스케어 응용서비스 기술로 구분한다.
	건강 기기간 국제 표준화가 중요한 이유는 무엇인가?	다양한 개인 건강 기기간의 상호운용성 문제가 나타나게 되어 국제 표준화가 매우 중요한 요소가 되었다. 사용자는 표준 건강 측정기기를 사용함으로 다양한 건강 측정기기가 선택 가능하게 되고, 개인 건강 기기 제조사는 표준 건강 기기를 개발하여, 다양한 u-헬스케어 서비스 환경에서의 제품 사용을 보장 받을 수 있다[2].

참고문헌 (7)

D. W. Kim, J. W. Han, and K. I. Chung(2008), "Trend of Home Device Authentication/Authorization Technology", Weekly IT BRIEF, No.1329, pp. 1-11.
Uk-sung Kang, Seung-ho Lee, Yu-Sang Go, "u-Health coming of age," CEO Information, Samsung economy institute, 2007.
Sang-Kon Kim, Done-Sik Yoo, Tae-Kon Kim, "Complexity Analysis for Implementation of the ISO/IEEE 11073 PHD Standards", The Korea Institute of Communication and Information Sciences Vol. 37C, No.04, pp 307-312, 2012.

원문보기 상세보기
ISO/IEEE Std 11073-20601 TM, Optimized Exchange Protocol, 2008.
Chan-ho Park, Jun-ho Lim, Su-jin Park, Seung-Hwan Kim, "IEEE 11073/ISO TC215 U-health platform technology based on international standards" Electronics and Telecommunications Research Institute, Vol.25, no.4, pp. 48-59, August 2010.
Philip Scotta, and Robert Worden, "Semantic mapping to simplify deployment of HL7 v3 Clinical Document Architecture", Journal of Biomedical Informatics, Vol. 45, Iss. 4, pp. 697-702, Aug. 2012.

상세보기
Hee Joung Hwang, Jin-Tak Cho, "Application Framework for Improving Interoperability in u-health service", Korea IT Technology Academy Paper, vol.8 no.5, pp. 111-118, 2010.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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