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문제 정의
- 간호전달체계에서 간호서비스의 질이 가장 높은 총체적 간호를 효과적으로 지원하는 방안으로 근무 교대 간호사를 포함한 병동 관계자 모두가 액팅 수행 진척 상황을 효과적으로 공유하고자 하였다. 이에 대한 방안으로 개별 병동에 그림2와 같이 병동 환자 전체의 환자정보, 주치의, 담당간호사, 액팅구분, 계획대비 수행 횟수, 진척률 등을 실시간으로 제공하는 병동액팅현황판을 대형모니터에 보인다.
- 병동 간호사가 입원 환자를 돌봄에 있어 보호자나 간병인의 역할까지 포함하는 간호간병통합서비스가 2016년 상반기부터 시작하여 모든 병원으로 확대되고 있다. 본 연구는 기존 간호사의 업무에 간병인의 업무가 가중되는 통합서비스를 효과적으로 지원할 수 있는 간호간병통합정보시스템을 개발하였다.
- 본 연구에서는 간호 간병 업무를 지원하는 정보시스템의 효율을 향상시키고자 하였다. 3교대 24시간 환자에 대한 의사의 처방을 픽업하고 실질적인 액팅을 수행하려면 이러한 내역들을 관련 부서에 매우 빈번하게 전달해야만 한다.
- 간호간병통합서비스의 주요 업무인 픽업, 액팅, 병동액팅현황판을 조사하고 정보시스템에 과부하를 발생시키는 요인을 분석한다. 이를 바탕으로 정보시스템 효율을 개선하기 위하여 정보가 생성되는 즉시 수신이 가능한 실시간 웹 전송방식을 조사한다.
- 간호간병통합서비스가 도입되면 간호사의 업무증가와 함께 책임도 더 커지게 된다. 이에 따른 보완책으로 병동마다 전체적인 액팅 현황 정보를 병동액팅현황판에 제공하고자 한다. 이는 개별 간호사가 사용하는 픽업 및 액팅 뷰와는 별도로 병동 차원의 총체적 간호를 지원하기 위한 방안이다[12].
- 간호사가 24시간 간병인이나 보호자 없이 환자를 돌보는 새로운 간호간병통합서비스를 성공적으로 정착시키기 위해서는 간호간병 업무를 효과적으로 지원할 수 있는 정보시스템의 개발이 함께 이루어져야 한다. 이에 본 연구는 기존 병동 간호사의 업무에 간병인의 업무를 포함하는 간호간병통합서비스를 효과적으로 지원할 수 있는 실시간 웹(Real-time Web) 정보시스템의 개발을 목표로 하였다.
제안 방법
- 즉, 데이터베이스 조회를 배제하면서도 픽업과 액팅 정보가 발생하는 즉시 관련 클라이언트들이 이러한 정보를 수신할 수 있도록 실시간 웹 기술을 정보시스템에 적용하였다. 간호간병통합서비스에서 발생하는 여러 상황에 대하여 기존의 데이터베이스 조회 및 실시간 웹 방식에 따라 소요되는 시간과 전송 정보량을 측정하여 그 효과를 실험하였다.
- 간호간병통합서비스에서 픽업과 액팅 업무 증가로 인한 데이터베이스 조회와 네트워크 정보 전송량을 줄이기 위하여 처방, 픽업, 액팅 정보 발생, 저장, 빈번한 조회에 의한 정보전달 과정을 정보 발생, 저장, 전송 과정으로 전환하는 실시간 웹 정보전달 방식을 개발하였다. 즉, 간호사의 픽업과 액팅 전달에 데이터베이스 조회를 배제하면서도 발생 정보를 즉시 전송 가능하도록 하였다.
- 간호간병통합서비스에서 픽업과 액팅을 중심으로 업무를 분석하여 데이터베이스 스키마를 개발하고, 이를 기반으로 픽업과 액팅이 실시간으로 전송 가능한 웹시스템을 설계하였다.
- 간호간병통합서비스의 주요 업무인 픽업, 액팅, 병동액팅현황판을 조사하고 정보시스템에 과부하를 발생시키는 요인을 분석한다. 이를 바탕으로 정보시스템 효율을 개선하기 위하여 정보가 생성되는 즉시 수신이 가능한 실시간 웹 전송방식을 조사한다.
- 간호간병통합시스템에서 픽업 및 액팅내역을 클라이언트에 전달하기 위해 데이터베이스 전체를 조회하는 경우와 롱폴링 및 웹소켓 방식으로 실시간 웹 전송하는 경우를 대비하여 소요되는 시간과 전송량을 측정하였다.
- 간호사의 픽업 및 액팅 업무 효율 증대를 위하여 실시간 웹(Real-time Web) 기술을 조사하였다. 실시간 웹은 HTTP 프로토콜을 기반으로 실시간성 정보를 전송하는 것으로서 정기적 또는 부정기적으로 정보를 받는 것과 달리 정보가 만들어지는 즉시 수신할 수 있도록 해주는 서비스이다.
- 전송량은 픽업과 액팅 두 경우를 나누어 측정하였다. 그리고 픽업과 액팅 각각은 롱폴링과 웹소켓 방식으로 구분하여 측정하였다.
- 다음 실험에서는 간호사가 액팅하는 횟수를 증가시켜가며 간호사나 병동액팅현황판 클라이언트에 액팅 내역을 전송하는 패킷의 데이터의 양을 측정하였다. 간호사에게 액팅 내역을 전송할 때는 액팅에 대한 전체 정보를 전달하지만 병동액팅현황판에 전달할 경우에는 구분 및 횟수만 전송한다.
- 다음으로 개발한 시스템의 효율을 측정하기 위하여 데이터베이스 조회와 실시간 웹 방식에 따라 소요되는시간과 전송 정보량을 측정하는 실험을 수행하였다. 데이터베이스 조회 방식으로 병동액팅현황판을 갱신하는데 소요되는 시간은 환자수에 비례하였다.
- 롱폴링방식은 서블릿을 이용하여 이벤트를 보내는 형식으로 설계하였고, 웹소켓방식은 웹소켓 서버를 사용하여 설계하였다. 두 방식 모두 이벤트를 JSON형태로 해당 클라이언트에 메시지를 전송하도록 하였다.
- 4장에서 정보의 생성과 동시에 실시간으로 간호사 픽업뷰와 병동액팅현환판이 수정되는 것을 보였다. 또한, 픽업과 액팅 내역을 전송하는 실제 데이터 패킷을 조사함으로써 반드시 필요한 정보들만 해당 클라이언트에 전달되는 과정을 확인하였다. 또한, 총체적 간호를 지원하는 병동액팅현황판이 모든 환자에 대한 액팅 실시 여부를 실시간으로 상호 점검하는데 효과적임을 보였다.
- 이에 따라 픽업과 액팅이 발생하면 데이터베이스 조회 없이 실시간으로 발생 정보를 해당 클라이언트에 전송하는 다음의 두 가지 방식을 설계하였다. 롱폴링방식은 서블릿을 이용하여 이벤트를 보내는 형식으로 설계하였고, 웹소켓방식은 웹소켓 서버를 사용하여 설계하였다. 두 방식 모두 이벤트를 JSON형태로 해당 클라이언트에 메시지를 전송하도록 하였다.
- 롱폴링방식의 픽업을 그림7과 같이 패킷이 전송되도록 설계하였다. 픽업내역을 2A병동의 병동액팅현황판으로 지정해서 전송하는 경우를 예로 들었다.
- 먼저 기존의 방법인 액팅 관련 데이터베이스 테이블 전체를 조회하여 병동액팅현황판을 갱신하는데 소요되는 시간을 측정하였다. 액팅 관련 테이블의 데이터가 10만 건이 저장되어있을 때 병동의 환자수를 10명 단위로 증가시키며 소요시간을 측정하였다.
- 먼저 픽업 및 액팅 업무를 분석하여 데이터베이스를 설계하였다. 처방, 픽업, 액팅 정보가 발생되어 저장한 다음 조회에 의해 관련 부서에 정보를 전달하는 과정을 정보의 발생, 저장, 전송 과정으로 전환하였다.
- 병동에서 빈번하게 발생하는 픽업과 액팅을 중심으로 3장의 설계를 바탕으로 간호간병통합시스템을 구현하고, 픽업과 액팅이 실시간으로 전송되도록 롱폴링과 웹 소켓 기법을 구현한 시스템에 적용하였다. 다음은 간호간병통합시스템의 핵심인 픽업과 액팅을 구현한 결과로서, 롱폴링과 웹소켓 방법은 전송방식에만 차이가 있으므로 화면구성은 동일하다.
- 병원의 각 병동에서 3교대로 종사하는 모든 간호사들은 24시간 빠짐없이 담당 환자에 대한 의사의 처방을 재확인하고 응답하는 픽업(Pickup)을 시행한다. 또한, 간호사는 픽업 내역을 바탕으로 스케줄에 따라 환자에 대한 실질적인 간호 및 간병 행위인 액팅(Acting)을 수행하고 시각을 입력한다.
- 먼저 기존의 방법인 액팅 관련 데이터베이스 테이블 전체를 조회하여 병동액팅현황판을 갱신하는데 소요되는 시간을 측정하였다. 액팅 관련 테이블의 데이터가 10만 건이 저장되어있을 때 병동의 환자수를 10명 단위로 증가시키며 소요시간을 측정하였다. 데이터베이스 조회방식은 병동액팅현황판을 한 번 갱신하는데 표1과 같이 환자수가 증가함에 따라 소요시간도 선형으로 증가함을 보였다.
- 그러나 처방, 픽업, 액팅은 많은 부서에서 자주 확인해야하는 정보이므로 데이터베이스 조회 증가를 유발한다. 우리는 가장 많이 발생함과 동시에 실시간 전달이 필수적인 픽업과 액팅 업무에 소요되는 시간과 부하를 줄이고자 실시간 웹 기술을 정보시스템에 접목하였다
- 우리는 먼저 간호간병통합서비스에서 픽업 및 액팅 업무 중심의 흐름을 분석하여 데이터베이스를 설계한 후 웹 방식의 정보시스템을 구축하였다. 특히 처방, 픽업, 액팅 정보가 발생되어 저장된 이후 빈번한 조회에 의해 관련 부서에 정보를 전달하는 과정을 정보의 발생, 저장, 전송 과정으로 전환하였다.
- 액팅의 예를 들면, 대형병원의 병동수, 병동별 환자수, 환자당 액팅수(투약, 주사, 검사, 식이, 활력정보, 대소변관리 등 포함)를 고려하면 매우 많은 데이터베이스 조회와 네트워크 전송이 요구되므로 시스템 전체에 큰 부하를 유발함을 예상할 수 있다. 이러한 문제에 대한 해결방안으로 처방, 픽업, 액팅 저장 후 조회로 정보를 전달하는 과정을 정보의 발생 저장 전송 과정으로 전환하게 하였다. 이에 따라 픽업과 액팅이 발생하면 데이터베이스 조회 없이 실시간으로 발생 정보를 해당 클라이언트에 전송하는 다음의 두 가지 방식을 설계하였다.
- 처방, 픽업, 액팅 정보가 발생되어 저장한 다음 조회에 의해 관련 부서에 정보를 전달하는 과정을 정보의 발생, 저장, 전송 과정으로 전환하였다. 이러한 전환을 기반으로 데이터베이스 조회를 배제하면서도 발생 정보를 즉시 전송하는 실시간 웹 정보시스템을 개발하였다. 4장에서 정보의 생성과 동시에 실시간으로 간호사 픽업뷰와 병동액팅현환판이 수정되는 것을 보였다.
- 액팅내역을 담당 간호사나 병동액팅현황판으로만 지정해서 전송하려면 해당 클라이언트 주소가 있어야한다. 이를 위해서 클라이언트가 서버에 최초로 접속하는 시점에 고유한 키를 부여하여 클라이언크 부서 등의 관련 정보와 함께 그림11의 클라이언크 해시맵(Client Hash Map)에 저장한다, 이러한 해시맵은 클라이언트의 접속개시나 접속종료 이벤트에 따라 동적으로 관리되도록 하였다. 클라이언크 해시맵의 역참조로 주소를 획득하여 해당 간호사나 병동액팅현황판으로만 지정전송이 가능하게 하였다.
- 이러한 문제에 대한 해결방안으로 처방, 픽업, 액팅 저장 후 조회로 정보를 전달하는 과정을 정보의 발생 저장 전송 과정으로 전환하게 하였다. 이에 따라 픽업과 액팅이 발생하면 데이터베이스 조회 없이 실시간으로 발생 정보를 해당 클라이언트에 전송하는 다음의 두 가지 방식을 설계하였다. 롱폴링방식은 서블릿을 이용하여 이벤트를 보내는 형식으로 설계하였고, 웹소켓방식은 웹소켓 서버를 사용하여 설계하였다.
- 픽업 및 액팅이 발생할 때 롱폴링방식과 웹소켓방식에 의해 전송되는 패킷을 분석하여 전송량의 차이를 측정하였다. 전송량은 픽업과 액팅 두 경우를 나누어 측정하였다. 그리고 픽업과 액팅 각각은 롱폴링과 웹소켓 방식으로 구분하여 측정하였다.
- 간호간병통합서비스에서 픽업과 액팅 업무 증가로 인한 데이터베이스 조회와 네트워크 정보 전송량을 줄이기 위하여 처방, 픽업, 액팅 정보 발생, 저장, 빈번한 조회에 의한 정보전달 과정을 정보 발생, 저장, 전송 과정으로 전환하는 실시간 웹 정보전달 방식을 개발하였다. 즉, 간호사의 픽업과 액팅 전달에 데이터베이스 조회를 배제하면서도 발생 정보를 즉시 전송 가능하도록 하였다. 또한,모든 병동 관계자가 병동의 모든 환자에 대한 액팅이 예정대로 정확하게 진행되는 상황을 실시간으로 확인할 수 있는 병동액팅현황판을 이용해 체계적으로 공유함으로써 간호간병서비스의 질을 향상시킬 수 있었다.
- 특히 처방, 픽업, 액팅 정보가 발생되어 저장된 이후 빈번한 조회에 의해 관련 부서에 정보를 전달하는 과정을 정보의 발생, 저장, 전송 과정으로 전환하였다. 즉, 데이터베이스 조회를 배제하면서도 픽업과 액팅 정보가 발생하는 즉시 관련 클라이언트들이 이러한 정보를 수신할 수 있도록 실시간 웹 기술을 정보시스템에 적용하였다. 간호간병통합서비스에서 발생하는 여러 상황에 대하여 기존의 데이터베이스 조회 및 실시간 웹 방식에 따라 소요되는 시간과 전송 정보량을 측정하여 그 효과를 실험하였다.
- 간호간병통합정보시스템에서 간호사의 업무를 처방, 활력측정, 간병업무로 나누어 그림5와 같은 데이터베이스를 설계하였다. 처방, 픽업, 액팅 업무가 유기적으로 연계되어 시행되도록 하였고, 액팅시각은 지정한 횟수만큼 차례대로 저장되게 하였다.
- 픽업 및 액팅이 발생할 때 롱폴링방식과 웹소켓방식에 의해 전송되는 패킷을 분석하여 전송량의 차이를 측정하였다. 전송량은 픽업과 액팅 두 경우를 나누어 측정하였다.
대상 데이터
- 롱폴링방식의 픽업을 그림7과 같이 패킷이 전송되도록 설계하였다. 픽업내역을 2A병동의 병동액팅현황판으로 지정해서 전송하는 경우를 예로 들었다. 간호사가 픽업내역을 서버로 전송하면ⓐ, 서버는 이를 데이터베이스에 저장하고 이에 대한 응답신호를 보낸다ⓑ.
데이터처리
- 액팅이 실시간으로 병동액팅현황판에 반영되는 시간을 측정한 표2의 결과는 소요시간이 액팅 횟수에 비례하여 증가하였고, 롱폴링방식이 웹소켓방식에 비해 액팅이 반영되는데 45% 정도 더 시간이 소요되었다. 표2는 샘플 수가 적은 경우이므로 맨-위트니 검정을 시행하였다. 그 결과 롱폴링방식과 웹소켓방식 간의 소요시간에는 유의한 차이는 없는 것으로 나타났다(p=0.
성능/효과
- 개발한 실시간 웹 시스템의 효율을 측정한 결과 기존의 데이터베이스 조회 방식 보다 조회시간과 전송량을 크게 줄일 수 있었고, 웹소켓방식의 전달로 소요시간과 전송량을 최소화할 수 있었다. 결과적으로 새로운 간호간병통합서비스의 도입에 개발한 시스템이 효과적인 접근이라고 사료된다.
- 개발한 실시간 웹 시스템의 효율을 측정한 결과 기존의 데이터베이스 조회 방식 보다 조회시간과 전송량을 크게 줄일 수 있었고, 웹소켓방식의 전달로 소요시간과 전송량을 최소화할 수 있었다. 결과적으로 새로운 간호간병통합서비스의 도입에 개발한 시스템이 효과적인 접근이라고 사료된다.
- 픽업과 액팅의 경우 롱폴링방식이 웹소켓방식에 비해 픽업 소요시간은 45%, 픽업 전송에는 3배, 액팅 전송에는 4배의 차이를 보여 웹소켓방식이 소요시간보다 전송량에서 더 효과적임을 보였다. 결과적으로 웹소켓 전송 방식이 기존 데이터베이스 조회 방식보다 픽업과 액팅 위주의 간호간병서비스에서 소요시간과 정보전송량을 큰 폭으로 줄임으로서 정보시스템의 효율을 크게 향상시켰다.
- 표3은 픽업내역을 3개로 고정하고 클라이언트의 수를 증가시켰을 때 전송되는 패킷의 데이터의 양을 측정한 결과로서 롱폴링방식이 웹소켓방식에 비해 전송량이 약 3배로 나타났다. 그 결과 롱폴링방식과 웹 소켓방식의 픽업 전송량은 유의한 차이가 있다고 판단되었다(p=0.025).
- 표2는 샘플 수가 적은 경우이므로 맨-위트니 검정을 시행하였다. 그 결과 롱폴링방식과 웹소켓방식 간의 소요시간에는 유의한 차이는 없는 것으로 나타났다(p=0.337).
- 따라서 실시간 전송 방식이 데이터베이스를 조회하는 방법보다 소요시간을 크게 감소시켰다. 데이터베이스 조회 방식도 액팅수에 비례하여 전송량이 증가하였고 웹소켓방식보다 23배 더 컸다. 픽업 전송량은 롱폴링방식 보다 웹소켓방식이 1/3로 적었다.
- 액팅 관련 테이블의 데이터가 10만 건이 저장되어있을 때 병동의 환자수를 10명 단위로 증가시키며 소요시간을 측정하였다. 데이터베이스 조회방식은 병동액팅현황판을 한 번 갱신하는데 표1과 같이 환자수가 증가함에 따라 소요시간도 선형으로 증가함을 보였다.
- 액팅수에 비례해서 전송량은 두 방식 모두 증가하지만 부분정보 전송량이 반 정도로 작았다. 또한 액팅 전체정보를 전달하는 경우에 롱폴링방식이 웹소켓방식보다 약 3.5배 전송량이 많았고, 부분정보를 전송할 때는 롱폴링방식이 웹소켓방식의 약 4.8배를 더 전송하였다. 표4에 대한 맨-위트니 검정 결과는 전체전송(p=0.
- 5배와 4,8배 전송량이 많았다. 또한 액팅수에 따라두 방식 모두 전송량이 증가하지만 부분정보는 1/2로 축약된 전송이 가능하였다. 통계적 검정에서도 두 방식 간의 전송량 차이가 유의한 것으로 나타났다.
- 또한, 픽업과 액팅 내역을 전송하는 실제 데이터 패킷을 조사함으로써 반드시 필요한 정보들만 해당 클라이언트에 전달되는 과정을 확인하였다. 또한, 총체적 간호를 지원하는 병동액팅현황판이 모든 환자에 대한 액팅 실시 여부를 실시간으로 상호 점검하는데 효과적임을 보였다. 이러한 구현 결과들을 종합해보면 간호간병통합서비스에서 픽업과 액팅 정보를 데이터베이스 조회 없이 관련 부서에 효과적으로 전달할 수 있었다.
- 즉, 간호사의 픽업과 액팅 전달에 데이터베이스 조회를 배제하면서도 발생 정보를 즉시 전송 가능하도록 하였다. 또한,모든 병동 관계자가 병동의 모든 환자에 대한 액팅이 예정대로 정확하게 진행되는 상황을 실시간으로 확인할 수 있는 병동액팅현황판을 이용해 체계적으로 공유함으로써 간호간병서비스의 질을 향상시킬 수 있었다.
- 그림16은 그림8의 웹소켓 픽업 패킷 전송과정에서 발생하는 TCP 패킷의 데이터 부분이다. 롱폴링방식 픽업인 그림15의 ⓐ~ⓔ와 달리 TCP패킷의 ⓐ와 ⓑ의 데이터 영역에 전송할 데이터 외에 다른 정보가 존재하지 않음을 확인 할 수 있었다.
- 픽업 전송량은 롱폴링방식 보다 웹소켓방식이 1/3로 적었다. 액팅 전체와 부분 정보 전달의 경우 롱폴링방식이 웹소켓방식 보다 각각 3.5배와 4,8배 전송량이 많았다. 또한 액팅수에 따라두 방식 모두 전송량이 증가하지만 부분정보는 1/2로 축약된 전송이 가능하였다.
- 실시간 웹 방식은 액팅내역을 즉시 전송하므로 병동액팅현황판 전체를 갱신할 필요가 없다. 액팅이 실시간으로 병동액팅현황판에 반영되는 시간을 측정한 표2의 결과는 소요시간이 액팅 횟수에 비례하여 증가하였고, 롱폴링방식이 웹소켓방식에 비해 액팅이 반영되는데 45% 정도 더 시간이 소요되었다. 표2는 샘플 수가 적은 경우이므로 맨-위트니 검정을 시행하였다.
- 이 상태에서 그림17b와 같은 간호사의 액팅뷰에서 ‘이OO’ 환자에게 보령맥스팀주 0.5그람을 20시에 1회 투여하는 액팅을 시행하면, 그림17c처럼 병동액팅현황판이 화면갱신 없이 ‘이OO’ 환자의 약 구분에 3/6과 50%로 실시간 수정되었다.
- 또한, 총체적 간호를 지원하는 병동액팅현황판이 모든 환자에 대한 액팅 실시 여부를 실시간으로 상호 점검하는데 효과적임을 보였다. 이러한 구현 결과들을 종합해보면 간호간병통합서비스에서 픽업과 액팅 정보를 데이터베이스 조회 없이 관련 부서에 효과적으로 전달할 수 있었다.
- 이러한 효율 측정 결과를 종합해보면 액팅에 있어서는 데이터베이스 조회와 실시간 웹 방식의 소요시간과 정보전송량은 수십 배의 차이를 보였다. 픽업과 액팅의 경우 롱폴링방식이 웹소켓방식에 비해 픽업 소요시간은 45%, 픽업 전송에는 3배, 액팅 전송에는 4배의 차이를 보여 웹소켓방식이 소요시간보다 전송량에서 더 효과적임을 보였다.
- 이러한 효율 측정 결과를 종합해보면 액팅에 있어서는 데이터베이스 조회와 실시간 웹 방식의 소요시간과 정보전송량은 수십 배의 차이를 보였다. 픽업과 액팅의 경우 롱폴링방식이 웹소켓방식에 비해 픽업 소요시간은 45%, 픽업 전송에는 3배, 액팅 전송에는 4배의 차이를 보여 웹소켓방식이 소요시간보다 전송량에서 더 효과적임을 보였다. 결과적으로 웹소켓 전송 방식이 기존 데이터베이스 조회 방식보다 픽업과 액팅 위주의 간호간병서비스에서 소요시간과 정보전송량을 큰 폭으로 줄임으로서 정보시스템의 효율을 크게 향상시켰다.
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