[논문]감염병 대응 비콘 스캐너 기반의 병실 모니터링 서비스 개발

이규만; 박주영

doi:10.14400/jdc.2017.15.3.287

감염병 대응 비콘 스캐너 기반의 병실 모니터링 서비스 개발
The Development and Implementation of Ward Monitoring Service Using Bluetooth Low Energy Scanners for Infectious Disease Response 원문보기

디지털융복합연구 = Journal of digital convergence, v.15 no.3, 2017년, pp.287 - 294

이규만 (건양대학교 기업소프트웨어학부) , 박주영 (건양대학교 간호학과)

초록
AI-Helper

본 연구는 최근 메르스와 같은 대규모 감염질환의 확산 경로를 추적하고 관리하는 의료서비스가 요구되면서 ICT 기술 도입을 시도하고 있는 의료환경의 새로운 패러다임에 적극 대응하기 위하여 비콘 스캐너 기반의 병실 모니터링 서비스 개발을 시도하였다. Beacon 하드웨어 개발과 Beacon 저전력 블루투스 4.0(Bluetooth Low Energy, BLE)용 펌웨어 개발 및 서버 및 웹기반 대시 보드 UI 개발을 통하여 위치기반서비스로 환자들의 위치를 파악하고 웹 UI 기반으로 모니터링 하는 등의 기능을 제공하는 개인 맞춤형 모니터링 시스템을 설계하였다. 비콘이라는 온라인 기술이 제대로 접목되지 못했던 곳에 온라인 기술을 접목함으로써 오프라인 병원 서비스의 효율성을 극대화하여 적극적인 감염대응 및 환자안전에 그 가치를 둘 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study attempted to develop a beacon scanner based ward monitoring service in order to respond to the new paradigm of medical environment which is trying to introduce ICT technology as medical service to track and manage the spread path of large infectious diseases such as MERS. The study also included beacon hardware development, firmware development for the beacon low-power bluetooth 4.0, and server and web-based dashboard UI development. Using these, we have developed a customized monitoring system that provides functions such as locating patients by location based service and monitoring based on web UI. It is possible to maximize the efficiency of offline hospital services and to value active infection control and patient safety by integrating online technology into the area where online technologies such as beacons are not properly integrated.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

따라서 비콘 스캐너 기반의 병실 모니터링 기기 개발을 통하여 추후 감염관리와 환자안전 향상에 기여하고자 한다.
본 연구에서 시스템 구성의 목적은 사용자가 어느 지역에 있는지와 어느 정도의 거리에 있는지 파악하기 위한 목적이다.

제안 방법

Manufacturer ID는 Apple 또는 Nordic ID를 사용 하며 이는 비콘에 따라 변경 될 수 있고, BLE는 Nordic 사의 nRF51822를 사용하였다. Nordic SDK가 설치된 KEIL ARM Cortex-M용 버전을 이용하여 컴파일하고 J-LINK 디버거와 nRF go studio를 이용하여 BLE 스택과 BLE 어플리케이션 펌웨어를 퓨징하였다. J-LINK 디버거에는 SWD용 6핀 변환 어뎁터를 장착하여 퓨징하였다.
그러나 Far Zone(2 ～ 70 m) 은 먼 거리로 정확도가 떨어진다[12]. 따라서 비콘 거리를 Immediate, Near, Far의 3가지 범위 기반으로 나누어 측정하였다. [Fig.
관제서버에서 등록한 Zone IN / OUT의 기록을 UI 화면에서 표현하며 스캐너의 이름과 BLE의 이름으로 검색기능을 제공하여 이벤트 기록을 UI 표현하게 된다. 또한 스캐너가 등록 되어 있는 Zone에 등록 되어 있는 BLE의 Zone IN / OUT의 여부를 UI에 표현하며 현재 어느 Zone에 위치하고 있는 지를 보여주는 기능을 제공한다. [Fig.
본 연구는 Beacon 하드웨어 개발과 Beacon 저전력 블루투스 4.0(Bluetooth Low Energy, BLE)용 펌웨어 개발, 서버 및 웹기반 대시 보드 UI 개발을 통하여 위치기반서비스로 환자들의 위치를 파악하고 웹 UI 기반으로 모니터링 하는 등의 기능을 제공하는 개인 맞춤형 모니터링 시스템을 설계하였다.
본 연구에서는 시스템 요구 사항 정의 및 상위 블록 설계와 비콘을 활용한 위치 정보 및 환경 정보 프로토콜 설계를 하였으며, 이를 반영한 보드 설계 및 구현, 서버 및 웹기반 UI 개발, 기구물 설계 및 구현을 시행하였다. 즉, 비콘이라는 온라인 기술이 제대로 접목되지 못했던 곳에 온라인 기술을 접목함으로써 오프라인 병원 서비스의 효율성을 극대화하여 적극적인 감염대응 및 환자안전에 그 가치를 둘 수 있다.
비콘은 AD Type을 0xFF의 Manufacturer Specific을 사용하지만 그 하위 필드는 Apple에서 정의한 IBeacon을 따르며, 본 연구에서도 IBeacon Type을 사용하여 개발하였다. Manufacturer ID는 Apple 또는 Nordic ID를 사용 하며 이는 비콘에 따라 변경 될 수 있고, BLE는 Nordic 사의 nRF51822를 사용하였다.
Zone 구성 방법으로는 BLE 스캐너 구성과 관련하여 각 Zone별로 BLE 스캐너를 1개 구성, 각 Zone별로 4개의 스캐너를 구성하여 관리한다. 우선은 Zone별로 1개의 BLE 스캐너를 구성하고 해당 Zone의 크기 등의 정보들은 요구사항 확인 이후 추가 검토한다. Zone별로 1개의 BLE 스캐너를 사용할 경우 타 Zone에서 인식되는 문제의 해결이 어렵다.

대상 데이터

2013년 National Information Society Agency[2] 또한 ‘빅데이터 분석 기반 미래 유망 기술 및 서비스‘의 13가지 미래 유망 기술 중 역시 사물인터넷을 핵심 키워드로 선정하였다.
조도 센서는 사람의 눈과 유사하도록 광학적 필터링이 가능한 Texas Instruments[16]의 OPT3001 Ambient Light Sensor를 사용하였다. 0.

후속연구

이는 현대의 최신 의료체계 아래 메르스 등과 같은 감염질환의 이동경로 추적 및 관리와 환자안전 향상을 위하여 대상자의 위치를 지속적으로 모니터링 하여 대상자가 위험한 상황에 빠지지 않도록 안전을 도모할 수 있다. 구체적으로는, 입원한 환자가 화장실에서 발살바 효과로 인해서 배변을 보던 중 그 안에서 쓰러진다거나, 노인 대상자의 경우 의료진들의 의료행위가 덜 필요한 단계에서 홀로 병실에서 쓰러진다거나, 재활단계의 대상자가 장시간 병실에 있지 않고 다른 장소에 있는 경우 적시에 의료 행위가 이루어지지 못하는 등의 안전에 해가 되는 사례에서도 효과를 기대할 수 있을 것이다.
더불어 연결된 스캐너에 온습도와 같은 센서를 연결 개발하면서 조도, UV, 사운드 디텍터 등을 추가하여 병원 내 환경 정보를 수집하여 쾌적한 병원 환경 제공과 동시에 에너지 절감을 기대할 수 있다. 즉, 다양한 상황의 병실 내에서 환경 정보를 수집함으로써 온도에 민감한 고열이나 저체온증 환자, 조도를 조절할 필요가 있는 안과 질환 환자, UV를 조절이 필요한 피부과 환자, 소리와 소음에 민감한 환자 등의 안위를 증진시킬 수 있을 것이다.
구체적으로는 대상자 및 보호자의 개인정보 수집에 대한 동의 절차가 반드시 구현되어야 한다. 또한 추후 개인정보 보호와 관련된 정책적 가이드라인이 제정이 우선 요구된다.
이에 감염질환으로부터 확산방지를 위하여 감염경로를 원천적으로 파악하는 예방조치가 무엇보다 필요하며, 비콘 스캐너 기반의 병실 모니터링 시스템이 갖추어진다면, 대규모 병원 내 감염을 예방 또는 확산 경로 추적・ 관리에 효과적일 것으로 예상된다.
더불어 연결된 스캐너에 온습도와 같은 센서를 연결 개발하면서 조도, UV, 사운드 디텍터 등을 추가하여 병원 내 환경 정보를 수집하여 쾌적한 병원 환경 제공과 동시에 에너지 절감을 기대할 수 있다. 즉, 다양한 상황의 병실 내에서 환경 정보를 수집함으로써 온도에 민감한 고열이나 저체온증 환자, 조도를 조절할 필요가 있는 안과 질환 환자, UV를 조절이 필요한 피부과 환자, 소리와 소음에 민감한 환자 등의 안위를 증진시킬 수 있을 것이다.
추후 연구로는 기기의 실용성과 상용화를 위하여 모의 시뮬레이션을 통한 구체적인 효과검증 연구를 제언한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	최근 정보통신기술의 동향의 화두는 무엇인가	최근 정보통신기술(Information & Communication Technology, ICT) 동향의 화두는 사람과 인터넷을 연결 하는 개념을 뛰어넘어 사물과 사물을 연결하는 사물인터넷(Internet of Things, IoT)으로 이미 우리의 생활 속에 자리 잡고 있다고 해도 과언이 아니다. 2015년 Gartner[1] 는 ‘2015년 가장 주목해야 할 10대 전략 기술’ 가운데 하나로 사물인터넷을 발표하고, 사물인터넷의 시장 규모는 빠르게 성장할 것으로 예상하면서도 그 기술의 잠재성에 대해 전략적으로 접근해야 한다고 언급하였다.
	과거의 의료기관은 무엇을 목적으로 IT기술을 도입하였는가	이 발표는 특히 의료분야 사물인터넷이 질병치료를 위한 의사와 병원 중심의 의료서비스의 한계를 극복하기 위하여 개인 맞춤형 사전예방관리로 변화의 방향이 되는 계기가 되었다고 할 수 있다. 즉, 과거의 의료기관은 병원업무의 반복적이고 수동화 된 업무프로세스의 자동화를 위해 IT 기술을 도입하였지만 이제는 환자 중심 시스템 도입의 새로운 패러다임 전환이 필요하다.
	비콘이라는 온라인 기술을 통해 병원에서 어떤 효과를 기대할 수 있는가	이는 현대의 최신 의료체계 아래 메르스 등과 같은 감염질환의 이동경로 추적 및 관리와 환자안전 향상을 위하여 대상자의 위치를 지속적으로 모니터링 하여 대상자가 위험한 상황에 빠지지 않도록 안전을 도모할 수 있다. 구체적으로는, 입원한 환자가 화장실에서 발살바 효과로 인해서 배변을 보던 중 그 안에서 쓰러진다거나, 노인 대상자의 경우 의료진들의 의료행위가 덜 필요한 단계에서 홀로 병실에서 쓰러진다거나, 재활단계의 대상자가 장시간 병실에 있지 않고 다른 장소에 있는 경우 적시에 의료 행위가 이루어지지 못하는 등의 안전에 해가 되는 사례에서도 효과를 기대할 수 있을 것이다.

참고문헌 (19)

Gartner. 2015. "Top 10 strategic technologies". http://www.gartner.com/newsroom/id/2867917, November 8, 2016.
National Information Society Agency, "Big data analytics based on promising technology and services". Daegu. 2013.
Joint Goverment Agencies. "Spread strategy of internet of things to be the global leading nation". Seoul. 2015.
Digitaldaily, Seoul. 2016. "Information technology companies find food in the hospital". http://www.ddaily.co.kr/news/article.html?no142174, April 8, 2016.
National Research Council of Science & Technology. "Press release-convergence technology with information & communication technology is stop infectious disease". Seoul. 2015.
Electronics and Telecommunications Research Institute. "Location-based service technology and market trend analysis". Daejeon. 2015.
K. M. Kim, 2015. "Beacon Technology and Applications". http://beacontech.blogspot.kr/2015/08/ap.html, October 10, 2016.
Medtech Boston, MedTech profiles: IntelligentM, 2013.
IOT Journal, Seoul, 2012. "22% Reduction in hospital infection accident via RFID based hygiene management system". http://www.industrysolutions.co.kr/rfid%EA%B8%B0%EB%B0%98-%EC%86%8C%EB%8F%85%EA%B4%80%EB%A6%AC-%EC%8B%9C%EC%8A%A4%ED%85%9C%EC%9C%BC%EB%A1%9C-%EB%B3%91%EC%9B%90-%EA%B0%90%EC%97%BC%EC%82%AC%EA%B3%A0-22-%EC%A4%84%EC%97%AC/, January 9, 2017.
G. R. Park, "Suggesting an infection causes monitoring system based on wireless sensor network for hospital infection control". Master's thesis, Information and Communications University. Daejeon, 2009.
Joint Goverment Agencies, "The secondary strategies of developing technology for national infection diseases". Seoul. 2016.
Estimote, Newyork. 2012. "Part 3: Ranging beacons". http://developer.estimote.com/ibeacon/tutorial/part-3-ranging-beacons/, November 8, 2016.
Bluflux, Louisville. 2016. "Bluetooth Antenna Design Guide Step 1". http://bluflux.com/bluetoothantenna-design-guide-step-1/, April 10, 2016.
Espresslf, Shanghai. 2016. "High level of integration". https://espressif.com/en/products/hardware/esp8266ex/overview, November 8, 2016.
Sensirion, Switzerland. 2016. "Digital humidity sensor SHT3x". https://www.sensirion.com/en/products/humidity-sensors/digital-humidity-sensors-for-various-applications/, April 8, 2016.
Texas Instruments, Texas. 2016. "OPT3001 digital ambient light sensor with high precision human eye response". http://www.ti.com/product/opt3001?keyMatch OPT3001 Ambient Light Sensor&tisearchSearch-EN-Everything, April 8, 2016.
T. H. Moon？T. Kim.H. Ahn, "A study on prioritizing the application areas for business development of IoT(Internet of Things)". Journal of Digital Convergence, Vol. 12, No. 11, pp. 183-195, 2014. http://dx.doi.org/10.14400/JDC.2014.12.11.183

원문보기 상세보기
Y. Jeon, "An efficient IoT healthcare service management model of location tracking sensor". Journal of Digital Convergence, Vol. 14, No. 3, 261-267, 2016. http://dx.doi.org/10.14400/JDC.2016.14.3.261

원문보기 상세보기
Y. Lee, K. Youn, "Searching role of government for promoting IoT industry -Utilizing importance of individual sub-policies using AHP". Journal of Digital Convergence, Vol. 14, No. 5, 47-55, 2016. http://dx.doi.org/10.14400/JDC.2016.14.5.47

원문보기 상세보기

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].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증