본 논문에서는 모바일 장치 간 협업 환경에 의한 헬스케어 응용에 대해 기술한다. 헬스케어 응용은 병원의 간호사 기록업무를 줄이고, 쾌적한 병실을 위한 가전제어를 위한 응용이다. 이를 위해 모바일 협업 프레임워크에 대해 살펴보고, 이를 기반으로 모바일 협업 환경을 구성하는 센서, 디바이스, 서버간의 상호작용에 대해 기술하였다. 특히, 모바일 장치에 대해 고정형과 이동형 디바이스로 구분하고, 이들간의 상호작용을 위한 정보 교환 방법을 정의하였다. 이를 기반으로 병원의 병실에 대한 물리적인 환경을 기반으로 헬스케어 응용 시나리오를 작성하였다. 또한, 각 병실에 대한 환경 정보와 환자의 건강 정보 수집을 위한 센서 그리고 고정형 디바이스와 이동형 디바이스의 상호작용 그리고 홈 서버와 상호작용에 대한 헬스케어 응용을 구현하여 수행성을 각 GUI를 통해 검증하였다.
모바일 헬스케어는 다양한 스마트 디바이스를 활용한 개인건강관리 기술을 말한다. 특히 스마트폰 보급과 근거리 무선 통신 기술의 발전으로 모바일 헬스케어와 관련한 여러 디바이스와 서비스들이 개발되고 있다. 그러나 이러한 디바이스와 서비스들이 대부분 자체적인 규격에 의해 굿현 되고 있으며 이로인해 기기 간 호환이 안 되고 서비스가 종속되는 등의 문제가 있다. 특히 규제가 엄격한 의료 서비스와 거리를 둔 일상적 생활에서의 건강관리 기기나 서비스들은 그 문제가 더욱 심각하다. 본 논문에서는 이러한 모바일 헬스케어 환경에서의 문제점 해결을 위한 표준 요소와 그 현황에 대해 살펴보고 관련 표준의 모바일 헬스케어 적용 모델을 제안 한다.
본 연구에서는 헬스케어 서비스를 위한 모바일 디바이스 수용의도, 헬스케어 서비스별 선호 디바이스 유형 및 속성의 차이, 어플리케이션에 대한 수용의도 및 최대지불금액을 파악하고자 하였다. 이를 위해 병원 및 의료기관 관계자, 노인 및 만성질환자, 건강유지에 관심 있는 소비자를 대상으로 설문조사를 실시하였다. 분석 결과, 헬스케어 서비스를 위한 모바일 디바이스의 수용의도는 중간 이상으로 높게 나타났으며, 병원관계자의 수용의도가 가장 높았다. 디바이스 유형으로는 스마트폰을 가장 많이 선호하는 것으로 나타났고, 헬스케어 서비스 유형에 따라 디바이스 속성이 차이를 보이는 것으로, 건강관리 서비스에서는 용이성과 유희성이 다소 높게 나타났다. 모바일 어플리케이션에 대한 수용의도는 병원용도보다 개인용도가 다소 높았으며, 어플리케이션 속성으로는 개인정보 보호를 가장 중요시 여기는 것으로 조사되었다.
모바일 헬스케어는 정보 통신 기술과 바이오 기술을 융합하여 언제 어디서나 건강과 생활을 관리하고자 하는 새로운 형태의 서비스이다. 이를 위해서는 생체신호 계측 기술인 WBAN과 모바일 디바이스를 이용한 데이터 분석 및 모니터링 기술이 필수적이다. 통상 모바일 애플리케이션은 모바일 플랫폼의 특성상 호환성 부재로 해당 플랫폼에 맞게 재개발해야 한다. 본 논문에서는 플랫폼의 이질성을 극복하고 다양한 모바일 장치와의 호환성을 가진 유비쿼터스 헬스케어 모니터링 시스템을 구성하기 위해 하이브리드 앱을 기반으로 게이트웨이 기능과 모니터링 기능을 가지는 모바일 헬스케어 시스템을 구성하였다. 제안 시스템은 센서를 이용한 센서 구성 부분, 모바일 디바이스를 이용한 모바일 구성 부분, 생체 정보를 모니터링하는 모니터링 구성 부분, 측정된 생체 데이터 축적 및 관리를 목적으로 구성된 서버 구성 부분으로 나누어 시스템을 구성하였다.
생명공학기술(BT)과 정보통신기술(IT)의 융합으로 모바일 의료기기가 최근 빠른 속도로 발전 하고 있다. 작년부터 시작된 헬스케어 웨어러블 디바이스의 열풍은 IT기업의 헬스케어 시장 진입을 촉진하고 있으며, 스마트폰의 보급으로 인해 의료기기의 활용도와 편리성이 비약적으로 향상되고 있다. 각각의 영역에서 발전하던 의료기기와 스마트기기는 이제 모바일 의료기기라는 하나의 시장에서 만난다. 의료진을 중심으로 개발되던 의료기기는 소비자의 관점에서 재조명되어 보다 유용한 기기로 탈바꿈하고 있다. 단순한 건강관리에서부터 중증질환의 치료에 이르기까지 모바일 의료기기가 제공하는 스마트 헬스케어 솔루션이 중요한 역할을 할 것으로 기대된다. 본 보고서는 최근의 바이오 기술과 헬스케어 스마트기기의 발달을 살펴보고, 모바일 의료기기가 가져올 스마트 헬스케어의 가능성과 극복해야 할 장애물에 대해 분석하였다. 특히 ICT 융합산업이 직면하게 되는 이종 산업의 속성 차이를 이해하는데 주안점을 두었다.
모바일 헬스케어 디바이스에서 가장 많이 사용되는 PPG 신호는 디바이스 사용자의 움직임의 영향에 따라 심박수 측정의 정확도가 떨어진다. 그 이유는 사용자의 동잡음의 주파수 대역이 PPG 신호의 주파수 대역과 겹쳐 있기 때문이다. 이러한 동잡음을 제거하기 위해 주파수 분석법, 가속도 센서 적용 등의 다양한 방법들이 연구되어 우수한 성능을 제시하였지만, 저가의 헬스케어 디바이스에 이들 필터법을 적용함에 있어 많은 연산처리 시간과 센서 가격 측면 때문에 적용하기가 어렵다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 연구에서는 실시간으로 보다 정확한 심박수를 추출하기 위해 퍼지추론 시스템과 적응노치 필터를 이용한 PPG 신호처리 기법을 제안하고 그 성능을 평가하였다. 그 결과, 기존의 방법보다 우수한 결과를 보였으며, 이 결과를 토대로 제안된 방법을 모바일 헬스케어 디바이스 설계에 적용한다면 실시간으로 보다 정확한 심박수 측정이 가능할 것이다.
본 논문에서는 모바일 디바이스들 간에 협업을 제공할 수 있는 프레임워크를 제시하고, 그를 기반으로 헬스케어 응용 서비스를 구현하였다. 제안한 프레임워크는 3가지의 구성요소인 센서와 모바일 디바이스 그룹, 홈 서버의 상호작용을 위한 인터페이스를 정의하고, 고정형과 이동형 디바이스들(PDAs)을 이용한 협업 환경을 제시한다 이동형 디바이스들 간의 정보의 교환은 Push와 Pull 방식을 사용하였으며, 다수의 센서로부터 수집된 정보는 모바일 디바이스들과 홈 서버에 의해 공유 또는 교환한다. 우리의 협업 프레임워크는 이전 연구에서 개발된 분산객체그룹프레임워크(DOGF)에서 구현된 객체그룹관리, 정보저장, 접근제어에 따른 허가와 승인기능들을 응용 인터페이스를 통해 제공받게 된다. 헬스케어 서비스의 중요한 부분인 보안을 지원하기 위해 보안정보를 구분하였고, 정보의 이용 권한을 DOGF의 보안 객체를 통하여 인증할 수 있는 절차를 제시하였다. 또한, 사용자의 프로필 정보를 제공함으로써 사용자에 따른 서비스 객체에 대한 권한 검사를 하였다. 각 모바일 디바이스와 홈 서버에 구현된 컴포넌트는 TMO 스킴을 적용하였으며, 이들 분산된 컴포넌트들 간의 통신을 지원하기 위해 분산 실시간 미들웨어인 TMOSM을 사용하였다. 끝으로 협업 프레임워크 상에서 제시한 헬스케어 응용 시나리오의 수행성을 GUI를 통해 보였다.
사물인터넷 기반의 헬스케어 서비스는 다양한 사물인터넷 디바이스를 통해서 사용자의 생체신호 측정, 질병 진단 및 예방을 포함한 건강관리 및 의료 서비스를 제공하고 있다. 그러나, 사물인터넷 기반의 헬스케어 서비스는 여러 가지 요소 기술들이 통합되어 서비스를 제공하기 때문에 각 요소 기술 자체의 보안 취약성과 연동 시 새로운 보안 취약성이 발생할 수 있는 문제점이 존재한다. 본 논문에서는 모바일 환경에서 IoT 기반의 웨어러블 장비를 이용한 사용자의 헬스케어 정보를 서버에 전달할 때 제 3자로부터 사용자의 헬스케어 정보를 안전하게 처리할 수 있는 사용자 프라이버시 보호 모델을 제안한다. 제안 모델은 사용자의 헬스케어 정보를 안전하게 처리, 보관, 저장할 수 있도록 헬스케어 센서 정보 별로 속성 값을 부여하여 사용자의 프라이버시를 계층적으로 통합 관리한다. 성능평가 결과, 제안모델은 기존모델보다 IoT 장치의 처리율은 평균 10.5% 향상되었고, 서버의 오버헤드는 기존 모델에 비해 평균 9.9% 낮은 결과를 얻었다.
헬스케어 서비스는 모바일이나 디바이스로부터 사용자 개인의 활동량, 생체데이터를 수집하여 제공하는데, 데이터가 종과 횡으로 확장됨에 따라 이를 어떻게 효과적으로 보여 줄 것인가에 대한 연구 필요성이 제기 되었다. 정보의 시각화 과정에서 동일 데이터라 할지라도 어떻게 보여주느냐에 따라 다양하게 해석될 수 있다. 헬스케어 데이터는 사람들의 건강과 직접적으로 연결되어 있는 만큼 왜곡이나 오류 없이 정보 수용자에게 전달되어야한다. 본 연구는 사용자로부터 획득한 데이터의 시각화를 위한 최소 가이드를 제안하고 있다. 문헌연구를 통해 정보디자인을 위한 원칙을 정리하고, 사용자의 동기부여를 획득가치로 상정하고 모바일 헬스케어 시각화 기준을 정의하였다. 이러한 기준을 반영하여 구체적인 시각화를 제안하기 위해 현재값, 계측값, 상대값, 관계데이터, 예상값의 다섯 가지 데이터를 모바일 헬스케어의 지속적인 사용에 필요한 값으로 설정하였고, 헬스케어 서비스를 활성화시키기 위한 기준인 명확성, 변수비교, 간결성, 연관도, 신뢰성, 자결성, 맥락성을 적용하여 구체적인 시각화 가이드를 제안하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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