본 논문은 의료영상진단시스템에서의 의료정보보호를 위한TLS 프로세서의 구현에 관하여 기술하였다. DICOM 3.0 standard의 ‘Part 15. DICOM Security Profile’에서는 TLS와 ISCL 두 가지의 Secure Transport Connection Profile을 정의하고 있고, 인증, 데이터의 무결성 보장, 프리아버시 보호의 기능을 할 수 있도록 몇가지의 알고리즘을 사용할 것을 정의하고 있다. 그 중 TLS Security Profile에는 Triple DES CBC모드와, RSA and SHA를 정의하고 있다. 그리하여 본 논문에서는 세 알고리즘의 개별적인 동작 검증을 마친 후 통합된 TLS Processor를 설계하고 검증하였다. 일반적인 Mux만을 이용한 설계는 임베디드 시스템 적용에 있어서 면적을 많이 차지하는 단점이 나타났다. 따라서 면적을 많이 차지하는 레지스터를 줄이기 위해서 세 알고리즘 블록이 같은 레지스터를 공유하도록 설계하였다. 그리고 임베디드시스템 개발 키트인 IFC-ETK100장비의 FPGA에 회로를 올리고 검증하였다.
최근 들어 스마트폰과 유비쿼터스 컴퓨팅 기술의 발전으로 인해 U-헬스케어 서비스에 대한 이용 요구가 급격히 증가하고 있다. 더욱이 스마트폰을 이용한 의료정보시스템에 대한 접근과 사용 요구도 급격히 증가하고 있다. 의사들이나 환자들이 스마트폰을 이용해서 의료정보시스템에 아무 곳에서나 쉽고 빠르게 접근해서 의료 서비스를 제공 받을 수 있는 장점을 갖는 것과 달리 의료정보들에 대한 사생활 보호문제, 위치정보 노출문제, 개인정보 침해 등과 같은 보안 문제가 발생할 가능성이 높아졌다. 그러므로 본 연구에서는 의료 근로자들이 스마트폰을 사용해서 의료정보시스템에 접속하여 환자들에 대한 의료정보들을 기록, 저장, 수정, 관리할 때 발생할 수 있는 보안 문제들로부터 안전한 의료정보 보호시스템을 제안하고자 한다. 제안시스템에서는 의료 근로자들이 의료정보시스템에 접근 시 GOTP를 추가로 SMS로 전달받아 추가 인증 단계를 거침으로써 신분 위조 공격을 차단할 수 있도록 하였다. 그리고 제안시스템에서 사용자와 의료정보시스템 사이에 송 수신하는 모든 정보들을 스마트폰에서도 처리가 가능한 가볍고 빠른 암호 알고리즘을 적용함으로써 비밀성, 무결성, 위치정보 노출, 개인정보 침해 등에 대해서 방지할 수 있다.
PACS(Picture archiving communication system)란 의료영상정보를 디지털 영상으로 획득, 저장하여 외래나 병동에서 언제든지 검색 및 조회가 가능한 시스템을 의미 하지만 휴일과 야간에는 의료영상정보에 대한 접근이 공간적으로 제한되어 있어서 환자의 검사결과에 대한 정보를 조회 할 수 없는 문제점이 있다. 이에 대한 해결 방안은 무선 LAN과 CDMA 전화기가 내장된 PDA를 이용하여 판독의사나 수술의사 등이 원외에서도 의료영상정보에 접근하여 환자의 처치 등에 관하여 원격으로 처방 할 수 있는 서비스 방식이 유용하다. 이런 방식은 PDA와 무선랜의 하드웨어적 특성상 JPEG 파일 형태로 서비스 할 수밖에 없는데 10:1 압축 방식에서 진단가치를 잃지 않으면서도 최대의 효과를 낼 수 있었다. 또한 추후 네트워크 속도와 하드웨어적 사양이 개선된다면 DICOM 무손실 이미지의 조회도 구현 가능함을 알 수 있었다.
본 논문에서는 U-헬스케어 의료 정보 환경을 위한 무선 인체 영역 네트워크(WBAN) 기반의 실용적인 인증 시스템을 제안한다. 제안한 인증 시스템은 AES와 같은 대칭키 암호 시스템을 기반으로 동작하며 데이터 기밀성, 데이터 인증, 데이터 무결성 등의 보안성을 보장할 뿐만 아니라 타임스탬프 기술을 적용하여 재전송 공격 방지 및 센서 노드, 마스터 노드, 베이스 스테이션, 의료 서버 사이에 안전한 인증을 수행하도록 설계하였다.
DICOM 표준은 의학 영상 장비를 Network으로 연결하여 사용을 원하는 사용자의 욕구를 충족시키기 위하여 만들어 졌다. 이것은 영상 장비가 출력하는 정보의 표준화를 통하여 영상 정보는 물론 환자 및 검사 정보 교환을 가능케 하여 장비의 효율적인 운용을 목표로하고 있다. 이런 목적외에도 장기 저장 매체의 저장 방식 및 지원되는 영상 장비의 개념을 확대하여 기존의 방사선과 장비는 물론, Endoscopy, Pathology, 및 Dematology를 포함하는 포괄적 영상 장비 연동을 위한 표준화 작업이 진행중에 있다. 본문에서는 DICOM 표준을 적용하여 시스템간의 연동을 구현한 사례로 PACS 와 RIS 연동과 같은 Text-based 연동과 DICOM Gateway를 사용하여 서로 다른 시스템간의 Image 연동을 위한 Image-based 연동으로 구분하여 예를 들었다. 결론적으로 DICOM 표준을 사용하면 서로 다른 형태의 영상 정보를 가지는 장비들를 Network으로 연결하여 정보 전달이 가능해 지고 이와 같은 연동은 서로 다른 시스템의 정보의 무결성을 보장하며 정보의 중복 저장을 방지할수 있게 되어 전체 시스템의 운용 효율을 증가 시킬수 있다.
본 연구에서는 의료영상 저장 및 전송 시스템에 필수적인 무손실 의료영상 압축 기법을 제안하였다. 의료영상은 방사선 영상 중에서 유방영상(mammography)과 자기공명영상을 사용하였으며, 이들 영상을 무손실로 압축하기 위하여 영역성장에 의한 영상분할 알고리듬을 제안하였다. 제안된 알고리듬은 원 영상이 에러 영상과 불연속 계수 영상, 그리고 상위 비트 데이터 등 세 가지의 부 영역으로 분할되도록 하였다. 그리고 영역성장 과정 후 생성된 불연속 계수 영상 데이터와 에러 영상을 국제 이진영상압축 표준이며 그레이코드(graycode)화된 영상의 압축에 적합한 JBIG(Joint Bi-level Image expert Group) 알고리듬을 이용하여 압축시켰다. 제안한 알고리듬과 타 연구에서 사용된 기법들을 비교 검토 한 결과 제안한 무손실 압축 기법을 적용하여 얻어지는 압축율은 JBIG, JPEG, LZ 기법에 비해 평균적으로 각각 3.7%, 7.9%, 23.6% 정도 개선됨을 알 수 있었다.
의료 정보가 데이터베이스에 집적되고 다수의 연구자 혹은 의료인에 의해 무작위로 이용되는 경우에는 개인의 사생활에 대한 중대한 침해가 될 수 있다. 의료 정보 서비스는 시간의 경과에 따라 통합의료 정보 시스템으로 발전할 것이고 전체적 및 부분적으로 정보 보안의 요구는 필연적으로 대두될 것이다 본 연구는 의료 정보 시스템에서 보안 위협 요소를 고찰하고 PDA 등의 모바일 디바이스를 통한 의료 정보 서비스 모델을 제시한다. 제안된 모델을 중심으로 처방전 전자 서명 관리에 중심을 둔 보안 구조를 제안하였다 제안된 구조는 의료진의 책임 있는 처방을 유도하며, 신뢰성 있는 의료시스템의 구성, 의료 분쟁 발생 시 적절한 데이터로써 활용될 수 있을 것이다.
CPS(Cyber-Physical Systems)는 고수준의 신뢰성을 기반으로 네트워크를 통해 물리 시스템을 실시간 제어하기 위한 임베디드 시스템이며 무인 주차, 항공, 스마트 그리드와 같이 다양한 의료, 군사, 교통, 로봇제어 분야에 활용 가능한 기술이다. 이러한 환경에서 시스템들 간의 실시간적이고 신뢰성 높은 데이터 통신을 제공하기 위하여 발행/구독 모델에 기반한 실시간 데이터 통신 미들웨어 표준인 DDS(Data Distribution Service)를 사용한다. 그러나, DDS는 임베디드 기기 또는 모바일 기기들이 동적으로 구성된 네트워크에 자유로운 참여, 탈퇴가 가능한 상황에서 실시간 데이터 통신에는 적합하지만 전송되는 데이터 도청, 재전송 등과 같은 다양한 네트워크 공격에는 취약하다. 따라서, 본 고에서는 DDS 보안상의 취약점과 보안강화를 위한 접근 방법에 대해 기술하고, 이후에 DDS 통신채널 보호를 위한 상용제품의 접근법과 안전 통신채널 제공을 위한 멀티캐스트 인증, 암호화에 관련된 접근방법에 대해 기술한다.
많은 의료영상 시스템에서 의료 볼륨 데이터는 압축된 형태로 저장되어 있으며, 압축된 데이터는 가시화 이전에 압축 복원을 수행해야 한다. 압축 복원은 상당한 시간이 소모되기 때문에 본 연구는 삼차원 의료영상의 고속 복원 방식을 제안한다. 제안 방법은 의료영상의 특수성에 대한 사용자 요구를 감안하여, 손실과 무손실 압축을 모두 제공하며 점진적 개선(progressive refinement) 복원 속성을 갖는다. 그리고 그래픽스처리장치(GPU)를 이용한 병렬화를 수행하여 매우 짧은 시간 내에 압축 복원이 수행된다. 마지막으로 압축 복원과 볼륨 가시화를 연계하여 선택적 압축 복원 방법이 가능하며, 이를 통하여 볼륨 압축 복원의 추가적 성능 향상을 얻었다.
최근 대리수술(무면허의료행위)과 같이 환자의 안전을 위협하는 사건들이 언론에 보도되고 있다. 대리수술 방지를 위한 수술실 감시카메라 장치도입 등의 대안이 등장하고 있지만, 의료계의 거센 반발로 인해 시행되기에는 현실적인 어려움이 있다. 하지만 대리 수술과 같은 사건이 빈번히 발생함에 따라 의사에 대한 사회적 신뢰도가 추락하고 있다. 본 논문에서는 근거리 무선 통신 장치인 비콘(Beacon)과 생체인식 중 안전하고 신뢰할 수 있는 홍채인식을 결합한 의료진 신분 확인 시스템을 제안한다. 이 시스템은 블록체인 상에서 동작하도록 하여 신뢰성을 더한다. 이 시스템은 홍채인식을 통해 사용자 인증을 수행함으로써 1차적인 신분확인을 하고 비콘을 통해 의료진이 수술실에 있다는 것을 증명한다. 또한 백그라운드로 비콘 신호를 수신하고, 무작위 주기로 홍채인증을 수행하여 의료진이 초기 인증만 수행하고 수술실을 떠나는 경우를 방지함으로써 집도의에 대한 환자의 신뢰를 보장한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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