유비쿼터스 헬스케어는 생체신호 측정기술과 생체신호 측정기의 소형화 경량화로 인해 의료분야의 획기적인 변화를 가져올 것으로 기대된다. 그러나 생체신호 측정 기술의 발전에 비해서 대부분의 생체신호 데이터는 각 시스템 고유의 데이터 포맷을 사용하기 때문에 사용범위가 제한되고 데이터 공유 및 호환에 어려움이 있어 구조적이며 시스템 독립적인 XML을 사용하여 생체신호 데이터를 표현하는 방법이 필요하다. 본 논문에서는 XML 기반의 HL7 Annotated ECG(HL7 aECG) 표준을 이용해서 생체신호 데이터를 표현하고 저장하는 방법을 제시한다. 제시된 방법은 ECG, 심음의 두채널 파형 정보를 포함한 바이너리 포맷을 HL7 aECG 문서로 표현하며, HL7 aECG 문서의 특성을 고려하여 비분할 저장 방식을 사용하고 효율적인 검색을 위해 메타데이터를 추출하여 관계형 테이블에 저장하는 분할 저장 방식을 병행하여 사용한다. 또한 저장된 메타데이터를 효율적으로 검색 및 관리하는 메타데이터 시스템을 설계하며 설계된 구조는 향후 다른 시스템과 연계의 가능성을 제공한다.
In this paper, we develop a descriptor based on binary ECG conversion system that supports the conversion of a binary ECG format into XML-based HL7 aECG for the interoperability of ECG. HL7 aECG is a XML based standard for interoperability of ECG waveform. For the conversion of variety of ECG formats, we propose a binary ECG description mechanism. In order to describe binary ECG more efficiently, we develop a XML-based Binary ECG Description (BED) Language. One of the powerful features of using the XML-based ECG Description mechanism is that ECG data can read from various formats without the modification of source code of conversion system, and consequently it reduces conversion system maintenance costs.
In this paper, we develop a new conversion method for implementing binary ECG(Electrocardiogram) conversion scheme to improve our previous research works that supported the conversion of binary ECG files into HL7 aECG for enhancing interoperability of ECG data. HL7 aECG is a XML-based standard for interoperability of ECG waveform. To improve the performance of ECG data conversion, we utilize a compilation-based ECG conversion method on binary ECG files. Our new method supports both flexibility of BED-based ECG conversion mechanism and the performance of direct conversion mechanism.
최근 IT 기술이 발전함에 따라 실시간 심전도 모니터링이 가능해 졌으며, 이는 의료정보교환을 위한 HL7 표준의 전도 유망한 응용 중 하나로 인식되고 있다. 하지만 HL7 메시지 내 데이터 중복으로 인한 메시지의 크기 및 생성시간의 증가로 인해 HL7 표준을 실시간 심전도 모니터링에 바로 적용하기에는 무리가 있다. 이에 본 논문에서는 실시간 심전도 모니터링에 적합한 HL7 메시지의 간소화 전략을 제안한다. 다양한 형식의 심전도 데이터를 Feature Scaling을 거쳐 정형화된 포맷으로 조정하고 HL7 규약에 순응하는 메시지를 생성한다. 또한 HL7 ORU 메시지 내의 중복되는 OBX 필드를 제거하기 위해 De-Duplication 알고리즘을 수행한다. 이를 통해 기존의 HL7 표준 적용 대비 메시지의 생성시간은 최대 51%, 크기는 최대 1/8로 줄일 수 있음을 실험적으로 확인하였다.
본 연구에서는 BED(Binary ECG Description)기반의 바이너리 심전도(ECG) 변환시스템은 ECG 데이터의 상호연동성을 지원하기 위해 바이너리 ECG 파일을 XML기반의 HL7 aECG로 변환하는 시스템이다. 그러나, BED 시스템을 처음 사용하는 초보자는 XML을 사용하여 BED 문서를 작성하기 어렵다. 본 논문에서는 초보자들이 BED 문서를 쉽게 작성할 수 있도록 지원하는 시각적 도구인 BED 스튜디오를 구현한다. 이 시스템은 세부분, 즉 비주얼 편집기, XML트리 편집기, 그리고 포맷검증 뷰어로 구성된다. 포맷검증뷰어는 사용자가 비주얼 인터페이스를 사용하여 작성한 BED 문서를 바이너리 ECG 파일과의 포맷 매칭을 시각적으로 검사할 수 있도록 지원하여 BED 문서 작성시 발생할 수 있는 오류 가능성을 감소시켰다.
본 연구에서는 의료정보시스템 간에 상호연동성을 지원한 수 있는 XML 기반의 심전도(electrocardiography, 이하 ECG) 데이터의 효율적인 저장구조 및 관리방법을 제시하고, 웹기반으로 ECG 정보서비스를 제공할 수 있는 ECG 메타데이터 시스템을 구현한다. ECG 메타데이터 시스템은 ECG 데이터와 메타데이터의 저장, 검색, 그리고 pdf 파일형식의 리포팅 서비스 기능을 포함한다. ECG 데이터의 저장구조는 심전도 데이터의 특성과 액세스 특성을 분석하여 비분할 저장방식을 사용하였고, 효율적인 검색기능을 제공하기 위해 HL7 aECG 데이터로부터 메타데이터를 추출하여 인덱스로 활용하였다. ECG 리포팅 서비스를 제공하기 위해 템플릿 메커니즘을 이용하여 텍스트 XML 형태의 데이터를 여러 데이터 포맷으로 변환한다.
Medical environments incorporate complex and integrated data networks to transfer vast amounts of patient information, such as images, waveforms, and other digital data. To assure interoperability of images, waveforms and patient data, health level seven(HL7) was developed as an international standard to facilitate the communication and storage of medical data. We also adopted medical waveform description format encoding rule(MFER) standard for encoding waveform biosignal such as ECG, EEG and so on. And, the study converted a broad domain of clinical data on patients, including MFER, into a HL7 message, and saved them in a clinical database in hospital. According to results obtained in the test environment, it was possible to acquire the same HL7 message and biosignal data as ones acquired during transmission. Through this study, we might conclude that the proposed system can be a promising model for electronic medical record system in u-healthcare environment.
21세기 의료서비스 패러다임이 사후 치료에서 사전 예방 및 관리 중심으로 바뀜에 따라 M2M 기반의 U-헬스케어 응용 서비스가 점차로 중요 해지고 있다. M2M 기반의 U-헬스케어 응용 서비스는 휴대단말에 장착된 센서를 통해 생체 정보를 측정하여, 원격지에 있는 의료진이 만성 질환자 혹은 일반인의 건강 상태를 실시간에 관리가 가능 하도록 한다. 본 논문에서는 국제 표준 기반의 M2M을 위한 U-헬스케어 응용 서비스 기반 IEEE 11073/HL7 변환게이트웨이 구조를 설계 및 구현 하였다. 구체적으로, 생체 신호 측정을 위한 에이전트 장치와 처리를 위한 매니저 장치간의 생체 정보 교환을 위한 ISO/IEEE 11073 표준과 다양한 보건의료 정보시스템 간의 데이터 교환을 위한 ANSI HL7 간 프로토콜 변환 게이트웨이를 설계 및 구현 하였다. 최종적으로 제안된 구조의 기능 검증을 위해, 개발된 게이트웨이를 사용하여 생체신호측정 센서 (ECG, SpO2)를 활용하여 측정, 수집 및 처리하는 M2M을 위한 U-헬스케어 응용 서비스 가반 IEEE/HL7 변환게이트웨이를 개발하였다.
HL7의 차세대 버전인 FHIR는 의료 환경에서 메시지 교환의 표준으로 이벤트 발생시점부터 데이터 교환을 손쉽게 할 수 있도록 지원하는 프로토콜이다. 응급실 등 심전도 기기로부터 환자의 자동 판독 결과를 FHIR 메시지로 생성하고, 생성된 메시지를 EMR 등 병원정보시스템에 전달하고 스마트 폰을 통해 해당 결과를 실시간으로 알려 줄 수 있음으로 다양한 의료기관에서 사용 될 것으로 생각한다. 또한, 향후 SMART on FHIR로 확대되어, 순환기내과, 흉부외과 병동에서 실시간 원격모니터링에도 활용 될 것으로 생각한다.
현재 홈 헬스케어시스템은 의료기기와의 통합을 위한 표준화 기술이 미비한 상황이며 특히, 다양한 개인의료기기들의 호환성 제공과 시스템 간 상호 운용성 확보를 위한 보다 구체적인 솔루션이 필요하다. 본 논문에서는 핵심기술 요소인 ISO/IEEE 11073, HL7 표준 적용을 통하여 스마트 게이트웨이 기반 모바일 헬스케어시스템을 설계 및 구현하고자 한다. 이를 위해, 심박측정계, 산소포화도 측정계, 심전도 측정계 등을 헬스케어 의료기기로 구성하였다. 아울러, 본 논문에서는 Android 4.x Bluetooth HDP(Health Device Profile)를 기반으로 continua health alliance 표준의 의료기기 연결성을 제공하며, 스마트폰 환경에서 의료기기를 통해 얻어진 데이터를 HL7 표준을 기반으로 사용자와 의료인에게 제공하여 사용자의 건강 평가/관리를 위한 진단지원시스템을 가능하게 하는 헬스케어시스템을 구현하고자한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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