REST 기반 ISO/IEEE 11073 PHD 서비스 모델의 설계 및 구현

최주연 경북대학교 대학원 2015 국내석사

Various researches have doing to provide U-healthcare services based on IoT. Recently, various studies have been attempted to provide a biological information monitoring service through integrating with the web service. The medical information transmission standard ISO/IEEE 11073 PHD defines the optimized exchange protocol ISO/IEEE 11073-20601 based on the No-IP to exchange the biometric information between the IEEE 11073 agent and the manager. It’s system structure based on the No-IP using ISO/IEEE 11073-20601 isn’t suitable for providing a remote biological information monitoring services. That is because it is difficult to provide to control and manage the biological information measurement devices, which have installed IP protocol stack at the remote. Furthermore, ACSE and CMDISE in ISO/IEEE 11073-20601 are not suitable to provide U-healthcare services based on IoT because they are complicated and difficult to implement it caused by the structural complexity. In order to solve the problems, in this paper, we propose ISO/IEEE 11073 PHD Service Model architecture based on REST of IoT environment to provide the biological information monitoring service based on IoT. To do this, we designed biological information monitoring system architecture based on IoT and the ISO/IEEE 11073 PHD message exchange protocol of REST between the ISO/IEEE 11073 agent and the ISO/IEEE 11073 manager. In order to verify the realistic possibility of the proposed system architecture, we developed the service prototype.

CoAP을 사용한 ISO/IEEE 11073 DIM과 FHIR리소스의 통합 구조 설계 및 구현

함창균 경북대학교 대학원 2018 국내석사

IoT(Internet of Things)는 헬스케어 영역에서 광범위하게 배치되어 있는 인터넷의 확장분야이다. PHD(Personal Health Devices)의 확산으로 인해 개인 헬스케어 기기가 특수한 데이터 전송 프로토콜을 사용하고 동일한 제조업체의 헬스케어 관리 제공자와만 통신 할 수 있는 중요한 비 호환성 문제가 발생하므로 상호운용성 및 네트워크 에너지 소비가 중요한 문제가 된다. 본 논문에서는 CoAP을 사용하여 ISO/IEEE 11073 DIM과 FHIR리소스의 통합 구조를 설계 및 구현하여 개인 헬스케어 기기와 헬스케어 서비스 제공자 간의 헬스케어 정보를 교환하여 통신 문제 및 표준화 문제를 해결한다. 장치 표준화를 위한 ISO/IEEE 11073 변환 게이트웨이와 EHR(Electronic Health Record)표준화를 위한 ISO/IEEE 11073/FHIR 변환 게이트웨이를 설계하고 구현한다. 또한 데이터 전송 프로토콜인 CoAP을 사용하며, PHD센서 통신을 위해 ISO/IEEE 11073/FHIR 통합 알고리즘을 개발하였다. HTTP프로토콜, PCD데이터를 FHIR데이터와 비교하여 성능 분석을 하였으며 이 성능 분석을 통해 FHIR리소스와 CoAP을 이용한 것이 전력 손실, 데이터의 전송 시간, 배터리 소모량 부분에서 훨씬 더 뛰어남을 알 수 있다. 개발된 안드로이드 애플리케이션은 헬스케어 소비자를 위한 헬스케어 관리자 역할을 하고, 이 구조를 테스트하기 위해 개인 헬스케어 기기인 SpO2를 사용하여 헬스케어 데이터를 측정하고 전달하였다.

ISO/IEEE 11073 표준 메시지를 IHE PCD-01 메시지로 변환하는 프로그램 구현

Yang, Yunhao 경북대학교 대학원 2016 국내석사

ISO/IEEE 11073 Personal Health Device Working Group에서는 개인용 의료기기 데이터의 상호운용성을 보장하기 위해서 다양한 표준을 개발하고 있으며, IHE(Integrating the Healthcare Enterprise)에서는 의료기기로부터 측정된 정보를 의료정보시스템에 표준화된 방법으로 공유하기 위한 DEC(Device Enterprise Communication) 프로파일을 개발하였다. 개인용 의료기기에서 측정된 생체신호를 의료정보시스템에 전송할 때에 상호운용성을 보장하기 위해서는 ISO/IEEE 11073 메시지를 IHE PCD-01 메시지로 변환하여야 한다. 본 논문에서는 혈압계 또는 혈당계에서 측정한 생체신호를 포함하는 ISO/IEEE 11073 메시지와 환자의 개인정보를 사용해서 HL7 기반의 IHE PCD-01 메시지로 변환하는 방법을 제안하고, Web Services 규약으로 변환한 메시지를 의료정보시스템한테 전송하는 도구를 구현하였으며 그 결과를 검증하였다. ISO/IEEE 11073 Personal Health Device Working Group develop the standards family to enable optimized communication between personal health device and external systems. The IHE(Integrating the Healthcare Enterprise) develop the DEC(Devece Enterprise Communication) profile to publication of information from medical devices to healthcare information systems. For transmitting measurement information from personal health device to healthcare information systems, we need to mapping the 11073 message to IHE PCD-01 messages. In this paper, to solve this problem. we developed the mapping program that automatically mapping 11073 messages transmitted by blood pressure monitor and glucose meter to IHE PCD-01 messages. Also, this program can upload the IHE PCD-01 messages to web-server.

ISO/IEEE11073과 IEEE1451을 연동하는 u-Healthcare System의 제안과 구현

안진수 세종대학교 대학원 2009 국내석사

유비쿼터스 컴퓨팅 기술의 발전으로 U-헬스케어의 실현이 가속화되고 있다. 앞으로 서로 다른 환경에서도 의료기기 이기종간 데이터 전송 및 교류가 가능하도록 실시간 플러그앤플레이 방식으로 상호 운용성을 제공하는 ISO/IEEE11073 표준을 적용한 헬스케어 시스템이 필요하다. 또한 환자의 생체 데이터를 수집하는 많은 의료용 센서들을 의료정보 시스템에 효과적으로 적용하기 위하여 센서들의 연결과 TEDS의 내용을 포함한 IEEE1451 표준이 이 앞으로 전체 센서네트워크의 표준으로서 자리매김 할 가능성이 매우 높다. 이에 따라 의료분야의 ISO/IEEE11073과 IEEE1451의 연동은 필연적으로 보이며 두 표준의 형식은 많은 부분 상이하지만 환자의 데이터를 수집하는 순간부터 의사가 데이터를 모니터링하며 진료하는 순간까지 동일한 형식으로 데이터를 관리하는 방법이 필요할 것이다. 이에 기존의 TEDS를 변경하는 방법의 제안과 함께 TEDS 데이터를 XML로 구현함으로써 다른 시스템으로의 이식성이 뛰어나도록 하였다. 의사가 환자의 데이터를 진료할 수 있는 헬스케어 시스템은 RIA의 개념으로 웹상에서 구현하여 언제 어느 장소에서든지 접속할 수 있는 환경의 구현을 목표로 하였다. FLEX를 이용하여 기존의 웹 페이지에서 구현할 수 없는 보다 만족스런 UI를 구현하였을 뿐만 아니라 실시간으로 데이터를 확인할 수 있는 모니터링 시스템을 적용하였다. 의사는 PDA나 Mobile PC 등을 통하여 환자의 상태를 점검할 수 있으며 필요한 경우 어디에서든지 환자의 처방을 내릴 수 있게 함으로써 의료분야의 표준과 센서 표준을 연동하는 유비쿼터스 헬스케어 시스템을 목표로 한다.

ISO/IEEE 11073 및 HL7 기반의 유헬스 시스템 설계 및 구현

남재충 경북대학교 대학원 2013 국내석사

유무선 통신 인프라의 확대 및 스마트 기기를 포함한 통신 단말의 발달은 정보통신기술을 급속도로 발전시켰다. 언제 어디서나 이용 가능한 정보통신기술은 다양한 서비스와 융합되어 새로운 서비스 시장을 형성하여 큰 수익을 창출하고 있다. 특히 정보통신기술에 보건의료 서비스가 융합된 유헬스 서비스는 선진 IT 인프라와 세계적 수준의 의료진을 보유하고 있는 우리나라에 가장 적합한 산업으로 새로운 성장동력이 될 것으로 예상된다 유헬스 서비스는 인구 고령화, 의료비 증가, 전문 의료 인력 부족과 같은 사회 문제를 해결해 줄 뿐만 아니라 건강 관리에 대한 패러다임을 치료 중심에서 예방/관리 중심으로 변화시켰다. 현재 다양한 유헬스용 개인 건강 기기가 개발 되고 있으며, 많은 의료 기관에서 유헬스 서비스를 위한 시스템을 구축하고 있다. 또한 다양한 표준 단체에서 의료 정보 포맷 및 전송을 위한 유헬스 기술 표준화를 활발히 진행 중이다. 하지만 개발된 유헬스용 개인 건강 기기가 각 제조사의 자체적인 통신 프로토콜로 개발되어 기기 간의 상호운용성이 보장되지 않고, 대부분의 유헬스 시스템이 표준 데이터 포맷을 사용하지 않아 시스템 간 확장성 및 호환성이 부족한 상황이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 표준 기술이 지원되는 의료 기기 및 서비스 연구가 많은 곳에서 진행되고 있지만, 현재 의료 시장에서 즉각적으로 적용하기에 큰 어려움이 있다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 현재 상용화된 비표준 개인 건강 기기에 정보 전송 표준 기술인 ISO/IEEE 11073을 지원 할 수 있는 확장 모듈의 프로토타입을 개발하고, 개인 건강 기기로부터 수집된 정보를 통합 관리할 수 있는 통합 매니저를 개발하였다. 통합 매니저는 언제, 어디서나 건강관리가 가능한 유헬스 서비스를 제공 할 수 있도록 스마트폰을 기반으로 개발하였다. 또 통합 매니저로 전송된 데이터는 의료 표준 데이터 포맷인 Health Level 7 (HL7)을 이용하여 의료 센터로 전송함으로써 표준 데이터 포맷 기술을 지원하는 많은 의료 기관으로부터 상호운용성을 보장 받을 수 있도록 개발하였다.

ISO/IEEE 11073과 HL7의 연동 게이트웨이 설계 및 구현

김동현 경북대학교 대학원 2011 국내석사

In recent years, the development of ubiquitous computing technology as personal health information anytime, anywhere to monitor and manage the demand for U-healthcare services in increasing. However, compatibility problem occurs between services because implementation systems and means of representation are distinct for each manufacturers. Owing to this there is some difficulty to grasp the exact health information of a user and medical teams. Recently the standardization of the health care field is actively in progress in order to solve this problem. Through this standardizing many activities like gathering of bio information data, transmission, analysis and feedback can be used considering with a regular method and an interoperability between U-healthcare service is guaranteed surely with private health instruments. This paper will show you how collect and transmit personal health information with methodical interoperability by designing of integrated gateway and implementation the International private health measurement instrument standard ISO/IEEE 11073 and medical information standard HL7

ISO/IEEE 11073 PHD기반의 트레드밀 시스템 설계 및 구현

황지연 한세대학교 대학원 2012 국내석사

최근 전 세계적으로 인구 고령화가 급속도로 진행됨에 따라 암, 당뇨, 고혈압 등의 만성질환과 노인성 질환이 증가하고 있어 국민의 의료비 부담이 점차 증가하고 있다. 이에 따라 정보통신기술을 이용하여 시간과 공간에 구애받지 않고 언제 어디서나 건강과 생활을 관리하여 건강한 삶을 유지 시키는 새로운 형태의 서비스인 u-헬스(u-Health)가 많은 주목을 받고 있다[1][2][3][10]. u-헬스 서비스란 유비쿼터스와 원격의료 기술을 활용한 건강관리 서비스를 말한다. 유비쿼터스 u-헬스 케어(Ubiquitous Health Care)의 줄임말로 유비쿼터스 건강관리라고도 한다. 시간과 공간의 제한 없이 의료 서비스를 제공받을 수 있는 게 가장 큰 특징이다. [4] 즉 유무선 통신 인프라를 기반으로 노인, 만성질환자, 회복중인 환자나 수술 후 환자 그리고 일반인 등이 일상생활을 하면서 불편하거나, 거추장스럽지 않게 신체 정보를 측정하고 건강상태의 변화에 대한 전문가의 서비스를 즉각적으로 받는 서비스이다 [1]. u-헬스 서비스 시스템을 구축하기 위해서는 여러 가지 다양한 u-헬스 기기를 이용하여 신체 정보를 측정하고, 측정된 값을 전송하는 시스템을 구축 하여야한다. 미래에 나타날 5대 u-헬스 기기로 처음으로 다이어트 u-헬스 기기, 노인 간호를 도와주는 u-헬스 기기, 혈액 검사 기기, 독립성/이동성 관련 u-헬스 기기, 커뮤니케이션 관련 u-헬스 기기에 관심을 가지고 있다.[23] 5대 u-헬스 기기 중 가장 먼저 선정된, 다이어트 u-헬스 기기로는 트레드밀, 벤치 프레스, 플라이, 백 익스텐션 등을 들 수 있는데, 헬스장에서도 가장 많이 사용하고, 운동 처방이나 재활 기기로도 가장 많이 사용하고 있는 것이 바로 트레드밀이다. 트레드밀은 헬스나 재활 기기 중 전원을 인가하는 방식의 기기로 사람의 힘을 원동력으로 작동하는 바이크나 물리적인 횟수로 측정하는 벤치 프레스나 플라이 같은 기기보다 유리한 입장에서 u-헬스 기기가 될 수 있다. 하지만 현재 사용되고 있는 트레드밀(treadmill)은 각기 다른 제조사에 의하여 제조되고 있고, 이들은 각자 독자적인 소프트웨어와 통신 프로토콜을 가지고 있다. 이들 프로토콜은 제조사의 소유로 자유롭게 공개되고 있지 않으므로, 다양한 개인 건강 기기간의 호환성은 없는 실정이다. 또한 트레드밀은 개인의 운동에 맞거나 의료진에 의해 정의된 경사와 속도를 준수하는 것이 아닌 개인이 임의대로 설정하게 되고 이로 인해 올바른 운동 효과나 운동 치료효과를 볼 수 없으며, 트레드밀 측정의 결과 값이 운동하는 중의 심박 수의 변동이나 기울기의 변화 또는 속도의 변화 값을 무시하고 운동 시간으로만 적용하는 실정이다. 이러한 문제점으로 인하여 다양한 제조업체에서 생산되는 트레드밀은 상호운용성에 문제가 나타나게 되었고, 데이터를 수집하거나 효율적인 관리가 힘들어 졌다. 그리고 일정 기간 동안의 운동량을 맞추기 위해 개인 트레이너나 운동처방사가 항상 옆에 따라다니며, 사용하는 트레드밀만 사용해서 측정하고, 운동량을 설정해주는 실정이다. 트레드밀의 경우 한 헬스장이나 운동 처방하는 장소라 하더라도 여러 종류의 트레드밀을 사용하기 때문에 이러한 문제가 더욱 심각하게 나타난다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 국제 표준화가 매우 중요한 요소로 부각되고 있다. 트레드밀과 같은 개인 건강 기기의 정보를 센싱, 취합 및 전송, 분석 및 피드백이 표준적인 방법으로 운용되면 트레드밀과 같은 개인 건강 기기와 이들을 처리하는 u-헬스 서비스간의 상호운용성이 보장된다. 사용자는 표준 건강 측정기기를 사용하므로 다양한 건강 측정기기가 선택 가능하게 되고, 개인 건강 기기 제조사는 표준건강 기기를 개발하여, 다양한 u-헬스 서비스 환경에서의 제품 사용을 보장 받을 수 있다 [2][11]. 본 논문에서는 트레드밀의 호환성을 해결하기 위하여 u-헬스 서비스간의 상호운용성을 보장하기 위해 활발하게 연구되고 있는 개인 건강 측정기기 표준인 ISO/IEEE 11073 중에서 재활 기기 파트에 해당하는 10441을 기반으로 하여 에이전트(Agent)와 매니저(Manager)의 구조로 기기와 서버간의 통신을 설계하였으며, 트레드밀을 다양한 플랫폼을 통해 모니터링 할 수 있도록 웹(WEB) 서비스가 가능한 서버와 클라이언트 구조로 모니터링 시스템을 설계하였다. 이를 통해 트레드밀을 이용한 운동 처방이나 운동 정보에 대해서 사용자가 쉽게 모니터 할 수 있도록 설계 하였다. 이와 같이 내부는 ISO/IEEE 11073 표준을 따르는 통신이 가능하고, 외부로는 웹을 통한 모니터링이 가능한 트레드밀 시스템을 제안한다. 시스템 내부에는 각 계층을 두어 표준화가 진행됨에 따라 변화하는 정보를 반영할 수 있도록 하여 스펙에 따른 확장성을 높였으며 의료진이 환자나 사용자에게 내린 운동처방의 정보와 그 운동처방을 이행한 내용을 직접 모니터링하고 재활시 더욱 적합한 운동처방을 내릴 수 있도록 트레드밀 시스템을 구현을 하였다.

Design and Implementation of IoT Healthcare Communication System based on CoAP for IEEE 11073/PCD-01 : IEEE 11073 / PCD-01 표준을 위한 CoAP 기반의 IoT 헬스케어 통신 시스템 설계 및 구현

Li, Wei 경북대학교 대학원 2017 국내석사

The Internet of Things is an extension and expansion of the Internet which is extensively deployed in the healthcare field. With the proliferation of medical devices, there is a significant incompatibility issue where devices use special data transfer protocols and can only communicate with special healthcare providers from the same manufacturer, thus interoperability and network energy consumption features become important issues. In this thesis, we design and implement a communication system based on CoAP for IEEE 11073/PCD-01 over Mobius Platform for standardization. The healthcare providers remotely monitors real-time health status and manages it through this system. We design and implement an ISO/IEEE 11073 translator gateway for device standardization and an IEEE 11073/PCD translator gateway for measured data standardization. An android application that is developed acts as a health agent and health manager for this system. We use SpO2 as personal health device to measure and deliver the health data to test the system. 최근 사물인터넷(IoT: Internet of things)은 헬스케어 영역에서 폭넓게 활용되고 있다. 의료 디바이스들은 확산되고 있지만 프로토콜과 표준들이 제조업체에 따라 달라 비호환성의 문제가 발생하여 동일한 제조업체의 디바이스와만 통신 할 수 있다. 따라서 상호 운용성과 네트워크 에너지 소비 등에 중요한 문제가 된다. 본 논문에서는 표준화의 목표를 달성하기 위해 ISO/11073 표준, IHE PCD 표준에 따라 CoAP을 사용하여 헬스케어 디바이스와 제공자 사이에 통신하는 Mobius Platform 기반의 시스템을 설계하고 구현하였다. 헬스케어 제공자들은 이 시스템을 통해 실시간 건강 상태를 원격으로 모니터링하고 관리 할 수 있다. 구체적으로, 디바이스 표준화를 위한 ISO/IEEE 11073 변환 게이트웨이와 측정된 데이터 표준화를 위한 IEEE11073/PCD 변환 게이트웨이를 설계하고 구현 하였다. 그리고 이 시스템을 위해 건강 관리 및 에이전트를 수행 할 안드로이드 어플리케이션을 개발하였다. 마지막으로 개인 헬스케어 디바이스 SpO2를 사용하여 이 시스템을 검증하였다.

혈압계 비표준 메시지를 ISO/IEEE 11073 메시지로 변환하는 프로그램 생성 툴 구현

전형석 경북대학교 대학원 2016 국내석사

ISO/IEEE 11073 표준 시리즈는 개인용 의료기기와 외부 시스템 간 최적화된 통신을 지원할 목적으로 만들어졌다. 그러나 많은 개인용 의료기기 제조사들은 표준 기술 구현의 어려움으로 인해 건강 기기와 외부 시스템 통신에 비표준 프로토콜을 사용한다. 이러한 비표준 프로토콜 사용은 사용자의 생체 신호 관리를 제조사 또는 건강 기기 별로 분산 시키고 체계적인 관리를 어렵게 한다. 또한 측정한 생체신호를 표준기반 의료 서비스에 활용하는데 장애가 된다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 혈압 측정기의 비표준 메시지를 11073 표준 메시지로 자동 변환하는 프로그램 생성 툴을 구현한다. 툴은 사용자로부터 비표준 프로토콜의 정보를 입력받아서 표준 메시지로 변환하는 프로그램을 생성한다. 프로그램은 비표준 혈압계에 연결되어 혈압계가 측정한 데이터를 자동으로 표준화하여 통신한다 . ISO/IEEE 11073 standards family is developed to enable optimized communication between medical device and external systems. But due to difficulties in implementing the standard technologies, many vendors have been using non-standard protocols for communicating between medical devices and external systems. Using these non-standard protocols makes systematic management difficult as well as management of user's biosignal deconcentrated to each vendor or device. In addition, it is an obstacle to applying measured biosignal to standard-based healthcare service. In this paper, to solve these problems, we developed the mapping program generation tool that automatically converts measured data transmitted by non-standard blood pressure monitor to standard message. This tool generates the program by information of non-standard protocols inputted from users. The program generated in this way automatically standardizes the data measured by blood pressure monitor and then communicates with external devices.

만성질환자 자가관리를 위한 국제표준 프로토콜 기반 다중 에이전트 모바일 헬스 어플리케이션 개발

박현상 경북대학교 대학원 2016 국내석사

The purpose of this study was to develop and evaluate a mobile health application (SmPHR) to ensure the interoperability of various personal health devices (PHDs) and electronic medical record systems (EMRs) for continuous self-management of chronic disease patients. The SmPHR was developed for Android 4.0.3, and implemented according to the optimized standard protocol for each interface of healthcare services adopted by the Continua Health Alliance (CHA). That is, the Personal Area Network (PAN) interface between the application and PHD implements ISO/IEEE 11073-20601, 10404, 10407, 10415, 10417, and Bluetooth Health Device Profile (HDP), and EMRs with a wide area network (WAN) interface implement HL7 V2.6; the Health Record Network (HRN) interface implements Continuity of Care Document (CCD) and Continuity of Care Record (CCR). Also, for SmPHR, we evaluated the transmission error rate between the interface using four PHDs and personal health record systems (PHRs) from previous research, with 611 users and elderly people after receiving institutional review board (IRB) approval. In the evaluation, the PAN interface showed 15 (2.4%) errors, and the WAN and HRN interface showed 13 (2.1%) errors in a total of 611 transmission attempts. we received opinions regarding SmPHR from 15 healthcare professionals who took part in the clinical trial. SmPHR can be provided as an interconnected PHR mobile health service to patients, allowing ‘plug and play’ of PHDs and EMRs through various standard protocols.