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U-Healthcare
기술분류 및 표준화 현황
공학부 한 동 수
2008. 5. 22
한국정보통신대학교
Intelligent Service Integration Laboratory
Content
Ⅰ
u-Healthcare 표준화 개요
Ⅳ
u-헬스케어 보안 표준화의 필요성
u-헬스케어 보안 표준화 현황
u-Healthcare 기술분류
6
Ⅴ
41
시스템
시스템 참조 모델 구성도
클라이언트
언 모델
통신망
서버
표준기구 현황 및 동향
14
국내 u-Healthcare 관련 표준화 조직
u-Health 산업활성화 포럼
대표적인 국제 표준 기구
표준간 상호 운용성
향후 표준화 전망
Ⅳ
u-건강관리 시스템 참조 모델
u-건강관리
u-건강관리
u-건강관리
u-건강관리
u-건강관리
u-Healthcare 기술 구성
u-Healthcare
u
Healthcare 기술 구성 요소
Ⅲ
37
3
u-Healthcare 표준화 배경
u-Healthcare 표준화 필요성
u-Healthcare 기술 표준의 범위
Ⅱ
u-헬스케어 보안기술 표준화 동향
WBAN 표준화 동향
30
Ⅵ
u-Health 서비스 플랫폼
46
u-Health 서비스 플랫폼 개요
5계층 u-Health 서비스 플랫폼 구조
u-Health
H lth 서비스 플랫폼 구성
u-Health 서비스 플랫폼 인터페이스
Ⅶ
맺음말
50
WBAN(Wireless Body Area Network)
WBAN 국제표준화 동향
WBAN 표준화 대상 항목
WBAN 국내 표준화 동향
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u-Healthcare 표준화 배경
Ⅰ. u-Healthcare 표준화 개요
z 세계무역기구(WTO)체제 출범 이후 u-Healthcare 산업의 발전성 및 중요성 인식에 따라
u-Health 표준화 정책에 대한 관심 대두
z u-Healthcare 산업의 발전에 따른 헬스케어 기기간의 메시징 또는 통신정보라 할 수 있는
보건의료 정보의 표준화 필요성 대두
z 의료기관이 추진하는 EHR(Electronic health Records)의 성공적 운영을 위해 전산시스템, 구성
기기간의 정보통신, 용어 및 코드에 대한 표준 확립이 필요
이러한 표준화의 요구는 u-Healthcare 영역에서 제품간의 이식성(portability), 확장성(scalability),
상호운용성(interoperablity)을 해결하기 위해 필수 불가결한 요소임
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u-Healthcare 표준화 필요성
Ⅰ. u-Healthcare 표준화 개요
z u-헬스케어 표준화는 단순한 규약 정립의 수준을 넘어서 국내외 시장선점과 첨단 분야에서의
기술개발 주도권 확보수단으로서의 전략적 가치를 가지고 있음
z 정보화 및 지식사회로 진입함에 따라 정보통신분야를 포함한 산업전반이 표준화 경쟁시대에 돌입
z 각종 정보통신기술을 활용한 의료시스템이 통신망으로 연결되어 서비스를 제공하거나 이용하는데
필요한 의료시스템 통신주체간의 합의된 규약(set
규약( t off communication,
i ti
sett off protocol)을
t
l)을 마련
u-Healthcare 표준화 형태
z 산업형 표준(Industry
표준(I d t standard)
t d d)
z 사실 표준(De facto standard)
형 표준(Government-mandate
(
standard))
z 정부주도형
z 사용자 동의형 표준(Consensus Standard)
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u-Healthcare 기술 표준의 범위
Ⅰ. u-Healthcare 표준화 개요
z 의료 행위를 나타내는 용어
z 진료기록의 형식 및 서식
z정
정보의
의 메시징 방법 및 의
의료정보
정 보안
안
위와 같은 인프라 기술에서부터 의료기기 규격 및 인터페이스 혹은 비즈니스 모델 요구사항 등에 이
르기까지 매우 다양
u-Healthcare
u
Healthcare 기술 표준의 이슈
z 지역별 블록화 추세 강화
z 적합성 및 상호운영성에 관한 관심 증대
z 지적재산권 표준화간의 조화 문제
z 표준 제정 과정에의 이용자 참여 증대
위와 같은 양상을 띠면서 여러 가지 면에서 복잡하게 진행되고 있음
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u-Healthcare 기술 구성
센서,
디바이스,
장
의료장비
Data
측정기술
Ⅱ. u-Healthcare 기술분류
Data
전송기술
보안
기술
Data
응용
서비스
서비
기술
의료정보 구조화,
의료정보 한글화
Gateway/
통신망
정보보호,
Data
접근,인증
Data
처리기술
분석,상황인식
서비스모델
서비
델
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u-Healthcare 기술 구성 요소 - Data
u-Health Data
z
z
z
z
의료정보
의료정보
의료정보
관련기구
구조화
개인화
한글화
: HL7,
ASTM
DICOM,
ISO/TC215
ISO/TC215,
ISO/IEEE1073
메타정보 설계기술
Data 모델링 기술
Data 모델
Ⅱ. u-Healthcare 기술분류
측정정보 모델
온톨로지 설계기술
기관정보 모델
XML 연동기술
개인정보 모델
기타
장비 및 디바이스 모델
질환정보 모델
의학정보 모델
Data 처리지식모델
의학용어 사전
저장규격
Data 메타 정보
전송규격
기타
기타
처리규칙
건강지표
Data 처리용 분류체계
기타
기타
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u-Healthcare 기술 구성 요소 - 측정기술
Data 측정기술
(측정Data별)
의료용
z 생체신호 센싱기술
z 기기 인터페이스
인
이 기술
z 관련기구 : HL7,
DICOM,
ISO/TC215
영상기기
초음파기기
심전계(ECG) 기기
MDCT 기기
뇌파계(EEG) 기기
MRI 기기
근전계(EMG) 기기
HRP 기기
혈당계 기기
일반용
Ⅱ. u-Healthcare 기술분류
OCT 기기
혈압계 기기
HIFU 기기
기타
기타
심전계(ECG) 센서
혈당계 센서
혈압계 센서
리바로치형
운동량 측정 센서
타이코스형
체지방 측정 센서
기타
체온 측정 센서
기타
기타
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u-Healthcare 기술 구성 요소 - 측정기술
Data 측정기술
(측정방법별)
고정형 기기
Ⅱ. u-Healthcare 기술분류
서서 측정하는 기기
앉아서 측정하는 기기
누워서 측정하는 기기
기타
이동형 기기
병원내 센서
주거용(USN) 센서
부착형 기기
신체용(BAN) 센서
착용형(W
착용형(Wearable)
bl ) 기기
기타
이식형(Implant) 기기
기타
기타
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u-Healthcare 기술 구성 요소 - 전송기술
Data
수집/전송기술
Data 수집 기술
(근거리 통신)
무선
Ⅱ. u-Healthcare 기술분류
ZigBee
Bluetooth
z 유/무선 네트워크 기술
z 데이터 전송 표준
z 관련기구 : HL7,
Wireless USB
유선
ISO/TC215,
DICOM
DICOM,
CEN/TC251
WiFi
RFID
IrDA
Data 전송 기술
(원거리 통신)
인터넷
기타
무선인터넷
Serial
전화망
USB
위성통신
기타
기타
기타
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u-Healthcare 기술 구성 요소 - 처리기술
Data
처리/분석기술
의료정보통합기술
Ⅱ. u-Healthcare 기술분류
의료정보시스템(EMR/HHR)
정보처리시스템(PACS)
z
z
z
z
데이터 처리
데이터 분석
상황 판단
관련기구 :
HL7,
ISO/IEEE1073,
DICOM,
TTA
진료의사결정지원시스템(CDSS)
Data 처리기술
Data 가공 기술
기타
Data 변환 기술
Data 축적 기술
기타
Data 판별 기술
Data분석기술
상황 인식 기술
Data서비스기술
Data 검색 기술
건강 추천 기술
기타
사용자 피드백 기술
과금 처리 기술
기타
기타
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u-Healthcare 기술 구성 요소 - 서비스기술
응용서비스기술
서비스플랫폼기술
Ⅱ. u-Healthcare 기술분류
서비스 모델링 기술
서비스 개발 기술
서비스 운용 기술
z 서비스 요청
z 개인정보 제공
z 관련기구 : ISO/TC215
서비스 감시 기술
서비스 관리 기술
기타
사용자지원기술
서비스 모델
기타
Health Card 지원 기술
웹 환경 지원
문진 처리 기술
모바일 환경 지원
GUI 기술
기타
기타
건강맞춤관리
공공 서비스
개인질환관리
개인 서비스
생활패턴 분석 및 교정
기타
기타
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u-Healthcare 기술 구성 요소 - 보안기술
보안 기술
정보 보호
암호화/복호화
접근제어
기타
인증
Ⅱ. u-Healthcare 기술분류
z 의료정보 접근제어 및 보호
z 의료정보 서비스 관련 인증
z 관련기구 : ISO/TC215,
ASTM,
HL7,
HL7
DICOM
기관인증
개인인증
스마트카드
기기인증
공인인증서
기타
계정/암호
기타
권한 관리
기타
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국내 u-Healthcare 관련 표준화 조직
산업자원부
<기술표준원>
Ⅲ. 표준 기구 현황 및 동향
산업자원부 기술표준원
정보통신부
z 표준화대상 : 산업표준화법에 근거 국가 전 산업분야
z KS 제/개정, 유지보수, 국제표준 등 제반업무 총괄
z ISO, ITU NMB
KS 제정, 보급
<19,865종>
z KS 심의조직인 산업표준심의회운영, 부회 및 전문위원회 운영
z 무선보건의료정보포럼 지원
한국정보통신기술협회
<전기통신기본법>
한국표준협회
<산업표준화법>
KICS/TTAS 제정, 보급
<약500종/2,200종>
KS 보급, 인증
연구개발 중
한국정보통신기술협회
z 2005년 u-Health 협회 구성
z KICS/TTAS 제정 보급
대한의료정보학회
각 정부 부처
표준과학연구원
<정부출원 연구기관 등의 설립
운영 및 육성에 관한 법률>
z 2003년 e-Health 협의회 운영
각종 기술기준
<86개 법률>
z 기술표준원 자문기관
z ISO/TC 215 활동을 지원
보건복지부
z 보건의료정보표준화 위원회 운영
z 각종 용어 표준화작업(보건사업진흥원)
국가측정표준 대표기관
<국가표준기본법>
z HL7 Korea사업 지원
2007년 현재
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u-Health 산업활성화 포럼
Ⅲ. 표준 기구 현황 및 동향
z 국내외 표준화 추진 및 서비스 확산과 의료법 개정 등 시장 환경조성 및 산업경쟁력 강화를 목표로
2007년 12월 창립
z 기술
기술표준,
준, 정책제
정책제도,, 시장서비
시장서비스,, 정
정보보호의
의 4개 분과
분과로 구성되는 운영위원회를 구성
구
분
기술표준 분과
정책제도 분과
주요기능
z
z
기술, 표준화 추진
기술 동향 분석 및 조사연구 추진
z
z
정책 및 법,
법 제도 연구
원격의료 법령 개정 건의
월례조찬회 추진
z
시장서비스 분과
정보보호분과
z
서비스 시장 활성화 방안 연구
비즈니스 모델 및 업체간 협력모델 연구
공동 홍보 및 마케팅 지원
z
z
개인의료 정보 보호 방안 연구
정보보호 표준화 추진
z
z
< u-Health
u Health 산업활성화 포럼 분과구성 및 역할 >
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대표적인 국제 표준 기구
Ⅲ. 표준 기구 현황 및 동향
z DICOM,
DICOM IEEE
IEEE, ISO 및 CEN,
CEN HL7,
HL7 WHO와 SNOMED 등
z ITU에서는 의료정보의 무선 통신 규약에 관하여 논의
z UN/CEFACT와 OASIS에서는 의료 데이터 표기 및 메시징 기반 기술로서 XML, ebXML과 관련하여
활발하게 논의
IHE
ISO/TC215
IEEE
CEN/TC251
HL7
< 표준화 기구간 상호협력 관계 >
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HL7(Health Level 7)
Ⅲ. 표준 기구 현황 및 동향
z 병원정보시스템 및 의료 장비 접속에 관한 표준을 제정하는 표준 기관
z 한국을 포함한 29개국 지부를 두고 있음
z 의료정보의 전자적 교환을 위한 ANSI 사실 표준(de facto standard)
z ISO/OSI의 가장 상위레벨인 7계층의 응용을 의미
z 분산된 의료정보의 대용량 정보처리를 위하여 시스템간의 자료 전송을 최대한 효율적으로 수행하고,
전송 중 발생하는 오류를 최소로 할 수 있는 표준의 정립을 목표로 함
현재 진행 중인 표준
z 보건 의료정보 메시징 표준(V2.x, V3)
z HL7 데이터 모델인
델인 참
참조 정
정보 모델(Reference
델(Reference Information Model, 이하 RIM)
z 의사 결정과 지식 지원을 위한 의학 로직 구문(MLM)에 관한 표준(Arden Syntax)
z 온라인 상에서 임상 정보를 공유할 수 있도록 하는 XML 타입의 데이터 구조 모델을 제시하는
임상 데이터 구조
z 사용자 관점에서의 이기종간 산재된 독립된 애플리케이션 및 개인 정보의 통합에 관한 표준
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HL7(Health Level 7) 관련 표준 현황
Ⅲ. 표준 기구 현황 및 동향
메시징 표준
z 추상적 메시지 구조, 메시지 코딩 규칙, 메시지를 촉발하는 애플리케이션 이벤트인 트리거 이벤
트에 관한 명세서를 기술
z 현재 V2.x를 거쳐 V3까지 제안
HL7 CDA 릴리
릴리즈 2.0
z XML과 HL7 RIM, SNOMED, ICD 등과 같은 의학 용어 코드 표준 등을 사용
z 기계 및 휴먼 가독성을 높임
z XML 지원 가능한 웹 브라우저나 무선 애플리케이션까지 그 지원 범위를 확대
z 현재 CDA 릴리즈 2.0은 2005년 완성, ANSI 승인된 상태
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DICOM(Digital Imaging and Communication in Medicine)
Ⅲ. 표준 기구 현황 및 동향
z 의료디지털영상과 부수적인 의료통합정보의 전송을 위해 TCP/IP
/ 상에서 동작하는 표준
준 영상신호
프로토콜을 제안하여 네트워크를 통한 실시간 디지털 의료영상 전송 및 조회를 지원하는 PACS의
표준기술
z 대부분의 의료영상 정보시스템 장비가 채용
※PACS(Picture Archiving Communication System)
z 현재는 데이터 보존 규격도 포함되어 있어 표준 규격이 되었음
z 1993년에 일단 완성된 이 규격에 의해서 의료화상정보를 주고받을 수 있게 되었음
z 1996년에는 디지털 의료영상 전송장치 위원회에서 규격을 더욱 강화
z 현재 총 26개의 워킹그룹으로 나누어져 활동
XML(Extensible Markup Language) 언어를 사용하지만 u-헬스케어를 구현하기에는 아직 부족
데이터베이스 OS,
데이터베이스,
OS 프로그래밍 언어,
언어 하드웨어 등 구현과 관련된 내용은 포함하고 있지 않음
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DICOM(Digital Imaging and Communication in Medicine)
Ⅲ. 표준 기구 현황 및 동향
활동중인 주요 워킹그룹 내역
z Part 1 - Introduction and Overview
z Part 2 – Conformance
z Part 3 - Information Object Definitions
z Part 4 - Service Class Definitions
z Part 5 - Data Structures & Semantics
z Part 6 - Data Element Listing and Typing
z Part 7 - Message Exchange Protocol
z Part 8 - Network Support for Message Exchange
z Part 10 - Media Storage and File Format for Media Interchange
z Part 11 - Media Storage Application Profiles
z Part 12 - Media Formats and Physical Media for Media Interchange
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DICOM(Digital Imaging and Communication in Medicine)
Ⅲ. 표준 기구 현황 및 동향
활동중인 주요 워킹그룹 내역
z Part 14 - Grayscale Standard Display Function
z Part 15 - Security and System Management Profiles
z Part 16 - Content Mapping Resource
z Part 17 - Explanatory Information
z Part 18 - Web Access to DICOM Persistent Objects (WADO)
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ISO/TC 215
Ⅲ. 표준 기구 현황 및 동향
z 의료장비간 데이터의 상호 연계성 및 호환성 확보, 의료기록의 디지털화에 필요한 표준을 개발
z 국제 표준화 기구(ISO)의 기술위원회로 8개의 워킹그룹(이하 WG)으로 활동
z WG7은 의료기기간 실시간 플러그앤플레이 방식의 상호운용성 제공이 목적인 ISO/IEEE 11073
표준화 그룹과 통합
z 이종 의료장비간 데이터 전송 및 교류가 가능하도록 하는 프레임워크와 전송 및 데이터 표준화를 진행
z 의료 장비 이외에도 PHD(Personal Health Devices) 장비에 대한 다양한 표준안 상정
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ISO/TC 215
Ⅲ. 표준 기구 현황 및 동향
활동중인 주요 워킹그룹 내역
z WG1 : Data Structure(전자의무기록 데이터 구조)
z WG2 : Data Interchange(자료 전송)
z WG3 : Semantic Content(용어)
z WG4 : Security(정보보안)
z WG5 : Health Card(건강 카드)
z WG6 : Pharmacy and Medication Business(약제 및 약무)
z WG7 : Devices(의료 기기 접속)
z WG8 : Business Requirements for EHRs(전자의무기록에 대한 사업 요구사항)
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CEN/TC 251
Ⅲ. 표준 기구 현황 및 동향
z 의료장비와 정보시스템간의 데이터 통신
z 여러 전달매체를 사용하여 표현된 데이터 통합
z 분산된 데이터의 통신
위와 같은 분야에 관한 표준화 작업을 수행하고 있으며 활동은 4개의 워킹그룹이 수행
활동중인
동중 주요 워킹그룹
킹
내역
z WG1 : Communications: information models, messaging and smart cards
(데이터 통신: 정보 모델, 메시징 및 스마트 카드)
z WG2 : Terminology(용어)
z WG3 : Security, safety and quality(정보보안, 안정성 및 품질)
z WG4 : Technology for interoperability Devices(의료장비간의 상호운용성을 위한 기술)
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ASTM(American Society for Testing and Material)
Ⅲ. 표준 기구 현황 및 동향
z 미국에서 유통되는 거의 모든 제품 및 재료에 대해 사용할 수 있도록 인증을 다루는 표준 기구
z 현재 E31 Healthcare Informatics 기술 위원회에서 헬
헬스케어
케어 관련 표준화를
준화를 주
주도
E31 Healthcare Informatics 기술 위원회
z 특정 환자 정보나 지식을 포함한 의료정보및 의사 결정에 사용될 시스템 구조 및 기능, 내용,
저장장치, 보안 및 기밀성 보장과 정보 전달 등에 관한 표준 개발을 주 목표
z실제적으로는 E31.15, E31.25, E31.35 및 E31.90 정도가 활발히 활동
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ASTM(American Society for Testing and Material)
Ⅲ. 표준 기구 현황 및 동향
E31 Healthcare Informatics 기술 위원회
z E31.01 Controlled Health Vocabularies for Healthcare Informatics
z E31.15 Healthcare Information Capture and Documentation
z E31.19 EHR Content and Structure
z E31.20 Security and Privacy
z E31.22
E31 22 Health Information Transcription and Documentation
z E31.23 Modeling for Health Informatics
z E31.25 Healthcare Data Management, Security, Confidentiality, and Privacy
z E31.28 Electronic Health Records
z E31.35 Healthcare Data Analysis
z E31.90
E31 90 Executive
E
i
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표준간 상호 운용성
Ⅲ. 표준 기구 현황 및 동향
상호 운용성을 위한 표준 관련 기구
z 데이터 전송 관련 : HL7, DICOM
z EMR 콘텐츠 관련 : ASTM
z 프레임워크와 전송 및 데이터 표준 : ISO/IEEE1073
Laboratories
HL7 & ASTM
Radiology
DICOM
IEEE1073
Devices
HL7
Medical record
Billing
HL7
Patient registration
< 의료정보 표준간 상호관계>
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표준간 상호 운용성
Ⅲ. 표준 기구 현황 및 동향
표준간 상호
호 운용성의
운용
현
현재
z 표준이 가지는 선택사항에 대한 구현 및 해석의 차이로 상호 호환이 원활하지 못함
z 표준간의 조화와 구현 가이드 및 상호 운용 성 보장을 위한 표준 적합성의 재해석 등을 수행하기
위해 IHE(Integration of Healthcare Enterprise)를 구성
IHE(Integration of Healthcare Enterprise)
z 의료정보 표준화 실현을 위한 일종의 촉진 기구
z 세계적으로는 100여 개의 벤더 들이 참여
의 정 시 템과 의
의료 영상기기 사이에 의
의료정보를
정 를 공유할 수 있
있도록
록 지원하는 5개의
개의
z 의료정보시스템과
프레임워크 및 37개의 통합 프로파일, 테스팅 및 데모 시나리오 등을 지원
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향후 표준화 전망
Ⅲ. 표준 기구 현황 및 동향
u-Healthcare 표준화는 아직은 시작 단계
z u-Healthcare 기술과 산업이 아직 초기에 불과함
z 기존 표준의 경우 인터넷 확산 이전에 사용되었던 의료정보, 원격의료, 보건의료정보 등의 범주를
포함하고 있다고 보는 것이 일반적임
u-Healthcare
u
Healthcare 표준화를 위한 새로운 요구사항 도출
z 기관중심의 의료서비스가 환자 또는 헬스케어 대상 중심의 서비스로 전이
z USN 등 유비쿼터스 환경에서의 새로운 기술 수용
z 새롭게 부각되고 있는 정보보호 요구사항의 반영
z 서비스 개발 및 운용 환경에 대한 IT적 접근 필요
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WBAN(Wireless Body Area Network)
Ⅳ. WBAN 표준화 동향
유비쿼터스 센서 네트워크 기술과 생
생체 의학기술을 기반
근거리통신의 새로운 응용 서비스 분야로 각광
현재 IEEE와 TTA 등을 중심으로 표준화 연구가 진행
비 의료분야를 위한 WBAN 과 의료분야를 위한 WBAN으로 구분하여 연구 진행
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WBAN(Wireless Body Area Network)
Ⅳ. WBAN 표준화 동향
WBAN 응용분야에
응용
따른 요구 사항
항
응용분야
저속/제어
중속/
리
중속/소리
속/비디
고속/비디오
z 원격진단 모니터링
z 심장병 모니터링
z 비디오 내시경(LowRes)
z 당뇨병 모니터링
z 태아 모니터링
z 비디오 내시경(HighRes)
z 지능적인 약품 배달
z EEG(24 lead)
z 기타 비디오
z 병원의 환자
z 보청기
z 이식 장치 제어
z 이식 장치 제어
z 스포츠/휘트니스
z 헤드폰
z 휴대용 CE 제어
디지털 가전
z 헤드셋
z 게임 제어(손동작)
z 모션 캡쳐
분야
z 게임 제어(몸동작)
z 데이터 기억장치
의료 분야
z 원격 RGB 디스플레이
z 애드훅(Ad-hoc) 게임
z 스마트 키
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WBAN(Wireless Body Area Network)
Ⅳ. WBAN 표준화 동향
WBAN에서는 기존 802 표준과 BAN을 구성이나 전력 소비, 전원, 주파수 대역, 채널 등에
관점에서 상호 비교
구 분
기존 802 표준
BAN
전송 제어 기술
15.3, 15.4 MAC
신뢰성 향상을 위한 단일 확장형 MAC
전력 소모
저전력
초저전력
전력원
일반 전력원
초저가, 초소형 전력원
요구사항
낮은 지연
응용에 따라 지연 보장
주파수 대역
ISM
인체통신을 위해 승인된 주파수 대역
채널
공중
공중과 인체 내,외부
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32
WBAN(Wireless Body Area Network)
Ⅳ. WBAN 표준화 동향
z 사람의 생명에 직접적인 영향을 줄 수 있음
z 이를 위해 토폴로지는 멀티 홉을 지원
z 암호화 및 인증 등의 보안 기술과 초 저전력 네트워크 및 통신 기술이 요구
1 Gbit/s
Wireless USB
100 Mbit/s
10 Mbit/s
IEEE 802.11 a/b/g
1 Mbit/s
Bluetooth
100 kbit/s
ZigBee
10 kbit/s
1 kbit/s
2 mV
5 mV
10 mV
20 mV
50 mV
100 mV
200 mV
500 mV
1000 mV
< WBAN의
의 전송속
전송속도와
와 전력 요구사항>
구사항>
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WBAN 국제표준화 동향
Ⅳ. WBAN 표준화 동향
z WBAN을 위한 국제 표준화는 IEEE 802.15 WG TG BAN을 중심으로 진행 중
z IEEE 802.15 WPAN WG은 연구 분야에 따라 TG, SG, IG(Interest Group)로 구성
z IEEE 802.15 TG BAN에서는 응용, 주파수 그리고 기술적인 요구사항 들에 대해 포괄적으로 논의
IEEE 802.15
WPAN
IEEE 802.15.1
Bluetooth
IEEE 802.15
WNG
IEEE 802.15.2
Coexistence
Standing Committee
Wireless Next
Ganaration
IEEE 802.15.3
High rate
IEEE 802.15.4
Low rate
IEEE 802.15.5
Mesh
IEEE 802.15.6
BAN
802.15.4c
Alternative PHY
For China
802.15.4d
IEEE 802.15
SG RFID
IEEE 802.15
IG THz
IEEE 802.15
IG VLC
Alternative PHY
For Japan
802.15.4e
WPAN
Enhancement
구성도>
< IEEE 802.15 WBAN WG 구성
>
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34
WBAN 표준화 대상 항목
Ⅳ. WBAN 표준화 동향
WBAN PHY 기술
z 변복조 방식, 채널 모델 등의 무선 기술 규격을 정의
z 세부적으로 변복조 기술, 채널 모델링 기술, 초 저전력 통신 기술 등
WBAN MAC 기술
z PHY 상
상위 계층의
층 매체 접근 제어 프로토콜을 의미
z 엑세스 제어 기술, 무선 링크 제어 및 QoS 기술, 초 저전력 프로토콜 스택 기술 표준 개발
WBAN 네트워크
z PHY/MAC 기반의 네트워크 계층에서 토폴로지 지원 기술
z 데이터 서비스와 관리 서비스 기술, 라우팅 프로토콜 등에 대해 표준화
z WBAN 응용 프로파일에서는 응용 계층 프로파일 정의
z 이를 위해 보안 서비스 제공자(Security Service Provider) 기술,
기술 응용 프레임워크
(Application Framework) 규격, WBAN 응용 프로파일 (Application Profile) 기술에 대해
표준을 개발
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WBAN 국내 표준화 동향
Ⅳ. WBAN 표준화 동향
z 한국전자통신연구원, 한국전파진흥원, 제주대학교, ICU 등에서 WBAN에 대해 연구와 표준화 진행
z 최근 한국정보통신기술협회에서 전파통신 기술위원회의 PG(Project Group) 317을 신설하고
WBAN 표준화를 진행
전파통신 기술위원회의 PG(Project Group) 317
z PHY,
PHY MAC
MAC, 네트워크 및 응용 인터페이스와 응용 프로파일에 대한 표준화 작업을 수행
z 국내외 WBAN 표준화 동향 파악, WBAN 주파수 정책 및 기술기준 마련
z WBAN PHY/MAC 표준 개발
z WBAN 전송 메커니즘 표준화 추진
z WBAN 이동성 지원 및 망 관리 표준 마련
z WBAN 응용 서비스 표준화에 대해 수행
특히 WBAN 주파수 정책에서는 인체내외를 위해 WBAN을 위한 MICS, MEDS, WMTS등과 저전력
주파수인 ISM, UWB 대역 주파수 정책에 대해 표준화 작업을 수행
z MICS(Medical Implant Communication Service)
z MEDS(Medical Data Service)
z WMTS(Wireless Medical Telemetry Service)
zISM(Industrial, Scientific & Medical)
z UWB(Ultra Wide Band)
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u-헬스케어 보안 표준화의 필요성
Ⅴ. u-헬스케어 보안기술 표준화 동향
u-헬스케어 서비스는 기존 유비쿼터스 컴퓨팅 서비스와는 다른 보안 요구사항들이 존재
z 정확한 진료를 위해 개인의 진료정보가 여러 의료기관들에 의해 공유가 필수
z 따라서 의료 정보에 대한 프라이버시 보호적 차원에서의 개인 의료 정보권한 관리 및 위임, 활용에
관한 기술적, 법제도적 지원책이 필요
z 보다 향상된 수준의 의료 서비스를 위해 이질적인 병원 정보 서버간 환자에 대한 건강 정보 공유 필수
z 이와 같이 이질적 의료 도메인 간 개인의 건강/의료 정보를 교환 시, 인증된 도메인 간에 안전하게
가용한 정보만을 송수신하도록 지원할 수 있는 보안 기술이 필요
z u-헬스케어 서비스는 타 유비쿼터스 컴퓨팅 서비스에 비해 환자의 생명 및 안전에 매우 민감한 영향을
미칠 수 있음
z 따라서 u-헬스케어
u 헬스케어 서비스를 구성하는 시스템 및 응용 서비스에 대한 안전성 평가는 매우 중요하며
이는 하드웨어 장비뿐 아니라 소프트웨어 솔루션과 관리적 측면의 보안정책이 필요
상기 이슈를 충족하는 u-헬스케어 보안 기술 표준안은 제정되어 있지 않은 상황
ISO/TC215, ASTM, HL7, DICOM 등과 같은 표준화 기구들이 독자적 또는 상호 보안 관련 표준화 작업이 진행
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u-헬스케어 보안 표준화 현황
Ⅴ. u-헬스케어 보안기술 표준화 동향
ASTM E31.20 (ASTM E31.20 보안 및 프라이버시 기술위원회에서 제정된 주요 표준)
z E1714-00, Standard Guide for Properties of a Universal Healthcare Identifier (UHID)
z E1762-95 (2003), Standard Guide for Electronic Authentication of Health Care Information
z E1869-04,
E1869 04 Standard Guide for Confidentiality,
Confidentiality Privacy,
Privacy Access,
Access and Data Security Principles for
Health Information Including Electronic Health Records
z E1985-98 (2005), Standard Guide for User Authentication and Authorization
z E1986-98 (2005), Standard Guide for Information Access Privileges to Health Information
z E1987-98, Standard Guide for Individual Rights Regarding Health Information
z E2084-00, Standard Specification for Authentication of Healthcare Information Using Digital Signature
z E2085-00a, Standard Guide on Security Framework for Healthcare Information
z E2086
E2086-00
00, Standard Guide for Internet and Intranet Healthcare Security
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u-헬스케어 보안 표준화 현황
Ⅴ. u-헬스케어 보안기술 표준화 동향
ISO/TC215 WG4 (의료정보보호와 관련된 표준화 내용)
z ISO/DIS 17090-1: Health informatics - Public Key Infrastructure—art 1: Framework and overview
z ISO/DIS 17090-2: Health informatics - Public Key
y Infrastructure—art 2: Certificate profile
z ISO/DIS 17090-3: Health informatics - Public Key Infrastructure—art 3: Policy management of
certification authority
z ISO/DIS 27799: Security Management in Health using ISO/IEC 17799
z ISO/TS 22600-1: Health informatics - Privilege management and access control—Part 1: Overview and
policy management
z ISO/TS 22600-2: Health informatics – Privilege management and access control—Part 2: Formal models
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u-헬스케어 보안 표준화 현황
Ⅴ. u-헬스케어 보안기술 표준화 동향
HL7 SIG
z 통신계층에 따른 보안 위협 분류 ( HL7메시지가 라우터 중계로 통신하는 경우 발생 가능)
¾ 하위 네트워크, 종단간 네트워크
¾ 세션 중심 응용,
응용 저장 및 전달 중심 응용
¾ 이들 각각에 대하여 인증, 권한 관리와 접근제어, 무결성 및 기밀성 보장, 부인방지 등 보안서비스
요구사항을 정리
HL7 보안
안 기술위원회는 보안
안 서비
서비스 프레임워크와
레임워 와 HL7 EDI 통신
통신보안에
안에 관한 가이
가이드
작성의 필요성에 따라 표준화 작업을 활발히 진행
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u-건강관리 시스템
Ⅵ. u-건강관리 시스템 참조 모델
z 센서를 통해 습득된 정보를 바탕으로 의료 및 건강관리를 제공
z 이용 센서는 소형, 저전력으로 무선통신 기능을 지원
z 최근 근거리 네트워크 기술들(zigbee, Bluetooth 및 WLAN 등)과 혈당기, 심전도기 등 의료 기기를
접목하여 다양한 의료 서비스가 구현
이런 각각의 기기들을 서버-클라이언트와 같은 방식으로 통합하여 서비스를
고급화 및 지능화하기 위한 시도가 이루어지고 있음
u-건강관리
u
건강관리 시스템 참조 모델의 필요성
z u-건강관리 서비스 환경 구축, 관련 하드웨어 및 소프트웨어 플랫폼을 개발함에 있어 일관성,
상호운용성 그리고 호환성 유지기 필요
< u-건강관리 시스템의 참조모델 구성요소>
z u-건강관리
건강관리 클라이언트
z u-건강관리 통신망
z u-건강관리 서버
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u-건강관리 시스템 참조 모델 구성도
Ⅵ. u-건강관리 시스템 참조 모델
u-건강관리 서버
u-건강관리 클라이언트
생체신호 센서
생체신
CP 서버 1
C.1 단말-서버간 통신망
l.4
l.1
C.3 PAN/BAN 통신망
u-건강관리
SP 서버
u-건강관리 단말
CP 서버 3
CP 서버 4
무선통신통합장치
피드백 장치
CP 서버 2
l.3
l.2
………
u-건강관리 통신망
z 인터페이스
l.1
l.2
l.3
l.4
:
:
:
:
C.2 서버간 통신망
C1, C.2, C3
센서 단말 인터페이
센서-단말
인터페이스
단말-피드백 장치 인터페이스
단말-서버 인터페이스
SP-CP 서버간 인터페이스
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CP 서버 n
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u-건강관리 클라이언트 모델
Ⅵ. u-건강관리 시스템 참조 모델
z u-건강관리 클라이언트는 사용자의 PAN/BAN(Body Area Network) 영역 내 생체신호 센서,
피 백장치 등을 연결 제어하며 u-건강관리
건강관리 시스템의 중추적인 역할 수행
피드백장치
u-건강관리
건강관리 클라이언트
u-건강관리 단말
센서-단말
인터페이스
응용프로그램
미들웨어 플랫폼
생체신호 센서
C.3
피드백 장치
표준
API
단말-서버
인터페이스
u-건강관리 서버
운영체계
C.1
디바이스 드라이버
단말-웨어러블 장치
인터페이스
단말 H/W
무선통신통합장치
z 구성요소
• u-건강관리 단말(무선통신통합장치 포함)
• 생체신호 센서
• 피드백 장치
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z 요소간 API
• 센서-단말 인터페이스
• 단말-피드백 장치 인터페이스
• 단말-서버 인터페이스
43
u-건강관리 통신망
Ⅵ. u-건강관리 시스템 참조 모델
z 단말과 서비스제공자 서버간의 통신링크를 제공하는 유무선 통신망에 모두 활용될 수 있는
통신네트워크이다
통
네 워 이다
u-건강관리 통신망
u-건강관리 단말
C.1
l.3
u-건강관리 서버
l.4
u-건강관리 서버
단말-서버간
통신망
u-건강관리 서버
C.2
서버간
통신망
u-건강관리 단말
C.3
l.1 / l.2
웨어러블 장치
PAN/BAN
/
통신망
z
PAN/BAN 통신망은 Bluetooth, ZigBee, 인체통신 등의
개인영역/신체영역 로컬통신망을 의미
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44
u-건강관리 서버
Ⅵ. u-건강관리 시스템 참조 모델
z u-건강관리 단말로부터 요청된 다양한 서비스에 대한 응용프로그램을 제공
u
건강관리 서버
u-건강관리
u-건강관리 SP서버
응용프로그램
SP-CP 서버간
인터페이스
CP 서버
미들웨어 플랫폼
u-건강관리 단말
무선통신통합장치
합
z 구성요소
• u-건강관리 SP(Service Provider) 서버
• CP(Contents Provider) 서버
단말-서버
인터페이스
C.1
C2
C.2
운영체계
콘텐츠
서버 H/W
z 요소간 API
• 단말-SP 서버 인터페이스
• SP-CP 서버간 인터페이스
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u-Health 서비스 플랫폼 개요
Ⅶ. u-Health 서비스 플랫폼
z 유비쿼터스 환경에서 전문 프로그래머 뿐 아니라 의사 및 의료 전문가가 자신의 전문 분야에서 다양한
U-Healthcare 응용 서비스를 개발하고 서비스할 수 있는 환경
z U-Health 서비스 플랫폼은 다양한 바이오 센서 및 네트워크, U-Health 기반 서비스, 병원을 포함한
의료서비스 제공 기관, 그리고 사용자가 유기적으로 연결될 수 있도록 지원
zU
U-Health
Health 서비
서비스 플랫폼 참
참조 모델을
델을 포함한
함한 U
U-Health
Health 서비
서비프 플랫폼 관련 표준안을
준안을 도출하고
출하
적용함으로써, 사실상 U-Health 서비스 마더보드(mother board)로서의 역할 수행 가능
copyright@ 2008 삼성-ICU 산학연 공동연구센터
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46
5계층 u-Health 서비스 플랫폼 구조(Big Picture)
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Ⅶ. u-Health 서비스 플랫폼
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u-Health 서비스 플랫폼 구성
Ⅶ. u-Health 서비스 플랫폼
User Applications
Exercise Management
Weight Management
Patients
Clinicians
ECG/MCG u-Health
M
Management
g
t
Cell p
pones
PDAs
E-health Cards
Sensors
Stress Management
Blood Sugar Mang.
Fatigue Management
Sleeping Management
U-Health Service Platform
U-Health Process
U-Health Portal
U-Health Process
Management
Mobile Message
Handling
Dynamic Service
Coordination
User Management
H g Temporal
T
l
Huge
Database Management
D t Mining/
Mi i g/
Data
Pattern Recognition
Online Services
X-Ray
.....
Medical
Knowledge
Ontology
CDSS/
Expert Systems
EMR/EHR/
PHR
copyright@ 2008 삼성-ICU 산학연 공동연구센터
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u-Health 서비스 플랫폼 인터페이스
Ⅶ. u-Health 서비스 플랫폼
z 서로 다른 기관에 의해서 개발되고 운영되고 있는 각 요소를 어떻게 효율적으로 통합할 것인가가 관건
z 중앙에 어떤 요소를 위치시키느냐에 따라 통합에 전혀 다른 관점을 가질 수 있음
z
z
z
단말/플랫폼 인터페이스
u-Health
응용서비스
(당뇨,비만 등)
단말 독립적인 서비스 접근 실현
단말
z
z
단말/센서 인터페이스
센서/게이트웨이
독립적인 서비스
참여
센서/
근거리통신/
게이트웨이
U-Health
서비스
플랫폼
플랫폼/외부시스템 인터페이스
z
u-Health 서비스 지원
외부시스템
(병원, 보험 등)
EMR/EHR/
PHR/PACS DB
CDSS/
Expert
Systems
z
z
플랫폼/DB 인터페이스
플랫폼/CDSS 인터페이스
copyright@ 2008 ICU ISI Lab.
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Ⅷ. 맺음말
u-Healthcare 기술과 산업은 아직은 초기 단계
u-Healthcare
기술은 측정기술,
H lh
측정기술 전송기술,
전송기술 처리기술,
처리기술 서비스 기술 등으로 구성
기관중심의 의료정보화 표준화에서 사용자중심의 u
u-Healthcare
Healthcare 표준화로 전이
국내 의료 분야 표준 활동은 취약한 국내 의료 기기 산업을 보호하는 방패이면서
서 글로벌 시장을 개척하는 창과 같은 역할을 할 수 있어야 함
그러한 의미에서 u-Health 서비스 플랫폼을 중심으로 한 국내 의료 분야
표준의 제정은 상대적으로 경쟁력 있는 IT 분야의 기술을 접목시켜 상대적으로
취약한
점에서 고려할
취 한 국내 의료 기기 산업을
을 지원한다는
원한
할 가치가
치 있음
음
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50
※ 참고문헌
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
Dongsoo Han, In-Young Ko, Sungjoon Park, Minkyu Lee and Suntae Jung, "A BPM-Based
Mobile U-Health Service Framework", International Conference on Health Informatics,
Vol 1., pp.110-117, 2007
김도현 이성협,
김도현,
이성협 윤양문,
윤양문 “WBAN
WBAN 기술 표준화,
표준화 ” IT Standard & Test TTA Journal No.
No 116,
116
2008.04
구재일, 안준오, “MICS 주파수 및 기술 기준,” 주간기술동향 통권 1326호, 2007.12.12
이병주, 장준, 이전우, “u-건강관리 시스템 참조모델,” TTA Journal No. 113, 2007.09
장병준, 성영락, 오하령, 박준석, “Medical BAN 표준화 동향 및 주요 Issue,” 주간기술동향 통권
1310호, 2007.08
오해석, “u-헬스케어 기술 및 표준화 동향,” TTA Journal No. 112, 2007.08
산업기술로드맵
업 술
전자의료기기,
의
한
한국산업기술재단
업 술
보고서, 2007.04
송지은, 김신효, 정명애, 정교일, “u-헬스케어 보안 이슈 및 기술 동향,” 전자통신동향분석 제22권
제1호, 2007.02
김신효 송지은,
김신효,
송지은 정명애,
정명애 정교일,
정교일 “의료정보화
의료정보화 및 보안 기술 표준화 동향,
동향 ” 전자통신동향분석 제21권
제6호, 2006.12
한동수, 정명애, “U-Healthcare 국내외 연구 동향 및 서비스 플랫폼,” 주간기술동향 통권 1246호,
2006.05.17
한국정보통신대학교 Intelligent Service Integration Laboratory (http://isilab.icu.ac.kr)