IoT, IoE, 헬스케어의 원리에 대해 알아볼까요?

IOE를 통한 건강관리기능 향상 

IOE는 아마 건강관리 산업을 발전시키고 있다. IOE가 건강관리 분야에서 어떻게 사용되고 있는지 보여준다. 

의료분야에서의 IOE 

인터넷에 연결된 장치들의 수는 지난 몇 년간 빠르게 성장하였고, 이것은 만물인터넷이라고 불리운다. 환자는 집에서도 전자기기를 통해 병원의 의사, 간호사와 연락할 수 있다. 의사와 간호사는 사무실의 컴퓨터와 태블릿 기기를 통해 환자의 진료기록을 열람할 수 있다. 병원비 납부를 할 때에는 보험절차를 위한 목록을 손쉽게 볼 수 있으며 환자는 자신의 증상과 추천되는 치료법을 볼 수 있다. 

당뇨병 환자 건강관리 솔루션 모델 

당뇨병환자 

IOE기 어떻게 환자 관리를 향상시키는가를 보여주기 위해 우리는 유형1 당뇨병 환자에 집중 할 것이다. 유형1 당뇨병은 사람의 몸이 인슐린을 생산해내지 않아 세포가 포도당을 흡수할 수 있도록 하기 위한 호르몬이 필요한 질병이다. 포도당은 세포가 에너지를 내기 위해 쓰인다. 충분한 인슐린이 없으면 포도당은 혈액에 축적되고 세포는 포도당이 없어 굶게 된다. 이것은 고혈당으로 알려져 있다. 인슐린이 너무 많으면 몸은 너무 많은 포도당을 사용한다. 이것은 저혈당으로 알려져 있다. 너무 높거나 너무 낮은 인슐린 레벨은 환자가 의식을 잃고, 방치되어 있으면 죽을 수도 있는 당뇨 혼수 상태를 야기할 수 있다. 유형1 당뇨병은 그들의 체내에 있는 포도당 레벨이 계속되서 모니터되어야 한다. 사진과 같이, 그들은 그들의 혈액내의 포도당 레벨을 건강하게 유지하기 위해 적절한 양의 인슐린을 관리해야 한다. 

건강관리 솔루션을 모델링하기 위해 우리는 존을 나타내도록 하겠다. 존은 55살이다. 그는 5년 전에 당뇨병을 진단 받았고 포도당 레벨을 건강하게 유지하는 데에 어려움을 겪고 있다. 그는 입원과 당뇨 혼수 상태에 대한 기록도 가지고 있다. 존은 최근 그가 당뇨혼수상태를 피하고 응급상황 시 병원에 가는 것을 돕기 위해 건강 모니터링 회사 (health monitoring company : HMC)를 사용하기 시작하였다. 그는 포도당을 모니터링 해주는 장치를 입고 있고 건강 관리자는 그의 활동레벨과 호흡을 감시한다. 이 장치들은 그의 상태가 언제 정상 범위를 넘어가는지 건강 모니터링 회사에 이에 대한 정보를 전송한다. 

그가 예전과 같은 위험한 건강신호를 보이면, 건강 모니터링 회사는 존의 스마트워치, 스마트 폰, 태블릿, 텔레비전에 알람을 보낸다. 알람은 건강 모니터링 회사가 존의 상태를 평가하기 위해 해당 회사에 전화하라고 알려준다. 만약 존이 계속해서 그의 행동을 바꾸지 않고 계속해서 해당 추세를 이어간다면, 건강 모니터링 회사는 모바일 환자 치료 센터(mobile patient treatment center : MPTC)에 응급치료를 위해 이를 알린다. 

M2M 상호작용 

당뇨병 건강관리 솔루션 모델은 다른 건강 모니터링 회사들에 대한 프로토타입을 제시하는 IOE 솔루션이다. IOE 솔루션을 발전시킬 때, 프로토타입을 만들기 전에 모델을 디자인 하는 것이 중요하다. 

IOE 솔루션을 모델링하는 것은 잠재적인 M2M, M2P 그리고 P2P 상호작용이다. 

M2M 상호작용

위 그림은 건강 모니터링 회사의 모바일 환자 치료 센터를 위한 신호 제어 초기 모델을 보여준다. 센서가 모바일 환자 치료 센터가 교차로에 다가갔고 신호가 빨간색이라는 것을 알리면, 신호는 모바일 환자 치료 센터가 존에게 도달할 수 있도록 신호가 초록색으로 바뀐다. 이 결정은 사람에 의해서가 아닌 클라우드에 전송된 데이타에 의해 이루어진다. 교통 패턴, 혼잡도, 그리고 응급 신호 중단을 고려하는 데이터는 클라우드에 저장을 위해 전송되고 정기적으로 분석된다. 

또 다른 건강관리 솔루션 모델 M2M 상호작용에서 발생하는 예는 건강 모니터링 회사 시스템과 존의 현관문에 걸려있는 잠금장치간의 상호작용이다. 그들이 도착했을 때 존의 집에 들어가기 위해 건강 모니터링 회사 시스템은 1회용 코드를 잠금장치에 전달한다. 아래의 그림과 같다. 

도어락

 

M2P 상호작용 

건강관리 솔루션 모델에서, 간단한 M2P 상호작용은 존을 모니터하기 위한 장치를 포함한다. 존의 포도당 수치가 너무 낮거나 너무 높을 때, 그리고 그가 이상 징후를 보이기 시작할 때 그의 건강은 매우 빨리 안정화될 수 있다. 치료를 받지 않는다면, 그는 빠르게 자기 자신을 회복시킬 수 없을 것이고 즉시 의료적인 조치를 필요로 할 것이다. 건강 모니터링 회사 시스템은 그림과 같이 존이 인식할 수 있는 그의 전자장치에 알람을 보낼 것이다. 

모바일 건강 알람

만약 존이 건강 모니터링 회사와 연결되는 것을 실패한다면 의료 직원은 존이 있는 지역에 파견될 것이다. 이러한 M2P 상호작용은 존이 당뇨 혼수 상태에 들어가지 않도록 예방한다. 다음은 몇몇 추가적인 M2P 상호작용이 환자를 관리하는 방법을 발전시키는 건강관리 솔루션 모델에 예이다. 

첫 번째로, 건강 모니터링 회사 시스템은 직원의 태블릿에 1회용 코드를 발급하여 직원이 존의 집에 쉽게 들어갈 수 있도록 한다. 

두 번째로, 건강 모니터링 회사는 존의 포도당 수치 데이터를 수집하여 그가 그의 수치를 볼 수 있도록 하고 그가 인슐린을 적절하게 관리할 수 있도록 한다. 

P2P 상호작용 

건강모니터링 회사 직원

다음은 건강관리 솔루션 모델을 위한 P2P 상호작용의 예시이다. 

* 환자와 건강 모니터링 회사 직원 : 알람이 전송되면, 존은 건강관리회사 직원과 전화해야만 한다. 만약 존과 건강관리회사 직원이 전화가 연결되지 않는다면 응급처리 직원이 존의 집에 파견되어야만 한다.

* 환자와 모바일 환자 치료 센터 직원 : 응급처리 직원이 존의 집에 도착하였을 때, 그들은 존의 포도당 수치를 정상으로 돌아오도록 할 것이다. P2P 상호작용은 존의 생명을 구할 수 있다.

* 의사와 환자 : 존은 그의 건강을 지키기 위한 지침들을 잘 따르고 있는지를 확인 하기 위해 그의 담당의사와 정기적으로 상담해야 한다. 그의 담당의사는 P2P 상호작용에 근거하여 존의 치료전략을 세울 것이다.

분석 도구 

분석 절차

IOE는 거대한 양의 데이터를 만들어낸다. 이러한 데이터들을 프로세스에 적용시키기 위해 사람들은 분석 소프트웨어를 사용한다. 분석 소프트웨어는 간단한 스프레드시트 툴부터 주어진 범위의 데이터 분석을 결정하거나 복잡한 기업 소프트웨어를 다루는 것에까지 다양하게 쓰인다. 소프트웨어는 독립적으로 발전되고 오픈소스 혹은 특별한 목적을 위해 사용되는 산업으로부터 만들어진 기업에 의해 만들어지고 판매된다. 

분석의 대부분은 주어진 시간동안 팔린 수량에 기반하여 공급을 예측하는 것에 쓰인다. IOE에 서의 분석은 다방면의 산업들로 확장되었다. 분석의 몇몇 유형들은 산업이 어떻게 작동하는가에 대한 골격을 만드는 것을 돕기위해 사용된다. 

첫 번째로, ‘묘사’이다. 이해를 돕기 위해 이전의 데이터를 사용하여 보고서를 만든다. 

두 번째로, ‘예상’이다. 미래에 어떠한 일이 일어날지 예측하기 위해 데이터 마이닝과 모델링 기술을 이용한다. 

세 번째로, ‘규정’이다. 지침을 추천하고 건강관리 모델의 결과에 대해 학습하기 위해 시뮬레이션, 기업 내 규칙, 기계 등을 이용한다. 건강 모니터링 회사는 건강관리 품질을 향상시키기 위해 모든 종류의 분석들을 사용한다. 

건강관리에서의 분석 

건강관리 솔루션 모델에서, IOE기술은 환자의 바이탈과 혈액 포도당 수치와 같은 척도를 분석함으로서 건강관리 시스템을 향상시킨다. 이러한 데이터는 환자와 건강 모니터링 회사가 빠르고 정확하게 결정을 내릴 수 있도록 실시간으로 감시하여 알람을 보낸다. 환자가 하루를 살아갈 동안, 환자가 몸에 지니고 있는 센서에 의해 끊임없이 정보들이 모인다. 이 정보들은 건강 모니터링 회사로 보내져서 저장되고 분석된다. 시간이 흘러, 이 정보들은 환자가 도움이 필요할 때에 합당한 조치를 내리기 위해 분석된다. 

건강관리 솔루션 모델에서의 IOE기술은 단지 환자의 건강을 모니터링 하기 위해서만 쓰이지는 않는다. 이것은 건강관리 시스템을 향상시키기 위해 많은 분야에서 쓰인다. 예를 들어, 교통 감시 카메라와 이전부터 모아진 교통관련 데이터들은 모바일 환자 치료 센터 직원이 더 효율적이고 빠르게 환자의 집에 도착할 수 있도록 하기 위해 사용될 수 있다. 건강관리 산업에서 새롭게 사용되고 있는 IOE기술은 환자가 더 건강하게 오랜 삶을 살 수 있도록 도와주고 있다.

좋은 모델링의 가치 

모델링의 가치

 

패킷 트레이서 활동에서 배웠듯이, 모델링은 IOE솔루션을 이행 하는데 대해 아주 중요한 단계이다. 잠재적인 솔루션을 모델링 함으로서, 조직 프로세스의 변화가 가시화된다. 구축된 모델은 모든 이해관계자들 사이에서 새로운 솔루션이 어떻게 작동되고 상호작용 될지에 대해 공유될 수 있다. 

구축된 모델은 시스템에 의해 나타내어질 수 있다. 구축된 모델은 개인과 기업이 문제가 되는 상황을 식별하는 과정을 이해하는 것에 도움을 준다. 구축된 모델은 새로운 솔루션을 이행하는 데에 대한 장점과 단점을 드러내는 “만약에” 시나리오를 실행해보는 것을 도와준다. 기업이 재설계를 시작할 때, 다른 어떠한 계획을 실행하는 것 이전에 모델링을 사용하는 것이 더 이익이 될 것이다. 

모델링 하는 것이 쉽지 않다 할지라도 좋은 모델링의 장점은 많은 기업들에 대해 비용과 속도 면에서 모두 능가한다. 

플로우 차트 

플로우 차트 기호

기업들은 플로우 차트를 사용함으로써 재설계에 필요한 프로세스들을 식별하기 시작한다. 플로우 차트는 기업의 분석결과에 흐름을 시각적으로 나타낸 것이다. 또한 재설계 과정을 디자인하고 관리하는 것이다. 플로우 차트는 흐름과 결정들을 나타내기 위해 기호를 사용한다. 플로우 차트에서 사용되는 기본적인 기호들은 그림과 같다. 이 기 호들은 국제표준기구에서 정해진 것이다. 국제표준기구는 위 그림에 나타내어지지 않은 다른 기호들도 규정해 놓았다. 

건강관리 모델 플로우 차트 

건강관리 솔루션 플로우 차트

 

그림은 건강관리 솔루션 모델에 대한 플로우 차트이다. 환자에 몸에 부착된 센서는 환자와 건강관리 회사직원에게 환자의 건강 추세를 분석한 모니터링 결과를 제공한다. 이러한 추세에 기반하여, 환자는 건강하지 못한 상태를 알게 되고, 의료 직원은 환자에게 파견된다. 이것은 피드백 루프의 예시이다. 또한, 이전부터 모인 데이터를 분석하는 것은 기회를 식별할 수 있고 건강관리 시스템의 전반적인 작동을 향상시킬 수 있다. 이러한 것들은 우리가 지금은 알 수 없는 방법으로 환자들을 도와줄 수 있다. 

건강관리 모델 플로우 차트 

물리적 토폴로지

 

네트워크 토폴로지는 컴퓨터 네트워크의 다양한 요소들을 식별하는 지도의 종류 중 하나이다. 네트워크는 물리적, 논리적 토폴로지로 나누어진다. 물리적 토폴로지는 전체적인 구성과 네트워크에 연결된 모든 장치들의 위치를 보여준다. 또한 위 그림과 같이 실제로 장치와 연결선이 어떻게 연결되어 있는지를 나타낸다. 

이러한 물리적 토폴로지는 모바일 장치들이 네트워크에 추가될 때 변화된다. 모바일 장치들은 위치에 상관없이 접근하고 모니터링하고 제어하기 위해 연결성이 필요하다. 몇몇 센서들은 아마 전형적인 무선 솔루션의 범위를 넘어서서 위치되어 있을 것이다. 그들을 데이터 케이블을 통하여 연결하기에는 너무 비싸다. 무선 연결은 컨트롤러, 중앙 데이터 저장소, 프로세싱 장치들과 연결되는 것이 필요하다. 

모바일 장치들은 물리적 토폴로지에 나타나 있어야만 한다. 무선 연결을 위해 ‘범위 측정’이라고 불리우는 검사가 행해져야만 한다. 

물리적 토폴로지를 검사할 때에 고려되어야 하는 사항들은 사용자 컴퓨터의 위치와 스위치, 라우터, 무선 연결점 등과 같은 네트워크 장치들의 위치가 있다. 또한 컨트롤러와 서버의 위치, 센서와 액츄에이터의 위치, 이후에 확장될 네트워크의 범위 등도 고려되어야 한다. 

무선 연결점은 데이터 교체를 위해 병원을 통해 전략적으로 위치되어야 한다. 무선 조사는 어디에 무선 연결점에 위치해야 하는지와 무선 신호와 세기를 아래의 그림과 같이 보여준다. 

무선연결점

 

무선 연결점은 분산된 범위로 옮겨져야만 하고 필요한 곳에는 무선연결점이 추가되어야 한다. 물리적 토폴로지는 재배치되거나 추가되는 모든 장치에 대해 업데이트 되어야만 한다. 

논리적 토폴로지 

논리적 토폴로지

 

논리적 토폴로지는 프로토콜이 어떻게 작동하는지와 물리적 토폴로지와 다른 점에 기반한다. 논리적 토폴로지는 네트워크에서의 데이터 흐름을 나타낸다. 이것은 네트워크 사용자들 사이에서 어떻게 데이터를 주고받는지를 나타낸다. 위 그림과 같이, 논리적 토폴로지의 필수적인 요소는 주소 체계이다. 주소 체계는 네트워크와 데이터를 식별하는 데에 필요하다. 솔루션을 모델링한 후에 그 다음 단계는 시제품을 만드는 것이다.