222 사물인터넷기반헬스케어서비스기술동향 특히, 모바일헬스 (m-healthcare) 에서휴대형디바이스는물론, 부착형및이식형등의웨어러블디바이스와의융합은헬스케어산업의페러다임혁신을가져올것으로기대된다. 또한, Schreier G는 2014년에사물인터넷기술과헬스케어산업과의 I

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애라 홍
5 years ago
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대한임베디드공학회논문지제 10 권제 4 호 2015 년 8 월 221 사물인터넷기반헬스케어서비스기술동향 (Trend of IoT-based Healthcare Service) 허성필 *, 노동희, 문창배, 김동성 (Sung-Phil Heo, Dong-Hee Noh, Chang Bae Moon, Dong-Sung Kim) Abstract : This

1 대한임베디드공학회논문지제 10 권제 4 호 2015 년 8 월 221 사물인터넷기반헬스케어서비스기술동향 (Trend of IoT-based Healthcare Service) 허성필 *, 노동희, 문창배, 김동성 (Sung-Phil Heo, Dong-Hee Noh, Chang Bae Moon, Dong-Sung Kim) Abstract : This paper provides the trend of Internet of Things (IoT) for smart healthcare services and applications. IoT has provided a promising opportunity to build intelligent healthcare system and smart wearable applications by using the growing capability of wireless mobile devices, interactive sensors/actuators, and RFID technologies. For analysis of state-of-art technology of smart healthcare system, this paper includes comparative analysis and investigation of existing standard, network protocol, and devices, etc. In this paper, we examine the market trend of IoT healthcare. In particular, we examine the variety of IoT based healthcare type such as mobile, wearable device. After that, we examine the technologies of IoT healthcare such as standard, sensor, network and security. This survey contributes to better understanding of the challenges in existing IoT healthcare and further new light on future research directions. Keywords : IoT, Healthcare, Standard, Medical device, Wearable device *Corresponding Author (sungphil.heo@kumoh.ac.kr) Received: 6 May 2015, Revised: 21 May 2015, Accepted: 17 June S.P. Heo, C.B. Moon, D.S. Kim: Kumoh National Institute of Technology D.H. Noh: ETRI Ⅰ. 서론 사물인터넷 (IoT : Internet of Things) 은인터넷 을바탕으로하여네트워크를통해사람과사물의 개념을뛰어넘어사물과사물간소통이이루어지 는지능형기술혹은서비스를의미한다 [1]. 최근 사물인터넷기술을활용하여스마트헬스케어, 스마 트시티, 스마트팩토리, 스마트홈등과같은응용 서비스분야에적용한사례가 CES2015 및 MWC2015 에서주목받고있다. 또한 IT 시장조사 기관인가트너는사물인터넷기술을대중과언론의 관심이최고조에이른 버블기 (peak of inflated 본논문은식품의약품안전처 ICT 기반의료기기 의사전및사후안전관리방안마련연구 (15172 정 책연 301) 결과로수행하였음. 본논문은미래창조과학부및정보통신산업진흥 센터의 ICT 융합고급인력과정지원사업의연구결과로 수행하였음. (IITP-2015-H ) c IEMEK J. Embed. Sys. Appl Aug. 10(4) ISSN : expectation) 로선정하였다. 특히, 헬스케어산업은신기술과지속적인융합과정을통해새로운사업영역을창출해오고있다. 최근에는헬스케어산업에사물인터넷기술과의융합을위한시도가지속적으로연구및개발중에있다. 사물인터넷기술은무엇보다의료관리지원에취약한고령층을위한홈케어, 만성질환치료및관리등의의료서비스부문에접목될수있다. 이는곧의료비를절감할수있을뿐아니라서비스의품질향상에도기여할수있다. 무엇보다그림 1과같이, 사물인터넷기반건강증진제품등다양한서비스를개발, 보급하여기존에존재하지않는새로운시장을개척하여부가가치를창출할수있으리라전망된다. 그림 1. 사물인터넷기반헬스케어요소기술 [2] Fig. 1 IoT based Healthcare technique[2]

이는기존헬스케어서비스범주에서벗어나무선통신기술과의접목, 보안기술등의접목과동시에실시간생체정보측정을통한활용은헬스케어산업패러다임전환의핵심요소가될뿐아니라새로운경제적부가가지창출의원천이될것이라전망된다. 하지만이를위해서는사물의다양한형태와서비스환경에따라요구되는다양한기술적표준을만족해야함은물론기존의료서비스와의접목에따르는정책등에있어의견조율등이필요하다 [3].

2 222 사물인터넷기반헬스케어서비스기술동향 특히, 모바일헬스 (m-healthcare) 에서휴대형디바이스는물론, 부착형및이식형등의웨어러블디바이스와의융합은헬스케어산업의페러다임혁신을가져올것으로기대된다. 또한, Schreier G는 2014년에사물인터넷기술과헬스케어산업과의 ICT 융합을통해 Personalized( 맞춤 ), Preventive ( 예방 ), Predictive( 예측 ), Participatory( 참여 ) 와같은 4P의실현이가능할것이라전망하고있다. 이는기존헬스케어서비스범주에서벗어나무선통신기술과의접목, 보안기술등의접목과동시에실시간생체정보측정을통한활용은헬스케어산업패러다임전환의핵심요소가될뿐아니라새로운경제적부가가지창출의원천이될것이라전망된다. 하지만이를위해서는사물의다양한형태와서비스환경에따라요구되는다양한기술적표준을만족해야함은물론기존의료서비스와의접목에따르는정책등에있어의견조율등이필요하다 [3]. 따라서본고에서는국내외에서활발하게진행되고있는사물인터넷기반헬스케어서비스의국내외시장동향및향후전망에대한알아본다. 또한사물인터넷기반디바이스시장동향에대해서알아보고, 이어서사물인터넷성능개선을위해적용및연구되어지는관련기술에대해살펴본후마지막으로향후사물인터넷기반헬스케어산업전망및정책등에관해논의하고자한다. Ⅱ. 시장동향사물인터넷기반헬스케어서비스를지원하는스마트헬스케어의시장규모는꾸준히확대되고있으며, 2017년기준 260억달러이상성장이기대되는산업이다. 이는스마트폰사용자수가증가하고사물인터넷이급속히발달하는환경에서고령화시대의건강관리수요가함께급증하기때문이다. 특히전체시장이그림 2에서보이는바와같이, 13 년 25억달러에서 2017년 260억달러로급증할것으로전망되며, 이중웨어러블헬스케어디바이스비중은 21% 인 55억달러까지급증할것으로전망된다 [4]. 그림 3은피느티스트레커가분석한연간판매량을나타낸것이다. 미국에서는건강정보를실시간으로측정 분석하는활동측정기 (Fitness & Activity Tracking Device) 판매액이 2013년미국에서만 8 그림 2. 사물인터넷기반헬스케어해외시장동향 Fig. 2 IoT based healthcare market trend, 2014 그림 3. 피트니스트래커연간판매량 Fig. 3 Fitness Tracker s year s sales volume 억 5,400만달러가기록되었으며, 이는전년대비 32% 가증가됨을보였다. 전체적으로전세계헬스케어앱시장규모는 2013년 20억달러에서 2017년 210억달러로성장할것을 research2guidance에서 2014년전망하였다. 헬스케어산업은사물인터넷이가장활발하게적용되고있는대표분야로, 특히일반소비자대상 Mass Marketʼ으로의급성장이이뤄질것으로기대되는분야이다. 또한, 헬스케어산업은급속한고령화와소득수준증가로인한건강에대한관심증대로인해소비자들의관심과시장수요가크게급증하고있다. 이에따라일반소비자대상으로사물인터넷을적용한건강증진제품및서비스의개발및시장출시가활발하게이뤄지고판매량도급증하고있다. 대표적인예로 BI Intelligence에서 2014년조사한피트니스트래커의미국내판매량은 2011년부터 2014년총 3년간 500% 이상증가함을그림 3을통해알수있다 [4]. 한편, 사물인터넷기술은의료비절감과의료품

대한임베디드공학회논문지제 10 권제 4 호 2015 년 8 월 223 질제고를동시에실현할수있어의료서비스부분에서의적극적인적용이시도되고있다. 예로는가정내상시적모니터링구축을통한생체정보의수집및활용을통해예방적건강관리및맞춤형질병치료를가능케하여의료비절감과함께의료의질을동시에높이는효과를보고있다.

3 대한임베디드공학회논문지제 10 권제 4 호 2015 년 8 월 223 질제고를동시에실현할수있어의료서비스부분에서의적극적인적용이시도되고있다. 예로는가정내상시적모니터링구축을통한생체정보의수집및활용을통해예방적건강관리및맞춤형질병치료를가능케하여의료비절감과함께의료의질을동시에높이는효과를보고있다. Mobihealthnews가 2014년 5월자로발간한보고서에따르면, 이미미국에서는의사의약 20% 가원격모니터링시스템을활용하여월평균 22명의환자를모니터링하고있다. 또한, 10월자로발간한보고서에따르면, 펜실베이니아병원에서심부전환자를대상으로진행한연구결과에따르면실시간원격모니터링을통해재입원률이 38~44% 감소하고전체의료비용도 11% 감소효과를보고있다. 운동거리, 위치, 운동성등을데이터화하여피트니스관련업체와공유하는형식을취하고있다. 또한 Google 어플리케이션중하나인 메드레프 (MedRef) 은이용자별얼굴을인식하여관련서비스를제공한다. 이를통해환자의건강상태를점검및기록하여이용자본인이확인, 점검할수있는시스템을제공한다. 서드파티와의연계를통해 Accenture와 Philips와의제휴를통해 인텔리뷰 (InteliVue) 를개발하였다. 이를통해체온, 맥박, 호흡및혈압등의정보들을의사가원격으로확인하며의료수준의효율성을극대화시키고있다. Google은운영체제자체에보행탐지와만보계센서를자체 OS에탑재하여전반적인신체활동을감지할수있는 KitKat 을개발하였다. Ⅲ. IoT 헬스케어디바이스동향 스마트폰을활용한모바일헬스케어서비스는서드파티 (third party) 사업자와사용자를함께끌어들여생태계를강화하여사업영역간시너지를극대화함을목표로한다 [5]. Apple은 Nike+iPad Sport Kit 라는제품생산을 Nike와의제휴전략을통해시작하였으며, 2012 년 Fuelband 를추가출시하여모바일헬스케어시장에서자리를잡아가고있다. Apple이택한전략은스마트폰을활용한사물인터넷헬스케어서비스제공에있어 행동추적 (Activity Tracker) 및피트니스중심의어플리케이션개발에있다. 2013년에는 ios 7에 M7이라는가속도계, 나침판및자이로스코프센서등을활용하여 Nike+Move, Runkeeper 등을개발하였다. 최근 Apple은 WWDC(World Wide Developer Conference) 에서이러한기술력의집약체라할수있는 HealthKit 플랫폼을공개하였다. 스마트폰을통한건강관련데이터의통합관리를통해자가다이어트및운동등을지원한다. 주로이용자의몸무게, 혹은체질량지수의추세를시각적으로표현하여편의성을제공해준다. Mayo Clinic, Epic System 등의의료기록관리시스템과연동한헬스케어서비스를제공하며서드파티와의관계를돈독히다지고있다 [6]. 반면, Google은검색기반포털서비스와안드로이드 OS를기반으로한소프트웨어플랫폼을개발하고있다 [7]. 대표적으로 Google Glass 개발을통해이용자가운동에편의를제공하고있다. 주로 최근사물인터넷기반응용서비스의발달은이전의모바일산업에서웨어러블디바이스를새로운플랫폼으로하여신규가치창출을유도하는추세로전환되고있다 [8]. 이러한추세의중심에는 HW의초소형화, 초경량화, 디자인개선등과학기술의발전이있다 [9]. 특히헬스케어응용서비스분야는웨어러블디바이스의적용과확산이가장용이할뿐아니라빠르게이루어지는영역이다. 조만간피트니스 / 웰니스시장을중심으로성장하여기존건강관리서비스의개념을뛰어넘어진단, 치료및수술부문에서도웨어러블디바이스를활용한다양한응용서비스구축이될것이다. 웨어러블디바이스와센서기술을접목하여일상에서생성되는식사량, 혈압, 운동량, 기분변화등과관여된다양한건강관리데이터를정량적 / 정성적으로분석하여이를이용자에게제공해주는 Quantified Self 트렌드가확산되고있다. [10] 에그림 4. 밴드형웨어러블디바이스 Fig. 4 Band type of Wearable device

224 사물인터넷기반헬스케어서비스기술동향 따르면 2012 년기준 20 억달러규모를보이는세 계웨어러블의료기기시장은 2019 년최대 50 억 달러, 연평균 16.4% 의성장률을보일것으로전망 하고있다. 이러한웨어러블디바이스개발은 WBAN 을기반으로하고있으며, 신체착용된기기 들을 IEEE802.15.

이러한디바이스를활용하여 얻어낼수있는정보는이용자의수면패턴, 음식섭 취및소모에의한칼로리양은물론사용자개개인 별심리상태및이동거리등에있다. 이러한정보를 스마트폰을통하여기록하고공유가능한기술을개 발하는추세이다. 특히 LG 의 Lifebandtouch 와함께 제공되는 심박동이어폰 을통해이용자의혈류량을 체크하여심박동, 혈압등을자체적으로점검할수 있다.

4 224 사물인터넷기반헬스케어서비스기술동향 따르면 2012 년기준 20 억달러규모를보이는세 계웨어러블의료기기시장은 2019 년최대 50 억 달러, 연평균 16.4% 의성장률을보일것으로전망 하고있다. 이러한웨어러블디바이스개발은 WBAN 을기반으로하고있으며, 신체착용된기기 들을 IEEE 무선통신규약에따라생체정 보를측정함과동시에전송하는방식을택하여의 료분야에활용된다. 그림 4 는이러한추세에따라 개발된밴드형웨어러블디바이스를나타낸것이다 휴대용디바이스 웨어러블디바이스중손목시계 (68.5%) 및팔찌 밴드 (48.5%) 의경우이용자가가장선호하는유형으 로나타나고있다 [11]. 이러한디바이스를활용하여 얻어낼수있는정보는이용자의수면패턴, 음식섭 취및소모에의한칼로리양은물론사용자개개인 별심리상태및이동거리등에있다. 이러한정보를 스마트폰을통하여기록하고공유가능한기술을개 발하는추세이다. 특히 LG 의 Lifebandtouch 와함께 제공되는 심박동이어폰 을통해이용자의혈류량을 체크하여심박동, 혈압등을자체적으로점검할수 있다. 이러한휴대형웨어러블디바이스의경우는스 마트폰등의모바일기기를대체하거나독립적으로 이용이가능한 Standalone 제품이라기보다는 Companion 제품으로발전이되고있다. 따라서이러 한제품의경우, 모바일기기와함께동반성장할것 으로전망된다. 또한, 입는웨어러블디바이스인 스마트의류 또한각광받고있는휴대형웨어러블디바이스기술 중하나이다 [12]. 그림 5 는이러한기술을활용하여 개발한스포츠브라를나타내고있다. 이는특수소 재, 혹은컴퓨터칩을사용해전기신호 / 데이터를외 부스마트기기와연결해다양한건강관리정보들을 주고받는기능을수행한다. 특히이용자의생체리듬, 혈류정보등을측정하여이용자의건강상태를실시 간으로검사하여지속적인모니터링을가능하게해 준다. 14 년 12 월, 마이크로소프트에서개발된 smartbra 의경우, 이용자의심전도 (EGG) 및피부전기활성정보 (EDA) 센서를내장하여실시간으로심박동변화 / 발한정도를측정하여지속적인건강관리서비스를제공해준다. 또한국내한국생산기술연구원에서는 IT 기술과나노섬유기술의융합을통해생체 / 생활환경신호를비침습식적으로측정, 처리, 전송과더불어분석과정을통해이용자의건강관리를지속적으로수행할수있는섬유센서기반웰니스의료시스템을개발하였다. 그림 5. 스포츠브라, smartbra[10] Fig. 5 Sport underwear, smartbra[10] 그림 6. 신체부착형웨어러블디바이스, NUVANT) Fig. 6 Attached wearable healthcare, NUVANT 2.2. 신체부착형디바이스스위스의벤처기업중하나인 Sensimed는 Triggerfish를개발하여녹내장환자의안압을실시간으로측정하는비침습척의료기기를개발하였다 [13]. Trigggerfish 렌즈내부에장착된센서, 안테나를통해안압을측정하며, 이를블루투스등을통해의료진에게전해지는시스템을가진다. 또한, Corventis의 Nuvantmct는무선센서내장형밴드형태이며그림 6은이러한디바이스의동작원리를나타내고있다. 심장부위에부착하여실시간으로심전도, 심박동수등을수집하여전문의의의료진료를도와주는신체부착형웨어러블디바이스이다 [14] 이식 / 복용형디바이스 (Eatable devices) 캡슐형내시경관련기술개발은세계의여러국가들과유럽공동체연합등에서국가주도 R&D 의주요기술개발항목으로지정할정도로관심이집중되고있는분야이다 [15]. 현재캡슐형내시경을개발하여상용화한주요국가는한국을포함한, 이스라엘, 중국, 일본등이다. 그림 7은현개발되어지고있는캡슐내시경의종류를분류한것이다.

5 대한임베디드공학회논문지제 10 권제 4 호 2015 년 8 월 225 그림 7. 캡슐내시경의종류 Fig. 7 Type of Capsule Endoscope 캡슐형내시경의첫상용화는 2000년도이스라엘의기븐이미징 (Given Imaging) 사의 M2ATM이었다. 이후기븐이미징은소장용 PillCamTM SB 캡슐내시경을출시시켰으며, 2001년 FDA 승인을거쳐현재전세계 80~90% 의시장점유율을차지하고있다. 일본의올림푸스 (Olympus) 는 2005년 Endo Capsule을출시하였다. 앞선광학기술을바탕으로 CCD(Charge-Coupled Device) 센서를사용하여영상의밝은시야를확보하였다. 한국은 21세기프런티어사업내지능형마이크로시스템개발사업단에서지난 10년간캡슐형내시경시스템의개발및고성능화를위한집중투자가이루어졌으며그산출물로서 ( 주 ) 인트로메딕에서소장용캡슐형내시경시스템개발및상용화의계기가마련되었다. 특히, 인체통신방식을사용하고있는인트로메딕의 MiroCam 제품은 RF 통신방식을사용하지않기때문에상대적으로저전력설계가가능하여, 촬영시간이다른제품에비해길며, RF 모듈및안테나가필요하지않아소형화가가능하여, 경쟁력을갖춘제품으로평가받고있다 Ⅳ. 적용기술별사물인터넷-스마트헬스케어 1.1. WBAN/WPAN/WLAN 표준기술동향 WBAN (Wireless Body Area Network) 는개인신체의위또는속에서의무선장치들간의단일네트워크로정의하고, WPAN (Wireless Personal Area Network) 기술은개인으로부터가까운곳에서의 10m 이내의무선통신기술로정의하고있으며, 이두근거리통신망기술은 U-헬스케어서비스에서 인체의생체정보를수집및측정하여사용자의싱크장치 ( 또는이동단말 ) 로전송하기위한표준으로사용된다. WBAN/WPAN는표준화기구인 IEEE WG, IEEE TG6, IETF (Internet Engineering Task Force) 등에서활발한연구가진행되고있다. IEEE TG는 Body Area Network를위해 PHY과 MAC 계층의표준을진행하고있다. WLAN (Wireless Local Area Network) 기술은무선주파수 (RF) 기술을이용한근거리통신기술로정의된다. 주로초고속데이터전송에적합한주파수직교분할다중화전송 (OFDM : Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을채용한다 n은다중송수신안테나 (MIMO: Multi-Input Multi-Output) 기술을채용하여전송률을최대기존대비 4배이상개선함을보였다. 최근에는 1GHz 이하주파수대역을사용함은물론 TV 등매체에사용되는주파수를공용하는무선랜커버리지구성에사용되는표준으로 11ah 및 11af 기술이개발되었으며, 최근에는혼잡지역에서의무선랜접속시간을줄이기위해연구된 11ai 표준또한개발되고있다 ISO/IEEE PHD 표준기술동향 ISO/IEEE PHD는에이전트장치 ( 생체신호측정장치 ) 와매니저장치 (Cell Phone, 개인컴퓨터, 게이트웨이등 ) 간의건강정보교환을위한표준및프로토콜을정의한다 [16]. 사물인터넷기반헬스케어서비스구조는원격지원서비스, 매니저장치, 그리고에이전트장치로구분되어진다. IEEE 1073 PHD표준은여기서매니저장치와에이전트장치간데이터포맷변화, 교환 / 전송프로토콜을정의한다 [17]. 이는곧 OSI 7계층에서 5~7계층의프로토콜을정의하며 1~4계층의인터페이스는 Bluetooth, Zigbee 등의전송기술이사용되며 ISO/IEEE 11073은이러한장치간상호호환성을위한표준을정의한다. 해당표준은 Domain Information Model (DIM), Service Model(SM), Communication Model(CM) 의 3가지모델로정의된다. DIM은에이전트의오브젝트를정의하며 SM은에이전트와매니저간데이터접근방법을, CM은하나의매니저와하나이상의에이전트간의 point-to point로연결되는통신모델을정의하게된다. 그림 8은이러한표준에대한계층적구조를나타내고있다.

226 사물인터넷기반헬스케어서비스기술동향 그림 8. 계층적구조기반 ISO/IEEE 11073과 HL7의연동서비스구성도 Fig. 8 ISO/IEEE 11703 with HL7 structure 1.3. HL7 CDA(Health Level Seven Clinical Document Architecture) 표준기술동향 HL7 (Health Level 7) 표준은 OSI 7 계층에서응용계층에해당하는의료정보교환프로토콜표준으로정의된다 [18].

이를통해각각의의료시스템은전세계적으로독립적으로운영되고있다. HL7 표준은 ANSI (American National Standards Institute) 에서공식적인의료정보표준기관으로인정받게되었다 [19]. 1.4.

6 226 사물인터넷기반헬스케어서비스기술동향 그림 8. 계층적구조기반 ISO/IEEE 11073과 HL7의연동서비스구성도 Fig. 8 ISO/IEEE with HL7 structure 1.3. HL7 CDA(Health Level Seven Clinical Document Architecture) 표준기술동향 HL7 (Health Level 7) 표준은 OSI 7 계층에서응용계층에해당하는의료정보교환프로토콜표준으로정의된다 [18]. 주로병원, 장기요양기관및건강클리닉등의의료서비스공급자에게환자업무관리, 일반처방은물론환자의뢰, 회계관리, 환자진료, 의무기록 / 정보관리등을위한기술표준으로서정의된다. HL7 표준의주목적은첫째로의료행위를위한송수신데이터를주고받는기기들간에있어비용절감, 통신효율성증대및의료서비스상호운영에대한효율성있는서비스를지원함에있다. 이를통해각각의의료시스템은전세계적으로독립적으로운영되고있다. HL7 표준은 ANSI (American National Standards Institute) 에서공식적인의료정보표준기관으로인정받게되었다 [19] Continua Health Alliance 표준기술동향 Continua Health Alliance 표준은건강관리지원에있어체중계혈압계등의신체정보측정기기와 PC 및휴대단말간효과적인통신연결을위한표준으로제정된기술이다 [20]. 2006년 6월에설립된단체이며, 기존의건강관리기기에 IT기술을접목하여이들간상호접속을가능하기위한표준규정의기술검토및설계가이드라인을제정하였다. 해당표준은 PAN-IF, LAN-IF, WAN-IF, HRN-IF로나뉘는 4가지세부기술로분류되며이들간기술분류의목적은장치간의상호호환성을제 그림 9. Continua Health Alliance 표준구조 Fig. 9 Structure of Continua Health Alliance 공하기위함이다. PAN-IF(Peripheral Area Network Interface) 는 Zigbee, Wireless USB, Bluetooth 등의인터페이스를포함한하위계층, 그리고 ISO/IEEE 표준을포함한상위계층으로구성되어있다. LAN-IF (Local Area Network Interface) 는 WiFi 등의 IP 통신기술로구성된하위계층과 ISO/IEEE 로구성된상위계층으로구성되어있다. WAN(Wire Area Network Interface) 및 HRN-IF(Electronic/Personal Health Records Network Interface) 는네트워크기반관리서비스를수행한다. 그림 9는이러한표준에대한구조를나타내고있다 DICOM(Digital Imaging and Communi cation in Medicine) 표준기술동향 DICOM 표준은미국방사선학회와전기공업회가합동으로설립한 ACR(American College of Radiology) 과 NEMA(National Electrical Manufacturers Association) 위원회에서제정한디지털의료영상전송표준기술이다 [21]. 주목적은의료디지털영상등의미디어정보를전송하기위해 TCP/IP 계층에서다루는표준영산신호프로토콜에서의기술표준을다룬다. 실시간디지털의료영상전송을위한대표적인기술인 PACS (Picture Archiving Communication System) 의하위기술표준이며, DICOM은최근데이터보존규격도포함하여최근표준으로제정되었다. 주로대부분의의료영상정보시스템등장비가 DICOM 표준을채용하고있다. DICOM 표준은주로 XML(Extensible Markup Language) 언어를주로사용함에도불구하고현사물인터넷기반의헬스케어서비스구현에는일부개

7 대한임베디드공학회논문지제 10 권제 4 호 2015 년 8 월 227 선해야하는점을내포하고있다. 현재로는총 26개의워킹그룹이나뉘어해당표준의개선을위한활동을수행하고있다 ASTM(American Society for Testing and Material) 표준기술동향 ASTM 표준은제품생산자와사용자간에있어미국내에서유통되는의료제품및재료활용용도및특성을시험하여품질을규격화하기위한표준기구이다. 그중에서도 E31 기술위원회에서는헬스케어산업에대한표준화를주로주도하고있으며, ASTM의 E31 Healthcare Informatics 기술위원회는주로의료정보처리및정보전달에따라요구되는보안및기밀성보장을위한표준개발을주로수행한다 [21]. ASTM 표준은기존의헬스케어표준으로사용되는 HL의 EHR 기능규격은물론 CDA, RIM 등관련표준과의통합을목표로한다. 이에따라새로운기술규격을개발하기보다는기존 IEEE, ISO, HL7 및 IETF, DICOM 등표준화규격을준용하며이를통해의료서비스에적용하고있다. WPAN (Wireless Personal Area Network) 기술에서사용되어지는무선통신기술은 Bluetooth Low Energy, UWB (ECMA-368), Bluetooth 3.0+High Speed, ZigBee (IEEE ), Insteon, Z-Wave, ANT, RuBee (IEEE ), RFID (ISO/IEC ) 등을사용한다. 주로 2.4 GHz ISM, 3.1 GHz ~ 10.6 GHz의주파수대역을사용하여인체외통신을수행하며 131 KHz, KHz, 900 MHz ISM, 902~924 MHz의주파수대역을통해인체내통신을수행한다. 최대전송률은 9.6 Kb/s ~ 480 Mb/s를지원하며인체내외부및이용목적에따라다양하게활용되어진다. WBAN 기술에서는의료 / 비의료응용으로그목적이나뉘어진다. 의료응용목적으로는주로 ECG/EEG/EMG, Pulse Oximetry, Respiration, Carbon Dioxide, Blood Pressure, Blood Sugar, Humidity, Temperature 등의생체정보를측정하며비의료응용은엔터테인먼트 (Wearable 비디오, 오디오등 ) 를목적으로활용한다. HL7, ISO/TC215, DICOM 및 CEN/TC251 표준에서이러한 WBAN 기술을활용한표준을정의하고있다. 심전계 (ECG, Electrocardiograph) 는심장이박동하면심근에발생한미소한활동전위차 (1mV의전압 ) 를생체표면에부착한전극으로측정하여시간에따른변동곡선 (0.1 ~ 200Hz 정도의주파수성분 ) 을기록하여표시하는기기를말하며, 이때얻은곡선을심전도 (Electrocardiogram) 라한다. 심전도에나타난심장박동으로인한전기적파형 ( 심전도 ) 을분석하여부정맥, 협심증, 심근경색 ( 심장마비 ) 등의허혈성심장질환, 심방과심실의비대, 확장등의진단을할수있다. 뇌파계 (EEG, Electroencephalograph) 는뇌의생리학적활동에서발생하는미약한뇌파신호의전위차 ( 수십 μv~ 수백 μv) 를머리표피에장착한전극으로측정하여뇌파신호의주파수성분을분석하여뇌종양, 뇌혈관장애, 두부외상을동반한중추신경계의기능상태를알아내는검사기기이며, 이때얻은뇌파신호를뇌전도 (Electroencephalogram) 라한다 [22]. 근전계 (EMG, Electromyograph) 는근육의생리학적활동에서발생하는미약한전위차를근육표면에부착한전극으로측정하여발생한전기신호의주파수성분을분석하여근육질환및근육을지배하는신경의상태를진단하는장치이며, 이때얻은전기신호를시간에따라기록한것을근전도 (Electromyogram) 라한다. 근전계는근피로도, 근회복도, 근육수축력검사, 근육통증진단과인식생리학연구에이용한다 [23] ASTM E31.20 ASTM E31.20 시큐리티및프라이버시기술위원회에서제정된주요표준은아래와같으며, 이들은대부분 ANSI 표준으로제정하기위한승인절차를마친상태이다 [24]. 첫째, E 으로명명되는 Standard Guide for Properties of a Universal Healthcare Identifier (UHID) 는각환자에대한독립적인식별기능을제공한다. 동일한환자에대해다양한형태로연결가능한평생건강기록파일생성및이를위한보안기술로이용된다. 둘째, E 로명명되는 Standard Guide for User Authentication and Authorization는의료정보문서의접근, 특정작업을허용하도록하는권한제어메커니즘에대한기술표준을담고있다.

8 228 사물인터넷기반헬스케어서비스기술동향 셋째, E 으로명명되는 Standard Specification for Authentication of Healthcare Information Using Digital Signature은서명및해시알고리즘이다. 이는공개키 / 비밀키의관리및암호키, 인증서의형식, 의료정보문서에대한서명방법에대한기술표준을담고있다 ISO/TC215 WG4 ISO/TC215 워킹그룹중 WG4는의료정보보호와관련된사항에관한표준을제정하고자하는논의를진행중에있다 [3]. 첫째, ISO/DIS 으로명명되는 Health informatics Public Key Infrastructure Part 1에대한보안표준은다음과같다. 헬스케어환경의 PKI 에대한기본정의와컴포넌트를정의하고상호호환성보장을위한요구사항, 보안서비스시나리오, PKI에서사용되는인증서종류및공개키암호기술등을기술하고있다. 둘째, ISO/DIS 으로명명되는 Health informatics Public Key Infrastructure.Part 2: Certificate profile에대한보안표준은다음과같다. 의료정보시스템환경의특성을반영한 PKI 인증서프로파일명세서에대한기술표준을제공한다. 셋째, ISO/TS 으로명명되는 Health informatics Privilege management and access control.part 1: Overview and policy management 에대한보안표준은다음과같다. 다자간의료정보의전달및공유가이루어지는환경에서정보에관한권한관리및접근제어방법을제시한기술표준으로서, 관리대상데이터분석, 권한정책항목분석, 권한관리시나리오등을주로기술하고있다 HL7 SIG 보안측면을강화하기위해, HL7은보안특별관심그룹 (SIG) 을통해보안관련기술표준을제정하였다. 기존의 HL7 메시지가라우터중계로통신하는경우네트워크, 종단간, 세션중심및통신계층에따른보안위협등을고려하여표준을제정하였다. 또한, 이들각각에대하여인증, 권한관리와접근제어, 무결성및기밀성보장, 부인방지등보안서비스요구사항을정리하였다 [16]. 현재 HL7 보안기술위원회는크게보안서비스프레임워크및이와관련된 Standard Guide for Implementing HL7 EDI Communication Security에대한표준화작업또한꾸준히진행하고있다. Ⅴ. 국내외정책동향 미국의경우, 14년까지전국민에게 EHR 시스템구축목표로정책을수립하였으며, Health IT 계획, u-health 선진화계획을목표로정책을수립하고자진행중에있다. 또한의료용모바일앱규정마련을위한 FDA 모바일앱의료기기규제에관한가이드라인 을 13년 9월발표하였다. 의료기기규정을기반으로하여모바일앱의위험수준을분류하여건강정보보안문제의공문화를유도하고있다. 유럽은 14년 European Commission에서사회경제의비용절감, 라이프스타일개선을골자로한모바일헬스케어의도입추진의사를개진하였다. 13년까지 u-헬스케어에 6억유로를투입하여 AAL( 고령자에게 IT기기 / 서비스지원 ) 프로젝트단행하고자하는정책을수립하였다. 특히, 영국보건부는텔레헬스시스템이용을목표로 2013년까지 10만명의이용률을달성하고자정책을수립하였으며, 2017년까지최대 300만명의텔레헬스이용률을달성하고자한다. 일본의경우는헬스케어를국가산업으로선정하였으며헬스케어벤처회사에 10조엔의현금투자를위한정책을수립하고있다. 즉, 전국민의 PHR 시스템을 13년부터운용을시작하여 15년을목표로의료기관간보건정보교류 PHR 시스템구축을목표로설정하였다. 보건복지부에서는의사와환자간원격진료를허용하는의료법을개정하였다. 즉, 2013년 10월부로원격진료허용을골자로하는의료법개정안이입법되었다. 또한지식경제부에서는 2018년의료기기 5개선진강국 으로도약하기위한추진전략및장단기추진과제를도입하였다. 디지털병원수출, u-healthcare 신사업창출, 국제기준표준화지원, 임상시험지원강화에집중하고있는추세다. 산업통상자원부에서는 13년 11월발표된 u-healthcare 산업의신성장동력화를위한헬스케어신성장창출전략 에서의료및엔터테인먼트용웨어러블컴퓨터기술개발에역량을집중하고있다. 미래창조과학부에서는 14년 4월발표된 바이오헬스신성장발굴을위한연구개발추진방안

9 대한임베디드공학회논문지제 10 권제 4 호 2015 년 8 월 229 에서생애단계별 8대건강문제해결을위한연구개발추진전략을세우고자한다. 또한 창조비타민프로젝트추진계획, 7대분야중 보건의료 를선정, 생애주기별개인맞춤형의료서비스를 2013 년 11월이후제공하는정책을수립하였다. Ⅵ. 결론사물인터넷기반헬스케어산업경제성을분석함에있어웨어러블헬스케어디바이스와유무선네트워크를활용하여시간과공간의제약을뛰어넘는스마트헬스케어서비스는국가의료비용을절감시키고국민의의료서비스선택권확대등복지개선효과를창출할수있다. 하지만이러한성장에는기술적인측면, 정책적인측면에서보안이필요할것으로보인다. 첫째, 경제성분석결과가긍정적임에도불구하고, 의료법, 약사법, 의료기기법, 국민건강보험법등산업생태계전반의관련규제가스마트헬스케어산업신규진입을저해하고있어총체적인재정비가필요할것으로보인다. 또한, 웨어러블헬스케어디바이스를통해측정 수집되고유무선네트워크를통해실시간으로전송되는 개인의건강정보 에대한보안 관리에대한체계적인기술접근이필요하다. 사물인터넷기반헬스케어산업의주요지식재산인개인정보는유출될경우위험이크므로해킹등유출사고에대비하는보안규제가매우중요함에도불구하고, 국내에는개인건강정보유출사고에대비하는법률이나표준안이부재한것이현실이기때문이다. 세계적인흐름에따라국내에서도사물인터넷기반헬스케어산업의성장을위해보안관련기술표준확립이필요할것이다. References

230 사물인터넷기반헬스케어서비스기술동향 Sung-Phil Heo ( 허성필 ) He received the Ph.D. degree in Information Sciences from Tohoku University, Sendai, Japan, in 2004.

He joined Kumoh National Institute of Technology in 2014, where he is currently a professor of ICT Convergence Research Center.

10 230 사물인터넷기반헬스케어서비스기술동향 Sung-Phil Heo ( 허성필 ) He received the Ph.D. degree in Information Sciences from Tohoku University, Sendai, Japan, in From 1993 to 2014, he was a Principle Researcher, Team Leader, and Project Director in the Korea Telecom R&D Center, Seoul, Korea. He joined Kumoh National Institute of Technology in 2014, where he is currently a professor of ICT Convergence Research Center. His research interests include IoT/M2M, contents based multimedia retrieval, and next generation wireless communication technology. sungphil.heo@kumoh.ac.kr Dong-Hee Noh ( 노동희 ) currently a Researcher in He received MS and BS degree in Electronic engineering From Kumoh National Institute of Technology, Korea, in 2013 and 2015, He is Electronics and Telecommunications Research Institute, Korea. His current research areas include wireless control network, networked embedded system. ndh1309@etri.re.kr Chang Bae Moon ( 문창배 ) He received Ph.D., MS and BS degree in Computer Software Engineering From Kumoh National Institute of Technology, Korea, in 2005 and 2013, He is currently a Researcher professor in Kumoh National Institute of Technology, Korea. His current research areas include Artificial Intelligence, Multimedia Processing, Information filtering, information retrieval and Emotion Engineering. cb.moon@kumoh.ac.kr

대한임베디드공학회논문지제 10 권제 4 호 2015 년 8 월 231 Dong-Seong Kim ( 김동성 ) He received Ph.D. degree in Electrical and Computer Engineering from the Seoul National University, Seoul, Korea, in 2003.

11 대한임베디드공학회논문지제 10 권제 4 호 2015 년 8 월 231 Dong-Seong Kim ( 김동성 ) He received Ph.D. degree in Electrical and Computer Engineering from the Seoul National University, Seoul, Korea, in From 1994 to 2003, he worked as a full-time researcher in ERC-ACI at Seoul National University, Seoul, Korea. From March 2003 to February 2005, he worked as a postdoctoral researcher at the Wireless Network Laboratory in the School of Electrical and Computer Engineering at Cornell University, NY. He is currently a director of ICT Convergence Research Center supported by Korean government at Kumoh National Institute of Technology. His current main research interests are industrial wireless control network, networked embedded system and Fieldbus. dskim@kumoh.ac.kr

<4D F736F F F696E74202D FB5A5C0CCC5CDC5EBBDC5B0FA20B3D7C6AEBFF6C5A9205BC8A3C8AF20B8F0B5E55D>

<4D F736F F F696E74202D FB5A5C0CCC5CDC5EBBDC5B0FA20B3D7C6AEBFF6C5A9205BC8A3C8AF20B8F0B5E55D> 2011 년봄학기데이터통신 Chapter 01 데이터통신과네트워크 1 순서 1. 데이터통신과네트워크의개념 2. 컴퓨터네트워크의유형 3. 네트워크표준화 4. 인터넷표준화활동 5. 유무선네트워크의발전및진화 Copyright(c)2011 by Hyun-Ho Choi 2 Section 01 데이터통신과네트워크의개념 데이터통신 (Data Communication) 두개이상의통신장치사이에서전송미디어