WO2014042329A1 - 개인건강기록을 위한 실시간 심전도 모니터링 시스템 및 방법 - Google Patents

개인건강기록을 위한 실시간 심전도 모니터링 시스템 및 방법 Download PDF

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WO2014042329A1
WO2014042329A1 PCT/KR2013/003201 KR2013003201W WO2014042329A1 WO 2014042329 A1 WO2014042329 A1 WO 2014042329A1 KR 2013003201 W KR2013003201 W KR 2013003201W WO 2014042329 A1 WO2014042329 A1 WO 2014042329A1
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WO
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ecg
electrocardiogram
personal health
data
monitoring system
Prior art date
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PCT/KR2013/003201
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조진수
김흥기
김이슬
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가천대학교 산학협력단
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Publication date
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    • G16H10/60—ICT specially adapted for the handling or processing of patient-related medical or healthcare data for patient-specific data, e.g. for electronic patient records
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
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    • H04W4/80—Services using short range communication, e.g. near-field communication [NFC], radio-frequency identification [RFID] or low energy communication

Definitions

  • the present invention relates to a real-time electrocardiogram monitoring system and method for a personal health record (PHR), and in particular, to send a patient's electrocardiogram (ECG: Electrocardiogram) data measured by an electrocardiogram monitor to a smart phone, a smartphone application
  • ECG Electrocardiogram
  • the ECG data of the patient is measured and transmitted to the ECG monitoring system in real time, and the web-based client / server method allows the administrator to access the personal health record management webpage and the ECG monitoring webpage.
  • ECG electrocardiogram
  • the present invention relates to a real-time electrocardiogram monitoring system and method for personal health records utilizing biosignals for pulse, stress, and monitoring personal health records and ECG information.
  • Representative health services include, for example, Telehealth Solutions and Mobile Wireless Health Solurion.
  • the former collects the biological signals related to health at home and transmits them to the management center to provide a remote monitoring solution for feedback.
  • the latter transmits the biometric information measured by the portable sensor module to the management center through the mobile terminal.
  • This service provides health care information.
  • Both services can easily acquire a biosignal using a non-binding biosignal measurement module, and transmit it to a health care center using wired / wireless communication technology to continuously monitor a patient's condition and manage disease.
  • An object of the present invention for solving the problems of the prior art is to transmit the electrocardiogram (ECG: Electrocardiogram) data of the patient measured by the ECG to the smartphone, the ECG monitoring system of the patient measured ECG data from the smartphone application in real time It uses the personal health record management web page and electrocardiogram monitoring web page as a web-based client / server method to utilize biosignal signals for ECG, pulse and stress for personal health management of patients. It is to provide a real-time electrocardiogram monitoring system for the personal health record (PHR), which monitors the personal health record (PHR) and electrocardiogram information by the administrator's web browser.
  • PHR personal health record
  • Another object of the present invention is to provide a real-time electrocardiogram monitoring method for a personal health record (PHR).
  • PHR personal health record
  • a real-time electrocardiogram monitoring system for a personal health record an electrocardiogram (ECG) measuring an electrocardiogram (ECG) of the individual; Receiving ECG data measured through the ECG and wired and wireless communication and output to the visualization module to provide information on the ECG graph, heart rate, stress index, provides a measurement history, and select whether to save the measurement results to the system
  • a mobile terminal having an application;
  • An electrocardiogram monitoring system for storing and managing personal health record (PHR) information and electrocardiogram (ECG) information;
  • PHR personal health record
  • ECG electrocardiogram
  • the real-time electrocardiogram monitoring method for personal health record (a) connecting the mobile terminal through the ECG and wired and wireless communication, and through the account creation and login process of the application of the mobile terminal After the initial execution of the app, the login session is maintained until the end, and the electrocardiogram is measured by self-receiving ECG data measured from the patch-type ECG meter to the mobile terminal and output to the visualization module ECG graph, heart rate, stress index Providing information, selecting whether to save the measurement result, and storing the information into an ECG monitoring system; And (b) conducting a personal health record management process for checking and managing electrocardiogram data generated and stored through self-measurement process, and having the personal account information logged in via mobile and web, the electrocardiogram data stored in the web server of the ECG monitoring system. Get and check by date (monthly, weekly, daily), and if the Internet-enabled environment anytime, anywhere, including the steps of monitoring and checking personal health records and ECG by members of the account through the application
  • the present invention provides a mobile terminal, such as a computer and a smart phone, (a) connecting the mobile terminal via ECG and wired and wireless communication, and account creation and login of the application of the mobile terminal Through the process, the login session is continuously maintained until the end of the first app execution, and the electrocardiogram is self-measured to receive the electrocardiogram data measured from the patch-type electrocardiograph to the mobile terminal and output to the visualization module for the electrocardiogram graph and heart rate.
  • a mobile terminal such as a computer and a smart phone
  • the present invention provides a recording medium that can be read by a computer and a portable terminal having a program recorded thereon.
  • the real-time electrocardiogram monitoring system and method for a personal health record (PHR) transmits the patient's electrocardiogram (ECG) data measured by an electrocardiogram, unlike the existing services, to a smartphone, and the patient's electrocardiogram from a smartphone application.
  • ECG electrocardiogram
  • Data is transmitted and stored in real time to the ECG monitoring system, and biometric signals on electrocardiogram (ECG), pulse and stress are used to manage the patient's personal health using web pages, and the administrator uses the Real-time monitoring of PHR and ECG status, along with ongoing personal health records.
  • the proposed electrocardiogram monitoring system utilizes bio signals on electrocardiogram (ECG), pulse, and stress for general patient personal health care, and uses HTML5 web socket for real-time data transmission from smart phone application to electrocardiogram monitoring system. It was. This allows patients or administrators to easily monitor personal health records (PHRs) and electrocardiograms (ECGs) with just a web browser.
  • the present invention provides a real-time electrocardiogram monitoring system for a personal health record (PHR) that can continuously monitor the health of the patient in the daily life of the patient, and the individual can manage the health record independently from the existing medical institution-centered medical services Suggested.
  • ECG monitoring system consists of ECG, smart phone, web server, web page, and uses HTML5 standard web socket technology to enable two-way communication in real time through web browser only without the inconvenience of installing other programs and plug-ins.
  • the proposed ECG monitoring system can measure and monitor the ECG of a patient in real time without limitation of time and space by using a smart phone and the Internet. You can respond immediately. In the future, it will provide integrated health care services by adding various health information-related contents to web pages by additionally implementing interworking with other biosignal measuring devices.
  • FIG. 1 is a configuration of a real-time electrocardiogram monitoring system for a personal health record according to the present invention.
  • FIG. 2 is an internal configuration of a real-time electrocardiogram monitoring system for a personal health record according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a flow chart illustrating a real-time electrocardiogram monitoring method for a personal health record according to the present invention.
  • FIG. 4 shows a data flow and sequence diagram of the components of a smartphone, web server, web page for real-time electrocardiogram monitoring.
  • FIG. 5 illustrates an entity-relationship diagram including a member table, an authorization table, and an electrocardiogram data information table in a database table definition when real-time electrocardiogram monitoring is performed according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is logged in to the web server on the login screen of the smartphone application 6 (a), after selecting the waiter from the measurement history waiting list in 6 (b), select the self-measurement button on the main screen to start the ECG measurement In 6 (c), check the measurement history (height, weight, start time, end time, heart rate (highest / lowest / average), stress (highest / lowest / average), and visualize the result of 6 (d). Modulo ECG graph output screen.
  • FIG. 7 is a screen showing a personal health record management web page and an electrocardiogram monitoring web page.
  • FIG. 1 is a configuration of a real-time electrocardiogram monitoring system for a personal health record according to the present invention.
  • FIG. 2 is an internal configuration of a real-time electrocardiogram monitoring system for a personal health record according to an embodiment of the present invention.
  • the real-time electrocardiogram monitoring system for the personal health record includes an electrocardiogram (100), a portable terminal (smartphone) 110, an electrocardiogram monitoring system 140, and a web client 130.
  • the real-time electrocardiogram monitoring system for the personal health record is provided with a USB connection including a USB controller for connecting the portable terminal (smartphone) 110 with a USB cable or communicating with any one of Bluetooth, ZigBee and RF.
  • An electrocardiogram (100) including a wireless communication unit (eg, a Bluetooth communication unit) and measuring an electrocardiogram (ECG) of an individual; And a wireless communication unit (for example, a Bluetooth communication unit) for communicating by any one of Bluetooth, ZigBee, RF, or a USB connection unit for wired connection with the ECG 100 by a USB cable, and with the ECG 100
  • a mobile terminal (smart phone) 110 having an application for selecting whether to store the information or storing the information to a web server;
  • An electrocardiogram monitoring system including the web server, receiving and storing electro
  • the electrocardiogram measuring apparatus 100 includes an electrocardiogram measuring unit 101 for measuring an electrocardiogram (ECG) of an individual when using wireless communication such as Bluetooth, ZigBee, RF, etc. as an embodiment; A first control unit 102 connected to the electrocardiogram measuring unit 101 and controlling each function; A storage unit (not shown) connected to the first control unit 102 and storing measured electrocardiogram data; And a wireless communication unit 103 connected to the first control unit 102 and transmitting the measured electrocardiogram data to the mobile terminal 110 in one of Bluetooth, ZigBee, and RF communication units.
  • ECG electrocardiogram
  • the electrocardiogram measuring apparatus 100 may include an electrocardiogram measuring unit 101 for measuring an electrocardiogram (ECG) of an individual when the USB card is connected and used in another embodiment; A first control unit 102 connected to the electrocardiogram measuring unit 101 and controlling each function; A storage unit (not shown) connected to the first control unit 102 and storing measured electrocardiogram data; And a USB connection unit 103-1 connected to the first control unit 102 and connected to the ECG monitor 100 by wire with a USB cable.
  • ECG electrocardiogram
  • the electrocardiogram monitoring system 140 includes a web server 141 for providing a web page using the HTTP protocol, a control unit 142 connected to the web server and controlling overall functions; A member information manager 143 managing member information; A user authentication unit 144 for checking user authentication with ID and Passwd; A personal health record (PHR) manager 145 for storing and managing personal health record (PHR) information for each member; An ECG data manager 146 that stores and manages individual ECG data; A billing processing unit 147 for processing billing for monthly usage fees; And a database 148 composed of a member DB, a PHR DB, and an ECG DB.
  • the mobile terminal 110 uses any one of a smart phone and a mobile communication terminal.
  • a smart phone is used and ECG data is transmitted from the ECG measuring device 100 to the smart phone 110 through the Bluetooth communication unit.
  • An embodiment of transmitting has been described, but is not limited thereto.
  • the real-time electrocardiogram monitoring system and method for a personal health record (PHR) of the present invention unlike conventional services, transmits electrocardiogram (ECG) data of a patient measured by the electrocardiogram (100) to the smart phone 110 via Bluetooth communication. And transmits and stores the patient's electrocardiogram data from the smart phone application to the electrocardiogram monitoring system 140 in real time, and utilizes biosignal signals for electrocardiogram (ECG), pulse, and stress for the patient's personal health care. Web pages can be used to monitor the patient's PHR and ECG status in real time, and to maintain personal health records on an ongoing basis.
  • ECG electrocardiogram
  • Web pages can be used to monitor the patient's PHR and ECG status in real time, and to maintain personal health records on an ongoing basis.
  • the ECG monitoring system uses biosignal signals for electrocardiogram (ECG), pulse rate, and stress for general patient personal health care, and uses HTML5 web sockets for real-time data transmission and reception from smartphone applications to ECG monitoring systems. This allows patients or administrators to easily monitor personal health records and electrocardiograms with just a web browser.
  • ECG electrocardiogram
  • pulse rate pulse rate
  • stress for general patient personal health care
  • HTML5 web sockets for real-time data transmission and reception from smartphone applications to ECG monitoring systems. This allows patients or administrators to easily monitor personal health records and electrocardiograms with just a web browser.
  • PHR Personal Health Record
  • the Personal Health Record is a tool for managing an individual's lifelong records and their records from an integrated and comprehensive view of individual health information provided by many medical institutions and personally recorded health records.
  • PHR is recognized as a decisive tool for forming a partnership between a health care provider and a consumer, and the use of the PHR system can reduce or eliminate duplicate treatments or procedures, thereby reducing costs and time. And patients can play a more active role in their healthcare through PHR.
  • PHR in this simple form is an independent system that is not connected to any other system. Limited
  • patients can view the health information stored in the HER of their health care provider. Only the information of the medical institution can be viewed independently.
  • Connection It is a system that is connected in various ways with the medical institution EHR system and other operators' PHR system, and is connected with various health care data sources to acquire and exchange personal health records.
  • Table 1 shows a common PHR platform, and the proposed method is implemented as a standalone PHR system managed by an individual without connecting with other systems such as medical institutions.
  • WebSocket technology is a key component of the HTML5 standard, which enables fast real-time two-way communication over the web without complicated programming on the server side.
  • HTML5 provides a full-duplex communication model that allows Web browsers to communicate directly with TCP-based back-ends. By using web sockets, data can be sent and received between the server and the client synchronously without any restriction, which greatly reduces the latency.
  • the traditional half-duplex feature eliminates the need for clients to connect directly to back-end services, eliminating the need for multiple application servers to convert, interpret, and reformat all messages between middlewares.
  • the present invention uses these advantages of HTML5 to send and receive ECG data between mobile and web in real time.
  • the application of the mobile terminal (smartphone) 110 and the web client 130 transmits and receives ECG data using HTML5 WebSocket (WebSocket) that provides a full duplex (mobile) through the mobile and the web. It is done.
  • WebSocket WebSocket
  • the real-time electrocardiogram monitoring system for personal health record is an electrocardiogram monitoring system and a web page (e.g. personal health record management webpage and electrocardiogram monitoring webpage) with an electrocardiogram, smart phone, web server It consists of
  • the real-time electrocardiogram monitoring system for the personal health record of the present invention first connects the electrocardiogram and the smartphone via Bluetooth and transmits the electrocardiogram (ECG) data to the web server.
  • ECG electrocardiogram
  • the web server DBs health information for each individual account and transmits sampled ECG data to a web page.
  • the web page shows DB-level health information for each individual account and visualizes the received ECG data for real-time ECG monitoring.
  • PHR Personal health record management is divided into the process of self-measuring ECG, personal health record management process to check and manage via smartphone and web page in conjunction with the web server and in FIG. Flow shows.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a real-time electrocardiogram monitoring method for a personal health record according to the present invention.
  • Real-time electrocardiogram monitoring method for a personal health record of the present invention (a) to connect the portable terminal (smartphone) 110 and the wired and wireless communication with the electrocardiogram measuring device 100, the portable terminal (smartphone) 110 Through the account creation and login process of the application of the first app execution and continue to maintain a login session until the end, the electrocardiogram is measured by the ECG data measured from the patch ECG measuring device 100 in the form of the mobile terminal (smart Receiving the phone 110 and outputting it to a visualization module to provide information on an electrocardiogram graph, heart rate, and stress index, and selecting whether or not to store the measurement result and storing it in the electrocardiogram monitoring system 140; And (b) conducting a personal health record management process for checking and managing electrocardiogram data generated and stored through a self-measurement process, and having a personal account information logged in via mobile and web, the web server 141 of the ECG monitoring system 140. Get personalized ECG data stored in) and check it by date (monthly, weekly, daily), and
  • the smart phone 110 and the electrocardiogram 100 are connected through Bluetooth to obtain ECG data of the individual (S10).
  • the smartphone application goes through the account creation and login process, and maintains the login session until the end after the first app execution (S20).
  • the ECG self-measurement receives the ECG data measured through the patch-shaped ECG measuring device 100 to the smart phone 110 (S30).
  • the electrocardiogram data received from the electrocardiogram measuring apparatus 100 is output to the visualization module of the application of the smart phone to provide the user with information such as an electrocardiogram graph, heart rate, stress index (S40).
  • the application of the smart phone 110 selects whether to save the system for the ECG measurement result and stores it in the ECG monitoring system 140 through the web server 141 (S60).
  • the personal health record management process is a process of checking and managing ECG data generated and stored through the self-measurement process (S70-80).
  • the user imports personal ECG data stored in the ECG monitoring system 140 with the logged-in personal account information and checks it by date (monthly, weekly, daily), which is linked with the web server 141.
  • the Internet-enabled environment can be checked and managed by monitoring and monitoring personal health records and electrocardiograms by account members anytime, anywhere through mobile applications and web pages on smartphones.
  • Real-time electrocardiogram monitoring is a function that can check the user's electrocardiogram through a web page, the electrocardiogram monitoring system 100, the smart phone 110, equipped with a web server 140, personal health of the web client 130 Consisting of a record management web page and an electrocardiogram monitoring web page, data flow and sequence diagrams between the components are shown in FIG. 4.
  • FIG. 4 shows a data flow and sequence diagram of the components of a smartphone, web server, web page for real-time electrocardiogram monitoring.
  • the user goes through a login process in a smartphone application and establishes a friend relationship so that a desired user can receive real-time electrocardiogram data through a web page.
  • a web socket connection request is made to a web server, and the web server receiving the request creates a web socket channel for the account and sends a connection successful push event to the smartphone application to monitor real-time electrocardiogram data through the web page. Wait for the user to do it.
  • the user who will monitor the ECG data of the user in real time logs in from the web page and accesses the web socket channel created by the user.
  • the web server sends a push event to the smartphone application, and the measurer starts the ECG measurement.
  • the measured electrocardiogram data is output to the visualization module of the smartphone application and output to the visualization module of the web page in real time through the web socket channel of the web server.
  • the communication method for real-time electrocardiogram monitoring is configured by event-based push method using HTML5 web socket instead of polling method that periodically checks data flow change between each component, thereby eliminating unnecessary data. Eliminates communication and prevents traffic overload on the web server.
  • the database built in the web server is used to systematically manage data such as electrocardiogram data and personal account information generated in the process of performing personal health records and real-time electrocardiogram monitoring. ), Authorization information, ECG data information (measureddata).
  • FIG. 5 illustrates an entity-relationship diagram including a member table, an authorization table, and an electrocardiogram data information table in a database table definition when real-time electrocardiogram monitoring is performed according to an embodiment of the present invention.
  • the member table has a 1: N relationship with the authorization table and the electrocardiogram data table in the ER diagram.
  • the member table is used to display the primary key and the foreign key (FK). The relationship is established.
  • the member table of the database table definition is used to manage account information for each individual user.
  • the composition consists of web server login-related information such as ID and password, and personal information such as name, age and gender.
  • the authorization table is for managing a friend ID authorized to transmit his or her ECG data to a specific user when performing ECG monitoring in real time.
  • the electrocardiogram data information (measureddata) table is used to manage the electrocardiogram data measured by the user with personal information.
  • the composition consists of data number, personal ID, measurement date and time, measurement start time, measurement end time, ECG measurement data and heart rate. It consists of the maximum, minimum and average values of the stress data.
  • ECG monitoring system when a user performs real-time ECG monitoring, after logging in from a smartphone app (App), a friend ID established with a friend in the authorization table is brought to wait for access through a web page of a specific user. After the ECG measurement is completed, the data is stored in the ECG data table associated with the personal ID.
  • App smartphone app
  • the ECG measurement and monitoring system proposed in the present invention is implemented in the development environment as shown in Table 2, and shows the results of the implementation of the smart phone application and the web page for the process of performing personal health record management and real-time ECG monitoring.
  • Smartphone application is divided into self and real-time electrocardiogram measurement and measurement history check process
  • Figure 6 uses a mobile terminal (smartphone) 110 connected to the electrocardiogram (100) self-measurement or real-time measurement of the user's ECG,
  • the result screen shows the visualization and measurement history of ECG data generated by the patient.
  • the web page is largely composed of a personal health record management page and a real-time electrocardiogram monitoring page and the results of the implementation are shown in FIG.
  • FIG. 7 is a screen showing a personal health record management web page and an electrocardiogram monitoring web page.
  • the personal health record management page of FIG. 7 (a) can check and manage personal health records by taking ECG data of individual accounts from a database of a web server and selecting and outputting them by measurement date (monthly, weekly, daily). have. Then, the desired electrocardiogram data can be selected and confirmed in the form of an electrocardiogram graph as shown in FIG. 7 (b).
  • the real-time electrocardiogram monitoring page shows a list of rooms that can retrieve and access user information waiting for real-time measurement from a smartphone application. After connecting to a room to be monitored in real time and starting a measurement in a smartphone application, the visualization module in the web page can monitor the electrocardiogram in real time as shown in FIG.
  • the method of the present invention may be implemented as a program and read to a recording medium (CD-ROM, RAM, ROM, memory card, hard disk, magneto-optical disk, storage device, etc.) in a form readable by software of a computer. Can be stored.
  • a recording medium CD-ROM, RAM, ROM, memory card, hard disk, magneto-optical disk, storage device, etc.

Abstract

본 발명은 개인건강기록(PHR)을 위한 실시간 심전도 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것으로, 개인의 심전도(ECG)를 측정하는 심전도 측정기; 상기 심전도 측정기와 유무선 통신을 통해 측정된 심전도 데이타를 수신하여 시각화 모듈로 출력하여 심전도 그래프, 심박수, 스트레스 지수의 정보를 제공하고 측정이력을 제공하며, 측정 결과에 대한 저장 여부를 선택하여 시스템으로 저장하는 애플리게이션을 구비하는 휴대 단말기; 개인건강기록(PHR) 정보 및 심전도(ECG) 정보를 저장하고 관리하는 심전도 모니터링 시스템; 및 상기 심전도 모니터링 시스템에 인터넷으로 접속하여 개인건강기록 관리 웹페이지 및 심전도 모니터링 웹페이지를 제공하는 웹 클라이언트를 포함한다. 이에 따라 심전도 측정기로부터 측정된 환자의 심전도(ECG) 데이타를 스마트폰으로 전송하고, 스마트폰 애플리케이션으로부터 환자의 심전도 데이타를 실시간으로 심전도 모니터링 시스템으로 저장하고, 웹 페이지를 사용하여 환자의 개인 건강 관리를 위해 심전도(ECG), 맥박, 스트레스에 대한 생체신호를 활용하며, 환자의 개인건강기록(PHR) 및 심전도(ECG) 상태를 실시간으로 모니터링하며, 지속적으로 개인건강기록을 관리가 가능하다.

Description

개인건강기록을 위한 실시간 심전도 모니터링 시스템 및 방법
본 발명은 개인건강기록(PHR:Personal Helath Record)을 위한 실시간 심전도 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 심전도 측정기로 측정된 환자의 심전도(ECG:Electrocardiogram) 데이타를 스마트폰으로 전송하고, 스마트폰 애플리케이션으로부터 측정된 환자의 심전도 데이타를 실시간으로 심전도 모니터링 시스템으로 전송하여 저장하며, 웹 기반 클라이언트/서버 방식으로 관리자가 개인건강기록 관리 웹페이지 및 심전도 모니터링 웹 페이지 접속하여 환자의 개인 건강 관리를 위해 심전도(ECG), 맥박, 스트레스에 대한 생체신호를 활용하며, 개인건강기록 및 심전도 정보를 모니터링하는, 개인건강기록을 위한 실시간 심전도 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근, 인구의 고령화와 만성질환의 확산, 그리고 이로 인한 의료비 증가와 함께 의료IT 기술의 발달과 같은 보건의료산업의 전반적 환경변화는 기존에 의료기관 중심의 진료 및 질병관리의 의료서비스 체계를 의료서비스 소비자, 즉 환자가 주체적으로 본인의 개인건강기록(PHR, Personal Health Record)을 지속적으로 관리하고 질병을 예방하는 형태로 전환시키고 있다. 이에 따라 일반가정이나, 일상생활 중에서 보다 편리하게 생체신호를 측정하고, 이를 분석하여 건강 및 질병을 관리하는 다양한 형태의 보건의료서비스에 대한 연구가 활발히 진행 중이다.
이에 대한 대표적인 보건의료서비스는, 예를들면, Telehealth Solutions과 Mobile Wireless Health Solurion을 들 수 있다. 이 중 전자는 가정에서 건강과 관련된 생체신호를 수집하고, 이를 관리센터에 전송하여 피드백 받는 원격 모니터링 솔루션을 제공하며, 후자는 휴대형 센서 모듈로 측정한 생체정보를 휴대단말을 통해 관리센터로 전송하여 건강관리 정보를 제공하는 서비스이다. 두 서비스는 무구속 생체신호 측정 모듈을 이용하여 손쉽게 생체신호의 획득이 가능하며, 이를 유무선 통신기술을 이용하여 건강관리센터로 전송함으로써 환자의 상태를 지속적으로 모니터링하여 질병을 관리할 수 있다.
그러나, 이러한 형태의 서비스들은 수집한 생체신호를 일정 기간 동안 저장하고 이를 전송하여 관리하는 형태이기 때문에, 응급상황 발생시에 즉각적으로 대처하는데 한계가 있다.
종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 심전도 측정기로 측정된 환자의 심전도(ECG:Electrocardiogram) 데이타를 스마트폰으로 전송하고, 스마트폰 애플리케이션으로부터 측정된 환자의 심전도 데이타를 실시간으로 심전도 모니터링 시스템으로 전송하여 저장하며, 웹 기반 클라이언트/서버 방식으로 개인건강기록 관리 웹페이지 및 심전도 모니터링 웹 페이지를 사용하여 환자의 개인 건강 관리를 위해 심전도(ECG), 맥박, 스트레스에 대한 생체신호를 활용하며, 개인건강기록(PHR) 및 심전도 정보를 관리자의 웹 브라우저로 모니터링하는, 개인건강기록(PHR)을 위한 실시간 심전도 모니터링 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 개인건강기록(PHR)을 위한 실시간 심전도 모니터링 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해, 개인건강기록을 위한 실시간 심전도 모니터링 시스템은, 개인의 심전도(ECG)를 측정하는 심전도 측정기; 상기 심전도 측정기와 유무선 통신을 통해 측정된 심전도 데이타를 수신하여 시각화 모듈로 출력하여 심전도 그래프, 심박수, 스트레스 지수의 정보를 제공하고 측정이력을 제공하며, 측정 결과에 대한 저장 여부를 선택하여 시스템으로 저장하는 애플리게이션을 구비하는 휴대 단말기; 개인건강기록(PHR:Personal Helath Record) 정보 및 심전도(ECG: Electrocardiogram) 정보를 저장하고 관리하는 심전도 모니터링 시스템; 및 상기 심전도 모니터링 시스템에 인터넷으로 접속하여 개인건강기록 관리 웹페이지 및 심전도 모니터링 웹페이지를 제공하는 웹 클라이언트를 포함한다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해, 개인건강기록을 위한 실시간 심전도 모니터링 방법은, (a) 심전도 측정기와 유무선 통신을 통해 휴대 단말기를 연결하고, 상기 휴대 단말기의 애플리케이션의 계정 생성 및 로그인 과정을 거치며 최초의 앱 실행 후 종료 시까지 계속 로그인 세션을 유지하고, 심전도를 자가측정하여 패치 형태의 상기 심전도 측정기로부터 측정된 심전도 데이터를 상기 휴대 단말기로 수신하여 시각화 모듈로 출력하여 심전도 그래프, 심박수, 스트레스 지수의 정보를 제공하고, 측정 결과에 대한 저장 여부를 선택하여 심전도 모니터링 시스템으로 저장하는 단계; 및 (b) 자가 측정 과정을 통해 생성 및 저장한 심전도 데이터를 확인 및 관리 하는 개인건강기록 관리 과정을 실시하여 모바일과 웹으로 로그인한 개인 계정정보를 가지고 심전도 모니터링 시스템의 웹 서버에 저장된 개인 심전도 데이터를 가져와서 날짜별(월별, 주별, 일별)로 확인하며, 인터넷이 가능한 환경이라면 언제, 어디서나 휴대단말기의 애플리케이션과 웹 페이지 통해 계정 회원별로 개인건강기록 및 심전도를 모니터링하여 확인하고 관리하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 컴퓨터 및 스마트폰과 같은 휴대 단말기에, (a) 심전도 측정기와 유무선 통신을 통해 휴대 단말기를 연결하고, 상기 휴대 단말기의 애플리케이션의 계정 생성 및 로그인 과정을 거치며 최초의 앱 실행 후 종료 시까지 계속 로그인 세션을 유지하고, 심전도를 자가측정하여 패치 형태의 상기 심전도 측정기로부터 측정된 심전도 데이터를 상기 휴대 단말기로 수신하여 시각화 모듈로 출력하여 심전도 그래프, 심박수, 스트레스 지수의 정보를 제공하고, 측정 결과에 대한 저장 여부를 선택하여 심전도 모니터링 시스템으로 저장하는 기능; 및 (b) 자가 측정 과정을 통해 생성 및 저장한 심전도 데이터를 확인 및 관리 하는 개인건강기록 관리 과정을 실시하여 모바일과 웹으로 로그인한 개인 계정정보를 가지고 심전도 모니터링 시스템의 웹 서버에 저장된 개인 심전도 데이터를 가져와서 날짜별(월별, 주별, 일별)로 확인하며, 인터넷이 가능한 환경이라면 언제, 어디서나 휴대단말기의 애플리케이션과 웹 페이지 통해 계정 회원별로 개인건강기록 및 심전도를 모니터링하여 확인하고 관리하는 기능을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 및 휴대단말기로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
본 발명에 따른 개인건강기록(PHR)을 위한 실시간 심전도 모니터링 시스템 및 방법은 기존의 서비스들과는 다르게 심전도 측정기로 측정된 환자의 심전도(ECG) 데이타를 스마트폰으로 전송하고, 스마트폰 애플리케이션으로부터 환자의 심전도 데이타를 실시간으로 심전도 모니터링 시스템으로 전송하여 저장하고, 웹 페이지를 사용하여 환자의 개인 건강 관리를 위해 심전도(ECG), 맥박, 스트레스에 대한 생체신호를 활용하며, 관리자가 웹 브라우저를 사용하여 개인건강기록(PHR) 및 심전도(ECG) 상태를 실시간으로 모니터링하며, 이와 함께 지속적으로 개인 건강 기록을 관리할 수 있다. 제안하는 심전도 모니터링 시스템은 범용적인 환자의 개인건강관리를 위해 심전도(ECG), 맥박, 스트레스에 대한 생체신호를 활용하며, 스마트폰 애플리케이션으로부터 심전도 모니터링 시스템으로 실시간 데이터 송수신을 위해 HTML5의 웹 소켓을 사용하였다. 이를 통해 환자나 관리자는 웹 브라우저만으로도 쉽게 개인건강기록(PHR) 및 심전도(ECG)를 모니터링 할 수 있다.
본 발명은 기존 의료기관 중심의 의료서비스에서 벗어나 환자의 일상 생활 중에서 지속적으로 환자의 건강상태를 모니터링하고, 개인이 주체적으로 건강기록을 관리할 수 있는 개인건강기록(PHR)을 위한 실시간 심전도 모니터링 시스템을 제안하였다. 심전도 모니터링 시스템은 심전도 측정기, 스마트폰, 웹 서버, 웹 페이지로 구성되며, HTML5표준의 웹 소켓 기술을 사용하여 다른 프로그램 및 플러그인 설치의 불편함 없이 웹 브라우저만을 통해 실시간으로 양방향 통신을 빠르게 할 수 있다. 또한, 제안한 심전도 모니터링 시스템은 스마트폰과 인터넷을 이용함으로써 시공간의 제약 없이 환자의 심전도(ECG)를 실시간으로 측정 및 모니터링 할 수 있으며, 이에 따라 개인건강기록(PHR) 뿐만 아니라 환자의 위급한 상황에도 즉각적으로 대처할 수 있다. 추후에는 다른 생체 신호 측정기와의 연동을 추가적으로 구현하여 웹 페이지에 다양한 건강 정보 관련 콘텐츠를 추가함으로써, 통합화 된 보건 의료서비스를 제공할 예정이다.
도 1은 본 발명에 따른 개인건강기록을 위한 실시간 심전도 모니터링 시스템 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 개인건강기록을 위한 실시간 심전도 모니터링 시스템의 내부 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 본 발명에 따른 개인건강기록을 위한 실시간 심전도 모니터링 방법을 설명한 순서도이다.
도 4는 실시간 심전도 모니터링을 위한 스마트폰, 웹 서버, 웹 페이지의 구성요소들의 데이터 흐름 및 시퀀스 다이어그램을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시에에 따른 실시간 심전도 모니터링 수행시 데이터베이스 테이블 정의 중 개인정보(member) 테이블, 권한정보(authorization) 테이블, 심전도데이터정보(measureddata) 테이블을 포함하는 Entity-Relationship 다이아그램을 나타낸다.
도 6은 스마트폰 애플리케이션의 6(a)의 로그인 화면에서 웹 서버에 로그인 하고, 6(b)에서 측정이력 대기자 목록에서 대기자를 선택한 후, 메인 화면에서 자가측정 버튼을 선택하여 심전도 측정을 시작하며 6(c)에서 측정이력(키, 몸무게, 측정시작시각, 측정종료시각, 심박(최고/최저/평균), 스트레스(최고/최저/평균))을 확인하고 그 결과를 6(d)의 시각화 모듈로 심전도 그래프 형태로 출력하는 화면을 나타낸다.
도 7은 개인건강기록 관리 웹페이지 및 심전도 모니터링 웹페이지를 나타낸 화면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 발명의 구성 및 동작을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 개인건강기록을 위한 실시간 심전도 모니터링 시스템 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 개인건강기록을 위한 실시간 심전도 모니터링 시스템의 내부 구성도이다.
개인건강기록(PHR)을 위한 실시간 심전도 모니터링 시스템은 심전도 측정기(100), 휴대 단말기(스마트폰)(110), 심전도 모니터링 시스템(140), 및 웹 클라이언트(130)로 구성된다.
개인건강기록을 위한 실시간 심전도 모니터링 시스템은 휴대 단말기(스마트폰)(110)와 USB 케이블로 연결하기 위한 USB 제어기를 포함하는 USB 연결부를 구비하거나 또는 Bluetooth, ZigBee, RF 중 어느 하나의 방식으로 통신하는 무선 통신부(예: 블루투스 통신부)를 포함하며, 개인의 심전도(ECG: Electrocardiogram)를 측정하는 심전도 측정기(100); 상기 심전도 측정기(100)와 USB 케이블로 유선으로 연결하기 위한 USB 연결부 또는 Bluetooth, ZigBee, RF 중 어느 하나의 방식으로 통신하는 무선 통신부(예: 블루투스 통신부)를 포함하며, 상기 심전도 측정기(100)와 유무선 통신을 통해 측정된 환자의 심전도 데이타를 수신하여 시각화 모듈로 출력하여 심전도 그래프, 심박수, 스트레스 지수의 정보를 제공하고 계정 회원별로 개기자를 표시하고 계정 회원별 측정이력을 제공하며, 측정 결과에 대한 저장 여부를 선택하여 웹 서버로 저장하는 애플리게이션을 구비하는 휴대 단말기(스마트폰)(110); 상기 웹 서버를 포함하고, 상기 휴대 단말기 애플리케이션으로부터 샘플링된 심전도 데이타를 수신받아 저장하고, 개인건강기록(PHR:Personal Helath Record) 정보 및 심전도(ECG: Electrocardiogram) 정보를 저장하고 관리하는 심전도 모니터링 시스템(140); 및 상기 심전도 모니터링 시스템(140)에 인터넷으로 접속하여 개인건강기록 관리 웹페이지 및 심전도 모니터링 웹페이지를 제공하는 웹 클라이언트(130)를 포함한다.
심전도 측정기(100)는 일 실시예로 Bluetooth, ZigBee, RF 등의 무선 통신을 사용하는 경우, 개인의 심전도(ECG)를 측정하는 심전도 측정부(101); 심전도 측정부(101)에 연결되고 각 기능을 제어하는 제1 제어부(102); 상기 제1 제어부(102)와 연결되고, 측정된 심전도 데이타를 저장하는 저장부(미도시); 및 상기 제1 제어부(102)에 연결되고, Bluetooth, ZigBee, RF 통신부 중 어느 하나의 방식으로 통신하여 측정된 심전도 데이터를 휴대 단말기(110)로 전송하는 무선 통신부(103)를 포함한다.
상기 심전도 측정기(100)는 다른 실시예로 USB로 연결하여 사용하는 경우, 개인의 심전도(ECG)를 측정하는 심전도 측정부(101); 심전도 측정부(101)에 연결되고 각 기능을 제어하는 제1 제어부(102); 상기 제1 제어부(102)와 연결되고, 측정된 심전도 데이타를 저장하는 저장부(미도시); 및 상기 제1 제어부(102)에 연결되고, 상기 심전도 측정기(100)와 USB 케이블로 유선으로 연결하기 위한 USB 연결부(103-1)를 포함한다.
심전도 모니터링 시스템(140)은 HTTP 프로토콜을 사용하여 웹페이지를 제공하는 웹 서버(141), 웹 서버에 연결되어 전체 기능을 제어하는 제어부(142); 회원 정보를 관리하는 회원정보 관리부(143); ID, Passwd로 사용자 인증을 확인하는 사용자 인증부(144); 회원별로 개인건강기록(PHR) 정보를 저장하고 관리하는 개인건강기록(PHR) 관리부(145); 개인별 심전도(ECG) 데이타를 저장하고 관리하는 ECG 데이터 관리부(146); 월별 사용요금에 대한 과금을 처리하는 과금 처리부(147); 및 회원 DB, PHR DB, ECG DB로 구성된 데이타베이스(148)를 포함한다.
휴대 단말기(110)는 스마트폰, 이동통신 단말기 중 어느 하나를 사용하며, 발명의 일 실시예에서는 스마트폰을 사용하고, 심전도 측정기(100)로부터 스마트폰(110)으로 블루투스 통신부를 통해 심전도 데이터를 전송하는 실시예를 설명하였지만 이에 한정하는 것이 아니다.
본 발명의 개인건강기록(PHR)을 위한 실시간 심전도 모니터링 시스템 및 방법은 기존의 서비스들과는 다르게 심전도 측정기(100)로 측정된 환자의 심전도(ECG) 데이타를 블루투스 통신을 통해 스마트폰(110)으로 전송하고, 스마트폰 애플리케이션으로부터 환자의 심전도 데이타를 실시간으로 심전도 모니터링 시스템(140)으로 전송하여 저장하고, 환자의 개인 건강 관리를 위해 심전도(ECG), 맥박, 스트레스에 대한 생체신호를 활용하며, 관리자가 웹 페이지를 사용하여 환자의 개인건강기록(PHR) 및 심전도(ECG) 상태를 실시간으로 모니터링하며, 지속적으로 개인건강기록을 관리할 수 있다. 심전도 모니터링 시스템은 범용적인 환자의 개인건강관리를 위해 심전도(ECG), 맥박, 스트레스에 대한 생체신호를 활용하며, 스마트폰 애플리케이션으로부터 심전도 모니터링 시스템으로 실시간 데이터 송수신을 위해 HTML5의 웹 소켓을 사용하였다. 이를 통해 환자나 관리자는 웹 브라우저만으로 쉽게 개인건강기록 및 심전도를 모니터링하게 된다.
1.1 개인건강기록(PHR)
개인건강기록(PHR:Personal Health Record)은 많은 의료기관으로부터 제공되는 개인의 진료정보와 개인 스스로 기록한 건강기록을 통합적이고 포괄적인 관점에서 바라본 개인의 평생기록과 그 기록을 관리할 수 있는 도구이다. 이러한 PHR은 의료서비스 제공자와 소비자 간에 파트너 관계를 형성해주는 결정적 도구로 인식되고 있으며, PHR 시스템의 활용을 통해 중복 처치나 진료과정을 감소 또는 제거할 수 있어 비용과 시간의 절감이 가능하다. 그리고 환자는 PHR을 통해 자신의 건강 관리에 있어 보다 능동적인 역할을 할 수 있다.
표 1
구 분 내 용
독립형 개인은 상업적으로 이용 가능한 애플리케이션들을 이용하여 독립 시스템이나 웹 기반 어플리케이션을 이용하여 자신의 PHR을 생성한다. 환자는 이러한 시스템을 통해 건강 데이터를 입력하고 액세스 할 수 있으며, 자가 모니터링을 할 수 있다. 이러한 단순한 형태에서의 PHR은 어떤 다른 시스템들과도 연결되지 않은 독립된 시스템이다.
제한형 의료기관의 홈페이지 등을 통하여 제공되는 서비스 형태로 환자들이 그들의 건강진료 제공자의 HER 에 저장되어 있는 건강 정보를 볼 수 있도록 하는 시스템으로 해당 의료기관의 정보만을 독립적으로 볼 수 있다.
연결형 의료기관 EHR 시스템 및 다른 사업자의 PHR시스템과 다양한 형태로 연결된 시스템으로 개인의 건강기록을 획득하고 교류하기 위해 다양한 건강진료 데이터 소스들과 연결된 형태이다.
표 1은 보편적인 PHR의 플랫폼을 보여주고 있으며, 이 중 제안하는 방법은 의료기관 등 다른 시스템과 연결하지 않고 개인이 관리하는 독립형 PHR 시스템으로 구현한다.
1.2 HTML5 웹 소켓(WebSocket)
현재의 달라진 웹 사용 패턴과 기존 HTTP의 기술적 한계로 인한 문제점이 커지면서, 국제 표준화 기구인 W3C(World Wide Web Consortium)에서는 별도의 실행 환경을 요구하는 플러그인 기술 없이 웹 브라우저만으로 실행 가능한 환경과 강력한 멀티미디어 기능을 탑재한 전 세계 표준 플랫폼인 HTML5를 제안하였다.
웹 소켓(WebSocket)기술은 이러한 HTML5 표준의 핵심 구성요소로써 서버 측에서의 복잡한 프로그래밍 과정 없이 웹을 통해 실시간 양방향 통신을 빠르게 실행시켜주는 기술이다. 또한, HTML5는 전이중방식(Full-Duplex)의 통신 모델을 제공함으로써 웹 브라우저가 TCP기반의 백엔드(back-end)와 직접 통신할 수 있게 해준다. 웹 소켓을 이용하면 서버와 클라이언트 간 데이터 송수신이 별다른 제약 없이 동기식으로 이루어지므로 지연시간을 크게 낮출 수 있다. 기존 반이중방식의 특성으로 인해 클라이언트가 백엔드 서비스에 직접 연결되지 못하는 문제를 해결함으로써 지금까지의 미들웨어 사이에 모든 메시지를 변환, 해석, 재포맷하는 다양한 애플리케이션 서버가 불필요하다.
본 발명에서는 HTML5의 이러한 장점들을 이용하여 모바일과 웹 간의 심전도 데이터를 실시간으로 송수신한다.
상기 휴대 단말기(스마트폰)(110)의 애플리케이션과 상기 웹 클라이언트(130)는 모바일과 웹을 통해 전이중 방식(Full Duplex)을 제공하는 HTML5 웹 소켓(WebSocket)을 사용하여 심전도 데이타를 송수신하는 것을 특징으로 한다.
2.1 개인건강기록을 위한 실시간 심전도 모니터링 시스템 구성
도 1에 도시된 바와 같이, 개인건강기록(PHR)을 위한 실시간 심전도 모니터링 시스템은 심전도 측정기, 스마트폰, 웹 서버를 구비한 심전도 모니터링 시스템 및 웹 페이지(개인건강기록 관리 웹페이지와 심전도 모니터링 웹페이지)로 구성된다. 본 발명의 개인건강기록을 위한 실시간 심전도 모니터링 시스템은 먼저, 심전도 측정기와 스마트폰과 블루투스(Bluetooth)를 통해 연결하여 심전도(ECG) 데이터를 자가 측정하여 웹 서버로 전송한다. 다음으로 웹 서버는 개인 계정별 건강 정보를 DB화 하며, 웹 페이지에 샘플링된 심전도 데이터를 전송한다. 마지막으로 웹 페이지에서는 개인 계정별 DB화 된 건강 정보를 보여주며, 전송받은 심전도 데이터를 실시간 심전도 모니터링할 수 있도록 시각화한다.
개인건강기록 관리와 실시간 심전도 모니터링 프로세스의 설계를 기술하고 각각의 프로세스를 수행하기 위한 데이터베이스 관리 및 개인 계정별 건강 정보의 관리를 위한 데이터베이스 설계를 기술한다.
2.2 프로세스 설계
2.2.1 개인건강기록 관리 프로세스
개인건강기록(PHR) 관리는 심전도를 자가 측정하는 과정, 웹 서버와 연동하여 스마트폰과 웹 페이지를 통해 확인 및 관리하는 개인건강기록 관리 과정으로 구분되며 도 3에서 각 과정간의 데이터 및 이벤트 발생의 흐름 보여준다.
도 3은 본 발명에 따른 개인건강기록을 위한 실시간 심전도 모니터링 방법을 설명한 순서도이다.
본 발명의 개인건강기록을 위한 실시간 심전도 모니터링 방법은, (a) 심전도 측정기(100)와 유무선 통신을 통해 휴대 단말기(스마트폰)(110)을 연결하고, 상기 휴대 단말기(스마트폰)(110)의 애플리케이션의 계정 생성 및 로그인 과정을 거치며 최초의 앱 실행 후 종료 시까지 계속 로그인 세션을 유지하고, 심전도를 자가측정하여 패치 형태의 상기 심전도 측정기(100)로부터 측정된 심전도 데이터를 상기 휴대 단말기(스마트폰)(110)로 수신하여 시각화 모듈로 출력하여 심전도 그래프, 심박수, 스트레스 지수의 정보를 제공하고, 측정 결과에 대한 저장 여부를 선택하여 심전도 모니터링 시스템(140)으로 저장하는 단계; 및 (b) 자가 측정 과정을 통해 생성 및 저장한 심전도 데이터를 확인 및 관리하는 개인건강기록 관리 과정을 실시하여 모바일과 웹으로 로그인한 개인 계정정보를 가지고 심전도 모니터링 시스템(140)의 웹 서버(141)에 저장된 개인 심전도 데이터를 가져와서 날짜별(월별, 주별, 일별)로 확인하며, 인터넷이 가능한 환경이라면 언제, 어디서나 휴대단말기의 애플리케이션과 웹 페이지 통해 계정 회원별로 개인건강기록 및 심전도를 모니터링하여 확인하고 관리하는 단계를 포함한다.
본 실시예에서는, 심전도 측정기(100)로부터 측정된 심전도 데이타를 블루투스를 사용하여 스마트폰(110)으로 전송하는 실시예를 설명하기로 한다.
먼저, 자가 측정 과정에서는 개인의 심전도(ECG) 데이터를 얻기 위해 스마트폰(110)과 심전도 측정기(100)를 블루투스를 통해 연결한다(S10). 그 후 스마트폰 애플리케이션의 계정 생성 및 로그인 과정을 거치며 최초의 앱 실행 후 종료 시까지 계속 로그인 세션을 유지한다(S20). 그리고 심전도 자가측정을 수행하여 패치 형태의 심전도 측정기(100)를 통해 측정된 심전도 데이터를 스마트폰(110)으로 입력받는다(S30). 심전도 측정기(100)로부터 입력받은 심전도 데이터를 스마트폰의 애플리케이션의 시각화 모듈로 출력하여 사용자에게 심전도 그래프, 심박수, 스트레스 지수 등의 정보를 제공한다(S40). 또한, 사용자의 저장 여부에 따라(S50) 스마트폰(110)의 애플리케이션은 심전도 측정 결과에 대한 시스템 저장 여부를 선택하여 웹 서버(141)를 통해 심전도 모니터링 시스템(140)에 저장한다(S60).
다음으로 개인건강기록 관리 과정은 상기 자가 측정 과정을 통해 생성 및 저장한 심전도 데이터를 확인 및 관리하는 과정이다(S70-80). 개인건강기록 관리 과정에서 사용자는 로그인한 개인 계정정보를 가지고 심전도 모니터링 시스템(140)에 저장된 개인 심전도 데이터를 가져와서 날짜별(월별, 주별, 일별)로 확인하며, 이는 웹 서버(141)와 연동하여 DB화 함으로써, 인터넷이 가능한 환경이라면 언제, 어디서나 스마트폰의 모바일 애플리케이션과 웹 페이지를 통해 계정 회원별로 개인건강기록 및 심전도를 모니터링하여 확인하고 관리가 가능하다.
2.2.2 실시간 심전도 모니터링 프로세스
실시간 심전도 모니터링은 사용자의 심전도를 웹 페이지를 통해 확인할 수 있는 기능으로써, 심전도 측정기(100), 스마트폰(110), 웹 서버를 구비하는 심전도 모니터링 시스템(140), 웹 클라이언트(130)의 개인건강기록 관리 웹페이지 및 심전도 모니터링 웹페이지로 구성되며, 각 구성요소간의 데이터 흐름 및 시퀀스 다이어그램은 도 4와 같다.
도 4는 실시간 심전도 모니터링을 위한 스마트폰, 웹 서버, 웹 페이지의 구성요소들의 데이터 흐름 및 시퀀스 다이어그램을 나타낸다.
먼저, 사용자는 스마트폰 애플리케이션에서 로그인 과정을 거친 후 웹 페이지를 통해 원하는 특정 사용자가 실시간 심전도 데이터를 전송받을 수 있도록 친구관계를 설정한다. 그 후 웹 서버에 웹 소켓 연결 요청을 하며, 요청을 받은 웹 서버에서는 해당 계정의 웹 소켓 채널을 생성하고 연결 성공 푸쉬(Push) 이벤트를 스마트폰 애플리케이션으로 전송하여 웹 페이지를 통해 실시간 심전도 데이터를 모니터링 할 사용자를 대기한다.
다음으로 측정자의 심전도 데이터를 실시간 모니터링 할 사용자는 웹 페이지에서 로그인 과정을 거친 후 위에서 측정자가 생성한 웹 소켓 채널에 접속한다. 모니터링 할 사용자가 웹 소켓 채널에 접속하면 웹 서버에서는 푸쉬(Push) 이벤트를 스마트폰 애플리케이션에 전송하고, 측정자는 심전도 측정을 시작한다. 측정된 심전도 데이터는 스마트폰 애플리케이션의 시각화 모듈에 출력함과 동시에 웹 서버의 웹 소켓 채널을 통해 웹 페이지의 시각화 모듈에 실시간으로 출력한다.
이와 같은 실시간 심전도 모니터링을 하기 위한 통신 방식은 각 구성요소간 데이터 흐름 변화에 대해 주기적으로 검사하는 폴링(Polling) 방식이 아닌 HTML5 웹 소켓을 이용한 이벤트 기반의 푸쉬(Push) 방식으로 구성함으로써, 불필요한 데이터 통신을 제거하고 웹 서버의 트래픽 과부하를 방지한다.
2.3 데이터베이스 설계
웹 서버 내에 구축한 데이터베이스는 개인건강기록 및 실시간 심전도 모니터링을 수행하는 과정에서 생성되는 심전도 데이터와 개인별 계정정보 등의 데이터를 체계적으로 관리하기 위한 것으로, 관리하는 데이터들을 구체적으로 구분하면 개인정보(member), 권한정보(authorization), 심전도데이터정보(measureddata)로 구분된다.
도 5는 본 발명의 실시에에 따른 실시간 심전도 모니터링 수행시 데이터베이스 테이블 정의 중 개인정보(member) 테이블, 권한정보(authorization) 테이블, 심전도데이터정보(measureddata) 테이블을 포함하는 Entity-Relationship 다이아그램을 나타낸다. 개인정보(member) 테이블은 E-R 다이아그램에서 권한정보(authorization) 테이블 및 심전도데이터정보(measureddata) 테이블과 1:N 관계로 프라이머리 키(PK:Primary Key)와 포린 키(FK:Foreign Key)의 릴레이션십이 설정된다.
데이터베이스 테이블 정의 중 개인정보(member) 테이블은 사용자 개인별 계정 정보를 관리하기 위한 것으로, 그 구성은 ID, PASSWORD와 같은 웹 서버 로그인 관련정보와 이름, 나이, 성별 등 개인신상정보로 구성된다.
권한정보(authorization) 테이블은 사용자가 실시간 심전도 모니터링 수행 시 자신의 심전도 데이터를 특정 사용자에게 전송할 수 있는 권한이 부여된 friend ID를 관리하기 위한 것으로, 친구관계가 설정된 ID로 구성된다.
심전도데이터정보(measureddata) 테이블은 사용자가 측정한 심전도 데이터를 개인 정보와 연결하여 관리하기 위한 것으로, 그 구성은 데이터번호, 개인ID, 측정 일시, 측정시작시각, 측정종료시각, 심전도 측정 데이터, 심박과 스트레스 데이터의 최대, 최소 및 평균 값들로 구성된다.
심전도 모니터링 시스템에서 사용자가 실시간 심전도 모니터링을 수행할 때에는 스마트폰 앱(App)에서 로그인 후 권한정보(authorization) 테이블에서 자신과 친구관계 설정된 friend id를 가져와 특정 사용자의 웹 페이지를 통한 접속을 대기하며, 심전도 측정 완료 후에 그 데이터를 개인ID와 연결된 심전도 데이터정보(measureddata) 테이블에 저장한다.
본 발명에서 제안한 심전도 측정 및 모니터링 시스템은 표 2와 같은 개발환경에서 구현하였고, 개인건강기록 관리 및 실시간 심전도 모니터링을 수행하는 과정에 대한 스마트폰 애플리케이션과 웹 페이지의 구현 결과를 도시하였다.
표 2
Web Environment Smart Phone Environment
OS Windows XP OS Android
Server Apache2 SDK Android 2.3.6 API10
WebSocket NodeJS (Socket.IO) Tool Eclipse 3.6
DBMS MY-SQL5 Device SHW-180S (Samsung)
Browser Chrome
Language PHP, jQuery
3.1 스마트폰 애플리케이션
도 6은 스마트폰 애플리케이션의 6(a)의 로그인 화면에서 심전도 모니터링 시스템(140)의 웹 서버(141)에 로그인 하고, 6(b)에서 측정이력 대기자 목록에서 대기자를 선택한 후, 메인 화면에서 자가측정 버튼을 선택하여 심전도 측정을 시작하며 6(c)에서 측정이력(키, 몸무게, 측정시작시각, 측정종료시각, 심박(최고/최저/평균), 스트레스(최고/최저/평균))을 확인하고 그 결과를 6(d)의 시각화 모듈로 심전도 그래프 형태로 출력하는 화면을 나타낸다.
스마트폰 애플리케이션은 자가 및 실시간 심전도 측정과 측정이력확인 과정으로 나뉘며, 도 6은 심전도 측정기(100)와 연결된 휴대단말기(스마트폰)(110)를 이용하여 사용자의 심전도를 자가측정 또는 실시간 측정하고, 이를 통해 생성된 환자의 심전도 데이터의 시각화 및 측정이력을 출력하는 결과 화면을 보여준다.
스마트폰 애플리케이션의 각 과정을 수행하기 전에 먼저, 최초 애플리케이션 실행 후 도 6(a)의 로그인 화면에서 심전도 모니터링 시스템(100)의 웹 서버(141)로 로그인을 한다. 그리고 자가 측정하기 위해 메인 화면에서 자가측정 버튼을 선택하여 심전도 측정을 시작하고, 그 결과를 도 6(d)에 보인 바와 같이 시각화 모듈에 심전도 그래프 형태로 출력한다. 다음으로 실시간 측정 과정에서 위에서 설명한 자가 측정 과정 중 심전도 측정 시작 전에 도 6(b)에 보인 바와 같이 사용자의 심전도(ECG) 데이터를 실시간 모니터링 할 사용자를 기다리는 과정이 추가된다. 위와 같은 과정을 통해 생성된 심전도 데이터는 스마트폰 앱(App)으로부터 이동통신망과 인터넷망을 경유해 심전도 모니터링 시스템의 데이타베이스(148)의 각 항목에 저장되며, 그 결과는 메인 화면에서 측정이력관리 버튼을 선택하여 도 6(c)와 같이 확인할 수 있다.
3.2 웹 페이지
웹 페이지는 크게 개인건강기록 관리 페이지와 실시간 심전도 모니터링 페이지로 구성되며 그 구현 결과는 도 7에 도시하였다.
도 7은 개인건강기록 관리 웹페이지 및 심전도 모니터링 웹페이지를 나타낸 화면이다.
먼저, 도 7(a)의 개인건강기록 관리 페이지에서는 웹 서버의 데이터베이스에서 개인 계정별 심전도 데이터를 가져와 측정 날짜별(월별, 주별, 일별)로 선택하여 출력함으로써 개인건강기록을 확인 및 관리할 수 있다. 그리고 원하는 심전도 데이터를 선택하여 도 7(b)에 보여진 바와 같이 심전도 그래프 형태로 확인할 수 있다. 다음으로 실시간 심전도 모니터링 페이지에서는 스마트폰 애플리케이션에서 실시간 측정 대기중인 사용자 정보를 가져와 접속할 수 있는 방 목록을 보여준다. 실시간 모니터링 하고자 하는 방에 접속 후 스마트폰 애플리케이션에서 측정을 시작하면 웹 페이지 내에 시각화 모듈에서는 도 7(c)에 보여진 바와 같이 실시간으로 심전도를 모니터링할 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터의 소프트웨어를 이용하여 읽을 수 있는 형태로 기록매체(CD-ROM, RAM, ROM, 메모리 카드, 하드 디스크, 광자기 디스크, 스토리지 디바이스 등)에 저장될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자가 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.

Claims (10)

  1. 개인건강기록을 위한 실시간 심전도 모니터링 시스템에 있어서,
    개인의 심전도(ECG)를 측정하는 심전도 측정기;
    상기 심전도 측정기와 유무선 통신을 통해 측정된 심전도 데이타를 수신하여 시각화 모듈로 출력하여 심전도 그래프, 심박수, 스트레스 지수의 정보를 제공하고측정이력을 제공하며, 측정 결과에 대한 저장 여부를 선택하여 시스템으로 저장하는 애플리게이션을 구비하는 휴대 단말기;
    상기 휴대 단말기 애플리케이션으로부터 샘플링된 심전도 데이타를 수신받아 저장하고, 개인건강기록(PHR: Personal Helath Record) 정보 및 심전도(ECG: Electrocardiogram) 정보를 저장하고 관리하는 심전도 모니터링 시스템; 및
    상기 심전도 모니터링 시스템에 인터넷으로 접속하여 개인건강기록 관리 웹페이지 및 심전도 모니터링 웹페이지를 제공받는 웹 클라이언트;
    를 포함하는 개인건강기록을 위한 실시간 심전도 모니터링 시스템 및 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 휴대 단말기는,
    스마트폰 또는 이동통신 단말기 중 어느 하나의 단말기를 사용하고, 상기 심전도 측정기로부터 상기 휴대 단말기로 상기 심전도 데이타를 전송하는 것을 특징으로 하는 개인건강기록을 위한 실시간 심전도 모니터링 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 심전도 측정기는
    개인의 심전도를 측정하는 심전도 측정부;
    상기 심전도 측정부에 연결되고 각 기능을 제어하는 제어부;
    상기 제어부와 연결되고, 측정된 심전도 데이타를 저장하는 저장부; 및
    상기 제어부에 연결되고, Bluetooth, ZigBee, RF 통신부 중 어느 하나의 방식으로 통신하여 측정된 심전도 데이터를 상기 휴대 단말기로 전송하는 무선 통신부;
    를 포함하는 개인건강기록을 위한 실시간 심전도 모니터링 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 심전도 측정기는,
    개인의 심전도를 측정하는 심전도 측정부;
    심전도 측정부에 연결되고 각 기능을 제어하는 제어부;
    상기 제어부와 연결되고, 측정된 심전도 데이타를 저장하는 저장부; 및
    상기 제어부에 연결되고, 상기 심전도 측정기와 USB 케이블로 상기 휴대단말기를 유선으로 연결하여 측정된 심전도 데이터를 상기 휴대 단말기로 전송하기 위한 USB 연결부;
    를 포함하는 개인건강기록을 위한 실시간 심전도 모니터링 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 휴대 단말기의 애플리케이션과 상기 웹 클라이언트는
    모바일과 웹을 통해 전이중 방식(Full Duplex)을 제공하는 HTML5 웹 소켓(WebSocket)을 사용하여 심전도 데이타를 송수신하는 것을 특징으로 하는 개인건강기록을 위한 실시간 심전도 모니터링 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 심전도 모니터링 시스템은
    웹 서버;
    상기 웹 서버에 연결되어 전체 기능을 제어하는 제어부;
    회원 정보를 관리하는 회원정보 관리부;
    ID, Passwd로 사용자를 인증을 확인하는 사용자 인증부;
    원별로 개인건강기록(PHR) 정보를 저장하고 관리하는 개인건강기록(PHR) 관리부;
    개인별 심전도(ECG) 데이타를 저장하고 관리하는 ECG 데이터 관리부;
    월별 사용요금에 대한 과금을 처리하는 과금 처리부; 및
    회원 DB, PHR DB, ECG DB로 구성된 데이타베이스;
    를 포함하는 개인건강기록을 위한 실시간 심전도 모니터링 시스템.
  7. 개인건강기록을 위한 실시간 심전도 모니터링 방법에 있어서,
    (a) 심전도 측정기와 유무선 통신을 통해 휴대 단말기를 연결하고, 상기 휴대 단말기의 애플리케이션의 계정 생성 및 로그인 과정을 거치며 최초의 앱 실행 후 종료 시까지 계속 로그인 세션을 유지하고, 심전도를 자가측정하여 패치 형태의 상기 심전도 측정기로부터 측정된 심전도 데이터를 상기 휴대 단말기로 수신하여 시각화 모듈로 출력하여 심전도 그래프, 심박수, 스트레스 지수의 정보를 제공하고, 측정 결과에 대한 저장 여부를 선택하여 심전도 모니터링 시스템으로 저장하는 단계; 및
    (b) 자가 측정 과정을 통해 생성 및 저장한 심전도 데이터를 확인 및 관리 하는 개인건강기록 관리 과정을 실시하여 모바일과 웹으로 로그인한 개인 계정정보를 가지고 심전도 모니터링 시스템의 웹 서버에 저장된 개인 심전도 데이터를 가져와서 날짜별(월별, 주별, 일별)로 확인하며, 인터넷이 가능한 환경이라면 언제, 어디서나 휴대단말기의 애플리케이션과 웹 페이지 통해 계정 회원별로 개인건강기록 및 심전도를 모니터링하여 확인하고 관리하는 단계;
    를 포함하는 개인건강기록을 위한 실시간 심전도 모니터링 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 단계 (a)에서
    상기 심전도 측정기와 상기 휴대 단말기(스마트폰)와 USB 케이블로 연결하기위한 USB 제어기를 포함하는 USB 연결부를 구비하거나 또는 Bluetooth, ZigBee, RF 중 어느 하나의 방식으로 통신되는 것을 특징으로 하는 개인건강기록을 위한 실시간 심전도 모니터링 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 단계 (a) 및 (b)의 상기 휴대 단말기의 애플리케이션과 상기 웹 클라이언트는 모바일과 웹을 통해 전이중 방식(Full Duplex)을 제공하는 HTML5 웹 소켓(WebSocket)을 사용하여 심전도 데이타를 송수신하는 것을 특징으로 하는 개인건강기록을 위한 실시간 심전도 모니터링 방법.
  10. 컴퓨터 및 스마트폰과 같은 휴대 단말기에, (a) 심전도 측정기와 유무선 통신을 통해 휴대 단말기를 연결하고, 상기 휴대 단말기의 애플리케이션의 계정 생성 및 로그인 과정을 거치며 최초의 앱 실행 후 종료 시까지 계속 로그인 세션을 유지하고, 심전도를 자가측정하여 패치 형태의 상기 심전도 측정기로부터 측정된 심전도 데이터를 상기 휴대 단말기로 수신하여 시각화 모듈로 출력하여 심전도 그래프, 심박수, 스트레스 지수의 정보를 제공하고, 측정 결과에 대한 저장 여부를 선택하여 심전도 모니터링 시스템으로 저장하는 기능; 및
    (b) 자가 측정 과정을 통해 생성 및 저장한 심전도 데이터를 확인 및 관리 하는 개인건강기록 관리 과정을 실시하여 모바일과 웹으로 로그인한 개인 계정정보를 가지고 심전도 모니터링 시스템의 웹 서버에 저장된 개인 심전도 데이터를 가져와서 날짜별(월별, 주별, 일별)로 확인하며, 인터넷이 가능한 환경이라면 언제, 어디서나 휴대단말기의 애플리케이션과 웹 페이지 통해 계정 회원별로 개인건강기록 및 심전도를 모니터링하여 확인하고 관리하는 기능;
    을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 및 휴대단말기로 읽을 수 있는 기록매체.
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