박종태 U-헬스케어융합네트워크연구센터 - Daum

박종태

U-헬스케어 융합 네트워크 연구센터

경북대학교

2014 ICBM 기반의 미래 新산업 육성전략

¢ 최근 헬스케어 서비스동향

¢ IoT 기반 헬스케어 산업 전망 (디바이스/플랫폼)

¢ IoT 기반 헬스케어 국제 표준화 동향

¢ IoT 기반 헬스케어 오픈 플랫폼

¢ IoT 기반 헬스케어 사업화 모델

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Cloud ComputingInternet of Things

Big-Data Mobile

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자료: IBSG

2003년 2010년 2015년 2020년

0.08

1.843.47

6.58

급성장하는 글로벌 IoT시장

1인당 연결기기 수(개)

연결기기 수(억개)

2020년직장인 김윤서 씨의

IoT 24시

기상

출근준비

출근

회의

협력사 직원과 마주침

유기농 마트 방문

택배수령

취침

AM 07:00

AM 08:00

AM 11:00

PM 1:00

PM 5:00

PM 7:00

PM 11:00

로봇집사가짐운반

배게알람밴드로컴피머신작동

욕실수온자동조절시스템거울로날씨등 확인

무인자동차로이동

3차원(3D) 입체영상(홀로그램)화상회의

무인헬기’드론’이배달

무인방범시스템가동

50125

250500

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(자료: 2011 OECD 보고서) (자료: 국민보험공단 2009 보고서)

1990년 이후 OECD 국가의기대수명 증가율 (매 4년)

OECD 국가 평균 기대수명우리나라 2008년 고혈압으로

인한 총 진료비

우리나라 20세 이상 성인 중만성질환 보유 비율

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¢ 헬스케어 패러다임 변화

¤ 질병치료 -> 예방과 관리를 통한 건강 수명 연장기대 (기대수명 90세, 인생 2모작)¤ 얼마나 오래 사느냐 (헬스케어 2.0) -> 어떻게 오래 사느냐 (헬스케어 3.0)

¢ 헬스케어 산업에서 예방, 진단, 관리 관련 산업의 비중이 2010년 32%에서2020년 43%까지 확대될 전망

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삼성경제연구소 (2012년 8월)

구분 예방 진단 치료 사후관리 합계

2010년 2,140(6) 5,700(16) 24,240(68) 3,560(10) 35,640(100)

2015년 3,980(8) 9,190(19) 31,420(63) 5,100(10) 49,690(100)

2020년 6,860(10) 14,400(21) 39,110(57) 8,230(12) 68,600(100)

연평균 성장률(2010~2020) 12.4 9.7 4.9 8.7 6.8

주: ( ) 비중자료: IMS Health: Eurominitor 등의 예측 자료를 토대로 작성

<영역별헬스케어산업규모전망> (단위: 억 달러, %)


¢ 스마트 폰 헬스 앱의 급격한 성장¤ 2010년 1억 400만달러 -> 2012년 13억달러 (Global Data)¤ 2년간 10배증가 (현재전세계모바일기기사용자수: 32억)¤ Personal Health Cloud 서비스의발전¤ 헬스케어앱 다운로드 (2012년 4400만 -> 2016년 1억4200만)

¢ Wearable Healthcare Device 발전¤ 헬스케어 + 안경¤ 헬스케어 + 시계¤ 헬스케어 + 신발/슬리퍼/티셔츠

¢ IoT 기반 개인 상시 건강 모니터링 서비스의 부상¤ 헬스케어 + 자동차¤ 헬스케어 + 가구/건축¤ 헬스케어 + Things

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¢ 헬스케어 디바이스¤ FuelBand (Nike), Fitbit¤ Smart Watch (Pebble, Samsung, Google, Apple)¤ Smart Slipper (24eight)¤ Hapifork (Hapilabs) ¤ Smart Glass/Lens (Google)¤ Fiix (Conventis)¤ Smart Pills (Proteus)¤ GlowCaps (Vitality), 스마트 약상자

¤ Smart Seating/Bed/…

초기 건강측정 위주점차 헬스케어측정으로 확대

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2014 ICBM 기반의 미래 新산업 육성전략 9

Source: ABI Research


<Amazon Wearable Technology, 2014/5>

<일본NTT Docomo, SoftBank>

<Accenture & Phillips-IntelliVue>

대부분 폐쇄적인전용 플랫폼을 사용

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¢ 건강상태 (체중, 혈압, 심박수등)를종합적으로진단할수있는

스마트디바이스및플랫폼

¢ 웹을통한개인별 체중변화모니터링

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¢ 걸음수, 이동거리 및 칼로리 소모량, 수면 모니터링 및 수면 패턴을 기록 및 분석하여 숙면하는 방법 알림 서비스 제공


¢삼성 손목 착용형 밴드 + 플랫폼 출시 (2014년 5월)¤ Simband: 손목 착용형 밴드

¤혈중 산소 및 이산화탄소 포화도, 심박수, 수분량, 피부온도, 피부의 전기전도도 등 측정 및 알림

¤ SAMI: 소프트웨어 플랫폼

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생체 데이터 저장 및 관리

< SAMI >

< Simband >


¢ 사물인터넷 기반 헬스케어 분야에서 하드웨어 단품만 파는 시기는 끝나가고 있음¤ 소비자들은 하드웨어와 함께 부가적인 서비스를 원함

¢ 기존 디바이스 제조사, 통신사, 컨텐츠 및 서비스 제공자로 이어지는 전통적가치사슬의 붕괴¤ Google Smart Lens, Qualcom Toq, SK Telecom IoT 사업 등

¢ 새로운 역동적 사물인터넷 생태계에서 플랫폼을 장악하는 자가 산업 주도권을 가짐¤ Amazon, MS, Google, Cisco IoT Cloud 진출 (1조원투자, 2014/5)

¤ 고객 확보 및 Retainment를 통한 지속가능한 수익확보

규모가 영세한 헬스케어 제조 스타트업들에게 펌웨어, 클라우드, 빅데이터 분석을 지원하는 소프트웨어 플랫폼이 중요한 차별화 요소

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Cloud

Smart Band Data

Cloud Cloud

Heart rate sensor

Smart Shoes

Smart Shoes DataHeart rate Data

Smart band

국제표준기반데이터및서비스융합

플랫폼독립적헬스케어데이터및서비스액세스

One App


스마트거울이 건강상태를알려줌스마트거울이 건강상태를알려줌

기상AM 07:00

약복용AM 09:00

스마트 약상자로복용 시간과 몸 상태를 고려적절한 복용량을 알림

스마트 약상자로복용 시간과 몸 상태를 고려적절한 복용량을 알림

병원진료PM 02:00

스마트 시계가병원 일정을 확인하고 알려줌스마트 시계가병원 일정을 확인하고 알려줌

영앙소염분 5%당분 2%

스마트 포크로 음식의 영양성분 체크/적정량 선정스마트 포크로 음식의 영양성분 체크/적정량 선정

식사AM 08:00

70세 노인C씨의 하루70세 노인C씨의 하루

심장질환자가 운전도중 갑자기 심장이상이 발생하여 호흡곤란으로 의식 불명상태에 빠짐

심장질환자가 운전도중 갑자기 심장이상이 발생하여 호흡곤란으로 의식 불명상태에 빠짐

응급상황인지PM 07:00

병원 탐색PM 07:05

심장에 부착된 밴드가 상태를 확인하고 곧 바로 네비게이션과 직접 통화하여 가까운 병원을 찾아줄 것을 요청

심장에 부착된 밴드가 상태를 확인하고 곧 바로 네비게이션과 직접 통화하여 가까운 병원을 찾아줄 것을 요청

구급차요청PM 07:08

밴드는 응급실에 연락하여 현재위치를 알려주고 구급차를 요청밴드는 응급실에 연락하여 현재위치를 알려주고 구급차를 요청

응급 알림PM 07:10

소셜 헬스 클라우드 에이전트는환자의 주치의 및 가족에게 환자상태를 푸쉬(push) 서비스로통보

소셜 헬스 클라우드 에이전트는환자의 주치의 및 가족에게 환자상태를 푸쉬(push) 서비스로통보

SNS

심장질환 응급 관리서비스

심장질환 응급 관리서비스

스마트 침대가 취침을확인하고 생체정보 모니터링 시작

스마트 침대가 취침을확인하고 생체정보 모니터링 시작

취침PM 10:00

스마트 글래스가 건강 /기분상태를 파악하고 필요한 운동을 알려줌

스마트 글래스가 건강 /기분상태를 파악하고 필요한 운동을 알려줌

운동PM 07:00

응급실 탐색PM 07:07

병원을 확인 후 가까운 병원 중 소셜 헬스 클라우드 에이전트와 통화하여 치료가 가능한 병원 확인

병원을 확인 후 가까운 병원 중 소셜 헬스 클라우드 에이전트와 통화하여 치료가 가능한 병원 확인

건강체크AM 11:00

스마트 렌즈로 혈압/혈당 체크및 스마트글라스로 상태를 알려줌

스마트 렌즈로 혈압/혈당 체크및 스마트글라스로 상태를 알려줌

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AAA,AdminAAA,Admin BillingBilling

M2M Devices Backend – Private or Public Cloud

HTTP / TLS

Web Applications6LoWPAN,ZigBee IP,CoAP / DTLS

Lightweight M2MCoAP / DTLS

Cellular

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Internet

Requires fullInternet devices

TCPIPv6

Internet of Things

UDP6LoWPAN

Optimized IP access

Device Layer

Huge overhead,difficult parsing

Inefficient content encoding

100s - 1000s of bytes

XML

HTTP 10s of bytesEfficient Objects Web Objects

CoAPTLSDTLS

Efficient Web

Services Layer

Web of Things

Web

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¢ IPSO Application Framework published in 2012¢ IPSO defines Web Object guidelines ¢ Web Objects for Smart Cities, Connected Home

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BBF TR-069 Protocol Stack

OMA LWM2MProtocol Stack

CPE/ACS Management Application

RPC Methods

SOAP

HTTP

SSL/TLS

TCP/IP

한국 TTA 한국정보통신기술협회, Telecommunications Technology Association

유럽 ETSI 유럽통신표준화기구 (European Telecommunications Standards Institute)

미국 ATIS 통신정보표준협회 (Alliance for Telecommunications Industry Solutions)

미국 TIA 통신산업협회 (Telecommunications Industry Association)

중국 CCSA 중국통신표준협회 (China Communications Standards Association)

일본 ARB 전파산업협회 (Association of Radio Industries and Businesses)

일본 TTC 통신기술위원회 (Telecommunication Technology Communittee)

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A unified view of patients & providers improves processes & increases efficienciesA unified view of patients & providers improves processes & increases efficiencies

Patient Healthcare

Data

Patient Symptoms

TreatmentRecords

FamilyHistory

AdmissionHistory

ExamRecords

PrescriptionHistory

AmbulatoryData

Clinicians

…re-entering patient demographic information is time consuming

& error prone

Health information

systems unableto recognise

clinicians…multiple sources &contact information is

outdated

…communication is not timely

or consistentas a result

Costs continueto increase…simply implementing new

systems does not solve the problem

System adoption is slow…clinicians continue to ‘hunt

& peck’ for information,waste 20-40% of their time

… lack of complete information affects decision making,treatment & outcomes

Registration systemsare not connected

Clinicians don'thave accessto all information

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건강관리

만성질환관리

독거노인관리

혈당계

산소포화도측정기

혈압계

약복용도우미

심혈관 및운동량모니터링

Smartphone

PersonalHealthSystem

건강관리l 비만관리l 혈압, 혈당, 활동량 모니터링l 질병 예방

만성질환자 관리l 암, 심장질환, 당뇨 등l 생체 신호 모니터링l 유무선 융합망 및 홈네트워크 활용

독거노인 관리l 센서를 활용한 일상생활 모니터링l 약물 투약 스케줄 관리, 생활 패턴 분석에 의한건강 관리, 구급 통보 조치

l Voice 및 Video 활용

인터넷

Continua xHR Interface

(Data, Message, Security)고령자생활지원

유무선융합망(FMC)

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Aggregation Gateway

TelehealthService Center

Health Records

PAN

LAN

WAN HRNPersonalArea

Network

LocalArea

Network

WideArea

Network

HealthReportingNetwork

Devices

Home

¢ No IP support (Old OSI Protocol, No 사물인터넷)

¢ Security Problem¢ Mobility Problem

¢ No Support for Smartphone Apps ¢ No Support for Smart Seating¢ Inefficient HL7 v2.6 between gateway and

service center for cloud service


6LoWPAN

UDP

DTLS

CoAP

DIM

IPv6

TCP

TLS

HTTP

XML

Internet IoT Healthcare

Constrained Environment

Secure

Efficient

Reliability

Extensible

Simple

Platform Independent

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25

1. 디바이스/센서플랫폼서비스를 통한산업생태계조성및 지속적성장

2. 무궁한창조적신(新) 헬스케어서비스 창출

3. 사물인터넷기반헬스케어서비스산업의국제경쟁력강화

개방형 서비스 플랫폼 개발을 통한 효과

Hospital

스마트 병원스마트 센서

오픈API

표준API



지역병원(의료기관), 첨단의료복합단지(약 77개 의료기관/약 3,367병·의원/메디시티협의회)

의료기기 연관업체(약 44개)

헬스케어 서비스업체(약 106개)

저장

분석

처리

IoT 헬스케어오픈플랫폼

Deep learning 기반개인맞춤형 Big data 분석

CoAP, HTTP, MQTT

비즈니스 서비스 생성

의료정보국제표준지원


¢ IoT 기반헬스케어디바이스시스템을통한수익 창출¤ 신체 부위별로 헬스케어 디바이스 제작 가능

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¢ IoT 기반 개인 맞춤형 헬스케어 서비스 제공을 통한 수익 모델

Secure, Reliable Management of Healthcare Data

Heart Disease Diabetes Hypertension Exercise Diet Weight Loss LifestyleDiseases

PrescriptionMedication복약 남용 및부작용방지

스트레스조절

당뇨관리심장질환관리 운동량 추적고혈압관리 체중감량조언

음식 식단조절

Smartphone Body Composition

Monitor

ActivityMonitor

Blood PressureMonitor

Medication Oxygen SaturationMonitor

Blood sugarMonitor

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보행정보전송

족적기록깔창

ShoeStation

무선 전송

무선 전송

저장

분석

처리

IoT 헬스케어 오픈 플랫폼

- 활동량분석- 비만환자를 위한운동처방- 운동처방실행현황분석및피드백

기본적인 분석을PUSH로 전송

다양한 전문가들의해석/분석 방법 설정

전문가를통한활동량분석및다양한운동처방-의사-체육전문가

CoAP, HTTP, MQTT



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Hospital

행동장애유아

가정/학교첨단의료복합단지/지역병원

심리치료센터

데이터분석기반정기적보고, 이상징후알람

저장

분석

처리


참여기업

IoT 헬스 디바이스 개발/제공

약물처방/심리치료/인지행동치료/사회기술훈련수행

IoT 헬스 디바이스 착용

치료 및 교육 수행/심리적 유대감 형성


기본적인 분석을PUSH로 전송

CoAP, HTTP, MQTT



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처방전을기반으로재활스케쥴작성

저장

분석

처리


Hospital

첨단의료복합단지/지역병원

- 처방전입력- 환자운동량모니터링피드백

• 의사• 재활트레이너

재활환자

참여기업

IoT 헬스 디바이스개발/제공

운동량측정

데이터수집

-진료예약-처방전수신-재활스케쥴수행

운동량정보전송

치료및 재활

소프트웨어회사

API 제공

App등록

REST 기반 App 개발

정기적보고,이상징후알람

디바이스 등록

CoAP, HTTP, MQTT



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저장

분석

처리

IoT 헬스케어오픈플랫폼참여기업

IoT 헬스 디바이스 개발/제공

Hospital

첨단의료복합단지/지역병원첨단의료복합단지/지역병원만성질환자 (치매환자포함)

스마트 식탁스마트침대

스마트젓가락

스마트사무실

스마트헬스기구

생체정보모니터링

건강상태전송

생체정보모니터링위급상황통보약물처방및치료

식단추천, 운동추천서비스제공

스마트구급차

데이터분석기반정기보고, 이상징후알람


전문가를통한상태분석및상태처방

기본적인분석결과피드백

CoAP, HTTP, MQTT



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¢ 클라우드플랫폼, 빅데이터분석, 모바일전송을통한 IoT 헬스케어사업화모델

IoT 헬스케어서비스공급영역IoT 헬스케어서비스수요(사용자)

Mobile Cloud Big Data

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사물 인터넷헬스케어 실증단지 조성으로웨어러블 의료기기등 중소기업이주도할 수 있는시장의 생태계환경 마련수요-공급연계 자립형 IoT 시장조성및 Global 전략추진 가능2009년 1,431억불 규모 -> 2018년 4,987억불 규모로성장 전망병원 등 수요기관연계형 헬스케어 실증서비스제공전국적으로 8천여개의 일자리 창출 전망

개방형 헬스서비스플랫폼 개발을통한 헬스케어 서비스산업의 기반조성 및 헬스케어서비스 산업의활성화 기대헬스케어서비스를 위한 자가 건강 측정, 건강정보 제공 등의 IoT 헬스케어응용 서비스기술 개발 촉진국제표준에입각한 개방형 IoT 헬스케어플랫폼, 클라우드및 데이터 분석 플랫폼을활용한 다양한응용 기술 개발 가능

사물인터넷헬스케어 관련 개인 맞춤형건강관리 서비스제공지능형 헬스케어서비스 보급으로인한 국민생활 및 복지증진기여양질의 고용창출및 경제 활성화를 통해대한민국이 사물인터넷헬스케어 서비스의세계적 메카로 발돋움하는데기여대기업 중심의산업 성장 패턴에서 벗어나, 사물인터넷 기반서비스 관련 기술 개발 및사업화 성공유도를 통한 중소기업의성장 기대

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