심장 응급 상황에 대비한 IoT 센티널

이 기사는 IEEE Xplore와 파트너십을 맺은 독점적인 IEEE Journal Watch 시리즈의 일부입니다.

심장병과 뇌졸중은 세계의 두 가지 주요 사망 원인입니다. 하지만 둘 다 탐지하기 어려울 정도로 어려워서 침묵의 살인자라는 악명을 얻게 됩니다. 심장 마비 및 뇌졸중과 같은 합병증을 포함하는 심장 질환의 조기 진단은 생명을 구할 수 있습니다.

조기 발견을 돕기 위해 영국의 연구원들은 누군가 심혈관 응급 상황이 의심될 때 실시간 경고를 제공하는 IoT 장치, AI 및 클라우드 컴퓨팅의 집합체를 제안하고 있습니다.

Muhammed Golec은 박사 학위입니다. 이 연구에 참여한 QMUL(Queen Mary University of London)의 컴퓨터 공학과 학생입니다. 그는 "심장병은 기존의 방법으로는 발견하기 어렵다"고 말하면서 진단을 위해서는 심전도 검사나 탈륨 검사와 같은 특수 검사가 필요한 경우가 많다고 강조했습니다.

다행스럽게도 AI의 전문 분야 중 하나는 데이터의 이상 현상을 식별하고 인간의 눈에는 명확하지 않은 상황에서 미묘한 부분을 감지하는 것입니다. 따라서 Golec은 IoT 장치(스마트워치 및 기타 웨어러블 장치 포함)를 사용하여 사람의 활력 징후를 모니터링한 다음 해당 데이터를 AI 알고리즘이 분석하는 클라우드로 전송할 수 있다고 제안합니다. 환자가 심혈관 합병증을 경험하는 경우 시스템은 담당 의사 및/또는 가장 가까운 의료 서비스 제공자에게 자동으로 경고를 보냅니다. 이 플랫폼은 HealthFaaS라고 불립니다. 이는 유명한 클라우드 컴퓨팅 용어인 "FaaS(Function as a Service)"를 가리키는 말입니다.

Golec과 그의 동료들은 5월 18일 IEEE Internet of Things Journal에 발표된 연구에서 HealthFaaS를 만들고 테스트한 방법을 설명합니다. 연구진은 정확성, 정밀성, 재현율, 순위 예측 등의 요소를 기반으로 심장 합병증을 감지하도록 훈련된 5가지 AI를 분석했습니다. 그 결과, 해당 모델은 83~92%의 심장 질환 위험 감지 정확도를 달성한 것으로 나타났습니다.

다음으로 팀은 서버리스 플랫폼(Heroku)과 비교하여 서버리스 플랫폼(Google Cloud Functions)에서 최상위 모델(LightGMB라고 함)이 얼마나 잘 작동하는지 평가했습니다. 그들은 서버리스 플랫폼이 서버리스가 아닌 플랫폼보다 처리량이 더 많고 대기 시간이 더 짧다는 사실을 발견했습니다. 특히 사용자 수가 증가함에 따라 더욱 그렇습니다.

예를 들어 500명이 동시에 시스템을 사용하고 있다고 가정해 보겠습니다. 사용자 수가 갑자기 10,000명으로 증가하면 서버리스가 아닌 플랫폼이 충돌하여 응답하지 못할 수 있습니다. "그러나 서버리스 플랫폼은 자동으로 리소스를 늘려 충돌 없이 대응할 수 있습니다."라고 Golec은 말합니다. "HealthFaaS를 통해 우리는 동적 확장성 기능 덕분에 많은 수의 사용자에게 동시에 응답할 수 있기 때문에 서버리스 플랫폼을 사용했습니다. 또한 운영 복잡성 감소 및 종량제 가격 책정과 같은 이점도 제공합니다."

그러나 그는 개인 정보 보호와 보안이 여전히 문제가 될 수 있다고 지적합니다. 이 문제를 해결하기 위해 그는 블록체인, OAuth 2.0 및 전송 계층 보안과 같은 보안 방법을 HealthFaas에 추가할 것을 제안합니다.

향후 작업에서 Golec은 스마트 의료 시스템의 보안과 개인 정보 보호를 보장하는 새로운 프레임워크를 만들고 싶다고 말했습니다. 그는 또한 AI와 서버리스 컴퓨팅을 결합하여 즉각적인 환자 추적 및 자율주행차와 같이 시간에 민감한 IoT 애플리케이션의 컴퓨팅 효율성을 더욱 높이는 방법을 고려하고 있습니다.

HealthFaaS: 서버리스 컴퓨팅을 활용한 심장병 환자를 위한 AI 기반 스마트 헬스케어 시스템www.youtube.com