PDA를 이용한 천식환자의 자가관리 시스템 개발

PDA Based Personal Asthma Management System

Yeon-Yi Song, RN, PhD., Hye-Ran Lee RN, PhD., Mi-Sook Park RN, MS.*, Kyung-Soon Park RN, MS.*, Byoung-Min Jun, PhD.†, Tae Soo Lee, PhD.*, Eun-Jong Cha, PhD.*, Kyung-Ah Kim, PhD.*

Dept. of Nursing, Munkyung College, Kyuung Buk 745-706, song@mkc.ac.kr

* Dept. of Biomedical Engineering, College of Medicine, Chungbuk National Univ., Chungbuk 361 763

†School of Electronical & Computer Engineering, Chungbuk National Univ., Chungbuk 361 763

Abstract: The purpose of this study was to self-management asthma including symptom, medication, and to prevent the exacerbation of the condition using the Personal Asthma Management System(PAMS) which was developed based on PDA. The PAMS was implemented with four main menus : personal information, symptom, medication management, and self care. The patients input their daily condition, and this data will be used in the successful prevention and management of asthma exacerbation. This real-time nature of PAMS is its primary advantage over other retrospective  computing system for reducing the effects of forgetting, so this information will be useful in classifying of asthma severity. Therefore, the PAMS can be contributed to aid self-management of asthma and effective treatment by attending physician.

Keyword: asthma, PDA(Personal Digital Assistant)

I. 배 경

천식은 다양한 자극으로 기관지의 과민성 반응이 나타나는 만성 염증성 질환으로 발작적인 호흡곤란, 기침, 천명음 등의 현상이 간헐적으로 발생하며, 급성 악화와 무증상의 기간이 섞여 나타나기 때문에, 가벼운 증상으로 보일 수 있으나, 심한 발작이나 기관지 폐쇄를 일으키기도 하며, 드물게는 급성 발작으로 사망이 초래되기도 한다[1]. 따라서 천식 환자는 급성 악화나 발작 상황 발생 전에 시간과 공간의 제약없이 스스로 증상을 관찰할 수 있고, 위험 수준 정도를 파악하여 급성 악화나 발작에 미리 대비할 수 있도록 관리가 되어야 하며, 응급 상황으로 병원에 내원 시 환자 상태 정보를 주치의가 신속하게 파악하여 치료의 효과를 높일 수 있도록 해야 한다.

천식관련 웹사이트들은 일반적인 정보를 제공하고 있으며, 일부 사이트는 개별 천식증상을 입력하여 자가관리를 할 수 있도록 돕고 있으나, 순간 발생하는 증상의 기록이나 관리에 이용하는데는 한계를 가지고 있다. 천식은 여러 유발요인들을 관리하고, 주치의에게 증상에 관련된 정보를 제공하여 적절한 천식의 단계를 분류할 수 있도록 도와 그에 따른 약물 투약이 되어야 한다. 따라서, 최근 급격하게 발전하고 있는 컴퓨터 환경의 큰 특징인 이동성을 대표하는 PDA는 언제 어디서나 손쉽게 휴대하고 사용할 수 있는 컴퓨터 장치로서[2], 천식을 관리하는데 유용하게 이용될 수 있다. 이에 본 연구는 PDA를 이용한 천식환자의 자가관리 시스템을 개발하여 증상관리, 약물관리 등의 규칙적인 자가간호의 기능을 수행하도록 하며, 저장된 자료를 이용하여 주치의의 처방 등을 도와 악화를 방지하고, 증상을 관리하는데 목적이 있다.

II. 방 법

1. 시스템 시나리오

본 시스템은 천식의 증상과 약물에 대한 기록과 자가관리를 규칙적이며 올바르게 행하도록 하여 전문의의 진료를 돕기 위한 자료 제공의 기능 뿐 아니라, 자가간호의 기능을 수행하게 한다. 또한, 응급 상황시 medical alert bracelet 역할을 할 수 있도록 하여 신속한 대처를 할 수 있도록 돕는다.

2. 시스템 구성

천식환자의 자가관리시스템(PAMS, Personal Asthma Management System)은 2002년 Global Initiative for Asthma(GINA)의 workshop report[3]를 참고하여 전반적 관리의 틀을 구성하였으며, 한국 천식 알레르기 협회 및 대한 천식 및 알레르기 학회 등의 교육 자료와 문헌 조사를 통해 완성하였다. 시스템의 주 메뉴는 개인정보, 증상일지, 약물관리, 자가관리 등 4가지로 구성하여, 각각의 메뉴에 하위 메뉴를 두었다(Fig. 1).

3. 프로그램 개발

본 프로그램은 모바일기기에서의 이동성에 중점을 두는 iPAQ 2200 하드웨어에서 구현하였으며 테스트 되었다. 개발 도구로는 Microsoft에서 제공하는 컴파일러인 EVC(Microsoft Embadded Visual C++)를 사용하였다. 또한 프로그램상의 여러 데이터를 저장하고 관리하기 위하여 PDA 운영체제에서 기본적으로 제공하는

			Personal Asthma Management System
Personal information			Symptom				Medication management			Self care
1. Personal 2. Family 3. Attending physician 4. Examination result			1. Diary 2. PEFR 3. Stage of asthma				1. Reliever drug 2. Controller drug 3. Usage			1. Symptom 2. Risk factor
Fig 1. Main menu configuration

Object Store를

Fig 2. Database schema configuration

사용하였다. EVC가 제공하는 여러 라이브러리 함수를 사용하여 데이터의 저장, 삭제, 검색등의 연산이 가능하다. 이는 복잡하지 않은 데이터를 가지는 프로그램에 적합하며, DB관리를 위해 특정한  DBMS(DataBase Management System)를 설치하지 않아도 사용이 가능하다는 장점을 가지고 있다.

프로그램은 4개의 주 메뉴로 구성되며 각각의 주 메뉴 안에는 여러 서브메뉴를 선택하여 필요한 정보를 얻는 구조로 제작하였다. 하지만 PDA의 제한된 화면은 여러 컨트롤들을 모두 보여주는데 무리가 있고 수행 속도도 PC보다 현저히 떨어지기 때문에 여러 개의 대화상자를 사용하지 않고 스크롤바를 사용하여 데이터를 표시하였다. 또한 프로그램 시작부터 DB연결 하지 않고 현재 조작되고 있는 데이터를 가지고 있는 DB만을 필요한 순간에 열기 때문에 부하를 줄일 수 있다.

4. 데이터베이스 스키마 구성

개인정보관리의 항목들은 신상정보, 가계병력, 주치의 정보, 검사결과 등의 하위 메뉴로 구성되며, 이는 증상 항목의 하위 메뉴를 구성하는 자료로 활용된다. 증상 항목의 하위 메뉴에는 증상일지와 최대호기유속도, 천식단계가 포함되는데, 증상일지와 최대호기유속도는 천식단계를 결정하는데 사용되며, 약물관리 항목에서는 최대호기유속도 항목의 자료가 사용된다. 환자가 입력한 초기 자료들이 활용되어 각 항목을 구성함으로써, 입력의 복잡함을 방지하였으며, 결과 검색이 빠르고 쉽게 되도록 하였다(Fig. 2, Fig. 3).

III. 결 과

1. 개인정보관리

개인정보관리 항목은 신상정보, 가계병력, 주치의 정보, 검사결과 등의 4가지 하위 메뉴로 구성하였다(Fig. 4). 신상정보 중 직업 항목은 천식을 유발시킬 수 있는 환경에 노출되었는지를 알아보기 위해 구체적으로 세분화하였다. 성별, 체중과 키는 정상 최대 호기유속도의 예측치를 산출하는데 이용될 수 있으며, 또한 이 화면에서 입력된 가족 및 친구의 전화번호는 응급상황 발생으로 medical alert bracelet 기능시 화면에 나타나도록 하였다. 가계 병력은 친가와 외가 모두 입력하도록 하였으며, 주치의 정보에서 해당 병원과 주치의 성명, 전화번호 등도 응급상황 발생으로 medical alert bracelet 기능시 화면에 나타나도록 하였고, 병원 방문일과 다음 병원 방문일을 입력하여 정기적인 병원 방문을 도울 수 있게 하였다. 검사 결과에는 폐기능 검사 및 관련 혈액 검사, 알레르기 반응 검사 등의 결과를 간단히 입력하도록 하였다.

Fig 3. Initial screen        Fig 4. Screen to personal                                        information

2. 증상

증상은 증상일지와 최대호기유속도, 천식단계로 구성하였다.

증상일지는 천식단계를 정확히 분류하여 약물 등의 천식치료 계획에 올바른 자료가 제공될 수 있도록 하기 위해, 평가 항목으로 기침, 가슴조임, 천식음, 숨참, 활동의 제한, 수면방해, 응급약물사용 횟수, 조절약물 사용여부를 입력하도록 하였으며, 또한 이를 낮과 밤의 증상으로 구분하였다(Fig. 5). 이렇게 작성한 내용이 저장되어 항목의 상태에 따라 각각 점수가 부여되며, 환자 또는 주치의가 증상 및 약물 사용 횟수 등의 일별, 월별 상태를 표(Fig. 6)와 그래프(Fig. 7)로 비교하여 확인할 수 있다. 또한 증상 중 원하는 항목을 클릭하면 해당하는 항목만을 비교하여 그래프로 볼 수 있다. 최대호기유속도(Peak Expiratory Flow, PEF)는 예측치와 측정치로 계산되는데(Fig. 8), 최대호기유속도의 예측치는 신상정보에서 입력된 체중과 키로 계산되고, 측정치는 오전과 오후에 측정하여 입력하고, 매일 같은 시간에 측정될 수 있도록 측정 시간에 alarm 기능을 설정하였다. 최대호기유속도가 31-50% 이하인 경우 약물 흡입에 관한 경고문구가 나타나도록 하였으며, 30% 이하인 경우 medical alert bracelet 기능을 하는 화면으로 구성하였다. 또한 오전과 오후의 측정치로 1일 변동률이 계산되어 최대호기유속도와 같이 천식단계를 분류하는 자료로 활용된다.

Fig 5. Screen to symptom  Fig 6. Screen to symptom

input                       table

Fig 7. Screen to symptom    Fig 8. Screen to PEF

graph

천식단계는 낮 동안의 천식증상, 밤 동안의 천식증상, 최대호기유속도, 최대호기유속도의 1일 변동률로 계산되며, 환자는 천식단계와 그에 따른 치료방법 등의 설명을 볼 수 있다.

3. 약물관리

약물은 응급약물과 조절약물을 입력하도록 하였으며, 흡입제의 올바른 사용법에 대한 화면을 추가하였다.

응급약물은 약명과 시간, 사용량, 사용 후의 최대호기유속도 및 유발요인을 입력하도록 하였으며, 하루 3회 이상 증상 발현시 반드시 의사와 상담하도록 같은 날 2회 흡입이 입력되는 시점에 경고문구가 나타나도록 하였다. 또한, 1회부터 3회 흡입까지의 입력된 시간이 1시간 이내이며, 약물 사용 후의 최대호기유속도가 예측치의 60% 미만인 경우 응급실을 방문하여 치료받으라는 경고 문구가 나타나도록 하였다.

조절약물은 경구용 또는 흡입용 약명과 사용량, 사용횟수 및 사용여부를 매일 기록하며, 날짜별 비교표로 나타나게 하여 규칙적으로 조절약물을 사용하고 있는지 확인할 수 있도록 하였다.

흡입제의 형태별, 즉, 분말흡입기(Dry powder inhaler), 정량식흡입기(Metered dose inhaler), 보조흡입기(Spacer)의 사용법에 관한 설명 화면을 삽입하여, 환자가 올바르게 약물 흡입을 하도록 교육하는 기능을 설정하였다.

4. 자가관리

자가관리에는 증상관리와 위험요인관리 항목을 설정하였다. 자가간호에 해당하는 증상관리 항목은 ‘예’, ‘아니오’로 구분되어 있으며, 천식을 유발할 수 있는 위험요인에 대한 노출 여부를 입력하도록 하였다. 이렇게 입력된 내용은 점수화하여 평가되며, 이에 따른 관리 수준별 주의사항 등을 제공할 수 있도록 하였을 뿐 아니라, 각 질문에 답변하기 위한 기준 및 자가간호 내용 등은 각 질문 항목을 클릭하면 볼 수 있도록 구성하였다.

IV. 결 론

본 연구에서는 PDA를 이용한 천식환자의 자가관리 시스템을 개발하였다. 이 시스템은 개인정보, 증상일지, 약물관리, 자가관리의 4가지 주메뉴로 구성하여 환자 스스로 질병의 급․만성 증상을 예방하고 관리할 수 있도록 설계하였다.

신상정보는 의사의 진료나 응급 상황시 병원에 개인 정보를 제공하고, 증상일지부분의 최대호기유속도의 예측치를 계산하는데 사용되는 등 각각의 자료가 유기적으로 연동되도록 구성하여 중복된 자료 입력의 불편이 없도록 하였다.

증상일지 부분에는 실시간에 증상을 입력함으로써 기억하지 못하거나 잘못된 기억으로 인한 증상기록의 오류를 피할 수 있으며, 최대호기유속도 측정 시간을 설정해 놓아서 측정을 규칙적으로 할 수 있도록 하였다. 측정결과 및 증상을 관찰․비교할 수 있도록 일주일간의 자료를 그래프로 나타내어 환자에게는 자가관리 의지를 높이고, 증상일지에 기록된 내용을 근거로 천식단계를 분류하여 이에 따른 간단한 지침을 제공하며, 주치의에게는 원하는 기간을 선택하여 천식단계를 볼 수 있도록 함으로써 진료 시점에서 이전 달의 천식단계와 비교하여 약물처방을 위한 천식단계의 재분류를 고려할 수 있는 자료를 제공하도록 하였다. 이것은 환자의 기억에 의존한 불확실한 정보로 인한 오류를 제거하는데 도움을 주어, 웹 기반 천식관리시스템을 이용한 전문의의 만족도 평가에서 조사된 ‘입력한 데이터에 대한 불확실성’에 대한 부정적인 측면을 보완하는 역할을 하게 될 것이다[4].

약물관리는 응급약물과 조절약물로 구분하여 증상발현시 실시간에 최대호기유속도를 측정하고 관리하게 함으로써 급성 악화를 예측하며, 질병을 효과적으로 관리할 수 있도록 조절약물 사용에 관한 내용을 저장하며 흡입제의 올바른 사용법을 숙지하여 치료효과를 높일 수 있도록 도울 것이다.

여러 복합적인 요인이 작용하여 나타나는 천식은[5] 일상생활 속에서 개인의 지속적인 관리가 필요하므로 자가간호를 위한 증상관리와 위험요인 관리를 올바르게 수행하고 있는지 평가하여 관리 방법에 관련된 메시지를 전달해 주며, 또한 각 평가 문항을 선택하면 자가간호에 대한 자세한 내용을 볼 수 있어  천식 증상 관리 및 악화를 예방할 수 있는 올바른 실천이 가능할 것이다.

본 연구에서 개발한 PAMS는 실시간 증상에 대한 기록과 약물 및 일상 생활의 관리를 통하여 천식환자의 증상 악화 예방 및 치료 이행에 도움을 줄 뿐 아니라, 주치의에게 신뢰할 수 있는 정보를 제공하여 효율적인 진료를 하는데 기여할 수 있을 것이다.

참고문헌

1. Harrison Compliation Committee. Isselbacher KJ, Braunwald E, Wilson JD, Martin JB, Fauci AS, Kasper DL. Harrison's Principles of internal medicine. 13th ed. Seoul:JungDam;1997. pp.1258-1264.

2. Hyun SK, Kim DH, Lee SJ, Kim DG, Choi JW, Chun JH et al. Development of mobile nursing system with PDA. J Kor Soc Med Informatics 2000 ; 6(2) : 45-51. cited from Park KS, Kim NJ, Hong JH, Park MS, Cha EJ, Lee TS. J Kor Soc Med Informatics 2004 ; 10(3) : 339-346.

3. Global Initiative for Asthma. Workshop report, Global strategy for asthma management and prevention, 2002. Available at: http://www.ginasthma.com. Accessed July 15, 2004.

4. Jung SM, Yoo SK, Kwon NY, Hong CS. Web-based asthma care system. J Kor Soc Med Informatics 2003 ; 9(2) : 111-120.

5. SR Kim, JH Kwon, SK Yoo, CS Hong. Multiagent system using data mining technique for the management of asthma in mobile computing environments. J Kor Soc Med Informatics 2004 ; 10(3) : 311-319.