I.

멀티에이전트를 이용한 환자중심 개념의 병원정보시스템 구조 설계

Architecture of Multi-Agent Hospital Information System for Patient-oriented concept

Hangchan Kim*, Ilkon Kim, PhD.*

* Department of Computer Science, Kyungpook National University, 1370 Sankyuk-dong Buk-gu, Daegu, hangchan_kim@hotmail.com, ikkim@knu.ac.kr

Abstract: Hospital Information System needs to be converted from the system for the medical staffs to the system for the patients. In order to survive through this competitive medical market, the system must provide various services to the patients and statistical information as well. This study designs the Multi-Agent Hospital Information System that connects hospitals, patients, and researchers and provides better services. Also this study describes the role of multi-agents that will be used in the Hospital Information System. The Multi-Agent Hospital Information System can help to provide high quality medical service to the patients to be competitive with other hospitals and provide statistical information to the government and research institutions. Multi-Agent Hospital Information System is composed of two sub system. One is used within the hospital and the other is used by the patients. These two systems contain many agents inside. The role and functions of these agents are described in detail.

Keyword: Multi-Agent, Agent, Hospital Information System, Medical Service, Patient-oriented concept

소 개

한국에서의 병원정보시스템은 병원 내에 있는 전산실에서 병원정보시스템을 만들어서 제공하는 경우가 많다. 전산실에서는 대부분 데이터베이스에 있는 데이터를 접근하여 데이터를 읽어 와서 보여주거나, 입력에 필요한 폼들을 만들어서 데이터를 입력하면 데이터베이스에 저장하는 기능을 제공한다. 이러한 병원정보시스템의 경우에는 병원에서 발생하는 원무나 의사 및 간호사들이 필요로 하는 기능을 제공하는 것이 주 목적이다. 또한 한국에 있는 많은 병원들이 종이 없는 병원을 만들어 예산 절감과 빠른 병원정보 처리를 위해서 많은 문서들을 전자화 하고 있다. 문서들의 전자화를 위해서 EMR(Electronic Medical Record) 시스템이 도입되고 있다. 하지만 EMR 시스템의 경우에 많은 부분에서 국제 표준을 따르지 않고, 개발 회사에 따라 독자적으로 개발되고 있다. 이렇게 독자적으로 개발된 프로그램들은 앞으로 있을 한국의 의료시장 개방이 이루어지면 많은 수정을 하거나 시스템 자체를 바꾸어야만 하는 일이 발생할 수 있다. 따라서 앞으로 개발될 시스템들은 병원정보와 관련된 국제 표준들을 따르면서 서비스의 질을 높여나갈 수 있도록 만들어야 한다.

병원정보 공유를 위해서 국제 표준인 HL7(Health Level 7)은 병원정보들을 교환하기 위해 필요한 내용들을 표준으로 만들고 있다. 현재 하나의 병원에서 서로 다른 진료부서 사이에 정보를 공유하기 위해서 필요한 HL7 version 2.5까지 표준을 만들었다. 미국을 주축으로 하여 많은 회사들이 HL7 표준에 따르는 정보공유 프로그램들을 만들고 있다. 이러한 프로그램들은 현재 HL7 엔진이라는 이름으로 불리고 있으며, HL7 표준에 따르면서 데이터를 공유할 수 있도록 도와주는 역할을 수행하고 있다. 그리고 HL7 표준화 위원회에서는 병원정보 공유를 위해 필요한 HL7 version 3.0, CDA(Clinical Document Architecture) 그리고 CCOW 등의 표준을 만들고 있다.

앞으로 개발될 병원정보시스템은 이러한 국제 표준을 따라서 개발이 되어야 할 것이고 이러한 표준을 따르면서도 의료시장 개방 시 들어오는 경영형 병원과 경쟁할 수 있는 병원이 되기 위해서는 서비스 위주의 병원정보시스템이 개발되어야 한다. 또한 고정적인 프로그램 보다 서로 협력 가능한 멀티에이전트를 활용할 필요가 있다[1..7]. 본 논문에서는 국제 표준을 따르면서 환자 중심 서비스를 제공할 수 있는 병원정보시스템을 개발하기 위하여 멀티 에이전트를 활용한 시스템 구조를 디자인하고 각 에이전트들이 담당해야 하는 역할들에 대해서 기술하게 된다[8..10].

논문의 구성은 2장에서는 개념적인 멀티 에이전트 병원정보시스템의 전체적인 구조와 멀티 에이전트 병원정보시스템에서 제공되는 서비스 그리고 서비스를 담당하는 에이전트들의 기능과 역할에 대해서 기술한다. 3장에서는 기존 병원정보시스템과 멀티에이전트 병원정보시스템을 비교 평가하고, 4장에서는 결론 및 앞으로 해야 하는 일들에 대하여 기술한다.

II. 멀티에이전트 병원정보시스템

1.  전체적인 구조

멀티에이전트 병원정보시스템은 병원과 환자 그리고 연구기관들이 서로 연계되어 돌아갈 수 있는 시스템이다. 병원에서는 환자와 연구기관이 필요로 하는 서비스들을 제공하고, 환자는 병원에서 제공하는 서비스를 이용하여 자신의 진료기록들과 지출비용들을 관리할 수 있다. 연구기관에서는 병원에서 제공하는 통계자료들을 활용하여 다양한 연구에 활용할 수 있도록 도와준다. 이러한 구조의 그림은 Fig. 1과 같다.

Fig . 멀티에이전트 병원정보시스템의 기능을 사용하는 환자와 연구자들 그리고 환자에게 정보를 제공하는 provider들 간의 연결 관계

MAHCS(Multi-Agent Healthcare Client System)은 환자가 사용하는 client 시스템으로 환자에게 병원에서 진료 받은 진료기록들과 병원에서 사용한 의료비용들에 대한 내용을 정리하여 보여주는 기능을 한다.

MAHIS(Multi-Agent Healthcare Information System)은 병원에 저장된 병원정보들을 이용하여 환자에게 서비스를 제공하는 시스템으로 환자의 진료정보와 의료비용 정보를 환자에게 보내주고, 통계정보를 연구기관이나 연구원들에게 제공한다.

ICP(Insurance Cost Provider)는 보험비용에 대한 정보를 제공하는 제공자이고, VP(Vocabulary Provider)는 의료분야에서 사용하는 전문용어들을 쉽게 풀어서 표현해주는 의료용어 정보 제공자이다.

전체적이 흐름을 살펴보면 환자가 병원에 가서 치료를 받고 나면, 병원에서는 환자에 대한 진료기록과 처치기록들과 같은 기록들이 발생한다. 이러한 정보들은 환자가 사용하는 MAHCS 시스템에 전달되게 되고, 환자는 진료기록과 처치기록을 날짜순서 또는 병원순서로 확인해 볼 수 있다. 진료기록과 처치기록을 9볼 때에는 병원에서 사용하는 도메인 지식으로 적힌 용어들을 환자가 이해할 수 있도록 MAHCS  시스템은 VP제공자에게 정보를 요청하게 된다. 이렇게 요청된 정보가 환자에게 보여지고, 환자가 병원에서 사용한 비용에 대한 정보를 원할 때에는 MAHCS 시스템이 병원에서 제공되는 서비스를 이용하여 의료비용 정보를 얻어오고, ICP 제공자에게서는 의료보험에서 제공된 비용정보를 얻어오게 된다.

2.  멀티에이전트 병원정보시스템의 구성

MAHIS 시스템은 다양한 에이전트들로 구성되어 있다. 에이전트들의 구성을 살펴보면 Fig. 2와 같다.

Fig . 멀티에이전트 병원정보시스템의 에이전트 구성도

MAHIS 시스템은 병원에서 사용하는 시스템으로 병원은 여러 개의 부서로 구성되어 있고, 각 부서는 서로 다른 시스템을 사용한다는 가정한다. 각 부서는 서로 정보를 교환하기 위해서 국제표준인 HL7 메시지를 사용하고, 각 부서에서 생성되는 진료문서나 처치문서들은 모두 CDA 문서로 작성된다. 그리고 병원에서 환자는 연구자들을 위해서 제공하는 서비스들은 기본적으로 4 개의 에이전트들이 담당하고 있다. 각 에이전트들이 하는 역할은 다음과 같다.

□ CDA Management Agent

CMA(CDA Management Agent) 에이전트는 CDA 문서를 관리하는 에이전트로 의료진이 작성한 CDA 문서를 병원정보시스템에 저장하고, 의료진이 필요로 하는 CDA 문서를 검색하여 보여주는 기능을 한다. CMA에이전트는 병원에서 모든 진료문서를 CDA 표준을 따라서 생성하도록 해 줌으로써 다른 병원과의 진료문서 교환을 손쉽게 할 수 있도록 도와준다.

□ HL7 Engine Agent

HEA(HL7 Engine Agent)는 병원 내의 부서들이 환자의 이동이나 검사로 인해 생성된 정보가 공유되어야 할 때 병원 내에서 병원정보를 공유하기 위해 필요한 에이전트이다. HEA 에이전트는 HL7 메시지를 생성하고, 메시지를 validating 및 parsing하는 역할을 하여 검증된 HL7 메시지를 교환한다.

□ Statistic Management Agent

SMA(Statistic Management Agent) 에이전트는 병원에서 생성된 정보들을 수집 분석하여 통계 정보를 만들어주는 역할을 한다. 통계정보는 통계를 발표하는 기관이나 연구자들에게 서비스되고, SMA 에이전트는 통계정보를 서비스하는 기능도 가지게 된다.

□ CDA Transmission Agent

CDATA(CDA Transmission Agent) 에이전트는 병원에서 생성된 CDA 문서를 환자에게 전달하는 역할을 한다. CDATA 에이전트는 환자가 전달받고자 하는 다양한 방법으로 CDA 문서를 전달하게 된다 (E-mail로 CDA 문서를 첨부하여 전달하거나 MAHCS으로 CDA 문서를 바로 전달한다).

□ Cost Transmission Agent

CTA(Cost Transmission Agent) 에이전트는 병원에서 환자가 소비한 비용들에 대한 정보를 환자에게 전달하는 역할을 한다. CTA 에이전트는 환자가 입원하여 퇴원할 때까지 거친 모든 부서들에게서 Cost 정보를 수집하여 전달해 준다.

□ Vaccination Agent

VA(Vaccination Agent) 에이전트는 예방접종에 관련된 정보를 환자에게 전달해 주는 역할을 한다. VA에이전트는 예방접종이 필요한 기간이 되면 예방접종 정보를 환자 또는 환자의 보호자에게 메일이나 문자메시지로 전달하고, 예방접종 기간이 지났을 경우에는 병원서비스 담당자에게 전화로 직접 알리도록 정보를 제공하는 기능을 한다.

3.  멀티에이전트 병원정보 클라이언트 시스템의 구성

환자가 병원에서 치료받고 퇴원하여 집에 돌아와서 자신이 어떠한 질병에 걸렸었고, 어떠한 치료를 받았는지에 대해 알아보기 위해서 MAHCS 시스템 실행시킨다. MAHCS 시스템은 병원에서 보내준 CDA문서를 보관하고, 메일로 받은 CDA 문서가 저장된 폴더를 관리한다. 이렇게 관리되는 여러 개의 CDA 문서 리스트는 환자가 보기 쉽도록 통합하여 보여준다(Fig 3). 각각의 에이전트들이 하는 기능은 다음과 같다.

□ CDA Collaboration Agent

CDACA(CDA Collaboration Agent) 에이전트는 CDA 문서들을 통합하여 보여주는 기능을 한다. 병원에서 직접적으로 보내진 CDA문서와 E-mail 이나 다른 방법으로 받은 CDA문서들을 통합한다. CDA 문서의 통합은 환자가 평생 동안 어떠한 질병이 발생했고, 어떠한 치료를 받았는지에 대한 정보가 한 눈에 볼 수 있도록 정리되어 통합된다.

□ Vocabulary Support Agent

VSA(Vocabulary Support Agent) 에이전트는 요청된 의료용어에 대해서 Vocabulary Provider에게 요청하여 알기 쉬운 용어들로 변환해 주는 기능을 제공한다.

Fig . 멀티에이전트 병원정보 클라이언트 시스템의 에이전트 구성

□ Cost Management Agent

CMA(Cost Management Agent) 에이전트는 병원에서 제공되는 의료비용 사용에 대한 정보를 받아서 가계부와 같이 정리하여 보여주는 기능을 제공한다. 의료비용을 정리하여 보여주는 에이전트는 환자가 직접 내는 비용뿐만 아니라 의료보험에서 제공하는 정보도 같이 제공한다. 의료보험과 관련된 정보는 Insurance Cost Provider에게서 정보를 가지고 온다.

□ Reservation Agent

RA(Reservation Agent) 에이전트는 환자가 원하는 병원에 예약을 해 주는 기능을 가진다. 환자가 원하는 날짜와 거리를 감안하여 가장 적절한 병원에 예약을 해준다.

III. 평 가

일반적인 병원정보시스템에 비해서 멀티에이전트 병원정보시스템은 크게 2가지 측면에서 차이가 있다. 첫 번째로는 MAHIS 시스템은 환자와 서비스 provider들까지 고려하여 구성된다는 점이다. 이러한 구조는 환자에 대한 서비스를 강화하여 병원에 계속해서 찾아오도록 유도하기 위해서 중요한 구성이 된다. MAHIS시스템과 연계가 될 수 있는 MAHCS 시스템을 환자에게 제공하여 환자가 여러 병원에서 진료 받은 정보를 한 눈에 볼 수 있도록 서비스를 제공하게 된다.

두 번째로는 에이전트로 구성되어 있기 때문에 새로운 서비스를 추가하고자 할 때 에이전트의 추가로 쉽게 서비스 추가가 가능하고, 에이전트들은 스스로 학습할 수 있으므로 시간이 지날수록 시스템이 견고해지게 된다.

Table 1. HIS 시스템과 MAHIS 시스템의 비교 평가

비교 내용	HIS	MAHIS
병원 외부 시스템과의 연계	□	□
병원정보 국제 표준 사용	□	□
통계정보 제공 서비스	□	□
병원정보 제공 서비스	□	□
프로그램의 유연성	경직	유연
프로그램 기능추가의 편리성	낮음	높은

IV. 결 과

병원에서 사용하는 현재의 병원정보시스템은 병원 중심의 데이터를 이용하여 의료진들의 편의를 제공하는데 목적을 두고 있다. 앞으로 있을 의료개방에 의해 병원은 서비스 위주로 전환되지 않으면 경쟁력 부족으로 살아남지 못한다. 서비스 위주의 시스템이 제공되려면 환자에게 제공되는 정보들이 표준을 따라가야만 한다. 국제병원정보 표준을 따르는 시스템들이 도입되어야 하고, 서비스를 해주는 시스템들이 만들어져야 한다. 이러한 요구조건들을 모두 충족할 수 있는 새로운 시스템으로 본 논문에서는 멀티에이전트 병원정보시스템을 제시하였다. 멀티에이전트 병원정보시스템은 병원에서 사용하는 시스템과 환자가 사용하는 시스템을 모두 지원하며, 내부적으로 에이전트들이 각각의 서비스를 제공하여 유기적으로 연결되어 작동하게 된다. 에이전트 플랫폼에서 에이전트들은 다른 에이전트들을 찾고, 일을 맡기고, 처리된 일의 결과를 받아오는 행동으로 협력체제가 잘 갖추어져 있다. 이러한 협력 체제를 활용한 병원정보시스템은 유기적이며 확장성이 높다.

멀티에이전트 병원정보시스템은 멀티 에이전트의 다양한 장점들로 구성되고, 환자와 병원이 연결될 수 있는 구조로 인하여 병원정보시스템의 서비스 질이 향상된다. 또한 환자들은 자신의 평생의무기록 정보를 유지관리 할 수 있으며 의료비용도 관리할 수 있으므로 스스로 질병관리를 할 수 있게 된다.

이러한 시스템이 유기적으로 작동되기 위해서는 많은 provider들이 존재하여야 하며 안정적이고 보편적인 에이전트 플랫폼이 확산되어야 한다. 마지막으로 에이전트들이 학습을 통해 좀 더 효율적으로 일을 처리할 수 있게 되어야 하고, 많은 에이전트들이 생성되어야 한다.

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