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作者:林翰俊、徐業良(2010-12-28):推薦:徐業良(2010-12-31)
附註:本文為2010年國科會計畫申請書。

Personal Health Cloud (PHC)-客製化遠距居家健康照護雲端服務資訊系統平台之建置研發

十一、研究計畫中英文摘要

(一)      計畫中文摘要

遠距居家照護系統利用資通訊科技協助照顧家中的高齡者,讓高齡者能夠有尊嚴地在自己家中居住、生活,是近年來以科技輔助高齡者照護最受重視的領域之一。在遠距居家健康照護領域,儘管相關的生理訊號量測裝置、通訊技術已經相當成熟,然而目前為止似乎還無法為一般使用者廣泛接受。在大多數研究/專案計畫或商業模式中皆採取集中式資料庫架構的遠距居家照護系統,因而面臨以下困難與挑戰,需要重新思考與應對:營運成本與使用者付費意願之間的落差大、使用者對遠距居家照護服務機構信任度不足、現行系統無法滿足照護需求的多樣性與地域性與現行資訊系統無法彈性配合醫療院所或遠距居家健康照護服務機構服務流程等。

元智大學老人福祉科技研究中心提出之「分散式遠距居家照護系統架構」,以分散式健康資料伺服器(Distributed Data Server, DDS)為核心,每個家庭(或照護單位)只要擁有寬頻網路環境,都可以在家中自行建立家庭專屬的遠距健康監測系統。本計畫「Personal Health Cloud (PHC) 客製化遠距居家健康照護雲端服務資訊系統平台之建置研發」,進一步將「分散式遠距居家照護系統架構」當中的應用伺服器(application server)的遠距居家照護服務功能模組建構於「雲端」,透過雲端上提供各項功能模組(如緊急事件簡訊、定期報表e-mail,以及各類分析應用軟體),而每朵雲(每個不同功能模組)可由不同的研發夥伴、服務提供者等提供,而非建置於單一應用伺服器。類似於在網路服務平台上建置個人專屬部落格,或在電子商務平台上建置個人專屬網路商店的程序,使用者(個人或機構)不需知道任何技術細節,即可快速取用與結合置放於雲端上的遠距居家照護服務功能模組,依其照護需求及服務流程,建立專屬、客製化的遠距居家照護系統,試圖解決上述四個問題困難與挑戰。

關鍵字:遠距居家照護系統、客製化系統、雲端服務、生理訊號監測

(二)      計畫英文摘要

The development of a customized cloud service information platform for tele-homecare system - Personal Health Cloud (PHC)

Telehomecare utilizes information and communication technologies to enable effective delivery and management of health services at a patient’s residence, and allows patients the dignity of remaining in their own home for as long as possible. Although the usefulness of the home telehealth system has been recognized in many studies, and all technologies required are readily available, expectations for its widespread adoption have not been realized. Most home telehealth systems use centralized server and database and face the following difficulties and challenges: the difference between the cost of service operation and the users’ willingness to pay for service is huge; the trust of user with the telehealth service institute is not enough; the existing systems cannot satisfy the variety of care needs and the service process of medical institutes or telehealth service institutes.

Gerontechnology Research Center of Yuan Ze University developed the “decentralized home telehealth system.” Using the Distributed Data Server (DDS) as the core, each household / family or the healthcare institute which have the broadband network environment can build up the dedicated telehealthcare monitoring system by themselves. This research project further constructs the application server of the “decentralized home telehealth system” into the “cloud” and served the functionalities (e.g. the SMS for emergent event, regular report by e-mail and application software for analysis) to the user from the “cloud”. Each cloud is not built on a single application server, and can be offered by different research partners or service providers. Similar to constructing a personal blog or an online store on the electronic commerce platform, the users can quickly obtain and combine the tele-homecare service function modules on the cloud and generate a dedicated and customized tele-homecare system according to their care requirements and service flow. We believe that this is the model that may answer the difficulties and challenges mentioned above.

Keywords: Home Telehealth System, Customized System, Cloud Service, Vital Signs Monitoring

十二、研究計畫內容

(一)近五年之研究計畫內容與主要研究成果說明

本計畫主持人:元智大學機械系徐業良教授

徐業良教授在元智大學服務已進入第十九年,目前擔任元智大學主任秘書,並獲聘為元智有庠講座教授。徐教授的研究興趣在機械設計,在機械設計領域學術研究、實務設計、乃至設計相關教學與人才培育,都有豐富的經驗與成果。徐教授對於整體產品開發與設計程序中,從上游專利分析、創意設計,到中游最佳化設計、設計方法、設計知識管理,乃至於下游的電腦輔助設計、設計原型製作等各個領域,都有深入之研究,除已發表數十篇學術期刊論文外,並獲有二十項國內外專利,同時著有「機械設計」、「工程最佳化設計」兩本教科書,在產學合作計畫方面也十分活躍。

近幾年徐教授將機械設計方面的研究興趣專注在與人直接互動的產品設計,特別是開始進入「老人福祉科技(gerontechnology)」領域,自2000/10 起負責籌備成立元智大學「老人福祉科技研究中心(Gerontechnology Research Center, GRC)」,2003/01 中心正式成立。元智大學老人福祉科技研究中心為國內最早投入此研究領域的學術單位之一,中心在「遠距居家照護(home telehealth)」方面的研發成果頗受重視,除組成團隊連續獲得三次三年期國科會整合型計畫之外,徐教授更領導中心團隊協助敏盛醫療體系,整合神通電腦、義隆電子、合世生醫、捷威科技等知名廠商,申請獲得總金額九千萬元的U-Care 建置案(本中心執行經費規模為一千萬元),同時並協助遠傳電信為主導企業,結合亞東醫院、東聯化學等企業組成之團隊,申請並執行總金額五百萬元之U-Care 規劃案,在2006 年經濟部第一批通過之7 U-Care 計畫案中即佔了2 件。2009 年並繼續協助敏盛醫療體系執行遠距居家照護經濟部科專計畫,本中心團隊於老人福祉科技及遠距居家照護領域,已擁有豐富之實務經驗和優異之專業能力,並獲得普遍肯定。

徐業良教授著有「老人福祉科技與遠距居家照護」一書(滄海書局2008 3 月初版),是目前在此領域中唯一的一本中文教科書;徐教授領導團隊開發之遠距居家照護系統創新架構,除已廣泛在病患家中實際使用,整體專利佈局亦獲得全國「專利加值創新競賽」亞軍及「2008 台北國際發明暨技術交易展」金牌與銅牌獎。在本計畫中,徐業良教授將同時從機械設計、老人福祉科技、遠距居家照護技術等三項專長對本計畫做出貢獻。徐教授擔任元智大學主任秘書已第六年,長期負責全校性的校務規劃、資源分配、校務行政追蹤管考等工作,規劃、執行、溝通、協調經驗豐富,亦有多次帶領研究團隊執行大型研究計畫的經驗,應有足夠能力執行本計畫。

(二)研究計畫之背景及目的

2.1 重提本計畫緣由

本計畫原為主持人徐業良教授所提,99年度國科會專題研究計畫「長期照護機構環境下高齡者預防跌倒機制之研究-總計畫」(計畫編號:NSC99-2221-E-155-041-MY3、執行期間:99/08/01~102/07/31)之子計畫-「子計畫六:服務客製化遠距居家照護系統資訊平台之建置研發」。三位審查委員意見皆相當正面,然而主持人國科會計畫補助額度已滿,因而未能獲國科會補助。審查意見抄錄如下:

一、主持人部份:

「主持人無論在專長背景或過去之研究經驗皆足以勝任本計畫」

「主持人有多年的經驗並有傲人的研究成果,是可勝任主持本計畫」

「主持人專長符合本計畫系統平台建置之需求,其研究成果質量均達一定水準,應可執行本計畫。」

二、計畫書之價值與意義及可行性:

「本計畫旨在提出了一個「服務客製化之遠距照護系統資訊平台」的創新架構,進而在此系統平台上自行客製化專屬的遠距居家照護系統。本研究具有產業應用之重要性,對於老年人居家照顧及福祉有貢獻。計畫書撰寫得詳盡,相關文獻之收集整理完備,在研究方法步驟之敘述清楚可行,預期成果明確。」

「研發成果對個人化的老人遠距照顧(防止跌倒)有很大的貢獻,且依據個人化的需求而計畫,具實用與創新的功能。計畫書具體詳盡,且方法及步驟之可行性亦高;文獻完備、人力配置及分工甚為合理,執行期限合理,預期成果亦甚明確。」

「本計畫在整體計畫中屬於核心計畫,與各子計畫均有密切關係,因此各子計畫功能模組應如何與本計畫連結,應是整體計畫的成功關鍵。」

本子計畫原為三年規畫,去年雖然未獲核定,但為了有效協助總計畫的執行,主持人仍先自行執行原計畫書第一年規畫工作。本計畫書中概略敘述本年度工作成果,並於重新審閱與微調將去年所提之計畫內容,重新獨立申請二年期研究計畫。主持人今年已無國科會計畫補助額度問題,本計畫若獲通過,仍將配合總計畫共同執行。

2.2 高齡化社會現象

隨著生活水準不斷的提升,醫療衛生長足的進步,人類壽命逐漸延長。台灣地區民國四十年時0歲的男性平均餘命是57.4歲,民國九十八年時0歲的男性平均餘命已經到達76.03歲,而現年65歲的男性平均餘命有17.69歲。女性則比男性更長壽,民國四十年時0歲的女性平均餘命是60.3歲,民國九十六年時0歲的女性平均餘命已經到達82.34歲,而現年65歲的女性平均餘命有20.78歲【內政部統計處】。

根據聯合國分析世界各國人口結構所用的定義,將65歲以上人口占總人口比例在7%以上的國家,稱為「高齡化社會(aging society)」,14%以上稱為「高齡社會(aged society)」,20%以上則進入「超高齡社會(super aging society)」。根據內政部的人口統計資料,我國在199365歲以上人口即已超過7%,正式邁入「高齡化社會」,201065歲以上人口比例為10.72%,總人數超過兩百四十八萬人【內政部統計處】。行政院經建會推估2017年我國65歲以上老年人口比例將達14.36%,進入「高齡社會」,到了2025年,台灣更將走入「超高齡社會」,老年人口比例達20.63%。台灣由「高齡化社會」進入「高齡社會」歷時僅25年,與日本相當,但與法國歷時長達115年、美國72年、英國47年相較,時程快了一倍以上。“少子化”也是一個明顯的趨勢,內政部的統計資料自1974年開始有台灣地區完整人口統計數字,0~14歲人口數起初保持在五百七十萬以上,自1983年起逐年遞減,2009年台灣地區0~14歲人口數僅三百七十七萬人【內政部統計處】。

人類社會正處在兩個人類歷史上從未發生過的重大趨勢之中:人口結構快速老化與科技快速發展。老化(aging)經常伴隨著能力、健康的衰退以及經濟和社會資源的喪失,而科技(technology)則有潛力能夠提升人的能力、健康與生活品質,以科技來解決老化問題幾乎是很自然的思考。現代科技中資通訊技術,特別是網路通訊技術發展快速,也對醫療照護的形式帶來很大衝擊和新發展,「遠距醫療(tele-medicine)」、「遠距居家照護(tele-homecare or home tele-health)」等領域近十年來廣泛受到重視。

2.3 遠距居家照護的定義與形式

(1)   遠距居家照護的定義

結合資通訊科技產生的新興醫療照護形式(和專有名詞),常常可能造成混淆。「遠距醫療」一般是指利用資訊通訊科技協助執行臨床的醫療照護,根據美國遠距醫療協會(American Telemedicine Association, ATA, http://www.atmeda.org/)的定義,遠距醫療是

“利用經由電子通訊從一處傳輸至另一處的醫療資訊,來改進病人的健康狀況。”

“Telemedicine is the use of medical information exchanged from one site to another via electronic communications to improve patients’ health status.”

例如病人和遠端的醫師之間利用各種通訊方式傳輸醫療資訊或進行問診,醫師能藉以做出診斷並進行治療。

與「遠距醫療」很接近的專有名詞「遠距健康(telehealth)」則有一個比較廣泛的定義,指的是利用資通訊科技進行遠距健康照護相關的活動,但並不一定是臨床醫療行為,像是透過遠距生理訊號傳輸,以監測使用者的健康狀況,甚至透過遠距教學的方式對醫護人員進行在職進修課程,都是屬於「遠距健康」的應用範疇。在歐洲比較常用的專有名詞“e-Health”,則泛指所有利用電子及通訊技術支援的醫療照護活動(但不一定是“遠距(tele)”的活動),像是使用IC健保卡、電子病歷等。

如果遠距健康照護發生的地點之一是在病人的家中的話,便稱作「遠距居家照護」。早在1998年,加拿大的“Office of Health and Information Highway”便對「遠距居家照護」一詞做了如下定義:

“遠距居家照護可以被定義為,利用資訊通訊科技,使能在病人家中有效地提供並管理健康照護服務。”

“Tele-homecare can be defined as the use of information and communication technologies to enable effective delivery and management of health services at a patient’s residence.” [Office of Health and Information Highway, Canada, 1998]

「遠距居家照護」和「遠距醫療」最大的不同,是遠距居家照護不必然牽涉到醫療行為的執行,因此傳遞或接收健康資訊的人不全然是醫師,還可能包括使用者本身、家人、護理人員、照護者或其他醫療照護專業人員等。而遠距居家照護最重要的目標,就是讓使用者(病人、高齡者)能夠有尊嚴地留在家中居住、生活,維持的時間越久越好,同時也能接受到完整、高品質的健康照護。

「遠距居家照護」可能是近年來以科技輔助高齡者照護最受重視的領域,國內外學術界、產業界紛紛投入研發,也經有許多商業化系統出現,如美國Health Hero Network [http://www.healthhero.com/]、歐洲的Tunstall [http://www.tunstall.co.uk/]Card Guard [http://www.cardguard.com/],都有完整的商品和廣大的使用客戶,國內也有許多業者推出類似的服務。

(2)   遠距居家照護的形式

國內外遠距居家照護系統案例,依監測的項目分為個人緊急救援服務、日常生活活動監測以及生理訊號長期監測等三大類。個人緊急救援服務的目的主要是緊急、意外事件的立即通報與救援,而日常生活活動監測及生理訊號長期監測系統的目的主要在於「長期健康監測(long term wellness monitoring)」,建立長期的健康狀況資料。

2-1是一個典型的遠距居家照護系統架構示意圖,高齡者(或其他使用者)在家中量測血壓、血糖、體溫、體重、心電圖、乃至於日常生活活動(ADL)等各種生理訊號,經過電話線(包含行動電話通訊)或網際網路傳送到「居家健康照護服務機構(home healthcare provider)」的集中式資料庫儲存,並做進一步的資料管理與分析。家人或照護者隨時可在網路上看到這些資料,瞭解高齡者的健康狀態,如察覺所監測之生理訊號有異常,或者接獲高齡者傳來的緊急求助訊號,居家健康照護服務機構會對家人或照護者發出警訊,並可轉介使用者至醫療單位做進一步診治。高齡者就診時,醫療單位也可查閱健康資料管理中心的長期監測資料作為診斷參考。

2-1. 典型的遠距居家照護系統架構示意圖

(3)   遠距居家照護的主導產業

這些國內外遠距居家照護系統案例以主導產業分類,可概分為由醫療院所主導(如亞東醫院、振興醫院)、由電信公司主導(如中華電信)以及由保全公司主導(如中興保全),最普遍的還是以所謂「居家健康照護服務機構」或醫療器材廠商為主導產業,如LifelineTunstallHealth HeroFujitsuMediComapssCard Guard、亞太、真茂,都可被歸類為遠距居家照護服務提供者。

從不同產業出發提供遠距居家照護服務,為了結合本身既有的資源與架構,所強調的主題、經營的模式以及資訊與通訊架構也有所差異,如醫療院所多以疾病照護為主題,充分結合本身的醫療資源;電信公司則強調通信平台(特別是行動電話)的應用,並且可以配合電信公司既有的收費系統收費;保全公司可結合既有的通報中心、保全員之架構;單純由居家健康照護服務機構或醫療器材廠商推動的遠距居家照護系統,除了個人健康照護記錄(PHR)的經營模式,強調自我健康管理的概念之外,大多還是結合醫療機構、照護單位、政府機構、社會福利機構等,希望提供更為完整的照護服務。

(4)   遠距居家照護的設備

遠距居家照護系統使用的設備,不外是家中的主機與周邊配合的感測器。家中主機主要的功能,是作為傳輸資料至居家健康照護服務機構的集中式中央伺服器(centralized server)的通訊閘道器(gateway),大多由居家健康照護服務機構或醫療器材廠商自行開發,或利用個人電腦、PDA、行動電話作為資料傳輸的通訊閘道。周邊感測器方面,目前一般市售血壓計、血糖計等,多已內建資料儲存及傳輸的功能,因此遠距居家照護系統也大多能夠搭配市售產品使用,但感測器有特殊用途(如ADL感測器)、特殊功能(如無線傳輸)或必須搭配特定主機時,則還是由居家健康照護服務機構或醫療器材廠商自行開發。

遠距居家照護系統將量測資訊上傳至中央資料庫所使用的資訊傳輸管道,從最簡單的「公共交換電信網路(Public Switched Telephone Network, PSTN)」(就是家中電話線)外,有線、無線寬頻網路與行動電話網路亦提供不同服務資訊傳輸介面,增加遠距居家照護應用於不同環境上的可能性。資訊傳輸管道的選擇,和遠距居家照護系統的應用情境(如使用處所、使用對象、硬體及服務收費,以及傳輸資料性質、頻率、傳輸量等)有關。例如前述PERS個人緊急救援系統服務主要以觸發緊急訊號傳輸為主,並提供居家使用者與服務人員進行對話,資料傳輸頻率低、資料量少,因此透過PSTN於環境的普及率與可靠度優勢,可以迅速建立此類服務。相對於PSTN系統架構,寬頻網路服務架構提供了大量的資料傳輸管道,擴展了遠距居家照護可以收集的資料範圍,並開創更多可能的遠距照護服務。但是寬頻網路於居家端的環境架設成本較高,一般家庭若同時負擔寬頻網路費用與遠距居家照護服務支出是不小的經濟負擔,可能造成遠距居家照護系統於市場上推廣的障礙。

為達到「無所不在(ubiquitous)」的遠距居家照護環境,利用隨身行動電話作為查詢健康資料和傳送緊急訊息的平台,將是遠距居家照護系統未來發展的重點,相關廠商亦積極發展利用行動數據網路(包括GPRS3G3.5G,乃至WiMax)提供照護服務。然而先進的通訊技術似乎並不是系統成功最重要的因素,例如Lifeline採用的通訊技術簡單、可靠、普及度高,反而成為優勢。

2.4 遠距居家照護系統的困難與挑戰

儘管相關的生理訊號量測裝置、通訊技術已經相當成熟,國內在遠距居家照護方面也有非常多的研究計畫及營運模式在進行中,然而目前為止似乎還無法為一般使用者廣泛接受,至今仍然沒有成功的商業營運案例。前述集中式資料庫架構的遠距居家照護系統面對以下困難與挑戰,需要重新思考:

(1)     營運成本與使用者付費意願之間的落差大

從營運與服務面來看遠距居家照護系統,採用集中式資料庫的「服務導向系統(service oriented system)」規模較大,所需基礎建設投資大,成本往往較高,且牽涉到複雜的異業整合,系統建置的難度較高。為維護使用者的監測資料並提供相關服務,採用集中式資料庫的遠距居家照護系統必須採取向使用者收取月費的方式經營,而目前國內健保制度尚不給付遠距居家照護服務費用,直接前往醫院看診相對來說仍然比較便宜,消費者較無動機額外花錢訂購遠距居家照護服務。事實上如何建立收費機制,定期向使用者收取月費,也是許多遠距居家照護系統經營時所面臨的難題。

(2)     使用者對遠距居家照護服務機構信任度不足

遠距居家健康照護服務機構是否能取得使用者信任,包括是否能保證使用者資料之安全性、維護使用者隱私,以及服務是否能永續經營等,使用者因而願意將居家健康監測資料長期傳送至遠距居家健康照護服務機構的集中式資料庫儲存、處理,也需做進一步探討。

(3)     現行系統無法滿足照護需求的多樣性與地域性

如前所述,從不同產業出發提供遠距居家照護服務,往往結合本身既有的資源與架構來設計所提供的服務,再據以設計資訊系統,以「服務+系統」整合方式提供給使用者。然而遠距居家照護服務中,使用者∕被照護者需求的多樣性極高,遠距居家健康照護服務機構花費極大成本建置的「服務+系統」內容往往不能符合單一使用者需求,而搭配的醫療資源服務也有很強的地域性限制,服務與系統提供者必須非常有彈性地去提供多樣性、客製化的服務與系統,來滿足每一個不同的需求。

(4)     現行資訊系統無法彈性配合醫療院所或遠距居家健康照護服務機構服務流程

遠距居家照護系統另一個非常重要的「顧客」是醫療照護服務提供者,例如醫療院所或遠距居家健康照護服務機構實際執行醫療或居家照護的人員。每一醫療院所或遠距居家健康照護服務機構有不同的營運模式、照護資源、與照護流程,而醫療院所或照護服務機構本身大多沒有充分的資通訊軟硬體或系統開發專業,如欲建構遠距居家照護系統,必須採取一般客製化系統方式,委由專業廠商針對其特定需求與照護服務流程,量身訂作與發展其專屬的資訊架構與系統,開發時間長、成本昂貴、維護困難,且系統設計較缺乏彈性。

2.5 本計畫目的

針對前述集中式資料庫架構的遠距居家照護系統面對之困難與挑戰,本計畫提出了一個「Personal Health Cloud (PHC)-客製化遠距居家健康照護雲端服務資訊系統平台」的創新遠距居家健康照護架構。有別於目前的遠距居家照護市場中,醫療院所或居家健康照護服務機構自行或委託專業資通訊廠商、醫材廠商,根據其構想之需求建置完成集中式系統,並整合「服務+系統」為一體,提供給使用者的方式,本計畫規畫建構的平台讓不同照護需求的使用者與不同照護服務流程的服務提供者,在此系統平台上依據其需求自行組合各項功能模組,打造量身訂做、專屬客製化的遠距居家照護系統。

本計畫的基本概念,類似個人部落格(blog)、電子商務平台的建置,以使用者需求導向之系統與服務(Users’ Requirement Driven)、所需服務隨選即用(On Demand Service)、以及雲端計算(Cloud Computing)雲端服務(Cloud Service)為思考核心,目標的用戶∕使用者包括受照護者個人及其家庭、經營遠距居家照護之社區、安養院,乃至於專業的醫療院所或遠距居家健康照護服務機構。如圖2-2所示,本平台上提供各種模組,使用者可以依據其照護需求與服務流程,自行選擇、組合其專屬的遠距居家照護系統。

2-2. 使用者可以依據其照護需求與照護服務流程,自行選擇、組合其專屬的遠距居家照護系統

2.6 Personal Health Cloud (PHC)-客製化遠距居家健康照護雲端服務資訊系統平台」創新架構

由技術層面來看,本計畫「PHC」的生理量測數據擷取、儲存與傳輸,採用元智大學老人福祉科技研究中心提出之「分散式遠距居家照護系統架構」[Hsu et al., 2007],以分散式健康資料伺服器(Distributed Data Server, DDS)為核心,每個家庭(或照護機構、單位)只要擁有寬頻網路環境,都可以在家中自行建立家庭專屬的遠距健康監測系統。健康監測資料儲存在家中的DDS內,遠端的家人、照護者、家庭醫師皆可使用電腦、PDA、手機等裝置,經由網際網路直接讀取家中DDS儲存的長期生理訊號量測紀錄和健康照護資訊,系統並能以e-mail或手機簡訊方式提供定期報告及緊急事件通報等服務。在此架構中,使用者可選擇自行在家中的DDS上進行所有健康資料的儲存與事件的管理,不必然需要將健康資料傳送至遠距居家健康服務機構的集中式資料庫與訂購相關服務,因此可以不需繳交額外月費,對於個人資料隱私也有更好保障。

2-3為分散式遠距居家照護系統的資訊架構圖。有別於圖2-1典型的遠距居家照護系統架構,在此架構中以家庭(household)為遠距居家照護系統建置的基本單位,每一家庭以自身的照護需求安裝所需的感測設備,擷取健康監測資訊,透過有線或無線的傳輸方式傳送至家中的DDS進行儲存;當收集到的量測數值超過預設之正常範圍時,DDS將主動發送事件警訊(event alert)至應用伺服器(application server, AP server),將事件訊息以E-mail或手機簡訊服務(Short Message Service, SMS)等方式轉發至預設之聯絡人以進行處理,DDS亦可以同樣方式定期傳送監測報告(regular report)給指定的家人或照護者。遠端的家人、照護者或家庭醫師可利用網頁瀏覽器(browser)主動讀取DDS中的健康資訊,不需下載與安裝軟體,直接透過瀏覽器執行、開啟在應用伺服器中的Java應用程式(Java applet),提供各項健康資訊的監測數據、趨勢分析、各項參數設定等功能。較複雜的管理需求(如照護者、家庭醫師有同時管理多個居家系統的需求或複雜的資料分析),亦可以集中式資料庫方式管理。此創新的遠距居家照護系統架構以每一家庭為核心(而非以醫療照護單位為核心),設定的使用情境主要是高齡者與其子女、照護者之間健康資訊上的互動溝通。分散式遠距居家照護系統已在40個病人家中進行時間長達一年以上的實際使用評估,已經非常穩定與成熟。

2-3. 分散式遠距居家照護系統的資訊架構圖

本計畫進一步引入雲端運算與雲端服務之概念進行建構。雲端運算與服務並非新技術,而是利用網路使電腦能夠彼此合作或使服務更無遠弗屆,將原先一般直接於本地電腦端執行的運算工作或是建置的功能服務,改由網路上的多台伺服器協同並分散進行運算、提供服務(如分散式運算(Distributed Computing)、網格運算(Grid Computing)、網路服務(Web Service))。在雲端運算的部份,在本地端需要進行大量計算的工作,可以傳到網路上,快速地由網路上許多電腦一同將工作分散拆開來計算,再將運算結果進行彙整後回覆。而雲端服務的部份注重在藉由網路連線從遠端取得服務,亦被稱為「軟體即服務」(SaaS, Software as a Service)概念。整體「雲端科技」的概念,則是主要利用虛擬化以及自動化等技術來創造和普及電腦中的各種運算與儲存資源,亦可視為傳統資料中心(Data Center)的延伸。透過雲端運算與雲端服務,使用者不需知道背後的運作機制、不需持有、建構與維運伺服器,即可於網路上自行建構其服務、從網路上取用服務。

在此概念下,本計畫將圖2-3分散式遠距居家照護系統架構中應用伺服器(application server)的遠距居家照護服務功能模組建構於「雲端」,如圖2-4所示,透過雲端上提供各項功能模組(如緊急事件簡訊、定期報表e-mail,以及各類分析應用軟體),而每朵雲(每個不同功能模組)可由不同的研發夥伴、供應商等提供,而非建置於單一應用伺服器。類似於在網路服務平台上建置個人專屬部落格,或在電子商務平台上建置個人專屬網路商店的程序,使用者(個人或機構)不需知道任何技術細節,即可快速取用與結合置放於雲端上的遠距居家照護服務功能模組,依其照護需求及服務流程,建立專屬、客製化的遠距居家照護系統。如圖2-4所示,使用者在其DDS上自行儲存各項生理資訊,不需維護任何電腦∕伺服器。

2-4. 透過雲端服務提供各項功能模組

2.6 PHC應用情境規劃

本計畫PHC的創新架構預期有以下三種應用情境:

(1)   個人化最簡應用情境

如圖2-5所示,照護者(care giver)下載或訂購系統平台程式光碟後,可以自行安裝、架設與設定系統平台(包含分散式資料伺服器DDS功能之軟體)於家庭的個人電腦中,一方面接收與儲存照護者所量測之生理訊號,另一方面則提供服務客製化之資訊平台,由使用者自行挑選、選用其所需的服務。以最基本的生理訊號監測功能為例,可以於系統平台中檢視生理訊號量測紀錄、進行量測記錄繪圖與趨勢線、設定警示範圍、報表與警示方式等等功能,即可自行建置一套個人化遠距居家照護系統。

此種應用情境使用過程中不涉及訂購任何網路服務,照護服務的設計與提供,完全由照護者自行提供與負責,本平台則提供一可依其照護需求客製化遠距居家照護系統的軟體工具,是最簡單應用情境,適合建構如高齡者與其子女、照護者之間健康資訊上的互動溝通平台。

2-5. 個人化最簡應用情境

(2)   個人化雲端應用情境

第二種應用情境如圖2-6所示,本計畫整合雲端計算的概念,照護者不需下載或安裝任何程式、不需維護任何電腦∕伺服器,僅需透過雲端(網際網路)取用其所需之功能模組,自行客製化其系統平台。而本計畫所研發之遠距居家照護資訊平台即為此雲端提供功能模組之集合,而每朵雲(每個不同功能模組)可由不同的研發夥伴、供應商等提供,使用者則可依其本身需求,自行挑選與取用各項功能模組,以建構完全符合其需求之客製化服務。

2-6. 個人化雲端應用情境

在此應用情境下自行建置之個人化遠距居家照護系統,資料分析處理等需即時連線至雲端提供之功能模組,但生理訊號仍依「分散式遠距居家照護系統」概念儲存於每位用戶(受照護者)家裡的DDS,雲端服務提供者不負責儲存、管理使用者任何生理量測資料或隱私資料。如同第一種應用情境,此應用情境適合建構高齡者與其子女、照護者之間健康資訊上的互動溝通平台,子女自行照護家中長者之平台,但照護者不必自行架設或維護任何電腦∕伺服器。

(3)   機構客製化雲端應用情境

第三種應用情境如圖2-7所示,將前述個人化雲端應用情境延伸至社區或照護機構。在社區或照護機構建構遠距居家照護服務時,由於往往缺乏專業人力進行資訊系統的建置與維運,故本計畫整合雲端計算與雲端服務的概念,社區或照護機構不需維護任何電腦或伺服器,僅需透過網際網路從雲端服務取用其所需之功能模組,自行客製化其系統平台,可依其本身照護需求與所欲提供的服務流程,自行建構完全符合其需求之客製化遠距居家照護系統,提供照護服務給其住民。並可以就近搭配當地信賴或長期合作之醫療院所提供醫療服務,以滿足照護需求的多樣性與地域性。

2-7. 機構客製化雲端應用情境

2.7 PHC對現行遠距居家照護系統的困難與挑戰之回應

本計畫提出之「PHC-服務客製化之遠距照護系統資訊平台」,預期對前述現行遠距居家照護系統的困難與挑戰逐項回應如下:

(1)     營運成本與使用者付費意願之間的落差大

由於每位使用者的需求不同,對於使用者而言,遠距居家照護的服務或系統提供者不一定能夠提供恰到好處、完全符合需求的服務。在本計畫提出之「服務客製化遠距照護系統資訊平台」,能夠讓使用者自行挑選、組合一量身訂做之套裝組合,如此服務或系統提供者可以減少提供服務的成本;加上雲端計算與雲端服務的導入,系統服務提供者可直接引入使用其他研發夥伴或供應商之功能模組,因而可降低研發成本。如此透過本計畫之研發,可以有效地降低服務或系統提供者之研發成本與營運成本,進而降低收取的服務費用,使用者得以減少所需繳交之費用並提升付費意願。

而在本計畫提出之個人化最簡應用情境中,使用者於下載/訂購平台程式後,自行安裝與設定,自行以家庭中之個人電腦架設與維護本計畫所研發之客製化遠距照護資訊平台,在此情境下甚至可以在「資訊服務」部份,不需支付任何服務月費(但醫療院所和在地診所所提供的醫療、照護或關懷等服務部份,仍可能必須支付部份費用)。

(2)     使用者對居家照護服務機構信任度不足

在前述雲端之應用情境中,本計畫提出之「服務客製化之遠距照護系統資訊平台」,資料分析處理等功能,需即時連線至雲端服務所提供之功能模組進行使用,但生理訊號仍依「分散式遠距居家照護系統」概念儲存於每位用戶(受照護者)家裡的DDS,雲端服務提供者不負責儲存、管理使用者任何生理量測資料或隱私資料,因而不需面對使用者對居家照護服務機構信任度不足的問題。

(3)     現行系統無法滿足照護需求的多樣性與地域性

相對於現行遠距居家照護服務,以「服務+系統」整合方式提供給使用者,本計畫提出之「服務客製化之遠距照護系統資訊平台」將系統與服務分離,在地的社區或照護機構可依其本身照護需求與所欲提供的服務流程,自行建構完全符合其需求之客製化遠距居家照護系統,自行提供照護服務,並就近搭配當地信賴或長期合作之醫療院所提供醫療服務,以滿足照護需求的多樣性與地域性。

(4)     現行資訊系統無法彈性配合醫療院所或居家健康照護服務機構服務流程

本計畫提出之「服務客製化之遠距照護系統資訊平台」導入模組化架構設計以達成服務客製化的目的,醫療院所或居家健康照護服務機構可自由地就所需功能模組進行組合,快速完成符合該醫療或照護機構服務流程之遠距照護系統。

(三)研究方法、進行步驟及執行進度

3.1 PHC之系統架構

3-1所示為本計畫建構PHC之系統架構。此一開放平台架構由「基本模組群(Basic modules)」和「選擇模組群(Selected modules)」兩大核心模組群所構成。兩大核心模組群共用同一個資料庫系統,使用者透過使用者介面入口(Portal)存取與使用各項模組、使用PHC平台。

基本模組群中又包括「使用者管理(User management)」與「模組管理(Modules administration)」兩項主要功能模組。在使用者管理功能模組中,使用者可以新增、設定照護者與被照護者各項基本資料與權限等;而在模組管理功能中,則提供使用者自行根據其本身需求而設定、選取相對應所需之模組,並可分別設定授予各個模組使用者資料之存取權限、資訊加密等安全性設定,以增進使用者資料之隱私與保護。

3-1. PHC資訊系統平台之系統架構圖

在選擇模組群中,主要功能模組分別為「內建模組群(Built-in modules)」與「外部模組群(External modules)」功能。本計畫發展「客製化遠距居家健康照護雲端服務資訊系統平台」時,將同步建置內建功能模組,預計建置內容如下:

(1)   個人健康記錄(Personal Health Record, PHR)模組

管理血壓(Blood Pressure, BP)、血糖(Blood Glucose, BG)、體溫(Body Temperature, BT)、體重(Body Weight)、體脂(Body Fat) 、血氧(Oxyhemoglobin saturation by pulse oximetry, SPO2)、心電圖(Electrocardiogram, ECG/EKG)等各項生理訊號之居家量測記錄,未來亦可整合受照護者於醫療院所之各項健康檢驗數值與記錄、疾病史、診斷史等個人健康記錄與病歷,以作為日後進階分析、各項健康風險評估與各種照護需求使用,為一般健康照護資訊系統中最基本之健康照護模組。

(2)   日常生活活動監測模組

整合受照護者於家中安裝之日常生活活動(Activity of Daily Living, ADL)與工具性日常生活功能(Instrumental Activities of Daily Living, IADLs)監測設備,可以評估受照護者之自我照護能力、行動能力、意識清醒程度、疾病類別與相同疾病之嚴重程度[Mahoney FI, Barthel D, 1965]。本計畫預期將整合元智大學老人福祉科技研究中心先前所研發之ADL監測設備,建置提供一軟體功能模組,成為客製化健康照護平台之內建功能模組之ㄧ。

(3)   健康照護專家系統(Expert System for Telehealth)模組

藉由日常居家長期、持續性的健康監測,可紀錄無法在短時間內察覺的疾病與生理機能退化徵兆。在遠距居家健康監測與照護服務中,資訊平台分析以及監控照護對象之生理訊號資料,若每筆資料均需透過照護人員或醫護人員逐一審視、判斷,人力成本將居高不下,且人為審視判斷易因疏忽而有遺漏或判斷錯誤等狀況發生。因此本計畫預計整合本中心先前研發之健康照護專家系統,協助照護人員或營運機構進行異常判讀。異常發生時,專家系統將會主動警示,照護人員進而迅速與受照護者進行聯繫、關懷與處理,以期即/及時掌握異常情形。可減少人為判斷所導致之疏忽、遺漏或誤判等情形,加速異常情形判讀,以掌握時效,並能累積照護人員之專業知識,使專家系統與演算法日益完整。

至於外部模組功能群,本計畫所建構之PHC採取開放式、標準化之模組設計,故任何以標準的方式進行資料與程式上的銜接,即可自行開發功能模組。在此概念下,未來本計畫建構之平台也可有模組分享平台(Module Sharing Platform)之功能,任一使用者只要有能力開發功能模組,即可將其完成的模組上傳、分享,甚至在此平台上進行銷售。相對的,使用本計畫所研發的服務客製化資訊平台的使用者,可透過此分享平台下載、安裝各項外部開發之功能模組,輕鬆擴充所需功能。

3-2. PHC系統平台之模組架構

本計畫仍將持續與99年度國科會專題研究計畫「長期照護機構環境下高齡者預防跌倒機制之研究-總計畫」(計畫編號:NSC99-2221-E-155-041-MY3、執行期間:99/08/01~102/07/31)持續進行合作、協助與銜接。本計畫之系統平台架構將可介接該專題研究計畫之各項子計畫所開發之功能模組作為本PHC平台之外部功能模組,如該計畫之子計畫二之跌倒風險評估(Fall risks)、子計畫三之生理訊號監測與評估(Vital Signs and Health risks)、子計畫四之平衡力評估(Balance)與子計畫五之協調力評估(Coordinating)等,如圖3-3所示。

 

3-3. 99年度國科會專題研究計畫「長期照護機構環境下高齡者預防跌倒機制之研究」預期介接之功能模組

3.2 進行步驟及執行進度

如前所述,本計畫原為三年規畫,去年雖然未獲核定,但為了有效協助總計畫的執行,主持人仍先自行執行本子計畫第一年規畫工作,本計畫書中以兩年期研究計畫規劃、申請。目前已完成的工作著重在系統平台之基本架構與功能規劃與建置,下一年度(本計畫書第一年)預定展開的工作則著重在系統平台之內建功能模組設計與建置,並將本計畫之遠距照護系統平台於個人化最簡應用情境之實際實施與評估;第二年工作是建置一模組分享平台(Module Sharing Platform)之功能,開放建置與上傳模組,作為本資訊平台之外部選擇模組群(包括演算法、其他子系統、與不同生理訊號量測儀器之整合以及系統平台資料的呈現與分析等)、整合與介接99年度國科會專題研究計畫「長期照護機構環境下高齡者預防跌倒機制之研究」所開發之功能模組,並於整合建置時進行整體的測試與驗證,以證實其功能與介面確實完成整合,並同時測試與驗證其穩定度與正確性等。同時本計畫將於第二年以本計畫之遠距照護系統平台於雲端應用情境進行實際實施與評估,以完成本計畫完整之整體建置。

本計畫書中概略敘述本年度工作成果,並於重新審閱與微調將去年所提之計畫內容,各年度的研究方法、進行步驟及執行進度分述如下:

本年度工作成果:PHC平台之基本功能規劃與建置

PHC平台的建置為本計畫之重點,使用者可依自身的需求選取需要的模組,並自行安裝或設定、自行儲存與管理資料,自行客製化其系統平台,可依其本身照護需求與所欲提供的服務流程,自行建構完全符合其需求之客製化遠距居家照護系統。目前本計畫已完成PHC平台之基本架構與功能規劃與建置,在本年度已完成基本架構與功能規劃後,後續將繼續展開進階功能建置與其他子計畫整合等事宜。本年度目前已完成之具體成果簡述如下:

0-aPHC平台之資料庫設計與規劃

本計畫架構採用分散式資料庫設計,設計原則採取依照功能別切割與分離資料庫,目的以分散資料庫存取流量、提升資料庫存取效率,並透過此資料庫分離設計有效提升資料庫安全性等功用。未來當伺服器負擔大時,亦可將此些分離的資料庫分散到不同的實體伺服器中,以有效使得資料庫存取回應時間最小化。本計畫共規劃了以下分散式資料庫:基本資料庫(Basic data)、使用者設定資料庫(User settings)DDS、專家系統資料庫(Expert System)以及提供各項模組使用之資料庫(DB for Modules),如圖3-4所示,詳細資料庫設計文件請參閱附件一。

3-4. PHC分散式資料庫設計

為了加快系統使用與查詢速度,於基本資料庫中連結統計資料庫以及事件記錄資料庫,如此即可快速取得各項系統使用統計數據與事件記錄。因本系統為各項模組所構成之客製化平台,故在使用者設定資料庫連結了模組選擇資料庫,於系統載入時,讀取使用者的模組選擇設定。在專家系統部份,則連結了內建或訓練產生的模型與規則(Models & Rules),以供專家系統判讀使用。在提供各項模組使用的資料庫部份,讓不論是內建模組或外部模組,皆可於此資料庫中建置與儲存其所需之資料表。

如前所述,在用戶生理訊號等量測資料部份,本計畫採取分散儲存於各用戶家中DDS、由用戶自行管理的方式。當用戶透過PHC平台讀取其資料時,PHC方即時透過網路讀取存放於DDS中之資料。為了達成此分散式架構,使用者必須於PHC平台中即時輸入或事先儲存DDS連線設定資訊,如DDS IPDDS PortDDS帳號、DDS密碼等。

0-b:開放式標準化之模組設計規劃

本計畫已完成規劃開放式標準化之模組設計,並提供一開放式標準化模組設計規範與功能模組介接文件(詳細文件請參閱附件二),任何按照本計畫之設計、以標準的方式進行資料與程式上的銜接,即可自行開發功能模組。

然而為了達到有效的資訊安全,本系統平台中所有傳遞資訊以自訂的結合私鑰加密方式進行傳遞,透過結合隨機產生每台伺服器獨一無二的私鑰進行自訂加密,如此即便加密方式被破解,但只要沒有取得私鑰,仍無法解得正確內容,可謂相當安全之加密方式。然而此加密方式由於可反向解密,因此仍有被破解之可能,因此在一些重要資訊上,本計畫設計二次加密方法,將上述加密後的資訊再以國際標準MD5(Message-Digest Algorithm 5)[R. Rivest, 1992]進行二次加密(如圖3-5)。由於MD5之設計架構並無法直接反向解譯,故能有效保密資訊。

3-5. PHC自訂結合私鑰的加密方法與結合MD5方法進行二次加密

本系統平台透過傳送ciu變數(加密後的用戶識別碼)與ccode變數(加密後的存取識別碼,當日當次登入有效)予各項功能模組,各項功能模組再透過傳送該兩項傳遞參數連接系統平台相對應其所需的功能模組,取得功能模組所需的用戶資訊(如DDS連線資訊、用戶基本資料等)。系統平台與功能模組之間透過參數傳遞、延伸標記語言(XML)格式與網路服務(Web Service)進行資料傳遞與功能介接(如圖3-6)。因此任一使用者只要有能力,亦可依循本計畫之設計進行開發撰寫功能模組,即可快速、彈性擴增此服務客製化遠距照護資訊平台。在開放式標準化之模組設計部份,本計畫採用目前國際標準之延伸標記語言(XML)格式與網路服務(Web Service)方式進行資料交換以及標準且一致的參數傳遞與資訊安全加密等程式銜接設計(如圖3-7)。圖3-8PHC開放式標準化之模組設計整體架構。

3-6. PHC透過XML格式與功能模組進行資料交換

3-7. PHC開放式標準化之模組設計規劃與資料交換方式

3-8. PHC開放式標準化之模組設計整體架構

0-c:使用者介面入口與基本模組群之建置

資訊平台與使用者接觸的部份即為使用者介面,本計畫預計將進行使用者介面入口與基本模組群(包括「使用者管理」與「模組管理」兩項主要功能模組)之建置。在設計使用者介面部分,本計畫遵循 Shneiderman [1997]所提出的經典使用者介面設計準則進行設計-取得一致性、讓重度使用者使用捷徑、提供有意義的回饋、設計對話產生結束、提供簡單的錯誤處理、允許回到上一步、滿足使用者控制的需求、減少短期記憶需求等八個設計準則。並透過進行使用者測試(Usability Testing),請目標使用者做任務型測試,找出問題點以進行改善使用者介面。

3-9為目前已完成之PHC使用者介面入口,圖3-10至圖3-12為使用者管理功能模組部分,包括服務提供者與受照護者(照護對象)之帳戶與基本資料管理、照護對象設定、與DDS連線設定。圖3-13為目前已完成建置之模組管理功能模組部分,使用者可於此處自由選取模組(新增模組、更新模組、移除模組等功能)、設定各項模組設定等,自行客製化此一遠距照護系統資訊平台。

3-9. PHC使用者介面入口

3-10. PHC使用者帳戶設定與管理-基本資料

3-11. PHC使用者帳戶設定與管理-照護對象設定

3-12. PHC使用者帳戶設定與管理-DDS連線設定

3-13. PHC模組管理-搜尋與新增模組

3-14. PHC模組管理-模組設定

第一年工作:PHC平台之內建功能模組建置與個人化最簡應用情境之實際實施與評估

本計畫預計於第一年進行可選擇模組群之內建功能模組群建置,以讓使用者於此服務客製化遠距居家照護系統平台安裝設定完成後,系統內即有內建的模組群可供選取使用。而本計畫預定內建模組群之建置內容包括了個人健康記錄模組、日常生活活動監測模組與健康照護專家系統模組等。在尚未導入其他外部模組群、尚未整合其他子計畫之功能模組時,系統已有一般常見的遠距健康照護功能可供選取使用。本計畫亦預計於第一年開始進行此服務客製化遠距居家照護系統平台之實際實施與評估,而本計畫之創新架構所預期的三種應用情境,當中的「個人化最簡應用情境」,將在此年度中進行實際測試驗證與評估。

1-a:個人健康記錄之功能模組建置

本計畫預計進行個人健康記錄之功能模組建置,此功能模組將管理受照護者於醫療院所之各項健康檢驗數值與記錄、疾病史、診斷史等個人健康記錄與病歷,並同時整合各項生理訊號之居家量測記錄當中,受照護者之個人健康記錄與病歷資料,可連線至醫療院所或照護機構取得,倘若受限於權限或安全性等因素而無法連線取得,亦可由使用者自行輸入儲存於自己家中的電腦。而生理訊號之居家量測記錄部份,則儲存於受照護者家中的DDS(未安裝DDS硬體設備者,而受照護者有能力操作電腦者亦可安裝DDS軟體版於個人電腦中)中,由此功能模組進行讀取、處理與分析,以作為日後進階分析、各項健康風險評估與各種照護需求使用,為一般健康照護資訊系統中最基本之健康照護模組。

本計畫所開發之功能模組預計結合目前Google已研發完成並免費開放使用之Google Chart API雲端服務,透過結合此免費API雲端服務,本計畫所開發之系統平台即可快速導入與繪製各類圖形,以此個人健康記錄功能模組為例,可繪製血壓量測長期之趨勢圖與血壓量測值之圓餅圖等,如圖3-153-16示意圖所示。

具體查核項目(1-a):完成個人健康記錄之功能模組建置

3-15. PHC個人健康記錄功能模組-生理量測記錄示意圖

3-16. PHC個人健康記錄功能模組-生理量測趨勢圖形示意圖

1-b:日常生活活動監測之功能模組建置

本計畫預計進行日常生活活動監測之功能模組建置,此功能模組將整合受照護者於家中安裝之日常生活活動與工具性日常生活功能監測設備(如本研究中心先前所研發之ADL監測設備),透過紅外線監測、各類電器與家居設備等開關與電源監測等項目,取得受照護者之長期日常生活活動監測資料,透過此軟體功能模組之建置,預期可以評估受照護者之活動力,甚至自我照護能力、行動能力、意識清醒程度、疾病類別與相同疾病之嚴重程度等,成為本計畫客製化健康照護平台之內建功能模組之ㄧ,如圖3-173-18示意圖所示。

具體查核項目(1-b):完成日常生活活動監測之功能模組建置

3-17. PHC日常生活活動監測功能模組-感測記錄示意圖

3-18. PHC日常生活活動監測功能模組-趨勢圖形示意圖

1-c:健康照護專家系統之功能模組建置

本計畫預計進行健康照護專家系統之功能模組建置,透過整合本研究中心先前研發之健康照護專家系統,協助照護人員或營運機構進行異常判讀,可減少人為判斷所導致之疏忽、遺漏或誤判等情形,加速異常情形判讀,以掌握時效,並同時累積照護人員之專業知識,使專家系統與演算法日益完整。當異常發生時,專家系統將會主動警示,照護人員進而迅速與受照護者進行聯繫、關懷與處理,以期即/及時掌握異常情形。知識庫與演算法部分,將以目前本研究中心為敏盛醫療體系執行經濟部業界科專計畫所實際上線使用之既有知識庫與演算法為基礎繼續進行發展,並將其模組化與標準化,使此功能模組亦可以讓使用者選擇是否加入本服務客製化之遠距健康照護系統資訊平台。

具體查核項目(1-c):完成健康照護專家系統之功能模組建置

1-d:個人化最簡應用情境之實際實施與評估

本計畫預計進行個人化最簡應用情境之實際實施與評估,於一般居家個人用戶進行實際測試及評估。本計畫預期徵求有遠距健康照護需求之一般居家家庭進行實際測試與導入合作,提供予照護者(care giver)於下載或系統平台程式光碟,請該些使用者自行安裝、架設與設定系統平台(包含分散式資料伺服器DDS功能之軟體)於家庭的個人電腦中,一方面接收與儲存照護者所量測之生理訊號,另一方面則提供服務客製化之資訊平台,由使用者自行挑選、選用其所需的服務。

本工作項目請參與的家庭用戶,將實際使用之成效、問題回報與建議意見等回饋於本計畫,以讓本計畫進行改善各項系統設計,實際操作使用上更加貼近真實需求、更為符合使用者需求,期望本計畫所研發提出之服務客製化遠距健康照護系統資訊平台在一般個人用戶中推展開來。

具體查核項目(1-d):完成個人化最簡應用情境之實際實施與評估

第二年:建置模組分享平台與個人與機構客製化雲端應用情境之實際測試驗證與評估

本計畫預計於第二年進行建置一模組分享平台(Module Sharing Platform)之功能,開放建置與上傳模組,作為本資訊平台之外部選擇模組群。本計畫亦預計於第二個年度繼續進行此服務客製化遠距居家照護系統平台之實際實施與評估,而本計畫之創新架構所預期的三種應用情境,當中與雲端服務相關的「個人化雲端應用情境」與「機構客製化雲端應用情境」,將在此年度中進行實際測試驗證與評估。本計畫所研發之服務客製化遠距居家照護系統平台,分別推行至居家個人與機構式等兩種不同規模與不同型態之應用情境下,進行實際的測試驗證與評估,並建立一回饋機制將實際測試之結果回饋於本計畫,使本計畫更貼近真實的需求。除系統評估、回饋修正系統設計外,第二年工作並將進一步評估商品化可能性,並進行專利申請與合作廠商洽談等相關準備。

2-a:建置模組分享平台之功能

本計畫除發展個人健康記錄、日常生活活動監測與健康照護專家系統作為遠距健康照護資訊平台之內建模組外,本計畫亦規劃建置一模組分享平台,開放建置與上傳模組,作為本資訊平台之外部選擇模組群。在此工作項目中,將透過本子計畫於前一年度起所規劃之開放式標準化模組設計,提供予其他合作廠商或機構進行功能模組之撰寫開發、整合不同的演算法、支援其他子系統、與不同生理訊號量測儀器之整合以及系統平台資料的呈現與分析等。本子計畫並於此工作項目中提供所有設計資源與諮詢等支援,以供整合其他外部開發者所開發之功能模組。

具體查核項目(2-a):建置一模組分享平台(Module Sharing Platform)之功能

2-b:整合建置與整體測試驗證

本計畫最終、最重要的工作事項,即是與所有功能模組的接軌整合建置與整體測試驗證。本工作項目預計進行建構性測試(Construction Testing)、系統測試(System Testing)以及特殊測試(Special Testing)此三大類別型態之測試。並透過各種測試案例的設計,由測試人員逐一進行功能面的黑箱測試(Black-box Testing)。至於白箱測試(White-Box Testing)也稱為結構性測試(Structural Testing),由於牽涉到資料流程面(Data Flow Coverage)以及控制流程面(Control Flow Coverage)等攸關於其他外部模組內部設計問題,本計畫將不進行此些測試,僅提供建議予模組提供者。

在此工作項目中,本計畫將與其他模組之間彼此密切互動,形成回饋、修正循環,除關鍵技術的功能測試之外,更同時考量使用者與使用環境的限制,以及系統裝設、成本等問題,以確立本計畫完成嚴密謹慎完整的測試驗證並最終能建置一貼合使用者真實需求的服務客製化之遠距照護系統平台。

具體查核項目(2-b):完成整合建置與整體測試與驗證

2-c:個人化雲端應用情境之實際實施與評估

本計畫預計進行個人化雲端應用情境之實際實施與評估,於一般居家個人用戶進行實際測試及評估。本計畫預定延續計畫第二年度徵得有遠距健康照護需求之一般居家家庭進行實際測試與導入合作,直接請照護提供者(care giver)直接透過雲端(網際網路)取用其所需之功能模組,自行客製化其系統平台,使用者依其本身需求,自行挑選與取用各項功能模組,以建構完全符合其需求之客製化服務。而每朵雲(每個不同功能模組)亦由不同的子計畫、研發夥伴與供應商等提供。本計畫所研發之遠距居家照護資訊平台即為此雲端提供功能模組之集合。

在此個人化雲端應用情境下自行建置之個人化遠距居家照護系統,資料分析處理等需即時連線至雲端提供之功能模組,但生理訊號仍依「分散式遠距居家照護系統」概念儲存於每位用戶(受照護者)家裡的DDS,雲端服務提供者不負責儲存、管理使用者任何生理量測資料或隱私資料。如同第一種應用情境,此應用情境適合建構高齡者與其子女、照護者之間健康資訊上的互動溝通平台,子女自行照護家中長者之平台,但照護者不必自行架設或維護任何電腦∕伺服器。

本工作項目請參與的家庭用戶,將實際使用之成效、問題回報與建議意見等回饋於本計畫,以讓本計畫進行改善各項系統設計。與第一年度不同之處為,第二年度的應用情境為個人化之雲端服務,且參與之家庭用戶尚必須額外提供兩者比較、優缺點、系統修正建議與個別的建議/意見回饋等。而本計畫必須於本計畫第二年度前完成基本模組與內建模組群之雲端服務建置,並於整體二年計畫期間一直維持所有相關雲端服務之可用性與穩定性等。

具體查核項目(2-c):完成個人化雲端應用情境之實際實施與評估

2-d:機構客製化雲端應用情境之實際實施與評估

本計畫預計進行機構客製化雲端應用情境之實際實施與評估,將前述個人化雲端應用情境延伸至社區或照護機構,於社區或照護機構進行實際測試及評估。在社區或照護機構建構遠距居家照護服務時,由於往往缺乏專業人力進行資訊系統的維運,故本計畫整合雲端計算與雲端服務的概念,社區或照護機構不需維護任何電腦或伺服器,僅需透過網際網路從雲端服務取用其所需之功能模組,自行客製化其系統平台,可依其本身照護需求與所欲提供的服務流程,自行建構完全符合其需求之客製化遠距居家照護系統,提供照護服務給其住民,並可以就近搭配當地信賴或長期合作之醫療院所提供醫療服務,以滿足照護需求的多樣性與地域性。如圖2-7所示,在此機構客製化雲端應用情境下自行建置之機構客製化遠距居家照護系統,資料分析處理等需即時連線至雲端提供之功能模組,但生理訊號仍依「分散式遠距居家照護系統」概念儲存於每位用戶(受照護者)家裡的DDS,雲端服務提供者不負責儲存、管理使用者任何生理量測資料或隱私資料。

本計畫預定邀請有遠距健康照護需求之社區或長照機構(如安養中心)進行實際測試與導入合作,直接請該社區或照護機構直接透過雲端(網際網路)取用其所需之功能模組,自行依其本身需求建構完全符合其需求之客製化服務。本工作項目請參與的社區或照護機構,將實際使用之成效、問題回報與建議意見等回饋於本計畫,以讓本計畫進行改善各項系統設計,其期在實際操作使用上更加貼近真實需求、更為符合使用者需求,期望本計畫所研發提出之服務客製化遠距健康照護系統資訊平台在社區或照護機構中推展開來,並將實際營運之成效與建議/意見回饋於本計畫,以期在設計研發上更加貼近真實需求。

具體查核項目(2-d):完成機構客製化雲端應用情境之實際實施與評估

本子計畫三年中預期完成之工作項目與具體查核點內容與編號,整理如表1

1. 預期完成之工作項目與具體查核點之內容與編號

查核點編號

查核點名稱

前一年度已完成

第一年

第二年

Q1

Q2

Q3

Q4

Q1

Q2

Q3

Q4

Q1

Q2

Q3

Q4

0-a

資訊平台之資料庫設計與規劃

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0-b

開放式標準化之模組設計規劃

 

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0-c

使用者介面入口與基本模組群之建置

 

 

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1-a

個人健康記錄(PHR)之功能模組建置

 

 

 

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1-b

日常生活活動監測(ADL)之功能模組建置

 

 

 

 

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1-c

健康照護專家系統(Expert System)
之功能模組建置

 

 

 

 

 

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1-d

個人化最簡應用情境之實際實施與評估

 

 

 

 

 

 

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2-a

建置一模組分享平台(Module Sharing Platform)之功能

 

 

 

 

 

 

 

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2-b

整合建置與整體測試驗證

 

 

 

 

 

 

 

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2-c

個人化雲端應用情境之實際實施與評估

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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2-d

機構客製化雲端應用情境之實際實施與評估

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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參考資料

內政部統計處,2008,內政國際指標-主要國家65歲以上人口占總人口比率。

內政部統計處,2010,內政統計年報-人口年齡分配。

內政部統計處,2010我國生命表98年簡易生命表。

內政部統計處,2010,重要參考指標-重要內政統計指標。

徐業良,2008,老人福祉科技與遠距居家照護技術,滄海書局。

許哲瀚,唐憶淨,2008,遠距居家照護的現況與未來,台灣老年醫學暨老年學雜誌,3(4)34-47

行政院經濟建設委員會人力規劃處,20102010年至2060年臺灣人口推計。

Google, 2010, Google Chart API. http://code.google.com/apis/chart

Hsu, Y. L., Yang, C. C., Tsai, T. C., Cheng, C. M. and Wu, C. H., 2007, “Development of a decentralized home telehealth monitoring system,” Telemedicine and e-Health, v. 13, n. 1, pp. 69-78.

Mahoney F.I., Barthel D., 1965, “Functional evaluation: the Barthel Index.” Maryland State Medical Journal, v. 4, pp. 56-61.

Office of Health and Information Highway, Health Canada, September 1998, “International Activities in Tele-homecare: Background paper”.

R. Rivest, 1992, The MD5 Message-Digest Algorithm, MIT Laboratory for Computer Science and RSA Data Security, Inc. http://tools.ietf.org/html/rfc1321

Shneiderman, B., 1997, Designing the User Interface: Strategies for Effective Human-Computer Interaction, 5th Edition, Addison Wesley.