[논문 리뷰] AR-based Modern Healthcare: A Review

Jinat Ara, Hanif Bhuiyan외 3명|arXiv (Cornell University)|2021. 01. 16.

Augmented Reality Applications참고 문헌 23인용 수 10

한 줄 요약

이 논문은 수술, 원격의료, 응급진단 및 의료 교육 분야에 중점을 두어 증강현실(AR) 기반 의료 기술을 검토한다. AR 전용 개인정보 및 보안 위험을 해결하기 위한 보안 모델을 제안하며, AR 통합 의료 시스템 분야의 현재 발전, 도전 과제 및 향후 연구 방향을 분석한다.

ABSTRACT

The recent advances of Augmented Reality (AR) in healthcare have shown that technology is a significant part of the current healthcare system. In recent days, augmented reality has proposed numerous smart applications in healthcare domain including wearable access, telemedicine, remote surgery, diagnosis of medical reports, emergency medicine, etc. The aim of the developed augmented healthcare application is to improve patient care, increase efficiency, and decrease costs. This article puts on an effort to review the advances in AR-based healthcare technologies and goes to peek into the strategies that are being taken to further this branch of technology. This article explores the important services of augmented-based healthcare solutions and throws light on recently invented ones as well as their respective platforms. It also addresses concurrent concerns and their relevant future challenges. In addition, this paper analyzes distinct AR security and privacy including security requirements and attack terminologies. Furthermore, this paper proposes a security model to minimize security risks. Augmented reality advantages in healthcare, especially for operating surgery, emergency diagnosis, and medical training is being demonstrated here thorough proper analysis. To say the least, the article illustrates a complete overview of augmented reality technology in the modern healthcare sector by demonstrating its impacts, advancements, current vulnerabilities; future challenges, and concludes with recommendations to a new direction for further research.

연구 동기 및 목표

• AR 기반 의료 기술의 최근 발전과 임상 워크플로우에의 통합을 검토하기 위해.
• 수술, 응급의료, 원격의료 및 의료 교육 분야에서 AR의 핵심 응용을 특정하기 위해.
• AR 의료 시스템에 특화된 현재의 보안 및 개인정보 위협을 분석하기 위해.
• 의료 분야의 AR 관련 사이버 위험을 완화하기 위한 전용 보안 모델을 제안하기 위해.
• AR 기반 의료 혁신의 향후 연구 방향과 기술적 과제를 제시하기 위해.

제안 방법

• 2015~2021년도 동안의 AR 의료 분야에 관한 동료 심사 논문 및 기술 보고서에 대한 체계적 검토.
• AR 응용을 임상, 교육 및 운영 영역으로 분류.
• 데이터 泄露, 위조 공격, 비승인 접근과 같은 AR 의료 시스템의 보안 및 개인정보 위협 식별.
• 시스템 아키텍처 기반의 AR 전용 공격 용어 정의 및 위협 모델링.
• AR 의료 플랫폼을 위한 액세스 제어, 데이터 암호화 및 실시간 모니터링을 통합한 다층 보안 모델 설계.
• 스마트 안경 및 모바일 AR 시스템과 같은 기기 간의 AR 플랫폼 호환성 및 상호운용성 분석.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 현대 의료 환경에서 증강현실은 현재 어떻게 응용되고 있는가?
• RQ2 의료 분야의 AR과 관련된 주요 보안 및 개인정보 위험은 무엇인가?
• RQ3 임상 환경에 AR을 구현할 때의 주요 기술적 및 운영적 과제는 무엇인가?
• RQ4 의료 분야의 새로운 사이버 위협으로부터 AR 시스템을 어떻게 보호할 수 있는가?
• RQ5 AR 기반 의료 솔루션을 발전시키기 위해 필요한 향후 연구 방향은 무엇인가?

주요 결과

• 수술 분야의 AR 응용은 환자 해부학적 구조의 실시간 시각화를 가능하게 하여 정밀도를 향상시키고 합병증을 감소시킨다.
• AR를 활용한 원격의료 및 원격 진단은 접근성이 낮은 지역에서 전문의의 진료 접근성을 향상시킨다.
• 전통적 방법에 비해 AR을 활용한 의료 교육은 학습자 참여도와 절차 기술 습득 능력을 향상시킨다.
• 제안된 보안 모델은 역할 기반 액세스 제어와 종단 간 암호화를 통해 센서 위조 및 데이터 유출과 같은 AR 전용 위협을 해결한다.
• 현재의 AR 의료 시스템은 지연, 하드웨어 제약 및 규제 준수 문제로 어려움을 겪고 있다.
• 다양한 AR 플랫폼 간의 상호운용성은 광범위한 임상 적용을 저해하는 장벽으로 남아 있다.