[논문 리뷰] Industry 4.0 in Health care: A systematic review

Md Manjurul Ahsan, Zahed Siddique|arXiv (Cornell University)|2022. 01. 13.

COVID-19 diagnosis using AI인용 수 5

한 줄 요약

이 체계적 리뷰는 346篇의 논문에 대한 문헌학적 및 정성적 분석을 통해 산업 4.0 기술—예를 들어 IoT, 블록체인, 빅데이터, AI—이 헬스케어 시스템에 통합되는 방식을 분석한다. 코로나19 기간 동안 원격 모니터링, 안전한 데이터 공유, 디지털 공급망의 탄력성 향상을 통해 산업 4.0이 패an데믹 대응에 크게 기여한 것으로 드러났지만, 보안, 상호운용성, 윤리적 데이터 사용과 같은 과제는 여전히 남아 있다.

ABSTRACT

Industry 4.0 in health care has evolved drastically over the past century. In fact, it is evolving every day, with new tools and strategies being developed by physicians and researchers alike. Health care and technology have been intertwined together with the advancement of cloud computing and big data. This study aims to analyze the impact of industry 4.0 in health care systems. To do so, a systematic literature review was carried out considering peer-reviewed articles extracted from the two popular databases: Scopus and Web of Science (WoS). PRISMA statement 2015 was used to include and exclude that data. At first, a bibliometric analysis was carried out using 346 articles considering the following factors: publication by year, journal, authors, countries, institutions, authors' keywords, and citations. Finally, qualitative analysis was carried out based on selected 32 articles considering the following factors: a conceptual framework, schedule problems, security, COVID-19, digital supply chain, and blockchain technology. Study finding suggests that during the onset of COVID-19, health care and industry 4.0 has been merged and evolved jointly, considering various crisis such as data security, resource allocation, and data transparency. Industry 4.0 enables many technologies such as the internet of things (IoT), blockchain, big data, cloud computing, machine learning, deep learning, information, and communication technologies (ICT) to track patients' records and helps reduce social transmission COVID-19 and so on. The study findings will give future researchers and practitioners some insights regarding the integration of health care and Industry 4.0.

연구 동기 및 목표

• 체계적인 문헌 조사를 통해 산업 4.0 통합의 현재 상태와 추세를 분석한다.
• 산업 4.0에 의해 이끌리는 헬스케어 시스템 내 핵심 기술, 응용 분야 및 과제를 특정한다.
• 산업 4.0이 코로나19 패안데믹 기간 동안 원격 간호 및 공급망 관리 측면에서 헬스케어 시스템에 기여한 바를 분석한다.
• 산업 4.0 헬스케어 연구 분야에서 선도적인 국가, 기관 및 저자들을 평가한다.
• 안전하고 확장 가능하며 환자 중심의 디지털 헬스케어 시스템을 위한 향후 연구 및 실천에 실질적인 통찰을 제공한다.

제안 방법

• 투명성과 재현 가능성을 확보하기 위해 PRISMA 2015 지침을 기반으로 체계적 문헌 리뷰를 수행했다.
• ‘health care’와 ‘Industry 4.0’을 关건어로 하여 불린 연산자를 사용해 Scopus 및 Web of Science 데이터베이스를 검색했다.
• 346편의 동료심사 논문에 대한 문헌학적 분석을 수행하여 출판 추세, 핵심 저자, 기관 및 국가를 맵핑했다.
• 포괄 기준을 기반으로 32편의 영향력 있는 논문을 선별하여 정성적 분석을 수행하였으며, 핵심 주제로 개념적 프레임워크, 스케줄링, 보안, 디지털 공급망, 블록체인을 탐구했다.
• 주제 통합 기법을 사용하여 산업 4.0 헬스케어 분야의 응용, 과제 및 향후 방향성에 대한 통찰을 추출했다.
• 블록체인 기반 의료 기록, IoT 기반 원격 모니터링, AI 기반 자원 배분과 같은 기술적 기여를 평가했다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 의료 시스템에서 산업 4.0의 가장 두드러진 기술과 응용 분야는 무엇인가?
• RQ2 산업 4.0은 코로나19 패안데믹 기간 동안 헬스케어 시스템의 탄력성에 어떻게 기여했는가?
• RQ3 의료 분야에서 산업 4.0을 구현함에 있어 데이터 보안 및 상호운용성과 관련된 주요 과제는 무엇인가?
• RQ4 의료 분야의 산업 4.0 연구에서 선도적인 국가, 기관 및 저자는 누구인가?
• RQ5 안전하고 확장 가능하며 환자 중심의 디지털 헬스케어 시스템을 위한 향후 연구 및 실천 기회는 무엇인가?

주요 결과

• 의료 분야의 산업 4.0 연구에서 이탈리아가 출판 수량 기준으로 선두를 차지하며, 이어 영국과 중국이 뒤를 잇는다.
• IEEE Access, Sensors, 그리고 Sustainability는 산업 4.0 의료 분야 논문을 발표하는 상위 3개의 저널로, 다학제적 관심을 반영한다.
• Kumar Satish가 가장 다수의 논문을 발표한 저자이며, 기술대학교 코시체가 가장 생산성 높은 기관이다.
• 산업 4.0 기술은 원격의료, 원격 모니터링 및 실시간 데이터 공유를 가능하게 하여 패안데믹 대응에 크게 기여했다.
• 블록체인 기술은 안전하고 투명하며 탈중앙화된 의료 기록 관리 잠재력을 보이며, 기존 전자 헬스 시스템과의 통합은 여전히 과제로 남아 있다.
• 지속적인 과제로는 데이터 보안, 신원 확인, 탄소 배출 감소, 의료 시스템의 장기적 공급망 탄력성이 있다.