PiVR User Manual (Korean)

시작하며

본 가이드 문서는 환자 모니터로부터 생체 신호 데이터를 수집하여 연구를 진행하고자 하는 임상연구자들 중 라즈베리파이 (Raspberry Pi) 용 Vital Recorder (PiVR)를 이용하여 자료를 수집하고자 하는 분들을 위해 만들어졌습니다. PiVR은 자료의 대량 수집을 계획하시는 분들 뿐만 아니라 기존의 윈도우즈용 Vital Recorder (WinVR)을 더 간편하고 안정적인 시스템으로 대체하고자 하는 연구자들을 위해 만들어졌습니다. PiVR을 일종의 의료용 IoT로서 의료 장비로부터 데이터를 자동 수집하게 할 수 있습니다.

라즈베리 파이 설명: https://www.raspberrypi.org/products/raspberry-pi-4-model-b/

PiVR과 WinVR의 비교

WinVR

PiVR

장비

윈도우 호환 컴퓨터

라즈베리파이 4

운영체제

Windows 7 이상

Raspberry Pi OS (라즈베리파이 전용 Linux)

목적

자료 수집, 검토, 추출

자료 수집 전용

케이블

각종 시리얼 케이블

WinVR과 동일

장점

사용자 편의성이 높음

기능이 다양

저비용

관리 용이

단점

시스템 관리가 필요

고비용

사용자 화면이 없음

인터넷 연결이 필수

준비물

  • 라즈베리 파이 4B 모델 (1GB/2GB/4GB)
  • 5V/2A type-C 충전어댑터
  • microSD 카드 (8GB 이상) 및 카드리더기
  • 의료장비와의 연결을 위한 시리얼 케이블
  • 소프트웨어: WinVR 최신 버전, balenaEtcher

추천되는 시작 방법

PiVR은 WinVR의 사용 경험을 가진 사용자에게 추천합니다. 자신의 의료장비로부터 WinVR을 통해 데이터가 얻어지는 것을 확인 후, 케이블류는 유지한 채 본체만 윈도우용 컴퓨터로부터 라즈베리파이로 변경하는 것이 가장 쉬우면서도 안전한 방법입니다. PiVR로 시작하는 방식은 추천하지 않습니다.

VR Image 이용 설치

  • 홈페이지에서 다운로드 받은 VR Image 를 이용하여 vital recorder 를 실행하는 방법을 설명합니다.
  • 디스크 이미지를 SD 카드에 기록하는 소프트웨어인 balenaEtcher를 다운로드하여 설치합니다 (https://www.balena.io/etcher/). 프로그램 용량은 약 125MB입니다.

  • 프로그램을 실행하여 “Flash from file” 버튼을 눌러 다운로드한 이미지 파일 (.img)을 선택합니다..

  • 컴퓨터에 microSD 카드 리더기를 연결하고 카드를 삽입합니다.
  • “Select target” 버튼을 누릅니다.

  • SD 카드가 들어있는 드라이브를 선택합니다. 다른 드라이와 혼동하지 않도록 주의합니다.

  • “Flash” 버튼을 눌러 시스템 이미지를 SD카드에 기록합니다. 기록 작업이 끝나면 자동으로 검증까지 이루어집니다.

  • 여러개의 PiVR을 설치하고자  하는 경우 다른 micrSD 카드를 삽입하고 “Fash another” 버튼을 눌러 이미지 기록 작업을 반복합니다.

hotspot에 접속하여 PiVR 설정 하기

라즈베리파이 4는 4개의 USB 포트 (USB 2.0 2개, USB 3.0 2개)를 가지고 있습니다. PiVR에서는 다음과 같이 포트 이름을 정의했습니다.

각각의 포트에는 Serial to USB 케이블이 연결됩니다. 사용하는 케이블의 종류에 따라 1, 2, 4개의 시리얼 포트가 생성되어 최대 16개의 장비가 연결될 수 있습니다.

만약 케이블이 LU에 연결되었다면 아래의 표처럼 포트들이 생성됩니다. 예를 들면 2포트 제품을 사용할 경우 P1, P2 케이블에 연결된 장비들이 각각 LU1, LU2에 연결된 것으로 설정됩니다.

Serial to USB cable type

Cable figure

Port name in PiVR

1-port

LU

2-port

LU1

LU2

4-port

LU1

LU2

LU3

LU4

  • PiVR에 전원을 연결 후 vital_de0d1530(기기의 serial number) 으로 접속합니다. ( Vital Recorder는 기기 옆면에서 해당 기기의 serial number을 확인할 수 있습니다.

  • VR 초기 설정 화면입니다. VR name과 VR code를 설정합니다. VR name은 PiVR이 설치되는 침상 (또는 수술실) 이름을 사용하는 것이 일반적입니다.

( 초기 설정된 VR name은 serial number 및 VR code로 웹 모니터링에서 해당 VR 등록시에 필요합니다. )

  • 세팅값을 설정합니다. 자동기록은 케이스 간격이 10분 이상일 경우 서로 다른 케이스로 인식합니다.

- by case : 케이스별 자동 기록이 활성화되고 케이스별 시간 간격을 설정할 수 있습니다.

- by hour :  데이터 기록이 매 1시간 단위로 분할되어 계속되지만 케이스별 구분은 되지 않습니다.

  • 장비와 포트를 설정합니다.

아래 예에서, 포트에는 각각 다음과 같은 장비들이 연결되어 있습니다.

PiVR 포트

장비

케이블

포트

비고

LU

GE Solar8000

2-port 케이블 P1

LU1

Datex-Ohmeda 마취기

2-port 케이블 P2

LU2

LL

Tram-Rac

ADC용 USB 케이블

LL

RU/RL

USB 무선랜

전면포트

EV1000

전용 케이블

F1

FMS

전용 케이블

F2

TwitchView

전용 케이블

F3

Root

전용 케이블

F4

  • 장비와 포트 설정은 다음과 같이 합니다. 설정이 완료되면 apply 버튼을 눌러 설정값을 저장합니다.

  • hotspot과 무선랜 설정을 합니다. PiVR을 이용하기 위해서는 인터넷이 연결되는 환경이 필요합니다. PiVR에서는 인터넷 연결을 위해 외장형 USB무선랜을 사용합니다 (내장 무선랜은 hotspot을 생성합니다).

USB 무선랜(NEXT사의 501AC mini)을 USB 포트 중 하나에 연결해야 합니다.

SSID, Pass에 인터넷 연결이 가능한 AP의 정보를 입력합니다. 공개된 AP의 경우는 Pass를 비워둡니다.

  • 설정이 완료되면 apply버튼을 눌러 변경사항을 확인합니다.
  • 웹모니터에 VR code를 추가하고 웹모니터에서 잘 작동하는지 확인합니다.

Master Image 이용 설치

  • 홈페이지에서 다운로드 받은 Master Image를 USB 메모리에 구운 것을 Master USB 라고 합니다. 이를 이용하면 매우 쉽게 PiVR을 초기 설정하거나 리셋할 수 있습니다.
  • VR 다운로드 페이지 (https://vitaldb.net/vital-recorder/)에서 “Master Image”를 다운로드합니다. 용량은 약 700MB입니다.

Master USB를 이용한 PiVR 의 초기화 및 리셋

  • Master Image를 USB 메모리에 구운 master USB를 라즈베리파이의 파란색 USB 포트에 꽂고 전원을 연결합니다.
  • 부팅 약 20초 후 초록색 LED가 켜졌다가 약 1분 30초 후 1초 주기로 반복적으로 깜빡일 때 까지 기다립니다.

  • LED가 1초 주기로 반복적으로 깜빡이면 master USB를 빼고 전원을 재인가 합니다.
  • 이제 PiVR이 초기화 되었습니다. vital_(8자리 serial number) 에 연결하여 설정을 변경할 수 있습니다.

클라우드 데이터 확인 및 백업

PiVR은 매 기록 파일이 생성될 때마다 이를 VitalDB 클라우드로 전송하고 microSD 카드의 파일은 제거합니다. 따라서 1)  파일이 제대로 저장되었는지 확인하고  2) 향후 연구를 위해 클라우드로부터 데이터를 다운로드하여 보관할 필요가 있습니다.

VitalDB 홈페이지에서 저장된 파일 확인

  • 상단 메뉴바에서 “My Files”를 선택하면 클라우드에 업로드된 파일들의 통계 정보를 확인할 수 있습니다.

  • 좌측의 폴더를 따라 들어가 원하는 파일을 선택하면 전체 트랙이 시각화됩니다. 마우스를 이용하여 탐색을 할 수 있습니다.

  • 파일명의 체크박스를 선택한 후 “Download” 버튼을 누르면 해당 파일을 다운로드할 수 있습니다.

동기화 프로그램을 이용한 연동 설정

  • 대량의 파일을 다운로드하기 위해서는 윈도우용 Vital Recorder 설치시 함께 설치되는 VitalSync 프로그램을 이용할 수 있습니다.

  • 프로그램을 실행시키고 로그인하면 My Files와 같은 폴더 구조를 볼 수 있습니다. 파일을 저장할 곳을 “Download Target”에서 선택합니다. 좌측의 트리에서 원하는 폴더 또는 파일을 선택한 후 “Start Download” 버튼을 눌러 다운로드를 진행합니다.