撒哈拉以南非洲远程医疗用户满意度的预测评估

⃝⃝可在www.sciencedirect.com上在线获取ScienceDirectICT Express 2（2016）163www.elsevier.com/locate/icte预测撒哈拉以南非洲远程医疗系统用户满意度蒂埃里足球俱乐部放大图片作者：Edoha，Ahmad Dooguy Korab，Pravin Pawarc，G.克里斯汀·库利巴利b，Bidossessi R.U. 阿拉哈萨da慕尼黑工业大学应用软件工程系主任，Boltzmannstr。 3 85748 Garching，Munich，GermanybEcoleEscherieu reMultinationaledeTelecciliations，Labo r atoi r ee-IN OV，BP10000DakarLiber te'，Sen e galc国家理工学院计算机科学与工程系，果阿，Farmagudi，Ponda 403401，印度 d阿波美-卡拉维大学，CampusUniversitaire接收日期：2016年8月8日;接收日期：2016年10月19日;接受日期：2016年10月20日2016年11月14日在线发布摘要在我们对发展中国家，特别是撒哈拉以南非洲国家的文献回顾和现场研究中，我们无法指出任何衡量远程医疗系统提供的服务质量（QoS）和体验质量（QoE）的努力，因此无法了解撒哈拉以南非洲国家用户满意度的总体水平因此，我们进行了定性和定量的研究，实验来衡量QoS性能和终端用户的QoE感知的远程医疗系统。基于所获得的结果，我们提出了一个数学公式来预测QoE的QoS测量值的基础上，因为一个已知的关系存在于QoS和QoE。c2016韩国通信信息科学研究所。出版社：Elsevier B.V.这是一篇开放获取的文章，CC BY-NC-ND许可证（http：//creativecommons. org/licenses/by-nc-nd/4. 0/）。关键词：远程医疗;关键性能指标; QoS; QoE; QoX; QoE预测1. 介绍远程医疗是医疗保健专业人员使用电子信息和通信技术为不同地点的患者提供临床服务。流行的远程医疗应用，例如视频会议、诊断图像的传输和生命体征的远程监测，通常使用电信和/或联网技术来远程提供健康护理服务。这些远程医疗应用产生各种流量类型，包括音频、文本、图像和流媒体视频，其数据传输要求应该由底层网络连接来满足，以向用户提供高质量的服务。一个网络满足规定的和*通讯作者。电子邮件地址：oscar. gmail.com，edoh@informatik.tu-muenchen.de（T.O.C. Edoh），ahmed. esmt.sn（A.D.Kora），www.example.compravin.pa @ gmail.com（P.Pawar），bidossessi. gmail.com（B.R.U.）。Alahassa）。同行评审由韩国通信信息科学研究所负责。本文是题为《新兴市场特别问题》的特刊的一部分。医学诊断技术由Ki H.Chon，Sangho Ha，Jinseok Lee，Yunyoung Nam，Jo Woon Chong and Marco DiRienzo.用户的隐含连接需求以术语服务质量（QoS）。 最终用户[1]主观感知的应用程序或服务的整体可接受性称为体验质量（QoE或QoX），并且取决于底层通信系统提供的QoS [2]。我们将QoS称为客观的质量测量，因为它的评估包括测量网络/系统性能。我们指的是QoE作为一个主观的质量测量，其评估包括采访用户的远程医疗系统对他们的经验，是基于他们的满意度。许多远程医疗应用旨在改善发展中国家的医疗保健服务。然而，据我们所知，目前还没有在西非国家进行系统的研究，以评估远程医疗系统，解决方案或应用程序的QoS和QoE。此外，文献综述和现场访谈显示，缺乏努力提出来衡量与使用远程医疗系统在撒哈拉以南非洲地区的QoE。远程医疗研究中的这一空白为调查发展中国家远程医疗系统用户所体验的整体QoE提供了机会。http://dx.doi.org/10.1016/j.icte.2016.10.0062405-9595/c2016韩国通信信息科学研究所。Elsevier B. V.的出版服务。这是CC BY-NC-ND许可证下的开放获取文章（http：//creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4. 0/）。164作战指挥官Edoh等人/ICT Express 2（2016）==这项研究的主要目的是衡量总体水平的用户满意度（QoE）有关的远程医疗保健系统，并确定QoS和QoE之间的相关性，以更好地预测用户满意度与远程医疗保健系统，特别是在撒哈拉以南非洲（SSA）国家。这项研究的预期影响是克服缺乏 在世界的这个区域远程医疗领域的监管。远程医疗产品在美国和欧盟被视为医疗产品，因此通过FDA（美国）和CE（欧盟）等机构的指令进行监管。不幸的是，非洲国家缺乏这些管理手段。因此，我们的研究结果将使患者和医疗保健专业人员认识到远程医疗的潜在用途，因此可以作为制定该领域法规的基准。本研究采用案例研究方法，调查两个国家的远程医疗，即，塞内加尔和马里。公共卫生系统，文化和传统习俗，经济问题和其他生活方式因素在所有SSA国家都是相似的[3，4]。基于这些事实，我们选择了这两个国家，因为那里的人们在使用远程医疗产品方面有着广泛的经验。本文的其余部分组织如下：第2节介绍了现有的科学文献的最新技术，重点是远程医疗和QoS和QoE在远程医疗领域。在两个西非国家进行的材料、研究方法和实验研究工作(1)马里和（2）塞内加尔，在第3节中讨论。第4节介绍并讨论了结果，并提出了一个公式描述QoS和QoE之间的关系。最后一节概述了这项研究工作的结论和开放的问题，可以考虑在未来的工作。2. 定义和相关工作QoS与网络性能密切相关，而国际电信联盟（远程医疗领域的最新研究集中在依赖于QoS的QoE上。[6]阐明了QoS和QoE在接受eHealth服务中的作用，并得出结论，为了适当地在eHealth中进行QoE研究，必须考虑用户参与和QoE的其他方面。根据该框架，[7]评估了患者远程监护服务的QoE，其中26名患者使用医疗传感器和基于智能手机应用程序的服务来测量生命体征。这些结果表明，QoE与移动界面的感知有效性、进行血压测量任务的感知容易性以及使用服务的动机之间存在很强的相关性。注意，不存在可以用作参考的广泛接受的远程医疗QoE参数或数据集（即，一个[7]还强调了QoS和QoE之间的关系，确定并分析了在进行相关QoE评估时必须考虑的影响QoE的因素，远程医疗[6，8，9]都同意缺乏远程医疗QoE测量的既定标准以及QoE对QoS的依赖性，QoS测量网络性能的技术参数。QoS与网络性能密切相关，许多研究人员使用各种工具对其进行了评估。根据James Martin [10]的说法，Ookla速度测试[11]，辅以ping测试工具[12]，宽带报告和测量实验室[13]可以被认为是最先进的网络性能测量工具。我们所采取的QoS评估方法包括测量技术网络参数，如延迟，抖动，丢包率，可用性，可靠性和资源充足性，所有这些都影响远程医疗服务的QoE。在这项研究中，我们使用Ookla速度测试工具我们的QoE评估方法侧重于记录远程医疗服务会话期间的用户感知，与医疗专家进行视听交流。我们记录用户MOS是电话网络中常用的测试，用于获取用户对网络质量的看法。MOS是所有单个评分的算术平均值，范围为1（最差）至5（最佳）。3. 材料和方法我们引入了远程医疗服务质量（QoTS）的概念，它结合了在为期一年的时间里，我们在塞内加尔和马里的城市和农村卫生中心进行了定性和实证研究，以衡量远程医疗服务的QoS和QoE。(1) 实验性远程会诊我们的一组实验包括在M5个不同的保健中心-终端和诊所（见表1）来测量QoS和QoE。 为了获得一个显着的MOS，我们模拟一个实际的远程医疗活动。我们利用安装在个人计算机上的Skype作为远程会诊应用程序的通信平台，使我们能够测量我们的伪远程会诊系统的QoS。我们还改变了测试区域，以获得有关所使用的各种网络质量的有意义和/或重要数据。(2) 用户满意度（QoE）为了更好地了解主观和客观质量测量之间的联系，我们对参与研究的5名医疗保健专业人员和20名患者（N25，见表2）进行了定量和定性的论文调查和访谈，了解他们对远程会诊以及其他远程医疗平台的体验，特别是iPath [14]和IKON [15]。这些远程医疗平台在撒南非洲国家，特别是在马里普遍使用。iPath和IKON远程放射学都提供医学专业知识和远程诊断等功能。全科医生（GP）或护士，特别是在农村地区，作战指挥官Edoh等人/ICT Express 2（2016）165=表1参与研究的健康中心表3Avg. ADSL连接的QoS测量结果号面额主要医疗活动地理位置速度下载上传延迟QoS（x）1顶点G远程专业知识马里巴马科（Mbps）（Mbps）（Mbps）（毫秒）2顶点G远程放射马里巴马科10.6280.2562.40.353HOOPITALF AN 远程专业知识达卡河21.610.37634.091.054凯尔西洛眼科咨询达卡河43.610.2826.52.535加斯帕·卡马拉一般顾问达卡河106.270.3644.333.80表2表4研究参与者。QoE测量结果。用户类别Number的平均持续时间采访问题类别用户%满意用户参与（分钟）批准优秀非常好好公平平庸患者203320画质百分之五百分之二十五百分之六十一百分之七百分之二医疗保健专业人员51725音频质量百分之二十百分之二十五百分之五十三百分之一点五百分之零点五视频质量百分之二百分之二十五百分之六十三百分之八百分之二工具的处理和0%的百分比0%的百分比百分之十五百分之八十二百分之三由专业医疗人员远程协助Un-设备幸运的是，iPath平台不提供护理质量0%的百分比百分之二十百分之七十五百分之五0%的百分比实时通信;因此，它在紧急情况下没有用-系统受益百分之九百分之十一百分之七十百分之七0%的百分比cies.(3) 试验系统我们的测试系统包括一个Skype呼叫接口，用于IP电话（ToIP），视频会议和文件传输。Skype是免费的，可以从我们的测试地点塞内加尔轻松访问。我们使用Skype连接患者和医生，使用我们基于Skype的测试系统和具有不同数据连接速率（1，2，4）10 Mbps）。使用1、2和4 Mbps速率在病人端和10Mbps在医生端。我们执行这些步骤以确认推荐的技术指标值。我们的目标也是确定主观和客观测试之间的相关性，并最终确定远程医疗服务或系统所需的性能水平。该研究的总体目标更侧重于确定QoS和QoE之间的相关性，但不是基于年龄或性别等因素来评估QoE。因此，我们仅关注角色（患者/医疗保健专业人员），如表2所示。4. 结果和应用4.1. QoS测量结果在本文中，我们提出了一个称为全局QoS（x）的函数，使我们能够根据数据速率和延迟值比较网络QoSQoS（x）=D/log10（τ），（1）其中，D是用户感知的下行或上行数据速率（单位：Mbps），τ是延迟（单位：ms），它决定了服务等级，x是由D和τ组成的多变量x（ D，τ）。我们认为数据速率和延迟是代表性参数，因为高数据速率和低延迟与更好的用户体验相关，反之亦然。此外，委员会认为，166作战指挥官Edoh等人/ICT Express 2（2016）许多公开可用的工具（例如，SpeedTest）用于测量这些参数。我们使用SpeedTest（一种测量互联网连接速度的工具）[11，12]来测量网络QoS参数。下载和上传带宽以及ping（延迟）时间等参数可以使用SpeedTest进行测量。平均数据速率和延迟测量值以及每种ADSL连接类型的全局QoS（x）值如表3所示。4.2. QoE测量结果在我们的研究中，我们随机选择了20名患者（见表2）进行面对面访谈和纸质问卷调查。我们采访了这些用户，了解他们的系统性能和满意度（QoE）：(1) 仅支持系统的网络性能，(2) 仅通过远程医疗系统提供的医疗保健服务的性能和/或质量，以及(3) 网络的性能以及所提供的护理服务的质量。用户满意度见表4。结合这三个类别的结果，我们分析了测试和纸质访谈的结果。图1进一步示出了来自所有测试参与者的总体分数，表明20个用户中的15个对所提供的QoS满意，而4个用户非常满意（MOS评级在3.5和4之间）。据用户说，所提供的服务是良好的，以优良的质量。平均MOS值为3.065。因此，总体水平 对服务的满意度为中等，这可能归因于网络QoS较差。4.3. 预测QoE使用先前的实验，我们可以首先调查QoS和QoE是否是关联的，并且因此建立新的QoS和QoE的关联。作战指挥官Edoh等人/ICT Express 2（2016）167Fig. 1.远程医疗用户图二.作为全局QoS函数的网络性能的患者QoE评级。表5测量的QoS和相应的MOS。参数优秀好可接受坏贫困QoS（x）>66–22-0.40.4-0.20.2-0MOS [11]5–44-3.53.5-2.52.5-2<2绩效评价的相关模型。第4.1节中描述的全局QoS（x）函数使我们能够计算QoS及其相应的QoE。这种方法包括找到一个适当的QoS表达式，使链接获得相应的用户MOS评级的值。通过这些措施，我们注意到QoS和QoE之间的以下依赖关系：QoE=αln（QoS）+β，（2）其中（α，β）是远程医疗系统的值，并根据收集的数据在图2QoS值越高，由MOS测量的用户满意度越高。表5列出了撒哈拉以南非洲国家远程会诊具体情况下远程医疗服务的QoS（x）和MOS值，便于判断远程医疗系统的性能水平。4.4. 应用远程医疗越来越受欢迎，特别是在非洲国家，其中许多国家在这一领域缺乏监管。青年企业家正在为非洲人口提供电子保健应用程序和系统;然而，大多数这些都不适合市场，因此失败了。失败的主要原因包括用户满意度低和对人口健康的影响无法量化。我们研究的结果可以帮助电子健康应用程序和远程医疗开发人员预测用户对应用程序的满意度，而无需进行昂贵的调查来评估QoE并随后修复任何问题，以提高QoS，从而提高QoE。评估QoS成本更低，可以使用SpeedTest等工具完成实验结果和全球服务质量功能可用作伪监管指令，以提高远程医疗和电子保健应用的质量，减少对用户健康的负面影响，并提高这些非洲国家的用户满意度5. 结论和今后的工作在这项研究中，我们调查了部署在发展中国家的远程医疗系统的QoS和QoE，两个西非国家的具体实验案例研究。在我们的实验中，我们报告了患者对所提供服务的总体评价。根据我们获得的结果，我们注意到QoS和QoE之间的正相关性;更高的QoS值与MOS测量的更高的用户满意度有关。我们设计了一个公式，预测QoE的MOS的基础上的全局QoS值。我们的工作对于制定撒哈拉以南非洲国家远程医疗使用和应用的法规以及希望在发展中国家部署电子医疗服务的企业家在未来的工作中，我们将调查如何预测用户满意度可能会影响系统的实施和使用或推出的远程医疗解决方案，以改善医疗服务不足的地区的医疗服务提供。引用[1] 卫生组织，《支持卫生组织人人享有健康全球发展战略的健康电信政策[2] M. Ullah，M. Fiedler，K. Wac，关于电子健康服务的服务质量和体验质量要求的模糊性，在：2012年第6届医疗信息和通信技术国际研讨会（ISMICT），IEEE，2012年，第一比四[3] T.O. Edoh，信息和通信技术系统，enGesundheitssystemenderAfrikanischenEntwicklungs laünder. 一个坐在慕尼黑联邦国防军旁边的人：雅典娜. 2010年。 从https://athene-forschung.unibw.de/node? id=88986。[4] T.O.埃多湾Teege，利用信息技术改善发展中国家的药学服务。案例 研 究 ： 贝 宁 ， J. Med. 系 统 35 （ 5 ） （ 2011 ）1123http://dx.doi.org/10.1007/s10916-011-9717PMID：21519942。[5] S.G. 12 ITU-T，多媒体应用的主观视频质量评估方法，国际电信联盟，2008年。[6] L. 斯科林-卡波夫岛Dobrijevic，D. Piplica，《远程患者监护服务的体验质量评估：一项考虑可用性方面的研究》，Int. J. Mob。Hum.Comput.互动. （IJMHCI）6（2014）59-89。[7] M.V arela ，T. 我也 是 ， J. Merilahti， 急 诊室 Rodrguez， A. Runge，QuoTean extensible platform for QoE monitoring and benchmarking oftelemedicineapplications ， in ： 2014 IEEE16th InternationalConference on e-Health Networking ， Applications and Services ，（Healthcom），IEEE，2014，pp. 61比65168作战指挥官Edoh等人/ICT Express 2（2016）[8] ZGL 克里斯汀·卡维诺-梅纳德，P. L. Callet，远程医疗的QoE：挑战和趋势，Appl. Digit。图像处理。（2013年）。[9] A. Takahashi，K. 山岸湾Kawaguti，Recent activities of QoS/QoEstandardization in ITU-T SG12，NTT Tech.Rev. 6（2008）1[10] J. 马丁，评估网络得分作为宽带测量平台访问性能，2015年。[11] Ookla，Oct. 2015. http://www.speedtest.net/网站。[12] Ookla，Oct. 2015. http://www.pingtest.net/网站。[13] C. Dovrolis，K. Gummadi，A.Kuzalovic，S.D.Meinrath，测量实验室 ： 概 述 和 对 研 究 社 区 的 邀 请 ， ACMSIGCOMM COMPUT 。Commun. Rev. 40（2010）53-56。[14] K. Brauchli ， D. 奥 马 奥 尼 湖 巴 拿 赫 ， M. Oberholzer ， iPath-atelemedicine platformto support health providers in low resourcesettings，Stud. Health Technol.Inf.114（2005）11-17。[15] B. Diarra，Biland'act i vit e 'du projet de t e' l e 'radiologie I KON（T h e' se deM e'decine），2007.