Bulut teknolojisi kullanan hasta takip hizmetlerinde mikroservis temelli uç sistem tasarımı ve geliştirilmesi
Design and development of microservice based edge system in patient monitoring services using cloud technology
Yazar: SİNAN TAŞLI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ GÜNGÖR YILDIRIM
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control
Dizin: Bulut bilişim = Cloud computing ; Hasta takibi = Follow up studies ; Mikro hizmetler mimarisi = Microservices architecture ; Sağlık = Health

Özet:
Sağlık sektörünün muazzam büyüklüğü ve kendine özgü spesifik zorlukları dikkate alındığında bu sektörde kullanılacak teknolojik sistemlerin yönetilebilirliklerinin ve sürdürülebilirliklerinin ne kadar önemli olduğu bir kez daha ortaya çıkacaktır. Bu sağlık sistemlerinden biri de hem hastalara hem de sağlık personeline önemli kolaylıklar sağlayan uzaktan hasta takip sistemleridir. Son yıllardaki teknolojik gelişmeler uzaktan hasta takip sistemlerinde iyileştirmelere olanak sağlamaktadır. Özellikle bulut hesaplamanın sağladığı avantajlar ve önemli bir yazılım mimarisi olan mikroservis teknolojileri kullanılarak daha esnek hasta takip uygulamaları geliştirmek mümkündür. Bu tez çalışması, günümüzün yeni teknolojilerinin getirmiş olduğu avantajlardan faydalanan bir uzaktan hasta takip sistemi tasarımına odaklanmaktadır. En önemli özgünlüğü ise bulut sistem yükünü ve maliyetini optimize edecek uçta/kenar hesaplama alt yapısını kullanmasıdır. Ayrıca önerilen sistem üzerinde yürütülecek yazılımların yönetilebilirlikleri konteyner teknolojileri ile sağlanmaktadır. Klasik monolotik yazılım mimarilerinin uçta hesaplama için çok verimli olmamalarından dolayı mikroservis temelli yazılım mimarileri tercih edilmiştir. Bununla birlikte hastaya ve diğer yardımcı servislere ait bilgilerin dağıtık mikroservisler üzerinde nasıl tutulacağı ve yönetileceği problemi de bu tez kapsamında ele alınmaktadır. Bu tez kapsamında ilk olarak mikroservisler için ne tür bir veri yönetim modelinin kullanılabileceği incelenmiş ve aday model tipleri için gerçek zamanlı testler gerçekleştirilmiştir. Bu testlerin sonucuna göre başarılı olan model, önerilen uzaktan hasta takip sisteminde kullanılmıştır. Önerilen sistemin hayati fonksiyonları yine bir mikroservis mekanizması olan devre kesici servisler ile kontrol edilmiştir. Hem hasta tarafı hem de sağlık kurumu taraflı servisler içeren sistem, aile hekimlikleri ve onların görev kapsamında bulunan hastalara yönelik tasarlanmıştır. Performans testleri gerçek uç cihazlar kullanılarak farklı senaryolar için gerçekleştirilmiş ve sistemin performansı ispatlanmıştır.

Abstract:
Considering the enormous size and specific challenges of the health sector, the importance of the manageability and sustainability of the technological systems to be used in this sector will be seen once again. One of these health systems is remote patient monitoring systems, which provide significant convenience to both patients and health personnel. Technological developments in recent years allow improvements in remote patient monitoring systems. It is possible to develop more flexible patient monitoring applications, especially by using the advantages of cloud computing and microservice technology that is an important software architecture. This thesis focuses on the design of a remote patient monitoring system that takes advantage of these new technologies. Its most important feature is that it uses edge computing infrastructure that will optimize cloud system load and cost. In addition, the manageability of the software to be executed on the proposed system is provided by container technologies. Microservice-based software architectures have been preferred because classical monolithic software architectures are not very efficient for edge computing. In addition, the problem of how to keep and manage the data of the patient and other auxiliry services on distributed microservices is also discussed within the scope of this thesis. For this, firstly, what kind of data management model can be used for microservices has been examined and real-time tests have been carried out for candidate model types. The model, which has been successful according to the results of these tests, has been used in the proposed remote patient monitoring system. The vital functions of the proposed system are controlled by circuit breaker services, which is also another microservice mechanism. The system, which includes both patient-side and healthcare institution-side services, is designed for family medicine and patients within their scope of duty. Performance tests have been carried out for different scenarios using end devices and the applicability of the system has been proven.