기획시리즈 기획시리즈 IT융합 신산업 대상으로서 의료 IT 융합 동향 한태화 연세대학교 의과대학 연구교수 taehwa.han@gmail.com 황인정, 손재기 명지병원, 전자부품연구원 1. 서론 2. 질병 통계가 반영하는 의료 IT 3. 이해관계자의 니즈와 산출물 4. 융합 의료 IT 의 발전 방향 1. 서론 모건 스탠리의 2014 년 인터넷 이용자와 스마트폰 가입자에 대한 보고서에 의하면 인 터넷 사용자의 증가율이 매해 10%로 천천히 증가하는 반면, 스마트폰 가입자는 20% 이 상, 태블릿 이용자는 52% 이상, 모바일 데이터 트래픽은 81% 이상의 속도로 증가한다고 보고하고 있다[1]. 특히, 이러한 IT 융합의 새로운 서비스 중 하나가 의료 분야이며, 의료 IT 라고 하는 용어자체가 융합을 내포하고 있다. 의료 IT 는 융합이라는 용어에 맞게 다양 한 이해관계자가 존재하고, 임상부터 비즈니스 프로세스, 시스템ㆍ센서, 유무선, 데이터, 경영을 포함한다. 임상 데이터를 추출ㆍ분석ㆍ관리하는 모든 영역에서 IT 가 기여하고, 업 무의 효율을 향상시키거나 데이터의 정확성 확보, 의료진과 환자의 커뮤니케이션 지원, 임 상 및 환자 교육, 경영지표, 외부와의 연계를 위해 사용하기도 한다. 본 고에서는 IT 와 의료의 융합 사례를 나열했다. IT 가 발전함에 따라 의료에서도 많 은 변화가 일어나고 있다. 병원에 환자가 도착하면 등록된 개인정보에 의해 진료를 받고 환자의 검사결과는 시스템을 통해 의사에게 즉시 전송되며, 진료 후 키오스크에서 진료비 를 납부하고 약처방내역은 약국으로 바로 전송되기도 한다. 그리고 예약날짜를 메시지로 보내주기도 한다. 아직 보편적이지 않지만 검사, 약물정보를 웹이나 앱을 통해 개인이 확 인할 수도 있고 질병에 따라 운동 및 식이정보를 전달받기도 한다. * 본 내용과 관련된 사항은 연세대학교 의과대학 한태화 연구교수 ( 02-405-5201)에게 문의하시기 바랍니다. ** 본 내용은 필자의 주관적인 의견이며 IITP 의 공식적인 입장이 아님을 밝힙니다 정보통신기술진흥센터 13
주간기술동향 2015. 11. 25. <자료>: Details on Internet Users & Smartphone Subscribers in Appendix. Source: Tablet growth per Morgan Stanley Research, 2014. 의료 IT 분야 중 의료시스템이라면 X-ray, CT, MRI 영상을 들고 다니지 않고 전송해서 볼 수 있는 PACS(Picture Archiving Communications System)에서부터 병원전산화 EMR (Electronic Medical Records), 상호운용성을 위한 EHR(Electronic Health Records), 개 인건강정보의 관리를 위한 PHR(Personal Health Records)이 있다. 시스템이 발전을 거듭 <표 1> 의료영상진단기중 내시경 시장 구분 2011 년 시장규모 및 2016 년 시장규모 예상 1. 복강경 내시경 2. 비뇨기과 내시경 3. 소화관 내시경 4. 관절경 내시경 5. 이비인후과 내시경 6. 산부인과 내시경 7. 신경 내시경 8. 기타 내시경 (그림 1) 스마트폰 사용자 증가율 2011 년 시장규모는 미화 68 억 달러에 이르고, 2016 년까지 복합연간성장률(CAGR) 9.2%로 확대되어 미화 106 억 달러에 도달할 것으로 예측 2011 년 미화 41 억 달러에 이르고, 2016 년까지 복합연간성장률(CAGR) 3.5%로 확 대되어 미화 약 49 억 달러에 도달할 것으로 예측 2011 년 미화 37 억 달러에 이르고, 2016 년까지 복합연간성장률(CAGR) 5.7%로 확 대되어 미화 49 억 달러에 도달 할 것으로 예측 미화 32 억 달러에 이르고, 2016 년까지 복합연간성장률(CAGR)9.1%로 확대되어 미 화 50 억 달러에 도달할 것으로 예측 2011 년 미화 24 억 달러에 이르고, 2016 년까지 복합연간성장률(CAGR) 5.7%로 확 대되어 미화 32 억 달러에 도달할 것으로 예측 2011 년 미화 13 억 달러에 이르고, 2016 년까지 복합연간성장률(CAGR) 3.4%로 확 대되어 미화 약 15 억 달러에 도달할 것으로 예측 2011 년 미화 14 억 달러에 이르고, 2016 년까지 복합연간성장률(CAGR) 3.7%로 확 대되어 미화 약 17 억 달러에 도달할 것으로 예측 2011 년 미화 약 18 억 달러에 이르고, 2016 년까지 복합연간성장률(CAGR) 1.4%로 확대되어 미화 19 억 달러에 도달할 것으로 예측 <자료>: BBC Research 사 Endoscopy Devices: Applications and Global Markets - 내시경 검사기기: 용도와 세계 시장 보고서, 2014. 14 www.iitp.kr
기획시리즈 IT융합 <자료>: SRI 보고서 2012. (그림 2) 만성질환 및 건강관리 웰니스 관련 해외시장 하는 것은 이해관계자의 니즈에 맞추고자 변화하고 있기 때문이다. 이에 따라 의료 서비스 도 다양화되고 있다. 의료시스템의 전산화는 정보의 표준화, 업무 효율, 위험의 사전방지 등 많은 장점이 있다. 국내 병원에서 PACS 도입은 90%가 넘었으며, EMR 도 33% 이상 (2012)을 차지하고 있다. 특히, 대형 시스템 외에 병원 내 영상장비 중 급격히 확대되고 있는 것은 내시경 시장이다. 최근에는 이러한 영상기기뿐만 아니라, IT 기술과 접목된 생체신호를 측정하는 센서로 기술의 확대를 도모하고 있다. 활동량과 심박정보를 측정하는 스마트시계, 모바일 통신과 연결된 센서기기(산소포화도, 체온, 호흡)가 있으며, 웰리스 관점의 각종 건강앱(활동량, 식사량 측정 및 관리)과 질병관리 앱(당뇨관리를 위한 앱, 암환자용 앱, 임산부용 앱) 교육 용 앱 및 시스템(내시경 교육앱, 호흡량을 측정하는 앱)이 존재한다. 생체신호를 측정하고 기록하여 위험시 대비하거나 생활습관을 개선하고자 하는 것이 주 목적이고 교육용 앱의 경우, 올바른 정보를 제공하는데 목적이 있다. 데이터 활용측면에서 보면 주로 의사결정을 지원하는 시스템으로 발전하고 있다. 대표 적으로 환자의 생체정보 및 검사결과를 입력하면 질병 및 치료방법을 제안해주는 IBM 의 인지컴퓨팅 WASON 이 있고, 국내 병원은 약물부작용, 산모에게 처방하지 않아야 하는 약물 처방 금지 등 사전에 위험요소를 방지하기 위한 CDSS(Clinical Decision Supporting 정보통신기술진흥센터 15
주간기술동향 2015. 11. 25. System)가 있으며, 데이터의 이해측면을 보면 환자들이 이해하기 어렵거나 해석이 어려 운 의료 데이터를 인지하기 쉽도록 제공해주는 데이터 시각화 방법이 개발되어 주로 검진 결과지나 환자교육 프로그램에 사용된다. 그리고 일반적인 텍스트 외 영상이미지를 분석 하기도 하고 해외와 협력하여 감염 및 전염병을 조기 예측하거나 예방하기도 하며, 사용 범위에 따라 알고리즘에 의해 중환자의 모니터링시스템, 응급알람시스템을 개발하여 사용 하기도 한다. 통신과의 융합측면으로 보면 사물인터넷(IoT)를 활용하여 약물전달의 오류를 줄이고 각종 약물 및 비품관리에 활용할 수 있으며 번거로운 결제를 손쉽게 수행할 수도 있다. 그 리고 전통적인 의료기기를 통신, 데이터 분석, 디자인을 결합하여 보다 사용성을 높여 개 발하기도 하고 초소형 마이크로 로봇을 개발하여 질병진단 및 치료를 하기도 하며, 질병 에 따라 인체에 삽입하고 생체정보를 외부로 전송하는 인체 삽입 의료기기를 개발하기도 한다. 그러므로 의료 IT 는 임상을 지원하기도 하며 데이터를 분석하고 의료기기를 개발하여 통합시스템을 구축하고 의료 서비스를 지원한다. 기존 IT 가 의료와 융합을 이루기 위해서 는 각 이해관계자의 니즈를 파악해야 한다. 의료라는 것이 공공의 성격을 포함하고 있기 때문에 개발 목적에 따라 다양한 형태로 구축된다. 이와 같이 의료 IT 를 기획할 때 가장 중요한 것이 질병에 관한 통계일 것이다. 그러므로 본 고에서는 일반적인 국내 통계 정보 를 소개하고 각 이해관계자의 니즈와 통계에 의해 개발된 제품에 대해 소개하고자 한다. 2. 질병 통계가 반영하는 의료 IT 일반적인 질병에 대한 통계는 생활통계의 연장선상에서 다양하게 조사ㆍ보고된다. OECD 와 WHO 는 매해 건강과 보건에 대한 다양한 글로벌 통계를 생산하여 보고하며, 각 국가별로도 건강통계는 매해 보고된다. 이러한 통계적인 자료는 의료 및 보건서비스 분야 와 IT 기술의 접목에 있어서 동기를 부여하기도 한다. 국가 통계포탈에서 보면 2012 년 한국인 사망원인 5 대 질환은 악성신생물, 뇌혈관질환, 허혈성 심장질환, 폐렴, 간질환으로 분류되고 있다. 악성신생물 중 발생률은 갑상선암이 1 위이며 위, 대장, 폐, 유방, 간암 순 이고 생존율의 경우 갑상선, 위, 대장, 폐, 유방, 간암순이다. 사망률의 경우 폐암이 사망률 1 위(2013 년)이며, 간암, 위암, 대장암, 췌장암 순으로 알려져 있다. 국내 다빈도 수술 5 16 www.iitp.kr
기획시리즈 IT융합 대 질환으로는 백내장, 치핵, 제왕절개, 충수염, 추간판장애이며, 내원 일수 5 대 질환으로 는 기관지, 인두염, 상기도감염, 치아 및 지지구조 장애, 배병증, 피부 및 피하조직 질환으 로 구분된다. 그러므로 주요 질병군은 암, 뇌혈관ㆍ심혈관 질환, 호흡기 질환으로 볼 수 있다. 만성질환 측면을 보면 65 세 이상의 8 대 만성질환은 고혈압, 관절병증, 당뇨병, 고지혈 증, 악성신생물, 뇌혈관질환, 허혈성심질환, 결핵이며 유병률이 79.6%에 달하고, 이들 질 환자 중 61.3%는 2 개 이상의 복합질환자이다. 만 19 세 이상의 8 대 만성질환 유병률은 28% 이며 질환자 중 47.1%가 2 개 이상의 질환을 가지고 있다. 만성질환은 관리에 의해 삶의 질이 많이 달라지므로 주로 예방과 관리에 관한 산출물이 존재한다. 즉, 다각화된 질병통 계는 의료 IT 구축 기획을 위한 주요한 요인이 되며, 의료기기 및 의료 서비스를 개발하 는 개발 목표 및 지료를 제공한다. 3. 이해관계자의 니즈와 산출물 질병통계뿐 아니라 이해관계자의 니즈도 의료 IT 개발에 중요한 요인이며 이해관계자 는 환자, 국가, 의료진, 병원, 기업 등이 존재한다. 이해관계자가 다양한 이유는 의료영역 자체가 공공의 목적 및 개인의 목적 등 다양한 관점이 존재하기 때문이다. 의료 IT 는 주 요 질병군에 대해서도 관심을 가져야 하고 치료뿐만 아니라 삶의 질을 높이기 위해 예방 측면도 고려해야 하며 희귀난치질환의 예방과 진료, 환자안전, 감염예방 및 비정기적인 전 염병도 대비해야 한다. 그러므로 공공성, 시급성, 파급효과, 경제성 등 다양한 측면을 고려 되어야 한다. 각 이해관계자의 니즈를 살펴보면 의료진의 경우, 빠른 의사결정지원, 커뮤니케이션의 정확성, 반복업무 감소, 중요 데이터 알람, 정확한 데이터 측정 및 전송, 환자상태 측정의 용이성 등이다. 이에 따라 EMR 시스템, CDSS, 알람 모니터링의 시스템 개선이 이루어지 고 있다. 환자의 니즈를 살펴보면 의사와의 정확한 의사소통, 대기시간 감소, 의료비 감소 이며 이에 맞춰 병원시스템의 개선, 데이터 시각화, 병원외부에서 사용하기 편리한 의료기 기의 개발, 교육용 앱 개발이 이루어지고 있다. 병원의 니즈는 환자안전, 충성도 높은 환 자의 증가이므로 환자안전을 위한 지표개발, 효율적인 경영을 위한 통계 및 보고시스템이 개발되고 있고, 기업의 니즈는 기업이윤 창출이므로 보다 안전하고 편리하게 사용하기 위 정보통신기술진흥센터 17
주간기술동향 2015. 11. 25. 한 일반인 및 환자 대상 융합제품과 다양한 서비스가 개발되고 있다. 국가의 니즈는 국민 의 건강한 삶 유지 및 국가의료비 감소이므로 통계 및 수가관리 및 주요 질병 및 희귀질 환의 R&D 의 시행, DUR 시스템의 개발, 용어 표준화 등을 시행하고 있다. 의료 IT 의 국내 현황을 보면 아직 시장규모로 보아 초기 진입상태이나 가장 많이 개 발되어 있는 것이 만성질환 관련 산출물이다. 만성질환의 경우 관련 환자도 매우 많고 합 병증에 의해 많은 의료비가 지출된다. 그러므로 환자는 지속적인 관리, 의사는 정확한 데 이터에 의한 피드백, 국가입장에서는 예방 및 질병의 악화방지, 의료기기 회사는 사용하기 쉬운 의료기기의 개발이 필요하다. 만성질환 관리 중 가장 대중적인 것이 당뇨 서비스이다. 고혈압과 당뇨는 유병률이 매 우 높기 때문에 국가나 개인 모두에게 중점 연구 분야 중의 하나이다. 30 대부터 내당능장 애(당뇨전단계)를 가진 사람들이 10 년 내 당뇨환자가 될 확률이 매우 높으며(약 90%), 이 미 당뇨를 가진 사람이 질병을 인지하지 못하는 경우도 많다. 현재 국내 인구 중 500 만 정도가 당뇨를 앓고 있다고 하며(10 명 중 1 명) 2030 년에는 600 만 명이 육박할 것으로 전망된다. 그러나 당뇨환자 중 혈당을 매일 2 회 이상 측정하는 사람이 8.4%로 매우 적고 약 30%는 병원에 방문하는 경우만 측정한다고 한다. 당뇨는 생활습관을 개선하여 질병의 악화를 막는 생활습관병이므로 개인이 직접 혈당을 기록해야 하는 오프라인 당뇨수첩에서 벗어나 측정된 혈당을 자동으로 기록하는 혈당기가 개발되어 있고 스마트폰과 연동하여 혈당기록, 운동, 식이 등의 통합적 관리를 도와주는 서비스도 개발되고 있다. 그리고 혈액 에 의한 침습적인 혈당 체크가 불편하기 때문에 비침습적 방식인 광원에 의한 형태 및 눈 물에 의한 렌즈 형태로도 개발되고 있다. 당뇨 외 심혈관 질병은 사망률과 매우 높은 연관을 가지고 있으므로, 심장기능이 멈추 었을 때 사용할 수 있는 자동재세동기(Automated External Defibrillator: AED)가 곳곳에 설치되어 있으며, 위험이 높은 심장환자가 심박센서를 부착하여 위험시 알람을 주는 모니 터링시스템도 개발되었다. 또 다른 만성질환인 호흡질환(만성폐쇄성 폐질환, 천식) 환자를 위해서는 호흡수, 최대호기소 측정, 산소포화도 측정 센서도 개발되어 있다. 그 외 특정질병에 맞도록 Floud assesment, EEG, EMG, ECG 등도 측정하는 개인용, 다기능 소형 센서가 패치형, 부착형으로 개발되고 있고, 일반사용자의 생활습관 개선을 위 해 정밀도는 낮으나 사용하기 편한 헬스케어 웨어러블 기기의 개발이 이루어지고 있다. 18 www.iitp.kr
기획시리즈 IT융합 마이크로 기술을 이용한 의료기기(센서)로는 뇌혈관 심혈관 질환의 치료를 위해 막힌 혈 관을 뚫거나 암 검진을 위해 위내시경, 대장내시경을 위한 검사 캡슐을 개발하기도 한다. 중대형 의료기기의 경우 자주 사용하는 의료기기 중심으로 개선이 이루어지고 있다. 초음 파기기를 소형으로 만들어 병원 외부에서 응급 시 사용할 수 있도록 하거나 디지털 청진 기로 심폐음을 저장하고 전송하기도 하며, CT 를 이동형으로 만들거나 앉아서 촬영할 수 있도록 개발하기도 한다. 질병 진단 및 치료 외 환자 안전을 위한 시스템도 있다. 환자안전의 문제는 미국 의학 연구소(IOM)에서 1999 년 연간 4 만 4,000 명에서 9 만 8,000 명이 예방 가능한 의료과오 로 사망한다고 발표하였다. 의료과오는 약물과오뿐만 아니라 다른 요인들도 많지만, 약물 처방의 과오를 줄이기 위해 국가에서 DUR 시스템을 개발하여 약물사용 적절성을 판단하 고 있다. DUR 시스템은 일종의 CDSS 시스템이며 임상지식을 이용하여 약물처방 오류를 미연에 방지하고자 하는 것이다. 의료 IT 는 교육목적으로 앱 및 시뮬레이션을 개발하기도 한다. 앱의 경우 위에서 언급 한대로 올바른 질병관리를 위한 앱이 다수 존재하며 수련의의 교육목적으로 시뮬레이션이 개발되고 있다. 수련의가 실제 수술에 투입되기 전 복강경, 내시경 수술을 화면과 햅틱 기 능을 가진 시뮬레이션으로 만들어 다양한 형태의 수술을 시험해보고 평가할 수 있도록 한 다. 시뮬레이션의 개발도 수술 빈도수가 높거나 비교적 난이도가 낮은 시뮬레이션 개발이 우선되고 있으나 점차 미세수술 및 난이도 높은 수술 시뮬레이션의 개발도 이루어 질것으 로 보인다. 4. 융합 의료 IT 의 발전 방향 여전히 의료 IT 는 시장 진입 단계이므로 향후 개발영역과 서비스가 급격히 증가할 것 으로 보인다. 의료 영역도 병원을 벗어나 스마트홈 등 일상생활로 확대되고 질병 치료가 아닌 예방중심으로 관점도 변화할 것으로 보인다. 그러나 국내 시장에 안착하기 위해서는 해결해야 할 문제가 있다. 데이터에 의해 새로운 지식을 습득하기 위해서는 의료용어 표 준화라는 난제가 있으며, 각 기기들이 서로 연동되기 위해서는 표준 프로토콜에 의해 데 이터를 전송하고 상호운용성(interoperability)을 위해 개방형 의료 플랫폼도 완성되어야 한다. 국내에서도 의료용어 표준화 및 의료 플랫폼 개발이 이루어지고 있으나 의료 데이 정보통신기술진흥센터 19
주간기술동향 2015. 11. 25. 터의 이동이 매우 제한적이기 때문에 데이터를 수집하고 가공하거나 의료기기 간 연동이 활성화되어 있지 않다. 그리고 통신 및 데이터가 융합된 새로운 의료기기에 대한 인증 및 판매에 대한 가이드라인이 아직 미비하다. 또한, 융합제품을 위해 의료진, 개발자, 디자이 너간 의사소통이 원활하지 못해 신제품이 실제 의료시장에서 외면 받기도 한다. 그러나 스마트기기의 업무 활용도 증가, 원격진료와 환자 및 보호자 의사소통, 신기술 을 활용한 예방의학 접목, 전자의무기록의 확대, 그리고 이를 기저로 한 전문연구 분야의 확대를 통해 의료 IT 융합의 선순환이 이루어져 의료 IT 분야는 여전히 새로운 블루오션 의 위치를 유지할 것으로 예상된다. 이미 해외에서 IT 회사들이 헬스케어 분야에 진출하여 새로운 생태계를 형성하고 있고 국내에서도 IT, 통신, 병원, 디자인에 의한 산출물이 개발 되고 있으며, IT 전시회장에 의료 IT 산출물이 신기술로 소개되는 현상이 증가하고 있지만, 현재 우리 사회는 고령사회에 진입하였고 기대수명보다는 건강 수명이 더욱 중요한 Health3.0 시대가 되었다. 향후 의료 IT 가 발전하기 위해 이해관계자들이 개방적으로 접 근한다면 그 결과에 따라 우리가 상상했던 미래 세상이 보다 빨리 올 것으로 기대한다. <참 고 문 헌> [1] Details on Internet Users & Smartphone Subscribers in Appendix. Source: Tablet growth per Morgan Stanley Research, 2014. [2] 세계증시 애플신화시 총 7000 억 달러 첫 돌파, 동아일보, 2015. 2. 11. [3] List of countries by GDP(nominal), Wikipedia, <http://en.wikipedia.org/wiki/list_of_countries_by_gdp_(nominal) [4] S&P Capital IQ Database, <http://www.spcapitaliq.com/> [5] Thomson One Analytics Database, <http://www.thomsononeim.com/> [6] Reuters Knowledge Database, <http://www.knowledge.reuters.com/> [7] 국가통계포탈, <http://kosis.kr/> 20 www.iitp.kr