1 2015년 BioINpro 13호 IoT(사물기반 인터넷) 기반 헬스케어 서비스 - 일상 생활습관 건강관리 중심으로- 김지인(경북대학교 박사과정), 강형우(경북대학교 박사과정), 천승만(경북대학교 산학협력단 선임연구원), 고석주(경북대학교 컴퓨터학부 교수), 박종태 (경북대학교 전자공학부 교수) 1. 개요 가. 기술의 정의 최근 다양한 웨어러블 디바이스의 출현과 함께 사물인터넷 (Internet of Things: IoT) 시대가 도래하였다. 사물인터넷이란 각종 사물에 센서와 통신 기능을 내장하어 인터넷에 연결하는 기술을 말하는 것으로 여기에서 사물은 웨어러블 디바이스를 비롯한 가전제품, 모바일 장치 등 다양한 사물을 지칭한다. [그림 1. 사물인터넷 기반 환경 및 서비스
www.bioin.or.kr 2 최근 통신 무선 기술과 단말기(스마트 폰, 자동차 등)의 IT 기술 고도화로 가능해진 영역이며, 앞으로 기술 발전으로 더욱 다양화가 기대되는 분야이다. 특히, 이러한 사물인터넷 기술은 다양한 웨어러블 디바이스의 등장과 더불어 새로운 산업의 부가가치를 창출하는데 크게 기여할 것으로 기대되며, 이러한 사물인터넷 기술은 스마트 카, 스마트 홈, 헬스케어 등 다양한 분야에 적용이 가능하다. 특히 헬스케어 분야의 경우 사물인터넷을 활용해 의료비 절감 및 서비스 향상을 실현할 수 있으며, 질병의 치료보다는 예방과 관리를 중요시하게 되는 의료 서비스 패러다임의 변화와 향후 건강관리 서비스 영역을 벗어나 진단, 수술 및 치료에도 확대 적용이 가능하다. 이러한 사물인터넷 헬스케어 서비스는 웨어러블 디바이스를 포함한 다양한 사물인터넷 디바이스를 활용한 생체신호 측정, 질병의 진단 및 예방을 포함하는 건강관리, 보건 및 의료 서비스를 총칭하는 포괄적인 개념으로 현재 다수의 글로벌 기업들이 독자적인 헬스케어 서비스 플랫폼을 개발하여 사물인터넷 헬스케어 서비스를 제공하고 있다. 특히, 전 세계 병원들을 중심으로 사물인터넷 기술의 도입을 통한 스마트 병원 시스템을 구축하는 사례가 증가하고 있으며, 이에 대한 가시적인 효과도 드러나고 있다. [그림 2. 기존 헬스케어 서비스 사례: 아마존, 애플, Withings, NTT 도코모]
3 2015년 BioINpro 13호 나. 적용분야 및 활용 사물인터넷 헬스케어 서비스는 일반인들의 건강관리뿐만 아니라 고혈압, 당뇨와 같은 만성질환에 대한 관리, 버스, 트럭과 같은 운수업 종사자, 공군 조종사와 같은 특수 직업군에 대한 건강관리, 요즘 사회문제로 대두되고 있는 청소년 비만 관리 및 체력 증진, 응급 상황 알림, 원격환자 모니터링과 같은 병원 연계 및 글로벌 협진도 가능하다. [표 2. 사물인터넷 헬스케어 서비스의 활용 방안] 사물인터넷 헬스케어 서비스 현재 서비스의 문제점 해결 방안 및 주요 내용 일반 건강 관리 지속적인 동기 부여 미미 측정된 운동량의 단순 수치화 및 단조로운 서비스 (운동량/수 면패턴) 확실한 보상 지급을 통한 지속적인 동기 부여 (포인트 지급/보험사와의 연계 등) 단일 디바이스를 통한 건강정보 통합 센싱 및 개인 맞춤형 콘텐츠 제공 만성 질환 관리 특수 직업군 건강 관리 청소년 비만 관리 및 체력 증진 응급 상황 알림 글로벌 협진 고정된 기기를 통한 단발성 건강 수치 측정 체계적 데이터 관리 부재 질환자 개별에 대한 피드백 부재 직업에 따른 만성 질환 경험 단순 진료를 통한 건강관리 특화된 기술, 시스템의 부재 기반 시스템 부족에 따른 지속 적인 관리가 어려움 개인 맞춤형 관리가 어려움 응급상황 초기 대처가 어려움 평상 시 체계적인 관리 부족 한정된 상황에 대한 알림 제공 화상 회의 중심 환자의 단발성 정보에만 의존 웨어러블 디바이스를 이용한 상시 모 니터링 개인 맞춤형 운동/식이/복약 정보 제공 체계적 목표 제공 및 달성도 확인 생체정보를 통한 체계적인 건강관리 직업 특화 콘텐츠/시스템 제공 웨어러블 디바이스를 활용한 체계적인 서비스 제공 및 관 리 시스템 구 축 PAPS 데이터 활용으로 맞춤형 서비스 제공 119 연계를 통한 초기 대응 시공간을 초월한 통합 정보 수집을 통한 안전 관리 제공 보호자 긴급 알림 서비스 제공 해외 거주 환자에 대한 상시 모니터링 가능 선진 의료기술 공유를 통한 의료 효과 증대
www.bioin.or.kr 4 2. 국내외 연구동향 가. 국내외 연구동향 1) 국외동향 최근 신체 건강상태 모니터링을 위한 다양한 사물인터넷 기반 헬스케어 기술이 상용화가 되어 서비스 되고 있다. 대표적으로 운동량이나 수면상태 측정을 위한 Fitbit사의 핏빗포스, 식습관을 분석해주는 해피랩사의 해피포크, 당뇨병 환자의 혈당측정을 위한 Google사의 스마트 렌즈, 아기의 호흡과 피부 온도, 잠자는 자세, 활동량 수준 등의 정보를 부모의 스마트 폰으로 실시간 전송하는 Mimo사의 스마트 베이비 모니터 등의 제품이 인기를 끌고 있다. <핏빗포스> <해피포크> <스마트 렌즈> <스마트 베이비모니터> 출처: fitbit, HAPPYLABS, Google, Mimo 홈페이지 [그림 3. 사물인터넷 헬스케어 서비스 디바이스 사례] 또한 심장 이상 여부를 판단하기 위한 미국 Coventis사의 픽스(Piix), 정확한 시간에 약복용을 도와주는 Vitality사의 GlowCap, 24eight사의 노인들의 쓰러짐을 방지하는 스마트 슬리퍼, 프로메테우스 바이오케미컬의 스마트 알약 Helius 등 스마트폰과 클라우드 기술을 연계한 다양한 헬스케어 서비스 디바이스들이 새롭게 출시되고 있다.
5 2015년 BioINpro 13호 <픽스> <GlowCap> <스마트 슬리퍼> <스마트 알약 헬리우스> 출처: Corventis, Vitality, 24eight, Proteus Digital Health 홈페이지 [그림 4. 사물인터넷 헬스케어 서비스 디바이스 사례] 이들 사물인터넷 헬스케어 서비스 디바이스와 달리 글로벌 ICT 기업들은 모바일 OS 기반의 헬스케어 서비스 플랫폼에 대한 연구를 진행 중에 있다. [표 2. 국외 ICT 기업의 헬스케어 플랫폼 진출 현황] 기업 명 일 시 내용 So ny 2014.0 2 라이 프 로그, 유전 체 융 합 기반 헬스케어 플랫폼 전략 발 표 Blackberry 2014.04 PHR 플랫폼 기업 NantHealth와 인도 헬스케어 사업 진출 Alibaba 2014.05 모바일 결제 플랫폼을 이용한 Future Hospital 계획 발표 Phil ips 2014.0 6 Sal esf o r c e.c o m과 모바 일 기반 헬스케어 플랫폼 진출 Apple 2014.06 화려한 파트너쉽으로 무장한 HealthKit 발표 Go o gl e 2014.0 6 개방형 모바일 헬스케어 플랫폼 Go o gl e Fit 발표 Microsoft 2014.10 인텔리전스 엔진 기반 Microsoft Health 플랫폼 발표 Facebook 2014.10 소셜 플랫폼 기반 헬스케어 커뮤니티 구축 계획 출처: KT 경제경영연구소 이 중에서도 애플은 헬스케어 플랫폼 HealthKit 과 Health 앱을 2014년 6월 WWDC(Apple WorldWide Developers Conference)에서 발표했다. 특히, 메이요 클리닉(Mayo Clinic)과 에픽 시스템즈(Epic Systems)의 Applie HealthKit 지원 소식은 기존 의료서비스와의 통합이라는 관점에서 매우 큰 의미가 있다. 그 밖에도 기존의 다른 PHD, PDA 개발 업체들도 HealthKit에 대해 긍정적인 반응을 보여 앞으로 HealthKit이 지원하는 서비스는 크게 늘 것으로 예상된다. 또한 구글은 2014년 6월 개방형 모바일 헬스케어 플랫폼인 Google Fit을 발표했다. Google Fit은 건강, 운동 측정 등 다양한 앱을 통해 수집된 데이터를 분석해주는 기능을 담고 있으며, 분석된 데이터를 또 다시 앱과 공유하는 기능을 갖추고 있다. 또한, Google Fit은 건강 측정 기능도 갖추고 있다. 이를 위해서는 심박수나 협압을 측정할 수 있는 안드로이드웨어 탑재 스마트 워치가 필요하다.
www.bioin.or.kr 6 마이크로소프트는 작년 10월 소비자와 기업이 건강과 피트니스에 관한 데이터를 저장해 솔루션을 제시하기 위한 클라우드 서비스로 구성된 건강관리 플랫폼 Health를 발표했다. 칼로리 심박수 등 플랫폼에 저장된 데이터는 통합관리 되어 사용자는 가장 칼로리가 많이 소모하는 운동법 등을 분석 할 수 있다. 이 밖에도 미국의 대형 병원들은 실시간 추적 시스템을 통해 환자 의료진 설비의 위치와 동선 및 특정 움직임을 모니터링하고 의료 데이터로의 접근을 종합적으로 관리하는 시스템을 구축하였으며, 프랑스, 인도에서는 스마트 폰, 태블릿 PC, 웨어러블 단말 등을 이용해 원격 환자 모니터링, 고령자들의 홈케어, 만성질환 치료 및 관리와 같은 개인적인 의료 서비스 부분에 접목함으로써 소비자 의료비 절감과 품질 향상 등을 위한 연구도 진행 중에 있다. 현재 사물인터넷 관련 국제표준인 onem2m이 존재하지만, 사물인터넷기반 헬스케어 서비스에서는 헬스케어 국제표준인 ISO/IEEE 11073을 따르지 않는다. 이를 해결하기 위하여 인텔 등 글로벌 IT 기업들을 중심으로 160여개의 기업 기관 연합체인 Continua Health Alliance (CHA)에서는 사물인터넷 기반의 헬스케어 플랫폼과 건강관리 기기의 상호 접속을 가능하게 하는 표준 규격의 기술 검토와 설계 가이드라인을 제시하고 있고, 상호운용성 인증을 실시하고 있지만 이를 지키고 있는 헬스케어 플랫폼은 현재 존재하지 않고 있는 국제 표준화 문제점이 존재하고 있으며, 웨어러블 디바이스를 포함한 다양한 디바이스 지원이 어렵고, 디바이스에 IP 프로토콜의 부재로 인해 직접적인 데이터 전송에 어려움이 있다. 또한, 의료 정보를 가공하여 새로운 서비스를 제공할 플랫폼의 부재 및 헬스케어 데이터에 대한 정보보안 방법의 부재가 문제점으로 지적되고 있다. [그림 5. Continua Heal th Al l iance End-to-End Ar chitectur e]
7 2015년 BioINpro 13호 또한 개발된 헬스케어 기기들과 기존의 병원 의료정보 시스템간의 효율적인 연동을 위하여 의료정보 시스템 간 정보 교환 표준인 HL7과의 연동 시스템 구축도 필수적인 요구사항이 될 것이다. [그림 6. ISO/ IEEE 11073 End-to-End Ar chitectur e] 2) 국내동향 국내의 경우 사물인터넷 헬스케어 관련 연구는 아직 초기 단계에 불가하며 이 마저도 통신사업자와 단말 사업자를 중심으로 연구가 진행 중에 있다. [표 3. 국내 ICT 기업의 헬스케어 플랫폼 진출 현황] 기업 명 일 시 내용 KT 2014.10 부산대병원 헬스케어 서비스 공동 연구 협약 SKT 2014.04 중국 심천에 메디컬 센터 개소 삼성 2014.06 모바일 헬스케어 시장 진출 선언과 SAMI 플랫폼 공개 출처: KT 경제경영연구소 2014년 6월 삼성전자는 웨어러블 중심으로 스마트 홈 사업의 중간 다리 역할을 모바일 헬스케어가 해줄 수 있을 것으로 판단하고 미래 핵심사업으로 손 꼽았다. 생체 신호를 실시간으로 수집 분석할 수 있는 개방형 헬스케어 데이터 분석 플랫폼인 SAMI 와 개방형 웨어러블 센서 모듈 심밴드(Simband) 를 선보였는데, 향후 헬스케어 분석 및 연구하는 플랫폼 사업자를 지향하고 있다.
www.bioin.or.kr 8 최근 정부 주도에 의해 사물인터넷 헬스케어 서비스와 관련 실증 사업이 추진 중에 있다. 개방형 사물인터넷 헬스케어 플랫폼을 기반으로 의료기기 업체 등 공급기관과 첨단 의료복합단지 의료기관 등의 수요기관과 연계한 헬스케어 실증서비스를 추진할 계획이다. [그림 7. 수요 연계형 사물인터넷 헬스케어 서비스 실증단지 사업] 나. 시장 동향 사물인터넷 기술을 활용한 헬스케어 서비스는 질병의 치료보다는 예방과 관리를 중요시하게 되는 의료 서비스 패러다임의 변화는 헬스케어 산업 규모의 변화에 잘 나타난다. 표 4를 살펴보면, 헬스케어 산업에서 예방, 진단, 관리 관련 산업의 비중은 2010년 32%에서 2020년 43%까지 확대되는 반면 치료 산업의 비중은 2010년 68%에서 2020년 57%까지 감소될 전망이다.
9 2015년 BioINpro 13호 [표 4. 영역별 헬스케어 산업 규모 전망] 또한 미국의 시장조사, 분석 전문업체인 ABI Reasearch에 따르면 Global Wearable Computing Device 시장전망에서 헬스케어 분야의 성장률은 다른 웨어러블 디바이스의 성장률보다 높은 성장률을 보일 것으로 예상하고 있다. [그림 8. IoT 헬스케어 디바이스 시장 전망] 최근 사물인터넷 기술을 활용한 건강 측정 및 건강관리 서비스가 활성화 되면서 사물인터넷 기반 개인 맞춤형 건강관리 서비스의 경우 큰 성장이 예상되고 있다. 특히, 사물인터넷 시장에서 헬스케어 부문이 약 15%를 차지해 제조업과 함께 가장 큰 비중을 차지할 것으로 예상돼 관련 시장 및 기술 개발 경쟁도 본격화 될 것으로 전망된다.
www.bioin.or.kr 10 [그림 9. 사물인터넷 헬스케어 산업 전망] IDC의 전 세계 사물인터넷 버티컬 산업 전망 보고서에 따르면 헬스케어 부문이 지난 2012년 기준 2760억 달러에서 오는 2017년에는 약 4700억 달러에 이를 것으로 보여 가장 큰 폭의 성장률이 예상된다. 또한, 가트너의 전 세계 사물인터넷 산업의 경제적 부가가치가 오는 2020년에 약 1.9조 달러에 이를 것으로 예측했으며, 이중 헬스케어 부분이 15%를 차지해 제조업과 함께 가장 큰 비중을 차지할 것으로 전망했다. 이를 두고 업계 관계자들은 투자대비 효과가 가장 빠른 헬스케어 시장이 기업용 시장은 물론 일반 서비스 시장에서도 활용도가 커 높은 성장률을 보일 것이라고 분석했다. 특히 ICT 기술 발전으로 인한 원격진료, 진단 투약 관리 서비스와 융합형 의료 신 산업 창출 등 사물인터넷 기반 헬스케어 시장은 더욱 다양해질 것으로 기대를 모으고 있다. 3. 기술의 전망 및 시사점 헬스케어 산업은 사물인터넷과의 융합을 통해 한 단계 더 도약할 수 있는 발전의 계기를 맞고 있다. 사물인터넷은 기존 의료서비스와의 접목을 통해 의료비 절감 및 환자 만족도 제고의 효과를 가져 올 것으로 기대가 되고 있다. 또한 의료기관은 사물인터넷 기술을 적용함으로써 기관 내 비효율적인 과정의 개선을 통해 비용 절감, 생산성 및 효율성 제고가 가능할 것으로 보인다. 특히, 일반 소비자를 대상으로 새로운 건강증진 제품을 보급하고 제품과 연계된 융합 서비스를 개발, 보급함으로써 기존에 존재하지 않았던 완전히 새로운 시장을 창출해 낼 수 있을 것으로 예상된다.
11 2015년 BioINpro 13호 다만, 아직 시장 초기 형성 단계로 직면하고 있는 다양한 문제점이 있다. 사물인터넷 산업의 기본적인 문제인 기술 표준화 문제, 개방형 플랫폼의 부재, 보안 및 프라이버시 보호 등과 같은 문제에 직면해 있으며, 이를 비롯한 생체정보를 활용해야 하는 헬스케어 분야의 특성상 이와 관련된 보안 및 프라이버시 문제는 더욱 예민한 문제임에 틀림이 없다. 특히 국내에서는 제도적 규제 속에서 원격 진료의 불가능, 사물인터넷에 대한 대중의 이해 부족, 정부 정책 지원의 미흡으로 인하여 사물인터넷 헬스케어 서비스의 발전이 현재 지지부진한 실정이다. 특히, 국외에 비교하여 아직 초기 단계에 불과한 국내 사물인터넷 헬스케어 서비스에 대한 정부의 주도의 지속적인 투자가 필요한 실정이다. 특히 위에서 언급한 기술 표준화 문제, 개방형 플랫폼 부재, 보안 및 개인정보 보호 문제에 대한 해결책을 찾는 것이 시급하고, 이를 활용한 개인 건강증진 제품과 서비스에 보다 많은 소비자와 사업자들을 유인하고 고착화 시킬 수 있도록 수집한 개인 생체 정보를 활용한 킬러 서비스 개발이 필요하다. 그리고 생체 정보의 단순한 수집 및 저장이 아닌 수집한 정보를 가공하여 보다 가치있는 정보로 재탄생시키고 이를 활용한 서비스를 제공하는 사업 모델을 발굴하려는 노력이 지속적으로 필요한 실정이다.
www.bioin.or.kr 12 참고문헌 1. 헬스케어 산업의 사물인터넷 적용 동향과 전망, 한국보건산업진흥원 2. 사물인터넷, Wikipedia 3. 디지털 헬스케어 플랫폼과 주요 기업 동향, 한국보건산업진흥원 4. 사물인터넷 기본 계획, 미래창조과학부 5. 사물인터넷(IoT)의 시장 정책동향 분석, 한국인터넷진흥원 6. 사물인터넷 적용분야 및 향후 추진 방향, 한국전자통신연구원 7. Forecast: The Internet of Things, Gartner 8. 웨어러블 디바이스 시장, 2016년 50억달러 전망 경쟁 심화, 임베디드뉴스 9. Google Developers, 구글 개발자 홈페이지 10. Apple HealthKit, 애플 HealtKit 홈페이지 11. Samsung Strategy and Innovation Center, 삼성 전략혁신센터 홈페이지 12. MS Health, 마이크로소프트 헬스 홈페이지 13. 스마트 헬스케어 시장의 성장과 기회, KT경제경영연구소 14. 스마트 헬스케어 시장을 여는 열쇠, 모바일 의료기기, KT경제경영연구소 15. 국내외 사물인터넷 정책 및 시장동향과 주요 서비스 사례, 트렌드 포커스 16. Continua 시험인증기술동향, TTA Journal 17. IoT 기반의 헬스케어 산업 및 플랫폼 전망, ICBM 기반의 미래 新 산업 육성 및 전략
BioINpro는 생명공학 주요 기술별 관련 전문가의 시각에서 집필한 리포트로, 생명공학 정책연구센터의 공식 견해는 아닙니다. 본지의 내용을 인용할 때에는 반드시 출처를 명시하여 주시기 바랍니다. 발 행 호 : 2015년 BioINpro 13호 발 행 처 : 생명공학정책연구센터 연 락 처 : 042-879-8376 온라인 서비스 : http://www.bioin.or.kr