창간 51주년 기념특집
4차 산업혁명 의료를 바꾼다
정밀의료의 시작
4차 산업혁명으로 인한 의료산업의 변화는 매우 빠르게 진행되고 있다. 빅데이터·클라우드 등을 활용한 의료 정보의 축적과 인공지능(AI)을 활용한 분석 기술의 발전으로 의료 산업이 급변하고 있다.
4차 산업혁명으로 인한 의료 기술의 발전은 산업적 가치 뿐 아니라 고령사회라는 당면문제에 대한 해결책으로도 매우 중요한 의미를 가진다.
따라서 클라우드·빅데이터·AI를 이용한 정밀의료에 대해 세계적으로 많은 관심을 갖고 헬스케어 클라우드 및 정밀의료 프로젝트를 진행하고 있다.
기존에는 증상과 증거를 기반으로 한 질병의 치료와 환자의 생명을 살리는 것에 초점이 맞춰져 있었다면 이제는 이를 넘어 개인 유전자데이터, 임상 정보, 생활환경 및 습관에 대한 정보 등의 각종 빅데이터를 활용해 분석하고, 환자 맞춤형 예방이나 진단·치료와 같은 의료서비스를 제공하는 정밀의료의 시대이다.
4차 산업혁명 시대에는 의학의 궁극적 목표인 환자 맞춤형 정밀의료를 구현하는 방향으로 의료산업의 패러다임이 변화하고 있는 것이다.
정밀의료를 활용하면 불필요한 진료 과정과 비용을 줄이고 행정 낭비를 제한해 보다 효율적이고 효과적인 의료 서비스를 제공할 수 있다. 이런 이유로 정부 차원에서 정밀의료에 투자해 경쟁력을 높이는 국가가 늘어나고 있다.
4차 산업혁명을 이끄는 미래형 병원
국내 대형병원들 역시 4차 산업혁명을 맞아 미래형 병원으로 거듭나고 있다.
고대의료원은 보건복지부와 미래창조과학부가 국가전략프로젝트로 추진하는 정밀의료사업에 선정되면서 정밀의료사업단을 개소했다.
이는 '정밀의료 기반 암 진단·치료법 개발 사업단(K-MASTER 사업단)'과 '정밀의료 병원정보시스템(P-HIS) 개발 사업단'으로 이루어졌다.
K-MASTER 사업단은 빠른 임상적용과 다기관 활용이 가능한 암 정밀의료 대규모 융복합 통합 플랫폼 구축을 통해 암의 진단과 치료 시스템 전반에 걸쳐 정밀의료를 적용하는 것을 목표로 하고 있다.
고대의료원(안암병원)을 주축으로 한 P-HIS 사업단은 일관성 높은 의료데이터를 생산할 수 있는 기반을 마련하고, 클라우드와 IoT, 인공지능을 접목한 디지털 헬스케어와 차세대 병원정보시스템을 구축할 것이다.
이를 위해 병원마다 각기 다른 의료 데이터를 표준화시키고 데이터 수집 체계를 갖춰 범용성이 높은 클라우드 기반의 병원정보시스템을 개발할 계획이다.
IBM의 의료용 인공지능인 '왓슨'은 전 세계 수십 개 병원에서 암 진단 부분에 사용되고 있다. 고대의료원과 SK C&C는 IBM 왓슨의 단순 활용에서 더 나아가 세계 최초로 IBM 왓슨 항생제 선택 AI를 개발하고 있다.
올해 10 월경에 완성될 예정인 왓슨 항생제 선택 AI는 향후 항생제 내성 문제를 줄이는데 큰 역할을 할 것으로 기대된다.
또 고대의료원은 뷰노와 공동연구를 통해 골연령 측정 AI를 최초로 식품의약품안전처 임상시험을 실시했으며 치과용 임플란트를 위한 AI 개발을 목전에 두는 등 4차 산업혁명 시대의 의료 연구 및 산업화에 적극 나서고 있다.
삼성서울병원과 루닛은 영상의학 및 병리 이미지를 AI로 분석해 임상의사 결정을 최적화하고 질환별 예측모델을 확보하는 AI 기반 진단보조시스템 구축을 추진하고 있다.
두 기관은 질환별 AI 모델을 지속적으로 개발하고, 진단과 치료에 활용할 수 있도록 협력할 계획이다. 뿐만 아니라 삼성서울병원은 자체개발한 차세대 유전체 분석시스템인 캔서스캔을 중심으로 연구역량을 키워가고 있다. 캔서스캔은 암 관련 유전자를 한 번에 검사해 환자 치료의 나침반으로 삼을 수 있다.
대형병원들, 4차 산업혁명 어떻게 준비하나?
연세의료원은 데이터 활용 및 확대 기반 구축, SEED 플랫폼 구축 및 운영, 개방형 PHI 네트워크 활성화, ICT 가치실증 전문인력 양성을 중점 사업으로 하는 '의료인공지능연구센터'를 신설해 한국형 의료 AI 개발에 착수했다.
분당서울대병원은 헬스케어빅데이터센터를 개소하고, 의학연구 빅데이터를 구축·활용하도록 지원하고 있다. 이를 통해 다양한 빅데이터와 AI를 활용하는 정밀의료를 실현할 것으로 기대하고 있다.
부산대병원은 마인즈랩의 AI 플랫폼인 '마음AI'를 적용해 병원 진료 정보, 음성·생체 데이터를 분석해 운동 및 식생활 정보를 담은 건강 가이드를 제공하는 등 퇴원환자의 사후 관리를 돕는다고 밝혔다.
정밀의료 병원정보시스템(P-HIS) 개발 사업
4차 산업혁명 시대의 의료가 요구하고 있는 환자 맞춤형 정밀의료의 발전을 위한 초석으로 우리 정부가 적극 추진하는 정밀의료 병원정보시스템 사업에 주관기관인 고대의료원은 기관의 명운을 걸고 성공을 위한 모든 노력을 기울이고 있다.
P-HIS 개발 사업은 다양한 소스의 의료데이터를 통합하고 분석할 수 있는 클라우드 기반의 병원정보시스템을 구현하고, 국내외 의료기관에 보급해 정밀의료를 구현하기 위한 기반을 구축하는 것을 목표로 한다.
P-HIS 개발 사업의 1차적인 목표는 기본적인 병원정보시스템(HIS) 업무인 진료, 진료지원, 원무, 보험심사 인증, 모바일 EMR 등을 퍼블릭 클라우드 기반 서비스로 구현하는 것이다.
국제표준기술을 적용해 개방형 클라우드 플랫폼을 바탕으로 병원 규모나 환경 등의 특성에 따라 주요 기능을 선택할 수 있도록 모듈을 제공할 것이다. 또 공통데이터모델(CDM)을 적용해 다양한 의료빅데이터 분석환경을 구축할 예정이다.
우리나라의 개별 의료기관이 현재 사용하고 있는 병원정보시스템은 높은 기술력으로 다양한 편익을 제공하고 있으나 2개 이상의 의료기관이 결합해 의료소비자를 기준으로 한 진료 이력 데이터를 제공하는 것에 대해서는 부족한 점이 많다. 이렇게 일관된 관점의 데이터 제공이 어려우면 정밀의료 구현의 장애 요소로 작용할 수밖에 없다.
따라서 P-HIS에서는 첫째, 용어, 코드 표준화를 통한 기준 데이터의 일관성 확보, 둘째, 각 의료기관에 범용으로 적용되는 진료 프로세스를 반영한 표준 병원정보시스템을 클라우드 형태로 서비스, 셋째, HIS를 통한 임상데이터 외에 Wearable Health Device, 유전체 검사정보를 축적할 수 있는 연계 채널 확장을 통해 정밀의료를 실현하기 위한 기반 환경을 구축하는 것을 기본 목표로 하고, 향후에는 다양한 정밀의료 분석 서비스 및 부가 서비스를 확장해 나가고자 한다.
클라우드 HIS는 HIS의 주요기능을 모듈화하고 적용 의료기관의 규모나 유형 등의 특성에 맞는 모듈을 선택해 활용할 수 있도록 SaaS 플랫폼에 적용해 개발한다.
다시 말해, HIS 주요기능인 외래진료·입원진료·응급실·영상의학·기능검사·환자관리·보험 등은 공통모듈로, 중환자·분만실·신생아실·회복실·투석실·검진 등의 기능은 선택모듈로 구성해 P-HIS를 적용하는 병원의 개별적인 필요에 따라 모듈을 선택 가능하도록 만드는 것이다.
또 클라우드 HIS에 부가기능 개념의 정밀의료 서비스를 모듈로 탑재할 수 있도록 개발하여 분석테스팅을 추진한다.
구축한 플랫폼 위에 중환자나 응급환자의 심정지 예측, 심혈관질환이나 만성질환자의 상태악화 예측, 응급환자의 중증도 예측 등과 함께 추후에 P-HIS 적용 병원의 필요에 따라 정밀의료 분석서비스를 추가하고 확장하는 것이 쉽도록 개방형 의료 정보 통합 분석 플랫폼을 구축한다.
P-HIS는 CDM 체계를 적용해 다양한 HIS 환경에서도 분석서비스 확산이 가능하도록 개발한다. P-HIS의 개발이 완료되면 우선적으로 국내 1, 2, 3차 의료기관에 보급하고, 2020년 이후 해외 병원에의 진출도 추진할 계획이다.
P-HIS 개발 사업이 성공적으로 추진된다면 획일적인 진단과 치료라는 현재의 의료 패러다임이 사전 예방과 관리, 환자 맞춤형의 최적의 치료 제공으로 바뀔 것이다. 또 P-HIS는 비용 절감 및 서비스 품질 개선을 가능하게 해 의료업계 수익 증가도 기대할 수 있게 만들 것이다.
