의료분야 VR,AR 적용사례 및 시장성 분석
1. 서언
의료산업이 VR(가상현실) 및 AR(증강현실) 기술, 인공지능(AI) 기술, 빅 데이터 분석기술 등을 통해 진단, 수술, 처방 및 치료 등의 자동화가 빠르게 추진되고 있다. 의료 빅 데이터(유전체 등)의 수집-분석 기술은 VR/AR을 이용한 시각화-실감화로 이어지는 supply chain을 형성하고 있으며, 이를 통해 정밀화된 맞춤의료 서비스가 구현되고 있다. 이러한 의료서비스 패러다임은 스마트기기와 사물인터넷(IoT) 기술 발전과 함께 치료 중심에서 예방중심으로 변화하고 있으며, 이를 통해 신약개발 기간 단축 및 개발성공률 향상 등 효율적인 R&D로 변화시켜가고 있다. 이러한 ICT-의료 융합콘텐츠 서비스 패러다임의 변화는 의료인 교육방식을 텍스트 및 이미지 중심의 도제식 교육에서 AR/VR 및 시뮬레이터 등을 이용한 실감형 콘텐츠를 활용한 체험형, 지능형 교육으로 변화시켜가고 있다. 아울러 의사 지식 기반의 진단방식이 AI/의료 빅 데이터 기반 지능형 진단 및 보조서비스로 발전하고 있다. 이를 토대로 의료기술 기반의 시술 및 수술방식도 VR/AR 기술을 기반으로 한 영상콘텐츠를 활용하여 사전수술(Pre surgery) 계획 등이 이루어지고 있다. 이는 의료현장 관리방식을 의사 처방 중심에서 멀티미디어 콘텐츠 기반의 관리방식으로 변화시켜가고 있다[1][2]. 디지털 의료서비스 분야에서의 VR/AR 콘텐츠 기술은 의료서비스 수요(초 고령화 시대와 경쟁심화로 인한 심리질환 등) 증가에 대응하기 위한 의료전문가 육성 및 심리치료 등의 대안으로 주목받고 있다. 고가의 의료장비를 인체의 수술 및 치료 훈련에 이용하기 어렵고, 수술에 몰두하는 상황에서 의료교육을 진행하기가 용이하지 않은 단점을 해결하고 있다. 일대일 대면치료 방식의 심리치료 및 재활치료에 VR/AR 기술을 활용함으로써 소수의 의료진이 다수의 의료서비스 수요에 대한 대응이 가능하게 된 것이다.
이 연구에서는 특히 정신건강 분야에 적극 도입되고 있는 스마트 헬스케어 분야와, 의학교육 및 치료 분야에서의 VR/AR 적용사례에 대한 조사결과를 제시한다. 아울러 ICT-의료 융합콘텐츠 서비스의 전방위 기술시장인 스마트 헬스케어 및 국내 의료서비스 시장성장 추이를 중심으로 ICT-의료 융합기술의 시장성 분석결과를 제시한다.
2. 의료분야 VR/AR 적용사례
2.1. 스마트 헬스케어 분야
스트레스 관리, 인지력 향상 및 심리치료 등 정신건강 분야에 VR/AR 기술이 적극 도입되고 있다. 주요 적용사례를 간단히 요약하면 다음과 같다[1][3].
■ 라이프케어 대응
- 고령사회의 의료비증가 및 전문인력 부족문제 해결, 효율적인 의료서비스 제공을 위한 VR/AR 기반의 헬스케어 기술
- VR 체감 콘텐츠/소프트웨어를 개발하여 알콜 중독자가 유발하는 범죄를 예방할 수 있는 치료시스템 개발 착수
- 생체신호(맥파, 뇌파)를 측정하여 스트레스와 두뇌건강 상태를 체크, 측정결과를 토대로 심리치료가 가능한 VR/AR 콘텐츠 개발
- 식품의약품안전처는 VR/AR 기술이 적용된 의료기기의 허가·심사 가이드라인 발간
(VR/AR 기기나 소프트웨어의 의료기기에 대한 정의, 구분기준 등)
■ 힐링 VR콘텐츠(옴니씨앤에스)
- 웨어러블 기기(Omnifit)의 건강정보 분석결과를 기반으로 개인별 맞춤형 치유/훈련 콘텐츠를 제공
- 전국의 보건소를 활용하여 VR 힐링콘텐츠의 사업화 가능성을 테스트
■ 스포츠 VR
(EONSports, STRIVRLabs/미국, 레전드히어로즈, 풋볼펜타지움, 스포츠몬스터/한국)
- 미식축구, 야구 등 종목을 위한 개인 트레이닝 VR 서비스를 제공
- 골프와 ICT 기술력을 융합한 골프존 성공 이후 스포츠와 온라인게임을 결합한 VR 테마파크 사업화 시도
■ 헬스아바타(서울대병원/백병원/중앙대병원/건국대병원/강원대병원)
- 아바타가 개인의 맞춤, 예방, 예측, 참여의학을 돕는 모바일 환경과 플랫폼을 구현
- 헬스아바타와 연계하여 개인 맞춤형 VR콘텐츠를 제공하는 사업모델 개발
2.2. 의학교육 및 치료 분야
의학교육 및 치료 분야에서 VR/AR 기술 관련 주요 적용사례를 간단히 요약하면 다음과 같다[1].
■ 360도 수술현장 영상서비스
- 메디컬리얼리티(www.medicalrealities.com)는 360도 수술현장 영상서비스 제공 (VR Anatomy(수술관련 해부 영상 및 정보 제공), 시험(학습 전 테스트와 학습 후 테스트) 콘텐츠 등)
- Gear VR, 구글 DayDream, 안드로이드, iOS 기술 환경에서 제공
- 국내 대형병원(분당서울대병원/세브란스병원/삼성서울병원 등)들도 VR 기술을 활용하여 의료교육과 수술 등에 적용하고 있음
■ 3D모델 솔루션
- Visible Patient(www.visiblepatient.com)는 CT, MRI의 2D영상을 3D모델로 변환하는 솔루션을 개발
- 2009~2013년까지 간암, 간경변, 담관암 수술 등 800여건의 수술에 활용, 2015년11월 미국FDA 인허가 취득
- 환자의 3D 이미지를 보면서 수술계획을 수립, 환자에게 수술방법을 설명해주는 데 활용
■ 치과 시뮬레이터(영국 런던 킹스칼리지/HapTEL)
- 햅틱(haptic) 기술을 이용하여 치과의사 교육에 가상현실을 적용, 치과용 드릴의 진동과 같은 촉감적 반응을 제공
- 제이케이덴스와 KAIST가 공동으로 치과기공사들이 스케일링 시술을 가상화면을 보며 연습할 수 있는 치과 시뮬레이션 장비 개발
■ 기타
- VR/AR활용 교육센터(네브래스카대학 메디컬센터) : VR/AR활용 교육센터를 구축하고, 3D모델 기반 VR공간에서 수술 시뮬레이션 가능
- VR 수술내용 시연(Surgical Theather) : MRI, CT 이미지를 섬세한 3D모델을 구축할 수 있는 프리시즌 VR(Precision VR) 솔루션 개발
3. ICT-의료 융합기술의 시장성 분석
3.1. 스마트 헬스케어 시장성장 추이
ICT-의료 융합콘텐츠 서비스의 전방위 기술시장인 스마트 헬스케어 시장은 다양한 서비스 분야로 세분화되어 선장하고 있다. 이는 질병의 예방/진단/치료/사후관리 등 관련 서비스 산업의 동반성장을 견인하고 있다. 특히 최근 들어서부터는 VR/AR 기술력을 기반으로 한 웨어러블 헬스케어 시장이 지속적으로 성장하고 있다[4][5][6]. 다양한 서비스 분야별 스마트 헬스케어 시장성장 추이를 <표 1>에 나타낸다.
<표 1> 서비스 분야별 헬스 캐어 시장성장 추이[억 달러]
구분
2010
2015
2020
CAGR[%]
예방
2,1406
3,980
6,860
12.4
진단
5,700
9,190
14,400
9.7
치료
24,240
31,420
39,110
4.9
사후관리
3,560
5,100
8,230
8.7
계
35,6401
49,690
68,600
8.93(평균)
* 자료 : 박종태 외(2014.12), 삼성경제연구소(2012.08) / 재구성.
스마트폰 기반 헬스케어 앱(Application) 시장규모는 2010년 1억400만 달러에서 2012년에는 13억 달러로 10배 이상 획기적인 성장을 기록하였다. 특히 2020년에는 IoT 헬스 캐어 관련 핵심 서비스 시장규모가 전체 IoT 기술시장의 15%인 3,500억 달러를 차지할 것으로 예상된다. 헬스 캐어 서비스 중에서는 예방, 진단, 관리와 관련된 산업비중이 2010년 32%에서 2020년에는 43%까지 확대될 것으로 예상된다[4][5][6].
3.2. 국내 의료서비스 시장성장 추이
의료산업이 ICT 기술력과 융합되면서 의료기기 및 인간 중심의 의료서비스가 소프트웨어 중심의 융합콘텐츠 서비스 산업으로 변화하며 기술시장 규모가 빠르게 증가하고 있다. 국내 의료서비스 기술시장은 2000년 16조7,000억 원, 2005년 30조7,000억 원, 2014년 73조9,000억 원, 2015년 약 80조 원, 2016년 약 86조 원에서 2017년에는 약 93조 원의 대규모 시장을 형성하고 있는 것으로 나타났다. 2000~2017년 동안 11.2%의 연평균 성장률을 기록하였다. 특히 2015~2017년 동안 GDP대비 5.2~5.8%를 점유하면서 ICT-의료 융합기술 시장의 가치를 확산시켜가고 있다. 글로벌 의료산업 SW시장은 세계적인 경제 저성장 기조에도 불구하고 2016년 260억 달러에서 연평균 9.2% 의 성장을 지속하여 2020년에는 370억 달러의 초대규모 시장을 형성할 것으로 예상하고 있다[7][8]. 국내 의료서비스 시장규모 추이(2000~2017)를 <표 2>에 나타낸다.
<표 2> 국내 의료서비스 시장성장 추이[억 원]
구분
2000
2005
2014
2015
2016
2017
CAGR[%]
2000~2017
시장규모
167,000
307,000
739,000
800,000
860,000
930,000
11.2
* 자료: 박재산 외(2016.12), 소프트웨어정책연구소(2017.08.07) / 재구성.
4. 결언
글로벌 ICT 기술시장을 주도하고 있는 메이저기업들(삼성/IBM/구글/애플 등)은 특화된 기술력을 가진 VR/AR 기술을 활용하여 디지털(스마트) 헬스케어 시장주도권 경쟁을 가속시키고 있다. 이러한 ICT-의료 융합콘텐츠 서비스는 의료기관이나 의료인의 관점과 달리 이를 통해 환자를 진단하고 치료하거나 의료진을 훈련하는 데 빠르게 확산되고 있다. 게임분야에서부터 발전해온 VR/AR 기술이 디지털 의료서비스 분야에 확산되면서 여러 의료기관에서 이를 적극 도입하고 있는 추세이다. 의료진단, 모의(가상) 수술, 재활훈련 및 심리치료 등에 VR/AR 기술을 적용할 경우 의료서비스의 생산성 향상과 아울러 부가가치가 획기적으로 증가할 것으로 예상된다[1]. 이에 VR/AR 기술업계도 의료서비스가 대표적인 VR/AR 기술의 B2B(Business-to-Business) 시장이 될 것으로 예상하고 전통적인 의료기업과 파일럿 프로젝트를 시도하며 마케팅에 집중하고 있다. 이미 고령사회로 진입한 한국의 경우 디지털 의료서비스 산업의 성장은 곧 삶의 질을 향상시킬 수 있는 척도가 될 수 있어 산/학/연/관의 공동노력이 요구된다.
[참고문헌]
[1] 하세정, “가상현실(VR) 콘텐츠에 의한 의료서비스 혁신”, 제4차 산업혁명과 소프트파워, 이슈리포트 2018-제9호, 정보통신산업진흥원, 2018.02.26.
[2] 휴먼케어발전전략(과학기술정보통신부,2017).
[3] 국경완, “VR/AR 시스템의 최근 동향 및 현업 적용 사례 그리고 전망”, KOSEN Report 2018-동향보고서, 한국과학기술정보연구원, 2018.09.
[4] 박종태, 천승만, 고석주, “사물인터넷 기반 헬스캐어 서비스 및 플랫폼 동향”, 정보와 통신, 2016.12.
[5] 삼성경제연구소 자료종합(2016.08).
[6] 박세환, “모바일 헬스케어 기술 글로벌 시장동향”, 중소기업멘토링보고서, 한국과학기술정보연구원, 2017.05.
[7] 박재산 외, “2016 의료서비스 산업 동향분석”, 2016 의료서비스산업동향분석사업 최종보고서, 한국보건산업진흥원, 2016.12.
[8] “2016 소프트웨어산업 연간보고서”, 소프트웨어정책연구소, 2017.08.07.