초연결과 융합의 시대, 실리콘밸리에서 일고 있는 4차 산업혁명의 물결 ③ 디지털 헬스 - 의료·건강 산업, 인공지능, 사물인터넷, 블록

[수봉]

초연결과 융합의 시대, 실리콘밸리에서 일고 있는 4차 산업혁명의 물결 ③ 디지털 헬스

2020-09-15 이지현 미국 실리콘밸리무역관

- 의료·건강 산업, 인공지능, 사물인터넷, 블록체인 등 첨단기술과 융합돼 디지털 헬스로 전환  -

- 다소 먼 미래의 일로 여겼던 디지털 헬스, 코로나19가 디지털 헬스 산업 도래의 주요 촉매로 작용해   -

코로나19의 여파로 최근 국내에서는 원격진료가 도입됐다. 그동안 원격진료로 대표되는 디지털 헬스 산업은 아직 먼 미래의 이야기였다. 원격진료는 한시적으로 운영되기는 하지만, 코로나19로 인해 비대면 서비스에 대한 사회적 수요가 급증하면서 세계 곳곳에서는 디지털 헬스에 대한 관심이 날로 높아져가고 있다. 디지털 헬스는 어떤 모습을 하고 있을지, 우리에게 어떤 미래를 제시해줄지 알아보기로 한다.

디지털 헬스가 온다: 의료·건강 산업과 ICT의 융합

디지털 기술이 발전하면서 인공지능, 사물인터넷, 클라우드 컴퓨팅, 블록체인 등의 디지털 기술이 의료·건강 분야와 융합되는 현상이 가속화되고 있다. 4차 산업혁명을 대표하는 해당 기술들이 의료 기술과 융합돼 새롭게 발생하고 있는 의료·건강 분야를 디지털 헬스라고 통칭한다. 다양한 디지털 기술이 의료·건강 분야에 접목되면서 ‘디지털 헬스’라는 개념이 다소 모호하게 들릴 수 있으나, 여기에서는 의료의 질 향상과 의료비 절감을 위해 의료와 ICT 기술이 융합해 개인의 건강과 질병을 관리하는 新산업을 의미하는 것으로 정의한다.

전 세계적으로 문제가 되고 있는 저출산 및 고령화 심화 현상은 만성 질환자 비중 증가, 의료진 부족 현상 대두, 국가의 의료비 재정 부담 증가 등의 문제를 초래한다. 하지만 ICT 기술이 발전하면서 의료 환경이 대면 진료에서 원격 진료 내지 원격 모니터링 등의 비대면 진료로 확장될 가능성이 생기고, 이로 인해 상기와 같은 문제점들이 해결될 수 있다. 또한 전자의무기록시스템(EMR)과 같은 의료정보시스템을 통해 축적되는 데이터는 물론, 스마트 기기 등을 통해 생성되는 개인의 건강 데이터, 유전자 데이터 등 최근에 발생되고 있는 의료 빅데이터가 인공지능을 통해 처리되면서 의료진의 판단을 보조하고 의료 정확도가 향상될 수 있는 바, 디지털 헬스가 의료비 절감과 의료 서비스 품질 향상에 기여하는 부분은 상당하다. 이와 같은 관점에서 디지털 헬스는 더 이상 피할 수 없는 흐름이다.

디지털 헬스는 ICT 융합 시장 중 가장 큰 시장

디지털 헬스 시장 규모는 조사 기관, 시장 정의와 범위에 따라 편차가 있지만 시장조사기관 마켓 앤 마켓에 의하면 세계 디지털 헬스 시장 규모는 2018년 1,697억 달러에서 연평균 15.5%씩 성장해 2024년 3,920억 달러에 이를 전망이다. 해당 규모는 2018년 기준으로 ICT 융합 시장 중 가장 규모가 큰 것으로 핀테크, 스마트홈, 스마트 팩토리 등의 분야가 뒤를 잇고 있다. 디지털 헬스 시장은 기술 구성요소에 따라 하드웨어, 소프트웨어, 서비스로 나눌 수 있는데, 디지털 헬스 시장에서 소프트웨어 및 서비스 시장 비중이 2018년 기준으로 92%를 차지하고 있으며, 지역적으로는 북미와 유럽이 전체 시장 중 78%를 차지하고 있다.

한편, 미국은 세계 디지털 헬스 분야의 벤처 투자를 주도하고 있는데, 실리콘밸리 인덱스(2020)에 나타난 벤처 투자 분야 및 추이에 의하면 인터넷, 모바일&통신 분야에 이어 헬스케어 분야가 투자 규모에 있어서 꾸준히 상위권을 차지하고 있음을 알 수 있다.

실리콘밸리 벤처 투자 분야 및 추이

자료: Silicon Valley Index 2020

또한 실리콘밸리 디지털 헬스 전문 스타트업 액셀러레이터인 Rock Health에 따르면 2020년 미국 디지털 헬스 벤처 캐피탈 투자액은 6월 기준으로 이미 54억 달러에 이르면서 코로나19 팬데믹으로 인해 디지털 헬스 분야에 전례없는 자금이 조달되고 있다고 분석했다.   

디지털 헬스 분야 벤처 투자 동향

자료: Rock Health

특히 2020년 상반기에 디지털 헬스 분야에서 1억 달러 이상의 메가 규모 딜 11건이 성사됐는 바, 디지털 헬스 분야가 팬데믹 상황에서 성장 가능성이 높아 투자가들에게 주목받고 있는 것으로 분석되고 있다. 주요 내용은 다음과 같다.

기업명	시기	내용	펀딩 규모
ClassPass	2020.1.	실시간 스트리밍 및 주문형 피트니스 클래스 제공 서비스	$285M
Alto Pharmacy	2020.1.	풀 서비스 디지털 약국 및 처방전 배송 서비스	$250M
Amwell	2020.5.	원격 헬스 케어 서비스	$194M
Element Science	2020.3.	웨어러블 제세동기 제조	$146M
Insitro	2020.5.	인공지능 기반 약물 발견 플랫폼	$143M
Dispatch Health	2020.6.	온디맨드형 긴급 돌봄 서비스	$136M
Outset Medical	2020.2.	커넥티드 투석 시스템	$125M
Cedar	2020.6.	환자 비용 지불 관리용 소프트웨어 플랫폼	$120M
Mindstrong Health	2020.5.	증거 기반 치료 및 정신의학 제공 플랫폼	$100M
Tempus	2020.3.	임상 환경 하에서 재정의되는 유전 데이터 활용 연구	$100M
Verana Health	2020.2.	의학 협회의 협력해 만든 임상 데이터 구축 서비스	$100M

자료: Rock Health, KOTRA 실리콘밸리 무역관 정리

한 개인이 살아가는 동안 만들어내는 방대한 데이터를 처리, 해석, 적용할 수 있는 4차 산업혁명 기술이 등장하게 되면서 개인의 유전적 특성이나 생활 양식에 맞춘 최적의 의료·건강 서비스를 제공할 수 있게 됐고, 이로써 각 개인은 디지털 헬스 기술을 통해 자신의 특성에 기반해 각종 건강 위험요소를 예측, 모니터링할 수 있으며, 보다 주도적으로 의료·건강 서비스에 참여할 수 있게 되는 바, 디지털 헬스 시장은 향후 더욱 가파른 속도로 성장할 것으로 예상된다.

인공지능과 디지털 헬스

스마트폰, 웨어러블 디바이스, 개인 유전정보 분석기술이 보편화되면서 대규모의 개인 건강·의료 데이터가 생성됐고, 해당 데이터는 각종 디지털 의료 관련 플랫폼과 클라우드 컴퓨팅을 통해 통합되면서 데이터를 보유한 기업들은 사용자의 전반적인 건강 상태를 관리·분석하고 적절한 음식이나 약물을 제시하며 향후 발생될 수 있는 질병을 예방하는 등, 전례없는 새로운 서비스를 제공할 수 있게 됐다.

이러한 점에서 인공지능은 가장 유용하게 사용될 수 있는 4차 산업혁명 기반기술 중 하나이다. 데이터를 처리·분석함으로써 신약을 발견하고, 개인을 원격으로 모니터링하며, 개인의 데이터를 안전하게 전송하는데 이르기까지 인공지능은 이 모든 것들을 구현 가능하게 해주기 때문이다.   

현재 인공지능 융합 디지털 헬스에서 가장 활성화된 분야는 영상 진단과 신약 개발 분야이다. 시장 정보 분석기관 CB Insights에 의하면 2018년 이후 1,000만 달러 이상의 투자를 유치한 글로벌 유망 인공지능 디지털 헬스 분야 기업 91개 가운데, 29%가 영상 진단 분야, 22%가 신약 개발 분야 기업인 것으로 나타났는 바, 두 분야가 전체 점유율의 51%를 차지하고 있는 것으로 나타났다. 국가별로는 미국, 중국, 영국 순으로 이들 국가의 기업이 전체의 약 60%에 달하는 바, 글로벌 인공지능 디지털 헬스 R&D 투자의 중심인 것으로 나타났다.

인공지능 융합 디지털 헬스 유망 스타트업 기업

자료: CB Insights

특히 인공지능 기술을 이용하면 개인은 질병 모니터링 및 온디맨드형 의료 서비스를 받을 수 있게 된다. 해당 형태의 선택지에 대한 수요가 급증하면서, 미국에서는 인공지능기술을 이용해 온디맨드 의료 서비스 내지 질병 모니터링 서비스를 제공하는 디지털 의료 기업들도 속속 증가하고 있다. Rock Health 에 의하면 풀 서비스 디지털 약국 및 처방전 배송 서비스를 제공하는 Alto Pharmacy와 원격 헬스케어 서비스를 제공하는 Amwell 같은 온디맨드 의료 서비스 제공 기업은 2020년 상반기에 11억 달러 투자 유치에 성공했고, 질병 모니터링 기업은 8억 1,300만 달러의 투자 유치에 성공하며 이미 2019년 디지털 헬스 분야 투자 유치 총액의 100%를 초과하는 속도를 내는 중이다.

디지털 의료 분야별 투자금 유치 순위

자료: Rock Health

앞으로 정밀 의료 및 비용 절감에 대한 필요성이 커지면서 디지털 헬스 분야에서 인공지능의 역할은 더욱 급속하게 증가할 것으로 보이며, 인공지능은 업무 프로세스 관리·진단에서부터 자동화·생산성 증대·진단 정확성 개선에 이르기까지 디지털 헬스 산업의 전 영역을 혁신할 수 있다는 점에서 그 적용이 더욱 보편화될 것으로 기대되고 있다.

사물인터넷과 디지털 헬스

사물 인터넷 기술은 사람과 장치 간 소통으로 현실과 가상세계를 통합하는 기술로서, 헬스 분야에서 사물 인터넷 기술은 원격진료, 모바일 헬스케어, 하드웨어 모니터링 등과 같은 분야에서 사용된다.

이 중 원격진료와 모바일 헬스케어 분야는 디지털 헬스 분야에서 가장 성장성이 높은 것으로 꼽히고 있다. 마켓앤마켓의 조사결과에 따르면, 북미는 원격진료의 주요 시장으로 세계 원격의료 시장규모는 2020년 254억 달러로 추산되며 연평균 16.9%로 증가해 2025년에 이르러 560억달러까지 성장할 전망이고, 모바일 헬스케어 분야는 2020년 508억 달러 규모였지만 2025년에는 2,136억 달러에 이르러 원격진료보다 더욱 가파르게 성장할 전망이다.

세계 원격의료 시장 동향

자료: Market and Market(2020)

세계 모바일 헬스케어 분야 시장 동향

자료: Market and Market(2020)

사물인터넷 기반의 디지털 헬스 분야는 네트워크 기술의 발전으로 말미암아 형성된 시장으로서, 원격진료의 경우 5G, 6G와 같은 초고속·저지연 통신 기술이 보편화되면서 더욱 적용이 확대될 것으로 기대된다. 하지만 전문가들은 비대면이라는 특성과 한계로 인해 원격진료가 모든 의료과목에서 일반화되기는 어렵고, 만성질환이나 비대면에 유리한 과목(방사선과, 정신과, 뇌졸중, 피부과, 원격상담, 중환자실 관리 등)을 중심으로 성장할 것임을 시사하고 있다.

최근에는 미국을 비롯해 중국·프랑스·일본·영국 등 많은 국가에서 본격적으로 원격진료의 도입과 활용이 논의되고 있다. 미국의 경우, 2020년 의료 기관에서 원격진료를 제공할 수 있도록 몇 가지 정책이 변경되기도 했다. 미 보건 복지부 내 연방기관인CMS(Centers for Medicare & Medicaid Services)가 원격으로 제공되는 외래 환자 서비스에 대해서 비용을 청구하는 것을 허가하고, 원격 진료에 대한 환급을 받을 자격이 있는 의료 서비스 제공자의 유형을 확대한 예가 대표적이다. 또한 전문가들은 코로나19 팬데믹이 원격진료의 보편화를 앞당기는 촉매 역할을 하고 있다고 분석하고 있어, 향후 어떻게 관련 시장이 성장할 것인지 주목되고 있다.

블록체인과 디지털 헬스

블록체인은 분산 컴퓨팅 기술 기반의 데이터 위변조 방지 기술로서, 일반적으로 암호화폐에 사용되는 기술로만 알려져 있지만 디지털 헬스 분야에도 이용될 수 있다. 블록체인을 활용하면 환자와 의사 또는 의료기관간 개인 데이터를 안전하게 교환할 수 있기 때문이다.

현재 의료 정보 시스템은 의료기관 중심으로 운영되고 있고, 분절된 데이터 관리체계로 인해 의료정보의 교류 및 활용이 제한되고, 정보관리가 미흡해지는 등 다수의 문제가 존재한다. 구체적으로 1) 병원-환자 간 보유하고 있는 의료정보의 불균형 문제, 2) 미흡한 의약품 공급망 모니터링 체계 문제, 3) 빅데이터 산업의 발전에 따라 개인이 소유하는 의료 정보에 비례해 높아지고 있는 정보 유출 가능성의 문제, 4) 보험청구·심사과정의 비효율성 및 미흡한 모니터링 체계 문제가 바로 그것이다. 하지만 블록체인기술을 의료 정보 시스템에 적용하게 되면 다음과 같은 효과가 기대된다.

의료정보 시스템에 블록체인 기술 적용 시 기대효과

효과	내용
정보주권 강화	개인의 의료기록에 대한 주권을 각 개인이 가지게 되며, 스스로 의료정보의 활용범위 및 활용 여부를 설정하게 됨으로써 환자 중심의 의료정보가 활성화됨.
의약품 공급망모니터링 체계 강화	사물인터넷을 통해 수집된 의약품 유통의 전과정을 블록체인 네트워크로 구현해 의약품의 원본성을 보장하고 위변조 예방. 복잡한 임상연구와 임상시험의 의료데이터 관리, 의약품 물류 특히 항정신성 의약품과 항생제 사용관리가 안전해짐
보안성 강화	정보를 다수가 공유하게 되므로 해킹이 어렵고, 모든 거래 기록이 공개
정보 활용 확대	복잡한 보험 청구 정보처리의 통합성을 강화하고, 스마트 계약 기술을 적용해 중개자 없이 실시간 청, 심사, 지급 가능
의료의 질 향상	영상 등의 의료데이터를 인공지능 학습도구와 결합해 진단 및 치료의 정확도 향상

자료: KHIDI ‘헬스케어분야에서의 블록체인 기술’, KOTRA 실리콘밸리무역관 재구성

이와 관련해 미국의 기업들은 블록체인 기술을 의료분야에 적극 활용하고 새로운 시장을 개척하고 있다. 2019년 초, 미국의 보험회사 Anthem은 Aetna, PNC Bank, IBM 및 Health Care Service Corporation과 협력해 비용청구 및 지불에서 발생할 수 있는 문제를 해결할 수 있는 블록 체인 의료 네트워크를 설계했고, Ciox Health는 블록체인 기술과 인공지능을 사용해 의료 시스템에서 폐기물을 식별하고 있으며, Indiana University Health 및 WakeMed Health & Hospital은 특수 처방약을 안전하게 추적하기 위해 블록체인 기술을 도입하고 약국 회사와 협력했다.

타 산업에 비해 의료산업에서 블록체인 기술이 미치는 영향은 매우 클 것으로 기대되지만, 다수의 전문가들은 아직은 초기 단계로 본격적으로 사업에 적용되고 유의미한 성공사례가 나오기까지는 다소 시간이 걸리며 의료분야 활용 가능성에 대한 면밀한 검증이 필요하다고 지적하고 있다. 하지만 앞서 지적한 현재의 의료 정보 시스템에 존재하는 문제점들을 블록체인 기술이 해결할 가능성이 높다는 점에서 다양한 방면으로 의료산업에 혁신을 가져다 줄 것으로 기대된다.

시사점

미국의 의료 환경은 일명 ‘오바마 케어’라고 불리는 건강보험개혁법(Affordable Care Act, ACA) 시행 이후 대부분의 병원에서 전자건강기록(Electronic Health Record)을 도입하고, 디지털 헬스 관련 기업들이 새로 신설되며, 관련 분야에 재정 투입이 상승하면서 본격적으로 디지털 헬스 환경이 구축됐다. FDA 역시 디지털 헬스 기술의 발전과 소비자의 건강행동 변화를 인지하고, ‘디지털 건강 혁신 행동 계획(Digital Health Innovation Action Plan’을 통해 안전하고 효과적인 디지털 건강 기술 및 제품 생산을 촉진하려는 노력을 기울이고 있다.

한편, 미국의사협회(AMA)에서도 지속가능한 진료를 위해 필요한 외적 요인 중 하나로 디지털 헬스를 꼽았는 바, 대다수의 전문가들은 미국 의사들이 원격진료를 가능하게 해주고 스트레스 또는 번아웃을 해소할 수 있는 디지털 헬스 기술에 대해 긍정적인 인식을 형성하고 있는 것으로 보고 있어 미국은 디지털 헬스 환경과 산업 전반에서 큰 변혁을 맞고 있는 것은 분명하다.

2020년 전 세계를 강타한 코로나19 역시 디지털 헬스 산업 도래의 주요 촉매임을 부정할 수 없다. 글로벌 시장조사업체 I사의 이사 A씨는 KOTRA 실리콘밸리 무역관과의 인터뷰에서 “미국의 의료 환경은 ‘현상 유지’라는 장애물로 인해 혁신과 변화가 다소 어려웠으나, 코로나19로 인해 원격 진료와 같은 새로운 의료 행동 패턴의 필요성이 대두되고, 이전에 제대로 활용되지 않았던 특정 프로세스들이 의미있는 것으로 촉매 작용을 받았다”고 전하며 우리는 앞으로 머지 않은 미래에 디지털 의료라는 새로운 패러다임을 맞이하게 될 것이라고 언급했다. 이러한 변화의 물결 속에서 우리 기업들이 어떻게 대처하고 어떤 기회를 잡아야 할 것인지 고민할 때이다.

자료: Silicon Valley Index 2020, Rock Health, CB Insights, Market and Market, KHIDI ‘헬스케어분야에서의 블록체인 기술’, KOTRA 실리콘밸리 무역관 자료 종합