우리 사회가 그 어느 때보다 빠른 속도로 나아가고 있다는 것은 두말할 필요도 없습니다. 디지털 네트워크에서 웨어러블 기기에 이르기까지, 의료 산업은 전례 없는 대규모 기술적 변화를 겪고 있습니다. 의료 기술이 놀라운 속도와 정확성으로 발전함에 따라, 불과 수십 년 전에는 일상적이었던 구식 절차들이 하나둘 도태되고 있습니다. 하지만 가까운 미래를 들여다보면, 과거의 의사들이 상상조차 하지 못했던 완전히 새로운 의료 치료의 세계가 펼쳐지고 있음을 확인할 수 있습니다.
레이 커즈와일(Ray Kurzweil)은 기술이 지수 함수적으로 발전한다고 말합니다. 반면 피터 틸(Peter Thiel)은 기술 혁신이 기대에 미치지 못했다고 주장합니다. 다양한 철학과 학파가 존재하지만, 의학의 미래에 관해서는 단 두 가지만 확실합니다.
기술만으로는 오늘날 의료계가 직면한 전 세계적인 문제들을 해결할 수 없으며, 인간적 접촉만으로는 더 이상 충분하지 않다는 점입니다. 따라서 파괴적 혁신을 적극 활용하면서도 환자와 의료진 간의 인간적 교류를 유지하는 새로운 균형이 필요합니다. 이를 가능하게 할 10가지 기술을 소개합니다.
1. 가상현실(VR)
2016년 4월 14일, 암 외과 전문의 샤피 아흐메드(Shafi Ahmed)가 런던 로열 병원에서 가상현실 카메라를 활용해 수술을 진행했습니다. 이는 의학 역사상 최초의 시도였으며, 누구나 Medical Realities 웹사이트와 'VR in OR' 앱을 통해 실시간으로 수술에 참여할 수 있었습니다.
가상현실의 잠재적 활용 범위는 게임과 엔터테인먼트를 훨씬 넘어섭니다. 의료 분야는 수술 시뮬레이션, 공포증 치료, 로봇 수술, 술기 훈련 등을 아우르는 가상현실의 가장 큰 수요처 중 하나입니다.
앞으로 의대생들은 인체 시신이 아닌 가상 해부대에서 해부학을 공부하게 됩니다. 두툼한 교과서에서 배우던 내용은 증강현실을 활용한 가상 3D 솔루션과 모델로 탈바꿈됩니다. 원하는 만큼 빠르게 해부학적 모델을 관찰·수정·생성할 수 있으며, 구조물의 모든 세부 사항까지 분석할 수 있습니다. 현재 의료 훈련 전용 소프트웨어들도 잇달아 개발되고 있습니다.
2. 홀로그래피
병원은 아플 때 치료를 받으러 가는 곳입니다. 하지만 미국에서는 매년 200만 명 이상이 병원 감염에 노출되고, 그중 10만 명이 목숨을 잃는다는 사실을 알고 계셨나요? 이러한 감염 치료에만 연간 약 200억 달러의 비용이 소요되는 것으로 추산됩니다.
감염 확산의 주요 원인 중 하나는 입력 장치입니다. 키보드나 마우스 같은 입력 장치들은 소독천으로 가볍게 닦일 뿐 제대로 세척되지 않습니다. 수백 명의 환자에게서 나온 세균이 틈새에 얼마나 쌓일지 상상해 보세요.
키보드나 마우스를 대체하는 홀로그램 방식의 데이터 입력은 환자가 감염에 노출되는 빈도를 크게 줄일 수 있습니다. 화면과 키보드를 벽이나 책상 위에 투사하는 방식이라면, 랩톱이나 PC에 물리적 하드웨어를 연결할 필요조차 없어져 임상 환경 어디에서나 간편하게 활용할 수 있습니다.
3. 증강현실(AR)
노바티스(Novartis) 측은 구글이 특허를 보유한 디지털 콘택트렌즈가 2016년 출시될 것이라고 발표했습니다. 눈물 속 혈당을 측정할 수 있는 이 렌즈는 당뇨병 치료와 관리 방식을 완전히 바꾸어 놓을 것으로 기대됩니다. 또한 마이크로소프트의 홀로렌즈(HoloLens) 역시 2016년에 등장해 의료 교육부터 건축, 공학 분야까지 폭넓은 영향력을 행사했습니다. 의대생들은 포름알데히드 냄새 없이 하루 종일, 어떤 각도에서든 해부 실습을 반복할 수 있게 된 것입니다.
독일의 한 클리닉은 수술실에서 iPad를 활용한 증강현실 애플리케이션 실험을 시작했습니다. 수술 중 외과의는 장기를 직접 열지 않고도 간의 혈관과 같은 해부학적 구조를 훤히 볼 수 있습니다. 덕분에 더욱 정밀한 절제술이 가능해집니다.
4. 3D 프린팅
오가노보(Organovo)는 생체 재료 3D 프린팅 분야에서 수년간 주목받아 온 기업입니다. 2014년 간 조직을 성공적으로 바이오프린팅했다고 발표했으며, 이식용 간 조직 프린팅까지는 4~6년 정도 남은 것으로 전망했습니다. 우선 이렇게 만들어진 바이오프린팅 간은 신약 독성 분석 과정에서 동물 모델을 대체하는 용도로 제약 업계에 먼저 활용될 예정입니다. 검증 절차를 통과하면 다음 10년 안에 3D 프린팅 간 이식이 현실이 될 것으로 기대할 수 있습니다. 전자 귀(bionic ear)와 구조가 단순한 기관들은 환자의 침상 곁에서 프린팅될 것입니다.
워싱턴 주립대학교 연구진은 3D 프린터를 활용해 실제 뼈와 동일한 강도와 유연성을 지닌 하이브리드 소재를 개발했습니다. 사용된 장비는 ProMetal 3D 프린터로, 아연·규소·인산칼슘의 조합으로 만들어진 이 소재는 그 성능이 뛰어나 이미 토끼를 대상으로 한 전 과정 테스트에서 성공적인 결과를 얻었습니다.
프린팅된 뼈는 골절 부위에 삽입되어 실제 뼈가 그 주변으로 자라날 수 있는 지지대(scaffold) 역할을 합니다. 재생 과정이 완료되면 모델은 자연스럽게 분해됩니다. 흥미롭게도 뼈 소재를 줄기세포와 결합했을 때 자연 뼈가 평소보다 훨씬 빠르게 재생되는 것으로 확인되었습니다.
이 기술의 진정한 가치는 적절한 시작 재료 조합만 확보되면 어떤 조직이든, 심지어 완전한 장기까지도 3D 프린팅할 수 있다는 실현 가능성에 있습니다.
5. 인공지능(AI)
가장 존경받는 교수조차 몇 편의 논문만 머릿속에 담아둘 수 있지만, PubMed 데이터베이스에는 무려 2,500만 편의 논문이 축적되어 있습니다. 인간의 능력으로는 이 방대한 지식을 따라잡는 것이 불가능합니다. 하지만 해결책이 등장하고 있습니다. IBM의 슈퍼컴퓨터 '왓슨(Watson)'은 여러 클리닉에서 의사결정 지원 시스템으로 테스트를 거쳤습니다. 의사가 환자와 대화하는 동안 왓슨은 의료 기록과 전 세계 문헌을 실시간으로 검토한 뒤 진단 제안을 제공합니다. 물론 최종 판단은 필요한 모든 정보를 확인한 의사가 내립니다.
IBM의 메디컬 시브(Medical Sieve) 프로젝트는 스마트 소프트웨어가 대부분의 병변을 1차 진단하여, 방사선과 전문의가 매일 수백 장의 영상을 검토하는 대신 가장 중요한 사례에 집중할 수 있는 환경을 만드는 것을 목표로 합니다.
아토마이즈(AtomWise)는 슈퍼컴퓨터로 어떤 후보 신약이 효과를 낼지, 그렇지 못할지를 사전에 예측해 신약 개발 비용을 절감하는 데 주력하고 있습니다. 구글 딥마인드 헬스(Google DeepMind Health)는 의료 기록 데이터를 분석해 더 빠르고 질 높은 의료 서비스를 제공하고자 합니다. 이 프로젝트는 현재 초기 단계에 있으며, 영국 무어필즈 안과병원 NHS 재단 트러스트와 파트너십을 맺고 안질환 치료 개선에 나섰습니다.
6. 구글 브레인(Google Brain)
미래학자 이안 피어슨(Ian Pearson)은 저서 『내일의 당신(You Tomorrow)』에서 신경학적 정보를 바탕으로 디지털 자아를 창조할 가능성을 언급했습니다. 이는 우리의 의식을 컴퓨터에 업로드해 디지털 형태로 존재할 수 있음을 의미합니다. 구글이 궁극적인 인공지능 기반 브레인을 개발하기 위해 레이 커즈와일을 영입한 만큼, 그런 미래는 생각보다 멀리 있지 않을지도 모릅니다. 어쩌면 우리는 잘못된 곳에서 불멸의 비밀을 찾고 있었는지도 모르는 일입니다.
다음 글에서는 의료 및 헬스케어의 미래에 영향을 미치는 나머지 5가지 기술을 이어서 소개하겠습니다.