[시사터치] 의료혁신 기술, 가상현실(VR)과 증강현실(AR)

최충웅 언론학 박사 / 기사승인 : 2020-01-12 21:29:18
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▲ 최충웅 언론학 박사
[일요주간 = 최충웅 언론학 박사] 4차 산업혁명이 전 산업분야에서 새로운 시대를 여는 관문처럼 널리 회자되고 있다. 2016년 세계경제포럼(WEF, World Economic Forum) 일명 다보스포럼에서 클라우드 슈밥이 제시해서 이슈화된 화두로, 포럼의 「The Future of Jobs」라는 보고서에 나타난 4차 산업혁명은 ‘디지털혁명을 기반으로 물리적 공간, 디지털적 공간 및 생물학적 경계가 모호해지는 기술 융합의 시대’라고 정의하고 있다.

4차 산업혁명이 있기까지의 인류의 역사적 과정은 인류학적 기간 분류로 생산과 노동양식 특성에 따라 구분할 수 있다. 수렵채취시대는 주로 야생동식물의 수렵과 채집을 생활의 기반으로 하는 시기였으며, 농경이 시작된 신석기 시대까지 모든 인류는 수렵채집사회였다. 농경시대는 인류가 농사를 짓게 된 시기로 가축을 키우면서 한 곳에 정착하기 시작한 시점이다. 산업혁명 시대가 열린 시점은 인간의 노동력을 기계가 대체하기 시작한 시대를 의미하고 있다.

1차 산업혁명(1760~1840)은 증기혁명의 시대로 철도, 건설이 인류에게 도입된 1784년 영국에서 증기기관이라는 새로운 기술이 발명되었던 시점을 말한다. 2차 산업혁명(19세기말~20세기초)은 전기혁명의 시기로 생산 조립라인에 대량생산체제가 도입되기 시작한 시기이다. 3차 산업혁명(1960년대 시작~)은 반도체와 메인프레임 컴퓨팅이 1960년에 도입된 이후 PC(1970~1980), 인터넷(1990~)이 대중화 되면서 이 시기를 정보 혁명이라고도 한다.

4차 산업혁명은 2016년 세계경제포럼 일명 다보스 포럼에서 클라우드 슈밥이 제시한 개념으로 21세기와 동시에 시작되었다고 본다. 통상 2010년 이후를 말하는데, 4차 산업혁명을 한마디로 정의하는 것은 쉽지 않다. 핵심 개념으로 가상현실, IoT, 모바일 인터넷, 센서, 인공지능, 기계학습 등 ‘기술 융합’과 ‘초연결’ ‘초지능화’로 대표되는 현상의 시대로 정의하고 있다.

4차 산업혁명의 주요 핵심기술로 인공지능(AI), 빅데이타, 사물인터넷(IoT), 5G. 클라우드, 로봇, 3D 프린팅 등의 기술융합으로 헬스 케어, 자율주행차 등 인류가 경험하지 못했던 놀라운 세상을 펼쳐가고 있다. 특히 주요한 기능으로는 건강 증진으로 인간의 생명을 연장시켜 주고 있다.

증강현실(AR: Augmented Reality)과 가상현실(VR: Virtual Reality), 생체 인터넷(IoB: Internet of Biosignal) 등은 의료, 교육 분야 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 생체 인터넷은 몸에 착용 가능한 다양한 센서들이 건강 관련 생체정보 데이터들을 실시간으로 감지하고 분석해 사용자들의 건강을 유지하고 있다. 사용자의 혈당, 심박동, 심전도, 수분, 땀, 혈압, 영양, 수면, 호흡수, 산소 포화도, 몸무게, 키, 온도 등이다. 이들 생체정보들은 위험상황을 사전에 감지해 본인의 생명을 살릴 수도 있으며, 장기기증상태로 타인의 생명까지 살릴 수 있다. 특히 원격의료 기술로 의사와 쌍방향으로 실시간 치료가 가능하다.

최근 들어 AR과 VR을 접목한 의료 및 헬스케어 분야가 주목받고 있다. 증강현실과 가상현실이 모두 실시간으로 현실 세계와 상호작용이 가능한 기술이다. AR은 실제 현실에 가상의 3D 객체를 더해 보여주는 방식이고, VR은 모두 허구의 상황이 제시된다는 점에서 차이가 있다. MR(Mixed reality, 혼합현실)은 AR과 유사하지만 VR에 실제 영상을 투영하는 기술이다. AR과 VR, MR은 모두 실제로 존재하지 않은 현실을 구현해 사람이 이를 인지할 수 있도록 하는 기술이다. 따라서 산업 및 의료, 교육 분야 등 다양한 분야에서 활용하고 있다.

VR 기술은 직접적으로 치료에 활용되기도 하고 의료·헬스케어 건강정보 제공, 홈트레이닝, 시뮬레이터를 이용한 사전수술 계획 등에 활용할 수 있다. VR 기술은 게임, 스포츠, 교육 분야에서 적극적으로 활용되고 있는데, 특히 의료 및 헬스케어 시장에서의 활용이 눈길을 끈다. VR은 사회불안, 비행공포증, 대화공포증 등을 가진 환자 인지행동 요법에 VR을 이용한 치료법이 적용되고 있다.

세계 의료산업에서 VR기기 시장 규모가 2016년 1억4410만달러(1730억원)에서 2024년에는 12억4850만달러(1조4988억)로 연평균 24% 이상 성장할 것으로 예측했다. VR 소프트웨어 시장 역시 2016년 8940만달러(1073억원)에서 2024년 17억8520만달러(2조1431억원)까지 확대될 것으로 전망했다.

의료 교육적 측면에서 VR은 의료진의 역량 강화를 위해 유용하게 활용되고 있는데, 실제 인체 장기를 재현한 3D 가상 수술 시뮬레이터를 통해 의료 훈련을 가능케 하고, 의료진이 수술 전계획을 세우는 용도로 활용하기도 한다. 의료현장에서 환자의 3D 이미지를 보면서 수술계획을 수립하거나 환자에게 수술방법을 설명해주는데 활용되고 있다.

분당서울대병원은 태블릿PC에 환자의 신체(다리)상에 암의 위치, 크기를 실시간 AR기술로 구현해주는 프로그램을 개발해 다리에 생긴 뼈암(골종양) 수술에 성공했다. CT, MRI 등 영상진단이미지를 통해 확보한 종양의 위치와 크기를 프로그램에 입력하면, 종양의 위치 정보가 태블릿 PC에 표시된다. 불필요한 절제를 최소화하면서도 종양을 안전하게 절제할 수 있다.

그리고 폐암, 척추, 고관절수술 등 수술 집도 현장을 직접 360도 VR 영상으로 촬영해 교육 자료로 활용하고 있다. 직접 수술실에 있지 않아도 학생들에게 수술실에 있는 것과 같은 현장감을 느낄 수 있게 하는 것이다. VR 기술은 환자의 재활에도 널리 활용되고 있다. 뇌졸중과 외상성 뇌 손상 환자로 하여금 가상의 공간에서 팔을 들어 올리거나 손가락을 움직이는 연습을 유도함으로써 환자의 기능장애 개선을 위해 활용되고 있다.

아직 국내는 선진국에 비해 가상현실(VR), 증강현실(AR), 혼합현실(MR) 등의 원천기술 수준이 높지 않다. 사용할 수 있는 콘텐츠도 제한적이며, 헬스케어 및 의료장비 수준도 외국에 비해 매우 열악한 수준이다. 다양한 콘텐츠가 유통되도록 호환성과 편의성을 높여야 하며, 어떠한 콘텐츠든 VR 플랫폼에 탑재 가능하고 기능적인 충돌이 없도록 개발방식에 대한 안내와 기초로 삼을 수 있는 표준 가이드가 제작, 보급되어야 한다.

선진국과의 기술적 열세를 극복하고 활용분야를 확대하기 위해서는 새로운 콘텐츠 발굴 및 육성을 위한 국가적 차원의 인재양성과 원천 및 기반 기술개발 투자 등 예산 지원 확대 및 장기적이고 거시적인 산업 정책이 요구된다.

[필자 주요약력]

(현) 경남대 석좌교수
YTN 매체비평 출연
(전) 경희대 언론정보학부 교수
방송통신심의위원회 연예오락방송 특별 위원장
방송위원회(보도교양/연예오락)심의 위원장
언론중재위원회 위원
방송통신연구원 부원장
한국방송예술교육진흥원 원장
KBS 예능국장, TV제작국장, 총국장, 정책실장, 편성실장
중앙일보·동양방송(TBC) TV제작부 차장

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