A4차 산업 혁명 시대의 의료기술
1) AI를 이용한 의료
인공지능을 이용한 의료는 왓슨을 빼놓고 논할 수 없다. 왓슨의 정식 명칭은 Watson for oncolgy이다. 인간의 언어, 즉 자연어를 이해하고 판단하는 능력을 가진 인간 친화적인 인공지능 슈퍼컴퓨터이다. 왓슨이 1600만 페이지 분량의 여러 논문과 의료서적들을 기계학습(Machine Learning) 한 후 별도의 교육 처리 과정을 거쳐 의료적 판단을 스스로 내릴 수 있는 인공지능 의사가 되었다. 현재 왓슨은 암 진료가 가능하며, 환자의 상태, 나이와 같은 조건을 고려하여 맞춤 진료를 행한다.
왓슨은 2012년 폐암 진료를 시작으로 가동하였고, 학습의 결과 백혈병에 대한 진료능력도 생겼다. 본격적으로 임상 진료에 사용된 것은 2015년으로 근래의 일이지만. 그 가능성을 인정받아서 의료계와 IT학계에서 큰 화제가 되었다. 왓슨은 같은 '자율형 의료 로봇(자율형 인공지능 시스템 장착)을 활용하여 의려적 판단을 내렸을 경우에 문제가 발생한다면 그 책임을 누가 지도록 할 것인가를 따져봐야 한다. 의학 이상의 논쟁거리를 지니고 있는 의학적 모범생이자 윤리적 문제아인 셈이다. AI를 이용한 의료의 미래 모습에는 해결해야 할 과제가 많다. 의사는 인공지능에게 자신의 진료 영역을 침범당하고 있다. 이 문제에서 가능 유명한 발언이 IT 벤처사업가 코슬라가 말한 '바로 인공지능이 80%의 의사를 대체한다'이다. 의료의 많은 부분이 여전히 100% 근거에 기반을 둔 과학이라고 보기 어렵기 때문에 대규모의 데이터에 기반하고 빠른 연산 능력으로 무장한 기계가 평범한 의사보다 더 객관적이고 정확할 수 있다고 주장한 것이다. 의학은 물리나 수학 공식처럼 딱 맞아떨어지지 않는 학문이기 때문에 일견 그의 말은 매우 설득력이 있다. 하지만 인간인 의사로서 가능한 일은 기계가 할 수 있는 일보다 영역에서 우위에 있다. 우리는 AI가 우리의 영역을 '침범'하는 것으로 해석하기보다는 장점을 찾고 배울 점을 배워 공존하고 협력하는 자세가 필요하다.
2) 의료와 3D 프린팅
3D 프린팅을 이용한 의료 기술이란, 3D 프린터를 이용하여 의료기기를 제작하고 치료에 사용하는 것이다. 생체의학, 의학공학 분야에서는 2000년을 전후로 하여 고체 필라멘트를 융해하여 재료를 쌓는 방식으로 하는, FDM(Fusion deposition modeling) 기술의 개발이 계기가 되었다. FDM을 사용하여 열가소성 생체적합 분자를 적용하여 조직공학 인공 조직체를 제작함에 따라, 3D printing 기술이 급속하게 Bio 조형기술에 활용되기 시작하였다. 3D 프린팅은 의약품의 생산이 획일적 대량 생산의 형태였던 것과 달리 개인의 요구에 맞춘 다양한 의약품의 소량생산에 적합하다. 또한 제작 과정이 신속하고 간단하다는 장점이 있다. 현재 3D 프린터를 이용하는 의료분야에는 크게 치과 의료기기, 생체이식용 의료기기, 맞춤 의료기기가 있다.
치과 기기나 보청기, 보행기구는 비교적 비침습적인 특징으로 일찍부터 3D 프린팅 기술의 도입이 예견되어왔다. 현재 의료분야에서 3D 프린팅 기술은 안정성의 문제로 개인 맞춤형 의료 보형물을 만드는데 집중되어 있다. 보청기나 틀니 등이 예이다. 이전에는 환자의 신체 상황이나 크기에 따라 모양이 맞지 않아 환자가 불편함을 겪기도 했다. 정형화된 크기에 맞춰 제작됐기 때문이다. 하지만 3D 프린팅을 이용해 보형물을 만들 때는 환자에 맞춤 보형물 제작이 가능하다. 실제로 보청기 제작의 경우, 기존의 작업방식과 달리 3D 프린팅 기술을 이용해 단시간 내에 보청기를 제작할 수 있다. 또한 대량 생산이 가능해져 생산원가가 줄어들고 스캔자료를 보관함으로써 보청기를 분실하더라도 똑같은 형태의 보청기를 손쉽게 제작할 수 있다.
현재 3D 프린터를 의료현장에서 활용하는 방법은 틀 즉, 지지체를 만든 후 조직공학기술을 이용해 세포를 입힌 채로 대체 장기 역할을 하거나 지지체를 후에 제거하는 방식으로만 가능하다고 한다. 하지만 이마저도 지지물의 거부반응 문제 때문에 아직 갈길이 먼 상황이다. 미래에 세포 수준의 소재, 바이오 조형 구조 특성, 생체조직에 대한 연구가 더 진행된다면 실제로 바이오프린팅을 이용하여 인공장기를 제작, 이식하는 것도 가능해질 전망이다. 향후 3D 프린팅 기술이, 보다 적극적으로 활용되기 위해서는 인체에서 면역거부 반응이 없도록 할 수 있는 제조기술이 개발되어야 하며, 의료기기용 재료의 법적인 기준 또한 필요할 것이다.
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