최근 디지털치료기기(DTx) 시장이 부상하면서 대형병원들도 전자약의 상적 활용성 모색에서 더 나아가 환자 맞춤형 기기 개발에 팔을 걷고 있다.

업체들이 주로시장성이 확보된 틈새 시장을 노리는 반면 병원들은 통증관리를 위한 펫봇(Pet Bot)부터 만성폐쇄성 폐질환자용 음성 분석 앱, 배뇨장애 척추 신경자극기까지 다양한 분야에서 환자 삶의 질을 높을 높이기 위한 분야로 시선을 옮기고 있다.

23일 원주세브란스기독병원에서 개최된 대한의료정보학회 춘계학술대회에서 최근 대형병원들의 전자약 개발 추이를 살필 수 있는 '디지털 치료제와 전자약 개발의 국내 현황' 세션이 마련됐다.

AI 기술 및 유전체 분석, 웨어러블 기반 실시간 모니터링 기술이 고도화되면서 기존의 알약, 주사제 또는 전통적인 의료기기를 벗어난 신개념 의료기기가 태동하고 있다.

디지털치료기기는 근거 기반 치료적 중재를 제공하는 고도화된 소프트웨어 의료기기를 뜻한다. 난치 및 중증 만성 질환의 조기진단 및 치료 효용성 극대화, 시공간의 초월성을 통한 의료 전달체계의 접근성 보완 등의 장점을 가진다.

전자약은 전기, 자기장, 초음파 등 전자기적 자극을 통해 질병을 치료하는 전자장치다. 특정 부위 및 표적 장기에 선택적 작용을 통해 전통적인 약제가 가진 부작용을 최소화하면서 환자의 증상 변화를 실시간 감지하고 분석할 수 있어 개인 맞춤형 치료를 제공할 수 있다.

미래형 환자중심 K-DEM 스테이션 구축사업을 발표한 전홍진 삼성서울병원 디지털치료연구센터장은 "4차 산업기술을 기반으로 뇌신경질환, 정신건강, 수면질환, 대사성 질환, 호흡기 등 다양한 질환으로 디지털, 전자 치료기기의 적용 범위가 확대되고 있다"며 "디지털치료기기는 2025년 9.6조원, 전자약은 2029년 67조원 규모로 폭발적으로 성장할 것으로 전망돼 선제적 투자가 필요하다"고 강조했다.

그는 "글로벌 디지털, 전자 치료기기 산업 혁신 생태계 구현을 목표로 병원 기반 K-DEM 스테이션으로 명명된 사업을 진행하고 있다"며 "의료 현장 수요 기반 혁신 치료기술 연구와 개방형 네트워킹 기반 오픈 이노베이션, 임상 근거 창출과 기술 사업화를 진행하고 있다"고 설명했다.

이어 "K-DEM 스테이션은 디지털 전자 치료기기 개발과 개방형 네트워크, 임상·인허가 사업화 지원, 클라우드 기반 데이터 관리 네 가지 플랫폼으로 구성돼 있다"며 "산학연병으로 구성돼 있어 디지털 전자 치료기기 업체 27개 기업 및 삼성서울병원과 원주세브란스기독병원이 함께 참여하고 있다"고 밝혔다.

세부 유닛은 ▲환자 유래 데이터 기반 개인 맞춤형 디지털 치료기기 개발 ▲클라우드 기반 인공지능 환자 자기관리 기술 개발 ▲난치성 질환 극복을 위한 개인 맞춤 지능형 전자약 개발 ▲만성질환 디지털치료기기 기반 연구 ▲개방형 네트워킹 및 클라우드 기반 데이터 관리 지원 체계 구축 ▲K-DEM 스테이션 자생/상생을 위한 사업화, 상용화 지원 체계 구축까지 총 6개로 구성됐다.

전 센터장은 "환자 유래 데이터 기반 개인 맞춤형 디지털 치료기기 개발을 위해 정신건강의학과에서는 우울증, 자살예방, 스트레스 관리용 VR 치료기기를 개발중에 있다"며 "소아청소년과에서는 소아암 환자를 위한 통증 평가 및 모니터링, 로봇 탑재 기반 비약물적 통증 조절용 펫봇을 개발하고 있다"고 말했다.

이어 "신경과는 경도인지장애나 치매 환자를 위한 인지/운동 중재 치료기기를 개발중으로 이를 통해 감성/경험 기반 인지/중재 지원 AI 로봇과 웨어러블을 통해 운동을 평가하게 된다"며 "불면증 완화를 위한 일주기 리듬 모니터링 및 광 치료를 위한 스마트글래스도 연구중에 있다"고 소개했다.

클라우드 기반 인공지능 환자 자기관리 기술 개발 분야에서는 만성 폐쇄성 폐질환 환자의 음성 AI 기반 중증도 예측 알고리즘, 고혈압 환자 대상 치료 생활 운동요법 알고리즘과 치료 앱 개발, 알레르기나 호흡기질환자용 사물인터넷을 이용한 환경 인자 기반 질환관리 솔루션이 개발되고 있다.

전 센터장은 "난치성 질환 극복을 위해 개인 맞춤형 전자약도 개발되고 있다"며 "뇌전증용 이식형 뇌신경 자극기와 배뇨장애용 척추 신경자극기, 뇌졸중/파킨슨 질환용 비침습 뇌신경자극기, 안구표면 질환용 비침습 안구 신경자극기가 연구 계획에 올라 있다"고 말했다.

그는 "스마트폰 세대의 등장과 1인 가구의 증가, 의료에서의 자기 결정권 존중 등의 미충족 의료 수요가 있었다"며 "K-DEM 스테이션을 통해 비대면 의료 및 의료 접근성의 강화, 혁신의료기술을 통한 사회적 의료비용 절감 등이 실현될 수 있다"고 강조했다.

연세대 원주의대 산부인과학 교실 이산희 교수는 월경주기 예측 및 월경장애 치료 디지털의료기기 개발 계획에 대해 언급했다.

이 교수는 "현재까지 월경주기 예측용 앱이 많이 나왔지만 정확도는 떨어진다"며 "대부분 생리 주기 때 나타나는 증상을 설문을 하거나 달력을 통해 다음 주기가 이 정도 될 것이라는 막연한 예측을 하기 때문에 정확도가 떨어지게 된다"고 지적했다.

그는 "이를 극복하기 위해 객관적 데이터를 웨어러블 디바이스로 얻고 주관적 데이터는 앱을 통해서 기입해면 정확한 월경을 예측할 수 있다는 가정을 세웠다"며 "심전도와 근전도, PPG(광용적맥파)로 신체에서 발생된 생체 신호를 스마트 기기로 실시간 측정해 월경주기 시 나타나는 생체신호 변화 알고리즘을 거치면 좀 더 정확한 주기를 예측할 수 있다"고 설명했다.

이어 "월경을 예측할 수 있도록 진단 알고리즘을 개발하는 것을 파일럿 스터디에서 진행했다"며 "점수화된 설문 및 웨어러블 디바이스를 통해 월경 시작 때의 생체 이벤트를 18명 정도 분석해 5분 단위로 데이터를 쪼개 머신러닝을 거쳤다"고 말했다.

그는 "머신러닝을 돌려서 이벤트가 일어난 시점의 생체 수집 데이터와 가능성 등을 예측하면 생리 예측도가 몇 퍼센트까지 나오게 된다"며 "인원을 더 늘려서 임상 연구로 확대 진행하려는 계획을 가지고 있다"고 덧붙였다.

손영민 삼성서울병원 의공학연구센터 교수는 "병원 중심 연구 플랫폼 구축이 중요한 이유는 전자약 개발의 기초 연구 단계와 임상을 연결시키는 데 동물을 이용한 중계 임상 연구 환경이 반드시 있어야 되기 때문"이라며 "다학제간 융합 연구를 통해서 개발된 핵심 기술을 즉시 중계 임상 및 임상에 적용해보고 빠른 피드백을 받기 위해선 이를 총괄하는 센터가 필수적이어야 한다"고 강조했다.

그는 "삼성서울병원은 작년에 선정된 연구조직 사업을 통해 전자약 분야에서 5개의 세부 연구를 진행하고 있다"며 "침습형 전자약으로는 난치성 뇌전증 및 배뇨장애 치료용 디바이스를 개발할 예정이고 비침습적인 전자약으로는 뇌졸증과 파킨슨병의 TMS(경두개 자기장 자극술) 및 tDCS(경두개 직류 자극술) 기술 개발 및 이 둘의 결합자극 유효성을 연구하고 있다"고 말했다.

그는 "특히 안구 건조증 분야는 탐색 임상 결과 놀라운 치료 효과가 이미 입증이 돼 현재 허가 임상 시험 연구에 매진하고 있고 곧 제품화로 이어질 전망"이라며 "난치성 질환 극복을 위한 개인 맞춤 지능형 전자형 개발이 실제 상용화 단계에 접어들고 있다"고 덧붙였다.