[2000신년]새로운 시대 의학/컴퓨터 이용 진단·치료-박광석
[2000신년]새로운 시대 의학/컴퓨터 이용 진단·치료-박광석
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  • 승인 2000.01.02 14:23
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박광석(서울의대교수·의공학)

과학기술의 발전은 21세기의 우리의 생활을 크게 변하시킬 것으로 예상되며, 질병의 진단가 치료에도 커다란 변화를 가져 올 것으로 전망된다. 특히 최근 드렁 급속하게 발전하는 컴퓨터와 통신으로 대표되는 전자공학기술은 우리의 생활 패턴을 이미 많이 바꾸어 놓았고, 지속적으로 변화된 환경에의 적응을 요구하고 있다.   

이렇게 급속하게 발전하고 있는 컴퓨터 및 통신 관련 기술은 병원 등 의료기관에서의 진료에도 크게 영향을 미치고 있다. 최신 공학기술을 병원에서의 진료의 자동화, 새로운 진단방법 및 서비스의 개발에 응용하는 것은 의공학의 중요한 분야이다. 최근의 컴퓨터 기술은 CPU의 고속화와 대용량 기억장치 등의 컴퓨터 하드웨어 기술 발전, 각종 통신매체를 이용한 고속의 컴퓨터 데이터의 전송기술의 발전, 그리고 다양한 멀티미디어 매체와의 접속으로 요약될 수 있다.

여기에서는 21세기에 우리에게 다가올 컴퓨터를 중심으로 한 새로운 기술이 병원 등 환자의 진단과 치료에 어떠한 변화를 가져올 수 있는가에 대하여 살펴보도록 하겠다.  

<진단보조 전문가 시스템>

의료기기의 발전과 함께 환자의 진료에서 의료기기까지 차지하는 비중은 증가하고 있으며, 점차 의료기관의 진료능력을 평가하는 척도로 인시되어가고 있다. 이러한 의료기기들은 과학 및 공학적 기술의 발전을 바탕으로 의학적 필요성에 의하여 새로운 형태로 등장하고 있다.

의료기기에서의 컴퓨터의 역할은 의료기기를 제어하는 역할, 측정된 진료데이터를 분석하여 결과를 제시하여주는 역할, 그리고 환자의 데이터 및 검사결과를 데이터베이스 등을 이용하여 관리하여 주는 역할을 하고 있다. 초기의 의료기기들은 이러한 기능을 단독 CPU 또는 컨트롤러를 이용하여 구현하였으나 최근에는 컴퓨터를 기반으로 하는 시스템이 점차 많아지고 있는 추세이다.

의료기기에 컴퓨터가 도입된다는 것은 환자의 진료데이터를 보다 객관적으로 처리한다는 관점에서 진료의 정확성을 크게 개선시킬 수 있다는 것을 의미한다. 기존에는 검사결과에 대하여 전적으로 의사나 판독자가 경험에 의하여 결론을 내렸는데, 컴퓨터를 이용하는 경우에 결과의 정량적인 표현을 포함하여, 각종 통계치 및 환자의 특성을 고려한 분석에 입각하여 보다 객관적이고 종합적인 결론이 가능하게 된다.    

의사의 최종적인 진단을 지원하여 줄 수 있는 많은 전문가 시스템이 출현하여, 임상적으로 활용할 수 있는 수준까지 발전하여 진단 보조 장치로서의 주요한 역할을 차지할 것이다.

진료 업무 중에서 반복적이거나 비교적 결정을 객관적으로 쉽게 도출할 수 있는 부분, 그리고 장시간을 요구하는 분야에서부터 현재 점차 전문가 시스템이 도입되고 있다.  의사의 입장에서는 컴퓨터 전문가 시스템의 분석결과와 예상 진단평을 참고하여 최종적으로 진단을 내릴 수 있어서, 진단의 편리성과 함께 객관성을 향상 시킬 수 있다. 이러한 전문가 시스템은 진료의 시간을 단축시킴과 함께 진료의 질을 증진시키는 데 커다란 역할을 할 것이다.  

<진료의 컴퓨터화>

현재 3차 의료기관 유모의 대형병원에서의 환자에 대한 진료의 과정을 보면, 이미 10여년  전의 진료형태와는 크게 바뀐 것을 알 수 있다. 환자에 대한 과거의 검사결과 들이 외래에 설치된 단말기를 통하여 담당의사에게 제공되고, 검사 처방 및 투약 처방을 바로 그 자리에서 입력할 수 있는 OCS(Order Communication System)를 중심으로 진료의 형태가 많이 바뀐 것을 볼 수 있다. 환자에 대한 모든 데이터는 중앙에 설치된 컴퓨터에 기록되고 그 중에서 필요한 데이터는 어제든지 선택되어 진료에 이용될 수 있다.

즉 앞으로 다가오는 21세기에는 환자의 모든 데이터는 컴퓨터 내에 수록 될 것이다. 이미 현재에 저장되고 있는 환자의 인적사항을 포함하여 환자에 대한 기본적인 데이터와 검사 결과 이외에 현재 환자의 진료차트와 비슷한 형태인 전자 차트로 관리될 것이다.

현재 일부의 진료차트가 스캐너로 스캐닝되어 마이크로필름 대신 bitmap의 형태로 컴퓨터에 저장되고 있으나, 앞으로의 기술은 이 수준에서 머무르지 않고 진료차트 안의 모든 데이터를 데이터베이스를 통하여서 찾아 볼 수 있는 수준까지 발전하는 전자차트의 형태가 될 것이다.   

또한 의료정보 중에서 가장 많은 용량을 차지하는 의학영상도 저장매체의 고집적화에 따라서 컴퓨터의 내에 저장이 점차 경제성을 띄어가고 있으며, 이미 상당수의 병원에서는 PACS(Picture Archiving and Communication System)를 통하여서 의학영상을 컴퓨터 데이터화 하여 저장 관리하고 있다.

이러한 추세에 맞추어서 환자에 대한 데이터의 입력방법도 검사 기기에서 바로 데이터가 컴퓨터 내로 전송되는 이외의 의료진이 쉽게 휴대하여 현장에서 데이터를 입력할 수 있는 휴대용 단말기의 형태로 바뀌어 갈 것이다.

컴퓨터를 사용자가 쉽게 사용할 수 있도록 인터페이스가 트게 개선될 것이며, 휴대하기 간편하도록 특정한 목정에 맞는 형태로 전문화 될 것이다. 이와 같은 진료의 컴퓨터화는 환자의 모든 데이터를 정략적으로 표현하여 진료의 객관성 향상, 분석 기술 도입, 효율적인 관리, 의학연구 등에 광범위하게 활용되어 진료의 전반적인 범위에 걸쳐서 직간접적으로 수준을 향상시키는 역할을 할 것이다.

<인터넷. 정보통신 기술 활용>

인터넷으로 대표되는 정보통신 기술의 발전은 컴퓨터 기술의 발전과 함께 원격진료라는 새로운 진료의 형태를 만들어내고 있다. 원격진료 또는 인터넷 의료는 종래에 진료가 병원 또는 의료기관에서만 가능하다는 공간적 제약성과 진료 시간대에만 가능하다는 시간적 제한성을 극복하여 준다고 할 수 있다

종래의 진료는 환자가 의사와 마주하여야만 가능한 것으로 인식되었었다. 그러나 통신기술의 발전은 진료의 형태를 원격진료라는 형태로 발전시키고 있으며, 이미 엄청난 수준으로 발전한 인터넷 기술은 ‘인터넷 의료’라는 새로운 영역을 개척하여 나가고 있다. 즉 서울에서 미국에 있는 병원의 진료를 시간대에 제한 없이 받을 수 있는 것이다.

원격진료는 다양한 형태로 발전하고 있는데, 다음은 그 중에서 의료시설 또는 전문 의료 인력이 충분하지 않은 섬 지방 또는 벽지 등과 도심지의 종합병원 급의 의료기관간의 진료정보의 교환을 통한 원격진료를 한 예로 볼 수 있다. 원격지 진료소로 환자가 방문하여 지본적인 검사의 진찰을 받게 된다.

이 진료의 데이터에 대하여 원격지의 의료진이 전문성의 부족 등으로 정확한 진단을 내리기 어려운 경우에는 통신선로를 이용하여 진단에 필요한 검사 결과 및 영상 등의 정보를 전문의가 있는 종합병원으로 전송한다. 종합병원에서는 전문의가 전송되어온 진료데이터를 분석하여 적합한 치료를 위한 처방을 결정하여 그 결과를 다시 원격지의 의료인에게 반송하여준다.

원격지의 의료인은 이에 근거하여 환자를 조치하거나, 적절하게 투약하여 환자를 치료할 수 있고 필요한 경우에는 종합병원 규모의 병원으로 보내게 된다. 환자의 입장에서는 벽지에서 멀리 종합병원이 있는 도심지까지 나오지 않고 편하게 양질의 진료를 받을 수 있는 장점이 있으며, 종합병원 등의 의료기관에서는 각 분야의 전문 의료 인력을 효율적으로 활용할 수 있게 된다.

이와 같은 원격진료는 여러 가지 형태로 발전될 수 있어, 각급 의료기관에 의료정보의 교환에도 활용될 수 있고, 국경을 넘어 진료정보를 교환함으로서 원격진료를 수행할 수 있으며 장차 가정에 컴퓨터, 가정용 의료기기 및 고속통신망의 보습이 활성화되는 경우에는 환자를 집에서 관리하는 재택의료의 범주까지 확대될 수 있다.

한편 인터넷 의료는 광범위하게 보급된 인터넷의 망과 가정으로까지 보급된 고속 전화망을 기간으로 하여 급속하게 발전하고 있다. 인터넷상에서 의료에 필요한 가능한 모든 것을 제공하자는 것이 ‘인터넷 의료’라고 할 수 있다.

현재에도 건강과 질환에 관한 의료정보, 병원 및 의료기관 안내, 진료예약, 의학교육, 원격진단 등이 dal 다양하게 제공되고 있으며, 가상병원 이라는 형태로 인터넷상에서 병원을 만들어 병원에서 제공하여주는 여러 가지 서비스를 제공하여 주고 있다. 인터넷 의료는 아직도 그 발전 가능성이 많아, 어떠한 형태로 발전할지 필자의 상상력으로 가늠하기도 어렵다. 인터넷상에서의 의료를 전문으로 하는 기업들이 속속 생기고 있으며, 이 분야의 활성화를 예상하게 한다.

또한 휴대폰으로 대변되는 무선 통신 기술의 발전은 우리의 생활 및 업무영역을 크게 확장시킨 것과 마찬가지로, 진료의 범위를 무선 통신이 가능한 지구상 모든 구석구석까지 확대시키고 있다. 무선 통신 기술의 발전은 자동차, 비행기, 선박 등의 이동 기간 중에도 환자에 대한 데이터 전송을 할 수 있어 환자에 대한 신속한 처치를 가능하게 하고 있으며 ,무선저화기에 접속가능한 간단한 진료 장비를 이용하여 환자의 상태를 진단하여 전송할 수 있게 된다. 무선 기술을 포함한 정보 통신의 기술 발전은 앞으로의 진료 형태를 크게 바꾸어 놓을 중요한 변수임에 틀림없다.     

<가상현실 의학에의 활용>

컴퓨터 기술 발전의 또 다른 한 면은 컴퓨터에 접속 가능한 다양한 매체들의 발전으로 나타나고 있다. 오디오 및 비디오가 컴퓨터와 밀접하게 연관되어 멀티미디어라는 새로운 영역을 만들어 나아가고 있는데, 이를 기반으로 발전하고 있는 분야가 가상현실 분야이다. 가상 현실은 컴퓨터를 기반으로 현실에 있지 않는 가상적인 환경을 가능한 한 현실적으로 느낄 수 있도록 여러 가지 장치를 이용하여 감각을 제공하여 주는 기술이다.

Head Mounted Display를 이용하여서 입체 시야를 제공하고, Force sensor를 이용하여서 사용자가 가하는 힘을 측정하여 전달하고, 다시 force feedback장치를 이용하여 컴퓨터가 가해주는 힘을 사용자가 느끼도록 해주는 것이다. 가상환경 하에 있는 사용자가 접하는 것은 모두 컴퓨터와 연결되어 있지만, 사용자는 실제의 환경에서 작업하고 있는 것처럼 느끼도록 하자는 것이다.

의료분야에 가상현실이 활용될 분야는 매우 넓다고 할 수 있다. 우선 의료 교육에 다양한 형태로 활용할 수 있음과 함께 대표적인 것이 원격수술이라고 할 수 있다. 환자와 수술의사가 서로 거리적으로 떨어져 있는 경우에 의사가 수술도구를 움직이는 과정이 그대로 측정되어 컴퓨터와 통신망으로 전달되고, 원격지의 환자에게 전달되어 마이크로로봇의 끝에 달려있는 수술도구를 수술의사의 손동작대로 작동하게 된다.

로봇의 팔이 수술과정에서 느끼는 힘은 다시 센서로 측정되어서 수술의사가 있는 곳으로 컴퓨터와 통신망을 통하여 다시 전달되어 와서, 의사에게는 Force feedback장치를 통하여 힘으로 느껴지도록 한다. 의사는 수술도구를 움직이면 그때 환자에게 가해지는 힘과 감각이 다시 전달되어져와 느껴지므로 실제 환자를 직접 수술하는 것과 같은 감각으로 수술하게 된다.

원격지 환자의 수술시야는 입체 카메라를 통하여서 전달되어 의사의 시야에 적절하게 제공되므로 마치 실제 상황에서 수술하는 것과 같은 느낌으로 수술을 하게 되는 것이다. 원격수술 이외에 광장 공포증 치료에 응용하는 연구도 진행되고 있으며, CT, MRI 등 3차원으로 촬영한 영상 데이터를 이용하여서 신체 내부를 항해하는 시스템이 개발되어 있기도 하다. 이와 같이 가상현실의 기술은 현재의 진료에서 가능하지 못했던 여러 가지 환경을 인공적으로 제공하여 주어 환자의 진단과 치료에 새로운 영역을 만들어 줄 것이 틀림없다.

발전하는 컴퓨터기술과 함께 의료 공학적 기술은 환자에 대한 보다 편안하고 신속하고 정확한 진료를 위하여 계속 발전 할 것이다. 다가오는 21세기에는 아마 현재가 우리가 미처 생각하지도 못한 새로운 기술과 의료기기들이 출현하고 이러한 것들이 진료에도 여러 가지 형태로 영향을 미치어 변화를 줄 것이다.

이러한 관점에서, 우리가 장기적으로 준비하여야 할 것은 발전하는 기술에 신속하게 대비하고 수용할 수 있는 능력을 기르는 것이라고 할 수 있을 것이다.

 

                                                         

  

                               


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