[특허로 본 유망 미래기술⑦] 스마트 헬스케어

특허뉴스 박진석 기자 | 기사입력 2019/05/30 [13:56]

[특허로 본 유망 미래기술⑦] 스마트 헬스케어

특허뉴스 박진석 기자 | 입력 : 2019/05/30 [13:56]
▲ 스마트 헬스케어 산업 생태계 및 주요 제품·서비스 ( 산업연구원)     © 특허뉴스

 

세계경제포럼은 4차산업혁명에서 ICT, 인공지능기술과 함께 바이오기술이 중요한 역할을 할 것이며, 보건의료 분야에서 막대한 경제적 효과를 창출할 것으로 전망했다. 특히 바이오기술과 디지털기술(ICT)을 융합적으로 활용하는 스마트 헬스케어서비스는 인구 고령화 추세에 따른 의료비 절감 효과와 경제 성장 효과를 함께 도모할 수 있다. 스마트 헬스케어 시장을 둘러싼 글로벌 기업들의 특허활동을 분석해 본다. <편집자>

 

바이오기술과 ICT의 만남, ‘스마트 헬스케어

 

스마트 헬스케어(Smart Healthcare)바이오와 ICT 등 다양한 기술을 활용해 시간과 장소의 한계를 극복하고 개인의 건강상태를 측정·관리하거나, 이를 기반으로 개인 맞춤형 건강관리서비스와 의료서비스 등을 제공하는 산업을 의미한다. 스마트 헬스케어 산업 생태계에는 웨어러블·하드웨어 기기를 생산하는 제조업, 헬스케어 앱·정보플랫폼 등 분석 비즈니스 모델에 초점을 맞춘 소프트웨어기업, 통신사·병원 등을 중심으로 건강 관리·의료 서비스를 제공하는 서비스기업 등 다양한 기업 및 기관이 참여한다.

 

의료와 ICT의 융합은 e-헬스, u-헬스케어 등 서비스로 병원과 진료 환경을 ICT 기술로 개선해 언제 어디서나 의료 서비스를 제공받을 수 있는 형태로 진화해 왔는데, 스마트 헬스케어는 이에 더해 의료와 복지, 안전 등이 복합화되고 지능화된 단계를 의미한다. 스마트 기기 보급 확산으로 개인이 스스로 자신의 운동량이나 식사한 칼로리, 스포츠 활동 기록 등을 관리 가능한 환경이 되면서 서비스와 제공자, 이용자 범위도 확대되고 있다.

 

스마트 헬스케어 분야는 건강관리부터 원격진료에 이르기까지 잠재적인 성장 가능성이 매우 높은 분야로 센서기술, 웨어러블 디바이스 및 모바일 단말 등을 기반으로 한다.

Frost & Sullivan(2016)에 의하면 2016년 글로벌 헬스케어 시장(의료서비스 제외)16,844억 달러 규모로, 2014년 이후 연평균 6.82%로 확대됐다.

 

▲ 스마트 헬스케어 분야별 주요 기업 출원동향(특허청, 국가특허전략청사진구축사업)     © 특허뉴스

 

헬스케어 산업 중 제약·바이오를 제외한 분야를 광의의 스마트 헬스케어 산업(의료서비스 제외)으로 정의하면 2016년 시장 규모가 4,944억 달러 규모로 추정된다. 세부 분야에서는 체외진단 분야와 디지털헬스(HCIT) 시장 성장률이 8%를 상회하면서 산업 성장률을 견인하고 있다.

 

최근 미국 정부는 원격의료 관련 광대역 서비스 보조금 등 예산으로 72억 달러 투자를 발표하고 디지털의료서비스에 대한 의료수가 체계를 마련하고 있으며 퀄컴, 구글 애플, MS 등 주요 ICT 기업들이 스마트 헬스케어 분야에 적극 투자하고 있다.

 

 

개인 맞춤형 건강관리 서비스

 

빅데이터 분석 기술에 기반해 개인맞춤형 건강관리 서비스가 급속히 발전할 전망이다. 고령화 시대의 신고령층을 위한 맞춤형 스마트 헬스케어 모델이 다양하게 창출되면서 의료비 절감 효과와 사용자 만족도가 제고될 것으로 예측된다.

 

애플은 의사, 과학자, 연구자를 위한 리서치 KIT” 출시하고 전세계 7억 인구의 아이폰 내장센서 이용해 사용자 걸음걸이, 기억력 등을 연구에 활용하는 동시에 존스홉킨스대, 듀크대 등도 파킨슨병, 흑색종, 유방암 연구에 끌어들이고 있다. 또 건강 관리용 앱 개발 플랫폼인 케어키트(CareKit)’를 발매하면서 헬스케어 서비스 본격화했다. 케어키트는 환자가 직접 건강상태를 확인하고, 필요에 따라 치료 프로그램 개발에 활용할 수 있는 소프트웨어다. 구글은 의료 관련 모바일 앱에서 생성된 건강정보를 수집하는 플랫폼인 구글 핏을 공개하고 아디다스, 나이키 등 스포츠 회사와 협력해 정보를 수집한다.

퀄컴은 2011년 자회사 퀄컴 라이프(Qualcomm Life)를 설립하면서 헬스케어 사업에 주력한다. 퀄컴 벤처가 1억 달러의 펀드 자금을 투자해 만든 이 회사는 무선의료기기 등에 사용되는 기술개발을 추진중이다. 퀄컴 라이프는 클라우드 방식을 기반으로 한 플랫폼을 통해 환자와 의사들이 다양한 모바일 기기에서 정보를 활용할 수 있도록 지원하는 2net 플랫폼과 허브를 처음으로 선보이며, 모바일 의료 생태계를 구축한다는 전략이다. 현재까지 250여 개의 헬스케어 관련 업체들이 2net에 관심을 보이며 시장에서 긍정적인 반응을 이끌어 내고 있다. 퀄컴 라이프가 의료진과 보험사에 헬스 데이터 통합 서비스를 제공하는 HealthyCircles와 손을 잡으면서, 퀄컴의 2net 플랫폼은 단순한 디바이스간 연결을 넘어 의료 서비스 자체의 연결을 제공할 전망이다.

 

▲ 스마트 헬스케어 분야 연도별 출원동향(특허청, 국가특허전략청사진구축사업)     © 특허뉴스

 

삼성전자도 다양한 생체신호를 실시간으로 수집하고 분석할 수 있는 개방형 데이터 분석 플랫폼인 헬스케어 플랫폼 사미를 공개한데 이어 이스라엘 헬스케어 벤처기업인 얼리센스에 100억원을 투자했다. 또 삼성은 미국 초대형 병원 두 곳이 합작해 설립한 의료기구 파트너스 헬스케어와 모바일 헬스케어 솔루션을 공동개발할 계획이다. 세계적으로 확대되고 있는 혁신적인 헬스케어 서비스로는 차세대 현장치료(Point of Care; POC) 기술을 활용하는 새로운 개념의 진단 및 건강관리를 들 수 있다.

 

인공 (안구)’에 주목하는 IT 특허

 

글로벌 IT기업이 구상하는 미래 관련 특허기술은 안경 형태 구글 글라스나 스마트워치 등 몸에 걸치는 단계를 벗어나 인간 신체에 직접 적용하는 방식이 주류를 이룬다.

삼성전자가 증강현실을 위한 스마트 콘택트렌즈와 그 제조 및 동작방법(공개번호 10-2016-0037008)’으로 특허 출원한 스마트 콘택트렌즈는 안구에 착용하는 증강현실(AR) 디스플레이로 눈 깜빡임으로 작동할 수 있는 카메라와 함께 자체 디스플레이를 갖췄다. 눈 위에 직접 화면을 입히는 아이 마운트 디스플레이(EMD)’ 방식으로 안경 형태로 증강현실을 구현한 구글 글라스가 콘택트렌즈 형태로 눈에 밀착된다. 이 렌즈는 스마트폰 등 외부 기기와 통신하는 안테나와 움직임을 감지하는 센서 등을 구비했다.

구글이 출원한 안구 내 기기(INTRA-OCULAR DEVICE, 공개번호 US20160113760)’ 특허는 눈 안쪽에 있는 자연 수정체를 제거한 자리에 전자 수정체를 삽입하는 방식으로 자연 상태 눈 일부분을 전자장치로 바꿔 먼 곳과 가까운 곳을 볼 수 있게 해준다. 전자 수정체는 센서와 안테나, 저장장치, 배터리 등을 포함해 눈으로 들어온 시각 정보는 안테나와 연결된 외부 기기를 이용해 처리하는 일종의 안구 컴퓨터이다.

 

▲ 구글이 출원한 `안구 내 기기` 특허 도면     © 특허뉴스
▲ 콘택트렌즈 및 저장 매체 특허 도면     © 특허뉴스



소니가 출원한 콘택트렌즈 및 저장 매체(CONTACT LENS AND STORAGE MEDIUM, 공개번호 US20160097940)’ 특허는 콘택트렌즈에 내장된 눈꺼풀 압력 감지 센서가 일상적인 눈 깜빡임과 셔터로 작동할 때의 깜빡임을 구별함으로써 눈 깜빡임만으로 사진을 찍거나 녹화할 수 있다. 스마트 렌즈는 빛을 조절하는 조리개와 확대·축소하는 줌, 이미지 떨림 보정 기능 등을 갖췄으며 디스플레이 장치도 있어 촬영한 영상을 직접 재생 가능하다.

 

사물인터넷(IoT) 및 인공지능(AI) 기반의 헬스케어 서비스

 

스마트 헬스케어를 위해 임상의사결정지원시스템(CDSS)을 지원하는 인공지능 시장도 급성장하고 있다. IBM 왓슨, 구글 닥터 등 임상의사결정지원시스템(CDSS)은 인공지능이 활용되는 가장 중요한 분야의 하나로, 스마트 헬스케어 산업에서 인공지능 기술의 활용이 확대되는 추세다. 인공지능이 의사결정 지원 도구로 사용되어 진단 및 치료 비용을 크게 감소시키는 핵심 원인으로 작용할 전망이다.

현재의 단순한 운동량, 심박수 등의 측정에서 벗어나, 다양한 기기를 통해 보다 정확한 건강상태 측정이 가능하도록 사물인터넷(IoT) 기술을 접목해 복합적인 정밀 건강 분석을 통해 향후 질병 발생 확률 및 이로 인해 발생될 수 있는 의료비용에 대한 정보를 제공하는 방향으로 진화하고 있다.

 

글로벌 스마트 헬스케어 특허 동향

 

스마트 헬스케어 특허의 연도별 출원동향을 살펴보면, 1996년부터 최근까지 유럽을 제외한 모든 국가에서 특허출원 건수가 증가하고 있다. 기술분야 전체 특허 건수중 47,09769% 가 미국 특허청에 출원되었으며 다음으로 일본 11.7%, 유럽 9%, 한국 9% 순이다. 한국은 2008년까지 미국, 일본, 유럽에 비해 매년 출원건수가 많지 않았으나, 2009년을 기점으로 최근까지는 일본과 유사하게 출원되고 있다.

스마트 헬스케어 분야의 각국 특허청의 구간별 점유율 현황을 살펴보면, 미국 특허청 점유율이 62.9%로 가장 높게 나타났으며, 다음으로 일본 특허청 11.7%, 유럽 특허청 8.6%의 점유율을 차지한다. 미국 특허청이 4구간에서 점유율이 64.3%로 가장 높게 나타났으며 일본 특허청은 1구간에서 점유율이 12.7%로 가장 높게 나타났다. 한국 특허청에 출원된 건수를 기준으로 보면 진단/예방, 치료/재활, 관리/연구 순으로 많은 특허가 출원되고 있다.

 

진단/예방 분야는 ICT 진단 분야는 1995년부터 최근까지 특허출원이 가장 활발하다. 다음으로 진단마커, 영상기기, 백신 순이다. 치료/재활 분야는 바이오 인공장기 분야는 1995년부터 꾸준히 출원이 증가했으며, 치료 및 재활분야에서 특허수도 가장 많다. IT융합기기 분야는 2007년 이후 출원이 증가하고 있다. 세부 기술별 주요 기업 동향을 살펴보면 2011년 이후 주요 출원인의 연구력 집중 분야는 진단 및 예방 영역이다. 한국국적 출원인인 삼성전자가 5위에 랭크됐으며 진단/예방 144건의 출원을 진행했다.

의료·건강관리 분야는 스마트 혁신이 일어날 가능성이 높은 분야중 하나로 예전부터 해오던 데로 의사가 환자를 치료하던 방식을 근본적으로 바꿔 버릴 정도의 커다란 변화가 일어날 전망이다. 현재 시점에서의 출원건수를 보면 Philips가 가장 많고, 의료기기를 취급하는 업체로부터의 출원이 많아지고 있다.

 

특허 평가점수가 높은(특허 품질이 높은) 출원을 하고 있는 발명가들을 살펴보면, 의료기기 업체인 Aksys의 수가 많은데 내용은 재택 투석시스템에 관한 출원이다. 특허의 권리 잔존 기간에서 보면 기술개발 회사인 액션 리서치(action research) 특허의 영향력이 오래 지속되고, 강한 특허가 의료기기업체에서 출원되고 있지 않아, 향후 10년간은 혼란 상황이 계속될 것으로 추측된다.

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