바이오인

<미국 AI 의료(헬스케어 분야 포함) 시장 전망>

(단위: US$ 십억)                                         

[자료: Grand View Research]

AI 기술은 방대한 양의 의료 데이터를 구축하고, 이를 분석함으로써 각종 질병 예방, 진단, 치료, 관리 등 의료 산업에 고부가가치를 제공한다. 현재 미국에서 AI 기술은 ▲ 환자의 상태를 지속적으로 모니터링하고 데이터를 분석해 맞춤형 치료 계획을 제공하고, 이를 통해 만성 질환 환자의 상태를 예측하고 적절한 시점에 개입하는 만성 질환 관리 분야, ▲ 개인의 건강 데이터를 분석해 생활 습관 개선이나 예방 조치를 제안하는 자가 관리/예방/웰니스 분야, ▲ 환자의 증상과 데이터를 분석해 응급 상황에서 신속하게 환자의 상태를 분류하고 필요한 진단을 제공하는 응급 분류 및 진단 분야, ▲ 암이나 심장병과 같은 질병에 AI 기술을 활용해서 의료 영상의 패턴과 이상 징후를 감지하는 진단 분야, ▲ 환자의 전자 건강 기록(Electronic Health Record, EHR)을 분석하고, 최신 의학 연구 데이터를 통합해 의사가 최적의 진료 결정을 내릴 수 있도록 하는 임상 의사결정 지원 분야, ▲ AI 기술을 활용해 유전자 데이터와 환자의 건강 기록을 분석함으로써 맞춤형 치료 계획을 제안하는 개인 맞춤형 의료 분야, ▲ AI 기반 웨어러블 기기와 앱을 통해 환자의 상태를 지속적으로 모니터링하고 잠재적인 건강 문제를 예측하는 원격 모니터링 및 예방 관리 분야, ▲ AI 기술을 활용해 스케줄링, 환자 기록 관리와 같은 행정 업무를 자동화하고 자원 배분을 최적화하는 의료 운영 효율성 향상 분야에 적극적으로 도입되고 있다.

<의료 및 헬스케어 분야에서 AI 가 영향을 미치는 분야>

[자료: McKinsey]

AI 기술 발전과 함께 등장하고 있는 혁신적인 의료 서비스

현재 미국에서는 AI 기술 기반 예측, 자연어 처리, 영상 인식, 음성 인식, 대규모 언어 모델(Large Language Model, LLM) 등의 다양한 기술들이 의료 및 헬스케어 분야에 활용되면서 혁신적인 서비스가 등장하고 있다. 주요 AI 기술별 의료 분야 적용 현황은 아래와 같다.

 <주요 AI 기술의 의료 분야 적용 현황>

[자료: 삼정KPMG 경제연구원 참조, KOTRA 실리콘밸리 무역관 작성]

미국의 의료기관들은 행정업무에 대한 부담을 덜고 환자 치료에 집중하기 위해 AI를 도입해서 의료 데이터 분석, 예측, 만성 질환 관리를 통해 진료 효율성을 향상하고, 행정 업무를 자동화하고 있다. 이하에서 구체적인 사례를 소개한다.

①  의료 데이터 분석 및 질병 예측

구글은 질병 예측에 중점을 두고 여러 AI 프로젝트를 진행하고 있다. 최근 구글은 AI로 외부 눈 사진을 분석해 당뇨병성 망막병증 상태와 혈당 수치를 나타내는 생체 지표인 당화혈색소(HbA1c) 수치를 예측할 수 있다는 연구 결과를 발표했다. 이외에도 구글은 전이성 유방암 탐지, 눈의 망막 이미지 분석을 통한 빈혈 탐지, 폐 CT 스캔 사진으로 잠재적 폐암 탐지 등의 연구 결과를 발표했으며, AI 기술을 다양한 질병 예측 분야에 활용하고 있다.

<구글이 진행하고 있는 AI 질병 예측 프로젝트>

*주: (위) 외부 눈 사진을 통한 생체 지표 예측, (아래) 폐 CT 스캔 사진 분석을 통한 잠재적 폐암 탐지)

[자료: Google Health]

템퍼스(Tempus)는 암, 심장 질환, 신경 정신학 등 다양한 질병 치료에 맞춤형 데이터를 제공하는 기술을 개발하는 기업으로, 전 세계적으로 가장 큰 임상 및 분자 데이터 라이브러리를 보유하고 있다. 2024년 6월 나스닥에 상장, 4억 달러 이상의 자금을 조달하며 현재 미국에서 AI 기반 정밀 의료 분야에서 큰 주목을 받고 있다. 템퍼스는 AI를 사용해 대규모의 임상 데이터와 유전자 데이터를 분석하고, 환자의 임상 및 유전자 데이터를 기반으로 암 및 기타 질병에 대해 개인 맞춤형 치료 전략을 제안한다. 이는 특히 항암 치료에 많이 사용되는 것으로 알려져 있으며, 의료진이 이를 통해 각 환자의 유전자 특성에 맞는 표적 치료제를 선택하는 데 도움을 준다.

<암 치료 난이도를 예측하고 적합한 치료 방안을 제안하는 템퍼스의 AI 플랫폼>

[자료: Tempus]

②  만성 질환 관리

오라클 헬스(Oracle Health)는 자사의 클라우드 인프라를 활용해 AI 기술을 플랫폼에 통합함으로써 건강 데이터를 기반으로 각 환자 개인의 상태를 파악하고, 당뇨병이나 고혈압과 같은 만성 질환은 물론, 정신 건강, 임신 관리, 수술 준비 등 다양한 건강 문제를 관리할 수 있도록 도움을 주는 플랫폼을 제공하고 있다. 해당 플랫폼을 통해 의료진은 환자 개인이 필요한 치료를 받았는지 확인할 수 있고, 임상의가 특정 개인이나 집단에 대해 어떤 치료 접근 방식에 집중하는 것이 좋을지 모니터링도 할 수 있다.

메드트로닉(Medtronic)은 심장 질환 및 당뇨병과 같은 만성 질환 관리를 위한 AI 기반 솔루션을 적극적으로 개발 중이다. 특히, 메드트로닉의 AI 기술은 당뇨병 치료에 사용되는 하이브리드 폐쇄 루프 인슐린 전달 기기에 활용되고 있다. 즉, 해당 기기는 연속적으로 환자의 혈당을 모니터링하고, 이를 AI 기술을 통해 분석해 인슐린을 적절히 방출함으로써 환자에게 개인 맞춤형 치료를 제공한다.

③  의료 운영 효율 향상

옵텀(Optum)은 미국 최대의 헬스케어 기업 중 하나인 유나이티드헬스 그룹(UnitedHealth Group)의 자회사로, 병원 및 의료 시스템의 재무 관리와 비용 절감에 중점을 두고 다양한 솔루션을 제공하고 있는 기업이다. 옵텀은 특히 수익 주기 관리와 환자 접근성 강화 솔루션을 통해 병원의 운영 비용을 줄이면서도 효율성을 향상시키고 있다. 또한 옵텀은 병원의 재정을 위해 비용이 많이 드는 분야인 실험실이나 응급실 사용을 관리하는 솔루션을 제공하고 있으며, 이 외에도 금융 솔루션과 지급 시스템을 통합해 병원의 운영 효율을 향상시키는데 기여하고 있다.

마이크로소프트는 애저 AI(Azure AI) 플랫폼을 통해 의료기관이 환자 데이터를 분석하고 관리할 수 있도록 다양한 도구를 제공하고 있다. 특히 애저 헬스 데이터 서비스(Azure Health Data Services)는 개인 건강 정보를 클라우드에서 안전하게 처리할 수 있게 설계된 플랫폼으로, 플랫폼에서 수집되는 개인 건강 정보는 AI를 통해 통합되고 분석되므로 의료 기관이 이를 통해 결과적으로 더 나은 의료 서비스를 제공할 수 있게 된다.

시사점

AI 기술은 미국 의료 시스템의 패러다임을 변화시키고 있다. 미국의 의료 시스템이 환자 개개인의 건강 데이터를 효율적으로 관리하고 예측하며, 맞춤형 치료를 제공하는 방향으로 나아가고 있는 것이다. 의료 분야 AI 기술을 보유하고 있는 한국 기업이라면 미국은 좋은 시장이다. 미국 진출 기회를 확대할 수 있는 좋은 전략 중 하나는 미국 병원 및 의료 기관과 직접 협력해 AI 기반 의료 솔루션의 파일럿 프로젝트를 진행하고 실제 임상 환경에서 검증하는 것이다. 물론 진입장벽이 매우 높은 것으로 알려져 있지만, 일단 파일럿 프로그램이 성사되고 해당 프로그램에서 검증이 잘 된다면 추가적인 계약 체결 및 장기적인 협력이 가능해진다.

미국 시장 진출에 성공한 의료기기 전문업체 N사는 KOTRA 실리콘밸리 무역관과의 인터뷰에서 “미국의 헬스케어 시스템은 정부 주도로 운영되는 부분이 많다. 특히 메디케어(Medicare) 및 메디케이드(Medicaid) 프로그램과 연계된 AI 기술 적용 방안에 관심을 기울여야 한다. 또한 미국 정부의 조달 프로그램이나 소기업 혁신 연구(Small Business Innovation Research, SBIR) 프로그램에 참여해 미국 시장에서 입지를 강화하는 방안도 고려해볼 수 있다”라고 조언했다. HIMSS(Healthcare Information and Management Systems Society)와 같은 의료 전문 컨퍼런스에 적극적으로 참여하는 것도 비즈니스 기회를 창출하는 데 도움이 될 수 있다.