4차 산업혁명 시대, 빅데이터란 무엇인가

 

 

 

 

 

 

 

원광14 김주희

 

 

 

Ⅰ. 4차 산업혁명 시대, 빅데이터란 무엇인가.
4차 산업혁명 시대란 디지털 혁명이라는 3차 산업혁명의 기반 위에서 정보통신기술과 각종 산업의 기술을 융합하여 인공지능, 로봇이 사람을 대체하고 산업을 주도하는 시대를 말한다. 이 때 활용 가능성을 지니며 디지털 환경에서 생성되는 방대한 데이터를 통틀어 빅데이터(Big Data)라 한다. 모바일 기기와 사물인터넷(Internet of Thins : IOT)의 사용이 일상화되고 인공지능과 소프트웨어의 기술이 발달하면서 문자, 영상, 위치, 생체 정보, SNS를 기반으로 한 의견 등의 다양한 정형, 비정형의 데이터를 수집, 분석, 활용할 수 있는 가능성이 다방면으로 모색되고 있다.

Ⅱ. 보건복지의료 분야의 빅데이터의 활용 사례
의료분야에서의 빅데이터는 인간 게놈 프로젝트의 DNA 정보, 단백질 은행 데이터, 개인 EMR(Electronic Medical Record), Imaging system, 의료진 노트, 청구서, 재무시스템 등 여러 시스템에 분산되어 있다. 이들의 활용은 다양한 질병의 예방, 치료, 관리에 있어서 그 한계를 극복할 수 있게 할 뿐 아니라 건강증진과 삶의 질의 향상에 크게 기여할 것으로 기대된다. 그 활용 목적에 따라 분류하여 몇 가지 의료 빅데이터 활용현황을 소개하고자 한다.

1. 장기간의 연구 목적 빅데이터 생산, 활용 시스템
- 게놈 프로젝트와 빅데이터
미국 국립보건원은 게놈 프로젝트를 통해 해독된 약 200TB(Terabyte)의 인체 유전자 데이터를 아마존 웹 서비스를 통해 무료로 공개했다. DNA 뿐만 아니라 단백질 은행, 항체 은행 등 다양한 생물학적 정보를 세계적인 협력 하에 생산, 공유하고 있다.

- DATA Mining system, KnIT - Knowledge Integration Toolkit  https://www.bcm.edu/news/research/automated-reasoning-hypothesis-generation

 5000만 편의 의학 연구 논문이 발행되었고 약 30초에 한 편씩 새 논문이 발표되고 있는  빅데이터 생산 상황은 보다 효율적인 활용 시스템을 필요로 한다. KnIT는 출간된 의료 논문 중에서 연구할 만한 부분을 mining (광산에서 채굴하듯 광범위한 정보중 필요한 정보만을 선별하여 추출하는 일)하는 도구로 활용되고 있다. 실제로 종양억제유전자 p53에 관한 70000여 편의 논문을 바탕으로 이를 조절하는 p53 kinase의 존재를 정확히 예견함으로써 연구의 방향성을 확립하는데 중요한 첫 역할을 한 사례가 있다.

2. 의료서비스 공급자 관점의 의료산업에서의 빅데이터 활용
- Doctor Watson
미국 IBM과 건강보험회사 Well Point는 의사와 다른 의료진들이 진단과 환자치료에 이용할 수 있는 어플리케이션 왓슨을 개발하여 제공하고 있다. 임상실험 및 우수 치료사례 등 과거 데이터를 분석하여 환자에게 가장 적절한 치료 방법을 제공하고 최신 정보를 과학적인 방법으로 제시하고 있다.  우리나라 보건복지 빅데이터 동향 및 활용방안 송태민

3. 수요자 맞춤형 질병치료 및 건강관리 목적의 개인 빅데이터 활용

-전자의무기록EMR과 전자개인건강기록PHR
전자의무기록EMR - Electronic Medical Record은 전산화하여 수집, 저장되는 환자의 의료기록이다. 주로 신속한 업무처리 및 서비스향상을 목적으로 저장된다.
전자개인건강기록PHR - Personal Health Record은 클라우드를 기반으로 환자중심의 기록관리를 의미한다. 한 개인의 건강에 관해 모든 보건의료제공자들로부터의 정보를 포함하기 때문에 새로운 의료기관에서의 진료 등에 유용하게 활용될 수 있다.

- PHR 수집 장치들
Apple사에서 개발한 HealthKit은 의료/피트니스 관련 플랫폼으로 모바일기기, 어플 및 의료기관과 연계하여 환자의 건강 정보를 수집, 관리하는 시스템이다. 로스엔젤레스 병원의 경우 8만 명 이상의 환자들로부터 헬스킷에 연동하여 수집한 건강정보를 의료기록으로 수집하여 치료에 활용하고 있다.
Proteus사(www.hproteus.com)에서 개발한 Digital Medicine은 세계 최초의 디지털 장모니터링알약이다. 알약-패치-모바일로 구성된다. 약의 작용은 장에서 전원이 켜져 장내부를 모니터하고, 신체에 부착된 패치로 정보를 전송한 후 장내에서 분해되고 소화된다. 신체에 부착한 패치는 모니터링 정보뿐 아니라 심박수 등 생체정보도 함께 수집한다. 패치에 전송된 정보는 모바일로, 나아가 환자의 동의 하에 클라우드를 통해 의료진에게 전송된다. 2012년 FDA 승인을 받았으며 현재는 상용화 및 보급을 위한 준비중에 있다.

- Glow Cap, 복약관리
제약회사 Vitality사(www.citality.net)는 복약순응도를 효과적으로 높이기 위해 Glow Cap을 개발했다. Glow Cap은 뚜껑을 여는 여부를 모니터하는 칩이 뚜껑에 내장된 약병이다. 약을 복용할 시간을 놓치면 알람이 울리거나, 연동여부에 따라 문자알림이 가능하다. 약사, 의사 등의 관리자에게도 정보가 전달되어 지속적인 관리에 도움을 준다. Glow Cap을 사용했을 시에 복약순응도는 98%에 달한 것으로 나타났고 특히 기억력이 쇠퇴하는 노인들에게 유용하다.

- Wafarin, 약물유전체학에의 빅데이터활용
특정 약물의 치료 효과가 특정 유전자의 서열에 근거한다는 연구에 따라 후속연구가 진행되고 있다. 혈액 희석제로 처방되는 와파린의 경우, 혈전형성에 비타민K가 역할을 하도록 효소를 형성하는 VKORC1이 발현되어야 이 효소의 기능을 억제하는 약물효과를 보이며, 발현량에 따라 환자마다 처방되어야하는 용량도 다를 수 밖에 없다. 같은 약이라도 환자의 유전형의 정보를 바탕으로 처방해야 정확한 치료가 가능할 것이다.

4. 소셜 빅데이터 기반 DIY 의학, 지역사회와 연계한 복지증진
누구나 동등하게 정보의 생산과 소비가 가능한 SNS 환경 또한 환자의 권리신장에도 기여한다.

- Google Flue Trend, 검색엔진을 이용한 빅데이터 활용사례
2008년, 구글은 독감예보 서비스를 통해 감기와 관련된 약 40가지 선별된 검색어를 수집, 분석하여 유의미한 데이터로 가공하여 사용자들에게 실시간으로 발생현황과 전파경로 등의 독감관련 정보를 제공했다. 2008년 당시 구글의 계절독감예측은 미국의 질병관리본부보다 1-2주 앞섰으며 정확성에 있어서도 유의했다는 평을 받았다.

- Crowdsourcing
 크라우드소싱이란, 대중crowd + 외부자원활용outsourcing의 합성어로 업계의 전문가 뿐 아니라 일반 대중도 참여하여 연구개발을 진행하는 개념이다. 실례로 진단오류에 문제를 느낀 캘리포니아의 한 시민은 Crowdmed(www.crowdmed.com)를 개발했다. Crowdmed는 해결되지 않은 건강관련상담을 원하는 환자들이 증상과 진단기록, 가족력 등의 정보를 게시하면, detectives라 불리는 여러 명의 협력가들(의사는 물론 의대생 의료진이 아닌 일반인 등)들이 이에 대해 진단을 하거나 조언을 내리는 등의 행위가 이루어지고 평가되며 환자에 의해 선별되어 오프라인에서 실제의 진료행위로 이어진다.

- Crowdfunding
대중 참여시스템은 환자들의 경제적 문제를 해결하는 현실적인 대안이 되기도 한다. 미국의 경우, 다수의 온라인 크라우드펀딩 주체들이 있는데 특히 YouCaring(www.youcaring.com)의 경우 의료서비스에 특화하여 누구나 수혜자 및 기부자가 될 수 있는 온라인 기부공동체를 개설했고 $450million, 한화 4500억 이상의 기부가 이루어졌고 현재에도 활발히 진행중이다.
 

Ⅲ. 한계 및 극복해야 할 문제.
가공되지 않은 엄청난 정보는 계속해서 생산되고 저장되고 있고 활용의 가능성도 무궁무진하다. 그러나 정보의 활용에 있어 안전성과 프라이버시, 임상적 검증, 비용 등의 다양한 해결되지 않은 문제들을 내포하고 있다. 공론화된 논의를 바탕으로 법적인 제도와 보호장치를 마련한 뒤에 공개 및 활용하는 방안을 마련해야 할 것이다.

Ⅳ. 의료 빅데이터와 관련하여 소개하고 싶은 책
1. 『4차 산업혁명 시대, 전문직의 미래』 리처드 서스킨드, 대니얼 서스킨드. 와이즈베리. 2016.12.07
2. 『청진기가 사라진다 – 디지털 혁명이 바꿔놓을 의학의 미래』, 에릭 토폴, 청년의사
2012.7.3

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