"Provide healthcare to all Earthlings…(모든 지구인들에게 의료 혜택을…)"

2014년 개봉한 영화 '엘리시움(Elysium)'의 주인공인 맥스(Matt Damon)가 영화 마지막 부분에 했던 명대사다. 맥스는 이 대사를 끝으로 자신의 생명을 희생하여 지구의 모든 사람들에게 엘리시움의 의료 혜택을 제공했다.

영화 엘리시움의 시대적 배경은 지구 오염으로 인해 빈곤층은 지구에서 힘든 삶을 이어가지만 부유층은 우주 정거장에서 살아가는 2154년이다. 지구에 사는 주인공 맥스는 사고로 방사능에 노출되어 5일밖에 살지 못하게 된다. 그는 생존을 위해 엘리시움에 침입하려 하고, 과정에서 엘리시움의 중앙 컴퓨터를 재부팅할 수 있는 프로그램을 얻게 된다. 결국 맥스는 자신을 희생해 온갖 질병을 치료할 수 있는 'Med-Bay' 프로그램을 실행시켜 지구에 남아있는 모든 사람들을 엘리시움의 시민으로 등록시키고, 결국 지구의 모든 사람들이 첨단 의료 혜택을 받게 된다는 내용이다.

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Med-Bay는 엘리시움에 등장하는 고급 의료 장치로, 거의 모든 질병과 상태를 치료할 수 있는 능력을 가진 최첨단 AI 기계 장치다. 환자가 Med-Bay에 누우면 자동으로 스캔하고 필요한 치료를 수행하며, 질병 치료뿐만 아니라 노화 방지와 수명 연장 효과도 있다. 당시 영화를 관람할 때 "역시, 영화는 영화다"라고 동료와 얘기를 나누었던 기억이 있다.

10년이 지난 지금. 과연 "영화는 영화다"라고 말했던 내 발언은 실없는 발언이 됐을까? 아니면 현실적이고 실질적인 발언이 되었을까?

AI, 의료 혁신 주도… 2029년 시장규모 1484억 달러 전망

AI 기술이 다양한 산업 분야에 빠르게 도입되면서 혁신을 주도하고 있다. 그 중 의료 분야에서는 AI가 의료 영상 분석과 진단 정확도를 높이는 데 큰 역할을 하고 있는데, 글로벌 시장조사기관 MarketsandMarkets™가 최근 발표한 보고서에 따르면, AI 의료 시장 규모는 2024년 209억 달러에서 2029년 1484억 달러로 약 7배 성장할 것으로 예측됐다. 이는 연평균 성장률(CAGR) 48.1%에 해당하는 수치로, 타 산업 대비 매우 높은 성장세를 보여준다. 보고서는 이러한 급성장의 배경으로 의료 서비스 개선 필요성 증가, 컴퓨팅 성능 향상, 하드웨어 비용 감소 등을 꼽았다.

특히 의료 영상 분석과 진단 정확도 향상 분야에서 AI의 역할이 두드러지고 있다. 매사추세츠 종합병원에서는 AI 보조 유방암 검진 시스템을 도입해 위양성률을 30% 줄이면서도 높은 민감도를 유지하는 성과를 거뒀다. 병원 관계자는 "AI를 통해 의료진의 업무 효율성이 크게 향상되고 있으며, 특히 영상 진단 분야에서 그 효과가 뚜렷하다"고 평가했다.

심장 질환 진단에서도 AI의 활약이 두드러진다. IBM의 Watson for Oncology는 환자 데이터를 분석해 개인화된 암 치료법을 제안하고 있으며, AI는 심전도와 심장 초음파 해석을 통해 관상동맥 질환이나 부정맥 진단을 지원하고 있다. 신약 개발 분야에서도 AI의 활약이 두드러진다. AI를 활용한 신약 개발 프로세스는 기존 방식보다 훨씬 빠르고 비용 효율적이다. 지난 9월 12일 한국보건산업진흥원이 발표한 '글로벌 제약바이오 산업동향' 보고서에 따르면, 제약산업의 AI에 대한 지출이 2025년까지 약 30억 달러(약 4조 원)을 넘길 것으로 예상했다.

또한 올해 노벨 화학상은 생명 현상을 유지하는 단백질의 구조를 예측하고 새로운 단백질을 설계하는 데 인공지능(AI)을 도입한 세 명의 과학자들에게 돌아갔다. 스웨덴 왕립과학원 노벨 위원회는 올해 노벨 화학상 수상자로 신약 후보 물질 발굴의 강력한 게임체인저로 떠오른 단백질 3차원 구조를 예측하고 설계하는 인공지능(AI)을 개발한 데이비드 베이커(David Baker·62) 워싱턴대 교수와 데미스 허사비스(Demis Hassabis·48) 딥마인드 최고경영자(CEO), 존 점퍼(John Jumper·39) 딥마인드 수석연구원을 선정했다고 발표한 것이다.

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원격 의료 서비스에도 AI가 도입되고 있다. AI 챗봇을 통해 24시간 환자 상담 및 모니터링이 가능해졌다. AI 기반 시스템은 원격으로 환자의 심박수, 혈압, 혈당 등 주요 건강 지표를 지속적으로 감시하며, 심부전 환자의 생체 신호에서 악화 가능성을 감지하면 의료진에게 즉시 알림을 보내는 등 신속한 대응을 가능케 한다. 24시간 가동되는 AI 챗봇과 가상 비서는 환자 상담, 증상 체크, 약물 복용 안내 등을 제공하며, 특히 만성질환 관리에 큰 도움을 주고 있는 것이다. AI 알고리즘은 환자의 과거 의료 기록, 현재 건강 상태, 생활 습관 등을 종합적으로 분석하여 질병 진행 경과와 합병증 발생 가능성을 예측한다.

또한 개인화 의료 분야에서 AI는 환자의 유전 정보, 의료 기록, 생활 습관 등을 분석하여 맞춤형 치료 계획을 수립하는 데 활용되고 있다. 수술 분야에서도 AI는 수술 로봇을 보조하여 원격 수술의 정확성과 안전성을 높이는 데 기여하고 있다.

이러한 AI 기술들은 원격 의료 서비스의 품질을 향상시키고 의료 접근성을 개선하며, 궁극적으로 환자 치료 결과를 개선하는 데 크게 기여하고 있다. 전문가들은 AI 기술의 발전에 따라 원격 의료 서비스의 범위와 효과가 더욱 확대될 것으로 전망하고 있다.

1484억 달러의 시장을 선점하려는 각국의 노력은?

빅테크 분야를 앞새워 시장을 선점하려고 하는 글로벌 시장의 각국 정부는 AI 의료 기술을 미래 성장 동력으로 인식하고 대규모 투자와 지원 정책을 쏟아내고 있다.

미국은 AI 의료기기 승인에서 선도적 위치를 차지하고 있다. 미국 식품의약국(FDA)은 지난해에만 수십 건의 AI 의료기기를 승인했으며, 특히 방사선 분야에서 두각을 나타내고 있다. 한 시장조사 기관에 따르면, 북미 지역이 전 세계 AI 의료기기 시장의 42.3%를 차지하고 있어 압도적인 점유율을 보이고 있다. FDA 관계자는 "AI 의료기기의 안전성과 효과성을 철저히 검증하면서도, 혁신을 저해하지 않는 균형 잡힌 정책을 펼치고 있다"고 밝혔다.

유럽연합(EU)은 AI 규제에 있어 세계적인 기준을 제시하고 있다. 2024년 8월부터 시행된 AI 법안은 의료 분야 AI 사용에 대한 명확한 가이드라인을 제시하고 있다. EU 집행위원회 관계자는 "이 법안은 AI 혁신을 촉진하면서도 개인의 권리를 보호하는 것을 목표로 한다"고 설명했다. 특히 고위험 AI 시스템에 대한 엄격한 규제를 통해 의료 AI의 신뢰성을 확보하고자 노력하고 있다.

중국은 AI 의료 분야에 전략적 초점을 맞추고 있다. 상하이 시 정부는 최근 150억 달러 규모의 AI 의료 투자 계획을 발표했다. 중국의 한 AI 의료 기업 대표는 "방대한 의료 데이터에 대한 접근성이 중국 AI 의료 기술 발전의 핵심 동력"이라고 말했다. 중국 정부는 AI 알고리즘 개발을 위한 대규모 의료 데이터 공유 플랫폼을 구축하고 있으며, 이를 통해 진단 정확도 향상과 신약 개발 가속화를 목표로 하고 있다.

일본 역시 AI 의료 영상 시장이 급성장하고 있다. 한 시장 분석 보고서에 따르면, 일본의 AI 의료 영상 시장은 2027년까지 약 1억 1400만 달러 규모에 이를 것으로 전망된다. 일본 정부는 민간 기업들과 협력하여 'AI 병원' 계획을 추진 중이다. 이 계획은 AI를 활용해 의료 서비스의 질을 높이고 의료진의 업무 효율성을 개선하는 것을 목표로 한다.

가장 많은 인구를 자랑하고 있는 인도의 AI 의료 시장도 빠르게 성장하고 있다. 인도 정부는 'Digital India' 이니셔티브의 일환으로 AI 의료 기술 개발을 적극 지원하고 있다. 특히 농촌 지역의 의료 서비스 접근성 향상을 위해 AI 기반 원격 진료 시스템 구축에 주력하고 있다.

전문가들은 각국의 이러한 노력이 글로벌 AI 의료 시장의 급속한 성장으로 이어질 것으로 전망하고 있다. 한 의료 AI 전문가는 "각국의 지원 정책과 규제 프레임워크가 AI 의료 기술의 발전과 상용화를 가속화할 것"이라며 "향후 5년 내에 AI가 의료 현장에서 필수적인 도구로 자리잡을 것"이라고 예측했다.

정부, "의료와 AI를 모두 이해하는 융합형 인재 양성이 시급하다"

우리 정부 역시, 의료 인공지능(AI) 기술 발전을 위한 대규모 지원에 나서고 있다. 보건복지부는 최근 '의료 AI 연구개발 로드맵(2024~2028)'을 수립하고, AI 기반 의료기술 혁신을 통한 국민건강 증진을 목표로 다양한 지원 정책을 펼치고 있다. 이 로드맵에 따르면, 정부는 향후 5년간 필수의료 중심의 AI 연구개발에 집중할 계획이다. 특히 응급의료, 중증질환, 암 등 국민 건강에 직결되는 분야에 우선적으로 투자할 예정이다. 보건복지부 관계자는 "AI 기술을 통해 의료 사각지대를 해소하고, 중증질환의 조기 진단과 치료 효과를 높이는 데 주력할 것"이라고 밝혔다.

2024년부터는 생성형 AI를 활용한 의료 서비스 개선에도 나선다. 의료진과 환자 간 소통을 지원하고 진료 편의를 높이는 기술 개발이 그 핵심이다. 한 대학병원 관계자는 "AI 기술이 의사-환자 간 언어 장벽을 낮추고, 복잡한 의학 정보를 쉽게 설명하는 데 큰 도움이 될 것"이라고 전망했다.

또한 첨단 의료기기 분야와 임상 환경에서도 정부의 지원이 확대될 장침이다. AI 기반 디지털치료기기와 수술 로봇 등에 대한 연구개발 지원이 강화될 예정이며, 이에 보건의료데이터를 AI 연구자와 기업이 쉽게 활용할 수 있도록 연계 플랫폼을 구축 중이다. 이를 통해 의료 AI 개발에 필요한 양질의 데이터 확보가 용이해질 전망이다. 첨단 의료기기와 실제 임상 환경 적용을 위한 연구에 정부 지원금이 투입될 예정이다. 한 의료 AI 스타트업 대표는 "실증 연구를 통해 AI 기술의 실효성을 검증하고, 의료진의 신뢰를 얻는 것이 중요하다"고 강조했다.

신약개발 분야에서도 AI의 활용이 확대된다.

업계에 따르면 국내 제약·바이오 기업과 AI 기업 간 협력이 2019년 5건에서 2023년 40건으로 급증했다. 대웅제약은 AI 기반 신약개발에 선도적으로 나서고 있다. 회사는 최근 800만 개의 화합물 데이터베이스인 'DAVID'를 구축하고, 이를 기반으로 한 AI 신약개발 시스템 'Daisy'를 선보였다. 대웅제약 관계자는 "Daisy를 통해 체중 감량과 당뇨병 치료 관련 두 가지 표적 단백질에 반응하는 활성 물질을 발견했다"고 밝혔다.

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유한양행과 한미약품도 AI 플랫폼 '아이젠 디스커버리'를 활용해 항암제 연구개발에 주력하고 있다. 이 플랫폼은 데이터 기반으로 새로운 항암제 후보 물질을 제안하며, 각 회사는 이를 자사 파이프라인에 적용할 수 있는지 평가하고 있다.

한국보건산업진흥원에 따르면, 2023년 4월 기준 국내 15개 AI 신약개발 기업의 총 파이프라인 수는 104개에 달한다. 이 중 71개가 개발 단계, 26개가 전임상 단계, 7개가 임상 단계(암, 신경계 질환, 심혈관 질환 등)에 있다. 정부도 AI 신약 개발을 적극 지원하고 있다. 보건복지부는 '의료 AI 연구개발 로드맵(2024~2028)'을 수립하고, AI 기반 의료기술 혁신을 통한 국민건강 증진을 목표로 다양한 지원 정책을 펼치고 있다. 특히 신약개발 전 과정에 AI 기술을 접목하는 연구를 지원하고 있다.

전문가들은 AI 기술이 신약 개발 기간을 15년에서 7년으로 단축시키고, 비용을 6000억 원 가량 절감할 수 있을 것으로 전망하고 있다. 한 제약업계 관계자는 "AI를 통해 신약 개발 기간을 크게 단축하고 성공률을 높일 수 있을 것"이라고 말했다.

인력 양성에도 정부의 관심이 쏠린다. 바이오헬스 분야의 AI 전문인력 양성 프로그램이 확대될 예정이다. 교육부 관계자는 "의료와 AI를 모두 이해하는 융합형 인재 양성이 시급하다"고 말했다.

특히 응급의료 분야에서는 대규모 프로젝트가 진행 중이다. 정부는 응급실 위기 해결을 위해 5년간 228억 원을 투자하여 AI 기반 임상결정지원시스템을 개발하고 있다. 이 시스템은 응급실 내원 환자의 중증도를 신속히 판단하고, 최적의 치료 방법을 제안하는 데 활용될 예정이다. 이에 과학기술정보통신부 관계자는 "AI 의학 분야에서 국가 차원의 전략적 투자와 지원을 확대하고 있다"며 "국제 협력을 통한 기술 및 노하우 공유에도 힘쓰고 있다"고 밝혔다.

전문가들은 정부의 이러한 지원이 의료 서비스의 질을 높이고, AI 의료기술의 사업화를 확대하며, 글로벌 경쟁력을 강화하는 데 기여할 것으로 전망하고 있다.

다만, 의료 AI 도입에 따른 윤리적 문제와 개인정보 보호 등에 대한 제도적 장치 마련도 병행되어야 한다는 지적도 나오고 있다.
전문가들은 데이터 품질 확보와 윤리적 문제 해결이 가장 시급한 과제라고 입을 모은다. 대규모의 고품질 의료 데이터 확보가 AI 의학의 핵심이라는 지적이다. 한 의료 AI 기업 관계자는 "양질의 데이터 없이는 정확한 AI 모델을 만들 수 없다"며 "동시에 환자 개인정보 보호를 위한 엄격한 보안 체계 구축도 필수"라고 강조했다.

AI 시스템의 신뢰성과 투명성 확보도 중요한 과제로 꼽힌다. 서울대학교병원 한 교수는 "AI의 의사결정 과정을 의료진과 환자들이 이해할 수 있어야 한다"며 "블랙박스식 AI는 의료 현장에서 신뢰받기 어렵다"고 말했다. 윤리적 문제 해결도 시급하다. AI 의사결정의 공정성과 편향성 문제, 그리고 AI 사용에 따른 책임 소재 등이 주요 쟁점이다. 또한, 시장 활성화로 들어가는 단계에서의 소비자가 부담할 비용의 문제도 발생할 수 있다. 하이테크 기술이 들어간 AI 의료 서비스는 아무래도 일반 진료 및 치료 서비스보다 비용적으로 더 부담이 될 수 밖에 없다.

가치 이상의 '권리'를 추구해야

윤석열 정부가 의대 정원을 연간 2,000명 증원하는 계획을 발표한 이후 촉발된 의료계 파업이 8개월째 지속되고 있다. 파업 초기, 1만 명 이상의 전공의와 인턴들이 집단 사직서를 제출하고 업무에 복귀하지 않았다. 현재까지도 전공의의 약 90%가 여전히 파업에 동참 중이며, 이는 의료 서비스에 심각한 차질을 빚고 있다. 또한, 의료 파업의 여파로 주요 대학병원들의 암 수술이 16% 감소했으며, 응급실 운영에도 큰 차질이 빚어지고 있다.

가장 큰 피해는 고스란히 국민들에게 가중되고 있다. 최근 여론조사에 따르면, 약 80%의 국민이 필요할 때 적절한 의료 서비스를 받지 못할 것을 우려하고 있다. 이는 정부 지지율 하락으로 이어지고 있어, 정치권에서도 사태 해결을 위한 중재 노력을 기울이고 있다. 사태의 장기화로 인해 국민 건강에 미치는 영향이 커지고 있는 만큼, 정부와 의료계 모두 조속한 해결책 마련에 나서야 한다는 목소리가 높아지고 있다. 그러나 양측의 입장차가 여전히 크고 복잡한 이해관계가 얽혀있어, 단기간 내 해결은 쉽지 않을 것으로 전망된다.

의료 AI 도입에 각국이 필사적인건 결국 수백 조 규모의 시장 선점과 기술 우위가 아닐 수 있다. 자국민들을 대상으로 '시간과 장소, 대상과 질병'에 구애받지 않는, 또한 인간으로서 당연한 권리를 누릴 수 있는 '의료 서비스'의 추구일 것이다.

김광우 기자

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