● [Health Policy Insight 263회]

5G 셀룰러 기술(cellular technology)의 헬스케어 영향

5세대 셀룰러 기술(cellular technology) 또는 5G는 미국을 포함한 전세계 시행 계획으로 상당한 관심을 받았다. 대부분의 언론보도는 "사물 인터넷(internet of things)" 가능성에 초점을 맞추고 있지만, 5G 지원 기술이 헬스케어에 미치는 잠재적 영향은 아직 분석되지 않았다. 

5G 기술(What is 5G Technology?)

기존 네트워크와 마찬가지로, 5G 네트워크는 연결된 기기 간에 정보를 전송하기 위해 전파를 이용하여 작은 보급영역(coverage areas)으로 분할된 디지털 셀룰러 네트워크이다. 과거 네트워크는 2.5~5.0 GHz 범위의 저주파 전송대역을 사용했지만, 5G 네트워크는 30~300 GHz 범위의 더 높은 주파수 대역을 통해 정보를 전송한다. 이를 통해 네트워크를 막지 않고 고속으로 대용량 데이터 "패킷(packets)"을 전송할 수 있으며, 기존 네트워크에 비해 네트워크의 "대기시간"(latency, 네트워크를 통한 통신 중 지연)이 낮아진다. 특히, 기존 네트워크는 초당 최대 15 MB의 속도에 도달할 수 있지만, 5G 네트워크는 초당 10 GB 이상의 속도에 도달할 수 있다. 마찬가지로 기존 네트워크의 지연시간은 일반적으로 50 밀리초(milliseconds)이지만, 5G 네트워크는 1~3 밀리초의 지연시간으로 정보를 전달한다. 5G 고유의 이러한 특징은 아래와 같은 헬스케어의 잠재적인 변화를 가능하게 한다.

원격의료 성장 촉진 및 헬스케어 제공에 대한 시사점
(Facilitating The Growth Of Telemedicine And Implications For Health Care Delivery)

원격의료 시장은 약 19%의 연간 성장률로 성장할 것으로 예상되며, 최근 몇 년간의 데이터는 예상보다 높은 성장률을 보여준다. 역사적으로 원격의료 노력은 대역폭(bandwidth)과 지연시간에 의해 제한되어 네트워크 간 실시간으로 대량의 데이터를 공유할 수 없었다. 이전 기술과 달리 5G는 원격의료 약속의 고해상도 비디오 요건을 지원하는 동시에, 진단영상촬영(예를 들어, MRIs)에서 수집된 데이터 또는 상담(consultations)으로부터의 추가 비디오 정보를 실시간으로 공유할 수 있다. 이는 결국 네트워크를 통한 실시간 상담 및 의사결정을 촉진하여, 특히 전문진료 상담의 접근성에 상당한 지연을 초래했던 환자에 대한 접근성과 케어를 확대한다. 5G 네트워크의 낮은 대기시간은 중앙에 위치한 의료공급자가 원격시설(remote facilities)의 환자와 진단 및 중재기술로부터의 실시간 촉각(haptic) 및 비디오/오디오 피드백을 공유할 수 있게 한다. 

촉각 피드백(haptic feedback)은 미세 움직임(fine motor)과 감각운동(sensory movement)을 해석하고 이러한 데이터 포인트를 이용하여 의사결정을 내리는 인간 두뇌의 능력을 의미한다. 원격으로 수행되는 시술 개념이 새로운 것은 아니지만, 과거 네트워크가 촉각피드백을 제공할 수 없다는 점을 고려할 때 이전의 노력은 안전성 및 유효성에서 제한적이었다. 새로운 5G 네트워크를 시행하면 의료공급자는 로봇과 기타 최소 침습적 기술을 이용하여 원격으로 시술을 실시간으로 시행할 수 있는 반면, 이러한 중재술을 안전하게 완료하는데 필요한 적절한 피드백을 받을 수 있다. 이 개념은 중재 영상의학과 또는 전문화된 수술실이 없는 병원에서 이용할 수 없는 전문화된 진단영상 및 영상 지원 중재술에도 적용된다. 결과적으로 의료공급자는 이러한 기술에 접근할 수 없는 환자를 위해 전문화된 진단 및 치료 중재술을 수행하여 급성 뇌졸중과 심근경색에서 복잡한 암에 이르는 질환을 치료하고 진단할 수 있다. 이것은 추가적인 헬스케어 변화와 제공 혁신을 촉진시킨다. 

데이터 수집, 질병 예방 및 인공지능 네트워크 개발에 대한 시사점
(Implications For Data Collection, Disease Prevention, And Development of Artificial
Intelligence Networks)

헬스케어 제공과 지불보상 모델이 계속 발전함에 따라, 의료기관은 예방적 노력과 환자를 “병원 외부(outside the hospital)”에서 유지하는 것에 대한 보상을 점점 더 많이 받고 있다. 이러한 인센티브는 고위험에 처한 것으로 간주되는 환자의 원격 모니터링 방법을 채택하도록 헬스케어 시스템에 도전했다. 그러나, 이러한 노력은 대량의 환자데이터를 전송하고 이후에 저장할 수 있는 능력에 의해 제한되었다. 5G는 고속의 데이터 전송을 활용하여 센서 데이터의 보편성(ubiquity)을 높이고, 환자가 집에서 병원과 같은 모니터링에 쉽게 접근할 수 있도록 함으로써 예방적 케어에 기여할 수 있는 고유한 잠재력을 갖고 있다. 이를 통해 의료공급자는 중재술 또는 적절한 수준의 케어에 대한 의뢰(referral) 필요성에 대해 알게 된다. 또한 대량의 세분화된 데이터를 사용하여 머신러닝 알고리즘으로 구동되는 인공지능 네트워크를 더 잘 훈련하고 개발하여, 더 나은 임상 의사결정 및 차후의 환자 케어를 가능하게 할 수 있다. 질병을 정확하게 진단하고, 적절한 치료계획을 추천하고, 입원 및 외래환자 환경에서 합병증을 예측하는 인공지능 능력이 이미 입증되었지만, 헬스케어에서 인공지능의 광범위한 활용은 실시간으로 배우고 개선해야 할 모델에 요구되는 많은 양의 데이터로 인해 제한되었다. 많은 경우에 과거 네트워크는 대량의 데이터를 지속적으로 수집, 통합 및 제공할 수 없기 때문에 이러한 모델을 지원할 수 없었다. 이와 대조적으로, 5G로 구동되는 원격 모니터링과 임상 의사결정 지원 도구는 헬스케어 네트워크가 대량의 데이터를 처리, 통합 및 해석하도록 지원할 수 있어, 의료공급자는 추가적인 중재로 가장 많은 혜택을 볼 수 있는 환자를 식별할 수 있다.

5G 시행과 관련된 잠재적 제한점 및 주의사항
(Potential Limitations And Cautions Associated With The Implementation Of 5G)

신기술이나 혁신과 마찬가지로 5G 기술을 시행할 때 잠재적인 해로운 영향을 방지하기 위해 주의를 기울여야 한다. 수집된 데이터의 양을 감안할 때, 대량의 취약한 정보를 사이버공격으로부터 보호하기 위한 조치를 취해야 한다. 이는 조직 전반에 걸쳐 추가 암호화 메커니즘(encryption 
mechanisms)을 시행하여 네트워크 이상에 대한 지속적인 피드백을 확보하고, 연결된 기기가 네트워크와 상호작용하는지 모니터링함으로써 달성할 수 있다. 또한 네트워크를 세분화할 수 있다: 이렇게 하면 중요하지 않은 기기가 핵심시스템에서 분리되어 네트워크 전체의 취약성이 제한된다. 

주의해야 할 가장 중요한 영역은 미국과 전세계적으로 적절하고 동등한 5G 보급을 보장하는 것이다. 미국에서는 5G가 대도시 지역과 커뮤니티에서 시범운영 되었지만, 이러한 기술의 영향이 가장 큰 농촌지역과 소수 커뮤니티(minority communities)에서의 시행은 적절한 인프라 부족으로 제한되었다. 연방무역위원회(Federal Trade Commission, FTC)의 최근 보고서에 따르면, 농촌지역의 31% 만이 5G 기술 시행을 위한 최소한의 인프라 요건을 충족하는 것으로 나타났다. 5G 시행을 위해 전국적으로 적절한 인프라를 이용할 수 있도록 조치를 취해야 한다. 그렇지 않으면 도시와 농촌 인구 간의 헬스케어 격차가 더욱 확대될 것이다. 

출처원 : Will Connectivity Be The Next Cure? Health Care Implications Of 5G Cellular Technologies
Gani F. Health Affairs Blog. October 30, 2020
https://www.healthaffairs.org/do/10.1377/hblog20201029.420234/full/?utm_medium=email&utm_source=hat&utm_campaign=blog&utm_content=gani
* 본 컬럼은 의료기기를 비롯한 헬스케어 분야의 국내외 학회지에 발표된 논문 및 연구보고서 등을 살펴봄으로써 우리나라 의료기기 관련 보건의료정책 마련에 통찰력을 제공하기 위한 목적으로 매주 발표
됨