가상현실, 의료계를 이끌다

가상현실, 의료계를 이끌다

- 가상현실 및 증강현실기술이 빠르게 적용되고 있는 의료 현장, PTSD치료, 의료교육에서 폭넓게 쓰여 

차세대 핵심 기술로 떠오르고 있는 VR(Virtual Reality, 가상현실)은 현실 세계를 모방한 가상의 3차원 디지털 환경이고, AR(Augmented Reality, 증강현실) 은 현실 세계 위에 가상의 물체나 정보를 합성하여 실제 환경에 존재하는 것처럼 보이도록 하는 기술입니다. 최근 엔터테인먼트 분야 외에 의료계 역시 AR, VR을 활용한 기기 및 콘텐츠 개발에 주목하고 있습니다.

(1) 정신치료

1) 외상후 스트레스장애 (PTSD) 

높은 몰입감을 제공할 수 있는 ‘VR’와 지속적 노출 치료법’exposure therapy’을 결합한 ‘가상현실 노출 치료법(Virtual exposure therapy)’이 새로운 PTSD 치료법으로 자리매김하고 있다.  특히 알버트 스킵 리조 교수 팀이 제작한 ‘브레이브마인드(Bravemind)’는 주로 베트남과 아프가니스탄 참전 용사들의 PTSD 치료에 쓰이고 있다. 전쟁을 경험한 군인 중 일부는 생명에 위협을 느낄 정도의 심리적 외상을 겪으며, 극심한 PTSD 증상에 시달린다. PTSD는 전쟁, 성범죄, 재난사고 등 심각한 사건을 겪은 후 나타나는 불안 증상으로 치료는 약물 요법이 아닌, 인지 행동 치료의 일종으로 안전한 상황에서 환자가 트라우마를 갖고 있는 상황과 기억에 오히려 지속적으로 노출시킴으로써 스트레스와 회피 행동을 감소시키는 치료 방식이다. 전통적인 지속 노출 치료에서는 머리 속으로 그 기억을 상상하여 생생하게 떠올려보라는 요구를 받게 되지만 환자들이 그동안 회피하려고 했던 그 기억을 떠올리는 것에 거부감을 느끼거나, 효과적으로 상상하지 못한다. VR이 지속 노출 치료를 위해서 효과적인 것이 바로 이러한 이유 때문이다. 환자에게 스스로 해당 기억을 떠올려볼 것을 요구하는 것이 아니라 가상현실을 이용해서 아예 그 상황 속으로 들어가도록 해주기 때문이다. 

2) ‘키넥트’로 뇌졸중 환자치료

분당서울대병원은 지난 2014년부터 미국 IT업체 마이크로소프트(MS)사가 개발한 3D(3차원) 동작인식카메라 ‘키넥트’를 뇌졸중 환자 치료에 적용하고 있다. 뇌졸중으로 신체 일부를 잘 움직일 수 없게 된 환자들은 가상현실 게임을 통해 실제로 몸을 움직이는 근육 재활치료를 받는다. 모니터 위에 달린 동작인식카메라가 환자 움직임을 인식해 화면에 나타내기 때문에 치료가 아닌 게임을 한다는 생각으로 재활치료에 대한 스트레스를 덜 수 있다.

3) 시뮬레이터 교육

로봇수술, 복강경, 흉강경, 내시경, 심뇌혈관 조영술 등 다양한 술기를 배우지만 기존 대부분은 동물수술을 통해 술기를 익히고 카데바로 실습을 하였다. 최근에는 인체 내장기관을 컴퓨터 그래픽으로 만들고 이를 의료기기를 통해 실제 수술하는 것처럼 훈련하는 시뮬레이터 교육이 많아지고 있다. 

4) 환자 & 의료진 교육

분당서울대병원은 지난 2015년부터 ‘가상현실 교육시스템(Virtual Reality Education System)’을 국내 최초로 도입해 신규 의료진과 의과대학생 교육 등에 활용하고 있다. 예를들어 외과 강성범 교수가 집도한 고난이도 대장암 수술이 가상현실 교육콘텐츠로 제작됐고 직접 수술에 참여하는 외과·마취통증의학과 전공의, 간호사, 의과대학생 교육에도 시범 적용되고 있다. 

현재 VR은 정신치료 및  의료교육용으로 응용될 수 있다. 하지만 아직 별도의 VR용 헤드셋을 사용해야 하고 어지러움을 느낄 수도 있기 때문에 수술에서의 실용성은 한계가 있다. 이 부분이 크게 개선되지 못한다면 VR은 의료 분야에서 VR은 가상체험을 통한 교육용으로 사용되는 것에 머물 것이다. 이 한계점을 보완한 것이 가상현실을 현실세계에 접목한 기술인 AR기법으로 예를들면 수술 중 실제 위에 2D,3D가 겹쳐 나와 비교가능하며 수술 할 수 있는 것이다. 

(2) 증강현실(AR) 기술- ‘captivew’ : ‘AR의 수술치료적 효과’ 

미국 뉴욕의 Mt. Sinai 병원의 ‘Joshua Bederson’ 박사는 Leica와 Brainlab와 함께 개발한 수술 증강현실 (AR) 시스템인 ‘CaptiView AR system’을 통해 세계최초로 뇌 동맥류 수술을 마쳤다. 이는 카메라와 현미경으로 유명한 Leica의 광학기술과 소프트웨어가 결합하여 신기술을 의료에 적용한 좋은 예이다. 현미경을 통해 보는 현재 뇌 화면 위에 수술전에 촬영된 뇌 2D/3D 영상이 겹쳐 나타나 예측하고 효율적으로 수술할 수 있으며, 수술관련 의료 정보도 실시간 화면에 불러올 수 있으며, 집도의가 어느 곳을 보는지  파악하여 자동으로 초첨을 맞추어 주는 기능도 탑재되어 있다.

AR/VR은 정신치료 및 의학교육, 수술적치료를 빠르고 편리하게 취득한다는 장점이 있지만 정보의 홍수나 무분별한 광고에 의해 개인정보노출의 위험이 생긴다. 또한 산업의 지속적 발전을 위해서는 정부 주도하에 의료계, 공학계, 콘텐츠업계가 협업해 임상시험을 진행하고 가이드라인을 하루빨리 만들어야 한다. 앞으로 AR/VR 이 의료발전에 더욱 더 많은 기여를 할수록 더 정확한 가이드라인과 신중한 사용이 필요할 것이다. 

황현화 기자/서남

<sally919919@naver.com>