의료 분야의 디지털 트윈 – 비즈니스 혁신의 새로운 시대

게시 됨: 2023-11-06

디지털 트윈은 의료 부문을 빠르게 변화시키는 새로운 기술 중 일부일 뿐입니다. 이러한 가상 사본은 의료 산업의 더 나은 관행을 보장하고 의료 기관과 환자 치료에 도움이 되는 필수적인 측면입니다. 특히 헬스케어 분야의 디지털 트윈은 2023년 약 16억 달러 규모로 추산됐다. 업계 전문가들은 시장 규모가 211억 달러 이상인 2028년에는 상당한 성장을 기대하고 있다. 해마다 눈부신 기하급수적인 성장은 정말 놀라운 위업입니다.

또한, 의료 경영진의 약 66%가 3년 이내에 의료 로봇에 대한 투자를 늘릴 의향이 있는 것으로 나타났습니다. 디지털 트윈의 능력에 대한 이러한 믿음은 이러한 최첨단 기술이 환자 치료 및 운영 관리에 얼마나 놀라운 이점을 가져다 주는지를 분명히 보여주는 증거입니다.

이러한 추세는 일시적인 것이 아니라 건강관리 분야의 기술적 영향력에 있어서 절대적인 변화라는 점에 주목해야 한다. 이 기사에서는 의료 분야에서 디지털 트윈의 중요성을 살펴보고 이점, 가능성 및 과제를 강조합니다.

Digital twin in healthcare

의료 분야의 디지털 트윈 이해

의료 분야의 디지털 트윈은 환자부터 병원까지, 그리고 그 사이의 모든 물리적 개체와 프로세스를 컴퓨터로 표현한 것입니다. 디지털 대응물에는 전자 건강 기록(EHR), 질병 등록부, 단백질체학, 게놈, 대사체학, 생체공학 데이터를 포함한 오믹스 데이터와 더불어 각 개인의 인구통계 및 생활 방식 정보가 포함됩니다.

행동, 생체 인식, 인지, 감정, 심리적 정보를 포함한 다차원 데이터의 광범위한 가용성과 함께 IoT 및 AI를 기반으로 하는 새로운 기술의 도입은 디지털 트윈의 탐구와 유용성을 급증시키는 데 크게 기여했습니다.

의료용 디지털 트윈을 최대한 활용하면 라이프스타일, 건강, 웰빙 및 만성 질환의 미래 관리를 위한 획기적인 패턴을 제공할 수 있습니다. 예를 들어, 이러한 가상 모델은 웨어러블 장치, 모바일 건강 앱 및 기타 자체 보고 데이터 형식의 데이터로 계속 업데이트될 수 있습니다. 이를 통해 의료 서비스 제공자는 아직 기밀이 아닌 통찰력을 얻을 수 있으며, 이는 정확한 치료 지침과 맞춤형 조언을 개발하는 데 중요한 역할을 할 것입니다.

Liu.에 따르면 의료 분야의 디지털 트윈은 여러 단계로 작동합니다. 결과적으로 DT 모델을 구축하는 데 복잡한 모델링 기술과 도구가 사용됩니다. 건강 IoT 및 모바일 인터넷 기술은 실시간 데이터 연결을 촉진하고 물리적 개체와 가상 개체 간의 교환을 촉진합니다.

이를 위해서는 시뮬레이션 모델에 엄격한 테스트 및 검증을 실시하고 디지털 트윈 복사본을 점진적으로 개선하는 작업이 수반됩니다. 환자 치료에서 디지털 트윈의 장기적인 목표는 행동 및 유전 데이터를 반영하여 각 측정, 스캐닝 또는 검사 후에 수정되는 맞춤형 환자 계획을 개발하는 것입니다.

의료 분야에서 디지털 트윈 기술의 장점

의료 분야에서 디지털 트윈의 사용은 널리 퍼져 있습니다. 인체의 디지털 모델을 만들 수도 있습니다. 의료용 디지털 트윈 구현과 관련된 몇 가지 주요 이점은 다음과 같습니다.

Benefits of Digital Twins in Healthcare

향상된 환자 치료

의사는 디지털 트윈을 사용하여 환자에 대한 치료를 시뮬레이션하여 환자에게 물리적으로 치료를 수행하기 전에 중요한 결정을 내리는 데 도움을 줄 수 있습니다. 이러한 접근 방식은 치료 표준을 높이면서 시술을 보다 안전하게 만드는 것을 목표로 합니다.

예측 유지 관리

디지털 트윈은 의료 분야에서 오류 시나리오를 예측하고 주요 의료 기기의 예측 유지 관리를 수행하는 데 사용될 수 있습니다. 이를 통해 의료 서비스 제공자는 중요한 의료 작업 프로세스 중에 발생할 수 있는 고장을 예측하기 위해 장치 성능을 지속적으로 추적할 수 있습니다.

강화된 훈련 및 교육

디지털 트윈은 의대생과 간호대학생은 물론 기타 의료 종사자의 훈련 및 교육 활동을 향상시키는 중요한 플랫폼이 될 것입니다. 이는 학습자에게 정교한 수술 과정과 인체 상태를 이해하는 데 도움이 되는 대화형 플랫폼을 제공합니다.

연구 및 개발

디지털 트위닝은 의학 조사 과정에서 중요한 도구로 사용됩니다. 이러한 가상 복제본은 다양한 연구 실험을 수행하고 유전 질환을 둘러싼 복잡성을 조사하기 위한 플랫폼 역할을 합니다. 이는 특히 희귀하고 복잡한 사례의 경우 의료 접근 방식과 치료 절차를 변화시키는 데 큰 도움이 될 수 있습니다.

의료 시스템 최적화

디지털 트윈은 의료 시설이 시스템의 운영 비효율성과 병목 현상을 정확히 찾아내는 데 도움이 됩니다. 이러한 사전 분석을 통해 관리자는 리소스를 극대화하여 환자 흐름과 서비스 제공을 향상할 수 있습니다.

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의료 분야의 디지털 트윈 사용 사례

의료 분야의 디지털 트윈 애플리케이션은 환자 치료 및 병원/의료 서비스 내의 다양한 영역을 포괄합니다. 디지털 트윈의 사용이 점점 더 대중화되고 있으며, 이 섹션에서는 의료 서비스 및 환자 치료를 개선하는 데 도움이 되는 중요한 애플리케이션을 식별합니다.

Digital Twins Applications in Healthcare

임상 시험 및 약물 발견

의료 분야에서 디지털 트윈의 사용 사례는 임상 시험 수행 및 약물 개발을 둘러싼 윤리 및 물류 문제를 다루는 새로운 방법을 제시합니다. 이러한 가상 모델은 인체의 복잡한 생물학적 과정과 반응을 시뮬레이션합니다.

연구자들은 가능한 치료법과 제약 화합물에 대한 광범위한 테스트를 위해 이러한 모델을 사용할 수 있습니다. 기존의 인간 또는 동물 실험의 위험을 줄이면서 실험 과정의 속도를 높여 약물 개발 접근 방식을 보다 안전하고 빠르게 만듭니다.

환자 원격 모니터링

디지털 트윈은 원격으로 환자의 안녕을 모니터링하고 환자에게 적절한 관리 또는 치료를 제공하는 데 매우 유용한 도구가 되었습니다. 이러한 기능은 이동에 어려움이 있는 사람들뿐만 아니라 외딴 지역에 거주하는 사람들에게 특히 유용합니다. 즉, 이러한 가상 버전을 통해 의사는 적시에 조치를 취하고 의학에서 예방적 접근 방식을 구현하기 위해 항상 실시간 데이터를 확인하여 정상과의 편차가 있는지 확인할 수 있습니다.

맞춤형 의약품

의학 분야의 디지털 트윈은 환자 치료에 대한 가장 진보된 접근 방식 중 하나입니다. 수많은 환자별 정보를 활용하여 이러한 디지털 복제본은 개인의 고유한 건강 상태, 유전학, 생활 방식 및 특정 의학적 요구 사항을 고려한 맞춤형 치료 방식을 결정하는 데 사용됩니다.

이 접근법은 개별화되어 높은 치료 효율성을 보장하고 부작용이나 효과 없는 조치가 나타날 위험을 줄여줍니다. 이는 긍정적인 결과를 얻고 환자의 삶의 질 향상에 기여합니다.

수술 계획

의료 분야의 디지털 트윈 구현은 수술 계획 및 준비를 혁신하는 데 필수적인 역할을 합니다. 의료 전문가는 개별 환자의 특정 해부학적 구조에 대한 정밀한 3D 모델을 생성함으로써 가상 수술 절차를 정확하게 상상하고 수행할 수 있으며, 어려움을 예측 및 최소화하고 수술 계획을 최대화할 수 있습니다. 이러한 상세한 수술 전 계획은 합병증을 줄이고, 수술 시간을 단축하며, 수술 정확도를 높이고, 수술 후 회복을 향상시키는 데 도움이 됩니다.

전염병 관리

디지털 트윈은 코로나19와 같은 전염병의 확산을 통제하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이러한 기술에는 사교 모임 장소, 인구 밀도, 의료 시설 수 등 모든 종류의 데이터가 포함되어 있으므로 의료 전문가가 정보에 입각한 결정을 내리는 데 도움이 될 수 있습니다.

의료 전문가는 이 데이터를 사용하여 질병 확산에 영향을 미치는 다양한 요인을 분석하고 다양한 매개변수를 조정하여 감염성 질병의 잠재적 확산을 통제하기 위한 사전 조치를 취할 수 있습니다.

보철 및 임플란트

특별한 해부학적 요구가 있는 개별 환자에게 보철물과 임플란트를 개발하고 피팅하는 것은 디지털 트윈을 활용하여 최적의 핏과 기능을 보장하는 새로운 접근 방식을 제시합니다.

예를 들어, 의료 전문가는 환자의 부상당한 신체 부위를 디지털 복제함으로써 각 환자의 특정 해부학적 구조와 관련하여 매우 정확한 보철물과 임플란트를 설계하여 환자의 편안함과 이동성을 보장합니다. 이러한 디지털 표현은 시술 후 움직임과 재활 운동을 시뮬레이션하는 데에도 적용할 수 있으며, 이는 물리치료사가 회복 속도를 높이고 환자의 삶을 개선하기 위한 맞춤형 재활 프로그램을 처방하는 데 도움이 됩니다.

의료기기 개발

의료 기기 개발의 디지털 트위닝은 완벽한 가상 테스트 및 연구를 제공합니다. 개발자는 의료 기기의 가상 팩시밀리를 구축하여 실제 장치 제작을 진행하기 전에 설계 변형의 영향을 평가하고, 다양한 작동 조건을 테스트하고, 오작동 가능성을 예측할 수 있습니다.

이러한 사전 예방적 접근 방식은 비용 효율적이며 의료 분야의 제품 실패에 대한 위험을 줄여줍니다. 또한 이러한 생명을 구하는 제품의 시장 출시 시간도 단축됩니다. 의료 분야의 디지털 트윈 구현을 통해 개발자는 엄격한 안전 표준을 준수하는 안전한 고성능 장치를 제공하여 향상된 환자 치료 및 의료 결과를 보장할 수 있습니다.

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병원 운영

병원 운영에서 디지털 트위닝을 사용하면 의료 관리의 다양한 요소를 평가하고 최적화하는 데 사용할 수 있는 가상 버전의 개발이 용이해집니다. 병원 관리자는 디지털 트윈을 사용하여 자원의 효율성을 평가하여 병상 관리, 직원 일정 관리 및 수술실 활용도를 개선할 수 있습니다. 최적화된 자원 활용으로 병원의 성과와 직원의 업무가 강화되어 운영 비용이 절감됩니다.

또한 의료 분야의 디지털 트윈 기술의 특징은 시스템 성능에 대한 변화의 영향을 평가하기 위한 안전한 기반을 제공하고 병원 환경에서 예방 조치의 채택을 가능하게 합니다. 병원은 가능한 운영 조건을 시뮬레이션하여 위험 예방을 위한 고급 계획을 세울 수 있습니다.

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의료 분야 디지털 트윈의 실제 사례

다음은 의료 분야의 디지털 트윈에 대한 두 가지 실제 사례로, 이 기술이 환자 치료 및 의료 행정을 변화시키는 새로운 접근 방식을 보여줍니다.

1. E-의료 기록을 위한 Babylon Digital Twin

Babylon Digital Twin은 개인이 자신의 의료 기록 및 기타 건강 정보를 전체적으로 볼 수 있도록 돕는 선도적인 플랫폼입니다. 첨단 AI 기술과 정교한 딥러닝 기술을 결합한 이 시스템은 장기 상태 및 질병의 유발 요인에 대한 필수 정보를 제공합니다.

현재 플랫폼은 20개 질병에만 초점을 맞추고 있지만 앞으로는 80개 이상의 질병을 포괄하는 플랫폼으로 확대될 것으로 예상된다. Babylon의 디지털 트윈은 사람들이 자신의 건강과 웰빙을 지속적으로 관리할 수 있도록 지원하는 개인 건강 데이터의 역할이 증가하고 있음을 확인시켜 줍니다.

2. Mater Hospital Dublin의 병원 병동 관리 디지털 트윈

Mater Hospital Dublin은 병원과 의료 시설의 원활한 기능을 향상시키는 의료 분야의 디지털 트윈의 혁신적인 특성을 보여주는 예입니다. Mater Hospital Dublin은 방사선과 개선을 목표로 3D 디지털 복제본을 활용하여 일상적인 병동 운영을 비판적으로 평가했습니다. 그 결과, 중요한 CT 및 MRI 스캔을 위한 환자 대기 시간이 크게 감소하여 디지털 트윈 이니셔티브에 따른 환자 경험이 실질적으로 향상되었습니다.

Mater Hospital에 워크플로우 시뮬레이션 디지털 트윈을 통합한 결과 CT 또는 MRI 스캔 대기 시간이 약 240분 단축되었습니다. 이러한 최적화를 통해 환자 처리 시간이 단축되어 MRI 스캔 용량이 32%, CT 스캔 용량이 26% 증가했습니다.

의료 분야에서 DIghital Twin 기술을 채택하는 데 따른 과제

의료 분야의 디지털 트윈은 모든 단계에서 구현 시 주의 깊게 해결해야 하는 몇 가지 과제를 제시합니다. 주요 과제는 다음과 같습니다.

Challenges of Digital Twin in Healthcare

데이터 보안 및 개인 정보 보호 문제

의료 분야의 디지털 트위닝은 대량의 민감한 건강 정보를 사용합니다. 따라서 이러한 데이터는 위반이나 승인되지 않은 액세스로부터 보호되어야 합니다. 환자의 기밀성을 유지하려면 데이터 암호화가 필수적입니다. 이는 미국의 HIPAA 준수와 유럽의 GDPR 준수에 모두 필요합니다.

데이터 정확성 및 완전성

데이터 입력의 정확성과 완전성은 디지털 트윈과 관련된 주요 문제 중 하나입니다. 완전하고 정확한 병력, 유전 정보, 생활 습관 요인, 심지어 실시간 건강 데이터까지 수집하려면 세부 사항에 매우 주의해야 합니다. 여기에는 정교한 데이터 수집 시스템이 포함됩니다.

상호 운용성 문제

이는 상호 운용성 없이 다양한 소스의 건강 데이터를 연결, 비교 및 ​​혼합할 때 발생하는 중요한 문제 중 하나입니다. 이는 데이터 상호 운용성을 촉진하므로 데이터 형식을 표준화하고 다른 데이터 시스템을 조화시켜 서로 다른 의료 플랫폼 간에 정확하고 시기적절한 데이터를 교환합니다.

확장 구현

의료 애플리케이션을 위한 디지털 트윈은 파일럿 단계부터 다양한 의료 서비스 환경의 광범위한 채택에 이르기까지 여러 가지 고유한 확장 문제에 직면하게 됩니다. 의료 디지털 트윈은 데이터 통합 ​​합병증을 관리하고 기존 규제 메커니즘을 준수하며 표준 관행 및 접근 방식을 요구하는 방법에 대한 주요 질문을 제시합니다. 의료 분야에서 디지털 트윈의 이점을 최대한 활용하려면 협업 파트너십과 혁신과 유연성을 포용하는 문화를 조성하는 것이 필수입니다.

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의료의 미래

디지털 트윈은 환자 치료, 의료 운영 및 연구의 다양한 측면에 잠재적으로 혁명을 일으킬 수 있습니다. 의료 분야에서 디지털 트윈을 채택하면 지역 사회에 큰 변화가 일어나고 환자 치료가 제공되는 방식이 바뀔 것입니다.

Twindex 보고서에서 밝혀진 바와 같이, 응답자의 절반 이상이 디지털 트윈이 향후 6년 내에 의료 시설에서 더 많이 수용될 것이라고 믿고 있습니다. 또한 응답자의 거의 절반인 52%는 향후 3년 내에 의료 및 생명과학 산업에서 디지털 트위닝 기술이 널리 사용될 것이라고 예측했습니다.

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의료 분야에서 디지털 트윈의 개발은 운영 효율성과 기타 다양한 프로세스를 향상시키면서 환자를 돌보는 방식을 변화시킬 수 있는 판도를 바꾸는 기술입니다.

이러한 기술 동향의 중요한 예는 병원 내 환자가 간단한 요청에 대해 필요할 때 간호사에게 액세스할 수 있는 다목적 환자 포털인 YouCOMM입니다. 여기에는 음성 명령이나 머리 동작을 수동으로 선택하여 환자에게 메시지를 보내는 것이 포함됩니다. 이러한 분야의 의료 분야에서 디지털 트윈 기술을 사용하면 환자 치료 제공을 개선하고 의료 제공을 간소화할 수 있습니다.

YouCOMM의 혁신적인 접근 방식이 귀하에게 영감을 주고 유사한 솔루션을 구축하고 싶다면 당사의 의료 소프트웨어 개발 서비스가 귀하를 위한 것입니다. 우리는 변화하는 의료 수요에 맞는 맞춤형 의료 제품을 설계하고 개발하는 매우 헌신적인 팀을 보유하고 있습니다. 의료 분야에서 디지털 트윈의 힘을 활용하는 길에 우리의 동반자가 되어 주십시오.

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자주 묻는 질문

Q. 헬스케어 분야의 디지털 트윈 개념은 무엇인가요?

A. 의료 분야의 디지털 트윈 기술은 환자, 장기, 전체 병원 환경 등 실제 사물이나 프로세스에 대한 디지털 표현을 생성합니다. 이 프로세스는 IoT 및 AI와 같은 다른 최신 기술의 도움으로 수행됩니다.

Q. 헬스케어 분야의 디지털 트위닝 사례는 무엇인가요?

Q. 헬스케어 분야의 디지털 트윈 기술의 예로는 건강 데이터, 라이프스타일 데이터, 실시간 추적 데이터가 포함된 환자 신체의 디지털 복제물을 구축하는 것이 있습니다. 이 가상 거울은 건강 문제를 예측 및 제어하고, 맞춤형 치료 프로그램을 제공하며, 예방적 의료 조치를 제공하는 데 도움을 줍니다.

Q. 의료 분야에서 디지털 트윈의 용도는 무엇입니까?

A. 헬스케어 디지털 트윈은 환자 치료 시뮬레이션, 의사 교육, 의료 시스템 최적화, 의료 기기 유지 관리, 의학 연구 개발 등 다양한 용도로 사용됩니다. 그들이 제공하는 또 다른 목적은 더 나은 수술 계획과 질병 모델링, 따라서 더 나은 전염병 관리입니다.