2020년 코로나19의 영향으로 메타버스 산업이 빠르게 성장하면서 페이스북은 ‘메타(Meta)’로 사명을 변경하고 메타버스 생태계 구축에 집중하기 시작했습니다. 또한, 메타버스 가상 부동산 투자 열풍이 일기도 했으며, 메타버스 상에서 패션쇼를 개최하는 등 명품 브랜드의 관심이 고조되었습니다. 이에 힘입어 메타버스 시장 규모는 2030년 5조 달러로 성장할 것으로 전망되었으며, 2022년에는 빅테크 기업을 중심으로 메타버스 산업 성장 촉진을 위한 ‘메타버스 표준 포럼’을 창설했습니다. 다들 잘 알고 계시는 ‘메타버스’의 흐름이죠.
그림 1. 인하대학교병원 건강증진센터 ZEP (출처 : 인하대학교병원)
이 흐름에 맞춰서 2023년 2월 조선대학교병원에서는 ZEP 을 사용해서 가상 공간에 실제와 똑같은 공간을 만들어서 병원 시설 이용 및 교통을 안내하고 역사관·미술관 등 정보를 게시할 수 있게 제작했습니다(체험 링크 1). 또한, 2023년 첫날부터 인하대학교병원에서는 건강증진센터 및 희귀유전질환센터를 체험할 수 있는 공간을 구현해서 사용자들에게 병원에 대한 소개를 할 수 있게 제작했습니다(체험 링크 2). 하지만, 앞에 소개한 이 둘과 같이 초기에 나왔던 대부분의 병원 메타버스는 서로 소통하는 것보다는 체험자 혼자서 돌아다니는 것에 한정되어있어 실시간으로 소통하는 것은 어렵습니다. 2년이 지난 지금, 어떻게 가상 병원이 나오고 있을까요?
그림 2. 중국 칭화대학교에서 제작한 에이전트 병원 개략도 (출처 : 칭화대학교)
2024년 5월, 칭화대학교 연구팀은 온라인에서 전체 진료 과정을 시뮬레이션하는 가상 병원인 ‘에이전트 병원’ Agent Hospital 을 구축했습니다. 일주일간 14명의 AI 의사와 4명의 AI 간호사가 가상 환자(Virtual Patient) 에게 발병부터 치료, 퇴원 후 다음 방문까지 전 과정의 서비스를 제공했고, 시뮬레이션 결과, 에이전트 병원은 며칠 만에 수만 건의 사례에 대한 진단 서비스를 수행하며 의사가 현실에서 2년이 걸리는 업무량을 단기간에 완료한것으로 밝혀졌습니다. 현재는 42개 AI 전문의·4개 AI 간호사 구성, 21개 진료과 시뮬레이션이 가능하고 올해 초부터 공개 파일럿 테스트를 진행 중입니다.
위 두 사례의 가장 큰 차이는 무엇일까요? (1) 실시간 멀티-에이전트 상호작용과 (2) 동적인 가상 환자 생태계를 통해 의료 AI 학습·평가가 이루어지는 완전한 임상 시뮬레이터로 발전해가고 있다는 것입니다. 이번 아티클에서는 새롭게 연구주제로 떠오르고 있는 가상 환자라는 것에 대한 이야기를 꺼내보고자 합니다.
가상 환자는 1960년대 의과대학에서 학생들을 대상으로 실습 교육을 하기 위해서 시작된 **시뮬레이션 환자(Simulated Patient)**에서 처음 시작되었다고 볼 수 있습니다. 시뮬레이션 환자의 경우 훈련된 인간 배우가 실제 환자처럼 행동하여 의료 교육 및 평가에 사용되는 환자 역할 수행자로 정의하며, 실제 사람(성인 배우)이 환자 역할을 수행하며, 고정된 시나리오나 반복 훈련을 통해서 됩니다. 이렇게 훈련된 환자는 평가/시험 환경 내에서 케이스, 의사소통 훈련을 할 때 주로 사용되지만, 실제로 제작하는 데 몇 개월 이상이 소요되고 배우에게 일정 금액을 지원해야 하는 등 시간과 비용이 많이 소모되는 단점이 발생했습니다. 하지만, 인간 중심 몰입형 교육의 출발점이라는 점에서 의의를 가지고 있습니다. 아래 콜아웃은 에딘버러 대학교에서 공개한 시뮬레이션 환자 프로그램의 환자 역할을 공유했습니다.
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당신은 54세이며 사무직 종사자입니다. 지난 2개월 동안 걸을 때 양쪽 종아리와 엉덩이에 불편함이나 통증을 느끼고 있습니다. 통증은 약 100야드를 걸을 때 발생하지만, 서두르거나 계단을 오를 때는 더 빨리 나타납니다. 발이 자주 차갑게 느껴지며, 날씨가 따뜻해도 발에 열이 잘 전달되지 않는다고 느낍니다. 하루에 20개비의 담배를 피웁니다. 고혈압이 있습니다. 그 외 건강 상태는 좋습니다. 호흡 곤란, 가슴 통증, 발목 부기, 심장 박동 이상 등은 없습니다. 가족 중 질병이나 심장 질환 병력은 없습니다. 관절에 문제가 없습니다. (출처 : 에딘버러 대학교 Simulated Patient Programme Guideline)
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그 이후 1980년대에 OSCE (Objective Structured Clinical Examination) 의 교육 및 평가 목적을 높이기 위해 시뮬레이션 환자를 “표준화” 한 표준화 환자(Standardized Patient) 가 등장했습니다. 시뮬레이션 환자와 다르게, 동일한 임상 시나리오에서 여러 학습자 주로 의대생에게 일관된 방식으로 행동하도록 표준화된 환자 역할을 수행하는 사람으로 정의를 하고, OSCE 에 더 초점을 맞춘 환자의 역할을 진행합니다. 이전과 동일한 문제는 발생하나 시험 및 교육의 목적에서 평가를 하는데 있어 더 용이하다는 장점을 보유하고 있습니다.
2000년대 부터는 본격적으로 컴퓨터를 활용한 가상 환자(Virtual Patient) 가 등장하기 시작합니다. 가상 환자는 컴퓨터 기반 환경에서 사용자가 환자 역할과 상호작용하는 시뮬레이션 시스템으로 화면 기반, 텍스트 또는 선택지 인터페이스, 다양한 의료 시나리오 재현 가능 등이 가능하다는 특징을 가지고 있습니다. 가상 환자의 등장으로 인해 기존 사람이 연기하던 환자 대비 반복적인 훈련을 할 수 있게 되었고, 시간과 비용을 절약하면서 디지털화가 되었다는 장점이 있습니다. 하지만, 지금까지는 텍스트 기반의 컴퓨터 시뮬레이션이기 때문에 기존 환자 대비 몰입이 아직까지는 떨어진다는 단점이 있었습니다.