디지털 트윈, 가상 건강모델로 치료‧예방‧개발까지 '접수'

최근 헬스케어 산업 적용 활발…어플 적용으로 사용 대상 확대
만성질환 관리, 건강 위험 예측, 약물 스크리닝에도 활용…업계 투자도 순탄

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[메디파나뉴스 = 박선혜 기자] 디지털 트윈 기술이 이제는 인체 건강 상태를 가상화시키면서 만성질환 치료, 예방, 약물개발까지 접목돼 디지털 헬스케어 산업의 차세대 먹거리로 주목됐다. 


최근 정보통신산업진흥원이 공개한 '글로벌 ICT 주간동향리포트에서'는 최근 떠오르는 디지털 헬스케어 사업 아이템으로 '디지털 트윈'에 대해 소개됐다. 


디지털 트윈이란 가스 파이프라인이나 비행기와 같은 물체의 세부적인 상황을 컴퓨터 시뮬레이션으로 구축하는 기술로, 실제 작업에 착수하기 전 시뮬레이션을 통해 결과를 예측하고 문제점을 보완하는 수단으로 사용된다.


엔지니어링 산업에 이용되던 이 기술은 현재 헬스케어 산업까지 영역을 뻗어 신경망의 테스트 대상이 될 수 있는 모든 인체 신진대사에 대한 시스템을 구축했다. 


◆당뇨 관리 서비스, 혈당에 미칠 영향 '한눈에' 

 

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헬스케어 스타트업 '트윈헬스'는 디지털 트윈 시뮬레이션을 이용해 당뇨병 환자 치료를 돕고 영양학적 조언을 제공하는 서비스를 제공 중이다. 


디지털 트윈 서비스 피험자는 음식 섭취 일지 기록 및 분기별 혈액검사에 사용되는 앱을 사용, 정보를 트윈헬스로 보내는 웨어러블 센서를 장착했다.


여기서 피험자가 전송하는 하루 약 3,000건 데이터는 피험자의 전신 디지털 트윈을 구축하는데 사용된다.


트윈헬스는 혈당의 평균 절대 오차를 목적 함수로 사용해 RNN을 통해 영양소 변경 또는 수면 요법 변경 등과 같은 상황을 시뮬레이션한 후 이것이 혈당에 미치는 영향을 확인할 수 있다. 


무엇보다 핵심은 특정 개인에게 어떠한 종류의 의학적 개입이 필요한 지를 트윈에게 시뮬레이션함으로써 일종의 개인 맞춤형 치료법을 모델링할 수 있다는 것이다.


디지털 트윈 기반 요법을 적용할 경우 초기 임상 결과에서 당뇨병 환자 90%의 병세가 호전됐으며, 90%의 사람들이 당뇨병 약 복용을 중단할 수 있을 것으로 확인됐다. 


또한 해당 요법을 사용한 사람의 체중이 평균적으로 9kg 감소했으며 일부 간 기능이 개선된 사례도 나타났다.


자한 모하메드 트윈헬스 CEO는 "당뇨병으로 인한 비용은 약값을 포함해 전 세계에서 연간 3조달러에 이르지만 디지털 트윈 기술을 통해 의료비를 절감할 수 있다고 설명했다"며 "향후 관절염, 신장 기능장애 등을 포함한 다양한 대사 장애를 해결할 수 있도록 서비스를 지속 업그레이드할 계획"이라고 밝혔다. 


트윈헬스는 이와 관련 시리즈 C펀딩 라운드에서 약 1억 4,000만 달러 자금을 조달 받은 것으로 확인됐다.


◆AI 신약 개발, 임상 후보 선별 더 유용하게

 

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중국 AI 기반 약물 분자 설계업체인 '엑스탈피'는 가상 R&D 작업을 실제 실험실 테스트 데이터와 통합해 잠재적인 신약 활동을 모델링하는 새로운 디지털 트윈 시뮬레이션 시스템을 개발했다.


이로써 바이오 제약사는 임상에 가장 적합한 후보를 더욱 쉽게 선택할 수 있게 된다.


엑시탈피 시스템은 원자 수준에서 분자와 단백질 간의 상호 작용을 예측하고 그 약리학적 특성을 매핑하는 100개 이상의 알고리즘을 통합했다. 또 글로벌 클라우드 컴퓨팅 제공업체를 활용해 100만개 이상의 프로세싱 코어로 구성된 슈퍼컴퓨팅 클러스터를 구성했다. 


엑스탈피 원슈하오 대표는 "AI는 제약회사 생산성 문제를 해결해줄 정답이 될 것"이라고 강조했으며 약물 연구 및 개발 효율성과 정확성을 개선할 것이라 밝혔다.


엑스탈피는 지난 9월 대규모 시리즈 C펀딩 라운드를 통해 총 3억 1,880만 달러의 투자금을 확보했다.


◆전신 스캐너 등장, 생리학 변화 감지로 건강 위험 예측

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미국 스타트업 큐바이오는 확장 가능한 가상 모델에서 포괄적인 기준으로 환자 건강을 캡처하고 모니터링할 수 있는 디지털 트윈 플랫폼 '큐바이오 제미니'를 공개했다.


이 플랫폼은 개인의 가장 정확한 생리적 상태 정보를 디지털 트윈 형태로 자동 반영, 생리학적 측면에서 개인의 중요한 변화를 체크한 후 전 세계 의사 및 전문가와 안전하게 공유할 수 있도록 지원한다.


제미니 플랫폼을 구동하는 것은 '큐아비오 마크아이 셀프드라이빙'이라는 바디 스캐너로, 현재의 건강 정보를 수집한 후 사용자 생활패턴, 병력 및 유전적 위험요인에 따라 가중치를 부여해 건강 위험을 예측한다.


해당 정보는 개인의 해부학적, 생화학적 변화에 따라 실시간으로 변동되며 15분 이내 전신스캔을 완료할 수 있다. 또 자세에 대한 제한이 없어 밀폐공간에 대한 두려움 없이 편안한 자세로 사용 가능하다.


큐바이오 관계자는 "최근 Kaiser foundation hospital 투자를 받아 총 자본이 8,000만 달러를 넘어섰다"며 "플랫폼과 마크아이 스캐닝 기술을 개선하고 접근성을 확장할 것"이라고 전했다.

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독자의견
  • 박원경 2021-10-19 07:22

    디지털 트윈, 메타버스 구축과 비지니스 확대방안 세미나 안내입니다.
    주최 : 한국미래기술교육연구원 , 일시 : 2021년 12월 3일 , 장소 : 전경련회관
    https://www.kecft.or.kr/shop/item20.php?it_id=1633679797

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