디지털 치료제의 핵심 기술 : 가상현실(VR)과 증강현실(AR)

디지털 치료제의 핵심 기술에는 크게 4가지가 있다고 디지털 치료제의 개념 및 원리 글에서 언급한 바 있다.

✔ AI, 머신러닝
✔ 빅데이터 분석
✔ IoT, 웨어러블 디바이스
✔ 가상현실(VR), 증강현실(AR)

 

이번에는 가장 마지막 핵심 기술인 가상현실(VR)과 증강현실(AR)에 대해 다루어본다.

가상현실(VR)과 증강현실(AR)이란?

디지털 기술이 발전하면서 가상현실(Virtual Reality, VR)과 증강현실(Augmented Reality, AR)이 의료 분야에서도 중요한 역할을 하고 있다. 특히 디지털 치료제(Digital Therapeutics, DTx)에서 VR과 AR 기술은 환자의 신체적, 정신적 건강을 개선하는 데 활용되며, 약물 치료와 병행하거나 단독으로 치료적 효과를 제공하는 방식으로 점점 더 발전하고 있다.

데이터 치료제와 가상현실, 증강현실

가상현실(VR)이란?

가상현실(VR)은 컴퓨터로 생성된 3D 가상 환경에서 사용자가 현실과 유사한 경험을 할 수 있도록 구현된 기술이다. VR 헤드셋을 착용하면 사용자는 실제 세계와 완전히 단절된 상태에서 몰입형 경험을 하게 된다. 이는 재활 치료, 정신 건강 치료, 통증 관리 등의 디지털 치료제에 활용될 수 있다.

증강현실(AR)이란?

증강현실(AR)은 실제 현실 세계에 가상의 디지털 정보를 겹쳐서 보여주는 기술이다. 예를 들어, 스마트폰이나 AR 글라스를 통해 현실 세계를 보면서 가상의 3D 이미지나 정보를 추가로 제공받을 수 있다. AR은 VR보다 현실과의 연결성이 높아 수술 훈련, 인지 능력 개선, 신체 기능 회복 등에 활용된다.

VR과 AR의 차이점

구분	가상현실(VR)	증강현실(AR)
환경	완전한 가상 세계	현실 세계 + 가상 요소
장비	VR 헤드셋, 콘트롤러	스마트폰, AR 글래스
몰입도	현실과 단절된 높은 몰입감	현실과 상호작용 가능
주요 활용 분야	정신 건강 치료, 재활 치료, 통증 관리	의료 교육, 수술 지원, 신체기능 회복

 

VR은 몰입감이 뛰어나 환자의 주의를 완전히 가상 세계로 돌려주는 데 효과적이고, AR은 현실과 가상을 결합하여 실생활에서 활용할 수 있는 점이 강점이다. 이 두 기술이 디지털 치료제에서 어떻게 활용되는지 살펴보자.

가상현실(VR)과 증강현실(AR)을 활용한 디지털 치료제 사례

VR과 AR 기술은 현재 다양한 질환 치료에 적용되고 있으며, 정신 건강, 통증 관리, 신체 재활 등 여러 분야에서 효과를 보이고 있다. 다음은 대표적인 디지털 치료제 사례들이다.

1. 정신 건강 치료 – VR 기반 노출 치료

VR은 불안장애, 외상 후 스트레스 장애(PTSD), 공포증 치료에 효과적인 도구로 활용되고 있다.

• "Bravemind" (USC Institute for Creative Technologies)
  • 미국 국방부와 USC가 개발한 PTSD 치료용 VR 프로그램으로, 전쟁 참전 군인들이 트라우마를 극복할 수 있도록 가상 환경에서 점진적으로 노출 치료를 받도록 설계되었다.
  • 환자는 VR을 통해 트라우마를 재현한 환경을 경험하며, 치료사의 지시에 따라 점진적으로 두려움을 극복하는 연습을 하게 된다.
• "Psious" (Psious Inc.)
  • 불안 장애, 비행 공포증, 대인 공포증 등을 치료하기 위한 VR 기반 프로그램으로, 사용자가 가상 환경에서 단계적으로 공포를 극복하도록 유도한다.

2. 통증 관리 – VR을 이용한 주의 전환 요법

VR은 통증을 줄이는 데 효과적인 도구로 활용된다. 실제 연구에 따르면 VR을 활용한 주의 전환 기법이 기존의 약물 치료보다 통증 감소 효과가 높은 것으로 나타났다.

• "SnowWorld" (University of Washington & Harborview Burn Center)
  • 화상 환자들을 위해 개발된 VR 게임으로, 환자가 가상 세계에서 눈 덮인 환경을 탐험하며 통증에 대한 집중을 줄이는 방식으로 설계되었다.
  • 연구에 따르면 VR을 활용한 환자는 일반적인 치료법을 사용할 때보다 통증을 50% 이상 덜 느꼈다고 보고되었다.
• "RelieVRx" (AppliedVR)
  • 만성 요통 환자를 위해 FDA 승인을 받은 VR 기반 통증 관리 프로그램이다.
  • 신경과학 및 행동 치료 원리를 적용하여 환자의 통증 인식을 조절하는 데 도움을 준다.

3. 신체 재활 – AR을 활용한 운동 치료

AR 기술은 환자가 신체 기능을 회복하는 데 유용한 도구로 활용된다.

• "Microsoft HoloLens" (Physical Therapy & Stroke Rehabilitation)
  • HoloLens는 뇌졸중 환자의 재활을 돕기 위해 활용된다.
  • 환자는 AR 환경에서 치료사의 가이드를 실시간으로 확인하며, 재활 운동을 수행할 수 있다.
• "Magic Leap" (Parkinson’s Disease Therapy)
  • 파킨슨병 환자의 균형 감각 및 운동 기능 개선을 위해 사용된다.
  • AR을 통해 가상의 가이드라인을 제공하여 환자가 보다 효과적으로 보행 훈련을 할 수 있도록 돕는다.

 

가상현실(VR)과 증강현실(AR) 기반 디지털 치료제의 한계점과 해결 방안

VR과 AR 기술이 의료 분야에서 혁신적인 변화를 가져오고 있지만, 아직 해결해야 할 한계점도 존재한다.

 

1. 비용 문제

VR 헤드셋과 AR 디바이스는 상대적으로 고가이며, 병원과 개인이 도입하기에 부담이 될 수 있다.
기술 발전과 대량 생산을 통해 비용을 절감하고, 보다 저렴한 기기와 소프트웨어를 개발하는 것이 필요하다.

 

2. 어지럼증 및 부작용

일부 환자들은 VR 기기를 사용할 때 멀미나 어지럼증(VR Sickness)을 경험할 수 있다.

하드웨어 개선을 통해 시각적 지연을 줄이고, 적응 기간을 제공하여 환자가 점진적으로 VR 환경에 익숙해질 수 있도록 해야 한다.

 

3. 데이터 보안 및 개인정보 보호

VR과 AR 기반 디지털 치료제는 환자의 생체 데이터 및 의료 정보를 다루므로, 데이터 유출 가능성이 있다.
그렇기 때문에, 강력한 암호화 기술 및 프라이버시 보호 정책을 적용하여 보안을 강화해야 한다.

 

4. 치료 효과 검증 부족

일부 VR 및 AR 기반 디지털 치료제는 충분한 임상 연구가 부족하여, 장기적인 효과가 입증되지 않은 경우가 많다.

지속적인 임상 시험을 통해 치료 효과를 입증하고, 의료 규제를 준수하는 것이 중요하다.

 

 

VR과 AR 기술은 디지털 치료제의 핵심 도구로 자리 잡고 있으며, 정신 건강 치료, 통증 관리, 재활 치료 등 다양한 의료 분야에서 활용되고 있다. 그러나 비용 문제, 부작용, 데이터 보안 등의 한계를 해결해야 더욱 효과적으로 활용될 수 있다.