초기 유방암 환자인 정희망씨는 의사의 추천대로 항호르몬제를 복용중이나 우울감, 불면, 부인과적 문제 등의 부작용이 걱정되고 다른 치료 방법이 없을지 고민됩니다.
걱정했던대로 희망씨는 약 복용 이후로 불면, 식은 땀, 안면 홍조 등 여러 부작용을 겪고있어 약 복용을 지속해야할지 고민이 됩니다. 하지만 다음 진료까지 수개월이 남아 약 복용 중지에 대해 의사와 논의 할 수 없고 불안감은 더욱 커져갑니다.
마침내 진료 일정이 다가와 병원을 방문했을 때 ‘토닥토닥’ 챗봇을 의사에게 권유 받습니다. ‘토닥토닥’ 챗봇을 통해 의사는 희망씨의 증상을 지속적으로 관찰할 수 있습니다.
‘토닥토닥’ 챗봇을 사용하기 시작한 희망씨는 매일 1-2개의 항호르몬제 부작용에 관련된 질문에 답변을 합니다. 시간이 지날수록 축적된 데이터와 인공지능을 통해 희망씨에게 맞춤화된 질문들이 제공됩니다.
‘토닥토닥‘ 챗봇은 설문을 바탕으로 조사된 증상을 경증, 중경증, 중증 범위로 분류하고 경증, 중경증의 경우에는 일상생활에서의 관리법을 안내하며, 의학적 관리가 필요한 중증의 경우에는 의료진이 앱을 통해 연고지 병원 방문을 권하거나 외래 방문 일정을 조정해서 알려줍니다. 지난 일주일간 경증 불면 증상을 경험하고 있는 희망씨는 안심 메시지와 함께 일상생활속에서 증상을 완화할 수 있는 방법을 안내받았습니다.
‘토닥토닥’ 챗봇 관리자 모드에서는 응급 관리가 필요한 환자 리스트를 확인할 수 있고, 보다 상세한 환자 정보는 지난 설문 결과가 직관적으로 표현된 ‘진행리포트’를 통해 확인할 수 있습니다. 희망씨의 꾸준한 불면 증상을 확인한 간호사는 필요한 대처를 의사와 논의합니다.
간호사는 희망씨에게 전화를 걸어 증상에 대해 추가적인 이야기를 듣고, 빠른 진료가 필요하다는 의사의 소견을 전달해 진료 시기를 앞당깁니다. 희망씨는 병원에서 주기적으로 자신의 상태를 확인하고 있고, 진료를 더욱 빨리 받을 수 있다는 사실에 안도감을 느낍니다.
‘진행리포트’를 확인한 의사는 희망씨의 불면 증상에 대해 수면제 복용과 함께 명상 수업과 규칙적인 운동을 추천합니다. ‘진행리포트’를 통해 기존의 [증상 청취-통합-진단-치료] 4단계의 진료 과정을 [통합데이터참조-진단-치료] 3단계로 간소화시켜, 짧은 진료 시간에도 환자의 상태를 빠르게 파악하고 맞춤형 관리를 제공할 수 있게 되었습니다.
희망씨는 의사의 소견에 따라 수면제을 복용하고, 꾸준히 명상과 운동을 하고 있습니다. 보다 규칙적인 수면이 가능해지고, 의사와 간호사가 자신의 증세를 꾸준히 확인해주고 있다는 사실을 알게된 후 희망씨는 불안감이 많이 감소하고, 치료 과정에 긍정적인 자세로 임하게 되었습니다.
개요
부산 CIC는 부산정보산업진흥원(BIPA), A병원 유방암 센터 및 의료 스타트업 ‘웨저’로 구성된 팀을 이끌어 ‘토닥토닥’이라는 챗봇을 개발 중입니다. 이 솔루션은 항호르몬 치료 중인 유방암 환자들이 치료 부작용을 성공적으로 관리하는 데 도움이 됩니다.
문제
유방암은 대한민국에서 중대한 질병 중 하나로 부상했습니다. 대한민국 유방함 환자의 수는 지난 10년간 2배로 증가했고 유방암 발병률은 아시아 국가 중에서 최고 수준이 되었습니다. 유방암 환자의 약 60~70%에는 암 재발 위험을 낮추기 위해 5~10년간의 항호르몬 치료가 권장됩니다. 그러나 항호르몬 치료를 받는 환자들은 열감, 발한, 우울감, 불면증 및 부인과 문제 등 다수의 부작용을 경험합니다. 대부분의 환자는 6개월마다 3~5분 동안만 의사와 상담할 수 있으므로 이러한 부작용의 관리를 위해 의사로부터 충분한 조언을 받기는 어렵습니다. 이에 환자들은 인터넷을 검색하거나 다른 환자에게 사례를 물어보려고 하지만 이러한 정보는 신뢰할 수 없기 때문에 불안감만 가중됩니다. 이러한 요인이 결합되면서 유방암 환자들이 아주 필요한 치료를 중단하는 현상이 발생했습니다.
접근 방식
부산 CIC는 BIPA, A병원 유방암 센터 및 웨저로 구성된 팀을 만들고 유방암 챌린지를 시작했습니다. 부산 CIC는 ‘Amazon 거꾸로 일하기’ 프로세스를 사용하여 워크숍을 열었고 일련의 인터뷰를 시행하여 문제를 정의했습니다. 부산 CIC는 프로토타입 개발을 위한 추가 워크숍을 곧 시작할 예정입니다.
이 팀이 현재 개발 중인 프로토타입은 챗봇입니다. 유방암 환자들은 이 챗봇을 통해 매일 증상에 대한 2~3개의 질문에 답하게 됩니다. 이 질문들은 생활의 질 기구의 요건에 따라 공식적으로 검증된 등급인 11개 문항의 갱년기 평가 지수(MRS) 설문지에 기반을 둡니다. 이 챗봇은 전체 11개 문항에 대한 사용자의 답변으로 정의되는 주기에 따라 매월 5~8개 주기의 데이터를 누적합니다. 따라서 사용자가 일반적으로 의사와 상담하는 빈도인 6개월마다 30~48개 주기의 데이터가 누적됩니다. 인공 지능을 사용하는 이 챗봇은 이 데이터를 사용하여 경과 보고서를 생성합니다. 환자들은 이 보고서에서 증상의 변화를 보고 다른 유방암 환자의 증상과 비교할 수 있습니다. 사용자의 주치의들 또한 이 데이터에 액세스할 수 있으므로 진료 효율성이 개선됩니다. 의사가 진료를 시작하고 처음 몇 분간 환자의 증상에 대한 정보를 얻는 데 시간을 소비하지 않아도 되기 때문입니다. 대신, 진료 전에 데이터를 분석하고 진료 중에 환자에게 더 많은 조언을 제공할 수 있습니다. 또한 환자들은 데이터를 바로 사용할 수 있으므로 지난 6개월간 발생한 모든 증상을 기억하지 않아도 됩니다.
향후에 이 솔루션은 모바일 앱을 포함하도록 확장될 것입니다. 목표가 정해진 상호 작용에 참여하는 점에서는 챗봇이 더 간편할 수 있지만 모바일 앱은 환자가 앱 및 의사와 상호 작용하는 데 있어서 훨씬 더 많은 방법을 제공하게 될 것입니다. 모바일 앱에는 대화형 기능 및 유용성을 크게 개선하는 추가 기능이 포함됩니다. 경과 보고서에 액세스하는 것에 더해 모바일 앱 사용자는 임상 관련 통신문을 받고 유방암 회복을 적극적으로 지원하는 커뮤니티를 찾을 수 있습니다. 유사한 증상을 겪은 다른 환자와 의사소통하고 서로를 격려하여 건전하고 힘이 되는 커뮤니티를 조성할 수 있습니다. 부작용 증상은 심각도를 기준으로 분류되며 증상이 너무 심각해질 경우 사용자와 의사 모두에게 알림이 전송됩니다. 이러한 알림은 응급 의료 개입을 가능하게 합니다. 설문 또한 11개 문항의 MRS 설문지에 대한 사용자의 응답 뿐만 아니라 사용자의 전체 건강 상태를 측정하도록 더 다양해질 것입니다. ‘토닥토닥’ 솔루션의 이러한 기능은 사용자의 치료 순응도를 개선함으로써 유방암 환자의 회복을 촉진하게 될 것입니다. 또한 이 솔루션의 프레임워크는 다른 의료 상황에도 적용될 수 있습니다. 예를 들어 환자의 응답 데이터가 치료 개선에 큰 영향을 미칠 수 있는 정신 건강과 같은 영역에서 대화형 디지털 솔루션은 중추적인 역할을 할 수 있습니다.
클라우드 아키텍처
설계 아티팩트
솔루션 설계 프로세스의 일부로서, 가상의 보도 자료 및 FAQ 문서를 사용하여 이 솔루션으로 실현될 수 있는 성과에 대한 비전을 제시했습니다.
보도자료
“삼성서울병원, 부산 CIC, 웨저, AWS 활용해 유방암 환자 케어에 나서" 삼성서울병원, 진료 개선을 위해 클라우드 기반 챗봇 개발 및 도입
서울—2022년 12월 15일— 아마존웹서비스(Amazon Web Services, 이하 AWS)는 부산 클라우드 이노베이션 센터(CIC), 삼성서울병원 유방내분비외과 및 의료 스타트업 웨저(Weisure)가 AWS 상에서 토닥토닥(TodocTodoc) 챗봇 솔루션의 파일럿 운영을 성공적으로 마무리했다고 발표했다. 환자 동의하에 환자 치료 과정에 활용되는 토닥토닥 챗봇은 자동화된 솔루션으로 의료 전문가가 환자와 챗봇 간의 소통을 통해 수집된 응답들을 모니터링 할 수 있게 한다. 또한, 유방암의 항호르몬 치료에 따른 부작용을 관리할 수 있는 보다 개인화된 케어 및 조언을 제공한다.
한국유방암학회가 발간한 2022 유방암백서에 따르면, 국내 연간 유방암 환자 3만 명 중 약 70%가 재발 방지를 위해 5~10년간 항호르몬 치료를 받고 있으며, 일 년에 한두 번 내원하고 있다. 하지만 국내 유방암 진료는 대개 짧은 진료 시간으로 인해 의료진이 환자의 치료 진행 상황, 특히 부작용에 대한 포괄적인 세부 정보를 확보하기 쉽지 않다. 때문에 일부 환자는 의사와 상의하지 않고 약물 복용을 중단하거나 신뢰할 수 없는 정보에 의지하기도 한다.
토닥토닥은 증상과 관련된 질문을 통해 기분, 수면 패턴 등 환자 정보를 안전하게 수집하여 환자의 건강에 대한 포괄적인 이해를 돕는다. 본 솔루션은 환자가 일과성 열감, 우울증, 불면증 등의 증상이 심하다고 지속적으로 응답하면 의료진에게 알림을 보내, 의사가 환자 개개인의 필요에 따라 치료 상담 및 관리를 할 수 있게 한다. 토닥토닥이 제공하는 데이터를 기반으로, 의사는 환자의 요구 사항을 더 잘 이해하고, 부작용 관리를 위한 최상의 정보를 의료진 및 환자에 전달할 수 있다.
부산 CIC는 부산광역시와 AWS가 클라우드를 통한 지역 혁신 및 관련 산업 발전을 위해 공동으로 설립한 센터로 부산 CIC 혁신 챌린지 프로그램을 통해 정부, 교육기관, 비영리 단체 및 스타트업과의 장기적인 협력을 제고하고 있다. 부산 CIC는 2021년 3월부터 유방암과 치료 부작용에 대해 더 잘 이해하고 관리하기 위한 솔루션 개발을 목표로 하여, 부산 CIC 유방암 챌린지 프로그램을 통해 아마존의 혁신 워크샵인 워킹 백워즈(Working Backwards)를 제공하고 AWS 기술 전문가를 소개하는 등 삼성서울병원을 지원해 왔다. 업계를 선도하는 삼성서울병원, 부산 CIC 및 웨저는 본 프로그램에 힘입어 아마존 일래스틱 컴퓨트 클라우드(Amazon Elastic Compute Cloud, 이하 아마존 EC2)가 제공하는 안전하고 유연한 컴퓨팅 용량을 사용해 토닥토닥 애플리케이션을 구축했다. 챗봇은 치료 중 환자에게 정기적으로 항호르몬치료와 관련된 증상이나 기분에 대한 하나에서 네 개 정도의 구체적인 질문을 한다. 환자의 응답은 클라우드 상에서 관계형 데이터베이스를 설정, 운영 및 확장할 수 있도록 지원하는 MySQL을 위한 아마존 관계형 데이터베이스 서비스(Amazon Relational Database Service, 이하 아마존 RDS)를 사용해 기록된다. 아마존 RDS는 환자 건강에 대한 인사이트를 그래프와 시각 자료의 형태로 의료진에게 제공한다. 환자는 보다 효율적인 진단과 개선된 치료 경험을 본 솔루션을 통해 의료진과 소통할 수 있다.
삼성서울병원은 2023년 하반기까지 토닥토닥을 자동 대화 상담 서비스로 개발해 환자와 앱의 상호 작용 경험을 향상시킬 계획으로, 애플리케이션에서 대화형 인터페이스를 설계, 구축, 테스트 및 배포하기 위한 향상된 자연어 모델을 갖춘 완전 관리형 AI 서비스인 아마존 렉스(Amazon Lex)를 활용해 이를 실현할 예정이다. 또한, 환자와 의사 간의 의사소통 개선을 목표로 아마존 심플 노티피케이션 서비스(Amazon Simple Notification Service, 이하 아마존 SNS)를 사용한 문자 메시지 서비스를 구축할 예정이다. 이를 기반으로 지역 의료기관과 네트워크로 연결하게 되면, 중증 환자와 근처 의료진을 연결해 보다 빠른 진료를 받을 수 있는 환경을 조성할 수 있을 것이다.
유종한 삼성서울병원 유방외과 교수는 "삼성서울병원은 부산 CIC, 웨저와 협업하고 AWS의 안전하고 확장 가능한 클라우드 컴퓨팅 기술을 활용함으로써 환자의 진료 경험을 직간접적으로 개선할 수 있는 가능성을 확인했다"며 “토닥토닥은 정례적인 질문을 줄이고, 의사가 챗봇이 제공하는 환자 데이터를 기반으로 질문할 수 있도록 돕기 때문에 환자별로 제한된 상담 시간을 보다 효과적으로 활용할 수 있다. AWS를 사용하면 유방암 환자 한 명 한 명을 보다 정밀하게 관리할 수 있다"고 말했다.
이승희 부산정보산업진흥원 팀장은 "부산시와 AWS, 삼성서울병원, 웨저 간의 협업 덕분에 이 프로젝트가 한 걸음 더 나아갈 수 있었다”며 “향후 부산 CIC가 도출한 헬스케어 인사이트를 활용한다면 다양한 영역의 니즈를 해결할 수 있다고 본다"고 밝혔다.
윤정원 AWS코리아 대표(공공부문)는 "아시아 의료업계가 환자 진료 개선을 위해 클라우드를 빠르게 도입하고 있다”며 “AWS를 기반으로 구축된 토닥토닥 솔루션은 혁신적인 기술을 사용해 시민의 삶을 개선한다는 목표 아래 헬스케어 조직과 기업이 하나로 뭉쳐 공공부문에서 정부와 산업계의 협업을 이끌어 낸 좋은 사례다. 삼성서울병원과 부산CIC의 협업은 AWS가 클라우드를 통해 조직이 시민 경험을 향상시키는 혁신적인 솔루션을 구축하도록 지원할 수 있었던 계기였다"고 말했다.
