Purpose
The significance of the healthcare industry has grown exponentially in recent years due to the impact of the fourth industrial revolution and the ongoing pandemic. Accordingly, this study aimed to examine domestic healthcare-related patents comprehensively. Big data analysis was used to present the trend and status of patents filed in nursing.
Methods
The descriptive review was conducted based on Grant and Booth’s descriptive review framework. Patents related to nursing was searched in the Korea Intellectual Property Rights Information Service between January 2016 to December 2020. Data analysis included descriptive statistics, phi-coefficient for correlations, and network analysis using the R program (version 4.2.2).
Results
Among 37,824 patents initially searched, 1,574 were selected based on the inclusion criteria. Nursing-related patents did not specify subjects, and many patents (41.4%) were related to treatment in the healthcare delivery phase. Furthermore, most patents (56.1%) were designed to increase effectiveness. The words frequently used in the titles of nursing-related patents were, in order, “artificial intelligence,” “health management,” and “medical information,” and the main terms with high connection centrality were “artificial intelligence” and “therapeutic system.” Conclusion: The industrialization of nursing is the best solution for developing the healthcare industry and national health promotion. Collaborations in education, research, and policy will help the nursing industry become a healthcare industry of the future. This will prime the enhancement of the national economy and public health.
The significance of the healthcare industry has grown exponentially in recent years due to the impact of the fourth industrial revolution and the ongoing pandemic. Accordingly, this study aimed to examine domestic healthcare-related patents comprehensively. Big data analysis was used to present the trend and status of patents filed in nursing.
The descriptive review was conducted based on Grant and Booth’s descriptive review framework. Patents related to nursing was searched in the Korea Intellectual Property Rights Information Service between January 2016 to December 2020. Data analysis included descriptive statistics, phi-coefficient for correlations, and network analysis using the R program (version 4.2.2).
Among 37,824 patents initially searched, 1,574 were selected based on the inclusion criteria. Nursing-related patents did not specify subjects, and many patents (41.4%) were related to treatment in the healthcare delivery phase. Furthermore, most patents (56.1%) were designed to increase effectiveness. The words frequently used in the titles of nursing-related patents were, in order, “artificial intelligence,” “health management,” and “medical information,” and the main terms with high connection centrality were “artificial intelligence” and “therapeutic system.”
The industrialization of nursing is the best solution for developing the healthcare industry and national health promotion. Collaborations in education, research, and policy will help the nursing industry become a healthcare industry of the future. This will prime the enhancement of the national economy and public health.
보건의료산업은 국가 및 산업 전반의 차세대 성장 동력이자 미래의 신사업으로, 우리나라 또한 보건의료산업 육성에 초점을 맞추고 있다. 과학기술정보통신부는 미래 선도기술 중 첨단바이오와 인공지능, 로봇 등 미래 도전적 분야 투자를 확대하여 과학기술 역량을 확보하는 동시에, 산업·공공 분야에 디지털기술을 접목하는 디지털전환 촉진에 적극적인 지원을 하고 있다[1]. 보건복지부는 보건안보 및 미래성장 동력을 증진하기 위해 ‘바이오·디지털 헬스케어 혁신’을 4대 정책 분야 중 하나로 제시하고 관련 연구비를 신규 배정 및 증액하여 수요자 중심 의료 로봇 개발 연구에 투자하고 있다[2]. 보건의료산업과 밀접한 부처 중 하나인 산업통상자원부는 2023년에 바이오산업 생태계 육성과 바이오 연구개발 중 바이오의약, 의료기기, 헬스케어, 바이오소재 등의 4개 분야에 252개의 신규과제를 선정하여 총 2,746억원을 지원할 계획이라고 밝혔다[3]. 이와 같은 정부 예산 편성은 기술패권경쟁 시대에 보건의료산업 역할의 중요성을 대변해준다.
산업의 변화와 기술의 발달은 간호의 기술화에도 촉진제가 되고 있다. 디지털 헬스 및 기술혁명은 간호의 기술화에 촉진제가 되어, 전문적인 간호 제공에 도움이 될 것이라고 기대하고 있다[4]. 간호 업무 중 간접 간호, 비 부가가치 간호, 혹은 육체적 및 시간적 부담이 큰 간호 업무에 로봇 시스템을 적용한 연구 결과들은[5] 기술을 통한 간호 질향상의 가능성을 보여준다. 실제 팬데믹 동안 간호사들은 기술을 실무에 통합하는 혁신적인 방법을 모색하여 간호의 효과적인 수행에 기술을 이용하였다[6]. 현재 보건의료산업에서 간호사의 역할은 미미하나, 간호사는 우리나라에서 활동하는 20종의 보건의료 인력 중 두 번째로 많은 수를 차지하고 있으며[7], 의료 실무 전방에서 활동하고 있다. 이렇듯 간호사는 보건의료산업 기술의 주요 사용자이자 발명가로서 핵심 위치를 차지하고 있기에 간호사 및 간호연구자들은 보건의료산업의 정책적 중요성을 유념하고 보건의료산업의 기반이 되어주는 지식재산권에 관심을 가질 필요가 있다.
‘지식재산(intellectual property, IP)’이란 인간의 창조적 활동 또는 경험 등에 의하여 창출되거나 발견된 지식·정보·기술, 사상이나 감정의 표현, 영업이나 물건의 표시, 생물의 품종이나 유전자원, 그 밖에 무형적인 것으로서 재산적 가치가 실현될 수 있는 것을 말한다[8]. ‘지식재산권’은 법령 또는 조약 등에 따라 인정되거나 보호되는 지식재산에 관한 권리로[8], 지식재산권은 산업재산권, 저작권, 그리고 신지식재산권으로 분류된다. 그 중 산업재산권은 ‘인간의 정신적 창작의 결과물로서 산업에 이용되는 무형의 재화에 대하여 별도의 재산권으로 보호하는 권리’ [9]이며 특허권, 실용신안권, 디자인권 그리고 상표권으로 나뉜다. 특허청에서 특허출원 절차를 통해 발명을 등록하면, 출원번호와 함께 특허권 및 실용신안권이 부여된다. 이후, 출원한 발명에 대한 특허청의 심사를 통과해야만 특허등록이 이루어진다. 출원일로부터 특허권은 20년, 실용신안은 10년간 권리가 보장되어[10], 특허 출원부터 실용화까지 걸리는 시간 동안 권리를 보호받을 수 있다. 우리나라에서는 국가 산업의 바탕이 되는 지식재산 보호를 위해 지식재산보호원을 수립하였으며, 관계부처와 함께 국가 지식 재산 경쟁력을 제고하고 국민 경제 발전에 기여하고 있다[11].
그러나 보건의료 분야에서의 특허권은 최선의 진단과 치료를 받는 인간의 기본권을 침해할 수 있기 때문에 다른 산업 분야에 비해 많은 어려움을 안고 있다. 국내 보건의료 관련 특허 및 실용신안 심사 기준에 따르면 의료기기나 의약품 등 물건에 한해서만 특허권을 인정하고[12], 지식재산권으로 등록할 수 있는 기술 범위가 일관적이지 않아[13] 보건의료에 대한 기술 연구 및 개발에 대한 투자를 소극적으로 만드는 요인으로 작용하고 있다. 간호사의 특허권 출원 및 등록에 있어 가장 큰 어려움은 임상시험과 관련되어 있다. 보건의료 관련 지식개발권을 위해서는 의료기기 안정성 및 효과 확인을 위한 임상시험이 개발의 마지막 단계에서 수행되어야 한다. 그러나 시험책임자를 간호사가 맡을 수 없도록 법적으로 제한하고 있어 간호 관련 특허 활성화 및 실용화에 간호사와 간호학자들이 주도하는 데에 어려움을 겪고 있다[14].
이러한 제한점에도 불구하고 보건의료산업 육성 정책에 따라 보건의료 관련 특허 및 실용신안은 꾸준히 증가하는 추세를 보이고 있다[15]. 특허보호체제와 관련된 연구들도 계속적인 증가를 보이고 있으나[15], 간호 관련 특허에 관한 연구는 제한적이다. 간호 관련 특허는 국민 건강 증진에 영향을 미치고, 보건의료 기술의 이용자와 밀접한 위치에 있기 때문에 더 많은 연구와 개발이 필요한 분야이다. 이에 본 연구는 국내 보건의료 관련 특허를 서술적으로 고찰하는 것을 목적으로 하였다. 변수 간의 관계와 중요도를 확인하기 위해 빅데이터 통계분석방법 중 하나인 네트워크 분석을 이용하여[16] 간호 관련 특허 및 실용신안의 특성을 제시하고자 한다. 이 결과는 향후 간호사 주도의 지식재산권 창출 및 실용화의 초석이 되어 보건의료산업 중 한 축을 차지할 간호산업의 기반이 되어 줄 수 있을 것이다.
본 연구는 국내에 등록된 보건의료 관련 특허와 간호 관련 특허 및 실용신안을 서술적으로 고찰하고, 네트워크 분석을 통해 간호 관련 특허 및 실용신안의 특성을 확인하여, 향후 간호 관련 지식재산권 개발을 활성화 시키는 데 밑거름이 되는 자료를 마련하는 것을 목적으로 하며, 구체적인 목표는 다음과 같다.
첫째, 보건의료 관련 특허 및 실용신안의 최근 동향을 탐색한다.
둘째, 보건의료 관련 특허 및 실용신안 중 간호 관련 출원 기술의 특성을 기술한다.
본 연구는 Korea Intellectual Property Rights Information Service (KIPRIS) [17] 특허정보 검색서비스를 통해 보건의료와 간호 관련 특허 및 실용신안을 추출하고 분석한 서술적 고찰연구이다.
본 연구는 보건의료 특허 및 실용신안 현황과 간호 관련 특허 및 실용신안의 특성에 대한 개요를 제공하기 위해 Grant와 Booth [18]가 제시한 SALSA (search, appraisal, synthesis and analysis) 프레임워크에 따라 서술적 고찰을 수행하였다. 구체적인 진행 사항은 아래와 같다.
보건의료와 간호 관련 특허 및 실용신안의 현황 및 특성을 고찰하기 위해 수립한 구체적인 연구 문제는 아래와 같다.
• 최근 5년 이내 보건의료 관련 특허 및 실용신안의 출원 동향은 어떠한가?
• 최근 5년 이내 보건의료 관련 특허 및 실용신안 중 간호 관련 기술의 적용 대상, 적용 범위 및 목적은 무엇인가?
• 최근 5년 이내 보건의료 관련 특허 및 실용신안 중 간호 관련 기술의 주제는 무엇인가?
본 연구 대상인 보건의료와 간호 관련 특허 및 실용신안은 출원일자 기준상 2016년 1월 1일부터 2020년 12월 31일에 KIPRIS의 지식재산권 중 특허 및 실용신안에 등록된 권리이다. 검색기간은 출원은 되었으나 미공개 상태라 손실되는 정보가 최소화 되도록 출원내용이 18개월 이내 공개되는 점을 감안하여 설정하였다.
보건의료와 간호 관련 특허 및 실용신안 검색은 두 단계로 수행되었다. 첫 번째 단계로 보건의료 관련 특허 및 실용신안의 현황 파악을 위한 검색을 실시하였다. 보건의료 관련 특허 및 실용신안 검색을 위한 검색어는 ‘간호’ 와 ‘의료’의 확장어를 조합하여 요약과 범위에 해당한 경우이다. ‘간호’의 확장어로는 너싱, Nursing, 간병 등을 포함하였으며, ‘의료’의 확장어로 의학, 보건 등을 포함하였다. 총 37,824건의 보건의료 관련 특허 및 실용신안이 검색되었으며, 이 중 행정상태가 소멸되거나 포기, 무효, 취하, 거절상태인 7,150건을 제외하고, 공개ㆍ등록 상태의 보건의료 관련 특허 및 실용신안은 총 30,674건으로 확인되었다. 이 중 International Patent Classification (IPC) 코드별 출원 건수에 따라 상위 50개의 코드에 포함된 28,800건(93.9%)의 보건의료 관련 특허 및 실용신안에 대한 정보만 제공되었다. 그 중 97.4%를 차지하는 상위 25개의 IPC 코드(28,110건)가 추출되었다.
두 번째 단계로 추출된 보건의료 관련 특허 및 실용신안 중 간호 관련 특허 및 실용신안은 간호의 정의[19]에 따라 간호와 관련된 IPC 코드를 먼저 선별하였으며, 보건의료 관련 특허 및 실용신안의 상위 25개의 IPC 코드 중 본 고찰에서 4개의 간호 관련 코드가 선정되었다(4,670건, 15.2%). 각각의 코드명은 헬스케어 인포매틱스(G16H), 전기·자기·방사선·초음파 치료(A61N), 신체 주입·제거·제어 기기(A61M), 인체 손 상 예 방·보존 장 치(A61F)이었다. 간호 관련 IPC 코드에 포함된 4,670건(15.2%)의 특허 및 실용신안을 간호 관련 특허 및 실용신안으로 추출하였다. 간호학 석사 이상의 연구원 2인이 독립적으로 간호기기 정의에 따라[20] 추출된 특허 및 실용신안의 적합을 확인하였다. 4개의 선택된 IPC 코드 중 선정 및 제외기준에 따라 33.7%에 해당하는 1,574건(33.7%)의 간호 관련 특허 및 실용신안이 분석을 위해 선정되었다(Figure 1). 간호 관련 특허 및 실용신안의 구체적인 선정 및 제외 기준은 다음과 같다.
Figure 1
Data screening flowchart.
P/U = Patents/utility models; KIPRIS = Korea Intellectual Property Rights Information Service; IPC = International patent classification.
• 의학적 진단 및 치료를 위해 사용되는 기구·기계·장치·재료 또는 이와 유사한 제품(예: 의료기기, 의료시스템, 의료장치, 치료시스템, 치료기기, 치료장치, 치료제 등)
• 조직 운영·관리·제어를 위해 사용되는 기구·기계·장치·재료 또는 이와 유사한 제품
• 환자 정보 관리를 위해 사용되는 기구·기계·장치·재료 또는 이와 유사한 제품
• 중복
본 연구는 선행 연구에 대한 문헌 고찰이 아닌, 등록된 특허 및 실용신안에 대한 분석을 목적으로 하는 서술적 고찰연구[18]이므로 포함된 특허의 방법론적 품질이나 편향성 위험에 대해서는 평가하지 않았다.
자료 분석은 두 영역으로 나누어 수행되었으며 보건의료와 간호 관련 특허 및 실용신안 현황 파악을 위한 기술적 통계 분석과 간호 관련 특허 및 실용신안 특성 확인을 위한 네트워크 분석으로 이루어졌다. 보건의료와 간호 관련 특허 및 실용신안 현황 파악을 위한 기술적 통계 분석 절차는 다음과 같다.
선정된 특허 및 실용신안은 Microsoft Excel 2020 (Microsoft)을 이용하여 출원년도, 등록년도, 특허 분류 체계인 IPC, 특허명, 특허요약, 출원인 정보를 추출하였다. 출원인에 대한 정보는 보건의료 관련 특허 및 실용신안으로 추출된 30,674건의 보건의료 관련 특허 및 실용신안 출원인 중 다빈도 출원 상위 50위에 대한 정보만 제공받을 수 있었다. 제공받은 출원인은 소속기관별로 구분하였다. 추출된 보건의료 관련 특허 및 실용신안 중 간호 관련 기술은 질향상평가 기준[21]과 보건의료 전달단계에 따라 구분하였다. 질향상평가기준은 효과성, 효율성, 환자 중심성, 안전성, 형평성, 타이밍으로 구성된다. 보건의료 전달단계는 예방, 진단, 치료, 추적관찰로 나뉘며, 본 연구에서는 전체 단계를 포함한 의료진 대상 항목을 추가로 포함하여 분석하였다. 다음으로 간호 관련 특허 및 실용신안 특성을 확인하기 위해 R 프로그램 version 4.2.2 (R Core Team) [22]를 사용하여 네트워크 분석을 실시하였다. 네트워크 분석의 구체적인 절차는 다음과 같다.
최종 선정된 1,574건의 간호 관련 특허 및 실용신안 발명의 명칭을 원자료로 사용하였다. 띄어쓰기와 의미 있는 개별명사를 추출한 뒤, 연구진 2인이 논의를 통해 단어 정규화를 수행하였다. 단어 정규화는 유사한 의미의 단어를 통일하고, 무의미한 단어를 불용어로 지정하여 제거하는 과정이다. 예를 들어, ‘개인별’, ‘사용자별’, ‘유저맞춤형’, ‘개인화’ 등 같은 의미를 지니거나 복수형인 경우 등을 확인하여 하나의 단어로 일치시켰다. 한글 텍스트 분석을 진행하기 위해 불필요한 공란, 특수기호, 문장부호 등을 불용어로 처리하고, 띄워 쓰는 경우 의미가 전달되지 않는 단어, 예를 들어 ‘항pd1’, ‘제2형 당뇨병’ 등과 같은 단어는 사용자 사전에 등록하여 추출된 단어가 정확한 의미를 지닐 수 있도록 처리하였다.
간호 관련 특허 및 실용신안의 주요 주제어를 도출하기 위해 R 프로그램 version 4.2.2 (R Core Team)의 tm패키지를 사용하여[23] 단어-문서 행렬(term-document matrix)을 생성하였다. 단어 간의 상관관계는 두 단어가 동시에 나타날 가능성이 얼마나 높은지, 또는 두 단어가 관련성이 적어 함께 사용되는 가능성이 드문 정도에 대한 척도인 파이계수(phi-coefficient for correlation)로 확인하였다[24]. 단어의 중요도를 확인하기 위해 특정 단어가 어떤 문서에서 얼마나 자주 등장하는지를 나타내 주는 단어 출현 빈도(term frequency)와 어떤 단어가 특정 문서에서 얼마나 중요한지를 통계적으로 산출하는 역문서 빈도(term frequency-inverse document frequency)를 확인하였다[25].
본 연구는 자료수집 이전 KIPRIS에서 제공하는 특허 및 실용신안 자료는 저작권에 위배되지 않는 공개 자료임을 확인하였다. 또한 소속기관의 생명윤리위원회에 개인정보 또는 인체유래물 등이 포함되지 않은 특허 및 실용신안 검색 데이터를 사용하는 본 연구는 생명윤리법에 의해 심의 대상이 아님을 재확인 후 연구를 수행하였다.
본 연구에서 분석한 총 30,674건의 보건의료 관련 특허 및 실용신안 등록연도별 추이는 Figure 2를 통해 확인할 수 있다. 지난 5년간 보건의료 관련 특허 및 실용신안 등록건수는 2016년 대비 2020년에는 80.7% (2016년 4,359건, 2020년 7,878건) 증가하였다.
Figure 2
Number of healthcare patents/utility models based on filing year
보건의료 관련 특허 및 실용신안 출원인 중 다빈도 출원 상위 50위 출원인의 특허 및 실용신안 출원건수는 Figure 3에서 확인할 수 있다. 상위 50위 다빈도 출원인은 대학-산학협력단, 국가기관 및 연구원, 제약회사, 재단법인, 제조기업, 병원, 생명공학기업으로 분류되었다. 그중 가장 많이 출원한 곳은 대학-산학협력단이었으며(5,454건), 그중 연세대학교, 서울대학교, 고려대학교, 가톨릭대학교, 경희대학교, 경북대학교, 울산대학교 산학협력단이 다빈도 출원 상위 7개 출원인으로 확인되었다. 다음으로 국가연구기관, 제약회사, 재단법인, 제조기업, 병원 및 생명공학기업 순으로 나타났다(Figure 3). 보건의료 관련 특허 및 실용신안의 전체 건수 중 대학-산학협력단이 출원한 비율은 17.7%이며, 다빈도 출원 상위 50위가 전체의 27.3%를 출원하였다.
Figure 3
Classification of the top 50 applicants for healthcare patents/utility models.
검색식에 의해 추출된 총 30,674건의 보건의료 관련 특허 및 실용신안 중 다빈도 IPC 코드[26] 상위 15개(28,800건)는 Appendix 1에서 확인할 수 있다. 전체 추출된 보건의료 관련 특허 및 실용신안(28,800건)의 33.4% (9,918건)를 차지한 코드는 전기·자기·방사선·초음파 치료(A61K)로, 본 코드에는 약품을 특정한 물리적 혹은 복용 상태로 변형하기 위해 개발된 권리들이 포함되어 있다.
보건의료 관련 특허 및 실용신안 중 최종 선정된 간호 관련 특허 및 실용신안의 특성은 Table 1에서 확인할 수 있다. 전체 1,574건(33.7%) 중, 헬스케어 인포매틱스(G16H) 582건(37.0%), 전기·자기·방사선·초음파 치료(A61N) 466건(29.6%), 신체 주입·제거·제어 기기(A61M) 278건(17.7%), 인체 손상 예방·보존 장치(A61F) 248건(15.8%)이었다. 구체적인 대상자를 발명의 명칭에 명시한 경우는 318건(20.2%)이었다. 대상자를 제시한 간호 관련 발명 및 실용신안은 개인 맞춤형(627건, 40.1%) 발명이 가장 많았고, 그 다음으로 환자 맞춤형(591건, 37.8%)이었다. 환자 맞춤형 발명은 보건의료를 이용하는 환자를 대상으로 발명된 것이 가장 많았으며(238건, 40.3%), 구체적인 질환으로는 암환자(29건, 12.2%), 재활환자(17건, 7.1%), 당뇨환자(15건, 6.3%), 응급환자(12건, 5.0%), 치매환자(11건, 4.6%) 순이었다. 간호 관련 특허 및 실용신안의 41.4%가 보건의료단계 중 치료와 관련된 발명이었으며, 질향상의 측면[21]에서는 효과 향상을 위한 발명이 1,157건(56.1%)으로 가장 많았고, 효율성 향상(389건, 18.9%), 안정성 향상(244건, 11.8%)이 뒤를 이었다. 건강형평성 향상을 위한 발명은 1건으로 가장 적었다.
Table 1
Overall Characteristics of Nursing Patents/Utility Models
발명의 명칭에 ‘간호’라는 단어를 직접 포함한 경우는 8건으로 헬스케어 인포매틱스(G16H)에서 7건, 인체 손상 예방·보존 장치(A61F)에서 1건이었다(Appendix 2). 간호를 명시한 특허는 직접 간호, 환자 안전, 의무기록 작성, 교육 관련 등에서 확인되었다. 예방, 진단, 치료, 추적관찰 및 의료진 대상으로 적용 단계는 다양하였으며, 질향상 측면에선 대부분 효율성을 높이기 위한 특허(5건)였으며, 환자 안전 관련 2건, 환자 맞춤형 관련 1건이 있었다.
간호기기 정의안에 따라[20] 간호 영역과 관련된 코드 중 상위 4개는 헬스케어 인포매틱스(G16H) (1,415건, 5%), 전기·자기·방사선·초음파 치료(A61N) (939건, 3%), 신체 주입·제거·제어기기(A61M) (809건, 3%), 인체 손상 예방·보존 장치(A61F) (627건, 2.2%)로 전체에서 13.2%를 차지하였다(Appendix 1). 각 코드별 권리 건수와 백분율, 영문 타이틀과 국문 타이틀은 Appendix 3에 첨부하였다.
네트워크 분석 결과 발명의 제목에 사용된 가장 많은 단어는 ‘인공지능’ (90건, 2.1%)으로, ‘인공지능’에는 artificial intelligence, 기계학습모델(machine learning), 딥러닝, 인공신경망, 딥어텐션네트워크, ambient assisted living이 포함된다[27]. 그 다음으로는 ‘건강관리’ (80건, 1.9%)와 ‘의료정보’ (43건, 0.1%)가 많이 사용되었다. 연결중심성이 높은 주요 단어는 ‘인공지능’, ‘치료시스템’ 순이었으며 각 중심 노드와 연결되는 단어는 Appendix 4에서 확인할 수 있다.
연결 중심성이 가장 높은 ‘인공지능’은 ‘빅데이터’, ‘환자’, ‘예측장치’, ‘질병예측’, ‘반응예측’, ‘객담제거용’과 함께 그룹을 이루어 쓰이고 있었다. 그 다음으로 높은 중심성을 보인 단어인 ‘치료시스템’은 ‘스마트헬스’, ‘가상체험’, ‘카테터고정장치’와 관련 있는 단어로 묶였다. 이외에도 ‘방사선치료’는 ‘치료계획’, ‘평가시스템’과 함께 그룹을 이루었고, ‘사용자맞춤’은 ‘정보제공시스템’과 ‘건강검진’, ‘의료정보’는 ‘블록체인’, ‘암환자’는 ‘전립선암’과 ‘암치료’, ‘정보제공’은 ‘의료콘텐츠’와 ‘건강위험도’로 그룹 지어졌다.
연결 중심성이 가장 높은 ‘인공지능’ 및 ‘치료시스템’과 쌍으로 사용되는 단어의 파이계수 분석 결과는 다음과 같다. ‘인공지능’은 ‘반응예측’, ‘빅데이터’, ‘호흡연동방사선치료’, ‘피부관리’, ‘치료제’, ‘질병예후’, ‘암치료’, ‘정보제공방법’과 함께 묶였고, ‘치료시스템’은 ‘경감시스템’, ‘치매’, ‘카테터장치’, ‘치매경감’, ‘질병예후’, ‘복합물리치료’, ‘관절재활’, ‘카테터고정장치’와 같이 사용되었다.
본 연구는 2016년부터 2020년까지 등록된 국내 지식재산권 중 보건의료와 간호 관련 특허 및 실용신안의 현황을 확인하고, 빅데이터 분석기법을 이용하여 간호 관련 특허 및 실용신안에서 사용되는 주요 주제어에 관해 살펴보았다. 보건의료 관련 특허 및 실용신안의 수는 동일한 검색식을 이용하여 확인한 2010년 768건에 비해[17] 폭발적으로 증가함을 확인할 수 있었고, 이는 보건의료 분야의 기술적, 사회적, 산업적 패러다임이 전환하고 있음을 암시한다. 이러한 증가 추세는 보건의료 관련 특허는 대학-산학협력단이 주도하고 있었다. 간호와 밀접한 IPC 코드 중상위 4개는 헬스케어 인포매틱스(G16H), 전기·자기·방사선·초음파 치료(A61N), 신체 주입·제거·제어 기기(A61M), 인체 손상 예방·보존 장치(A61F)로, 그중 전체 코드에 포함된 특허 및 실용신안 중 간호 관련 지식재산권은 33.7%였다. 간호 관련 특허 및 실용신안은 구체적인 대상자를 명시하지 않았으며, 보건의료단계 중 치료와 관련된 발명이 많았다. 또한 대부분의 발명은 효과를 향상하기 위한 것이었으며, 형평성 향상을 위한 발명은 2건뿐이었다. 간호 관련 특허 및 실용신안 발명의 명칭에 빈번히 사용된 단어는 ‘인공지능’, ‘건강관리’, ‘의료정보’ 순이었으며, 파이 계수와 엔그램 네트워크 분석을 통해 확인한 연결 중심성이 높은 주요 단어는 ‘인공지능’과 ‘치료시스템’이었다. 발명의 명칭에서 ‘간호’를 직접적으로 언급한 수는 전체 1,562건 중 단 8건임을 확인할 수 있었다.
본 연구에서 분석된 간호 관련 특허 및 실용신안의 대상자는 급성기 환자로 분류할 수 있는 응급환자와 만성질환자로 구분되는 암환자, 재활환자, 치매환자, 당뇨환자 등으로 확인되었다. 연결 중심성이 높은 단어인 인공지능 및 치료시스템의 파이계수 분석 결과 쌍으로 사용되는 단어들에서도 병원이 아닌 가정에서 이용자가 직접 관리해야 하는 만성질환에 초점이 맞춰져 있음을 알 수 있었다. 이는 과학기술 관련 간호연구가 주로 급성기 환자를 대상으로 이루어지고 있었던 기존 영역에서[28] 만성질환자로 대상자가 확대되고 있음을 알 수 있다. 고령화 사회에 진입함에 따라 만성질환자 관리는 전세계적으로 주요한 보건의료 이슈 중 하나이다. 만성질환은 60세 이상의 국민 5명 중 1명은 하나 이상을 가지고 있고, 전체 사망에서 차지하는 비율이 커 국민 건강에 영향력이 주요하고 사회경제적 비용 증가의 주요 원인이다[29]. 세계보건기구(World Health Organization)는 전 세계적으로 질병 부담이 높은 만성질환으로 심혈관 질환, 당뇨, 만성호흡기질환, 암을 지정하여 국가적 차원의 대책 마련을 권고하였다[30]. 우리나라 또한 고령화로 인한 만성질환자 및 사회경제적 부담의 증가를 전망하고 있다. 국내 사망원인 중 79.6%는 만성질환으로 인한 사망이며, 주요 만성질환 중 고혈압, 당뇨, 이상지질혈증, 만성폐쇄성질환의 유병률은 증가하고 있다. 만성질환으로 인한 진료비는 전체 진료비의 85%로 높은 사회경제적 질병부담을 보인다[31]. 이에 따라 질병관리청은 암, 재활, 치매, 당뇨, 고혈압, 이상지실혈증, 천식, 만성폐쇄성폐질환을 국민건강에 영향력이 큰 8대 만성질환으로 선정하여 관리하고 있다[31]. 따라서 간호 관련 특허 및 실용신안 발명 시 8대 만성질환자로 대상을 확대한다면 국민 건강 증진에 기여할 수 있을 것이라고 기대된다.
본 연구에서 추출된 간호 관련 특허 및 실용신안은 효과(56.1%)와 효율성(18.9%) 향상에 중점을 맞추고 있음을 확인할 수 있었다. 이는 건강형평성 향상을 위한 노력이 미흡함을 보여준다. 간호는 보건의료기술의 사용자이자, 그 기술을 사용하는 이용자와 밀접한 위치이기에 사용자 맞춤형 보건의료기술 개발의 중추적 역할에 적합하다. 보건의료 기술의 건강형평성을 위해선 개발과정에서부터 사용자 단계에서 그들의 요구와 사용 능력을 반영하여야 하며, 이를 충족시키지 못할 경우 오히려 대상자에게 해를 끼칠 수 있다[32]. 특히 사용자의 디지털 기술 사용 능력 반영이 중요하다. 건강형평성의 사회적 결정 요인 중 하나는 디지털 기술이며[33], 팬데믹동안 보건의료의 전단계로 과학 기술 적용이 확대되었으나 디지털 기술에 적응하지 못한 환자들의 건강형 평성은 위협 받았다[34]. 개인 맞춤형 치료를 위해 사용되는 디지털 기술은 환자 중심의 통합적이고, 사전 예방이 가능하며, 디지털 기술에 의해 지원되는 서비스이어야 하고, 상기 요소를 갖추었을 때의 기술은 환자의 만족도 증가와도 밀접해진다[35]. 이러한 디지털 기술 개발 요건을 갖춘 간호 관점의 보건의료 기술은 건강의 사회적 결정요인 충족에 기여하여 건강 관련 기술형평성(techquity)을 제고할 것이다.
본 연구 결과, 연결 중심성이 가장 높은 단어로 ‘인공지능’이 도출된 것은 현재 과학기술정보통신부[1]와 보건복지부[2]의 보건의료산업 육성의 목표 중 하나인 디지털 전환과 관련이 있는 것으로 해석된다. 보건의료 분야와 융합한 인공지능은 보건의료 시스템과 의사결정의 질향상을 통해 치료 결과 향상에 기여하고 있다[36]. 인공지능을 이용한 시스템은 간호 인력의 부족함을 예측하고 메울 수 있는 건강관리 시스템 개발에도 적용 가능하며[4] 간호업무 효율화를 통해 미래 간호 학문 발전에도 기여할 수 있다[37]. 본 연구에서도 ‘인공지능’은 특정 질환에 제한 없이 예측과 치료 단계에서 사용되고 있었다. 간호 관련 인공지능 시스템을 개발한 Microsoft의 Molly McCarthy는 간호에 도움이 되는 인공지능을 이용한 기술을 개발하기 위한 다섯 가지 요소를 제시하였다[38]. 다섯 가지 요소는 간호 관련 인공지능 기반 시스템 개발 시 다학제가 유기적으로 문제 발견 및 해결을 위해 함께하는 것의 중요성을 강조한다. 타 학문에 대한 열린 자세는 미래의 창의적이고 혁신적인 간호사 모델의 프레임워크와도 일치한다[39]. 특허청과 보건복지부는 인공지능 관련 보건의료산업 육성을 위해 특허기술동향조사 보고서를 공공데이터로 제공하고 있다[15]. 공개된 특허 분석 보고서는 인공지능과 같은 핵심기술 자체에 초점을 맞추어 보고하고 있다. 따라서 간호사는 미충족 요구가 있는 관심 대상자를 발굴하고, 특허기술동향조사 보고서를 통해 도출된 방법론을 적용하여 간호 관련 특허 및 실용신안을 발명한다면 미래 보건의료의 패러다임 중 하나인 이용자 맞춤형 돌봄을 제공할 수 있을 것 이라고 기대할 수 있다. 이 때, 미래 간호사 모델의 프레임워크 중 하나인 인공지능에 대한 관심과 수용적 태도는 간호와 기술을 성공적으로 융합해주는 주춧돌이 되어줄 것이다.
본 연구에서 확인한 보건의료 관련 특허 및 실용신안 출원인 중 가장 많은 비율을 차지하고 있는 대학-산학협력단은 전체 보건의료 관련 특허 및 실용신안 중 17.7%를 등록하였다. 그 다음 순위인 국가연구기관의 비율이 4.3%인 것에 비하면 대학-산학협력단이 보건의료 관련 특허 및 실용신안에서 큰 비중을 담당하고 있음을 알 수 있다. 이는 연구개발(research and development, R&D)과 지식재산이 밀접한 관계를 보이고 있음을 대변한다. 그러나 대학공공연구소가 보유한 국내 특허의 활용 현황 보고서에 따르면 보유 특허 활용률이 20%대에 그쳐 실용화까지 이어지는 것에는 제한이 있었다[15]. 이와 같은 결과는 특허 심사를 통과하기 위한 조건을 미충족하는 경우가 많거나, 특허 출원 후 실용화하는 과정에 대한 정보 부족, 실용화에 필요한 행정처리에 대한 복잡함, 지식재산 창출 및 활용 전략에 대한 중요성에 대한 이해 부족 등이 영향을 미칠 것이라고 추론해 볼 수 있다. 지식재산 활용에 대한 제도적 절차의 어려움을 극복하고자 국가에서는 다양한 지원을 하고 있다. 지식재산권 출원부터 실용화까지 연구개발을 하는 연구자를 대상으로 지침서를 편찬하거나[40] 공공분야에서의 지식재산권 연계 연구개발 전략지원 사업을 진행하고 있다[41]. 연구자를 대상으로 제공된 지식재산 활용 지침서에는 연구개발에서 지식재산 전략의 필요성, 주요 법령, 연구기획 및 수행, 활용단계에서 유용한 전략, 관련 지원 사업을 포함하고 있다[40]. 한국특허전략개발원은 효율적으로 특허를 출원하고 실용화할 수 있도록, 연구개발 전략지원 사업을 통해 특허 대응 전략, 특허 창출 전략, R&D 전략, 기술사업화 전략을 제공하고 있다[41]. 이와 더불어 간호 교육에서 행정적 절차와 정보 관련 문제 해결에 유용한 정부의 지원을 잘 활용하기 위한 정보 안내, 문제 상담 창구 마련을 통해 정책과의 브릿지 역할을 해주는 것이 필요하다. 무엇보다 간호 산업의 중요성 제고와 함께, 교육을 통한 간호과학자 육성이 요구된다.
간호 산업 육성을 위한 노력은 국내외 다양한 곳에서 이루어지고 있다. 산업의 변화에 맞춰 미래에서 요구하는 인재상은 달라질 것이며, 특히 기술 관련 역량과 복합적 인지 기술이 요구될 것을 예측하였다[42]. 국외에서는 간호 산업의 주요 역량을 가진 인재를 양성하기 위해 간호학과 기초과학 학위를 동시에 취득하는 교과과정을 만들거나, 기초과학을 전공한 사람이 간호학 학위를 추가로 취득하는 과정을 만들어 간호과학자를 육성하고 있다[39]. 미국 국립간호연구소(National Institute of Nursing Research)는 보건의료 기술 중 디지털헬스와 의료 로봇 시스템에 중점을 맞추어 연구를 장려하고 있다. 디지털 헬스에는 웨어러블 혹은 원격 모니터링 기기, 관리 중심의 진단 및 중재기기, 모바일헬스 기술, 스마트 홈 기술, 원격의료, 건강 정보 기술, 인공지능 기반 도구 관련 연구가 포함된다. 의료 로봇 시스템에는 재활로봇, 물리적 보조 로봇, 심리사회 지지 로봇, 가상 현실 기술을 이용하여 멀리 있는 사람을 현장에 있는 것처럼 구현해주는 텔레프레즌슨 로봇(telepresence robot), 고도화 된 의료기기, 의사결정 지지 중재 관련 연구로 연구 주제를 구체적으로 세분화하여 제시하였다[43]. 이에 덧붙여 혁신적이고 엄격한 방법론을 통한 시스템 및 모델 개발을 장려하여[44] 미래 간호의 기술 진보 방향을 제시하고 있다.
우리나라에서도 미래 간호 인재 육성을 위해 간호교육이 변화하고 있다. 2023년부터 적용되는 간호교육목표와 프로그램 학습성과에 ‘정보통신과 최신 보건의료기술을 활용한다’는 항목을 신설하여 보건의료기술을 활용하는 역량 함양에 이바지하고 있다[45]. 또한 최근 출범한 한국간호산업학회[46]는 전환하고 있는 미래 보건의료의 패러다임에 발맞춰 간호의 펀더멘털을 개선하려는 간호의 노력을 대표한다. 그러나 교육계, 학계의 이러한 변화는 첫걸음으로 향후 간호 관련 보건의료기술을 함양하기 위한 구체적인 전략이 필요하다. 전략 중 하나로 간호와 기술 융합을 성공적으로 이루기 위해 간호역량에 기술역량을 통합시키는 체계적인 교육 커리큘럼 개발과 우리나라 보건의료 맞춤형 간호산업 육성을 위한 연구가 필요하다. 간호교육측면에서는 간호산업의 중요성을 강조하고, 간호 관련 지식재산의 창출 및 활용에 대한 학부 차원의 교육이 필요할 것이다. 이와 함께 간호와 기술의 인식론적 상호성(epistemology reciprocal)에 대한 교육은 혁신적인 기술을 엄격한 방법론을 통해 전인 간호 실현의 도구로 활용할 수 있도록 철학적 토대를 구축하는 데 기여하여[4], 궁극적으로 국민 건강을 증진할 수 있을 것이다. 연구 측면에서는 연구방법론의 산업화 전환이 필요하다. 연구개발을 통해 나온 수치적 성과로서의 지식재산권이 아니라 지식재산권 중심의 기술획득전략이 필요하다. 지식재산-연구개발(IP-R&D) 전략은 먼저 지식재산 관련 정보를 종합적으로 활용하여 연구개발을 기획하고, 지식재산 창출 및 실용화에 전략적으로 활용하는 것이다. 이 방법론을 통해 나온 특허는 단순한 연구성과로 제시하기 위한 비용지불이 아닌 실용화로 이어지는 수익이 된다[47]. 이러한 전략적인 연구는 보건의료산업에서 간호산업의 입지를 굳건히 하는 데 디딤돌이 될 것이다. 또한 간호 교육, 연구, 정책, 산업이 유기적으로 움직이는 것은 미래의 창의적이고 혁신적인 간호 인재 육성의 토대가 될 것이다.
본 연구는 다양한 제한점을 가지고 있다. 첫째로 KIPRIS에서의 개발자에 대한 검색에 한계가 있었다. 출원인 혹은 대리인으로 검색을 제공하고 있어 특정 출원인이 어떠한 연구를 했는지 추이와 변화 과정을 볼 수는 있었으나, 해당 인물에 대한 배경이나 소속에 대한 정보를 확인하는 것은 어려움이 있었다. 또한, 검색식에 대한 특허 및 실용신안 데이터를 추출할 때 상위 50위의 개발자에 대한 정보만 제공하고 있어 일부 정보의 누락이 있었다. 따라서 간호사가 참여한 발명 및 실용신안 등록 확인에 제한이 있다. 두 번째, 발명의 명칭으로 인한 제한점이다. 특허 및 실용신안을 등록할 때에는 같은 이름을 사용하지 못하게 되어 있어 비슷한 목적을 가진 유사한 제품일지라도 발명의 명칭을 조금씩 바꾸어 등록하고 있다. 때문에 데이터 전처리과정에 시간이 많이 소요되었고 발명의 명칭을 길고 모호하게 설정하는 경우 그 의미가 분명하지 않아 발명의 목적을 이해하는 데 어려움이 있었다. 마지막으로 KIPRIS에서는 검색 및 등록을 위한 키워드 등을 따로 관리하지 않아 찾고자 하는 내용을 검색하는 데 어려움이 있었다. 특허 및 실용신안은 그 목적에 따라 IPC와 같은 코드를 부여 받고 그에 따라 관련 발명 내용들이 분류되어 있다. 하지만, 간호 분야 혹은 다른 보건 분야 등이 구체적으로 나누어 있지 않기 때문에 특정 분야의 지식재산권 등록 파악에 제한이 있다. 따라서 MeSH term [48] 혹은 주제 키워드 등이 따로 제공된다면 관심 영역에서의 검색이 더욱 효율적으로 가능할 것이다.
이러한 제한점에도 불구하고 본 연구는 현재 보건의료 관련 지식재산권의 동향과 간호 관련 지식재산권의 특성을 파악함으로써 추후 간호산업의 활성화를 위한 기초자료로서 의의가 있다. 보건의료산업은 국내 총생산과 밀접한 관계가 있다. 고령화 사회가 됨에 따라 보건의료산업에 대한 영향력은 점점 더 커질 것이다. 간호산업에 대한 관심과 지원은 보건의료산업의 신사업을 구축하는 것이며, 이는 국가 경제 및 국민 건강 증진으로 이어질 것이다. 본 연구 결과가 변화하는 보건의료 패러다임을 확인하고, 미래 보건의료 상황에 적합한 간호인력을 양성하며, 전략적인 연구 수행을 바탕으로, 정책과 연계한 간호산업 발전에 활용되길 기대한다.
보건의료산업 시장 규모의 성장과 함께 기술의 상용화가 활발하게 이루어지며, 전세계적으로 국가 차원의 보건의료산업 R&D 예산도 증가하고 있다. 본 연구를 통해 사회·기술적 변화에 발맞추어 폭발적으로 증가하고 있는 보건의료 및 간호 관련 지식재산권의 특성을 확인하였으며, 이러한 움직임은 연구개발 기관을 중심으로, 맞춤형, 만성질환자를 대상으로 이루어지고, 효과를 향상하기 위해 창출되고 있었다. 4차 산업혁명의 영향으로 인공지능을 기반한 기술이 중심이 되고 있었으나 건강형평성 향상을 위한 노력이 필요함을 확인할 수 있었다. 간호사는 보건의료기술의 직접적인 사용자이자 보건의료기술 기반 돌봄을 받는 대상자의 최측근으로 보건의료 현장에서 핵심 위치를 차지하고 있다. 무엇보다 한국간호산업학회의 출범과 같이 간호학계의 발전과 협력을 위한 노력 속에 간호사 및 간호학자들의 역할이 더욱 부각될 것이라 전망된다. 이용자 중심의 스마트 헬스케어 서비스 산업이 보편화 되어 가는 지금, 간호의 산업화는 국민건강증진뿐만 아니라 보건의료산업 발전에도 기여할 수 있는 최적의 솔루션이다. 이를 위해 간호과학자 양성을 위한 간호 교육, 간호 관련 지식재산권을 전략적으로 활용하는 간호학계, 그리고 간호산업 육성을 위한 국가적 지원 및 기반 마련을 위한 정책적인 행보를 기반으로 간호의 독자성을 활용하는 노력이 필요한 시점이다. 각 분야의 협력은 향후 간호산업이 보건의료산업의 한 분야로 당당히 자리매김하는 데 기여할 것이며, 이는 결국 국가 경제 및 국민 건강 제고의 마중물이 되어 줄 것이다.
CONFLICTS OF INTEREST:The authors declared no conflict of interest.
AUTHOR CONTRIBUTIONS:
Conceptualization or/and Methodology: Jeon M & Youn N & Kim S.
Data curation or/and Analysis: Jeon M & Youn N.
Funding acquisition: Kim S.
Investigation: Jeon M & Youn N.
Project administration or/and Supervision: Kim S.
Resources or/and Software: Kim S.
Validation: Jeon M & Youn N & Kim S.
Visualization: Jeon M & Youn N.
Writing original draft or/and Review & Editing: Jeon M & Youn N & Kim S.
Misun Jeon received a scholarship from Brain Korea 21 FOUR Project funded by National Research Foundation (NRF) of Korea, Yonsei University College of Nursing. No funding was received for this study.
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