[논문]특허분석을 통한 한국의 디지털 헬스케어 분야 경쟁력 분석연구

김도성; 조성한; 이정수; 김민석; 김남현

doi:10.14400/jdc.2018.16.9.229

특허분석을 통한 한국의 디지털 헬스케어 분야 경쟁력 분석연구
A Study on the Competitive Analysis of Digital Healthcare in Korea through Patent Analysis 원문보기

디지털융복합연구 = Journal of digital convergence, v.16 no.9, 2018년, pp.229 - 237

김도성 (연세대학교 생체공학협동과정) , 조성한 (건국대학교 신산업융합학과) , 이정수 (건국대학교 기술경영학과) , 김민석 (건국대학교 기술경영학과) , 김남현 (연세대학교 생체공학협동과정)

초록
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최근 IoT, 인공지능의 발전에 따라 디지털 헬스케어 분야에 대한 관심이 증대되고 있다. 이에 본 연구에서는 디지털 헬스케어에 대한 특허분석을 통해 기술동향을 확인하고 국내외 기술경쟁력 및 키워드 분석을 통하여 향후 유망 분야를 제시하고자 한다. 이를 위하여 건강정보 측정기술, 건강관리 플랫폼 기술, 건강관리 원격서비스 기술을 분석대상 세부기술로 분류하고 이에 해당하는 국내외 특허 61,166건을 분석하여 전 세계 주요 특허청별 특허동향과 주요 출원인을 확인하였다. 또한 특허활동력, 주요시장 확보율, 특허 피인용도를 기반으로 세부기술별 기술경쟁력과 한국의 기술경쟁력을 분석한 결과, 전 세계 기술수준에 비하여 한국의 기술경쟁력이 저조한 것으로 파악되었다. 그리고 핵심키워드 분석을 통해 디지털 헬스케어의 핵심 유망분야를 예측한 결과 한국의 건강관리 플랫폼 기술에 대한 집중적인 육성전략이 필요한 것으로 도출되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

As IoT and AI have recently developed, interest in digital healthcare is increasing. Therefore, this study aims to identify technology trends through a patent analysis on digital healthcare and present future promising areas by analyzing domestic and foreign technology competitiveness and keywords. The detailed technologies to be analyzed were designated as Health Information Measurement Technology, Healthcare Platform Technology and Healthcare Remote Service Technology, and 61,166 patents were analyzed to identify the patent trends of the world's major patent offices and major patent applications. In addition, the analysis of the technological competitiveness of each detailed technology and Korea's technological competitiveness based on its patent activity, the rate of major market securing, and the uses of the patents showed that Korea's technological competitiveness was lower than global technology. In addition, the key keyword analysis showed that the core promising areas of digital healthcare were expected to require a focused strategy for fostering health care platform technologies in Korea.

주제어

표/그림 (8)

표 Table 1. The Tech-Tree for the Trend of Digital Healthcare
그림 Fig. 1. An example of a word cloud
표 Table 2. The Patent Trend of Digital Healthcare
표 Table 3. Key Player Top 10 of Patent Applicants
표 Table 4. Technical Competitiveness of Digital Healthcare Patents
그림 Fig. 2. The word cloud of Health information measurement technology
그림 Fig. 3. The word cloud of Healthcare Platform Technology
그림 Fig. 4. The word cloud of Healthcare Teleservice Technology

AI 본문요약
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문제 정의

국가별 특허출원건수를 통하여 해당 분야의 국가별 기술력을 파악할 수 있으며 특정 국가에서 사업화를 추진하려는 기업들은 해당 국가에 특허를 출원하여 기술적 장벽을 형성하고, 특허침해 이슈를 방지하려고 하기 때문에 그 해당 국가의 시장 규모를 유추할 수 있다. 또한 세부기술별 특허출원건수를 통하여 현재까지 연구개발과 특허출원이 집중된 기술분야를 파악할 수 있기 때문에 출원건수 분석을 통해 기술동향을 파악하고자 하였다[13].
본 연구는 디지털 헬스케어 분야의 특허 동향을 분석하여 세부기술별 특허출원 현황을 파악하고 주요 출원인을 분석하였다. 전반적으로 중국의 특허가 미국보다 많이 도출된 것을 볼 때, 향후 기술개발 시 중국에 대한 기술동향 분석도 게을리하지 말아야 할 것으로 예측되었다.
이러한 상황에서 국내에서도 디지털 헬스케어 산업의 확장과 미래 선도기술 선점을 위하여 R&D활성화 및 기업육성을 위한 노력을 추진하고 있으나, 국내 실정에 적합한 R&D방향이나 차별화된 전략수립이 요구되고 있으나 이에 따른 전략이 부재한 상황이다. 이에 따라 본 연구에서는 특허 기반의 연구개발 전략수립과 유망 기술분야를 제시하고자 한다.
이에 본 연구에서는 디지털 헬스케어 분야 특허에 대한 정량분석을 통하여 출원동향 및 핵심기업을 확인하고,세부기술별 기술경쟁력과 한국의 기술경쟁력을 비교분석하며, 키워드 분석을 통하여 향후 디지털 헬스케어에 대한 유망 분야를 제시하고자 한다.
특허 관점에서 세부기술별로 기술경쟁력과 한국의 기술경쟁력을 파악하여 향후 정부 정책 수립을 위한 제언언을 하고자 한다. 건강관리 원격서비스 기술(C)의 특허 활동도가 다른 세부기술보다 상대적으로 낮은 것을 볼 때, 해당 분야에 대한 기술개발과 특허확보가 우선적으로 이루어져야 할 것으로 보인다.

제안 방법

정보라 등(2013)은 디지털 헬스케어를 산업의 측면에서 기술적 요소를 구분하였는데, 1) 메디컬 디바이스, 2) 센서, 3) 네트워크 헬스케어 시스템, 4) 기술표준 및 보안기술로 구성하였다[9]. 한국과학기술연구원(2014)은 15대 국가 전략 융합기술로 선정된 건강관리 서비스 분야의 핵심기술로서, 1) 비침습 무구속 무자각 건강정보 측정 기술과 2) 맞춤형 진단 및 현장진단 기술, 3) 개방형 건강관리 플랫폼 기술과 4) 맞춤형 원격 건강관리 서비스 기술을 디지털 헬스케어 관련 기술로 선정하고, 각 세부기술별 기술수준을 조사하였다[10]. 이승관(2017)은 4차 산업혁명의 영향이 보건산업 분야에도 적용되면서 다양한 기술이 융·복합됨에 따라 현재의 보건산업의 영역을 규정하는 경계도 허물어질 것으로 예측하면서, 디지털 헬스케어 산업을 의료와 정보통신기술의 융합관점에서 접근하였으며, 이에 따른 주요 기술분야로 디지털 메디컬 기기, 디지털 테라피, 웨어러블, 원격의료, 분석 및 빅데이터를 제시하였다[11].
본 연구는 기술트렌드 분석을 위하여 텍스트 마이닝을 통해 도출된 결과를 워드클라우드를 통해 결과를 산출하였다.
배진우(2016)는 해당 방법론을 활용하여 무인항공기(UAV) 분야 기술 메가트렌드 및 경쟁력을 분석하였다[14]. 이 특허 메가트렌드 분석 방법론 중 기술경쟁력 분석 방법을 활용하여 디지털 헬스케어 분야의 기술경쟁력을 분석하고, 그 안에서 한국의 기술경쟁력도 분석하였다. 기술경쟁력 분석을 위한 세부방법론은 다음과 같다.
특허가 다른 특허로부터 피인용되는 횟수가 많다는 것은 해당 특허가 원천특허이거나 중요한 기술내용을 포함하고 있는 특허로 해석할 수 있기 때문에, 특허의 질적 분석지표로 일반적으로 활용되고 있다[13,14]. 이를 위하여 미국등록특허를 기준으로 기술의 CPP(Cites Per Patent, 특허당 피인용수)를 계산하여 특허 영향력을 판단한다. 한국의 특허 피인용도는 한국 국적을 가진 출원인이 보유한 특허가 가지는 CPP를 분석하여 한국 특허의 질적 영향력을 분석한다.
특허분석을 위한 기술분류체계는 선행문헌을 바탕으로 종합적으로 설정하였는데, 건강정보 측정기술(A), 건강관리 플랫폼 기술(B), 건강관리 원격서비스 기술(C)로 구분하였으며, 각각의 세부기술은 Table 1과 같이 각각 정의하였다.
이를 위하여 미국등록특허를 기준으로 기술의 CPP(Cites Per Patent, 특허당 피인용수)를 계산하여 특허 영향력을 판단한다. 한국의 특허 피인용도는 한국 국적을 가진 출원인이 보유한 특허가 가지는 CPP를 분석하여 한국 특허의 질적 영향력을 분석한다.

대상 데이터

기술트렌드 분석을 위하여 워드클라우드를 제시하였는데 이를 위하여 2015년부터 2017년까지 출원/등록된 특허의 명칭과 용약을 대상으로 주요키워드를 추출하였다.
이러한 텍스트마이닝을 일반인이나 사용자가 활용하기 쉽게 시각화 기법으로 대표적으로 워드 클라우드(Word Cloud)가 많이 활용되는데[15], 하나의 텍스트에 단어의 빈도수를 비례하게 크기로 표출하는 것으로 경제적이면서도 효과적으로 분석결과를 나타낸다. 본 연구에서는 수집된 특허를 중심으로 텍스트 마이닝 및 워드 클라우드를 수행하였는데, 이를 위하여 전체 특허에 대한 키워드를 분석하여 상위 100개의 순위까지 데이터를 수집하였다. 분석을 위해서 위즈도메인에서 제공하고 있는 워드 클라우드 툴을 활용하였다.
본 연구의 특허분석을 위하여 디지털 헬스케어 특허데이터베이스는 위즈도메인 DB를 활용하였고, 1975년부터 2018년까지 미국, 한국, 일본, 유럽, 중국 출원 및 등록 특허를 대상으로 분석하였다.

이론/모형

본 연구에서는 수집된 특허를 중심으로 텍스트 마이닝 및 워드 클라우드를 수행하였는데, 이를 위하여 전체 특허에 대한 키워드를 분석하여 상위 100개의 순위까지 데이터를 수집하였다. 분석을 위해서 위즈도메인에서 제공하고 있는 워드 클라우드 툴을 활용하였다.

성능/효과

40%였다. 3개국 이상의 특허청에 출원된 특허의 비율을 나타내는 주요시장 확보율은 평균 18.28%로, 생체신호 측정기술(A1)이 27.82%로 가장 높았고 생활정보 패턴 측정기술(A2)이 10.10%로 가장 낮았다. 특허당 피인용수로 구해지는 특허 피인용도는 평균 31.
그리고 데이터에 대한 획득(acquisition)과 수집(collection) 관련 키워드와 데이터 조회(query)나 활용(using)을 통한 진단(diagnosis)과 같은 키워드도 상당수 도출되기 시작한 것으로 보아, 헬스케어 분야에 빅데이터 기술이 접목되어 질병 예측이나 사전 진단과 같이 예방 관련 기술이 부상하고 있는 것으로 분석된다.
다음으로 건강관리 플랫폼 기술(B)는 건강정보 구축/공유/활용 기술(B1), 건강정보 빅데이터 분석 기술(B2),모바일 건강관리 서비스 플랫폼 기술(B3)으로 구성되어있음에 따라 환자(patient), 건강(health), 기록(record),데이터와 같이 건강정보 관련 키워드가 가장 많이 도출되었고, 시스템 구성요소인 서버(server), 저장장치(storage), 플랫폼(platform), 데이터베이스(database), 네트워크(network) 같은 키워드들도 많이 도출되었다.
디지털 헬스케어 분야의 주요 출원인을 분석해본 결과 상위 10개 출원인 중 일본 국적의 기업이 6개 기업을 차지하고 있는 것을 볼 때, 헬스케어 분야에 대한 일본계 기업의 투자 노력을 확인할 수 있었다. 향후 특허전략을 세울 때에는 일본 국적의 출원인이 출원한 특허에 대한 세심한 분석과 대응이 필요할 것이다.
마지막으로 건강관리 원격서비스 기술(C)는 원격 모니터링 기술(C1)과 맞춤형 원격진료기술(C2), 맞춤형 원격치료기술(C3)으로 구성되어 있어 무선(wireless), 원격(remote), 관리(monitoring), 서비스(service)와 같은 키워드가 가장 많이 도출되었다.
분석대상 특허 중 중국 특허청에 출원된 특허가 가장 많은 것으로 나타났는데, 이것은 최근 중국의 급격한 경제성장을 바탕으로 거의 모든 산업분야에 대한 연구개발 및 산업진흥을 추진하면서, 중국 내 특허출원량이 급증하는 현상을 보이고 있고, 중국 국적의 출원인의 해외 특허 출원량도 함께 증가하고 된 것으로 예상된다. 중국에 출원한 특허의 비중이 전체의 35.
세부기술별 특허를 보면 생체신호 측정기술(A1)에 대한 특허가 17,608건(28.79%)으로 가장 많이 검색되었고,그 다음은 생활정보 패턴 측정기술(A2)로서 16,447건(26.89%)가 도출되어, 건강정보 측정기술(A)은 총 34,055건으로 분석대상 특허의 55.68%를 차지하였다. 그 다음으로 원격 모니터링 기술(C1), 맞춤형 원격진료/치료기술(C2, C3)에 대한 건강관리 원격서비스 기술(C)이 총 19,714건으로 32.
전반적으로 중국의 특허가 미국보다 많이 도출된 것을 볼 때, 향후 기술개발 시 중국에 대한 기술동향 분석도 게을리하지 말아야 할 것으로 예측되었다. 세부기술별로 볼 때, 생체정보를 측정하여 이를 바탕으로 의료기기를 개발하려는 건강정보 측정기술(A) 특허가 가장 많이 도출되었고, 향후에는 건강관리 플랫폼 기술(B)의 기술개발과 특허출원이 집중될 것으로 예측하였다. 주요 출원인 분석에서는 삼성전자가 2위에 랭크되었지만, 일본 국적의 기업이 Top10 중 6개를 차지하고 있기 때문에, 향후 의료기기 기술개발 시 일본의 기술과 특허를 심도있게 분석하여 회피할 수 있는 방안을 강구하여야 할 것이다.
84%였다. 주요시장 확보율의 평균은 9.68%로 전체 특허 대비 8.6%가 낮았고, 확보율이 가장 높은 분야는 맞춤형 원격치료기술(C3)로 15.88%였으며,가장 낮은 분야는 생활정보 패턴 측정기술(A2)로 5.53%였다. 한국 국적의 출원인이 취득한 미국등록특허의 피인용도는 평균 10.
총 분석대상 특허건수는 61,166건으로, 중국 특허청에 출원된 특허건수는 21,905건(35.81%)으로 가장 많았고, 그 다음은 미국 특허청 15,878건(25.96%), 일본 특허청 12,285건(20.08%), 유럽 특허청 7,033건(11.50%) 순이고, 한국 특허청에는 4,065건(6.65%)이 출원된 것으로 분석되었다.
총 분석대상 특허건수는 61,166건으로, 중국 특허청에 출원된 특허건수는 21,905건(35.81%)으로 가장 많았고, 그 다음은 미국 특허청 15,878건(25.96%), 일본 특허청 12,285건(20.08%), 유럽 특허청 7,033건(11.50%) 순이고, 한국 특허청에는 4,065건(6.65%)이 출원된 것으로 분석되었다.
10%로 가장 낮았다. 특허당 피인용수로 구해지는 특허 피인용도는 평균 31.43으로 맞춤형 원격치료기술(C3)이 50.35로 가장 높았고, 생체신호 측정기술(A1)이 19.31로 가장 낮았다.
특허피인용도 분석결과 출원인의 국적이 한국인 특허의 피인용도는 평균 10.81로, 전체 특허의 1/3수준이었다. 즉, 한국의 특허가 원천성을 가지지 못하거나, 다른 특허에 영향을 미칠만큼 기술력이 우수하지 못하다는 뜻이기도 하다
한국의 기술경쟁력을 보면, 특허활동력의 평균은 33.31%로 전체 특허 대비 8.57%가 낮았고, 활동력이 가장 높은 분야는 건강정보 빅데이터 분석 기술(B2)로 45%를 보였고, 활동력이 가장 낮은 분야는 맞춤형 원격진료기술(C2)로 19.84%였다. 주요시장 확보율의 평균은 9.

후속연구

23%를 차지하고, 건강관리 플랫폼 기술(B)이 가장 적은 특허량을 보이는 것은 2000년대부터 E-헬스케어 또는 U-헬스케어의 개념이 도입되면서 원격 모니터링/진단/치료 기술이 발전하기 시작하였고, 2010년대부터 모바일 헬스케어, 건강정보 구축 및 이를 통한 빅데이터 기술이 부상하였기 때문에 새로운 헬스케어의 개념 도입과 기술 발전의 히스토리와 상통한다고 볼 수 있다. 건강정보의 개념이 Hospital Medical Record에서 Human Medical Record의 개념으로 확장되어 가고 있기 때문에 향후에는 건강관리 플랫폼 기술(B)에 대한 기술개발과 특허출원이 가장 활발해질 것으로 예측된다.
그리고 특허 피인용도 분석결과도 매우 낮은 수준인 것은 우리나라 특허가 원천성이 많이 부족하기 때문인 것으로 해석할 수 있기 때문에 원천기술과 원천·표준특허를 확보할 수 있는 새로운 의료기기 개발을 위하여 민·관의 협력과 장기적인 투자가 필요할 것이다.
건강정보 측정기술(A)는 전통적인 의료기기 최강기업의 상황을 면밀하게 판단하여 틈새전략을 세워야 하고, 건강관리 원격서비스 기술(C)은 법적·사회적 상황에 구애받지 말고 지속적인 투자를 추진하여 원격의료시대를 대비하여야 할 것이다. 마지막으로 건강관리 플랫폼 기술(B) 분야는 현재는 우리나라가 매우 열세인 기술분야로 보여지지만, 전 세계적으로 초기 단계의 기술이기에 다른 국가와 비교했을 때 기술격차가 크지 않기 때문에 국가적인 집중 육성전략과 대·중·소기업의 사업화 노력이 더해진다면 향후 국가 발전을 위한 근간이 될 수 있을 것이다.
본 연구는 디지털 헬스케어 분야의 특허 동향을 분석하여 세부기술별 특허출원 현황을 파악하고 주요 출원인을 분석하였다. 전반적으로 중국의 특허가 미국보다 많이 도출된 것을 볼 때, 향후 기술개발 시 중국에 대한 기술동향 분석도 게을리하지 말아야 할 것으로 예측되었다. 세부기술별로 볼 때, 생체정보를 측정하여 이를 바탕으로 의료기기를 개발하려는 건강정보 측정기술(A) 특허가 가장 많이 도출되었고, 향후에는 건강관리 플랫폼 기술(B)의 기술개발과 특허출원이 집중될 것으로 예측하였다.
세부기술별로 볼 때, 생체정보를 측정하여 이를 바탕으로 의료기기를 개발하려는 건강정보 측정기술(A) 특허가 가장 많이 도출되었고, 향후에는 건강관리 플랫폼 기술(B)의 기술개발과 특허출원이 집중될 것으로 예측하였다. 주요 출원인 분석에서는 삼성전자가 2위에 랭크되었지만, 일본 국적의 기업이 Top10 중 6개를 차지하고 있기 때문에, 향후 의료기기 기술개발 시 일본의 기술과 특허를 심도있게 분석하여 회피할 수 있는 방안을 강구하여야 할 것이다.
디지털 헬스케어 분야의 주요 출원인을 분석해본 결과 상위 10개 출원인 중 일본 국적의 기업이 6개 기업을 차지하고 있는 것을 볼 때, 헬스케어 분야에 대한 일본계 기업의 투자 노력을 확인할 수 있었다. 향후 특허전략을 세울 때에는 일본 국적의 출원인이 출원한 특허에 대한 세심한 분석과 대응이 필요할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	디지털 헬스케어에 대하여 정부가 무엇을 발표하였는가?	이에 따라 글로벌 기업들은 디지털 헬스케어 시장 진출과 더불어 시장선점을 위하여 다양한 노력을 추진하고 있으며 그 경쟁강도는 갈수록 높아지고 있다. 최근 정부에서 발표한 13대 혁신성장동력에 의하면 맞춤형 헬스케어 분야를 지정하고, 맞춤형 헬스케어서비스 구현 및 첨단 융합 의료기기 개발을 위하여 2022년까지 2조 7600억원을 투입할 계획을 발표하였다[7]. 이러한 상황에서 국내에서도 디지털 헬스케어 산업의 확장과 미래 선도기술 선점을 위하여 R&D활성화 및 기업육성을 위한 노력을 추진하고 있으나, 국내 실정에 적합한 R&D방향이나 차별화된 전략수립이 요구되고 있으나 이에 따른 전략이 부재한 상황이다.
	헬스케어란 무엇인가?	헬스케어란 넓은 의미로는 질병의 치료, 예방, 건강 관리의 과정을 모두 포함하는 것을 말하고, 좁은 의미로는 원격 진료나 건강 상담과 같은 의료서비스를 말한다[1].
	지식재산의 중요성이 높아지게 된 배경은 무엇인가?	여기서 특허란 발명이나 기술의 고안, 의장 등에 관하여 특허권자에게 독점적이고 배타적 권리를 인정하는 제도를 의미하는데, 특허분석을 통해 국내 기업이 기술의 변화와 더불어 핵심영역에 대한 포트폴리오를 확인할 수 있으며, 이를 통해 기술 경쟁력을 파악하는데 필수적인 요소로 볼 수 있다. 더불어 오늘날 산업이 고도화되고 복잡화되면서 많은 양의 과학기술 정보가 생산되고 그 기술정보가 지식재산으로서 정의됨에 따라, 지식재산의 중요성은 매우 높아지고 있기 때문에 미국, 일본 등 주요 국가들은 국가 경쟁력 제고의 차원에서 지식재산을 전략적으로 활용하려는 정책을 강화하고 있다. 또한 최근에는 특허정보가 단순한 기술의 정의문헌으로 한정되지 않고, 특정 연구분야의 기술동향 및 향후 기술예측에 활용되고 있어서, 국가 또는 기업의 정책 수립을 위하여 중요한 근거로서의 역할을 하고 있는 만큼 특허 동향 및 기술동향을 조사하는 것은 매우 중요하며, 필수적인 요소라고 볼 수 있다[8].

참고문헌 (16)

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IT Terminology Dictionary. (2018.06.12.) U-Healthcare. Tele-communications Technology Association(TTA). https://terms.naver.com
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Maeil Business Newspaper. (2018). Mobile Healthcare. Maeil Business Newspaper, http://www.mk.co.kr
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H. J. Jin & S. W. Lee (2012). Patent Trend Report about Oriental Medicine. Journal of the korea contents association, 12(6), 223-229. DOI : 10.5392/JKCA.2012.12.06.223

원문보기 상세보기
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K. C. Nam, H. C. Kim & B. S. Kwon. (2014. 12.) ICT Converged Medical Devices. Information and Communications Magazine. 44-50.
KIPO, KISTA, (2016). Patent Mega Trend : Bio. Daejeon : KIPO.
J. W. Bae. (2016). Technology and Korea's Competitiveness Analysis through UAV Patent Analysis. The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences, 41(12), 1868-1875.

원문보기 상세보기
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H. N. Noh, (2014). Word Cloud-Driven Hospitality

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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