[논문]브레인 임플란트 산업 장기미래 시나리오 연구

김준호

doi:10.14400/jdc.2019.17.4.187

초록
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본 연구는 산업정책 및 기업전략의 개발 및 적용에 활용될 수 있는 브레인 임플란트 산업의 장기 미래 시나리오 모델개발 및 시나리오별 대응전략을 개발하는 것을 연구의 목적으로 삼았다. 뇌과학 산업은 미래 핵심 산업으로 그 가능성에 대하여서는 많은 논의가 있었지만 구체적인 산업육성정책이나 기업전략 분야는 연구가 매우 부족한 실정이다. 이는 이 분야가 아직 산업육성정책이나 기업전략을 작성하기에 필요한 정보가 축적되지 못하였기 때문이다. 이러한 한계를 극복하기 위하여 본 연구에서는 뇌과학산업의 핵심영역으로 많은 불확실성이 존재하는 브레인 임플란트 산업에 대하여 시스템 다이내믹스 모델로 미래 시나리오를 작성하고 이를 기반으로 각각의 시나리오에 적합한 전략을 제시하였다. 따라서 본 연구는 뇌과학산업 육성 정책 입안 및 개별 기업에서의 전략개발에 주요한 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 향후 글로벌 시장 상황이 어느 시나리오로 발전하는 지를 조기에 파악할 수 있는 신호에 관한 연구의 필요성이 제기된다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study was to develop a long-term future scenario model of the brain implant industry that can be used for the industrial policy and corporate strategy. There are many discussions about the possibility of the brain science industry as a future core industry, but researches on spec...

The purpose of this study was to develop a long-term future scenario model of the brain implant industry that can be used for the industrial policy and corporate strategy. There are many discussions about the possibility of the brain science industry as a future core industry, but researches on specific industrial development policies and corporate strategy fields are very lacking. This is because this field has not yet accumulated the necessary information to create industrial growth policies or corporate strategies. In order to overcome these limitations, this study developed future scenarios using the system dynamics model for the brain implant industry and proposed a strategy suitable for each scenario. This study can be used as the main data for the policy development of the brain science industry and the strategy development in individual companies. There is a need to study the signal that can identify the future scenario of global market development in the future.

주제어

표/그림 (5)

그림 Fig. 1. Brain Implant Industry Systems Dynamics Model
표 Table 1. DBS: current challenges and future directions
표 Table 2. Brain Implant Industry Scenarios
그림 Fig. 2. Brain Implant Market Forecast Scenario
표 Table 3. Parameter Value Setting

AI 본문요약
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문제 정의

뇌과학 산업중에서 브레인 임플란트 산업은 고도 성장이 기대되는 분야이나 진입장벽이 매우 높아 한국기업들로서는 글로벌 시장에의 진입이 쉽지 않다. 본 연구에서는 장기 미래에 예상되는 여러 시나리오를 도출하고 시나리오별로 한국 기업들이 글로벌 시장에 진입할 수 있는 전략을 도출하는 것을 연구의 목적으로 삼았다.

제안 방법

그리고 글로벌 시장 진입전략을 도출하고자 이미 시장이 형성된 DBS, 최근 시장이 형성되기 시작한 망막 임플란트, 그리고 향후 시장이 형성될 것으로 기대되는 새로운 분야로 산업을 분류하였다. 4개의 시나리오별로 3개의 세분 시장중 어느 부분에 어떻게 진입할 것인가를 연구하였다. 실제 시장이 어떤 방향으로 발전할 지를 파악하기 위하여서는 지속적인 시장 첩보 (Market Intelligence)를 수집하여 트렌드 변화의 약한 신호 (Weak Signal)을 파악하는 것이 중요하다.
그리고 글로벌 시장 진입전략을 도출하고자 이미 시장이 형성된 DBS, 최근 시장이 형성되기 시작한 망막 임플란트, 그리고 향후 시장이 형성될 것으로 기대되는 새로운 분야로 산업을 분류하였다.
브레인 임플란트 시장이 고도성장이 기대되는 분야이나 일부 성장요인과 성장저해요인들에 대하여서는 전문가들이 일치하지 않고 있다. 발생가능한 다양한 미래에 대응하기 위하여 일부 성장요인과 성장저해요인들의 영향력의 크기에 따라 4개의 시나리오를 도출하였다. 그리고 글로벌 시장 진입전략을 도출하고자 이미 시장이 형성된 DBS, 최근 시장이 형성되기 시작한 망막 임플란트, 그리고 향후 시장이 형성될 것으로 기대되는 새로운 분야로 산업을 분류하였다.
산업성정저해요인의 효과가 크게 나타나는 시나리오 3와 4에서 안전이슈는 2025년부터, 경쟁기술 발전은 2030년부터 성장저해효과가 나타나는 것을 설정하였다. 브레인 임플란트 수술은 잠재수요의 0.25% 그리고 기존 사용자의 재수술율을 2%로 설정하였다. 브레인 임플란트의 수술비용은 1년에 1%씩 감소하는 것으로 설정하였다(Table 3 참고).
이들 분야에서 규제기관의 승인이 날 경우 성장율을 매우 높아질 것으로 전망된다. 이들을 고려하여 치료범위 확장의 파라미터 값을 설정하였다. 북미와 서구 중심이던 브레인 임플란트의 시장이 아시아 등 인구가 많은 지역으로 확대되면서 기술접근성도 급격히 확대될 것으로 전망된다.

대상 데이터

초기값 설정에서 브레인 임플란트 환자수는 현재까지 치료를 받은 환자수 10만명으로 설정하였다[36]. 잠재환자수는 현재 파킨슨병 환자수 620만명의 20%[18]인 124만명으로 설정하였다. 망막 임플란트는 최근 상업화가 시작되었고, 뇌기능 강화를 위한 브레인 임플란트는 아직 연구단계로 이번 연구에서는 별도로 분석하지 않았다.

이론/모형

이와 같은 상황에서는 복수의 시나리오를 작성하고 시나리오별 대응전략을 작성하는 것이 바람직하다[29-32]. 시나리오 개발에는 시스템 다이내믹스 방법을 활용하였다. 시스템 다이내믹스는 외생변수의 추가 확장 및 다양한 시나리오 분석이 가능한 수요예측 모델로 확장이 용이하다는 장점이 있다[33,34].
시스템 다이내믹스는 외생변수의 추가 확장 및 다양한 시나리오 분석이 가능한 수요예측 모델로 확장이 용이하다는 장점이 있다[33,34]. 시스템 다이내믹스 모델 개발에서는 신제품 확산에 관한 Maier[35]의 모델을 기반으로 전술한 브레인 임플란트 산업의 잠재수요 요인과 잠재수요 실현요인을 적용하였다(Fig. 1 참고).

성능/효과

외국인 환자 유치방안에서는 브레인 임플란트와 경쟁기술 모두를 다루어 선호 기술변화에 따른 영향을 줄이면서 종합적인 평판을 높이는 전략을 개발할 필요성이 제기된다. 시나리오 3에서는 망막 임플란트 분야에만 진입하거나 브레인 임플란트 기기 분야에는 진입을 하지 않는 것이 바람직할 것으로 평가된다.
브레인 임플란트 산업의 미래연구로 Jebari and Hansson[15]은 2032년의 시나리오를 작성하였다. 이 연구에서 유럽에서의 엄격한 규제 시나리오는 상대적으로 경제적 및 기술적 쇠퇴를 가져오고, 관대한 규제는 의료 사고 초래 혹은 세대갈등, 사회불안 및 사회적 규범의 악화를 초래하는 모습을 보였다. Fox[16]는 비장애인들이 브레인 임플란트를 사용하기 시작하고, 이것이 웨어러블 기기 (wearable devices)나 로봇을 대처할 가능성도 제기하였다.

후속연구

실제 시장이 어떤 방향으로 발전할 지를 파악하기 위하여서는 지속적인 시장 첩보 (Market Intelligence)를 수집하여 트렌드 변화의 약한 신호 (Weak Signal)을 파악하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 전략 도출을 위한 시나리오 개발을 위하여 시스템 다이내믹스 모델을 개발 하였으나, 이의 검증 및 타당화 과정을 실시하지 못하였다. 이는 검증에 필요한 데이타를 확보할 수 있는 시기에서 후속 연구로 이를 실시할 것을 제안한다.
성장요인의 영향력은 크게 나타나나 성장저해요인의 영향력은 크지 않을 것으로 설정한 시나리오2에서 2040년 시장 규모는 231억 달러로 전망된다. 이 시나리오에서는 DBS와 망막 임플란트 외 새로운 분야의 브레인 임플란트 기기의 기술 발전이 산업발전을 주도할 것으로 전망된다. 미국 국방성 산하 방위고등연구계획국 (Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA)과 미국 국립과학재단 (National Science Foundation, NSF) 등이 지원하는 연구 프로젝트에서는 나노기술 등을 활용하여 뇌와 컴퓨터간의 데이타 전송속도를 1,000배 이상 증가시키고, 개별 뉴런이 개별 채널로 소통할 수 있도록 수만 개의 채널로 뇌활동을 기록하는 기기 등을 개발하고 있다.
2 참고). 이 시나리오에서는 고령화, 사회환경변화 및 기술접근성 개선 등이 DBS와 망막 임플란트 시장의 지속적이며 성장을 주도할 것으로 전망된다. DBS 수술은 국가별로 가격 차이가 많아서 현재도 인도와 한국 등에서 해외환자를 위한 마케팅을 진행하고 있는데[37,38], 잠재수요의 증가에 따라 시장의 규모가 더욱 커질 것으로 전망된다.
본 연구에서는 전략 도출을 위한 시나리오 개발을 위하여 시스템 다이내믹스 모델을 개발 하였으나, 이의 검증 및 타당화 과정을 실시하지 못하였다. 이는 검증에 필요한 데이타를 확보할 수 있는 시기에서 후속 연구로 이를 실시할 것을 제안한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	브레인 임플란트란 무엇인가	브레인 임플란트는 질병 치료. 기능장애 개선 및 기능 향상을 목적으로 뇌에 보철물을 삽입하는 것을 의미한다. 뇌심부 자극술 (Deep brain stimulation, DBS)에 대하여 미국 식품의약국 (Food and Drug Administration, FDA)이 1997년에 수전증의 치료법으로 승인하였고 2002년 파킨슨병, 2003년에는 근육긴장이상, 2009년에는 강박장애의 치료법으로도 승인하였다.
	브레인 임플란트 산업의 잠재 수요 모두에 영향을 미치는 요인은 무엇인가	브레인 임플란트 산업의 잠재 수요에 영향을 미치는 요인으로는 고령화, 기술접근성과 적용범위 확대 등을 들 수 있다. 고령화는 DBS, 망막 임플란트 및 뇌기능 향상 등 브레인 임플란트의 잠재 수요 모두에 영향을 미치는 요인이다. 현재 DBS 시장은 북미가 45%, 유럽이 32%로 아시아 지역의 비중이 상대적으로 적은 편이다[9].
	뇌심부 자극술의 시장규모와 전망은 어떠한가	뇌심부 자극술 (Deep brain stimulation, DBS)에 대하여 미국 식품의약국 (Food and Drug Administration, FDA)이 1997년에 수전증의 치료법으로 승인하였고 2002년 파킨슨병, 2003년에는 근육긴장이상, 2009년에는 강박장애의 치료법으로도 승인하였다. 2017년 세계 시장 규모는 7억 달러이고 2026년 까지 연평균 11%의 성장을 보일 것으로 전망된다[9]. 망막 임플란트는 인공망막 역할을 하는 카메라가 실제 환경을 촬영하여 뇌임플란트의 소형 처리 모듈로 전송한다.

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