1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드

최근 웨어러블 의료기기는 병원 중심의 진단을 일상생활 속 건강 모니터링으로 확장시키고 있습니다. 현재 상용화된 대부분의 웨어러블 기기는 빛을 이용하는 광학 센서를 기반으로 하며 심박수, 혈중 산소포화도, 활동량 등을 측정합니다. 그러나 빛은 인체 조직 내 침투 깊이에 한계가 있어 심부 장기나 혈관을 직접 관찰하기 어렵습니다. 반면 초음파는 수 센티미터 이상 깊은 조직까지 도달할 수 있으며, 실시간으로 장기 구조와 혈류를 영상화할 수 있는 장점을 가지고 있습니다. 저희 연구팀은 이러한 초음파 영상 기술을 웨어러블 형태로 구현함으로써 기존 웨어러블 기기로는 측정하기 어려웠던 심부 조직과 혈관의 기능을 지속적으로 모니터링할 수 있는 새로운 플랫폼을 개발하고 있습니다.

이번 연구는 웨어러블 초음파 기술을 이용해 고위험 임신부의 태아 상태를 지속적으로 모니터링하는 기술입니다. 현재 산부인과 초음파 검사는 병원에서 숙련된 검사자가 짧은 시간 동안 수행하는 방식이 대부분입니다. 따라서 태아 상태가 시간에 따라 어떻게 변하는지 연속적으로 관찰하는 데에는 한계가 있습니다.

이번 연구에서는 태아의 혈류를 수 시간 동안 지속적으로 측정할 수 있는 웨어러블 초음파 패치를 개발하였습니다. 연구 과정에서 가장 어려웠던 점은 움직이는 태아의 혈관을 장시간 안정적으로 추적하는 것이었습니다. 초기에는 태아가 움직일 때마다 신호가 쉽게 사라지는 문제가 반복적으로 발생했습니다. 이를 해결하기 위해 자동 혈관 추적 알고리즘을 개발하였고, 수년에 걸친 임상 연구를 통해 시스템을 개선했습니다. 특히 기존 검사에서는 확인하기 어려웠던 태아 혈류의 시간적 변화를 연속적으로 관찰할 수 있었을 때, 웨어러블 초음파가 임상 현장에 가져올 변화의 가능성을 실감할 수 있었습니다.

2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.

본 연구는 UC San Diego, Stanford University, 그리고 University of Oxford 연구진이 함께 수행한 국제 공동연구입니다. 저는 UC San Diego에서 Sheng Xu 교수님 연구실에서 박사과정을 수행하며 웨어러블 초음파 기술 개발에 참여했습니다. 이후 지도교수님이 Stanford University로 부임하시면서 저 역시 함께 Stanford로 옮겨 연구를 이어가게 되었고, 현재는 Stanford University에서 박사후연구원으로 연구를 이어가고 있습니다.

제가 소속된 연구실은 웨어러블 바이오전자기기와 초음파 기술을 연구하는 다학제 연구실로, 공학, 의학, 재료과학, 데이터과학 연구자들이 긴밀하게 협력하고 있습니다. 특히 새로운 기술을 개발하는 데 그치지 않고 실제 임상 현장에 적용하기 위한 검증과 상용화까지 함께 고려하는 것이 연구실의 특징입니다.

이번 연구 역시 다양한 분야의 전문가들이 협력하여 수행되었습니다. UC San Diego와 Stanford에서는 웨어러블 초음파 시스템 개발과 임상 연구를 수행하였고, Oxford 연구진은 태아의 성장 제한과 태반 기능 이상 분야의 세계적인 전문성을 바탕으로 임상적 관점과 데이터 해석에 중요한 역할을 담당하였습니다.

3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

연구를 하면서 가장 큰 보람을 느끼는 순간은 연구 결과가 논문이나 학회 발표를 넘어 실제 의료 현장에서 필요로 하는 문제를 해결할 수 있다는 가능성을 확인할 때입니다.

특히 이번 연구를 진행하면서 우간다의 산부인과 의사들과 교류할 기회가 있었습니다. 현지에서는 산부인과 전문의 1명이 약 200명의 임산부를 담당해야 할 정도로 의료 인력이 부족한 상황이었으며, 초음파 장비와 숙련된 검사자 역시 충분하지 않았습니다. 그 결과 많은 임산부들이 권장되는 산전 검사를 받기 어려운 현실에 놓여 있었습니다.

웨어러블 초음파 기술을 소개했을 때, 현지 의사들은 단순히 새로운 기술이라는 점보다 의료진 부족 문제를 보완하고 더 많은 임산부를 관리할 수 있는 가능성에 큰 관심을 보였습니다. 특히 의료 접근성이 제한된 지역에서도 태아 상태를 지속적으로 모니터링 할 수 있다는 점에 대해 매우 긍정적인 반응을 보여주었습니다.

그 과정에서 첨단 의료기술의 가치는 단순히 성능을 높이는 데 있는 것이 아니라, 의료 서비스를 받기 어려운 사람들에게 필요한 진료를 제공할 수 있도록 돕는 데 있다는 것을 다시 한번 느끼게 되었습니다. 연구실에서 개발한 기술이 의료 인프라가 부족한 지역의 산모와 태아 건강에 기여할 수 있다는 점은 연구자로서 큰 자부심과 동기부여가 되고 있습니다.

4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?

유학을 준비하는 학생들에게 가장 드리고 싶은 말씀은 생각보다 많은 분들이 도움을 주고 싶어 한다는 것입니다. 저 역시 유학을 준비할 때는 선배 연구자들에게 연락하는 것이 부담스럽고, 답장을 받지 못할까 걱정했던 기억이 있습니다. 하지만 실제로는 많은 분들이 자신의 경험을 공유해 주고 조언을 아끼지 않았습니다.

그래서 궁금한 점이 있다면 너무 망설이지 말고 먼저 연락해 보기를 권하고 싶습니다. 학교 선택, 연구실 생활, 진로 고민 등 어떤 주제든 직접 경험한 사람들의 조언은 인터넷에서 얻을 수 없는 큰 도움이 됩니다. 물론 모든 연락에 답장이 오는 것은 아니지만, 생각보다 많은 분들이 친절하게 도움을 주십니다.

연구 역시 비슷하다고 생각합니다. 좋은 연구는 혼자 하는 것이 아니라 사람들과의 협력 속에서 발전하는 경우가 많습니다. 적극적으로 질문하고, 도움을 요청하고, 새로운 사람들과 교류하는 자세가 연구자로 성장하는 데 매우 중요하다고 생각합니다.

5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

그동안 저는 웨어러블 초음파를 이용해 인체 내부의 정보를 측정하고 모니터링하는 연구를 주로 수행해 왔습니다. 이러한 진단 기술은 질병을 조기에 발견하고 환자의 상태를 이해하는 데 매우 중요한 역할을 합니다. 하지만 최근에는 진단을 넘어 치료 분야에도 큰 관심을 가지고 있습니다.

특히 치료 기술의 가장 큰 매력은 환자의 삶을 직접적으로 변화시킬 수 있다는 점이라고 생각합니다. 질병을 발견하는 것도 중요하지만, 발견한 문제를 실제로 치료하고 증상을 개선할 수 있다면 환자에게 더욱 큰 가치를 제공할 수 있습니다. 이러한 이유로 현재는 초음파를 이용한 비침습적 치료 연구를 진행하고 있습니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....

본 연구를 진행하면서 정말 많은 어려움이 있었습니다. 기술적인 문제 뿐 아니라 임상 연구 수행, 규제 대응, 그리고 장시간 초음파를 사용하는 것이 태아에게 안전한지에 대한 의료진의 우려까지 예상하지 못했던 과제들이 끊임없이 나타났습니다. 특히 기존 초음파 검사는 짧은 시간 동안 사용하는 것이 일반적이었기 때문에, 수 시간 이상 연속적으로 사용하는 웨어러블 초음파라는 개념 자체에 대해 의문을 가지는 분들도 많았습니다.

그렇지만 이러한 문제들이 두려워서 도전을 포기하기보다는, 눈앞의 문제를 하나씩 해결해 나가자는 마음으로 연구를 이어왔습니다. 안전성을 입증하기 위해 국제 초음파 안전 기준에 따라 평가를 수행하고, 임상 데이터를 축적하며 의료진과 지속적으로 소통했습니다. 돌이켜보면 연구는 거대한 목표를 한 번에 이루는 과정이라기보다 수많은 작은 문제들을 차근차근 해결해 나가는 과정에 더 가깝다고 생각합니다. 그 과정이 쌓여 결국 이번 연구 결과로 이어질 수 있었습니다.