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

진료실에서 자주 마주치는 장면이 있습니다. 환자는 가슴쓰림과 역류 증상을 분명하게 호소하는데, 24시간 다채널 임피던스-pH 검사(MII-pH)에서 산 노출 시간(AET)이 4% 아래로 나와 "정상" 판정을 받는 경우입니다. 이 사각지대를 어떻게 다시 들여다볼지가 이번 연구의 출발점이었습니다.

저희는 기존 진단을 대체하는 대신, 그 뒤에서 한 번 더 점검해 주는 보조 도구를 만들었습니다. pH 신호에서 첨도·피크-투-피크 진폭 등 통계·파형 특성을 뽑아 AET와 함께 묶고, 비지도 학습 이상치 탐지 모델(OCSVM, SVDD)을 학습시켰습니다. 세브란스병원 환자 612명의 자료에서 F3 점수 약 0.9를 얻었고, AET로 "정상"이던 환자 가운데 약 22%가 재평가 후보로 새로 잡혔습니다. SHAP 분석 결과 첨도와 피크-투-피크 진폭이 미세한 역류 패턴을 잡는 데 의미 있게 기여한다는 점이 드러났습니다.

모델이 "이상"으로 표시한 환자를 차트와 맞춰 본 순간이 가장 기억에 남습니다. AET는 0.58%로 깨끗했지만 트림이 695회, 그중 284회가 역류와 맞물려 있던 환자가 있었습니다. 숫자로는 정상이지만 실제로는 상당한 증상 부담을 안은 분들이 데이터 너머에서 보였습니다.

2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.

이 연구는 세브란스병원·강남세브란스병원 소화기내과, KAIST 기계공학과 류승화 교수 연구실, 나노종합기술원(NNFC)이 함께한 협력 과제입니다. 저는 연세대학교 의과대학 세브란스병원 암예방센터에서 위·식도 질환과 기능성 위장관 질환의 진단·치료를 다루며, 표준 치료에 잘 반응하지 않는 난치성 GERD 환자의 정밀 진단을 오래 고민해 왔습니다.

3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

이번 연구의 핵심은 결국 임상의학과 공학이 같은 데이터를 함께 들여다본 데 있었습니다. 공학자는 신호의 결을, 임상의는 환자의 사연을 봅니다. 같은 pH 곡선이 한쪽에는 시계열로, 다른 한쪽에는 한밤중 가슴쓰림으로 읽힙니다. 두 시선이 만날 때 "정상 수치인데 증상 있는 환자"라는 오랜 답답함에 비로소 손을 댈 수 있었습니다.

협업이 잘된 가장 큰 이유는, 1저자 이송호 학생을 비롯한 KAIST 연구진이 데이터를 단순한 입력으로 다루지 않고 그 뒤의 환자 맥락까지 이해하려 애써 준 점입니다. 좋은 모델보다 좋은 질문이 먼저였고, 그 질문은 두 분야가 같은 자리에 앉아야만 나왔습니다.

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

의학과 공학의 경계에서 일해 보고 싶은 분이라면, 두 분야의 언어를 모두 배우려는 끈기가 결국 자산이 됩니다. 모델보다 데이터가 만들어진 진료 현장의 맥락을 먼저 보십시오.

특히 의료 인공지능을 개발하시는 분께 강조하고 싶은 점은, 개발 방향을 잡을 때와 만들어진 도구가 실제 환자에게 닿기까지의 과정 모두에서 임상의의 자문이 반드시 필요하다는 것입니다. 임상에서 무엇이 진짜 문제이고 무엇이 진료실에서 쓸 만한 결과인지는, 환자를 매일 마주하는 사람의 시선에서만 또렷이 보입니다.

5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

첫째, 48-72시간 무선 pH 모니터링과 다기관 코호트로 본 프레임워크를 전향적으로 검증하려 합니다. 둘째, 원시 임피던스·pH 신호의 시간-주파수 표현(STFT, wavelet 등)과 딥러닝을 결합해 역류 에피소드 단위의 시간적 동역학까지 모델링할 계획입니다. 멀리 보면 이 도구가 외래 진료 흐름에 자연스레 자리잡아, 난치성 GERD 환자의 정밀 진단을 돕는 임상 의사결정 지원 시스템이 되었으면 합니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....

1저자 이송호 학생, KAIST 류승화 교수 연구실, 나노종합기술원 이경균 박사님, 세브란스병원·강남세브란스병원 동료 임상의들의 협력 덕분에 마무리될 수 있었습니다. 함께 고생해 주신 공동 연구자들과, 검사 자료가 연구에 쓰이도록 허락해 주신 환자분들께 감사드립니다. 또한 이 연구는 나노종합기술원 나노메디컬 디바이스 개발 사업, 한국연구재단(NRF), 국가과학기술연구회(NST), 대한신경위장관운동학회(KSNM)의 지원으로 수행되었습니다.