뉴스 | Northwestern University, 모유 수유량을 실시간으로 모니터링하는 웨어러블 기기 개발
Northwestern University 연구팀이 아기가 섭취하는 모유의 양을 실시간으로 측정하는 웨어러블 기기를 개발해 모유 수유 가정의 주요 불확실성을 해결했습니다. 부드럽고 편안한 이 기기는 생체 임피던스를 이용해 수유 중 모유 이동량을 지속적으로 기록하고, 임상 수준의 데이터를 휴대전화나 태블릿으로 즉시 전송합니다.
이 연구는 14, 2025 Nature Biomedical Engineering에 게재될 예정입니다. 정확도와 임상적 실행 가능성은 이론 모델, 실험실 시험, 출산 후 초보 엄마를 대상으로 한 실제 평가를 통해 검증되었습니다.
이 프로젝트는 Northwestern University의 재료과학 및 공학, 의생명공학, 신경외과 교수이자 Querrey Simpson Institute for Bioelectronics(QSIB) 소장인 John A. Rogers가 이끌었습니다. 그는 “부모와 임상의들은 오랫동안 모유 수유 중 아기가 정확히 얼마나 많은 모유를 먹는지 알 수 없었습니다. 우리 기기는 병원이나 가정에서 섭취량을 즉시 측정합니다”라고 말했습니다.
공동 교신저자인 Northwestern Feinberg School of Medicine의 신생아 전문의 Daniel Robinson 박사는 이 기술이 신생아집중치료실(NICU) 가정의 불안을 줄이고 취약한 미숙아의 영양 관리를 개선할 수 있다고 말했습니다. 그는 “이전에는 수유 전후 체중을 재 섭취량을 추정해야 해 번거로웠습니다. 새 센서는 모유 수유 지원의 중요한 진전입니다”라고 말했습니다.
이 프로젝트에는 공학자, 소아과 의사, 신생아 전문의가 참여했습니다. QSIB 박사후연구원 Jihye Kim, Seyong Oh, Jae-Young Yoo는 현재 한국 대학의 조교수로 재직하며 설계, 무선 전자기기, 데이터 분석에 기여했습니다. Northwestern University 박사 졸업생인 Rice University의 Raudel Avila는 컴퓨터 모델링을 이끌고 임상팀과 함께 모델 결과를 실제 데이터에 맞췄습니다.
오랫동안 충족되지 못한 임상적 필요에 대응
이 연구는 시카고 Lurie Children's Hospital의 소아과 및 신생아 전문의들이 모유 수유 모니터링의 큰 공백을 확인한 네 해 전 시작되었습니다. 모유 이동은 보이지 않고 흐름도 계속 변하기 때문에 기존 임상 방법으로는 섭취량을 정확히 측정할 수 없었습니다.
소아과 의사 Jennifer Wicks 박사는 수유 전후 체중 측정이 추정치만 제공하고 부피가 큰 장비가 필요하다고 말했습니다. 젖병 수유는 피부 맞대기와 자연스러운 모유 생성 자극을 희생시키며, 보관 및 취급 과정에서 오염 위험을 높일 수 있습니다.
학계와 스타트업들이 해결책을 모색해 왔지만, 성숙한 동료심사 임상 검증을 거친 기술은 거의 없었습니다. Rogers 교수는 “우리는 실제 의료 공백을 메웠습니다”라고 말했습니다.
기존 접근법이 실패한 뒤 이룬 생체 임피던스의 돌파구
연구팀은 처음에 광학 센서와 빨기·삼키기 모니터링을 시도했지만, 깊은 유관과 불안정한 신호 때문에 방법의 한계가 드러났습니다. 결국 연구진은 생체 임피던스로 모유량의 변화를 측정하는 더 단순하고 효과적인 접근법을 사용했습니다.
가볍고 유연한 밴드를 유방에 두르고 양 끝의 전극이 약하고 안전한 전류를 보냅니다. 수유 중 모유량이 줄어들면 유방의 전기적 특성이 변하고, 기기는 이 측정값을 실시간 모유량 데이터로 변환합니다. 인체 모델과 시뮬레이션을 통해 정확도와 반복성을 확인했습니다.
개인 맞춤 보정과 장기 안정성, 특히 NICU에서의 높은 가치
유방 형태와 조직 밀도의 차이를 반영하기 위해 기기는 한 번의 유축기 보정만으로 데이터 분석을 개인화합니다. 연구팀은 NICU와 가정 환경에서 최대 17주 동안 산모 12명을 대상으로 기기를 시험했습니다. 기기 측정값은 유축한 모유량과 밀접하게 일치했습니다.
Robinson과 Wicks는 섭취량을 정확히 측정하는 것이 미숙아나 수술 후 신생아에게 특히 중요하다고 설명했습니다. 이들은 대개 적은 양을 천천히 먹는 것만 견디며, 수유 관리가 잘못되면 위장관 합병증이 발생할 수 있습니다. 이 기술을 활용하면 통제된 환경에서 더 많은 NICU 아기가 직접 모유 수유로 돌아갈 수 있을 것입니다.
향후 계획: 스마트 의류와 모유의 양·질 모니터링
연구팀은 보다 자연스럽고 편리하게 사용할 수 있도록 이 기술을 모유 수유용 의류에 통합할 계획입니다. 향후 버전에서는 유방 재충전과 지방 함량 같은 영양 성분을 모니터링할 수 있을 것입니다.
Wicks 박사는 “모유 수유의 스트레스는 아기가 충분히 먹었는지, 내가 충분히 잘하고 있는지 알 수 없다는 미지의 두려움에서 옵니다. 불확실성 하나를 없애면 불안을 줄이고 자신감을 높여 수많은 엄마가 모유 수유를 계속하는 데 도움이 될 수 있습니다”라고 말했습니다.
뉴스 | Northwestern University, 모유 수유량을 실시간으로 모니터링하는 웨어러블 기기 개발
뉴스 | Northwestern University, 모유 수유량을 실시간으로 모니터링하는 웨어러블 기기 개발
Northwestern University 연구팀이 아기가 섭취하는 모유의 양을 실시간으로 측정하는 웨어러블 기기를 개발해 모유 수유 가정의 주요 불확실성을 해결했습니다. 부드럽고 편안한 이 기기는 생체 임피던스를 이용해 수유 중 모유 이동량을 지속적으로 기록하고, 임상 수준의 데이터를 휴대전화나 태블릿으로 즉시 전송합니다.
이 연구는 14, 2025 Nature Biomedical Engineering에 게재될 예정입니다. 정확도와 임상적 실행 가능성은 이론 모델, 실험실 시험, 출산 후 초보 엄마를 대상으로 한 실제 평가를 통해 검증되었습니다.
이 프로젝트는 Northwestern University의 재료과학 및 공학, 의생명공학, 신경외과 교수이자 Querrey Simpson Institute for Bioelectronics(QSIB) 소장인 John A. Rogers가 이끌었습니다. 그는 “부모와 임상의들은 오랫동안 모유 수유 중 아기가 정확히 얼마나 많은 모유를 먹는지 알 수 없었습니다. 우리 기기는 병원이나 가정에서 섭취량을 즉시 측정합니다”라고 말했습니다.
공동 교신저자인 Northwestern Feinberg School of Medicine의 신생아 전문의 Daniel Robinson 박사는 이 기술이 신생아집중치료실(NICU) 가정의 불안을 줄이고 취약한 미숙아의 영양 관리를 개선할 수 있다고 말했습니다. 그는 “이전에는 수유 전후 체중을 재 섭취량을 추정해야 해 번거로웠습니다. 새 센서는 모유 수유 지원의 중요한 진전입니다”라고 말했습니다.
이 프로젝트에는 공학자, 소아과 의사, 신생아 전문의가 참여했습니다. QSIB 박사후연구원 Jihye Kim, Seyong Oh, Jae-Young Yoo는 현재 한국 대학의 조교수로 재직하며 설계, 무선 전자기기, 데이터 분석에 기여했습니다. Northwestern University 박사 졸업생인 Rice University의 Raudel Avila는 컴퓨터 모델링을 이끌고 임상팀과 함께 모델 결과를 실제 데이터에 맞췄습니다.
오랫동안 충족되지 못한 임상적 필요에 대응
이 연구는 시카고 Lurie Children's Hospital의 소아과 및 신생아 전문의들이 모유 수유 모니터링의 큰 공백을 확인한 네 해 전 시작되었습니다. 모유 이동은 보이지 않고 흐름도 계속 변하기 때문에 기존 임상 방법으로는 섭취량을 정확히 측정할 수 없었습니다.
소아과 의사 Jennifer Wicks 박사는 수유 전후 체중 측정이 추정치만 제공하고 부피가 큰 장비가 필요하다고 말했습니다. 젖병 수유는 피부 맞대기와 자연스러운 모유 생성 자극을 희생시키며, 보관 및 취급 과정에서 오염 위험을 높일 수 있습니다.
학계와 스타트업들이 해결책을 모색해 왔지만, 성숙한 동료심사 임상 검증을 거친 기술은 거의 없었습니다. Rogers 교수는 “우리는 실제 의료 공백을 메웠습니다”라고 말했습니다.
기존 접근법이 실패한 뒤 이룬 생체 임피던스의 돌파구
연구팀은 처음에 광학 센서와 빨기·삼키기 모니터링을 시도했지만, 깊은 유관과 불안정한 신호 때문에 방법의 한계가 드러났습니다. 결국 연구진은 생체 임피던스로 모유량의 변화를 측정하는 더 단순하고 효과적인 접근법을 사용했습니다.
가볍고 유연한 밴드를 유방에 두르고 양 끝의 전극이 약하고 안전한 전류를 보냅니다. 수유 중 모유량이 줄어들면 유방의 전기적 특성이 변하고, 기기는 이 측정값을 실시간 모유량 데이터로 변환합니다. 인체 모델과 시뮬레이션을 통해 정확도와 반복성을 확인했습니다.
개인 맞춤 보정과 장기 안정성, 특히 NICU에서의 높은 가치
유방 형태와 조직 밀도의 차이를 반영하기 위해 기기는 한 번의 유축기 보정만으로 데이터 분석을 개인화합니다. 연구팀은 NICU와 가정 환경에서 최대 17주 동안 산모 12명을 대상으로 기기를 시험했습니다. 기기 측정값은 유축한 모유량과 밀접하게 일치했습니다.
Robinson과 Wicks는 섭취량을 정확히 측정하는 것이 미숙아나 수술 후 신생아에게 특히 중요하다고 설명했습니다. 이들은 대개 적은 양을 천천히 먹는 것만 견디며, 수유 관리가 잘못되면 위장관 합병증이 발생할 수 있습니다. 이 기술을 활용하면 통제된 환경에서 더 많은 NICU 아기가 직접 모유 수유로 돌아갈 수 있을 것입니다.
향후 계획: 스마트 의류와 모유의 양·질 모니터링
연구팀은 보다 자연스럽고 편리하게 사용할 수 있도록 이 기술을 모유 수유용 의류에 통합할 계획입니다. 향후 버전에서는 유방 재충전과 지방 함량 같은 영양 성분을 모니터링할 수 있을 것입니다.
Wicks 박사는 “모유 수유의 스트레스는 아기가 충분히 먹었는지, 내가 충분히 잘하고 있는지 알 수 없다는 미지의 두려움에서 옵니다. 불확실성 하나를 없애면 불안을 줄이고 자신감을 높여 수많은 엄마가 모유 수유를 계속하는 데 도움이 될 수 있습니다”라고 말했습니다.
기사 출처:
온라인 수집