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문제 정의
- 。 교육학 분야에서는 이신동과 이혜원(1997)이 1984-1993년 사이에 Journal of Educational Psychology에서 사용된 통계기법들의 연도별 변화추이와 이 기간 동안 교육심리학자들이 어떤 통계기법을 선호하는지를 알아보았다.2)행정학 분야에서는 권경득(1996)이 1967-1995년 사이에 한국행정학보에 게재된 541편의 논문에 대해 통계기법 사용 실태를 조사하였다.
- 치과학 분야는 의학이나 약학, 간호학, 혹은 다른 사회계열 학문과는 다른 자료의 특성을 가지고 있어 통계학자들은 그 학문의 자료의 특성에 맞는 통계기법을 발전시킬 필요가 있으며 치과학자들은 올바른 통계기법을 적용하고 사용하여야 한다. 본 논문은 이러한 필요성에 근거하여 치과학 논문에서 사용되어온 통계기법의 특성과 각 종류에 대한 고찰을 하고자 한다.
- 본 연구는 1999-2003년 사이에 출판된 대한치과 교정학회지(KJO)의 논문 247편과 American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics (AJODO) 의 논문 250편이 사용하고 있는 통계기법들을 연도별로 조사, 비교하고 한국과 미국의 치과 교정학 분야에서의 통계기법의 동향을 파악하여 치과학 분야의 발전을 도모하고자 하며 각각의 저널에서 어떠한 통계기법들이 주로 사용되었는지, 최근으로 오면서 통계기법의 변화가 어떠한지, 자주 쓰이는 통계기법들에 대한 주의점을 조사 및 비교하였다.
제안 방법
- 1999-2003년 사이에 KJO와 AJODO에 수록된 연구논문을 읽고 거기에서 언급된 통계기법을 찾는 방법으로 자료를 수집했는데 자료를 수집하는 방법은 다음과 같은 기준으로 수행하였다.
- AJODO에 수록된 연구논문 중 원저이면서 통계기법을 사용한 논문들만을 대상으로 하였고 각 해에 실린 연구논문들을 순서에 의거해 번호를 매겨 random digit number를 생성하여 50개의 연구논문을 추출하였다.
- 기술통계와 추리통계를 함께 사용한 논문은 추리통계를 사용한 논문으로 분류하였다.
- 분산분석의 비모수적 인 방법으로는 Kruskal -Wallis ANOVA를 사용한다. 두 논문의 사용현황을 비교하기 위해서 위에서 언급한 분석법들을 비모수 기법으로 포함시켰다.
- 생존시간을 비교하였고 두 그룹간의 유의한 차이가 있는지를 log rank test를 통해 더 명 확한 결론을 내렸다. 또한 부정교합과 관련된 논문에서 10명의 쉬운 경우와 10명의 어려운 경우를 비교하여 부정교합의 심각성, 환자의 특성, 치료의 특성에 따라 세 개의 Logistic regression model을 개발하였다. 그러나 여기서도 Logistic 회귀분석법을 쓰기에는 표본수가 너무 작으므로 정규근사보다는 말 안장점 근사를 적용시킨다면 참값에 가까운 p-값을 얻을 수 있다.
- 본 연구에서 t-검정과 분산분석에 필요한 가정만을 점검하였는데 유아교육 분야에서의 박정옥과 엄용환 (2002)이 쓴 논문에서는 국내논문을 대상으로 각 통계기법을 활용하는 과정에서 나타난 문제점들을 고찰하였고 t-검정, 분산분석, 카이제곱분석, 회귀분석, 요인분석, 상관분석과 공분산분석에서 필요한 가정들을 점검, 적절한 대안을 제시하였다。본 연구 대상인논문들 중에 일부는 단순히 그룹간의 평균을 비교하는 t-검정이나 ANOVA 검정과 같은 단변수 분석만을 사용하였는데 종속변수와 독립변수 사이에 어떠한 교란변수도 존재하지 않는다면 위의 분석만으로 충분하지만 만약에 교란변수가 존재한다면 단 변수분석법(t-검정이나 /-검정 등)으로 교란변수가 될 수 있는 인자들을 골라내어 다변량 분석법을 통해 우리가 세운 가설의 독립변수가 종속변수에 교란변수를 통제한 후에도 영향을 미치는지 알아냄으로써 교란변수를 간과하는 오류를 피할 수 있을 것이다. 자료와 가설에 맞는 단변수 분석 후의 다변량 통계 분석 방법을 통하여 정확한 결론을 유추해 내는 노력 이 필요하다.
- 본 연구와 유사한 사회과학의 여러 분야와 의학 분야에 실린 통계적 기법 활용에 대한 연구는 국내 전문학술지에 게재된 논문만을 대상으로 하였거나 국외 전문학술지에 게재된 논문만을 대상으로 하였으나 본 연구에서는 같은 시기의 국내외 전문 학술지에 게재된 논문들 모두를 대상으로 조사, 비교하였다. 교정학을 대표하는 국내외의 두 저널에서 자주 쓰이는 통계기법을 비교 분석하여 여기서 쓰여진 통계기법들의 종류를 알아봄으로써 치과학 연구에서의 통계학의 활용 범위를 가늠할 수 있었다; 앞으로 치과학 분야에서 의 통계 학이 나아가야 할 방향을 살펴 보기 위해 AJODO에서 사용된 기타에 해당되는 통계기법들을 살펴 볼 필요가 있다.
- 연구대상으로 선택된 1999-2003년의 기간 동안 KJO와 AJODO의 논문에 한번 이상 사용된 통계 방법을 모두 수집하여 종류별로 파악한 후 각 통계 방법이 사용된 빈도를 파악하였고 이때 한 논문에서 통계 방법이 반복 사용된 경우는 1회만 누적 합산하였다.
- 그러나 여기서도 Logistic 회귀분석법을 쓰기에는 표본수가 너무 작으므로 정규근사보다는 말 안장점 근사를 적용시킨다면 참값에 가까운 p-값을 얻을 수 있다. 영국의 다기관 센터에서 부정교합을 줄이기 위해 twin-block appliance를 가지고 8T0세 사이의 아동들을 대상으로 임상시험을 실시하였는데 여기서 missing value들을 회귀계수들을 이용해서 데이터를 대치했다.
- 적용된 통계방법은 각 논문의 연구방법에서 통계적용에 대해 기술한 내용과 표에 기술한 내용을 기준으로 파악하였다.
- 여기서 각 칸의 기대빈도수가 5이하인 경우는 셀의 빈도수를 합쳤다. 즉, 회귀분석과 X2 검정, 요인분석과 기타를 합쳐서 / 검정을 하였다.
- 표3은 AJODO에서 1999-2003년 사이에 추리통계를 사용한 250편의 논문에서의 구체적인 통계기법을 연도별로 분류하였다. 여기서 빈번히 사용된 통계기법은 t-검정(22.
대상 데이터
- 유아교육 분야에서는 박정옥과 엄용환(2002)이 1997-2001년 사이에 유아교육연구에 발표된 186편의 논문에서 사용된 여러 통계기법의 사용상의 문제점을 파악하고 적절한 대안을 제시하였고, 。 교육학 분야에서는 이신동과 이혜원(1997)이 1984-1993년 사이에 Journal of Educational Psychology에서 사용된 통계기법들의 연도별 변화추이와 이 기간 동안 교육심리학자들이 어떤 통계기법을 선호하는지를 알아보았다.2)행정학 분야에서는 권경득(1996)이 1967-1995년 사이에 한국행정학보에 게재된 541편의 논문에 대해 통계기법 사용 실태를 조사하였다. 3)의학 분야에서는 박명희 등(2003)이 대한안과학회지 2000년 1월호부터 3월호까지 발표된 46편의 논문을 대상으로 통계방법의 종류, 기술, 타당성, 결과해석의 적절성을 점검하였다*
- KJO의 논문은 1999년에는 5호가 2000-2003년 사이에 는 6호가 발간되어 5년간 총 5 권 29호가 발간되었고, AJODO의 논문은 매달 한 호씩 발간되어 5년간 총 10권 60호가 발간되었다. KJO 의 논문의 경우는 5년간 발간된 29호에 실린 모든 논문을 연구대상으로 하였고 AJODO의 논문의 경우는 각 해마다 50편의 원저이면서 통계기법을 사용한 논문들 중에서 무작위로 추출하였다.
- 본 연구는 1999-2003년 사이에 출판된 대한 치과 교정 학회지 (KJO)의 논문 247편과 American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics (AJODO) 의 논문 250편들이 사용하고 있는 통계기법들을 연도별로 조사, 비교하였다. 빈번히 사용된 통계기법은 KJO의 논문에서 t-검정, 분산분석, 상관분석, 비모수 분석, 회귀분석, -검정, 요인 분석의 순이었고 AJO DO의 논문에서는 t-검정, 분산분석, 비모수분석, 상관분석, 회귀분석, 검정, 요인 분석의 순이었다.
- 본 연구를 위해 1999-2003년 사이(5년)에 출판된 KJO의 논문 247개와 AJODO의 논문 250개를 연구의 대상으로 선정 하였다. KJO의 논문은 1999년에는 5호가 2000-2003년 사이에 는 6호가 발간되어 5년간 총 5 권 29호가 발간되었고, AJODO의 논문은 매달 한 호씩 발간되어 5년간 총 10권 60호가 발간되었다.
- 3 %를 차지하고 있다. 이 중에서 27편은 기술통계를 사용하였고 159편은 추리통계를 사용하였다.
- 표2는 KJO에 게재된 논문들 중에 기술통계를 제외한 추리통계를 사용한 159편의 논문에서의 구체적인 통계기법을 연도별로 분류하였다. 1999-2003년 사이에 KJO에 게재된 논문에서 빈번히 사용된 통계기법은 任검정(35.
데이터처리
- ANOVA검정을 사용한 후 사후검정을 사용하여야 할 곳에 t-검정을 반복적으로 실시하여 실제보다 유의수준이 높아진 경우도 있었다. 이상치를 고려하지 않으면 상관분석에 있어서 실제보다 상관계수가 너무 크거나 작아지는 경우가 발생할 수 있다.
- MANOVA(다변량 분산분석)는 분산분석을 확장한 방법으로 종속변수의 수가 2개 이상일 경우에 이용되며 두 저널의 논문들 중의 일부가 이 분석법을 사용하였다. 그러나 AJO DO의 한 논문에서는 다변량 유의검정으로 Wilks' lambda, Hotelling-Lawley's Trace, Pillai's Trace 등을 사용하였다.
- 기초통계량(평균, 표준편차, 백분율, 비율)은 모두 기술통계로 간주하였다.
- ITT 분석법은 선정/제외 기준에 적합하고 임상시험 참여 에 자발적으로 동의한 모든 피험자 중 임상시험계획서의 위반이나 중도 탈락과는 상관없이 무작위배정을 받은 모든 환자를 대상으로 시행되며 결과분석의 일반적 원칙으로 하는 분석법이다. 또한 Z2 분석을 할 때에도 각 cell의 빈도수가 작거나 missing이 많아 교차분석이 부적합한 경우에 Fisher’s exact test를 적용하였다. 임상시험에서 반복 측정되는 동일한 개체에 대하여 GEE 분석을 한 논문도 있었다.
- U test를 사용한다. 또한 두 개의 짝지 은 자료에 대해서 모수적인 방법으로는 대응비교 任검정을 사용하는 반면 비모수적인 방법으로는 Wilcoxon signed rank test를 사용한다. 상관분석에서 사용된 Pearson 상관계수 대신에 비모수적인 방법으로는 Spearman 상관계 수나 Kendall 상관계 수를 사용한다.
- 비모수 검정을 제외한 알려져 있는 통계기법은 만족되어야 할 가정을 점검하여야 한다. 또한 등분산 가정을 검정하여야 하는데 그 결과 두 모집단의 분산이 같지 않다는 결론에 이르면 t-검정을 사용할 수 없고 Welch-Aspin 검정 등을 실시해야 한다.
- 조사, 비교하였다. 빈번히 사용된 통계기법은 KJO의 논문에서 t-검정, 분산분석, 상관분석, 비모수 분석, 회귀분석, -검정, 요인 분석의 순이었고 AJO DO의 논문에서는 t-검정, 분산분석, 비모수분석, 상관분석, 회귀분석, 검정, 요인 분석의 순이었다. 5 년 동안의 통계기법의 변화를 살펴본 결과 KJO에서는 유의한 변화를 관찰할 수 없었으나 AJODO에서는유의한 변화를 관찰할 수 있었다.
- 생존시간을 비교하였고 두 그룹간의 유의한 차이가 있는지를 log rank test를 통해 더 명 확한 결론을 내렸다. 또한 부정교합과 관련된 논문에서 10명의 쉬운 경우와 10명의 어려운 경우를 비교하여 부정교합의 심각성, 환자의 특성, 치료의 특성에 따라 세 개의 Logistic regression model을 개발하였다.
- 그 중 로지스틱 회귀분석과 GEE 방법을 살펴보면, 의학 연구에서는 종속변수가 범주형인 경우가 많다. 즉, 예/아니오 의 형태이거나 통증의 강도를 나타내는 심함/중간/없음과 같은 형태를 가지면서 각각이 독립인 종속변수와 설명변수들 간의 인과관계를 로지스틱 함수를 이용하여 추정할 때 로지스틱 회귀분석을 사용한다. 그러나 치과학 연구에서는 이런 경우에 각각이 독립이 아니라 상관관계를 가지고 있는 경우가 많다.
이론/모형
- 상관분석에서 사용된 Pearson 상관계수 대신에 비모수적인 방법으로는 Spearman 상관계 수나 Kendall 상관계 수를 사용한다. 분산분석의 비모수적 인 방법으로는 Kruskal -Wallis ANOVA를 사용한다. 두 논문의 사용현황을 비교하기 위해서 위에서 언급한 분석법들을 비모수 기법으로 포함시켰다.
- 방법이다. 분할표에서 각 칸의 기대빈도수가 5 이하일 때는 Fisher's exact test를 사용한다.
- 또한 두 개의 짝지 은 자료에 대해서 모수적인 방법으로는 대응비교 任검정을 사용하는 반면 비모수적인 방법으로는 Wilcoxon signed rank test를 사용한다. 상관분석에서 사용된 Pearson 상관계수 대신에 비모수적인 방법으로는 Spearman 상관계 수나 Kendall 상관계 수를 사용한다. 분산분석의 비모수적 인 방법으로는 Kruskal -Wallis ANOVA를 사용한다.
- 예를 들어 동일개체에 대해 반복 측정을 하는 Repeated measures of ANOVA의 비모수적 접근인 Friedman test(관측척도가 범주형)가 사용되었고 모집단의 정규성을 검증할 때에도 Kolmogorov-Smimov test 등을 사용하였다.
성능/효과
- 빈번히 사용된 통계기법은 KJO의 논문에서 t-검정, 분산분석, 상관분석, 비모수 분석, 회귀분석, -검정, 요인 분석의 순이었고 AJO DO의 논문에서는 t-검정, 분산분석, 비모수분석, 상관분석, 회귀분석, 검정, 요인 분석의 순이었다. 5 년 동안의 통계기법의 변화를 살펴본 결과 KJO에서는 유의한 변화를 관찰할 수 없었으나 AJODO에서는유의한 변화를 관찰할 수 있었다. 특히 AJODO에서 1999-2002년, 4년간은 유의한 변화를 관찰할 수 없었으나 2003년에 들어 전에 많이 사용되던 통계 분석 법들이 현저히 줄어들고 다양한 통계기법을 사용하고 있었다.
- 빈번히 사용된 통계 기법은 KJO의 경우 t-검정, 분산분석, 상관분석, 비모수 방법, 회귀 분석의 순이었고 AJODO의 경우는 t-검정, 분산분석, 비모수방법, 상관분석, 회귀분석의 순이었다. KJO의 논문들에서는 상관분석이 비모수방법보다 더 많이 사용되었고 AJODO에선 비모수방법이 상관분석보다 더 많이 사용되었다. 그러나 단순히 비모수 방법이 상관분석보다 많이 사용되었다고 말하기는 어렵다.
- 빈번히 사용된 통계기법의 종류는 국내와 국외에서 거의 비슷하였으나 1999-2003년 5년 동안의 통계기법의 변화를 살펴본 결과 국내논문 KJO에서는 유의한 변화를 관찰할 수 없었으나 AJODO에서는 유의한 변화를 관찰할 수 있었다. AJODO의 경우 1999-2002년 4년간은 유의한 변화를 관찰할 수 없었으나 2003년에 들어 그동안 많이 사용되던 통계분석법의 적용 횟수가 현저히 줄어들고 보다 다양한 통계기법이 사용되고 있으며 이는 보다 다양한 결과를 낳고 있다.
- 위에서 조사해 본 결과 KJO에서는 주로 t-검정, 분산분석, 이에 대응하는 비모수 기법, 상관분석, 회귀분석 등이 사용되었는데, 이외에도 좀더 색다르게 분석을 한 논문들을 살펴보면 대단위 구강검진 중 선발된 정상교 합자 중 서로 상관되어 있는 변수들 사이의 복잡한 구조를 잠재적인 공통인자를 이용하여 설명하는 분석기법인 인자분석을 통하여 18개의 골격 계측항목 중에서 전후방적 인 골격 관계를 나타내는 인자와 수직적 골격관계를 나타내는 인자를 추출하여, 어떤 개체들을 밀접하게 유사한 특성을 지닌 개체들로 집단화하는 분석방법인 군집분석에 다시 적용하여 정상 교합 자의 골격형을 9개의 군으로 분류하여 정상 교합 자의 전후 방적, 수직적 악골관계가 매우 다양함을 보인 논문이 있었다.7)또한 그 후속으로 전후방 및 수직적 골격형에 따라 선험적으로 9 개의 유형으로 분류된 정상 교합 자의 치아치조부 보상기전의 양상을 분석하고 이를 임상적으로 부정교합자에게 적용이 가능한 신뢰성 있고 간편한 골격유형의 감별기준을 도출하는 판별분석을 한 논문이 있었다.
후속연구
- 점검, 적절한 대안을 제시하였다。본 연구 대상인논문들 중에 일부는 단순히 그룹간의 평균을 비교하는 t-검정이나 ANOVA 검정과 같은 단변수 분석만을 사용하였는데 종속변수와 독립변수 사이에 어떠한 교란변수도 존재하지 않는다면 위의 분석만으로 충분하지만 만약에 교란변수가 존재한다면 단 변수분석법(t-검정이나 /-검정 등)으로 교란변수가 될 수 있는 인자들을 골라내어 다변량 분석법을 통해 우리가 세운 가설의 독립변수가 종속변수에 교란변수를 통제한 후에도 영향을 미치는지 알아냄으로써 교란변수를 간과하는 오류를 피할 수 있을 것이다. 자료와 가설에 맞는 단변수 분석 후의 다변량 통계 분석 방법을 통하여 정확한 결론을 유추해 내는 노력 이 필요하다.
- 본 연구의 체한점으로는 각 논문에서 사용된 데이터를 볼 수 없었기 때문에 변수의 성격 규명에 한계가 있었고 두 가지 저널을 비교하여 결과를 제시하려다 보니 각 저널의 기간을 5년으로 잡아 통계기법의 변화를 보기에는 다소 짧았다는 아쉬움이 있다. 그리고 2003년에 들어 AJODO에서 통계기법의 다양화가 이루어졌는데 이는 그 해에 국한된 특성이었는지 통계기법 적용의 대세변화인지의 판단여부가 불분명하였다.
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