[논문]웹기반 임상자료의 동적 통계분석 시스템 개발

신임희; 곽상규; 박전우

doi:10.7465/jkdi.2014.25.1.27

[국내논문] 웹기반 임상자료의 동적 통계분석 시스템 개발
Development of web-based system for dynamic statistical analysis of clinical data 원문보기

Journal of the Korean Data & Information Science Society = 한국데이터정보과학회지, v.25 no.1, 2014년, pp.27 - 36

신임희 (대구가톨릭대학교 의과대학 의학통계학교실) , 곽상규 (대구가톨릭대학교 의과대학 의학통계학교실) , 박전우 (대구가톨릭대학교 의과대학 의학통계학교실)

초록
AI-Helper

많은 응용분야에서 통계분석을 이용하여 의사결정을 뒷받침하는 정보를 얻는다. 그러나 PC용 통계분석 프로그램은 경제적인 부담과 시간 및 위치의 제한을 받는다. 이를 최소화하기 위하여 인터넷을 이용하여 서버 PC의 통계분석 프로그램을 사용하거나, 웹브라우저를 이용하여 통계분석 프로그램을 사용할 수 있는 웹기반 시스템이 개발되어 왔다. 그러나 기존 웹기반 시스템의 연구는 특정 통계분석 프로그램을 사용하여야 하거나 서버에 저장된 자료에 대해서만 이루어 졌다. 자료가 수정되거나 새로 생성되면 서버관리자가 다시 자료를 탑재하여야만 통계분석이 가능하였다. 이를 개선하기 위하여 웹에서 사용되어 지는 HTML, java, JSP 등의 언어를 사용하여 동적 (動的) 자료에 대해서도 통계분석이 가능한 웹기반 시스템을 개발하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Statistical analysis provides information that can be applied to draw final decisions in many fields. However, statistical analysis program for PC (personal computer) is yet restricted by time and space. To minimize this issue, a server based PC statistic analysis program using internet in addition to web based system allowing statistical analysis have been continually developed. However, the current web based analysis system is limited to the data that is saved on the server. Data that is modified or newly inserted must go through a server administrator before its use in analysis. In order to solve this problem, we have developed a web based system using HTML, java, JSP scripts to incorporate dynamic data without much restriction.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

즉, 자료에 대하여 동적이 아닌 정적 (靜的)인 시스템이였다. 본 연구는 이를 개선하기 위하여 웹프로그램을 사용하여 동적 (動的) 자료에 대해서도 통계분석이 가능한 웹기반 시스템을 개발하였다. 웹에서 원하는 형태의 자료를 사용자가 직접 서버에 저장할 수 있도록 하였고 이를 통하여 통계분석기법에 따라 버튼을 클릭하면 서버에 저장한 자료의 변수명 및 입력값으로 통계분석이 실행되도록 하였다.
본 연구에서는 java와 JSP 언어를 기초로 시스템을 개발하였다. java언어는 객체지향적이고 독립적 플렛폼을 가지며 쉽고 간단하게 멀티스레드를 적용 가능하다는 장점을 가지고 있다.
예를 들어, 메모장, 한글, 엑셀 등 자료를 수집하는데 특별히 정해진 기준은 없다. 본 연구에서는 엑셀 프로그램을 이용하여 수집된 엑셀파일 형태의 자료를 서버에 탑재하여 저장하는 것으로 시스템을 개발하였다. 엑셀 파일의 확장자명 ‘.
3과 같이 환자 자료를 선택하고 빈도분석 메뉴를 선택하면 환자자료에 있는 변수인 성별, 나이, 몸무게가 변수 선택 메뉴로 나타나고 혈액학 자료를 선택하면 수축기 혈압, 심박동수, 호흡수, 혈당이 변수 선택 메뉴로 나타난다. 즉, 자료에 따라 변수명이 나타나도록 하여 데이터에 대한 동적 통계분석이 가능하도록 하였다.

제안 방법

xlsx’ 에 관계없이 즉 엑셀 프로그램의 버전에 관계없이 모두 탑재가 가능하도록 하였고 각 자료에 따른 변수명과 값이 다르더라도 각각의 자료에 형태와 특성에 따라 서버에 저장되도록 하였다.
xlsx’ 에 관계없이 즉 엑셀 프로그램의 버전에 관계없이 모두 탑재가 가능하도록 하였고 각 자료에 따른 변수명과 값이 다르더라도 각각의 자료에 형태와 특성에 따라 서버에 저장되도록 하였다. 또한 숫자형 자료, 문자형 자료, 날짜형 자료 그리고 수식에 의해 생성된 자료을 자동적으로 구분하여 서버에 탑재가 가능하도록 하였다. 탑재된 자료는 사용자가 바로 접근하여 사용할 수 있으며, Oracle 데이터베이스를 사용하여 시스템을 구축하였으므로 탑재 할 수 있는 모든 자료의 합한 용량크기는 최대 4G byte이며 자료의 개수는 제한이 없다.
1와 같이 진행된다. 또한 자료를 선택하면 서버에 탑재하였거나 탑재되어 있는 자료를 조회할 수 있는 데이터조회 시스템도 구축하였다. 이 과정 또한 자료선택, 자료조회 메뉴, 자료조회 소스 프로그램 그리고 결과출력으로 진행되면 Figure 3.
동적 자료에 대한 분석 시스템을 구축하기 위하여 [select]과 [option] 구문을 이용하였고 서버에 탑재된 자료의 리스트 중 통계분석을 원하는 자료를 선택할 수 있도록 하였다. 또한 자료의 수가 항상 변할 수 있기 때문에 반복문을 사용하여 자료명이 나타날 수 있도록 시스템을 구축하였다. 개발된 동적자료 분석 시스템은 웹브라우저에서 실행이 되며 Figure 3.
이를 위해서 분석에 원하는 자료를 동적으로 선택하면 통계분석 메뉴에서, 선택된 자료에 따른 변수가 화면에 출력되고 출력된 변수들을 사용하여 통계분석이 가능하게 하였다. 본 연구에서 사용한 자료로 살펴보면 환자 자료를 선택하면 성별, 나이, 몸무게의 변수를 사용하고 혈액학 자료를 선택하면 수축기 혈압, 심박동수, 호흡수, 혈당 변수를 사용하여 화면에 출력하고 각 자료에 대한 변수로 통계분석이 가능하게 하였다. 이런 일련의 과정은 자료 선택, 통계분석 메뉴, 변수선택, 통계분석 소스 프로그램, 통계분석 결과 그리고 결과 출력으로 진행되며 Figure 3.
본 연구는 이를 개선하기 위하여 웹프로그램을 사용하여 동적 (動的) 자료에 대해서도 통계분석이 가능한 웹기반 시스템을 개발하였다. 웹에서 원하는 형태의 자료를 사용자가 직접 서버에 저장할 수 있도록 하였고 이를 통하여 통계분석기법에 따라 버튼을 클릭하면 서버에 저장한 자료의 변수명 및 입력값으로 통계분석이 실행되도록 하였다. 이 논문은 다음과 같이 구성하였다.
자료는 성별, 나이, 몸무게, 수축기 혈압, 심박동수, 호흡수, 혈당 변수로 이루어져 있다. 이 자료를 환자 자료 (성별, 나이, 몸무게)와 혈액학 자료 (수축기 혈압, 심박동수, 호흡수, 혈당)로 구분하여 2가지의 자료로 사용하고자 한다.
이때 사용한 라이브러리는 ‘servlet-api’를 사용하였고 화면출력을 위한 소스코드, 자료 조회를 위한 소스 코드 그리고 자료 탑재 및 저장을 위한 소스코드로 구분하여 제시하였다.
자료가 서버에 탑재 되고 난 후에는 통계분석 시 사용자가 원하는 자료를 선택할 수 있어야 비로소 자료를 동적으로 통계분석을 할 수 있게 된다. 이를 위해서 분석에 원하는 자료를 동적으로 선택하면 통계분석 메뉴에서, 선택된 자료에 따른 변수가 화면에 출력되고 출력된 변수들을 사용하여 통계분석이 가능하게 하였다. 본 연구에서 사용한 자료로 살펴보면 환자 자료를 선택하면 성별, 나이, 몸무게의 변수를 사용하고 혈액학 자료를 선택하면 수축기 혈압, 심박동수, 호흡수, 혈당 변수를 사용하여 화면에 출력하고 각 자료에 대한 변수로 통계분석이 가능하게 하였다.
본 연구는 기존의 연구의 한계점을 극복하였다는 점에서 큰 강점을 지닌다고 할 수 있다. 첫째, 웹브라우저에서 원하는 형태의 자료를 사용자가 직접 서버에 저장할 수 있도록 하였고 둘째, 웹프로그래밍 언어만을 사용하여 여러 가지 통계분석 시스템을 개발하였다. 마지막으로 사용자가 선택한 자료를 이용하여 통계분석을 할 수 있도록 하였다.

대상 데이터

2과 같이 하나의 화면에서 자료 선택 메뉴, 통계분석 메뉴, 변수선택 메뉴, 결과화면으로 구성된다. 본 연구에서 사용한 자료는 2가지로 환자 자료와 혈액학 자료이며 자료선택 콤보 박스에서 원하는 자료를 선택할 수 있으며 이에 대한 자료를 살펴볼 수 있는 자료 조회 기능도 구축하였다.
예제로 사용된 자료는 Table 3.1에 주어져 있으며 모 대학병원의 소아과 환자 데이터베이스에서 15명을 단순임의 추출하여 구성하였다 (Shin, 2008). 자료는 성별, 나이, 몸무게, 수축기 혈압, 심박동수, 호흡수, 혈당 변수로 이루어져 있다.
1에 주어져 있으며 모 대학병원의 소아과 환자 데이터베이스에서 15명을 단순임의 추출하여 구성하였다 (Shin, 2008). 자료는 성별, 나이, 몸무게, 수축기 혈압, 심박동수, 호흡수, 혈당 변수로 이루어져 있다. 이 자료를 환자 자료 (성별, 나이, 몸무게)와 혈액학 자료 (수축기 혈압, 심박동수, 호흡수, 혈당)로 구분하여 2가지의 자료로 사용하고자 한다.

데이터처리

다음으로 독립표본 t-test를 위한 변수선택 화면, 결과출력 화면, JAVA소스를 살펴보면 다음과 같다. 독립표본 t-test는 표준편차가 같은 경우와 다른 경우를 모두 동적 시스템으로 분석하여 한 화면에 나타나도록 하였다.
자료가 변함에 따라 동적으로 통계분석이 가능하려면 자료명과 변수명이 모두 선택되는 자료에 따라 변하여야 한다. 많은 종류의 동적 자료 통계분석 프로그램을 개발하였지만 본 논문에서는 범주형 변수에 대한 빈도표를 작성하는 빈도분석과 독립적으로 존재하는 두 집단 간의 평균 차이를 검증하는 통계분석 기법인 독립표본 t-test에 대해 제시하였다. 우선 빈도분석을 위한 변수선택 화면, 결과출력 화면, JAVA소스를 살펴보면 다음과 같다.
따라서, 각 자료에 따른 변수명이 변수선택 메뉴에 나타나게 되고 사용자가 선택하는 변수에 따라 분석결과가 나타나게 된다. 빈도분석에 따른 통계분석 결과는 각 변수의 값에 따른 케이스 수와 퍼센트로 구성되며 또한 합계도 화면에 나타나도록 하였다.

이론/모형

또한 서버 PC에 자료를 저장하고 분석하기 위해서 본 연구에서는 Oracle 데이터베이스 관리시스템을 사용하였다 (Diana, 2005).

성능/효과

6은 성별에 따른 나이의 평균 차이를 검정하기 위해서 종속변수에는 AGE를 선택하고 그룹에는 SEX를 선택하고 나서 독립표본 평균비교를 실행한 화면을 캡쳐한 그림이다. 각 그룹에 따른 평균, 표준편차 값이 나타나고 평균차이값이 나타나고 또한 분산 동질성에 대한 검정결과에 따른 유의확률 값, 표준편차가 같은 경우와 다른 경우에 따른 각 자유도, 검정통계량값인 t-value, 합동표준편차 그리고 유의확률 (p-value) 값이 나타난다.

후속연구

마지막으로 사용자가 선택한 자료를 이용하여 통계분석을 할 수 있도록 하였다. 아울러 본 연구에서는 엑셀 프로그램만을 탑재하는 시스템을 개발하였는데 향후 다른 파일 형태도 웹기반으로 탑재할 수 있는 시스템을 적용하면 더 많은 자료에 대한 접근이 가능할 수 있을 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	통계분석이란?	자료를 수집하고 요약 및 분석하여 의사결정에 필요한 정보를 산출해 내는 일련의 과정을 통계분석이라 한다. 여러 많은 응용분야에서 통계분석을 이용하여 의사결정을 뒷받침하는 정보를 얻는다.
	개인 컴퓨터용 통계분석 프로그램에는 무엇이 있는가?	이를 해소화하기 위하여 컴퓨터를 이용한 통계분석 프로그램 (통계패키지)이 여러 가지 개발되었다. 예를 들어 SAS, SPSS, S-LINK, MINITAB, Stata, MedCalc, R, Excel 등의 개인 컴퓨터용 통계분석 프로그램이 있다. 이런 개인 컴퓨터용 통계분석 프로그램을 사용하기 위해서는 필요한 만큼 개인용 PC에 설치가 되어야 하고 각각 고가의 사용권을 구입하여 사용하여야 하므로 이로 인해 사용자가 경제적인 부담을 느끼게 된다.
	본 연구의 동적 (動的) 자료에 대해서도 통계분석이 가능한 웹기반 시스템은 어떠한 문제점을 개선하기 위해 개발되었는가?	그러나 기존 웹기반 시스템의 연구는 특정 통계분석 프로그램을 사용하여야 하거나 서버에 저장된 자료에 대해서만 이루어 졌다. 자료가 수정되거나 새로 생성되면 서버관리자가 다시 자료를 탑재하여야만 통계분석이 가능하였다. 이를 개선하기 위하여 웹에서 사용되어 지는 HTML, java, JSP 등의 언어를 사용하여 동적 (動的) 자료에 대해서도 통계분석이 가능한 웹기반 시스템을 개발하였다.

참고문헌 (8)

Diana, L. and Lex, H. (2005). Oracle database SQL reference 10g release 2 (10.2), Oracle, California, USA.
Hwang, J. S. and Uhm, D. H. (1999). Statistical analysis on the web using PHP3. Journal of the Korean Data & Information Science Society, 10, 501-510.
Kim, D. H., Shin, I. H., Choe, J. Y., Kim, S. G., Park, C. W. and Kwak, S. G. (2012). Development of web based system for statistical analysis of clinical data. Journal of the Korean Data & Information Science Society, 23, 191-198.

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Lee, K. J., Park, H. C. and Park, J. P. (1999). An implementation of statistical information system on the database interface using java on the www. Journal of the Korean Data & Information Science Society, 1, 261-269.
Lee, J. J., Lee, T. R., Kim, S. S. and Lee, G. H. (2004). Development of statistical education system for remote education. Proceedings of the Spring Conference of the Korean Statistical Society, 163-166.
Oh, C. H., Lee, S. H. and Lee, H. J. (2006). A web-based SAS system for lab statistics. Journal of the Korean Data & Information Science Society, 17, 395-400.

원문보기 상세보기
Ryu, K. H. and Park, H. C. (2006). Web-based DNA microarray data analysis tool. Journal of the Korean Data & Information Science Society, 17, 1161-1167.

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Shin, I. H. (2008). Solution medical statistics series 1, Koonja, Seoul.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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