[논문]의사결정나무분석을 이용한 심혈관질환자의 재입원 위험 요인에 대한 융합적 분석

김현수

doi:10.22156/cs4smb.2019.9.12.115

의사결정나무분석을 이용한 심혈관질환자의 재입원 위험 요인에 대한 융합적 분석
Convergence Analysis of Risk factors for Readmission in Cardiovascular Disease: A Machine Learning Approach 원문보기

융합정보논문지 = Journal of Convergence for Information Technology, v.9 no.12, 2019년, pp.115 - 123

김현수 (경동대학교 간호대학)

초록
AI-Helper

본 연구는 의사결정나무 통계분석법을 톨해 국민건강영양조사 자료를 2차 분석하여 심혈관질환자의 재입원 위험 요인을 확인하는 기초자료를 마련하고자 하였다. 연구대상자는 국민건강영양조사 4-6기 자료대상자 총 65,973명 중 협심증이나 심근경색 진단 병력이 있는 총 1,037명의 성인이며, SPSS window 21 Program을 이용하여 분류 분석 중 CHAID 의사결정나무 방법으로 분석하였다. 뿌리 마디(Root node)는 경제활동상태((χ²=12.063, p=.001), 자식 마디(Child node)는 개인 소득수준(χ²=6.575, p=.031), 최근 1년간 체중 변화(χ²=12.758, p=.001), 거주지역(χ²=4.025, p=.045), 직접흡연(χ²=3.884, p=.049), 교육수준(χ²=9.630, p=.024)으로 확인되었다. 끝마디(Terminal node)는 고혈압(χ²=3.854, p=.050), 당뇨(χ²=6.056, p=.014), 직업형태(χ²=7.799, p=.037)로 분석되었다. 이를 통해 심혈관질환자의 재입원 관리를 위해 다양한 요인의 통합적 접근을 고려한 프로그램의 개발 및 운영이 필요함을 제언한다.

Abstract ▼ AI-Helper

This is descriptive study to 2nd analysis data KNHANES IV-VI about risk factors of readmission among patients with cardiovascular disease. Among the total 65,973 adults, 1,037 with angina or myocardial infarction were analyzed. The analysis was conducted using SPSS window 21 Program and CHAID decision tree was used in the classification analysis. Root nodes are economic activity(χ2=12.063, p=.001), children's nodes are personal income(χ2=6.575, p=.031), weight change(χ2=12.758, p=.001), residential area(χ2=4.025, p=.045), direct smoking(χ2=3.884, p=.031). p=.049), level of education(χ2=9.630, p=.024). Terminal nodes are hypertension(χ2=3.854, p=.050), diabetes mellitus(χ2=6.056, p=.014), occupation type(χ2=7.799, p=.037). We suggest that the development and operation of programs considering the integrated approach of various factors is necessary for the readmission management of cardiovascular patients.

주제어

표/그림 (2)

표 Table 1. General characteristic of CVD readmission patients (n=1,037)
그림 Fig. 1. Analysis result of Decision Tree

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

그리고 현재 진행된 심혈관질환에 대한 재입원 연구는 β차단제나 ACE 억제제 등의 혈압조절, 아스피린 등의 항혈전기능 약제, 스타틴 계열의 약제와 같이 치료상 유용성이 알려진 약물치료에 주로 초점이 맞추어져 있으나 [12], 약물 순응도 증가, 적절한 운동, 식습관 개선 등을 통해 생활습관을 조정하고 대상자 스스로 지속적이고 지지적인 자가간호를 수행하도록 함으로써 재입원율을 낮추고 나아가 사망률의 감소 및 삶의 질도 향상되었다는 선행연구 보고가 있다[13]. 따라서 심혈관질환의 재입원에 대한 위험 요인을 다양한 측면에서 살펴볼 필요가 있으며 데이터마이닝 기법 중 의사결정나무 분석을 활용하여 재입원 위험군의 특성을 규명하고자 한다. 의사결정나무 분 석법은 변수를 여러 개의 사각 형태 공간으로 분할하여 목표 대상을 유기적 연관성에 따라 분류하거나 예측할 수있으며, 유연한 결정 경계를 갖기 때문에 과정을 이해하고 설명하기 쉬운 구조를 제시해주는 통계분석 방법이다 [14,15].
본 연구는 2007년부터 2014년까지 실시한 국민건강 영양조사 원시 자료를 이용하여 심근경색이나 협심증을 진단받은 심혈관질환자 1,037명을 대상으로 재입원 위험 요인을 살펴보고자 하였다.
본 연구는 국민건강영양조사 원시 자료를 이용하여 2 차 자료 분석을 한 서술적 조사연구 형태로 기관윤리위원회 승인을 면제받아 진행하였다.
본 연구는 국민건강영양조사 자료를 이용하여 우리나라 심혈관질환자의 재입원에 대한 위험 요인을 통합적으로 분석하여 심혈관질환자의 재입원을 감소시킬 수 있는 방안 제시 및 프로그램 개발에 활용될 수 있는 구체적 근거를 마련하고자 한다.
본 연구에서 분석에 활용한 국민건강영양조사는 우리 나라 국민의 건강과 질병, 영양 상태를 파악하기 위해 실시하는 조사이다. 국민건강증진법 제 16조에 근거하여 시행하고 있으며, 동법 18조에 근거하여 매년 시행하고 있는 국가승인 통계자료이다.
이에 본 연구는 대표성이 확보된 국가자료를 바탕으로 심혈관질환자의 재입원 위험 요인을 약물치료에 국한하지 않고 다양한 측면에서 융합적 접근을 통해 분석함으로써 심혈관질환자의 효과적인 간호 중재 개발에 응용될 수있는 기초자료를 마련하고자 한다.

제안 방법

각 질환의 의사진단 여부 문항을 이용하여 고혈압, 고지혈증, 당뇨, 신질환, 갑상선질환, 우울증 등 질환에서 ‘있음’으로 응답한 경우 병력 ‘유’로, ‘없음’으로 응답한 경우 병력 ‘무’로 분류하였다.
간접흡연은 가정 내 일상적 흡연자 유무 문항을 통해 ‘유’와 ‘무’로 분석하였다.
경제활동상태는 취업자와 미취업자로 범주화하였고 직업형태는 ‘관리자, 전문가, 관련 종사자’와 ‘사무종사자’ 를 ‘관리자, 전문가 및 사무 종사자’, ‘기능원, 장치·기계조 작, 조립종사자’와 ‘단순 노무 종사자’를 ‘기능원 및 조립 종사자, 단순 노무 종사자’로 재분류하여 ‘농림어업 숙련 종사자’, ‘무직(주부, 학생 등)’의 네 범주로 분석하였다.
따라서 약제 복용 유지는 ‘매일 복용’, ‘가끔 복용’, ‘복용하지 않음’, ‘해당 없음’으로 분석하였다.
따라서 가장 상위의 뿌리마디 변수가 보다 중요한 요인으로 작용한 다. 분석대상자가 1,037명이므로 노드의 크기는 자료의 2-7% 수준을 유지하도록 깊이는 7로 하여 총 4개의 노드로 분류되었고, 상위노드의 최소 케이스 수는 70, 하위노 드의 최소 케이스 수는 30으로 분석하였다.
소득수준은 개인과 가구 소득수준 항목 모두 소득 사분위수에 따라 ‘상’, ‘중상’, ‘중하’, ‘하’로 분석하였고 건강 보험 종류는 자료수집 시 항목에 따라 지역의료보험, 사업장(직장)가입자 보험, 의료급여 1종, 의료급여 2종 등 4개의 범주로 분석하였다.
스트레스는 평소 스트레스 인지 정도 문항에 ‘대단히 많이 느낀다’ 또는 ‘많이 느끼는 편이다’로 답한 경우 스트레스 수준 ‘높음’으로, ‘조금 느끼는 편이다’ 또는 ‘거의 느끼지 않는다’로 답한 경우 ‘낮음’으로 재분류하여 분석하였다.
음주 항목은 ‘최근 1년간 전혀 마시지 않았다’로 답한 경우 음주 경험 ‘없음’, ‘월 1회 미만’, ‘월 1회 정도’, ‘월 2-4회’로 응답한 경우 음주량 ‘월 4회 이하’, ‘주 2-3회 정도’와 ‘주 4회 이상’으로 응답한 경우 음주량 ‘월 4회 초과’로 다시 범주화하여 분석하였다.
자기 관리는 1년간 체중 변화 여부 문항에 대한 답을 통해 ‘체중 증가’, ‘체중 감소’, ‘변화 없음’으로, 1년간 체중 조절 노력 문항 응답을 이용하여 ‘체중 증가 노력’, ‘체중 유지 노력’, ‘체중 감소 노력’, ‘체중 조절 노력해본 적 없음’ 으로 분석하였다.
직접흡연 항목은 평생 흡연 여부가 ‘5갑 미만’이거나 ‘5 갑 이상’은 직접흡연 ‘유’, ‘피운 적 없음’을 직접흡연 ‘무’로 분석하였다.
체질량지수(BMI)는 응답자가 답한 키, 몸무게 자료를 신체질량지수 산출공식에 따라 계산하였다.
퇴원 후 고혈압약 복용 유지와 고지혈증약 복용 유지는 각 질병의 의사진단 여부가 ‘없음’이면서 ‘복용하지 않음’이면 ‘해당 없음’으로 새로 분류하였고, 질환 진단 병력이 ‘있음’이면서 ‘복용하지 않음’의 경우 ‘복용하지 않음’으로 분석하였다.

대상 데이터

본 연구는 2007~2009년까지 시행된 4기, 2010~2012 년까지 시행된 제5기 자료와 2013 및 2014년도에 시행된 제6기의 국민건강영양조사 원시 자료를 분석하였다. 참여한 대상자는 2007년부터 2014년까지 각각 4,594명, 9,744명, 10,533명, 8,518명, 8,958명, 8,058명, 8,018 명, 7,550명으로, 총 설문에 응한 65,973명 가운데 심근경 색증이나 협심증 질환의 의사 잔단 여부 문항에 ‘있음’으로 답한 1,132명을 1차 선택 후 재입원 요인 분석에 사용된 변수 중 하나라도 결측치가 있는 대상자는 제외하였고, 최종 적으로 1,037명에 대해 분석하여 요인 분석이 가능한 전체 대상자를 분석대상자로 선정하였다.
참여한 대상자는 2007년부터 2014년까지 각각 4,594명, 9,744명, 10,533명, 8,518명, 8,958명, 8,058명, 8,018 명, 7,550명으로, 총 설문에 응한 65,973명 가운데 심근경 색증이나 협심증 질환의 의사 잔단 여부 문항에 ‘있음’으로 답한 1,132명을 1차 선택 후 재입원 요인 분석에 사용된 변수 중 하나라도 결측치가 있는 대상자는 제외하였고, 최종 적으로 1,037명에 대해 분석하여 요인 분석이 가능한 전체 대상자를 분석대상자로 선정하였다.

데이터처리

1) 연구대상자의 재입원 여부에 따른 관련 요인별 차이를 Chi-square로 분석하였다.

이론/모형

2) 재입원 위험 요인은 범주형 변수 분석 및 이산형 목 표변수 특성을 반영하기 위해 Chi-square에 따라 종속 변수와 독립변수 관계를 분할하는 CHAID방법을 이용하 였으며 노드분할과 경로합치기 모두 유의수준 5% 내에서 분류되는 경로를 추출하였다. 연결 강도는 각 독립변 수의 χ²에 대한 p-value 값으로 측정하며 가장 좋은 예측 변수를 이용한 마디 분할로 분류되지 않는다면 더 이상의 분할은 수행되지 않고 분류 분석은 종료된다.

성능/효과

다음 단계로 심혈관질환자의 재입원 위험을 높이는 요인은 직업형태, 고혈압, 당뇨로 분류되어 지금까지 심혈 관질환의 주요 인자로 알려진 고혈압, 당뇨 등의 질환적 요인 외에 개인의 사회경제적 위치에 따른 생활 수준과 거주지역, 흡연 등의 생활 환경 및 습관이 재입원 위험도와 관련되는 변수로 작용함을 알 수 있었다. 따라서 재입원을 예방하기 위해서는 현재의 약물치료 중심의 접근에서 벗어나 대상자의 경제 수준과 질환 관리의 중요성에 대한 이해도, 현재 이환된 질병과 생활습관에 따라 개별 적으로 접근하고 위험 변수로 제시된 여러 요인의 상호작용을 반영하여 효과적으로 관리할 수 있는 프로그램을 개발하고 운용해야 할 것이다.
분석 결과, 심혈관질환자의 재입원 경로에는 경제활동상태가 주요하게 작용하는 위험 요인이며, 다음으로 체중 변화, 개인 소득수준, 교육수준, 거주지역, 직접흡연이 재입원 위험도를 높이는 요인으로 분류되었다.
Table 1은 대상자의 일반적 특성 및 재입원 여부에 따른 관련 요인의 차이를 나타낸다. 재입원군과 비재입원군간 통계적 유의한 차이는 인구 사회적 요인에서 가족구성원 수(p=.05), 경제활동상태(p=.001), 직업형태(p=.008) 로 나타났으며 생활습관요인에서 1년간 체중 변화 (p=.041)로 나타났다.
미취업 상태에서 재입원이 유의하게 위험 요인으로 타나났는데, 이러한 결과는 경제 수준이 현대사회의 질병 관리에서 매우 중요하게 작용하는 요인임을 의미하며, 여러 선행연구에서 경제 수준이 재입원에 관련성 또는 영향성이 있다고 보고된 것과 같은 결과이다[3,6,17]. 즉, 재입원으로 인한 의료비 지출이 질환 관리를 질적으로 유지하는데 방해요인이 되거나, 반대로 낮은 경제적 수준으로 인해 질병에 대한 충분한 관리를 하지 못한 결과 재입원이 발생할 수 있다는 것을 다시 한번 확인할 수 있었다.

후속연구

다음 수준으로 심혈관질환자의 재입원에 위험 요인으로 작용하는 변수는 체중 변화와 개인 소득수준, 그다음 수준으로 재입원의 고위험군에 관련되는 요인은 교육수준, 거주지역, 직접흡연이라는 것과 심혈관질환자의 재입원 경로에 유기적으로 연결되어 관련성을 보이는 마지막 단계의 변수로 직업형태, 고혈압, 당뇨라는 결과는 가장 상위 수준의 위험 요인부터 하위 수준의 위험 요인까지 경제활동상태, 교육수준, 직업형태, 개인 소득수준이 연결성을 보임으로써 건강관리 능력에서 사회경제적 위치(Social economic status)가 갖는 중요도가 매우 크다는 결론을 도출할 수 있는데, 의료서비스 이용현황에서 건강관리 능력이 사회경제적 위치에 의해 주요하게 차이가 발생하는 것으로 보고된 선행연구와 비슷한 맥락의 결과이다[18-21]. 따라서 사회경제적 위치가 낮은 계층이 질환 관리에서 소외되지 않도록 제도적 보완을 마련할 필요가 있으며, 사회경제적 위치가 비교적 높은 계층이라면 의료서비스에 제한이 적음에도 질환 관리의 효율성이 감소할 수 있는 요인이 무엇인지를 다른 관련 요인과 함께 종합적으로 면밀하게 분석하여 건강관리 능력을 향상시키기 위한 중재 개발에 노력하는 것이 바람직한 방향이라 하겠다.
다음 단계로 심혈관질환자의 재입원 위험을 높이는 요인은 직업형태, 고혈압, 당뇨로 분류되어 지금까지 심혈 관질환의 주요 인자로 알려진 고혈압, 당뇨 등의 질환적 요인 외에 개인의 사회경제적 위치에 따른 생활 수준과 거주지역, 흡연 등의 생활 환경 및 습관이 재입원 위험도와 관련되는 변수로 작용함을 알 수 있었다. 따라서 재입원을 예방하기 위해서는 현재의 약물치료 중심의 접근에서 벗어나 대상자의 경제 수준과 질환 관리의 중요성에 대한 이해도, 현재 이환된 질병과 생활습관에 따라 개별 적으로 접근하고 위험 변수로 제시된 여러 요인의 상호작용을 반영하여 효과적으로 관리할 수 있는 프로그램을 개발하고 운용해야 할 것이다.
본 연구는 오랜 시간 축적된, 일반성을 확보할 수 있는 전국 규모의 대단위 자료를 분석하여 심혈관질환자의 재입원에 인구 사회학적, 신체 및 정신건강, 그리고 생활습관 측면에서 다양한 요인이 관련되고 유기적 연관을 갖고 있음을 확인하였다는 점에서 연구의 의의가 있으며 추후 인과적 관계를 추론할 수 있는 자료를 이용한 반복연구가 필요함을 제언한다.
본 연구의 제한점은 조사 당시 시점에서 수집된 자료를 분석한 횡단 연구이기 때문에 시간에 따른 변화 및 명확한 인과적 관계는 추론하기 어렵다는 것이다. 그러나 이러한 제한점을 최소화하고자 심혈관질환자의 재입원 위험 요인을 단편적으로 제시하지 않고 대상자의 상황과 조건에 따라 여러 요인의 상호 유기적 연관성을 반영한 특성을 융합적 분석을 통해 확인하였다는 점에 연구의 의의가 있다고 생각한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	심혈관질환자의 재입원 경로 분석에서 재입원에 영향을 미치는 생활습관 요인은 무엇인가요?	본 연구의 재입원 경로 분석에서 특징적이며 선행연구와의 주요한 차이는 생활습관 요인까지 포함한 요인 간 의 상호작용 정도를 파악할 수 있다는 점으로, 생활습관을 개선하는 것은 약물사용이나 내과적 처치만큼 심혈관 질환의 재발 위험을 낮추는 2차 방어 역할을 한다고 보고 되고 있다[29,30]. 본 연구에서도 체중 변화, 거주지역, 흡연 등 생활습관 또는 생활습관 관련성 요인이 심혈관질 환자의 재입원 위험을 높이는 분류에서 작용하는 것을 확인하였으므로 심혈관질환 관리에서 현재의 질병 치료중 심의 접근보다 자가간호를 꾸준히 이행할 수 있는 지지를 함께 제공하는 것이 중요하다는 것을 시사하는 결과로 이해할 수 있다.
	국민건강영양조사란?	본 연구에서 분석에 활용한 국민건강영양조사는 우리 나라 국민의 건강과 질병, 영양 상태를 파악하기 위해 실시하는 조사이다. 국민건강증진법 제 16조에 근거하여 시행하고 있으며, 동법 18조에 근거하여 매년 시행하고 있는 국가승인 통계자료이다.
	본 연구에서 재입원 환자를 분류하는 방법은 무엇인가요?	심근경색이나 협심증 진단은 진단받음과 함께 치료를 위한 입원을 필요로 한다. 따라서 진단받은 나이가 자료 조사 시점 연령보다 1세 이전이면서 최근 1년간 질병으로 인한 입원 경험이 있거나, 심근경색이나 협심증을 진단받은 나이가 자료 조사 시점 연령과 동일하여 최근 1년간 입원 경험이 2회 이상인 경우를 재입원 대상자로 분류 하였고 심혈관질환자 재입원 요인을 분석하기 위해 심혈 관질환 진단 이후의 입원을 재입원으로 정의하였다. 재입원 사유에 대한 질환은 신체 및 정신건강 요인의 질환 관련 위험 요인 분석을 위해 제한하지 않았다.

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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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