초록 ▼

□ 연구개요
본 연구에서는 개별 환자 수준에서 질병 발병의 시간적 정보를 반영하는 동역학적 통계 모형을 구축함으로써 보다 정확한 질병 예측 모형을 개발하고 질병 위험 인자를 식별하여 밝혀낸다. 나아가, 질병 발병 예측이라는 생물학/의학적 요인을 묘사하는 모형에 환자의 병원 선택이라는 인간행태적 요인까지 포함시켜 일반화함으로써 의료 정책의 효과를 계량 분석한다. 위 분석의 과정에서 고전적 통계 모형뿐 아니라 확률 과정 모형, 심층신경망 모형까지 개발하여 적용함으로써 분석의 강건성(Robustness)을 높인다. 특히, 초기 심층

□ 연구개요
본 연구에서는 개별 환자 수준에서 질병 발병의 시간적 정보를 반영하는 동역학적 통계 모형을 구축함으로써 보다 정확한 질병 예측 모형을 개발하고 질병 위험 인자를 식별하여 밝혀낸다. 나아가, 질병 발병 예측이라는 생물학/의학적 요인을 묘사하는 모형에 환자의 병원 선택이라는 인간행태적 요인까지 포함시켜 일반화함으로써 의료 정책의 효과를 계량 분석한다. 위 분석의 과정에서 고전적 통계 모형뿐 아니라 확률 과정 모형, 심층신경망 모형까지 개발하여 적용함으로써 분석의 강건성(Robustness)을 높인다. 특히, 초기 심층신경망 구조에서 수차례 지적되던 블랙박스 문제(Black-box problem)의 대안이 될 수 있는 해석가능한 심층신경망 구조를 개발하고 실제 사례에 적용하여 그 가치를 입증한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
당초 본 연구는 아래와 같은 연구 목표를 설정하였다.
1) 한국인에게 빈번하게 발병하는 주요 질병을 대상으로 질병 간 동역학적 발전 (Progression) 관계를 확률적으로 모형화 하고, 대상 질병 발병의 위험 요인(Risk factor)을 밝힘으로써 개별 환자들에게 맞춤형 질병 위험 예측을 제공한다.
2) 보건의료정책(본인부담 차등제)의 효과를 고전 통계, 심층신경망(Deep learning)기법을 이용하여 교차 검증한다. 이를 통하여 정책 확대 시행 후 예상되는 추가 효과를 산출하고 정책의 수정·보완점을 제안한다.
3) 해석가능한(Interpretable) 심층신경망 구조를 도입함으로써 질병 위험 요인 식별, 의료정책효과 분석에 활용한다. 이를 통하여 초기 심층신경망 구조에서는 불가능했던 계량분석의 실례를 보임과 동시에 해석가능한 심층신경망의 활용가능성을 증명한다.
이에 따라 연구개발 기간 동안 해석가능한 심층신경망을 설계하고 이를 국민건강검진의 유효성 검증에 활용하였다. 관측 불가능한 교란요인 (confounding)을 제거하고나면 건강검진의 유효성이 미미함을 확인하였다. 이는 고전 2SLS모형과 일맥상통하는 것으로 해석가능한 심층신경망의 경영/경제 계량분석으로의 응용 사례로 제시하였으며, 심층신경망에 통계적 유의성을 도입하고 가지치기(pruning)에 활용하여 과적합 방지 도구로 활용할 수 있음을 입증하였다.

□ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
본 연구의 연구결과는 심층신경망의 해석성을 부여함에 그치지 않고 기존의 고전 계량분석을 가능케 했다는 점에서 의의를 찾을 수 있다. 때문에 본 연구에서 제시한 심층신경망 구조(Feed-Forward networks, LSTM) 외에 일반적인 심층신경망 구조(예: transformer, BERT etc.)에도 동일한 개념을 확장 적용할 수 있을 것으로 기대된다. 추후 후속 연구를 통하여 본 연구의 유용성과 확장성을 확인할 수 있을 것이다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 2-1) 질병 간 상호관계 파악 및 Hawkes process 적용 ... 5
• 2-2) 건강검진이 의료비 지출에 미치는 효과성 측정 ... 6
• 2-3) Attention의 불확실성을 기반으로 한 심층신경망 가지치기 ... 8
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 10
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 10
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 10
• 3) 목표 달성 수준 ... 10
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 10
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 11
• 5-1) 정책적 의사결정 보조 ... 11
• 5-2) Transformer 등의 타 심층신경망 구조로의 응용 ... 11
• 6. 참고문헌 ... 11
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 13
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 14
• 끝페이지 ... 19