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제3부 역학 및 질병관리 제8장 제9장 제10장 제11장 제12장 역학 감염병 관리 감염병관리 각론 비감염성질환 관리 기생충질환 관리 제8장 역학 1. 2. 3. 4. 5. 역학의 개념 질병 발생 원인의 역학적 개념 역학적 연구방법 역학조사시 고려사항 역학연구의 사례 I. 역학의 개념(1) • 1. 역학의 정의 – Epidemiology= Epidemic(epi=upon, demos=population)+logy(science) – 인구에 관한 학문 또는 인구의 질병에 관한 학 문 2 I. 역학의 개념(2) – 학자들의 정의 • Gorden : 역학은 유행병을 연구하는 학문이며, 의학 적 생태학으로서 보건학적 진단학이다. • Anderson : 역학은 질병 발생을 연구하는 과학이다. • Greenwood : 역학이란 모든 질병을 집단현상으로 연구하는 학문이다. • Clark : 역학은 개인의 집합체인 인간사회에서 일어 나는 질병, 불구, 무능력 또는 사망의 발생과 분포에 영향을 주는 여러 가지 요인을 연구하는 학문이다. 3 I. 역학의 개념(3) – 역학의 종합적 정의 • 인간사회의 집단을 대상으로 • 그 속에서 질병의 발생, 분포 및 경향과 양상을 명백 히 하고 • 그 원인을 탐구하는 학문 • 질병치료기술 연구(X) – 역학의 궁극적인 목적 • 질병 발생 원인을 제거(질병발생 원인을 규명)함으 로써 질병을 예방 4 I. 역학의 개념(4) • 2. 역학의 범위 및 역할 • 1) 역학의 범위 – 감염성 질환 및 비감염성 질환 모두 – AIDS 등 새롭게 나타나는 감염성 질병 – 각종 대사성질환, 만성퇴행성질환 및 악성신생 물에 의한 질환 5 I. 역학의 개념(5) • 2) 역학의 역할 – 질병의 발생 원인 규명 – 질병의 발생 및 유행의 감시 – 질병의 자연사 연구 – 보건의료서비스 연구 – 임상 분야 • 참고) 임상역학(clinical epidemiology) : 역학적인 원 리와 방법을 임상의학의 연구에 적용하는 분야 6 II. 질병 발생 원인의 역학적 개념(1) • 질병 발생의 다인설 – 삼각형 모형설(3대 요인설) – 원인망 모형설(거미줄 모형설) – 바퀴 모형설 7 II. 질병 발생 원인의 역학적 개념(2) • 1. 삼각형 모형설：3대 요인설 – 질병의 발생의 3대 요인 • 병인(agent) : 생물학적 요인, 물리적 요인, 정신적 요인 등 • 숙주(host) : 성별, 연령별, 종족, 직업, 결혼 상태, 면 역성 및 식습관 등 • 환경(environment) : 생물학적 환경, 물리적 환경, 사회 경제적 환경 등 – 특징 • 세 가지 요인의 상호관계로 설명 • 감염성 질환의 발생을 잘 설명 8 II. 질병 발생 원인의 역학적 개념(3) 9 II. 질병 발생 원인의 역학적 개념(4) • 2. 원인망 모형설：거미줄 모형설 – 정의 • 질병의 발생은 한 가지 원인에 의해서 이루어질 수 없으며 그 질병의 발생과 관계되는 모든 요소들끼 리 서로 연결되어 발생 • 요소들을 전부 종합하여 보면 마치 거미줄처럼 복 잡하게 얽혀 있다는 것 – 특징 • 비감염성 질환의 발생을 이해하는데 유리 • 원인망에 얽혀 있는 요소 중 몇 가지를 제거하면 질 병의 예방이 가능 10 11 II. 질병 발생 원인의 역학적 개념(5) • 3. 바퀴 모형설 – 정의 • 숙주를 중심으로 숙주의 내적 요인인 유전적 소인 과 숙주의 외적 요인인 환경과의 상호작용에 의해 서 질병이 발생한다는 학설 • 질병의 발생에 기여하는 비중은 질병에 따라 다름 – 장점 • 원인망 모형의 근본적인 개념을 갖고 있으며 숙주 와 환경을 명백히 분리해 놓음으로써 역학적인 분 석의 개념과 통함 12 II. 질병 발생 원인의 역학적 개념(6) 13 III. 역학적 연구방법(1) • 역학적 연구방법의 정의 – 역학을 기초로 하고 – 통계학적인 방법 및 사회과학적인 방법을 응용 하여 – 질병의 예방을 위하여 – 질병의 원인 및 전파에 관계되는 요인 – 환경 및 숙주 세 요인 간의 모든 관계를 연구하 는 고유한 방법 14 III. 역학적 연구방법(2) – 기술역학 : 1단계 역학 – 분석역학 : 2단계 역학 – 이론역학 : 3단계 역학 15 III. 역학적 연구방법(3) • 1. 기술역학 – 정의 • 인구 집단에서의 질병의 발생과 관계되는 모든 현 상을 기술하여, 질병 발생의 원인에 대한 가설을 얻 기 위하여 시행되는 연구 – 기술역학의 조사 내용 • • • • 16 누구한테서 발생하였는가인구학적 특성(who) 어디서 발생하였는가지역적 특성(where) 언제 발생하였는가시간적 특성(when) 무슨 질병이 발생하였는가질병의 종류(what) III. 역학적 연구방법(4) • 1) 인구학적 특성 – 중요 변수들 • 연령, 성별, 인종, 사회계층, 직업, 결혼상태 등 17 III. 역학적 연구방법(5) – 연령 • 역학적 연구에서 가장 중요 • 사망률 – – – – – 18 남녀 모두 10~14세에서 가장 낮으며, U자형 사망률 곡선 급성질환은 연령과의 연관성이 없음 만성질환은 연령이 증가할수록 증가 급성호흡기질환은 주로 어린 연령층에 발생 홍역은 거의 1~4세에 발생하여 4세 이후에는 점차 감소하 다가 12~15세가 되면 거의 발생률이 0에 가까워짐 III. 역학적 연구방법(6) – 성별 • 사망률 – 남자가 높으나 질병의 이환률은 여자가 높음 – 참고) 이환율 » 어떤 기간(일반적으로 1년) 내에 발생한 환자수를 그 에 대응하는 인구로 나눈 비율 • 질병의 종류 – 여자 : 갑상선기능항진증, 당뇨병, 담낭염, 관절염, 백일해, 이질 등 – 남자 : 소화성 위궤양, 동맥경화성 심장질환, 발진티푸스 등 19 III. 역학적 연구방법(7) – 인종 • 질병의 종류 – 백인 : 유방암, 동맥경화성 심장질환 및 백혈병 등 – 흑인 : 결핵, 자궁경부암, 고혈압성 심장질환, 뇌혈관 질환, 매독 등 – 황인종에 비해 백인은 성홍열이 많음 • 인종적 원인 & 환경적 요인의 차이 20 III. 역학적 연구방법(8) – 사회계층 • 직업, 교육, 거주지, 수입 등을 고려한 인구 집단의 계층화한 개념으로 질병의 이환율이나 사망률에 밀 접한 관계 • 사회계층 ↓ 감염성 질환 ↑ • 사회계층 ↑ 비감염성 질환 ↓ (심근경색, 정신 병 등) – 직업 • 질병의 발생과 종류에 밀접한 관계 • 산업보건 21 III. 역학적 연구방법(9) • 2) 지역적 특성 – 범세계적(pandemic：범발적) • 독감 유행 – 전국적(epidemic) • 장티푸스 – 지방적(endemic：편재적) • 간디스토마 – 산발적(sporadic) • 렙토스피라증 22 III. 역학적 연구방법(10) • 3) 시간적 특성 – 추세변화(secular trend：장기변화) • 수십 년간 관찰하였을 때 질병이 증가 혹은 감소의 경향을 보이는 것 • 진단기술의 발전이나 질병 분류방법의 변화수도 있 음 • 예) 장티푸스(30~40년), 디프테리아(10~24년), 인 플루엔자(약 30년) 등 23 III. 역학적 연구방법(11) – 주기변화(cyclic change：순환변화) • 수년의 간격으로 질병의 발생이 반복되는 경우 • 인플루엔자 A(2~3년), 인플루엔자 B(4~6년), 백일 해(2~4년), 홍역(2~3년) 등 – 계절변화(seasonal change) • • • • • 24 넓은 의미의 주기변화 1년을 주기로 질병이 발생하는 것 여름철 : 소화기계 감염병(전염병) 겨울철 : 호흡기계 질병 유행성출혈열 : 6월말과 11월말 III. 역학적 연구방법(12) – 단기변화(short-term fluctuation) • 시간별, 날짜별 혹은 주 단위로 질병 발생양상이 변 화하는 것 • 급성감염병의 집단발생시 – 불규칙변화 • 외래감염병의 국내 침입시 돌발적으로 유행하는 경 우 • 콜레라 등 검역감염병 25 III. 역학적 연구방법(13) • 2. 분석역학(analytic epidemiology) – 단면적 연구 • 현재의 시점에서 연구 – 환자대조군 연구 • 현재의 결과에 대한 것을 과거에서 그 원인을 찾고 자 하는 것 • 후향적 연구(retrospective study) – 코호트 연구 • 전향성 코호트 연구 • 후향성 코호트 연구 26 III. 역학적 연구방법(14) 27 III. 역학적 연구방법(15) – 환자대조군연구 & 코호트연구 • 환자대조군 연구 : 주제를 질병유무에 따라 분류 • 코호트 연구 : 주제를 노출여부에 따라 분류 – 전향적 연구 & 후향적 연구 • 전향적 연구 : 연구시작 시점에서 앞으로 발생하는 자료를 이용 • 후향적 연구 : 이미 있는 과거자료를 이용 28 III. 역학적 연구방법(16) • 1) 단면적 연구(cross-sectional study) – 정의 • 원인요소와 질병을 동시에 조사하기 위하여 서로간 의 관련성을 보는 방법 • 상관관계연구(correlation study) • 접근방법 : 기술역학과 동일 • 목적 – 기술역학 : 어떤 구체적인 가설이 없는 상태에서 상황을 알아보기 위하여 시행 – 단면적 연구 : 구체적인 가설을 가진 상태에서 그 가설을 검증하기 위해 시행 29 III. 역학적 연구방법(17) 30 III. 역학적 연구방법(18) – 단면적 연구의 장점 • 환자대조군 연구나 코호트 연구에 비하여 시행하기 쉬움 • 단시간 내에 할 수 있어 경제적 • 어떤 사실을 찾거나 가설검증에 도움 – 단면적 연구의 제한점이나 단점 • 일정한 시점에서 조사를 하기 때문에 빈도가 낮은 질병이나 이환기간이 짧은 질병에는 부적절 • 상관관계만을 알 수 있을 뿐이며, 인과관계를 규명 하지는 못함 • 현재와 과거사항만을 주 대상으로 하므로 예측력이 낮음 31 III. 역학적 연구방법(19) • 2) 환자-대조군 연구(case-control study) – 정의 • 현재 이환되어 있는 환자군과 적절한 방법으로 선 정된 대조군을 대상으로 기술역학 등을 통하여 이 미 가설로 수립된 질병의 원인과 관계가 있으리라 고 생각되는 어떤요소(위험요소：risk factor)에 차 이가 있는지를 비교분석하는 방법 – 후향적 연구(retrospective study) 또는 기왕력 연구 • 현재 질병이 있는 집단이 과거에 어떤 속성이 있었 는지를 알아보는 것 32 III. 역학적 연구방법(20) – 비차비(odds ratio) • 코호트 연구에서의 비교위험도와 아주 비슷한 개념 • 질병을 갖고 있는 사람과 갖고 있지 않는 사람간의 위험요인 노출 여부(폭로 여부)에 대한 비의 비 33 III. 역학적 연구방법(21) 오즈비, 교차비, 비의비 • 폭로군이 비폭로군에 비해서 질병에 걸린 위험이 6 배 정도 높다. 34 III. 역학적 연구방법(22) – 환자대조군 연구의 장점 • • • • 연구가 비교적 용이, 저비용 연구 대상자가 적어도 연구 가능 발생이 적은 질환도 연구 가능 연구결과를 비교적 빠른 시일 안에 알 수 있음 – 환자대조군 연구의 단점 35 • 비교 요소 이외의 모든 조건이 비슷한 대조군 선정 이 어려움 • 연구에 필요한 정보가 과거 행위에 관한 것이므로 각종 편견이 발생할 수 있음 • 코호트 연구의 비교위험도 등을 구할 수 없고 비차 비에 의한 간접비교만을 할 수 있음 III. 역학적 연구방법(21) • 3) 코호트 연구(cohort study) – 정의 • 질병의 원인과 관련되어 있다고 생각되는 어떤 특 성을 가진 인구집단과 가지고 있지 않은 인구집단 을 계속 관찰하여 서로간의 질병의 발생률에 차이 가 있는가를 비교하는 방법 – 전향성 연구(prospective study) 또는 계획연구 • 건강집단에서 속성의 차이가 있는 집단을 대상으로 질병 발생을 향후(미래)에 판단하는 것 36 III. 역학적 연구방법(22) – 코호트 연구의 장점 • 질병 발생의 위험률을 직접 구할 수 있음 • 비교적 신뢰성이 높은 자료를 얻을 수 있음 • 한 번에 여러 가지 가설을 검증할 수 있음 – 코호트 연구의 단점 37 • 시간, 노력 및 비용이 많이 듬 • 많은 대상자가 필요하므로 발생률이 낮은 질병에는 부적절 • 연구대상자가 그 사실을 알게 되어 조사에 영향을 줄 수 있음 • 연구대상자가 사망하거나 이동하는 등 탈락될 수 있음 III. 역학적 연구방법(23) – (1) 코호트 연구의 분류 • 전향성 코호트 연구 – 연구시작시점에서 질병 발생의 원인이 되리라고 생각되는 요인에 노출된 집단과 노출되지 않은 집단을 구분하고 그 때부터 일정기간 동안을 추적 관찰하는 방법 – 현재 시점에서 미래의 어떤 시점까지 계속 관찰하여 원인 과 결과의 관계를 밝히는 것 38 III. 역학적 연구방법(24) • 후향성 코호트 연구 – 연구시작 시점에서 과거의 관찰시점으로 거슬러 가서 관 찰시점으로부터 연구시점까지의 기간 동안(30년간)에 질 병의 발생원인과 관련이 있으리라고 의심되는 요소를 갖 고 있는 사람들과 갖고 있지 않은 사람들을 구분한 후 기 록을 통하여 질병 발생을 찾아내는 방법 – 전향성 코호트 연구에 비해 연구시간이 적게 들고 비용도 적게 들기 때문에 많이 이용 – 후향성 코호트 연구는 과거의 기록이 잘 되어 있어야 하므 로 병원의 기록 등에 한정되어 실시 39 III. 역학적 연구방법(25) 40 III. 역학적 연구방법(26) – (2) 연구결과의 분석 • 비교위험도(relative risk：상대위험도) – 위험요인을 갖고 있거나 노출된 군에서의 질병 발생률 또 는 위험도를 노출되지 않은 군에서의 질병 발생률 또는 위 험도로 나눈 것 – 노출군이 비노출군에 비해 질병 발생위험이 몇 배나 더 높 은가를 나타내주는 것 41 III. 역학적 연구방법(27) 42 III. 역학적 연구방법(28) • 기여위험도(attributable risk) – 귀속위험도 – 위험요인이 질병 발생에 얼마나 기여했는지를 나타내는 것 – 위험요인에 노출된 집단에서의 질병 발생률에서 비노출된 집단에서의 질병 발생률을 뺀 것 43 III. 역학적 연구방법(29) • 3. 실험역학(experimental epidemiology) – 정의 • 실험적 방법을 사용하여 질병 발생의 원인을 규명 하려는 역학 • 실험은 실험자가 실험대상 또는 실험과정을 계획적 으로 통제 및 조작을 하고 그 조작이 원인이 되어 실 험대상에 어떤 반응이 나타나는가를 주의 깊게 관 찰하는 것 44 III. 역학적 연구방법(30) – 장점 • 인과관계에 대해 정확하고 결정적인 정보를 줌 – 단점 • 사람을 대상으로 하는 역학에서는 윤리적인 이유로 적용할 수 없는 경우가 거의 대부분 • 사람에 대한 실험은 먼저 동물실험을 통해 효과가 입증되고 부작용이 없었던 경우에 한하여 실시 45 III. 역학적 연구방법(31) • 실험역학의 분류 – 실험실 실험 » 역학에서 거의 사용하지 않는 방법 – 임상실험(clinical trial) » 임상의학에서도 널리 쓰는 연구방법으로 새로운 처치 방법이나 치료약품 등의 효과 및 효능 등을 규명하기 위하여 환자를 대상으로 연구하는 것 » 실험역학에서 가장 많이 사용하는 방법 – 지역사회예방사업 효과측정실험(community intervention) » 위험요인을 제거하거나 또는 생활태도를 변화시켜 대 상 질병이 감소되는지를 규명하는 것 » 집단을 대상으로 실시 46 IV. 역학조사시 고려사항(1) • 1. 실험군과 피실험군(대조군)의 주관적 요 인 배제 – 맹검법 (blind method) • 신약의 임상 시험에서 위약(placebo)을 투여하는 대 조군을 두는데 어느 것이 가약인지 실험자 또는 피 실험자가 모르게 하는 시험법 • 단순 맹검법 – 피실험자만 모르게 하는 방법 • 이중 맹검법 – 실험자와 피실험자 모두 모르게 하는 방법 47 IV. 역학조사시 고려사항(2) • 2. 진단검사의 오차 – 신뢰도와 타당도 • 신뢰도(reliability) – 같은 대상에 대해 반복적으로 적용되어진 기법이 매번 같 은 결과로 귀결되는지의 여부를 말하는 정도 – 측정도구가 측정하고자 하는 현상을 일관되게 잘 측정하 였는가를 판단하는 기준이 되는 척도 – 정밀도(precision) • 타당도(validity) – 측정하고자 하는 개념이나 대상의 속성을 얼마나 실재에 가깝게 잘 표현, 측정하였는가를 말하는 정도 – 정확도(accuracy) 48 IV. 역학조사시 고려사항(3) – 오차의 종류 • 관찰오차(observer error) – 조사자의 잘못된 관찰에서 발생 • 표본오차 – 개체의 특성에 따른 개체변동(individual variation), 편견 (bias) 등으로 구별하거나 또는 모집단을 전부 조사하지 못한 경우 발생 • 비표본오차 – 조사자의 편견, 측정단위의 통일성 결여 등 표본과 관계없 이 발생 49 IV. 역학조사시 고려사항(4) • 3. 진단검사의 타당성과 신뢰성 – 민감도 • 질병이 있는 사람을 검사하여 양성으로 판정된 비 율 – 특이도 • 건강한 사람을 검사하여 음성으로 판정된 비율 – 검사법의 타당성(validity) • 민감도와 특이도에 의하여 결정되는데. 이 두 가지 가 모두 높을 때 그 검사법의 타당성이 인정 50 IV. 역학조사시 고려사항(5) 51 IV. 역학조사시 고려사항(6) • 발생률과 유병률 – 발생률 • 특정 기간 동안에 일정한 인구집단에서 새로 발생 된 환자수의 크기를 반영해주는 비율 – 유병률 • 어떤 시점에서 일정한 집단 안에 현재 질병에 걸려 있는 환자가 얼마나 있는가를 나타내는 비율 질병 이환기간이 짧을 때는 발생률과 유병률 이 거의 같음(그 질병 이환기간 동안) 52 V. 역학연구의 사례(1) • 1) John Snow의 콜레라 연구 – “On the communication of cholera” 발표 • 영국 런던에서 발생한 콜레라 원인규명을 위한 연 구결과 • 역학연구의 고전 – 결론 • • • • 53 콜레라는 식수를 통하여 전파 그 원인이 되는 성분은 환자의 위장관을 통해 배설 콜레라를 일으키는 병원독(morbid poison)이 있음 이 병원독은 증식 능력이 있는 것 같음 V. 역학연구의 사례(2) • 2) Goldberger의 펠라그라(pellagra) 연구 – 펠라그라 • 나이아신(niacin) 결핍증 • Casal(스페인, 1735년) – 나병의 일종으로 분류 • Goldberger(미국 보건성, 1914년) – 영양결핍증이라는 것이 임상실험으로 입증 54 V. 역학연구의 사례(3) • 3) Doll 등의 흡연과 폐암에 관한 연구 – Doll과 Hill 및 Hammond와 Horn 등(미국) • 담배와 폐암은 통계적 유의성이 있으며 • 흡연군에서도 흡연량이 많을수록 폐암의 비교위험 도가 높다는 용량-반응관계의 성립을 입증 • 1960년대 이후의 비전염성 질환에 대한 역학적 연 구들이 크게 발전하는 계기 55