▒ 접수 ▸ 2011년 6월 23일 수정 ▸ 2011년 7월 27일 채택 ▸ 2011년 8월 3일
▒ 교신저자 이시우, 대전시 유성구 전민동 461-24 한국한의학연구원
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성격점수를 이용한 ROC-curve 기반 사상체질 분류 방법에 대한 연구
김호석, 장은수, 김상혁, 유종향, 이시우
한국한의학연구원A Study on Sasang Constitutional Classification Methods based on ROC-curve using the personality score
Hoseok Kim, Eunsu Jang, Sanghyuk Kim, Jonghyang Yoo, Siwoo Lee
Korea Institute of Oriental MedicineObjectives : Sasang typology is extensively studied for the Sasang constitution diagnosis objectification with various data, for example, questionaires, reference materials , etc and analyzed with the several statistical methods. In this study, we used ROC-curve (Receiver Operating Characteristic curve) analysis to diagnose Sasang constitution, which is a kind of epidemiologic research methods and is away from traditional statistical methods.
Methods : We collected personality questionnaire which consists of 15 items, from 24 oriental medical clinics. We analyzed the sensitivity and specificity using ROC curve method based on the score of personality questionnaire and also investigated classification accuracy and cut-off value of Sasang constitution.
Results : The AUC (area under the ROC curve) value was 0.508 (p=.5511) for Taeeumin, 0.629 (p<.0001) for Soeumin and 0.604(p<.0001) for Soyangin, respectively. so the classification accuracy for Soeumin was highest Soeumin for over 30 points and Soyangin for below 28 points respectively.
Conclusions : We suggest that Taeeumin is not classified easily in the ROC-curve analysis. We may classify Soeumin and Soyangin but the accuracy of Sasang constitutional diagnosis is still low
Keywords : ROC-curve, Sasang constitution, Sensitivity, Specificity
Ⅰ. 서론
사상의학에서는 환자를 치료하는데 있어서 사람의 유형을 태음인, 소음인, 소양인, 태양인으로 분류하고 있는데 이제마는 「동의수세보원」에서 사람은 네 가 지 체질 중 하나로 태어나게 된다고 하였고 각 체질마 다 겉으로 드러난 몸의 형체와 내부 장기의 대소강약 이 사람마다 모두 다를 뿐만 아니라 내면의 성품조차
도 체질에 따라 큰 차이가 있다고 본다. 이에 따라 사 람의 건강상태와 질병의 유형에 차이가 있으며 각각 의 체질이 다른 만큼 그 체질에 맞는 약재와 건강관리 가 필요하다고 하였다.1) 체질을 분류하는 방법으로는 체형기상, 용모사기, 성질재간, 병증약리의 4가지 기 준에 의해서 체질을 분류한다고 하였는데, 여기서 체 형기상은 신체적 특징, 용모사기는 전반적인 이미지 및 얼굴의 모습, 성질재간은 심리적인 특징, 병증약리 는 생리적 특징 및 질병상태를 말한다.
그러나 동의수세보원에서 제시한 체질진단의 방법 은 사상체질에 대한 이해와 임상 경험이 필요하며 진 단하는 사람의 주관적 견해가 많이 개입되어 실제 임 상에서 체질을 분류하는데 많은 어려움이 있어 이에
따라 체질진단의 객관화 작업이 활발하게 이루어지고 있다. 이러한 체질진단의 객관화 연구를 위하여 한방 병원, 연구원, 대학교등에서 설문지, 계측자료등 많은 데이터를 수집하여 여러가지 통계적 기법을 활용하여 연구를 실시하였다. 이때 사용하는 분석방법으로는 two sample t-test, ANOVA, 상관분석, 회귀분석, 요 인분석, 비모수검정, 신뢰도분석, 일치도분석, 판별분 석, Chi-square test 등 여러가지 통계기법을 사용하 여 연구가 진행되어져 왔으나2-10) 역학연구방법의 일 종인 ROC-curve를 활용한 방법은 지금까지 체질객 관화 연구에서 사용되지 않았다.
Receiver Operating Characteristic(ROC) - Curve는 수신자 판단 특성 곡선이라고도 불리우며 1960년대부터 의학 분야에서 사용되기 시작하였고 최근에는 체육, 보건, 교육 등 다양한 분야에 적용되 고 있다. 좋은 진단기법이란 질병이나 증상이 있는 사 람들을 양성으로 진단하고 그렇지 않은 사람들을 음 성으로 진단할 확률이 높은 것을 말한다. 병원이나 현 장에서 검사를 실시하였을 때 검사결과를 받아보면 결과가 ‘이다’ 혹은 ‘아니다’로 간단히 나오지만 실제 임상 데이터를 살펴보면 결과수치가 연속형 숫자로 나타난 경우가 대부분이다. 이렇게 연속형 숫자로 나 타난 결과수치를 보고 어떠한 기준에 의해서 양성인 지, 음성인지 판단을 하여야 하는데 그 기준을 어떻게 정하는지에 따라서 진단의 정확도가 높아지거나 낮아 질 수 있다.
이렇게 양분된 결과를 가지는 진단이나 테스트에서 기준이나 절단값(Cut off value)을 예측하고 정확도 를 판단하기 위하여 민감도(Sensitivity)와 특이도 (Specificity)라는 두 가지 지표를 사용하는 ROC - curve 분석방법을 이용하고 있다. 민감도는 어떤 현 상을 긍정으로 판정하였을 때 그 판정이 옳을 확률을 의미하고 특이도는 어떤 형상을 부정으로 판정하였을 대 그 판정이 옳을 확률을 의미한다. ROC-curve에 서 가장 정확한 절단값은 민감도와 특이도 값이 최대 가 되는 곡선의 좌측 상단 모서리가 된다. 이는 절단 값의 변함에 따라 달라지는 민감도와 특이도의 교환 을 통하여 최적의 절단값을 찾아내는 것이다. 이렇게 최적의 절단값으로 대상을 분류를 하였을 때 대상자 들의 분류 정확도는 ROC-curve의 아래쪽 면적을 통 하여 구할 수 있는데 이를 AUC(area under the ROC curve)라 부르며 AUC의 면적의 값이 1에 가까울수
록 완벽한 검사임을 나타내지만 0.5에 가까우면 쓸모 없는 검사임을 나타낸다. AUC 값에 따라 비정보적 (AUC=0.5), 덜 정확한(0.5<AUC≦0.7), 중등도의 정 확한(0.7<AUC≦0.9), 매우 정확한(0.9<AUC<1), 완 벽한 검사(AUC=1)로 나타낼 수 있다.11~15)
본 연구에서는 사상체질에서 체질을 분류하는 네 가지 진단방법 중에서 성정에 관한 설문지를 활용하 여 ROC-curve를 이용한 체질 분류를 시도하였고 이 에 결과를 보고하고자 한다.
Ⅱ. 연구대상 및 방법
1. 연구대상
2007년부터 2010년까지 24개의 전국 한방병원과 한의원에 내원한 환자 중에서 임산부를 제외하고 신 체적, 정신적으로 큰 질병이 없어 연구 참여가 가능한 사람들 중에서 체질이 확실하다고 판단되어진 2212 명 중에서 만 20세 이상 80세 미만 중 태양인 54명을 제외한 2042명을 대상으로 연구를 실시하였다.
2. 연구방법
1) 체질진단
체질진단은 사상체질 전문의 혹은 인정의로서 5년 이상의 체질 임상 경력이 있고 체질처방 사용 비율이 90% 이상인 한의사가 대상자를 진료하여 최소 4회 이상 체질을 확인하였고, 같은 체질 처방 60첩 이상을 복용하여 부작용이 없고 증상에서 호전반응이 있는 경우에 한해 대상자의 체질을 해당 체질로 판단하였다.
2) 성격설문
성격설문지는 사상체질과 교수를 비롯한 전문의 등으로 이뤄진 전문가위원회에서 동의수세보원의 사 상인변증론과 임상경험을 바탕으로, 적극성, 활동성, 과단성, 외향성 등을 중심으로 양적 성향과 음적 성향 을 체크할 수 있는 15개의 문항으로 구성되었다.16~17) 설문지 문항의 내적 일관성을 알아보기 위해 Cronbach's α 계수를 이용하여 살펴본 결과 계수의
문 항
1. 성격이 대범하신가요? 섬세하신가요? 대범 ① ② ③ 섬세
2. 행동이 빠른 편인가요? 느린 편인가요? 빠르다 ① ② ③ 느리다
3. 매사에 적극적인가요? 소극적인가요? 적극적 ① ② ③ 소극적
4. 말 또는 표현을 대놓고 하는 편인가요? 돌려서 하는 편인가요? 직접 ① ② ③ 간접
5. 포기가 빠른가요? 느린가요? 포기빠름 ① ② ③ 포기느림
6. 성격이 외향적인가요? 내성적인가요? 외향 ① ② ③ 내성
7. 평소 활동적인 편인가요? 조용한 편인가요? 동적 ① ② ③ 정적
8. 결정을 쉽게 하는 편인가요? 어려움을 겪는 편인가요? 쉽게 ① ② ③ 어렵게
9. 남성적인 편인가요? 여성적인 편인가요? 남성적 ① ② ③ 여성적
10. 감정의 변화가 큰 편인가요? 적은 편인가요? 참을성부족 ① ② ③ 잘참음
11. 참을성이 부족한 편인가요? 잘 참는 편인가요? 큰편 ① ② ③ 적은편
12. 속 이야기를 잘 드러내는 편인가요? 좀처럼 드러내지 않는 편인가요? 잘드러냄 ① ② ③ 안드러냄
13. 자기 의견을 잘 표현하는 편인가요? 표현하지 않는 편인가요? 잘표현 ① ② ③ 표현안하는편
14. 가끔 흥분하는 편인가요? 이성적으로 처리하는 편인가요? 가끔흥분 ① ② ③ 이성적
15. 덜렁대는 편입니까? 꼼꼼한 편입니까? 덜렁 ① ② ③ 꼼꼼
<Table 1> Personality questionnaire items
N(%)
Category Age
20~29 30~39 40~49 50~59 60~69 70~79 total
Total
Taeeum 96 (12.0) 131
(16.3) 190 (23.7) 174
(21.7) 138 (17.2) 73
(9.1) 802 (100) Soeum 57
(10.5) 120 (22.1) 126
(23.3) 118 (21.8) 79
(14.6) 42 (7.8) 542
(100) Soyang 75
(10.7) 139 (19.9) 169
(24.2) 148 (21.2) 113
(16.2) 54 (7.7) 698
(100) total 228
(11.2) 390 (19.1) 485
(23.8) 440 (21.6) 330
(16.2) 169 (8.3) 2042
(100)
Male
Taeeum 41 (12.5) 54
(16.5) 61 (18.7) 81
(24.8) 59 (18.0) 31
(9.5) 327 (100) Soeum 23
(12.9) 32 (18.0) 45
(25.3) 37 (20.8) 26
(14.6) 15 (8.4) 178
(100) Soyang 28
(12.0) 46 (19.7) 56
(23.9) 48 (20.5) 34
(14.5) 22 (9.4) 234
(100) total 92
(12.5) 132 (17.9) 162
(21.9) 166 (22.5) 119
(16.1) 68 (9.2) 739
(100)
Female
Taeeum 55 (11.6) 77
(16.2) 129 (27.2) 93
(19.6) 79 (16.6) 42
(8.8) 475 (100) Soeum 34
(9.3) 88 (24.2) 81
(22.3) 81 (22.3) 53
(14.6) 27 (7.4) 364
(100) Soyang 47
(10.1) 93 (20.0) 113
(24.4) 100 (21.6) 79
(17.0) 32 (7.0) 464
(100) total 136
(10.4) 258 (19.8) 323
(24.8) 274 (21.0) 211
(16.2) 101 (7.8) 1303
(100)
<Table 2> Age and gender distribution according to the constitutional status
값이 0.798로 설문 문항에 대한 내적 일관성이 확보 되었다.
성격설문지의 점수는 왼쪽 답변을 1점, 보통을 2점, 오른쪽 답변을 3점으로 하여 15개 문항을 전부 합하 였을 때 최소 15점, 최대 45점의 점수로 구성하였고 모두 합산한 점수를 ‘성격점수’로 정의하였다.<Table 1>
3) 자료분석
모든 자료분석은 SPSS 17.0K 프로그램과 MedCalc 통계 프로그램을 이용하여 분석을 하였다.
대상자의 현황을 살펴보기 위하여 빈도(%)를 살펴보 았고 체질에 따른 성격점수의 차이를 살펴보기 위하 여 ANOVA test를 실시한 후 사후검정으로 Scheffe test를 실시하였다. 성격점수를 이용하여 체질을 분류 하는 방법으로는 민감도와 특이도를 이용한 ROC-curve 분석방법을 사용하였다.
3. 연구결과
1) 대상자 현황
연구대상자의 현황을 살펴보면 전체 2042명 중에 서 남녀의 분포를 살펴보면 남자 739명(36.2%), 여자 1303명(63.8%)이고 체질별로 태음인 802명 (39.3%), 소음인 542명(26.5%), 소양인 698명 (34.2%)이다. 성별에 따른 체질분포를 살펴보면 남자 739명 중 태음인 327명(44.2%), 소음인 178명
(32.8%), 소양인 234명(31.7%)이고 여자 1303명 중 태음인 475명(36.5%), 소음인 364명(27.9%), 소양 인 464명(35.6%) 이다. 연령대 분포는 20대 228명 (11.2%), 30대 390명(19.1%), 40대 485명(23.8%), 50대 440명(21.6%), 60대 330명(16.2%), 70대 169 명(8.3%)으로 조사되었다.<Table 2>
Category N Mean SD F p-value Scheffe Taeeum A) 801 29.55 5.98
51.08 .000 C<A<B Soeum B) 540 31.66 6.12
Soyang C) 696 28.18 5.96 Total 2037 29.64 6.16
<Table 3> Comparing the differences of personality scores according to the constitution
Category Cut-off
point Sensitivi
ty(%) Specifici
ty(%) AUC
Taeeum vs non-Taeeum - - - 0.508
(0.482-0.533) Soeum vs non-Soeum >29 65.74 53.84 0.629*
(0.602-0.657) Soyang vs non-Soyang <=28 53.16 63.09 0.604*
(0.578-0.629)
* : p<0.0001
<Table 4> ROC-curve analysis according to constitution
2) 체질에 따른 성격점수의 차이 비교
체질에 따른 성격설문지 점수의 차이가 나타나는지 살펴보기 위하여 분산분석 (ANOVA)을 실시한 결과 세 체질간에 유의한 차이(p<0.000)가 나타났다. 그리 고 어떠한 체질에서 차이가 나타나는지를 확인하기 위하여 사후검정으로 Scheffe test를 실시하였는데 소양<태음<소음 순서으로 세 그룹으로 체질이 나뉘 어졌다. 소음인의 점수평균이 31.66로 높게 나타났고 소양인의 점수평균이 28.18로 낮게 나타났음을 알 수 있다.<Table 3>
3) ROC-curve를 이용한 체질분류 분석결과 ROC-curve를 이용한 체질분류는 ROC-curve의 특성상 양분된 결과를 가지는 분류에 대하여 민감도, 특이도를 이용하여 분석을 하는 것이기 때문에 체질 을 양분화 작업을 하여 태음인 VS 비태음인, 소음인 VS 비소음인, 소양인 VS 비소양인으로 구분하여 ROC-curve 분석을 실시하였다.
ROC-curve 분석에서 곡선아래의 면적인 AUC는 대상자들의 분류 정확도를 나타내는데 태음인을 분류 하였을때 AUC값은 0.508(p=.5511)이고 소음인은 0.629(p<.0001), 소양인은 0.604(p<.0001) 로 소음 인의 분류 정확도가 가장 높게 나타났다. 유의하게 나 온 소음인과 소양인의 성격점수의 절단값은 소음인은 30점에 민감도는 65.74%, 특이도는 53.84% 이며 소 양인은 28점에 민감도 53.16%, 특이도 63.09%를 나 타냈다.<Table 4><Fig. 1-4>
Ⅲ. 결론 및 고찰
본 연구에서는 사상의학의 체질진단을 진단하는 방법 중에서 성격을 이용하여 체질을 분류하는 방법 을 제시하고 있다. 전국 한방병원과 한의원에서 체질 이 확실하고 진단되어진 사람들을 대상으로 15개 문 항으로 이루어진 성격설문지를 작성하게 하여 대상자 에 대한 성격점수를 구하였다. 먼저 구해진 성격점수 를 이용하여 체질간 성격점수의 차이를 살펴본 결과 체질간에 성격점수의 차이가 나타남을 알 수 있었고 그 차이는 소양인 < 태음인 < 소음인 순서로 소음인 이 높은 값을 보였고 소양인이 낮은 값을 보였다.
ROC-curve는 어떠한 대상을 분류하는데 있어서 구분하려는 변수를 여러 절단값으로 나누어 각각의 절단값에 민감도와 1-특이도를 구하여 그래프로 표 현하는 방법이다. 여기서 민감도는 어떤 현상을 긍정 으로 판정하였을 때 그 판정이 옳을 확률을 의미하고 특이도는 어떤 현상을 부정으로 판정하였을 때 그 판 정이 옳을 확률을 의미한다. 본 연구에서는 어떤 현상 에 체질을 적용하고 구분하려는 변수에 성격점수를 적용하여 체질을 분류해 보고자 하였다. 이 방법은 양 분된 결과에 대하여 절단값과 분류의 정확도를 판단 하기 때문에 체질을 태음인 VS 비태음인, 소음인 VS 비소음인, 소양인 VS 비소양인으로 구분하여 분석을 실시하였다.
태음인의 결과에서 ROC-curve의 그래프를 살펴 보면 직선에 가깝게 그려졌음을 알 수 있다.
ROC-curve의 AUC 값은 1에 가까울수록 완벽한 검 사임을 의미하고 0.5에 가까울수록 쓸모없는 검사임 을 의미하는데 이 그래프에서 나타난 AUC값은 0.508으로 성정점수로는 태음인을 분류하기가 힘듦 을 알 수 있다. 이는 태음인의 성격점수의 현황을 살 펴보면 15~45점의 중심인 30점을 근처로 좌우가 균 형있게 분포되어있어 어떠한 특징을 찾아내기 어려워 분류가 안됐다고 생각할 수 있다.<Fig. 4>
소음인 VS 비소음인의 결과에서는 AUC값은 0.629의 값을 나타내고 이때의 분류 절단값으로 >29 점으로 나타났는데 이는 30점 이상에서 소음인으로 분류할 가능성이 높음을 알 수 있다. 그리고 소양인 VS 비소양인의 결과에서는 AUC값이 0.604이고 분
<Fig. 1> Taeum's sensitivity and specificity curves, and ROC-curve
<Fig. 2> Soeum's sensitivity and specificity curves, and ROC-curve
<Fig. 3> Soyang's sensitivity and specificity curves, and ROC-curve
<Fig. 4> Distribution of personality scores according to constitution
류 절단값으로 <=28점으로 28점 이하에서는 소양인 으로 분류할 가능성이 높음을 나타낸다. 이는 소음인 과 소양인의 성정점수분포 현황을 살펴보면 알 수 있 는데 소음인들의 성정점수 분포가 높은 쪽으로 기울 어져 있고 소양인들의 성정점수는 낮은 쪽으로 기울 어져 있음에서 예측할 수 있다.<Fig. 4> 그러나 소음 인과 소양인의 ROC-curve 분석결과에서 나타난 절 단값으로 체질을 분류하였을 때 체질진단의 정확도가 60% 정도로 낮게 나타나는데 이는 AUC값이 0.600 으로 분류의 정확도가 기준으로 살펴보았을 때 낮은 분류 정확도를 보이기 때문이다.
체질별 성격점수 분포 현황을 살펴보면 체질별 성 격설문지 응답의 경향을 확인할 수 있는데 태음인은 응답지에서 보통을 많이 체크하거나 아니면 좌우 균 일하게 체크를 하고 소양인은 답안의 왼쪽 부분을 소 음인은 답안의 오른쪽 부분을 많이 체크하는 경향을 보임을 알 수 있다. 그리고 응답빈도를 살펴보면 소음 인은 답변을 ③쪽으로 6, 10, 12, 15번 문항이 50%
이상 답변을 하였고 소양인은 ①쪽으로 2, 3, 14번 문 항에 50%이상 답변을 보이고 있다. 이들 문항은 소음 인과 소양인의 성격특징과 유사한 결과는 보여준다.
ROC-curve 분석방법으로 체질을 분류하여 보았 을 때 태음인은 성격점수로는 체질을 분류하기가 어 렵고 소음인과 소양인은 분류가 가능은 하지만 진단 의 정확도가 떨어져서 신뢰하기 힘든 결과를 보여준 다. 이는 성격설문지의 특성상 설문을 응답하는 대상 자의 주관적인 생각을 바탕으로 답변이 이루어지기 때문에 정확한 판단이 어렵다고 여겨진다. 향후 연구 과제로는 지금처럼 대상자 전체에 대하여 체질을 분 류하는 분석을 실시하는 것이 아니라 성별 및 연령등 대상자들의 특성을 고려하여 분석을 할 필요가 있다.
그리고 체질에 따른 성격의 특성을 정확하게 분류할 수 있는 설문지의 개발과 주관적 성향이 강한 성격설 문지에 BMI, 임상자료 같은 객관적인 자료를 추가하 여 분석을 시도해 보는 것이다.
본 연구에서는 체질을 분류에 있어서 좋은 결과는 나오지 않았지만 체질을 분류하는 방법에 있어서 그 동안 사용되어진 판별분석, 주성분분석, 군집분석등 의 통계방법을 사용한 것이 아니라 ROC-curve라는 새로운 방법을 시도하였다는데 의의를 두고 있다.
감사의 글
이 논문은 정부(교육과학기술부)의 재원으로 한국 연구재단과(No.20100020618) 2011년도 한국한의 학연구원 기관고유 사업의 지원을 받아 수행된 연구 입니다. (No. K11070).
