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의료기관 및 기업, 논문에서 활용되는 일치도분석_Bland-Altman plot 개념 및 분석 방법_통계분석

의료기관 및 기업, 논문에서 활용되는 #일치도분석 에 대해서 알아보자!!!!

 

■ 일치도분석(Bland-Altman plot)이란?

두 가지 이상의 측정 방법이나 평가자 간의 결과가 얼마나 일치하는지 평가

의학, 생명과학, 심리학, 교육학, 기업 등 다양한 분야에서 활용

동일한 변수를 두 방법으로 측정한 자료의 일치도를 평가하는 수단으로 널리 사용

관찰치 간 불일치(bias)정도, 이상값 유무, 자료의 추세 등을 파악하는데 매우 유용

bias의 신뢰구간을 계산할 수 있음

□ 주요목적

새로운 검사법의 신뢰성 평가, 서로 다른 평가자 간의 일관성 확인, 기존 검사법과 새로운 검사법의 비교

□ 대응표본 t 검정과 다른점

동일한 개체에 2회 측정한 자료는 짝을 지어서 대응표본 t 검정을 사용하는 것인데 이 방법은 “평균 차이가 0 이다”는 귀무가설을 검정

검정 결과는 두 측정 방법 간에 차이가 없다는 것이지 두 측정 결과가 일치한다는 것을 의미하는 것이 아님

□ 일치도분석 방법

 

카파 검정: 범주로 구분되는 명목형 변수에 대한 평가자 간 일치도 측정, 우연에 의한 일치 가능성을 보정한 일치도 측정(-1~1 사이의 값, 1에 가까울수록 높은 일치도)

켄달 일치도: 순위형 데이터에서 다수의 평가자 간 일치도 평가(3명 이상의 평가자가 있을 때 사용, (0~1사이의 값, 1에 가까울수록 높은 일치도)

급내상관: 연속형 변수에 대한 평가자 간 일치도 측정, 전체 분산 중 평가자 간 분산이 차지하는 비율(0~1사이의 값, 1에 가까울수록 높은 일치도)

Bland-Altman Plot: 두 측정방법 간의 일치도를 시각화, 체계적 비체계적 오차 시각적 확인 가능, 측정값의 크기에 따른 일치도 변화 패턴 파악 용이

 

□ 일치도분석 적용분야

⊙ 의료 및 생명과학 분야

의료 분야에서의 일치도 평가는 진단 도구나 평가 방법이 얼마나 일관되게 동일한 결과를 도출하는지 측정하는 중요한 과정

특히, 진단 검사나 치료 평가에서 일치도는 환자의 정확한 진단과 적절한 치료에 매우 중요한 영향을 미침

▶ Bland-Altman 활용

의료 및 임상 연구(진단기기 비교, 실험실 검사 결과 비교, 임상적 유효성 평가)

- 진단기기 비교 : 새로운 의료 장비의 측정값이 기존 장비와 얼마나 일치하는지를 확인하는 데 사용할 수 있다. 혈압계, 심전도 모니터, 혈당 측정기 등 다양한 기기 간의 정확성 비교에 유용하다.

- 실험실 검사 결과 비교 : 새로운 혈액 검사 방법이 기존 방법과 얼마나 일치하는지 또는 임상 시험에서 두 가지 실험법이 동일한 결과를 산출하는지 평가할 때 사용할 수 있다.

- 임상적 유효성 평가 : 약물의 농도를 측정하는 방법이나 환자의 건강 상태를 평가하는 두 가지 방법 간의 일관성을 확인하는 데 사용할 수 있다.

 

생체 계측학(생체 신호 분석, 심리 및 행동 연구)

- 생체 신호 분석 : 심박수, 혈압, 산소 포화도 등 생체 신호를 측정하는 장비 또는 방법 간의 일치도를 확인할 때 사용할 수 있다.

- 심리 및 행동 연구 : 두 가지 심리학적 측정 방법이 동일한 개념을 얼마나 일관되게 측정하는지 검증할 때도 사용할 수 있다.

 

영양 및 운동 과학 (신체 계측기 비교, 운동 테스트 평가)

- 신체 계측기 비교 : 체성분 분석기 간의 비교나, 체지방률, 근육량 등과 관련된 측정값들이 일치하는지 평가하는 데 사용할 수 있다.

- 운동 테스트 평가 : 두 가지 심폐 기능 테스트나 체력 평가 방법 간의 일치성을 확인할 때 사용할 수 있다.

 

 공학 및 장비 개발(기계 및 장비 측정 비교)

- 기계 및 장비 측정 비교 : 두 가지 센서 또는 측정 장비의 측정값이 얼마나 일치하는지 확인하기 위해 사용될 수 있다. 특히 새로운 기술 개발 단계에서 두 가지 측정 방법의 차이를 검증하는 데 사용할 수 있다.

 

  심리학 및 교육학 연구

- 심리학 및 교육학 연구: 두 가지 심리 검사도구나 교육 평가 도구 간의 일관성을 분석하는 데 사용할 수 있다. 동일한 개념을 측정하는 여러 평가 도구가 있을 때 그 결과가 일치하는지 평가하는 데 유용하다.

⊙ 기업 활용 분야

주로 두 가지 측정 방법 간의 일치도를 평가하는 데 사용되며, 기업 환경에서도 다양한 방식으로 활용될 수 있고, 의사결정 개선에 유용

새로운 시스템 도입, 품질 검사 장비 비교, 고객 만족도 조사 방식 비교 등 여러 상황에서 사용될 수 있으며, 두 가지 방법 간 차이가 실질적으로 중요한지 여부를 평가

▶ Bland-Altman 활용

  • 품질 관리 및 제품 테스트 : 한 제조 회사가 두 개의 서로 다른 검사 장비를 사용해 같은 제품을 검사한다고 가정할 때 두 장비가 동일한 결과를 내는지, 혹은 측정값 간에 일정한 차이가 있는지 평가할 수 있다.장비 간 일치도를 확인하여, 두 장비를 모두 사용할 수 있을지 혹은 한 장비가 더 정확한지 평가하는 것이다.​
  • 고객 만족도 조사 방식 비교 : 회사가 고객 만족도를 온라인 설문조사와 전화 인터뷰를 통해 수집했다고 가정할 때 두 방법에서 수집된 고객 만족도 점수가 일치하는지 평가할 때 사용할 수 있다.​
  • 새로운 측정 도구 또는 시스템 도입 : 기업이 기존 회계 시스템을 새로운 소프트웨어로 대체하려고 한다면, 두 시스템에서 생성된 데이터의 정확성과 일치도를 평가해야 한다. 이때 Bland-Altman 분석을 통해 새로운 시스템이 기존 시스템과 얼마나 일치하는지 분석할 수 있다.
  • 제품 수명 주기 평가 : 기업이 제품의 수명을 평가할 때, 두 가지 방법(예: 실험실 테스트와 현장 테스트)을 사용하여 수명을 측정할 수 있다. 두 테스트가 동일한 결과를 제공하는지 확인하여 신뢰할 수 있는 수명 측정 방법 선택한다.
  • 가격모델 검증 : 기업이 새로운 가격 모델을 개발하여 기존의 가격 모델과 비교하고자 할 때 두 모델이 얼마나 일치하는지 평가할 수 있다.​​
  • 서비스 성과 측정 도구 비교 : 기업에서 기존 성과 평가 도구와 새로운 도구를 비교하고, 두 도구가 얼마나 일치하는지 평가할 때 사용할 수 있다.​​

□ Balnd-Altman 분석 방법

 

사례1 분석방법 확인하기

 

1. 두 측정 방법 차이 계산

2. 두 측정 방법 평균 계산

3. 차이 평균(bias)계산

4. 차이 표준편차 계산

5. 95% 일치한계 계산

 

평균차이(Bias)

  • 0.013으로 0에 매우 가까워, 두 측정 방법 간에 체계적인 차이가 거의 없음을 의미함
  • 표준진단기기가 새로운 진단기기 보다 평균적으로 0.013 단위 더 높게 측정하는 경향 있음

표준편차

  • 두 측정 방법 간 차이의 변동성으로 값이 작을수록 두 방법의 일치도가 높고, 측정 단위와 임상적 중요성에 따라 변동성 허용 가능 여부 결정

 

95% 일치한계(LoA)

  • 두 측정 방법 간 차이의 95%가 상한 0.317과 하한 -0.291 범위 내에 있을 것으로 예상
  • 대부분의 경우(95%), 표준 진단기기 방법은 새로운 진단기기 방법보다 0.291단위 낮게, 0.317단위 높게 측정할 수 있음
  • 두 기기 간의 측정값이 일관된 경향을 나타냄

이 분석 결과는 새로운 기기가 기존 표준 기기와 일치된 결과를 제공하는지 검토할 때 중요한 정보를 제공한다. 평균 차이가 거의 없고 일치한계도 ±0.3 단위 내에서 비교적 좁은 범위에 안정적이므로, 새로운 진단 기기는 실질적으로 기존 기기와 유사한 정확도를 제공한다고 볼 수 있다.

새로운 진단 기기는 기존 기기와 일관된 결과를 내므로, 임상 현장에서 기존 기기의 대안으로 사용할 가능성이 크다. 특히, 기기가 더 저렴하거나, 편리하게 사용할 수 있다면, 표준 기기 대신 새로운 기기를 사용하는 것이 적절할 수 있다.

결론적으로, 이 분석을 통해 새로운 진단 기기가 기존 표준 기기와 거의 일치하는 성능을 보인다는 것을 알 수 있었으며, 이를 바탕으로 새로운 기기의 임상 적용 가능성을 충분히 고려할 수 있다.

 

사례2 분석방법 확인하기

 

1. 두 측정 방법 차이 계산

2. 두 측정 방법 평균 계산

3. 차이 평균(bias)계산

4. 차이 표준편차 계산

5. 95% 일치한계 계산

 

평균차이(Bias)

  • 두 평가 간 평균차이는 4.82로 전반적으로 상사평가가 동료평가보다 4.82점 더 높음

표준편차

  • 두 평가자 간 차이의 변동성으로 값이 작을수록 두 평가의 일치도가 높음

일치한계(LOA)

  • 95%신뢰 구간에서 상사평가가 동료평가에 비해 최대 7.78점 높거나 최소 1.86점 높을수 있다는 것을 의미

 

95% 일치한계(LoA)

  • 대부분 데이터가 일치한계 내에 분포하여 두 평가 간 차이가 대부분 일관되게 유지됨을 의미
  • 몇몇 데이터가 약간의 편차를 보이지만 큰 이상치 없음

​상사 평가와 동료 평가 간에 어느 정도 일관성이 있음

두 평가 방식이 전반적으로 비슷한 경향을 보이며 이는 조직 내에서 다층적인 평가가 비교적 신뢰할 수 있음을 시사함

상사 평가가 동료 평가보다 평균 차이가 더 높게 나오는 경향은 상사들이 동료들보다 더 관대하게 평가할 수 있다는 편향 가능성을 시사함

이러한 편향은 평가 결과에 영향을 미칠 수 있으므로, 상사 평가의 신뢰성을 높이기 위한 평가 교육이나 가이드라인이 필요할 수 있음

  • 이 차이가 평가의 목적에 부적합할 정도로 크다면 평가 시스템을 조정하거나, 상사와 동료 평가 사이의 기준을 통일시킬 필요가 있음
  • 차이가 수용 가능한 범위라면 현재 평가 체계가 효과적으로 작동하고 있다는 의미로 받아들일 수 있음

이 분석을 통해 조직 내 평가 제도의 개선 방향을 도출할 수 있다. 예를 들어, 평가자의 기준을 더욱 명확히 하거나, 평가 교육을 강화함으로써 일관성을 더욱 높일 수 있다.

상사와 동료 평가의 차이가 조직 내 문화나 평가 대상의 직무 특성과 관련이 있을 수 있다. 예를 들어, 상사가 동료보다 더 많은 정보를 가지고 있으므로 더 높은 평가했을 가능성도 있다. 따라서 이 결과를 평가 제도의 개선으로 직접 연결하기 전에, 조직 내 상황을 종합적으로 고려하는 것이 중요하다.

이상 의료기관 및 기업, 논문에서 사용하는 일치도분석에 대해서 살펴보았습니다.

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