생물테러를 대비한 응급실증후군감시체계의 조기경보모형

Abstract

[한글]

최근 국제적인 테러 위협이 날로 증가하고 있다. 미국의 세계무역 센터 테러와 탄저균을 이용한 생물테러가 현실화되었으며, 전 세계적으로 새로운 유형의 테러에 대한 공포와 우려가 확산되고 있다.

우리나라의 경우 각종 국제적인 행사 개최로 인하여 테러 발생위험이 높아지고 있어 이에 대한 사전대비로 생물테러와 수인성 전염병을 초기에 인지할 수 있는 응급실증후군 감시체계를 구축하게 되었다. 현재 121개소 중앙, 권역지역 응급의료센터에서 생물테러 가능한 전염병을 의심할 수 있는 증후군과 수인성 전염병을 의심할 수 있는 급성 설사증후군을 매일 보고 받고 있다.

이에 본 연구는 2002년 5월 13일부터 2003년 5월 13일까지 응급실증후군감시체계 프로그램에 입력된 서울&#61598;경기지역의 급성설사증후군 환자를 대상으로 두 가지 경보모형을 제시하였다. 첫째, 수인성전염병으로 밝혀지는 연관성을 알아내어 조기 경보를 시행할 수 있는 모형이다. 응급실증후군감시체계를 시작한 2002년 5월 13일부터 2003년 5월 13일까지 보고받은 서울&#8228;경기환자 3,185명을 대상으로 각 변수에 χ²검증으로 분석한 결과 유의한 값 설사유무에 따른 최종진단명(p<.001), 혈변유무에 따른 최종진단명(p<.001), 발열 유무에 따른 최종진단명(p<.001), 복통유무에 따른 최종진단명(p<.001), 구토유무에 따른 최종진단명(p<.001), 환자위중도에 따른 최종진단명(p<.005), 연령에 따른 최종진단명(p<.005), 습도에 따른 최종진단명(p<.005), 온도에 따른 최종진단명(p<.005)이 수인성 전염병으로 판명되는 주요 원인으로 밀접한 관련이 있었다. 이를 기반으로 데이터 마이닝 기법 중 신경망을 이용하여 χ² 검증을 통해 도출해 낸 의미 있는 변수와 은닉 층의 수를 선형에 가까운 1개로 구성한 결과가 오차비율 0.4로 96%의 예측 율을 얻었다. 둘째, 생물테러를 예방할 수 있는 조기 경보모형이다. 생물테러의 정도를 정확하게 추정할 수는 없으나, 우리 사회에도 언젠가 생물테러가 발생할 수 있다는 가정아래 강화방안을 개발하였다. 문헌고찰과 인터넷 검색 외국의 감시체계를 검토하는 한편, 전문가 세미나를 기반으로 3단계로 구분하여 경보모형을 제시하였다. 먼저 1단계 경보는 지난 일주일의 표준편차보다 높은 경우, 2단계는 지난 일주일의 표준편차보다 높은 경우가 이틀이상 지속되었을 경우, 3단계 경보는 지난 일주일보다 두배 이상 높은 건수가 입력되었을 경우로 3단계 경보를 시행하였다. 이는 급성설사증후군의 건수위주의 경보로서 평소보다 많은 데이터가 들어왔을 때, 감시 및 대책 마련을 하기 위함이다.

본 연구는 데이터의 신뢰도 및 의료기관의 대표성 등으로 시스템을 적용하기에 어려움이 있지만, 현재의 응급실 증후군 조기경보를 제공함으로써, 감시체계의 문제점을 지적할 수 있으며, 향후, 수인성 전염병뿐만 아니라, 급성 호흡기 증후군, 급성 발진증후군, 급성 신경증후군, 급성 출혈열 증후군 등 조기 경보를 시행할 수 있는 기반을 마련할 수 있으며, 응급실 감시체계에 조기경보시스템을 구축할 수 있는 계기를 제공하는데 그 의의가 있다.

[영문]

Nowadays the international threats of terrors are increasing day by day. The terror attack on the World Trade Center in America and the anthrax bioterror broke out already, so the worldwide concerns of the new type of terrors are spreading.

In case of Korea, the rate of the terror is more higher due to holding many international events. So the preparation, the emergency syndromic surveillance systems to detect the bioterror attacks and waterborne contagiousness early, has been settled. At present the datas which warns of epidemic due to bioterrors or waterborne contagiousness have been gathered everyday from the number of 121 center, branchs emergency departments in Korea.

This research shows two type of models about 3,186 patients of Seoul, Kunggi with acute diarrhea reported to the emergency syndromic surveillance systems from 13th May 2002 to 13th May 2003. The first model can implement early warning with finding out the correlation with waterborne infection. With the results of the variable analysis with χ² about the 3,185 patients of Seoul. Kunggi reported from 13th May 2002 to 13th May 2003, a final diagnosis by diarrhea(p<.001), a final diagnosis by bloody excrement(p<.001), a final diagnosis by having fever(p<.001), a final diagnosis by a stomachache(p<.001), a final diagnosis by vomiting(p<.001), a final diagnosis by triage(p<.005), a final diagnosis by age(p<.005), a final diagnosis by humidity(p<.005), a final diagnosis by temperature(p<.005) are closely connected with a cause of waterborne infection. Then using the neural network among the data mining, this study shows the successful predictation rate of 96% in error rate of 0.4 with sensible variables through χ² analysis and the construction of one hidden layer which is near linearity. The second model is the early warning model to prevent the bioterror. But the presumption of bioterror is not able to accuracy, the assumption there are possible to occur bioterror leaded to strengthening plans. This study presented the warning model of 3 steps with a base of a reference consideration, internet surffing, studying foreign warning model and experts seminar. The steps of this model were : 1 step warning when upper than average deflection during last a week, 2 step warning when last 2 more days upper than average deflection during last a week, 3 step warning when report two times the number of cases than average deflection during last a week. This object is to detect and to prevent a countermeasure when the number of acute diarrhea syndrome surge.

Actually there are some difficulties to adapt real system because of the limitation of the reliability and the representation of medical center. But the present study contribute to identify the problem of surveillance systems by supplying the current emergency syndromic early warning, as well as waterborne contagious etc. and to supply the opportunity to make a base of emergency syndromic surveillance warning system.