감염병 발생에 대한 연령별 무질서도 및 다차원척도 분석

• 영문명: Analysis of Age-Specific Entropy and Multidimensional Scaling for Infectious Disease Occurrence
• 발행기관: 한국자료분석학회
• 저자명: 정형철(Hyeong Chul Jeong)
• 간행물 정보: 『Journal of The Korean Data Analysis Society (JKDAS)』Vol.26 No.3, 795~806쪽, 전체 12쪽
• 주제분류: 자연과학 > 통계학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2024.06.30

국문 초록

본 연구에서는 질병관리청의 63개 감염병 발생 현황에 대한 통계자료를 크롤링하고 상대적으로 발생 빈도가 높은 15개 감염병에 대한 연령별 질병의 발생 연관성을 다루었다. 2001년부터 2021년까지 감염병 누적 환자를 집계하였는데, 지난 21년간 누적집계로 수두 발생 환자가 가장 많았으며, 약 66만건에 달하였다. 연령별 발생에 대한 무질서도로 성홍렬의 Shannon 값이 가장 높게 나타났는데, 성홍렬은 특정 연령대에서 집중적으로 발생하는 질병이며, 반대로 장티푸스는 전 연령대에서 발생 가능성이 높은 질병으로 Shannon 값이 가장 낮게 나타났다. 한편, 감염병들의 연령별 거리에 대해, 유클리디안 거리, 카이제곱거리, 분할표상의 가중 카이제곱거리, Hellinger 거리 등을 사용하여 감염병들의 거리행렬을 계산하고 다차원척도법을 적용하였다. 유클리디안 거리에 대한 다차원척도법에서는 아치(arch) 효과가 강하게 발생함을 볼 수 있었으며, 범주형 자료에 따른 Hellinger 거리의 다차원척도법이 해석에 있어 유의미한 결과를 더 제공하였다. 이에 의하면 성홍렬, 수두, 홍역, 유행성이하선염 등은 발생 빈도가 많으면서 저연령층 발생의 경향을 보이는 감염병군으로, 카바페넴감염증, 폐렴구균감염증, 쯔쯔가무시증, C형간염 등은 발생 빈도는 많지 않으나 고연령층에서 발생하는 감염병군으로 그룹을 형성하였다.

영문 초록

In this study, we crawled statistical data on 63 infectious diseases from the Korea Disease Control and Prevention Agency (KCDA) and examined the age-specific disease occurrence associations for the top 15 diseases with relatively high frequency of occurrence. Cumulative patient counts for infectious diseases were aggregated from 2001 to 2021, revealing chickenpox had the highest number of cases over the past 21 years, totaling approximately 660,000 cases. The Shannon index, reflecting disorderliness in age-specific occurrence, was highest for chickenpox, indicating concentrated disease occurrence in specific age groups. In contrast, typhoid fever showed the lowest Shannon index value, suggesting a disease with a high potential for occurrence across all age groups. Additionally, various distance metrics such as Euclidean distance, Chi-squared distance, weighted Chi-squared distance in contingency tables, and Hellinger distance were utilized to calculate the distance matrices of infectious diseases and applied multidimensional scaling. In particular, multidimensional scaling based on Hellinger distance for categorical data provided meaningful results in interpretation. According to the findings, diseases such as chickenpox, measles, mumps, and epidemic parotitis demonstrated a high occurrence frequency with a tendency for occurrence in younger age groups, forming a cluster of diseases. On the other hand, diseases like carbapenem infection, pneumococcal infection, trachoma, and hepatitis C formed a group characterized by lower occurrence frequency but occurring predominantly in older age groups.

목차

1. 서론

2. 데이터 수집

3. 다차원 척도법

4. 결론

Reference

키워드

감염병 무질서도 거리행렬 카이제곱 거리 Hellinger 거리 다차원척도 Infectious disease Shannon index Distance matrix Chi-square distance Hellinger distance Multidimensional scaling