1. 연구의 필요성

심혈관질환은 전 세계적으로 주요한 사망원인 중 하나로 보고되고 있으며[1], 식습관 및 생활양식이 서구화 된 우리나라도 예외는 아니다. 국내의 경우, 최근 10여 년간 심혈관질환으로 인한 사망률이 지속적으로 증가하였으며, 2015년 기준으로 사망원인 중 2위를 차지하였다[2]. 이 중에서도 관상동맥질환에 의한 사망률은 약 53%로 높은 비중을 차지하고 있으며, 연령이 증가할수록 사망률 또한 급증하는 것으로 보고하고 있다[2]. 우리나라의 빠른 고령화 속도를 고려할 때 관상동맥질환의 유병률과 사망률은 향후 더욱 증가할 것으로 예측하고 있다.

더욱이 심근경색증과 협심증으로 대표되고 있는 관상동맥질환은 발병 시 약물요법, 관상동맥중재술(Percutaneous Coronary Intervention[PCI]), 스텐트 삽입술 등을 이용하여 성공적으로 치료를 하였더라도, 1년 이내에 재발한 비율은 약 20~34%이었고[3], 재발한 경우 사망률이 재발하지 않은 경우보다 2배 정도 높다고 보고되었다[4]. 따라서 일단 관상동맥질환에 이환되면 급성 치료뿐만 아니라 이후 재발 방지를 위한 지속적 관리가 필요하게 되고, 이로 인한 개인 및 정부의 의료비 및 사회·경제적 부담도 급증하게 될 수밖에 없다[5]. 이러한 문제를 근본적으로 해결하기 위해 최근에는 치료 및 관리중심에서 예방중심 질병관리의 필요성이 대두되었으며[1, 4], 관상동맥질환 사망률과 질병부담을 감소하기 위해서는 발병하기 전 예방이 무엇보다 중요하다고 할 수 있다.

관상동맥질환의 효과적 예방을 위해서는 우선적으로 관련 위험요인의 파악이 선행되어야 하고, 이를 바탕으로 향후 질병이환의 위험도를 사정하여 관상동맥질환의 고위험군을 선별하거나 위험요인을 관리하기 위한 지침 및 중재 등을 개발하는 것이 필요하다[6, 7]. 지금까지 관상동맥질환의 위험요인을 파악하기 위해 많은 연구들이 수행되었고, 이들 선행 연구들을 통해 연령, 성별, 심혈관질환 가족력, 고혈압, 당뇨병, 이상지질혈증, 비만, 흡연, 신체활동부족 등 다양한 위험요인이 보고되었으며[6, 7, 8], 최근 생활양식과 관련하여 영양상태도 주요 위험요인으로 보고되고 있다[9, 10]. 위험요인은 관상동맥질환에 영향을 주는 생활양식의 실제적 변화에 중점을 두면서 크게 조절 가능한 요인과 조절 불가능한 요인으로 구분할 수 있으며, 일반적으로 조절 가능한 요인은 고혈압, 당뇨병, 콜레스테롤, 흡연, 비만, 영양상태 등을 포함하고 있고, 조절 불가능한 요인은 연령, 성별, 인종을 포함한다[6]. 조절 불가능한 요인으로 구분되는 연령, 성별을 포함한 교육수준, 직업 등의 사회, 인구학적 특성에 따라 관상동맥질환 발생에 차이를 보이기도 하였다[1, 7, 10]. 예를 들면, 일반적 특성으로 연령이 높을수록, 교육수준이 낮을수록, 사별이나 별거 및 이혼 한 사람들에게 유의하게 심혈관계 질환 발생률이 높았다[9]. 또한 성별과 체질량 지수에 따른 관상동맥질환 위험도에 대한 연구 결과, 남자 정상체중에서는 일상 활동만이 관상동맥질환 위험도 감소에 유의한 영향을 주었고, 과체중과 비만에서는 중강도 신체활동이 유의한 영향을 주는 반면, 여자는 모든 군에서 중강도 신체활동이 관상동맥질환 위험도 감소에 유의한 영향을 주는 것으로 나타났다[7]. 이는 각각의 위험요인이 개개인의 특성에 따라 관상동맥질환 발생에 차별적으로 영향을 미치거나, 상호 관련되어 영향을 줄 수 있음을 의미한다.

그러나 지금까지 이루어진 대부분의 선행연구에서는 주로 단일 위험요인의 영향이나 성별, 연령 등에 따른 위험요인의 영향력 차이를 파악하였고[1, 7, 9, 10], 이를 바탕으로 심혈관질환의 위험 정도를 사정하는 도구 또는 위험요인을 관리하기 위한 다양한 중재 방법을 개발하였다[11, 12]. 현재 관상동맥질환이 없는 대상자의 향후 발생 가능성을 예측하기 위해서 개발된 프래밍험 위험 점수(Framingham Risk Score [FRS])는 복합적인 주요 위험요인들을 고려하여 효율적으로 위험정도를 사정하기 위한 도구로 널리 활용되고 있다[13]. 그러나 이 도구는 연령, 혈압, 흡연 및 당뇨유무 등의 주요 위험요인 각각에 대한 점수를 합산하여 위험정도를 평가하게 되므로, 개개인에 따라 각 위험요인의 차별적 영향력은 고려하지 못할 수도 있다. 예를 들면, 50대의 젊은 남성이 위험도에 대한 전체 점수가 낮더라도, 흡연과 특정 위험요인에 대한 개별 반응에 의해 심각한 관상동맥질환이 발생할 수도 있기 때문이다[10]. 중재 프로그램 또한 주로 고혈압, 비만과 같은 특정 위험요인에 중점을 두고 운동, 교육, 상담 등을 개별적으로 제공하는 프로그램들이 개발되었다[12]. 대부분의 중재들은 대상자의 연령, 성별 등 개별적 특성을 고려하지 않고 일괄적으로 모든 대상자에게 동일하게 적용되었고, 이러한 중재들의 효과는 없었다고 보고한 연구의 비율이 효과가 있었다고 보고한 연구의 비율보다 유의하게 높게 나타났다[12].

따라서 관상동맥질환의 단일 위험요인 중심의 접근보다는 영향을 미치는 위험요인과 그 영향력이 개개인에 따라 상이할 수 있고, 여러 위험요인들이 복합적으로 개인에게 영향을 미칠 수 있음을 고려한 분석적 접근이 필요하다. 잠재계층분석(Latent Class Analysis)은 관찰된 지표 변수에 대한 개인의 응답 패턴에 기초하여 이질적인 하위 집단으로 분류하는데 유용한 방법으로[14] 지표 변수간의 상호관계를 분석하여 잠재적 공통 변인을 규명하는 요인분석과 유사한 측면이 있지만, 이와 달리 사람중심(person-centered) 접근법이다[15]. 또한 잠재계층분석은 객체들의 거리나 상관계수에 기반해 유사한 하위집단을 분류하는 군집분석의 한계점을 보완할 수 있는 분석 방법으로, 소속확률값에 따라 각 사례들을 하위집단으로 분류할 수 있다는 장점이 있다[14]. 하지만 이러한 분석방법을 적용하여 관상동맥질환 위험요인의 복합적 관계를 효율적으로 규명한 연구는 거의 없는 실정이다. 일부 건강검진 수검자들을 대상으로 관상동맥질환 위험요인의 군집화를 시도한 유일한 국내 연구에서도, 관상동맥질환 위험요인의 누적 개수에 따른 군집정도만을 파악하였고 위험요인 영향의 관련성에 대한 군집분석은 이루어지지 않았다. 결과는 위험요인을 전혀 가지고 있지 않은 군은 20%, 1개인 군은 27.6%, 2개인군은 26.5%, 3개인 군은 16.9% 순으로 보고하였다[16].

이에 본 연구는 선행연구를 통해 규명된 주요 관상동맥질환 위험요인들을 잠재계층분석을 이용하여 하위집단(이하 ‘잠재계층’)으로 분류하였고, 분류된 잠재계층의 유형과 특성을 파악하였다. 일차적으로 잠재계층분석을 위해서 포함한 주요 관상동맥질환 위험요인은 조절 가능한 요인으로 고혈압, 당뇨병, 이상지질혈증, 흡연, 음주, 비만, 영양상태였다. 이후 규명된 잠재계층유형의 특성은 연령, 성별과 같은 조절 불가능한 요인을 포함하여 교육수준, 결혼유무, 직업 등 대상자의 일반적 인구·사회학적 특성에 따라 파악하였다. 또한 규명된 잠재계층과 관상동맥중재술 시행 여부의 차이를 확인함으로써 즉각적인 중재 개입이 필요한 고위험 표적 집단을 선별하고, 집단별 특성을 고려한 맞춤식 중재 방안을 개발하기 위한 기초자료를 제공하고자 한다.

2. 연구목적

본 연구의 목적은 잠재계층분석 방법을 적용하여 관상동맥질환에 영향을 미치는 주요 위험요인들을 바탕으로 잠재계층을 분류하고, 그 유형과 특성을 파악하기 위함이며 구체적인 연구목적은 다음과 같다.

첫째, 관상동맥질환에 영향을 미치는 주요 위험요인을 바탕으로 잠재계층으로 분류한 후, 분류된 잠재계층의 유형을 파악한다.

둘째, 잠재계층유형간 대상자들의 일반적 특성의 차이를 파악한다.

셋째, 잠재계층유형간 관상동맥중재술 시행 여부의 차이를 파악한다.

1. 연구설계

본 연구는 잠재계층분석을 활용하여 관상동맥질환 위험요인의 유형을 분류하고, 그 유형과 특성을 파악하기 위한 서술적 조사연구이다.

2. 연구대상 및 자료수집

본 연구의 대상자는 2010년 1월부터 2015년 12월 사이 S시 소재 K 대학병원을 내원하여 관상동맥조영술을 시행하고, 그 결과 국제질병분류(ICD-10)에 따라 협심증, 심근경색증 등을 포함하는 관상동맥질환(I20-I25)을 처음으로 진단받은 성인 환자이다. 본 연구에서 이용한 자료는 해당 연구 대상자의 전자의무기록에서 추출한 이차 자료로, 대상자가 K 대학병원에 입원하여 처음으로 관상동맥조영술을 시행 받았던 당시에 작성되었던 전자의무기록에서 자료를 추출하여 수집하였다. 연구는 연구 장소인 K 대학병원 연구윤리심의위원회의 승인(IRB No. 2014-12-019)을 얻은 이후 진행하였다.

현재까지 본 연구의 분석방법인 잠재계층분석에 대한 적절한 표본 크기 산출을 위한 프로그램이나 권고 기준은 없다. 잠재계층분석 적용 시 최적의 잠재계층 수의 결정에 대한 시뮬레이션 연구[14]에서 200, 500, 1,000의 세 가지 다른 표본 크기에 따라 제 1종 오류, 검정력 및 모형의 적합도 지수를 살펴보았고, 표본 크기 200과 비교하여 500 또는 1,000일 때 더 적절한 것으로 나타났다. 또한 잠재집단 분석에 이용되는 하위변수의 개수, 잠재집단의 개수와 크기 등 잠재계층모형의 구조에 따라 필요한 표본의 크기에는 차이가 있으나, 표본 크기가 증가할수록 적합도 지수가 적합한 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서는 연구 해당 대상자 총 3,421명의 자료 중 잠재계층분석을 적용하기 위한 주요 연구 변수인 관상동맥질환의 조절가능한 위험요인에 대한 자료가 불충분한 1,399명을 제외한 총 2,022명의 자료를 최종 분석에 사용하였다.

3. 연구변수

4. 자료분석

관상동맥질환에 영향을 미치는 위험요인 중 본 연구에서 선택한 조절 가능한 주요 위험요인의 11개 지표 변수에 대해 잠재계층분석을 수행하여 각 지표에 대해 이질적인 응답확률값을 갖는 잠재계층을 확인하기 위하여 Mplus 7.4 프로그램을 이용하였다. 본 연구에서 적용한 잠재계층분석은 사후계층소속확률에 기반하여 하위집단을 분류하는 분석 방법으로 잠재계층의 수를 결정하고 잠재계층 분류의 질을 판단하는 것이 매우 중요하다. 일반적으로 잠재계층의 수를 결정하기 위해 잠재계층의 수를 순차적으로 늘려가면서 k개 잠재계층모형과 k-1개 잠재계층모형을 반복적으로 비교하여 평가한다. 모형의 적합도는 정보준거(Information Criterion)지수인 AIC (Akaike Information Criterion)와 BIC (Bayesian Information Criterion), 로-멘델-루빈 우도비검증(Lo-Mendell-Rubin Likelihood Ratio Test [LMR-LRT]), 부트스트랩 최대우도 비율 검증(Bootstrap likelihood ratiotest [BLRT]), Entropy 등을 종합적으로 평가하여 결정하게 된다[14].

모형 비교에 가장 많이 사용하는 기준은 AIC와 BIC로 이들 지수의 값이 작을수록 더 적합한 모형임을 의미하고, BIC가 모형의 선택에 있어서 가장 선호되는 정보준거지수이다. 또한 LMR-LRT 검증치가 통계적으로 유의하게 나타나면 모형의 개선이 유의미하게 이루어진 경우로 k-1개 모형과 비교하여 k개 잠재계층모형을 선택한다. Entropy는 많이 사용되지는 않지만, 각 잠재계층이 얼마나 정확하게 분류되었는지를 평가할 수 있고, 1에 가까울수록 분류의 정확도가 높음을 의미한다. 그러나 최적의 잠재계층의 수를 결정하기 위해서는 적합도 지수만을 이용하는데 한계가 있으므로 적합도 지수뿐만 아니라 계층별 사례 수의 비율과 해석 가능성 등을 함께 고려하여 가장 설명력 있는 계층의 수를 가진 최종 모형으로 선택하도록 권고되고 있다[14].

대상자의 일반적 특성과 관상동맥질환 위험요인의 지표변수는 빈도와 백분율을 이용하여 분석하였다. 잠재계층유형을 파악한 후, 각 유형의 특성은 잠재계층유형간 대상자의 일반적 특성의 차이를 파악하여 확인하였고, 잠재계층유형간 관상동맥중재술 시행 여부의 차이를 파악하였다. 이를 위해 IBM SPSS 20.0 프로그램을 이용하여 카이제곱검정으로 분석하였다.

1. 대상자의 일반적 특성과 관상동맥질환 위험요인의 기술통계

본 연구 대상자의 평균 연령은 65.7세이고, 70세 이상이 725명 (35.9%)로 가장 많았다. 성별은 남자가 1,277명(63.2%), 여자가 745명(36.8%)으로 남자의 비율이 높았으며, 교육수준은 중·고등학교 졸업자가 944명(46.7%)로 가장 많았다. 결혼 상태는 대부분이 기혼상태(91.5%)였으며, 직업은 무직이 587명(29.0%)으로 가장 많았고, 관상동맥질환과 밀접한 관련이 있는 질환에 대한 가족력이 없는 경우(72.4%)가 있는 경우(26.0%) 보다 많았다(Table 1).

Table 1
General Characteristics of the Sample (N=2,022)

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조절 가능한 관상동맥질환 위험요인 중 본 연구에서 선택된 위험 요인의 11개 지표변수에 대한 기술통계 결과는 Table 2와 같다. 본 연구 대상자의 자가 보고에 의한 고혈압, 당뇨병, 이상지질혈증 진단여부는 각 788명(39.0%), 575명(28.4%), 371명(18.3%)로 고혈압 진단을 가장 많이 받았다. 공복 혈당 수치를 살펴보면, 대부분의 대상자가 공복혈당장애(52.4%) 또는 당뇨(39.0%) 진단 기준에 해당하는 수치였다. 콜레스테롤 수치를 살펴보면, 총 콜레스테롤 수치는 대부분의 대상자(92.6%)가 적정 수준인 반면, HDL콜레스테롤 수치는 대부분이 경계성 수준(30.1%)이거나 위험 수준(63.3%)이었다. LDL콜레스테롤 수치는 위험 수준에 해당하는 대상자가 상대적으로 매우 적은 반면, 대부분이 적정 수 준(50.4%)이거나 경계성 수준(43.8%)이었다. 흡연 또는 음주 중인 대상자는 각각 614명(30.4%), 686명(33.9%)이었다. 대상자의 BMI에 의한 비만도는 저체중이 78명(3.9%), 정상체중이 1,064명(52.6%), 과체중 또는 비만이 880명 (43.5%)이었고, 영양불량이 있는 대상자가 261명(12.9%)이었다.

Table 2
Descriptive Statistics on Indicator Variables of Coronary Heart Disease Risk Factors of the Sample (N=2,022)

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2. 관상동맥질환 위험요인 잠재계층유형

관상동맥질환의 위험요인이 어떠한 잠재계층유형으로 분류되는지 확인하기 위해 11개 지표 변수에 대해 잠재계층분석을 실시하였다. 우선 최적의 잠재계층모형을 결정하기 위해 잠재계층 수를 순차적으로 증가시키면서 적합도 지수를 확인한 결과는 Table 3과 같다. 각 모형에 대한 적합도 지수를 살펴보면, 4개 잠재계층모형보다 5개 잠재계층모형에서 BIC 값이 가장 작았지만, LMR-LRT 검증결과 유의하지 않아 4개 잠재계층모형이 보다 나은 적합도를 가진 것으로 보여주었다. 4개 잠재계층모형을 3개 잠재계층모형과 비교하였을 때 4개 잠재계층모형에서 BIC 값이 가장 작았고, LMR-LRT 검증 결과 역시 유의하였다. 이외에 Entropy, 사후계층소속확률값 및 계층별 소속원 비율 등을 종합적으로 고려하여 최종적으로 4개의 잠재계층 모형을 선택하였다.

Table 3
Criteria for Model Fit by Different Number of Classes

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본 연구에서 선택된 4개의 잠재계층유형으로 구성된 모형에서 각 잠재계층에 할당된 소속원은 개별 사례의 조건부확률값에 기반하여 분류되며, 그 결과 잠재계층 1의 경우 전체 사례 중 525명(26.0%), 잠재계층 2는 356명(17.6%), 잠재계층 3은 629명(31.1%), 잠재계층 4는 512명(25.3%)이 할당되었다. 잠재계층유형은 각 잠재계층이 관상동맥질환 위험요인의 지표 변수들에 대해 어떠한 반응패턴을 보이는지 확인하여 파악하였다(Figure 1). 즉 각 잠재계층에 속한 특정 사례가 관상동맥질환 위험요인의 각 지표 변수에 대해 그렇다고 응답할 조건부확률값을 확인하였고, 이를 바탕으로 잠재계층별 지표 변수 반응패턴에 기반하여 각 잠재계층의 이름을 명명하였다.

Figure 1
Class membership probability of latent classes.

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잠재계층 1은 고혈압(0.36), 당뇨병(0.28), 이상지질혈증(0.22), 영양불량위험(0.05) 등에 대한 조건부확률값은 낮았고, 흡연(0.69)과 음주(0.89)에 대한 조건부확률값은 4개 계층 중 가장 높은 수준을 보였다. 이에 잠재계층 1을 ‘흡연-음주군’으로 명명하였다.

잠재계층 2는 고혈압(0.30), 당뇨병(0.16), 흡연(0.25), 음주(0.22), 영양불량위험(0.03) 등의 위험요인에는 상대적으로 낮은 조건부확률값을 보였다. 반면 이상지질혈증 진단(0.12)의 조건부확률값은 낮았지만, 총콜레스테롤, HDL콜레스테롤, LDL콜레스테롤 수치가 경계성 수준(0.27, 0.36, 0.77)이거나 위험수준(0.09, 0.56, 0.23)에 해당하는 조건부확률값은 가장 높은 수준을 보여주어 잠재계층 2는 ‘이상지질혈증 고위험군’으로 명명하였다.

잠재계층 3은 흡연(0.12)과 음주(0.12)의 조건부확률값은 가장 낮았다. 그러나 고혈압(0.77), 당뇨병(0.53), 공복혈당수치에 의한 공복혈당장애(0.54)와 당뇨(0.43), 이상지질혈증(0.34), HDL콜레스테롤 위험수준(0.77), 과체중이거나 비만(0.47)은 상대적으로 높은 조건부확률값을 보였다. 일반적으로 고혈압, 고지혈증, 비만, 내당능장애, 동맥경화증 등의 여러 질환이 동시에 나타나는 것을 대사증후군이라고 하고, 복부비만, 고중성지방혈증, HDL콜레스테롤이 낮을 경우, 공복혈당이 100 mg/dL 이상, 고혈압 중 세 가지 이상이 해당되면 대사증후군으로 진단한다[20]. 따라서 잠재계층 3은 대사증후군 진단 기준에 해당하는 여러 위험요인들이 함께 나타날 확률이 높으므로 ‘대사증후군 고위험군’으로 명명하였다.

잠재계층 4는 다른 계층에 비해 고혈압(0.04), 이상지질혈증(0.01), 흡연(0.20), 음주(0.18)의 조건부확률값은 낮은 수준을 보였다. 당뇨병의 경우에는 실제 진단(0.08)에 대한 조건부확률값은 현저히 낮은 반면, 공복 혈당 수치에 의한 공복혈당장애(0.43)와 당뇨(0.44)에 대한 조건부확률값은 높았다. 또한 과체중이거나 비만(0.32)은 다른 계층에 비해 상대적으로 낮은 조건부확률값을 보였으나, 영양불량위험(0.21)의 조건부확률값은 가장 높은 수준을 보였다. 이에 잠재계층 4는 ‘당뇨-영양불량 고위험군’으로 명명하였다.

3. 관상동맥질환 위험요인 잠재계층유형간 일반적 특성 차이

분류된 4개 잠재계층유형간 대상자의 일반적 특성에 차이가 나타나는지 분석하였고, 일반적 특성은 연령, 성별, 교육수준, 결혼유무, 직업, 가족력을 포함하였다. 교차분석 결과, 포함한 모든 일반적 특성은 4개 잠재계층유형간 유의미한 차이를 보였다(Table 4). 연령을 살펴보면, 50세 미만은 흡연-음주군에서 비율이 가장 높았고, 50대는 흡연-음주군과 이상지질혈증 고위험군에서 비율이 상대적으로 높았으며, 70세 이상은 대사증후군 고위험군과 당뇨-영양불량 고위험군에서 비율이 가장 높았다. 성별은 4개 잠재계층유형 중 흡연-음주군에서 남자의 비율(92.8%)이 가장 높았으며, 대사증후군 고위험군에서 여자의 비율(53.3%)이 상대적으로 높았다. 교육수준은 4개 잠재계층유형 모두 중·고등학교 졸업자의 비율이 가장 높았고, 그 다음으로 흡연-음주군에서는 대졸 이상의 비율(31.5%)이 높았고, 대사증후군 고위험군과 당뇨-영양불량 고위험군에서는 초등학교 졸업자의 비율이 각각 32.9%와 28.7%로 높았다. 결혼 상태는 모든 계층에서 기혼자의 비율이 가장 높았으며, 직업은 사무직(21.9%)과 일반 노무직(19.6%)의 비율이 흡연-음주군에서 높았고, 무직의 비율이 대사증후군 고위험군과 당뇨-영양불량 고위험군에서 34.2%와 35.7%로 높았다. 관상동맥질환과 밀접한 관련이 있는 고혈압, 당뇨병, 심장질환, 고지혈증에 대한 가족력이 있다고 응답한 비율은 4개 잠재계층유형 중 흡연-음주군에서 높았고(31.7%), 당뇨-영양불량 고위험군에서 낮았다(17.5%).

Table 4
Differences in General Characteristics and the Incidence of Percutaneous Coronary Intervention (PCI) among Four Latent Classes (N=2,022)

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4. 관상동맥질환 위험요인 잠재계층유형간 관상동맥중 재술 시행 여부의 차이

본 연구대상자 중 1,007명(49.8%)은 진단을 위해 시행한 관상동맥조영술 상 혈관재개통술이 필요한 유의한 협착이 발견되어 해당 부위에 관상동맥중재술을 시행 받았다. 잠재계층별 관상동맥중재술시행여부는 흡연-음주군에서 상대적으로 높았으며(55.4%), 이상지질혈증 고위험군에서 상대적으로 낮았고(41.3%), 관상동맥중재술시행은 4개 잠재계층유형간에 유의미한 차이를 보였다(Table 4).