의과대학에서 의료정보학 교과과정의 도입

이 글은 2001 대한의료정보학회 춘계학술대회에서 발표된 자료입니다.

김주한

서울대학교 의과대학 의료정보학

juhan@snu.ac.kr

I. 서론

Medical informatics is the rapidly developing scientific field that deals with resources, devices and formalized methods for optimizing the storage, retrieval and management of biomedical information for problem solving and decision making.

[Edward Shortliffe, M.D., Ph.D. What is medical informatics? 1995.]

□의료정보학은 근대의학의 이해를 위해 가장 기본이 되는 과목□ 미국의과대학협회 (AAMC, Association of American Medical Colleges)

□Medical Schools should designate an academic unit for institutional leadership in the application of information sciences and computer technology to the general education of physicians and promote their effective use."

- 1984 Panel, General Professional Education of the Physician (AAMC) -

1999. 12, NLM은 미국 의과대학과 교육병원의 의료정보 관련 수요 분석 연구를 위해 AAMC에 45만 달러의 연구비를 지원하였다. 향후 20개월간 진행될 이 연구는 NLM이 1982년도부터 지원해 오고 있는 IAIMS(Integrated Academic Information Management Systems)와 그의 의과대학 및 교육병원의 의료정보 관리에 미치는 효과를 조사할 계획이다.

20 개월 후 연구가 종료되면 전국학술대회에서 다음과 같은 내용을 보고할 계획이다.

- IAIMS 연구를 통해 얻은 교훈의 평가

- 미래 의료기관의 정보 하부구조 수요 예측

- 차세대 IAIMS의 설계

- NLM 등의 기관, 의과대학, 교육병원, 의료정보학전문가, 의료정보학회 등의 역할

III. 의료정보학 교과과정의 개발

의료정보학 교육의 목표

AAMC는 의학교육의 목표 및 가이드라인을 제공하기 위한 MSOP (Medical School Objectives Project)의 2차계획에서 의료정보학을 최신 동향으로 선정하여 의료정보학의 교육목표를 제시하였다.

To support health care, life-long learning, education, research and management, medical students should be able, at the time of graduation, to utilize biomedical information for: formulating problems; arriving at strategies for solutions; collecting, critiquing and analyzing information; taking action based on findings; and communicating and documenting these processes and the results.

(Medical Informatics Objectives at http://www.aamc.org/meded/msop/informat.htm)

의료정보학 교육의 목표는 전문적인 의료정보학 전공자 교육을 위한 교육 목표와, 임상 및 기초 의학자를 위한 의료정보학 교육 목표는 서로 다르다. 전문 의료정보학자의 교육은 근본적으로 의학의 제 분야와 함께 지식공학에 중점을 둔 컴퓨터공학의 제 분야, 양 분야에 대한 전문적인 교육을 요한다. 궁극적으로 이중전공을 바탕으로 한 선진국의 M.D./Ph.D 과정의 도입이 바람직하다 하겠다.

각각 고유의 전공분야를 가진 임상 및 기초 의학자를 위한 의료정보학 교육의 목표는 의학 자료, 정보, 지식의 특성과 구조에 대한 이해와, 지식공학적 정보처리 이론의 숙지와, 실제 각 임상 및 기초 의학 분야에서의 응용을 위한 다양한 접근 방법을 익히고, 정보기술 도입의 의학 및 사회문화적 파급효과를 이해하여, 각 고유 분야에서의 체계적인 정보활용과 정보기술 응용을 돕도록 하는 것이다.

의료정보학의 영역과 범주

의료정보학은 비교적 최근에 국내에 소개되기 시작한 의학의 한 분야이다. 의료정보학의 이러한 발전은 의학과 의료의 제 과정이 근본적으로 □지식-집중적□이고 □정보학적□이라는 사실에 기인한다. 의학은 그 지식의 양이 방대하고 관련 분야가 매우 다양하며, 임상 진료의 제과정도 지속적인 정보수집과, 해석, 판단, 가설 설정, 및 가설검정의 끊임없는 정보학적 순환과정이다.

의료정보학은 의학적 자료/지식의 해석, 의학적 의사결정학, 의학 지식공학 등을 망라하는 학문이다. 의료정보학은 □지식에 관한 지식(knowledge about knowledge)"을 다루며, 미시와 거시, 기초 의과학과 임상의학, 그리고 개별 환자의 임상 진료에서 공중보건학의 제 분야에 이르는 의학의 제영역과 관련된다. 의료정보학은 고유한 연구의 주제와 영역 (의학 및 생명공학) 및 고유한 연구 방법론(정보이론 및 정보학기법)으로 타 학문분야와 구별된다.

의료정보학은 하루가 다르게 복잡한 양상을 띄며 발전해 가고 있다. 이러한 □쉬지 않고 변화하는□ 정보학의 특성으로, 의료정보학의 현주소를 정확히 파악하는 것은 매우 어렵다. 복잡한 의료정보학의 구조를 쉽게 이해하기 위하여 작위적이나마 다음과 같이 세 분야로 구분해 보았다.

1. 기초정보학 (기초학문으로서의 의료정보학: Academic medical informatics)

2. 임상의료정보학 (응용으로서의 의료정보학: Clinical informatics, health informatics)

3. 생명정보학 (의생명과학 연구 도구로서의 의료정보학: Bioinformatics)

기초의료정보학은 주로 의학의 정보이론적 기반을 연구하는 분야이다. (1) 의학 자료구조론, 추상화, 용어, 어휘, 명명법, 표준화, 문헌/사실/지식 데이터베이스 등과 같은 의학 정보의 수집, 정리, 저장, 질의, 관리의 기초 정보이론과, (2) 의학정보 해석학, 의학적 의사결정학, 의사결정 지원 시스템, 데이터 마이닝, 의학 인공지능 등과 같은 의학지식공학과, (3) 컴퓨터기반 의학교육, 정보시스템 평가, 의료활동 모니터링 등과 같은 의료정보시스템 엔지니어링의 기초 학문을 연구하는 분야이다.

임상의료정보학은 임상과정에 초점을 맞춘 분야로서, 대중적으로 흔히 □의료정보학□으로 불려지는 분야이기도 하다. 임상진료의 제 과정에 정보공학적 방법론을 적용하는 제분야로서 의료용 데이터베이스, 전자의무기록, 병원정보시스템, 의료정보경영(관리)시스템, 의료활동의 모니터링과 정도관리, 보건의료정보망, 원격의료, 의학 멀티미디어 (영상 및 신호처리), 보안/사적비밀보장/사생활보호 등의 실체적 응용을 갖는 제 분야이다. 최근에 급속히 발달하고 있는 소비자의료정호학 (consumer health informatics), 보건의료정보학 (health informatics) 및 간호정보학 (nursing informatics) 등과 각 임상과별 의료정보학들(psychiatric informatics, dental informatics, emergency healthcare informatics 등)도 임상의료정보학의 제 분야로 이해할 수 있다.

생명정보학(Bioinformatics)은 의료분야에서는 주로 인간과 인간의 질병 및 치료를 주된 연구대상으로 한다. 고전적인 분자생물학의 연구가 □wet bench'를 중심으로 수행되는 것에 빗대어 □dry lab'이라고도 불리우며, 특히 인간유전체계획의 조기 완성에 가장 크게 기여한 학문으로 인정받아 생명과학 연구의 가장 중요한 패러다임으로 자리잡았다. 분자생물학이 생명현상을 분자론적 현상으로 이해한다면, 생명정보학은 생명현상을 정보학적 현상으로 파악한다. PubMed, GenBank, PDB, OMIM 등의 Factual Biomolecular Databases와 이를 기반으로 생명현상을 시스템적으로 파악하는 Biochip 기술 (DNA/Protein) 및 다양한 인공지능 알고리즘기법 등을 기반으로 출현한 구조유전체학 (Structural Genomics), 기능유전체학 (Functional Genomics), 단백체학 (Proteomics) 등은 미래 의생명과학의 핵심분야로 주목되고 있다.

매우 광범위하게 보이는 거대한 세 분야가 정보학(informatics)라는 하나의 학문분야로서 연구, 교육되고 있는 것은, 일견 다양해 보이는 이 분야들의 핵심적 연구 방법론이 정보학적 기법 및 이론에 기반한다는 사실에 의한 것이다. (그것은 이 분야들이 단순히 컴퓨터를 사용한다는 피상적 사실에 기인하는 것이 아니다.) 이는 자연현상을 물질과 에너지와 정보의 3대 요소의 상호작용의 결과로 파악하고자 하는 사이버네틱스 이론에 전통을 따르는 것이며, 모든 의료정보학분야의 연구는 데이터구조, 추상화, 메타구조, 처리, 해석, 메타해석, 교신, 알고리즘, 인공지능, 기계학습 등의 지식공학에 대한 이해가 그 학문적 기반을 이룬다.

의료정보학은 매우 광범위하고 복잡한 학문이다. 의료정보학의 정규 커리큘럼을 갖춘 유수의 의과대학에서도 의료정보학의 전 분야를 다 교육하고 연구할 수 있는 교수진을 갖춘 경우는 매우 드물다고 한다. 특히 의과대학 학부과정에서의 의료정보학 교육은 균형잡인 개괄의 이해와 정보학의 기초이론 및 방법론을 접하는 기회를 제공하는 것이 가장 중요하다. 궁극적으로는 초기에 기초의료정보학의 단단한 기반을 마련하고, 향후 각자의 전공과목을 선택한 이후에 각각 임상의료정보학과 생명정보학을 활용할 수 있는 능력을 배양하는 것을 일차적 목표로 삼을 수 있을 것이다.

의료정보학 교육 커리큘럼의 개발

의료정보학 교육은 크게 (1) 모든 의료인이 숙지해야 할 기본적인 의료정보학의 제 지식을 제공하기 위한 의학과 학부정규과정과, (2) 의료정보학 전문 연구자를 육성하기 위한 대학원 석박사 과정, 혹은 박사후 연구과정과 (3) 병원경영자(CEO, CFO), 병원정보시스템 관리자(CIO, CTO) 등을 위한 장단기 연수과정과 (4) 병원정보시스템 개발자 혹은 임상종사자로서 임상정보시스템 구축 및 연구 참여를 원하는 분들을 위한 연수과정 등으로 나누어 생각할 수 있다.

다음은 미국의료정보학회(AMIA, http://www.amia.org/)에서 분류한 학부외의 교과과정 형태의 분류목록이다.

Masters degree in informatics

PhD degree in informatics

Informatics specialization within other degree programs

NLM-sponsored post-doctoral fellowships

Other post-doctoral research fellowships

Certificate program

Short courses

Online/distance education programs

형식이 매우 다양할 뿐 아니라, 한 교육기관내에서도 다양한 교과과정이 공존함을 알 수 있다.

우리 나라의 경우 의학과 학부에서의 의료정보학 교육이 가장 시급하고 중요한 과제라 할 수 있다. 일반적으로 의과대학의 교과과정은 매우 빈틈없이 채워져 있어, 과목의 종류에 무관하게 새로운 학과목을 도입하는 것 자체가 매우 어렵고 신중을 기하는 작업이다. 의과대학에서의 의료정보학 교과과정 도입에 있어서 예견되는 문제는 (1) 교육 시점 선정의 문제와 (2) 교과과정 삽입 형식의 문제, 두 가지로 나누어 생각해 볼 수 있다.

교육시점의 선정의 문제는 각 의과대학이 추구하는 훌륭한 임상의사의 양성과 훌륭한 의학자의 양성이라는 근본 교육이념의 방향과의 관계와 떼어내 생각할 수 없다. 의료정보학은 임상의사에게는 임상자료의 효율적이고 체계적인 취득, 관리, 통합 및 해석 등에 필수적인 지식과 기술이라는 의미가 있고, 의학자에게는 기초의학 연구의 중요한 연구 방법론이라는 의미가 있다. 그러므로 의료정보학교육의 대상은 모든 의과대학생이며, 기초임상의학과, 각종 임상 및 의학연구정보 관리에 대한 내용은 가급적 조기에 교육하는 것이 좋고, 각종의 임상의료정보 시스템 개발 및 응용과 생명정보학 등의 과학적 연구 방법론은 교과과정의 후반부 혹은 대학원 과정에서 다루는 것이 선호된다.

선진국에서 가장 흔히 사용되는 의료정보학 교과과정의 시점은 의료정보학을 기초의학의 한 분야로 보아 본과 1, 2 학년 강좌를 개설하는 수평적 교과과정 도입 방법과, 의료정보학을 모든 의학분야의 지원학문으로 보고, 또한 매우 빠르게 변화하는 정보기술의 지식과 기법을 지속적으로 습득하도록 돕기 위해 교과과정을 전학년에 분산시켜, 모든 학생이 항상 정보학적 지식을 숙지할 수 있도록 돕는 수직적 교과과정 도입의 두 가지 방법이 존재한다. 현재 미국 의과대학에서의 주된 경향은 4년 전체에 걸쳐서 수직적 교과과정을 삽입하는 것이라 한다 (Espino et al, 1998, McGowan 1998).

교과과정 삽입 형식의 문제는, 의료정보학을 단일 독립된 과목으로 할당하여 특정 학점을 이수하게 하는 방법과, 의료정보학을 의과대학 통합교육과정의 하나로 보아 관련 분야 교육에 분산시켜 삽입시키는 방법이 있다.

다음의 도표는 미국의과대학협회가 제시한 교과과정 개발의 이슈들이다. 가장 이상적인 상태는 어떤  것으로 생각되고, 현실적으로는 일차적으로 어떻게 접근하는 것이 좋은가에 대한 전략적 성장방안을 가미하고 있다.

Issue	Initial Strategy	Ideal State	Strategic Advice
When to Teach	Once in Basic Sciences	Throughout all four years	Include informatics as a theme in the school's next curriculum revision
Structure	Categorical course in medical informatics	Embedded in all courses	Work with and focus on strengths already at the institution
Who Teaches	Informatics specialists	All faculty	Create formal opportunities for "rank and file" faculty to learn to participate in teaching this material Informatics specialists should seek opportunities to integrate their material into the overall curriculum
Breadth of Coverage	All students; selected objectives	All students; all objectives	Customize the objectives to your institution
Assessments	Tests are specific to informatics objectives	Assessment is built into overall evaluation schema	Build questions addressing informatics objectives into course examinations Develop "open computer" (analogous to "open book") examinations
Sequence	None; everything is taught together	Cumulative, with increasing sophistication of tasks	Use information technology to enable collaborative projects between students

하지만 이러한 교육시점 선정의 문제와, 교과과정 삽입 형식 선정의 문제는 문화가 다른 대학에 모두 일률적인 방법이 적용될 수는 없는 것이며, 각 대학별로 고유한 입장과 사정에 따라 적절한 방식이 선정되어야 하는 것이다.

의료정보학의 연구분야로서 가장 손쉽게 설립할 수 있는 것은 박사후 과정이라 할 수 있다. 이는 아직 정규 의료정보학 교육과정이 설립되지 않은 우리 나라의 현실을 고려할 때, 의학과 컴퓨터공학 모두에 충분한 사전 지식을 갖춘 자, 혹은 어느 한 쪽에 충분한 사전지식을 갖추었고, 나머지 분야에 대한 연구의지와 능력을 갖춘 자를 대상으로 2-3 년간의 연수과정을 통해 실제 진행중인 연구에 직접 참여함으로서, 연구의 활성화와 본인의 수련을 동시에 도모하는 과정이라 할 수 있다. 의료정보학 교육을 위한 인력이 충분치 않은 국내 현실을 생각해 볼 때 또 다른 형식으로서 가능한 것은, 의료정보학의 관련 분야, 즉, 컴퓨터 공학, 생명과학의 제 학과들의 교수진과 일종의 협동과정 형식의 프로그램을 도입하는 것이다. 이러한 형식도 학부생 교육보다는 대학원 과정 등에 적절한 형식이다.

미국 교과과정 조사 연구례

최신판인 미국의과대학협회 교과과정 수록집(Varner KS AAMC Curriculum directory, 1996-1997, AAMC Washington DC.)을 분석한 보고서는 총 127개의 의과대학중 93%에 달하는 116 개 학교에서 의료정보학 교과과정이 도입되어 있음을 보고하고 있다.

다음은 미국 의과대학 26개를 대상으로한 미국내 의과대학의 의료정보학 교과과정의 도입 현황에 대한 보고서 내용의 일부이다. (1998 미국의료정보학회, Espino et al.)

유럽의 경우

의료정보학의 교과과정 확립과 통합의 역사는 대학들이 연구중심으로 진화한 미국의 경우보다 유럽에서 더 앞서 있는 것으로 보인다. 예를 들어 프랑스의 경우 의료정보학 교과에 이미 80년대 초부터 매우 많은 시간을 할당한 강좌가 열려 왔고, 독일과 함께 의사국가고시의 필수과목이다. 독일의 경우는 전체 27개 의과대학중 24개에 의료정보학교실(Departiment of Medical Informatics)이 설치되어 있다 (Haux et al., Meth Inform Med 1992;31:60-70).

하지만, 유럽은 국가간 의료정보학 교과과정의 편차가 심한 편이다. 네덜란드는 거의 전 의과대학에 의료정보학 교실이 개설되어 학과장 중심으로 운영되고 있는 반면, 오스트리아의 경우는 독립된 교실이 적다고 한다.

전세계적인 의료정보학 교육기관의 현황을 알 수 있는 곳은 독일 프라이부르그 대학의 링크를 들 수 있다. (http://www.imbi.uni-freiburg.de/medinf/mi_list.htm) 세계의료정보학회는 워크그룹 1을 의료정보학 교육에 할당하고 다양한 자료와 교육지침을 제시하고 있다. (http://www.imia.org/wg1)

III. 결어

의료정보학 교육에 대한 정책적 지원

미국내에서 의료정보학 교육과 연구의 역사와 전통을 주도하는 기관으로는 스탠포드의대 (1960년대부터), 컬럼비아의대, 하버드/MIT, 유타, 미네소타, 듀크 등과 미국 국립보건원(NIH) 및 NLM, CDC의 다양한 연구 및 교육프로그램을 들 수 있다. 특히 국립보건원에서는 의료정보학을 향후 미국의학의 전략 분야로 선정 이미 10여 년간 14개 주요 병원에 박사후 펠로우쉽 기금을 매년 제공하여 인재 양성을 지원하고 있다. 앞서 소개한 IAIMS 도 같은 맥락에서 파악할 수 있다.

의료정보학 실습 교육의 중요성

의료정보학은 실용적인 학문이다. 특히 컴퓨터 기술에 관련된 지식과 경험은 다소간의 직접적 실습을 통한 체험을 통하지 않고 효율적으로 취득할 수 없다. 그러므로 의료정보학 교육에 있어서 실습교육은 필수적이다. 시간과 시설상의 제약 등으로 정규적인 실습교육이 불가능한 경우라 하더라도 체계적이고 효율적인 problem set의 지속적인 제공과 연습을 통해 의료정보학 교육을 이수한 모든 학생이 적정 수준 이상의 정보기술의 실제를 익히도록 최선의 실습을 제공해야 한다.

생명의료정보학(BioMedical Informatics)으로의 진화

스탠포드, 컬럼비아, 하버드/MIT, 와싱톤 등의 명문 의과대학들의 의료정보학 프로그램들은 최근 급격히 발전하고 있는 생명정보학 (Bioinformatics) 교과과정을 폭넓게 도입 통합하여 BioMedical Informatics로의 진화를 시도하고 있다. 기존의 의료정보학 프로그램에도 물론 생명정보학의 내용이 포함되어 있었으나, 최근의 변화는 의료정보학 전반의 구조에 변화를 줄 정도로 매우 적극적인 내용들임을 주목할 필요가 있다.

균형잡힌 의료정보학 교과과정의 예

특히 의과대학생을 대상으로 하는 학부교과과정의 설립에 있어서는 상세하고 균형잡힌 커리큘럼의 개발이 매우 중요하며, 강좌와 실습의 적절한 배합이 병행되는 것이 중요하다. 또한 앞서 기술한 바와 같이 기초/임상/생명 의료정보학의 제 과정을 꿰뚫는 공통의 기초 이론과 방법론을 학부과정에서 충분히 경험하는 것은 미래 생명공학시대의 훌륭한 임상 및 기초의학자 양성의 초석이라 하겠다.

다음에 의과대학 의료정보학 교과과정 커리큘럼의 한 예를 제시하였다. 각 항은 한 단위 (1-2 시간) 혹은 두 단위로 나누어 강의 할 수 있게 구성하였다. 한 주당 한 시간 강좌용인 도표의 좌측 열은 상대적으로 기초적인 내용을 주제로 정한 것으로 의학과 저년차 학부생을 대상으로 시행하는 것을 염두에 두고 제작하였다. 한 주당 두 시간 강좌용인 우측 열은 상대적으로 전문적인 내용과 컴퓨터 공학적인 내용을 더 많이 삽입하였고, 생명정보학의 기초 내용도 삽입하였다. 의과대학 고년차 학부생, 혹은 대학원생을 대상으로 하는 강좌를 염두에 두고 작성하였다.

도표는 가능한 한 의료정보학의 제 분야를 두루 섭렵하는 것을 강조한 커리큘럼이고, 다소간 기초적인 지식의 중요성을 강조하고, 나머지를 의료정보학의 제분야는 기초적인 내용들의 응용으로 바라보는 관점에서 작성된 것이다. 즉, 도표의 내용은 교육의 상황과 목적에 따라 적절히 가감되거나 특정 부분에 더욱 중점을 둘 수 있다. 예를 들어, 도표의 내용을 바탕으로, 임상의료정보학, 보건의료정보학, 생명정보학, 의료 정보경영 등의 다양한 측면을 강조한 커리큘럼을 개발할 수 있는 것이다.

<학부 의료정보학 교과과정의 예>

16 혹은 32 시간 프로그램: 각 항목은 각각 한 시간 혹은 두 시간에 할당될 수 있다.

	제 목	내 용
1	데이터이론, 자료구조론, 정보 추상화	1. hardware, logics, circuits, computer networking 2. data aquisition, data structure, data abstration
2	데이터베이스, 스키마, 자료처리, 알고리즘	1. procedures, higher order procedures, algorithms 2. DBMS, relational algebra & calculus
3	의학자료학 / 증후학 의학자료의 해석과 판단	1. medical data semiology 2. medical test / basic data analysis
4	의학 용어 / 분류 / 표준 의사소통, 온톨로지	1. medical vocabulary / thesaurus / standard 2. classification / ontology / communication
5	의학 논리학/ 확률이론 의학적 의사결정학	1. decision science / probabilistic reasoning 2. decision tree / decision analysis
6	의학 문헌정보 / 생명 사실정보 데이터베이스	1. medical literature database 2. bio-molecular factual databases
7	병원정보시스템 설계, 구축, 평가	1. hospital information system 2. system evaluation
8	전자의무기록 / 임상정보 시스템	1. patient-centered medical record system 2. clinical information system
9	의학 인공지능 기계학습 이론	1. supervised machine learning 2. unsupervised machine learning
10	의사결정 지원 시스템 분자생물학 연구정보 시스템	1. decision support system / medical expert system 2. intelligent systems in molecular biology
11	생명정보학 (유전체학 / 단백체학)	1. structural (classical) bioinformatics 2. functional genomics / proteomics
12	의학 멀티미디어	1. medical imaging system 2. physiologic signal analysis
13	컴퓨터기반 의학교육 원격 의료 / 자문 / 교육	1. computer-aided learning 2. telemedicine, telepresence education/consultation
14	암호 / 보안 이론 의료정보 보안 / 비밀보장	1. data encryption & security 2. security / privacy / confidentiality
15	지역사회 의료정보 네트웍과 소비자 의료정보학	1. community healthcare information network 2. consumer health informatics
16	정보와 의료법, 의료윤리	1. control and analysis of medical activities 2. informatics in medical ethics and law

-- End --

Ju Han Kim, M.D., Ph.D., M.S.

Assistant Professor, SNUBiomedical Informatics

Seoul Nat'l Univ. School of Medicine

juhan@snu.ac.kr