의학의 도구 1강. 검사 결과가 양성이라는 말
같은 검사에서 나온 같은 양성인데, 어떤 사람에게는 거의 확진이고 어떤 사람에게는 대부분 헛경보입니다.
풀고 시작
검사의 성적표는 숫자 두 개입니다
"이 검사는 정확도가 95퍼센트입니다"라는 문장은 생각보다 알려주는 것이 적습니다. 검사의 성능은 성격이 다른 두 숫자로 쪼개야 비로소 보이거든요. 민감도(sensitivity)는 실제 환자를 양성으로 잡아내는 비율이고, 특이도(specificity)는 병이 없는 사람을 음성으로 돌려보내는 비율입니다. 민감도가 높으면 놓치는 환자가 적고, 특이도가 높으면 애먼 사람을 붙잡는 일이 적죠.
여기에 함정이 숨어 있습니다. 두 숫자는 모두 "병이 있는지 이미 아는 상태"를 기준으로 계산됩니다. 그런데 진료실에서 궁금한 것은 정반대 방향이죠. 병이 있는지 모르는 채로 양성지를 받았을 때 내가 정말 환자일 확률, 즉 양성예측도(positive predictive value)입니다. 방향을 뒤집는 순간 검사 성능만으로는 답이 나오지 않습니다.
같은 검사가 사람마다 다른 뜻이 됩니다
방향을 뒤집는 다리가 베이즈 정리이고, 그 다리의 높이를 정하는 것이 유병률입니다. 풀고 시작 문제의 집단에서는 양성 585명 중 환자가 90명, 약 15퍼센트였습니다. 이번에는 같은 검사를 전형적인 증상으로 병원을 찾은 사람들, 유병률이 30퍼센트쯤 되는 집단에 써 보죠. 1,000명 중 환자 300명에서 양성 270명이 나오고, 비환자 700명에서 위양성 35명이 나옵니다. 양성 305명 중 환자가 270명이니 양성예측도가 89퍼센트로 뛰어오릅니다.
검사지는 한 글자도 바뀌지 않았는데 결과의 뜻은 15퍼센트와 89퍼센트 사이를 오갑니다. 검사 결과는 그 사람이 검사대에 오르기 전의 확률과 함께 읽어야만 의미가 생기는 것이죠.
문진은 검사 전 확률을 세우는 작업입니다
의사가 증상이 언제 시작됐는지, 어떤 자세에서 심해지는지, 가족 중 같은 병을 앓은 사람이 있는지 끈질기게 묻는 장면은 첨단 장비 앞에서 낡아 보이기 쉽습니다. 그런데 방금 본 계산을 떠올리면 평가가 뒤집히죠. 문진과 진찰이 하는 일이 바로 검사 전 확률(pretest probability)을 세우는 작업이기 때문입니다. 15퍼센트짜리 양성을 89퍼센트짜리 양성으로 바꾸는 일의 절반은 검사실이 아니라 문진에서 끝납니다.
1959년 레들리(Robert Ledley)와 러스티드(Lee Lusted)는 사이언스에 실린 논문에서 진단을 확률의 갱신 과정으로 서술했습니다. 검사는 없던 확신을 만들어 주는 장치가 아니라 이미 서 있는 확률을 위아래로 밀어 주는 장치라는 관점이 여기서 출발했고, 오늘날의 임상 예측 규칙과 진단 알고리즘은 모두 그 후손입니다.
위양성과 위음성의 비용은 대칭이 아닙니다
검사의 문턱값을 낮추면 민감도가 오르고 특이도가 떨어집니다. 반대로 올리면 정반대가 되죠. 두 오류를 동시에 줄일 수는 없으니, 남는 질문은 어느 쪽 오류가 이 상황에서 더 비싼가입니다. 수혈용 혈액을 거르는 검사는 감염 한 건을 놓치는 대가가 워낙 크니 위음성을 극단적으로 줄이는 쪽으로 설계합니다. 대신 위양성이 늘어나는 것을 감수하고, 그 뒤에 특이도가 높은 확진 검사를 붙여 이단 구조로 보완하죠.
위양성이 공짜가 아니라는 점도 중요합니다. 불필요한 정밀검사와 조직검사, 몇 주간의 불안, 병력에 남는 기록까지 모두 비용입니다. 그래서 "일단 다 해 보자"는 검사가 늘 안전한 선택인 것은 아닙니다.
검사를 늘릴수록 진실에 가까워지지는 않습니다
한국은 이 문제의 세계적인 교과서 사례를 갖고 있습니다. 2000년대 들어 건강검진에 갑상선 초음파가 널리 얹히면서 갑상선암 진단은 1990년대 초에 견줘 15배 규모로 폭증했는데, 갑상선암 사망률은 거의 그대로였습니다. 평생 증상을 일으키지 않았을 종양까지 찾아낸 과잉진단(overdiagnosis)의 전형이죠. 찾아낸 암이 늘었다고 구한 생명이 늘지는 않았던 것입니다.
증상 없는 사람에게 수십 개 항목을 한꺼번에 돌리는 검사도 비슷한 함정을 안고 있습니다. 정상 범위는 건강한 사람의 대다수가 들어오도록 정의되므로, 항목이 많아질수록 우연히 범위를 벗어나는 값이 나오고 그 값이 다시 검사를 부르는 연쇄가 시작됩니다. 그러니 몸이 보내는 신호가 있다면 검색창이나 자가 판단이 아니라 진료를 통해 확률을 세우는 편이 훨씬 빠릅니다. 확률을 세운 다음 순서는 치료이고, 다음 강에서는 그 치료의 주력인 약이 어떻게 작동하는지 봅니다.
인출 문제
생각해볼 질문 (정답 없음)
- 위양성이 만드는 불안과 위음성이 만드는 지연 중 무엇이 더 큰 해악인지는 질병마다, 사람마다 다릅니다. 이 저울질을 개인이 직접 하도록 맡겨야 할까요, 아니면 사회가 검진 지침으로 미리 정해 두어야 할까요.