헬스케어 인공지능과 머신러닝 (빅데이터를 활용한 개인 맞춤 건강관리)

헬스케어 인공지능과 머신러닝 (빅데이터를 활용한 개인 맞춤 건강관리)

$35.66
Description
저자는 책에서 자주 언급되는 diabetes.co.uk라는 당뇨병 커뮤니티에서 환자들이 자신의 당뇨를 잘 관리할 수 있도록 도와주는 인공지능 개발 전문가이다. 그 경험을 살려 헬스케어 종사자들과 헬스케어에 관심이 있는 사람들을 위해 헬스케어 인공지능의 이모저모를 어렵지 않게 설명한다. 이야기는 인공지능의 원료가 되는 데이터로 시작한다. 다른 분야와 마찬가지로 헬스케어 분야에서도 엄청난 양의 데이터가 수집되고 있음에 따라 빅데이터의 특징, 소스, 처리 과정, 공유 방법을 다룬다. 전통적인 의료 데이터는 병원에서 수집하고 관리했던 반면 최근에는 다양한 디바이스와 센서에서 데이터를 수집하다 보니 전통과 혁신이 충돌할 수 밖에 없다. 이 책에서는 이러한 문제를 현명하게 해결했을 때 얻을 수 있는 가치를 생각해 보게 한다.

다음은 헬스케어 데이터를 다루는 머신러닝, 인공지능 기술을 살펴본다. 최근에 큰 성공을 거둔 딥러닝을 비롯해 전통적인 회귀 분석에까지 데이터 분석에 쓰이는 알고리즘과 그런 알고리즘의 성능을 측정하는 방법을 설명한다. 알고리즘을 자세히 설명하려면 수학이나 통계학 수식 등을 동원할 수 밖에 없다. 그러나 저자가 그 방법을 피하고 있다 보니 내용이 다소 얄팍해졌다는 느낌을 준다. 처음 접하는 독자들은 아 이런 기술들이 사용되고 있구나 하는 정도로 넘어가도 될 듯 하다. 헬스케어 인공지능은 헬스케어 데이터를 다루기 때문에 그 어떤 분야보다 데이터 윤리가 크게 대두된다. 데이터를 공개, 공유하는 문제부터 데이터 보안 유지 그리고 인공지능 알고리즘의 공정성, 결과의 활용 등 윤리적인 철학과 토론, 합의가 필요함을 강조한다.

인간의 건강은 행복의 요건 가운데 하나이지만, 건강은 개인과 집단, 인류 모두의 노력으로 성취되는 것이다. 의료를 비롯한 헬스케어는 건강을 유지하기 위한 핵심 수단이다. 하지만 양질의 헬스케어를 제공하려면 어마어마한 비용이 든다. 그리고 많은 나라에서 고령화와 같은 변화로 인해 기존의 의료 경제 시스템을 지속할 수 없는 지점에 점점 다가가고 있음을 걱정하고 있다. 이러한 상황에서 헬스케어 인공지능은 지속 가능한 헬스케어 관리 시스템을 위한 수단으로 부각되고 있다. 이 책을 통해 헬스케어 인공지능의 구체적인 예와 가능성을 동시에 생각해볼 수 있다.
저자

아르준파네사

당뇨디지털미디어(DDM,DiabetesDigitalMedia)의공동설립자로,세계에서가장큰당뇨병커뮤니티를운영하며,근거중심의디지털솔루션을제공하고자노력해왔다.임페리얼칼리지런던의컴퓨팅과인공지능학과에서학사학위를받았다.수년에걸쳐빅데이터와빅데이터가사용자에게미치는영향을다뤘다.이경험을바탕으로전세계의환자,의료기관,정부등에게정밀의학헬스케어를제공할수있도록빅데이터와머신러닝을이용해지능적이고근거중심의디지털헬스솔루션개발을주도하고있다.수많은상을수상했고,BBC,포브스(Forbes),데일리메일(DailyMail),타임스(TheTimes),ITV등에소개되는등국제적으로명성이높다.현재셰필드대학교인포메이션스쿨의고문을맡고있다.

목차

1장.인공지능
__다학제적인과학
__인공지능검토
____반응성기계
____이성적으로생각하고사고하는제한된메모리시스템
____사람과같이사고하는마음이론시스템
____사람과다름없이자각하는인공지능시스템
__머신러닝이란?
__데이터과학이란?
__실시간빅데이터에서학습
__헬스케어분야에서인공지능의응용
____예측
____진단
____맞춤치료와행동의변화
____신약개발
____추적돌봄
__헬스케어에서인공지능의가능성현실화
____간극의이해
____단절된데이터
____적절한데이터보안
____데이터거버넌스
____편향
__소프트웨어
__결론

2장.데이터
__데이터란?
__데이터의형태
__빅데이터
____데이터양
____다양성
____속도
____가치
____정확성
____타당성
____가변성
____시각화
__작은데이터
__메타데이터
__헬스케어데이터:작은또는큰사용사례
____대기시간예측
____재입원줄이기
____예측분석
____전자의무기록
____가치기반케어/참여
____헬스케어사물인터넷:실시간알림,경고문발송,자동화
____근거증심의학으로이동
____공중보건
__데이터진화와애널리틱스
__데이터를정보로변환:빅데이터사용
____기술적애널리틱스
____진단적애널리틱스
____예측애널리틱스
____처방적애널리틱스
__추론
____연역
____귀납
____귀추
__나의프로젝트에얼마나많은데이터가필요할까?
__빅데이터의난관
____데이터의증가
____인프라스트럭처
____전문가
____데이터소스
____데이터의질
____보안
__저항
__정책과거버넌스
__단절화
__데이터전략의부재
__시각화
__분석시간의고려
__윤리
__데이터거버넌스와정보거버넌스
____데이터관리
____데이터의질
____데이터보안
____데이터의이용가능성
____데이터의내용
____마스터데이터관리
____사용사례
__빅데이터프로젝트배치
__빅데이터도구
__결론

3장.머신러닝
__기초
____에이전트
____자율성
____인터페이스
____성능
____목표
____효용
____지식
____환경
____훈련데이터
____타깃함수
____가설
____학습자
____검증
____데이터셋
____특징
____특징선택
__머신러닝이란?
__머신러닝이전통적인소프트웨어엔지니어링과다른점
__머신러닝의기초
____지도학습
____비지도학습
____준지도학습
____강화학습
____데이터마이닝
____모수적,비모수적알고리즘
__머신러닝알고리즘의작동법
__머신러닝을수행하는방법
____문제명시
____데이터준비
____학습법의선택
____머신러닝법의적용
____방법과결과평가
____편향과분산
____최적화
____결과보고

4장.머신러닝알고리즘
__머신러닝프로젝트정의
____과업(T)
____성능(P)
____경험(E)
__머신러닝에자주사용되는라이브러리
__지도학습알고리즘
____분류
____회귀
__의사결정트리
____ID3(IterativeDichotomizer3)
____C4.5
____CART
__앙상블
____배깅
____부스팅
__선형회귀
__로지스틱회귀
__서포트벡터머신
__나이브베이즈
__k-최근접이웃(kNN)
__신경망
____퍼셉트론
____인공신경망
__딥러닝
____피드포워드신경망
____순환신경망:장단기메모리
____컨볼루션신경망
____모듈신경망
____방사형기저신경망
__비지도학습
____클러스터링
____K-평균
____연관법칙
__차원축소알고리즘
__차원축소기술
____누락된값/결측값
____낮은분산
____높은상관
____랜덤포레스트의사결정트리
____백워드특징제거
____포워드특징구성
____주성분분석
__자연어처리(NLP)
__자연어처리시작
__전처리:어휘분석
____노이즈제거
____어휘정규화
____포터어간추출
____객체표준화
__구문분석
____의존성파싱
____파트오브스피치태깅
__의미분석
__자연어처리에사용되는기술
____N-그램
____단어빈도-역문서빈도벡터
____잠재의미분석
____코사인유사도
____나이브베이즈분류자
__유전알고리즘
__머신러닝의모범사례와고려할점
____좋은데이터관리
____기준이될기초성능지표
____데이터정제에들이는시간
____훈련시간
____적절한모델의선택
____적절한변수의선택
____불필요한데이터
____과적합
____생산성
____이해도
____정확도
____거짓음성의영향
____선형성
____파라미터
____앙상블
__사례:제2형당뇨병

5장.지능을위한학습성과평가
__모델개발과작업과정
____모델을평가하는두가지접근법이있는이유
____평가지표
__비대칭데이터셋,변칙값,희소데이터
__파라미터와하이퍼파라미터
__하이퍼파라미터튜닝
__하이퍼파라미터튜닝알고리즘
____그리드서치
____랜덤서치
__다변량테스팅
____어떤지표를평가에사용해야하는가?
____상관은인과와다르다
____얼마만큼의차이가정말로중요한차이인가?
____검정법,통계적검증력,효과크기
____보고자하는성능지표의분포확인
____적절한p값결정
____얼마나많은관측값이필요한가?
____얼마나오랫동안다변량테스팅을실행해야하는가?
____데이터분산
____분포이동알아내기
____모델의변경내용기록

6장.인공지능의윤리
__윤리란?
____데이터과학윤리학이란?
____데이터윤리학
__고지에입각한동의
__선택의자유
__데이터에대한동의가항상절대적기준인가?
__대중의이해
__데이터는누구의소유인가?
__데이터는어떤목적으로사용될수있는가?
__프라이버시:누가나의데이터를볼수있는가?
__데이터가어떻게미래에영향을미칠까?
____치료우선순위결정
____새로운치료와관리법결정
____더많은실제생활증거
____약물개발능력향상
__연결을통한치료법의최적화:한계가있을까?
__보안
__인공지능과머신러닝의윤리학
____기계의편향
____데이터편향
____사람에의한편향
____지능편향
____편향수정
____편향은나쁜것인가?
__예측의윤리학
____예측설명
____실수에따른보호
____타당성
____알고리즘이비도덕이지않게예방
____의도하지않은결과
__복잡하고지능적인시스템의주도권을인간이유지하는방법
__지능
__건강지능
__누가책임을지는가?
__최초문제
__공정함정의
__어떻게기계가우리의행동과상호교류에영향을주는가?
____인간성
____행동과중독
____경제와고용
__미래에대한영향
__신처럼행동하기
__과대광고와세상을시끌법석하게만들기
__이해관계자의수용과정렬
__정책,법률,규제
__데이터와정보거버넌스
__너무많은정책의단점
__글로벌표준과제도
__인공지능을인류로취급해야하는가?
__기관내부에서데이터윤리학적용
____윤리강령
____윤리프레임워크고려
__데이터과학자를위한히포크라테스선서
__프레임워크감사

7장.헬스케어의미래
__양에서질로이동
__근거중심의학
__맞춤의학
__미래의비전
__연결된의학
____질병과상태관리
____가상비서
____원격모니터링
__약물순응도
__접근가능한진단검사
__스마트임플란트
__디지털건강과치료법
__교육
__웰니스에대한인센티브
__인공지능
____기록에대한데이터마이닝
____대화형인공지능
____더좋은의사만들기
____맞춤형보조기
__가상현실과증강현실
____가상현실
____증강현실
____융합현실
____통증관리
____물리치료
____인지재활
____간호와수련
____가상진료와수업
__블록체인
____공급망검증
____웰니스에대한인센티브
____환자데이터접근
__로봇
____로봇수술
____외골격로봇
____입원환자케어
____동무되기
____드론
__스마트장소
____스마트홈
____스마트병원
__환원주의
__혁신대숙의

8장.사례연구
__사례연구의선정
__사례연구의선정결과
__사례연구:당뇨발관리용이미징인공지능및이환율과사망률을개선하기위한의료전달체계에대한우선순위결정
____배경
____인지적시각
____프로젝트목표
____도전과제
____결론
__사례연구:제2형당뇨병자기관리를위한디지털저탄수화물프로그램의결과:단일군종단연구1년추적결과
____배경
____목적
____방법
____결과
____관찰된현상
____결론
__사례연구:확장가능하고참여를유도하는뇌전증디지털치료법
____배경
____근거중심적용
____센서기반디지털프로그램
____연구
____프로젝트영향
____예비분석
__사례연구:새로운증강

출판사 서평

★이책의대상독자★

이해관계자들은빅데이터와머신러닝을사용해데이터에서미래를예측하고,숨겨진연관성과패턴을발견할수있다.이런지식을획득한다는것은도적적이고법적인결과로이어질수있는데,이에대한리스크를줄일수있는적절한관리방법을알아본다.

★이책의구성★

헬스케어영역에서의인공지능이론과실용적인응용을다루며,언제어떻게머신러닝을응용할수있는지와성능을평가하는방법을알려준다.마지막에는새롭고혁신적인방법으로인공지능과빅데이터를이용하는시장을주도하는헬스케어기관의사례를살펴본다.

★옮긴이의말★

이책은헬스케어분야의인공지능적용에관련된여러가지측면을소개하는개론서다.완전한기술서로보기도어렵고그렇다고고차원의논쟁만다루지도않는다.그중간에있다고생각하면좋을듯하다.
인공지능은이미그리고앞으로더욱더모든사람들의일상에영향을줄것이다.어떤사람은의학의역사를인공지능이전(BA,BeforeAI)과인공지능이후(AA,AfterAI)로나눠질것이라고주장하기도한다.인공지능은일상뿐만아니라회사와기관에서사람들이일하는방식에도영향을주고있다.의료와같은전문영역도마찬가지다.알파고가이세돌9단에게이기는것을목격하고,파괴적혁신기술이전통적인일자리에영향을주기시작하면서일반사람들도이전보다는인공지능에대한관심이높아졌다.또혁신의대상이자신이될수도있다는불안감을안고살아간다.
개인적으로컴퓨터를공부하게된계기는병원의낮은생산성때문이었다.수많은전문가가그렇게열심히일을하고,병원당국은많은자금을투자하고,환자와가족도건강을회복하기위해서기꺼이많은희생을함에도불구하고,의료서비스에만족하는참여자는찾기가어려웠다.내가보기에는컴퓨터가그답을줄것으로보였다.그래서의료와ICT중간지점을찾고자노력해왔다.
이책은헬스케어인공지능기술과응용사이에있는이야기를한다.그래서전문의료인이보기에는컴퓨터기술서처럼보일수있고,전문컴퓨터엔지니어가보기에는새로운기술은소개하지않으면서의료인공지능을적용하는방법을다루는다소뜬구름잡는이야기로보일수있다.내가틈새의중간지점을찾아가는탐구자입장이어서그럴수도있겠지만,진정중요한것은중간지대에있다고본다.인공지능을이해하는의료인과의료를이해하는인공지능전문가가하나의언어로이야기할수있을때혁신은일어날것이다.그런이야깃거리를준다는데이책의가치가있다고본다.
처음번역제안을받았을때이책에대한불만은컴퓨터코드가없다는것이었다.구체적이지않고추상적인이야기만있을것같다는걱정이있었다.그런데내용을훑어보니코딩을하는사람들에게단점일수있지만,의료인공지능에입문하려는사람들에게는더나을수도있겠다싶었다.이책에서도나오지만데이비드월퍼트가이야기한머신러닝에서의“Nofreelunch(공짜점심은없다)”원리는여기서도적용되는것같다.모든상황에만족하는머신러닝모델이없듯이모든독자를만족시키는기술서도없어보인다.그렇지만특정문제에적합한더나은모델이존재하는것처럼,특정주제와목적의책은분명존재한다.이책을의료인공지능의안내서로본다면분명소임을다하고있다고생각한다.아쉬웠던코딩이라는구체성은후속번역을통해소개하고자한다.
보잘것없는번역이지만의료인공지능분야에조금이라도도움이됐으면하는바람이다.편협한생각일지모르지만미래의의료는인공지능의학이주를이룰것이다.의학연구는물론이고환자의진단,치료,재활,나아가건강한사람을대상으로한예방영역에인공지능의학이깊숙이파고들것이다.그래서학계는물론개원의,봉직의,의료행정가들도인공지능의학에관심을가져야할것으로보인다.