병원 사회망 구조를 활용한 병원내 감염 관리

초록

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도쿄 한 대학병원의 실제 접촉 데이터를 기반으로 만든 사회망에서 SIR 모델을 시뮬레이션하였다. 계층적·모듈형 구조를 가진 병원 네트워크에서는 의료진, 특히 의사가 감염 전파의 핵심 역할을 한다는 것이 밝혀졌다. 의사의 병동 이동을 제한하거나 의사를 우선적으로 백신 접종하는 전략이 환자를 개별 병실에 격리하는 방식보다 감염 규모를 크게 감소시킨다. 또한, 연결 중심성(betweenness) 상위 인물을 대상으로 예방접종을 실시하면, 단순히 연결도가 높은 사람을 대상으로 하는 경우보다 효과가 뛰어나다.

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상세 분석

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본 연구는 두 차례(주말·주중) 의료 기록을 통해 605명(환자 388명, 간호사 94명, 의사 123명)으로 구성된 병원 사회망을 구축하였다. 네트워크는 평균 최단 경로 길이 L = 4.84, 클러스터링 계수 C = 0.534로 작은 세계(small‑world) 특성을 보이며, 부서·병동·병실 단위의 밀집 서브그래프가 계층적으로 연결된 모듈형 구조를 가진다. 특히 환자‑환자, 간호사‑간호사, 환자‑간호사 간의 접촉은 동일 병실·병동 내에 국한되고, 병동 간 연결은 주로 의사들이 담당한다. 이러한 구조적 특성은 전염병 확산 경로를 제한하면서도, 의사의 다중 병동 방문이 네트워크 전체를 연결하는 ‘브리지’ 역할을 함을 시사한다.

SIR 모델 시뮬레이션에서는 전염률 λ이 약 0.13에서 기본 재생산수 R₀가 1을 초과하며 대규모 발병이 가능해진다. 감염이 시작될 경우, 네트워크 내 특정 소규모 병동(예: 정신과)과 같이 연결이 제한된 구역은 두 명의 주니어 의사를 통해서만 외부와 연결되므로, 전파가 차단될 확률이 상대적으로 높다. 이는 전체 감염 규모가 두 개의 피크(소규모와 대규모)로 나뉘는 이중 피크 현상을 만든다.

중재 전략을 비교한 결과, (1) 의사의 병동 이동을 제한하거나 특정 병동 방문을 금지하는 ‘의사 이동 제한’ 정책이, (2) 환자를 개별 병실에 격리하는 ‘환자 격리’ 정책보다 최종 감염 규모를 현저히 감소시켰다. 특히 의사 이동 제한은 감염 전파 경로를 근본적으로 차단함으로써, 감염률이 높은 상황에서도 전염 사슬을 끊는 효과가 크다.

백신 접종 전략에서는 (a) 의사를 우선 접종하는 ‘의사 우선 백신’이, (b) 환자·간호사를 우선 접종하는 경우보다 더 큰 억제 효과를 보였다. 이는 의사가 네트워크 연결성을 크게 담당하기 때문이다. 또한, (c) 연결 중심성(betweenness) 상위 인물을 대상으로 백신을 투여했을 때, (d) 단순히 연결도가 높은(degree) 인물을 대상으로 한 경우보다 감염 규모 감소가 월등히 뛰어났다. 이는 기존 복잡망 연구에서 제시된 ‘허브(hub) 차단’보다, 네트워크 흐름을 조절하는 ‘브리지’ 차단이 병원 내 전염병 억제에 더 적합함을 의미한다.

결과적으로, 병원 사회망의 계층·모듈 구조와 의료진 역할 분담을 정량적으로 분석함으로써, 전통적인 환자 격리 중심의 방역 정책보다 의료진 행동 제어와 네트워크 중심성 기반 백신 배분이 보다 효율적인 감염 통제 방안임을 입증하였다. 이러한 접근은 실제 병원 운영 정책에 바로 적용 가능하며, 향후 감염병 발생 시 빠른 대응 체계 구축에 기여할 수 있다.

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