디지털헬스케어와 인공지능 이해

김태형 지음

씨엔아이파트너스 2025년 07월 28일 출간

작품소개

책소개

본 교재는 이러한 시대적 요구에 부응하여, 디지털헬스케어와 인공지능의 융합을 중심으로 기획하였습니다. 특히 제4부‘보건의료분야 인공지능 이해’에서는 보건의료 데이터의 특성과 활용 가능성, 인공지능의 의료 적용 사례, 그리고 윤리적·법적 쟁점까지 폭넓게 다루고 있습니다. 이를 통해 학습자는 AI 기술이 의료 현장에서 어떻게 실질적으로 적용되고 있으며, 향후 어떤 변화가 예상되는지를 종합적으로 이해할 수 있습니다.

또한 제24장 '디지털헬스케어 데이터 분석 실습'에서는 실습 중심의 학습을 강화하여, 학습자가 직접 헬스케어 데이터를 다루고 시각화하며, 머신러닝 기법을 활용한 분석까지 수행할 수 있도록 구성하였습니다. 실제 공개 헬스케어 데이터셋을 활용한 실습을 통해 이론에서 실전으로 자연스럽게 연결되며, 실무에서 요구되는 데이터 분석 역량을 효과적으로 기를 수 있도록 돕습니다.

이 교재는 단순히 프로그래밍이나 이론 지식을 전달하는 것을 넘어, 학습자가 실제 보건의료 데이터를 기반으로 문제를 정의하고 해결 방안을 탐색할 수 있도록 설계되었습니다. 이를 통해 의료 분야에 진출하고자 하는 학생들은 물론, 보건의료에 관여하고 있는 의료 종사자들도 실질적인 통찰과 기술을 습득할 수 있습니다.

목차

제1부 창의적 사고

제1장 창의적 사고와 소프트웨어 ㆍ10
1. 창의적 사고와 소프트웨어 개요 ㆍ11
2. 제4차 산업혁명시대 요구되는 핵심 역량 ㆍ13
3. 창의적 사고와 소프트웨어의 필요성 ㆍ23

제2장 DAA씽킹과 소프트웨어 ㆍ32
1. DAA씽킹이란 ? ㆍ33
2. DAA씽킹 적용 사례 ㆍ39

제3장 창의적 사고로 문제 해결하기 ㆍ45
1. 디자인씽킹이란 ? ㆍ46
2. 디자인씽킹 프로세스 5단계 ㆍ46
3. 디자인씽킹과 비즈니스씽킹의 관계 ㆍ48
4. 디자인 씽킹 문제 해결 사례 ㆍ52
5. 디자인 씽킹 구성요소 ㆍ61

제2부 디자인씽킹과 문제 해결

제4장 디자인씽킹 1단계 – 공감 ㆍ67
1. 공감 단계(Empathize)란 ? ㆍ68
2. 공감을 위한 주요 기법 ㆍ69

제5장 디자인씽킹 2단계 – 문제정의 ㆍ84
1. 문제 정의(Define)란 ? ㆍ85
2. 문제정의 주요 기법 ㆍ86
제6장 디자인씽킹 3단계 – 아이디어 만들기 ㆍ95
1. 아이디어 만들기(Ideate)란 ? ㆍ96
2. 아이디어 도출을 위한 주요 기법 ㆍ97
3. 아이디어 선정 ㆍ102

제7장 디자인씽킹 4단계 – 프로토타입 제작 ㆍ107
1. 프로토타입(Prototype)이란 ? ㆍ108
2. 프로토타입 만들기의 주요 기법 ㆍ109

제8장 디자인씽킹 5단계 – 테스트 ㆍ117
1. 테스트(Test)란 ? ㆍ118
2. 테스트 수행 방법 ㆍ119

제3부 추상화와 알고리즘

제9장 소프트웨어 개발과 추상화 ㆍ123
1. 추상화 ㆍ124
2. 추상화의 실제 적용 ㆍ127

제10장 소프트웨어 개발과 알고리즘 ㆍ130
1. 알고리즘이란 ? ㆍ131
2. 알고리즘의 특징 ㆍ135

제4부 보건의료분야 인공지능 이해

제11장 디지털헬스케어와 인공지능 ㆍ141
1. 보건의료통계의 중요성 ㆍ141
2. 데이터 분석과 보건의료 패러다임의 변화 ㆍ142
3. 보건의료 빅데이터의 이해 ㆍ144
4. 인공지능과 보건의료의 융합 ㆍ146
5. 보건의료 AI의 실제 활용 사례와 미래 전망 ㆍ148
6. AI 도입에 따른 윤리적, 법적 문제 ㆍ151
7. AI 도입에 따른 의료기관의 과제와 변화 방향 ㆍ154
8. 의료 AI와 관련된 주요 기업 및 플랫폼 ㆍ157
9. 의료 AI 활용을 위한 데이터와 알고리즘의 특성 ㆍ160
10. AI가 만들어가는 미래의 의료 ㆍ163

제5부 파이썬 프로그래밍 이해

제12장 파이썬 소개 및 개발 환경 설정 ㆍ165
1. 파이썬의 역사와 특성 ㆍ165
2. 파이썬 설치 및 설정 ㆍ171
3. 첫 번째 프로그램 작성하기 ㆍ180

제13장 변수와 기본 데이터형 ㆍ183
1. 변수란 ? ㆍ183
2. 기본 데이터형 ㆍ185
제14장 연산자 ㆍ195
1. 연산자란 ? ㆍ194
2. 연산자 우선순위 ㆍ202

제15장 조건문 ㆍ205
1. 조건문이란? ㆍ205
2. 조건문의 기본 구조 ㆍ205

제16장 반복문 ㆍ215
1. 반복문의 기본 개념 ㆍ215
2. for 문 ㆍ215
3. 중첩 for 문 ㆍ221
4. while 문 ㆍ223
5. 반복의 제어, break와 continue 문 ㆍ2228

제17장 문자열 ㆍ231
1. 문자열이란 ? ㆍ231
2. 문자열의 기본 사용법 ㆍ231
3. 문자열의 다양한 활용 ㆍ234

제18장 리스트, 튜플, 딕셔너리 ㆍ238
[리스트(list)]
1. 리스트란 ? ㆍ238
2. 리스트의 기본 사용법 ㆍ239
3. 리스트의 다양한 활용 ㆍ241

[튜플(Tuple)]
1. 튜플이란 ? ㆍ245

[딕셔너리(Dictionary)]
1. 딕셔너리란 ? ㆍ246
2. 딕셔너리의 기본 사용법 ㆍ247
3. 딕셔너리의 다양한 활용 ㆍ250

제19장 함수 ㆍ254
1. 함수란 ? ㆍ254
2. 사용자 정의 함수 ㆍ254
3. 내장 함수 ㆍ260

제20장 파일 입출력 ㆍ263
1. 파일 입력출력(File I/O)개념 ㆍ263
2. 파일 입출력 3단계 ㆍ263

제21장 판다스(pandas) ㆍ270
1. 판다스(pandas)란 ? ㆍ270
2. pandas 설치하기 ㆍ271
3. 데이터 조작 ㆍ275
4. 파일 입출력 ㆍ280
5. 통계 분석 ㆍ281

제22장 맷플롯립(matplotlib) ㆍ284
1. 맷플롯립(matplotlib) 이란 ? ㆍ284
2. matplotlib 설치하기 ㆍ284
3. 그래프 그리기 ㆍ285

제6부 데이터 분석 실습

제23장 데이터 분석 실습 ㆍ311
1. 데이터 분석 프로젝트 개요 ㆍ311
2. Jupyter Notebook 소개 ㆍ321
3. 데이터 분석 프로젝트 수행 ㆍ333
4. 실습 1: 공개 데이터셋을 활용한 실습(Covid-19) ㆍ341
5. 실습 2: 공개 데이터셋을 활용한 실습(Titanic) ㆍ361

제24장 디지털 헬스케어 데이터 분석 실습 ㆍ373
1. 데이터 분석 프로젝트의 사례 ㆍ373
2. 디지털 헬스케어 데이터의 이해 ㆍ378
3. 디지털 헬스케어 시각화 시계열 실습 ㆍ383
4. 디지털 헬스케어 머신러닝 분류 회귀 ㆍ393
5. 디지털 헬스케어 데이터 머신러닝 모델 구현 ㆍ404

제7부 인공지능(Artificial Intelligence, AI)

제25장 인공지능 개요 ㆍ417
1. 인공지능의 정의와 역사 ㆍ417
1.1 인공지능의 정의 ㆍ417
1.2 4차 산업혁명: 미래사회의 변화 동인 ㆍ418
1.3 인공지능의 역사 ㆍ422

2. 인공지능의 응용 분야 및 특징 ㆍ430
2.1 인공지능의 주요 응용 분야 ㆍ430
2.2 인공지능, 머신러닝, 딥러닝의 특징 및 차이 ㆍ428

제26장 머신러닝의 이해 ㆍ438
1. 머신러닝의 기본 개념 ㆍ438
1.1 머신러닝이란 ? ㆍ438
1.2 머신러닝의 주요 유형 ㆍ438

2. 머신러닝 프로세스 ㆍ440
2.1 데이터 수집 ㆍ440
2.2 데이터 전처리 ㆍ441
2.3 모델 학습과 평가 ㆍ444

3. 주요 알고리즘 ㆍ445
3.1 선형 회귀 ㆍ445
3.2 분류알고리즘 : K-최근접 이웃(K-Nearest Neighbors, KNN) ㆍ447



제8부 인공지능의 윤리적 문제

제27장 윤리적 이슈와 인공지능의 사회적 영향 ㆍ470
1. 윤리적 이슈 ㆍ470
1.1 사회적 영향 ㆍ470
1.2 윤리적 AI를 위한 방향 ㆍ471

2. 인공지능 윤리 ㆍ471
2.1 인공지능 활용 자세 ㆍ471
2.2 모럴 머신(Moral Machine) ㆍ471

제28장 인공지능에 대한 우리의 자세 ㆍ479
1. 아실로마 AI 원칙(Asilomar AI Principles) ㆍ479
2. 우리나라의 인공지능 윤리 기준 ㆍ481


Appendix 부록 ㆍ483

< 부록 1 > Jupyter Notebook 소개 ㆍ484
< 부록 2 > 클라우드 기반 빅데이터: Google Colab 이용 ㆍ486
< 부록 3 > 파이썬 설치 및 설정 ㆍ489
< 부록 4 > 파이썬 기본 개발 환경 설정 ㆍ493
< 부록 5 > 파이썬 외부 라이브러리 설치 방법 ㆍ498
- 예 : pandas, matplotlib, pillow 등
< 부록 6 > 인공지능(A.I) 체험 사이트 ㆍ503
< 부록 7 > 파이썬 코딩시 유용한 tip ㆍ505

책 속으로

교재의 전체적인 흐름은 창의적 사고와 디자인씽킹을 기반으로 문제 해결 능력을 기르고, 인공지능과 데이터 분석의 원리를 이해한 뒤, 보건의료 데이터에 이를 적용하는 실습으로 이어집니다.
이러한 통합적 구조는 학습자들이 융합적 사고와 실무 역량을 함께 키울 수 있도록 합니다.

작가정보

저자(글) 김태형

금융권(한국산업은행, 평화은행, 우리금융그룹)에서 30여년간 근무하였으며, 특히 20여년을 전산센터에서 근무하면서 IT전산개발, IT구매, IT감사 등 금융권 ICT를 다양하게 경험하였습니다.

한양대학교 경영대학원 MBA를 졸업하였으며, 단국대학교에서 경영정보(MIS) 전공으로 경영학 박사를 취득하였습니다.

단국대학교 학부 및 대학원에서 ERP, 디자인씽킹, 알고리즘씽킹과SW활용, 전공별AI활용, 연구방법론및통계 등과 가천대학교에서 프로그래밍 활용, 데이터베이스관리, 데이터분석 등을 강의하고 있으며, 또한 한국폴리텍대학에서 컴퓨터활용 및 AI입문 등을 강의하고 있습니다.

산업 현장에서의 경험과 지식을 바탕으로 대학교에서 제4차산업혁명 시대에 맞는 인재 양성과 중소벤처기업부 비지니스지원단 전문위원, 공공기관 인증심사위원 및 심사/자문/평가위원, 기업체 면접관 등으로 제2막 인생을 보람 있게 보내고 있습니다.