맥니마 검정 (McNemar's test)

통계
한 줄 정의: 같은 대상을 두 시점(전·후)이나 두 조건에서 측정한 이분형(예/아니오) 자료의 응답 변화가 우연 이상인지를 검정하는 방법입니다.
맥니마 검정맥니마 검정: 가로 후(아니오→예), 세로 전(아니오→예)로 나눈 네 칸. 왼쪽 위 예 → 아니오, 오른쪽 위 예 → 예, 왼쪽 아래 아니오 → 아니오, 오른쪽 아래 아니오 → 예.전예 → 아니오바뀐 칸 · 비교예 → 예유지 · 제외아니오 → 아니오유지 · 제외아니오 → 예바뀐 칸 · 비교예아니오아니오예후한계같은 대상을 반복 측정한 짝지어진 자료에만 사용

쉽게 풀면

다이어트 교육 전후로 "운동을 하는가(예/아니오)"를 같은 사람들에게 두 번 물었다고 해봅시다. 이때 관심은 "안 하다가 하게 된 사람"과 "하다가 안 하게 된 사람"의 수가 얼마나 다른지입니다.

일반적인 카이제곱검정은 서로 다른 두 그룹을 비교할 때 쓰지만, 맥니마 검정은 같은 사람을 반복 측정했을 때처럼 짝지어진(paired) 자료 전용입니다. "그대로 유지된 사람"들은 무시하고, "바뀐 사람"들만 놓고 어느 방향으로 바뀐 경우가 더 많은지를 비교합니다.

왜 중요한가

임상시험, 교육 프로그램 평가, 정책 개입 연구처럼 같은 대상을 두 시점에서 반복 측정하는 설계는 매우 흔한데, 이런 자료를 독립표본용 검정으로 잘못 분석하면 결과가 왜곡될 수 있습니다. 맥니마 검정은 짝지어진 이분형 자료의 변화를 올바르게 검정하는 표준적인 방법이기 때문에, 전후비교나 진단검사 일치도 비교를 다루는 논문에서 자주 언급됩니다.

언제 쓰나

같은 대상을 두 번(전·후) 또는 두 조건에서 이분형(예/아니오)으로 측정했을 때, 예의 비율이 달라졌는지를 검정합니다. 쌍을 이룬 자료이므로 2 × 2 표를 “전 × 후”로 만듭니다.

후: 예후: 아니오
전: 예a (변화 없음)b (예 → 아니오)
전: 아니오c (아니오 → 예)d (변화 없음)

결과는 이렇게 읽는다

(가상의 예) 운동 교육 전후로 같은 100명에게 “운동하는가”를 물었더니 a = 30, b = 5, c = 15, d = 50였다고 합시다. 전 비율 0.35, 후 비율 0.45입니다. 직접 계산한 결과는 다음과 같습니다.

방법통계량p
카이제곱(수정 없음)χ²(1) = 5.000.025
연속성 수정χ²(1) = 4.050.044
정확 이항 검정(양측)—0.041

세 방법 모두 p < .05이지만 값은 .025~.044로 차이가 있고, 불일치 쌍이 20개로 25개 미만이라 정확 검정이 가장 안전한 선택입니다. 어떤 방법을 썼는지는 반드시 밝혀야 합니다. 불일치 쌍이 더 적으면 방법에 따라 유의 여부가 갈릴 수 있습니다.

논문에는 이렇게 보고한다

전·후 비율, 불일치 쌍의 수, 검정 방법(수정 여부 또는 정확 검정), 통계량, p, 효과의 크기를 적습니다. (아래 수치는 위 가상의 예입니다.)

교육 후 운동 실천자는 35%에서 45%로 늘었다(McNemar 검정, 연속성 수정, χ²(1) = 4.05, p = 0.044). 불일치 쌍 20개 중 15개(75%)가 “아니오에서 예”로 바뀌었다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

실제 논문에서

이 용어를 직접 쓴 국내 논문 문장을 아직 수집하지 못했습니다. 수집되는 대로 출처와 함께 싣겠습니다.

예시 문장

아래는 용어의 쓰임을 보여 주려고 만든 예시로, 실제 논문에서 가져온 문장이 아닙니다.

"교육 프로그램 전후 금연 여부의 변화를 맥니마 검정으로 분석한 결과, 통계적으로 유의한 증가가 나타났다 (p < 0.01)."

이 문장은 "같은 참가자들을 교육 전과 후로 두 번 측정했더니, 금연자로 바뀐 사람이 흡연자로 바뀐 사람보다 많았고 이 차이가 우연이라고 보기 어렵다"는 뜻입니다.

"두 진단검사법의 양성 판정 일치도를 비교하기 위해 동일 환자군에게 두 검사를 모두 시행한 뒤 맥니마 검정을 적용하였다."

의학 진단 분야에서는 같은 환자에게 서로 다른 두 검사법을 적용해 판정이 갈리는 경우가 우연 수준을 넘는지 확인할 때 맥니마 검정이 흔히 쓰인다.

"광고 노출 전후 소비자의 브랜드 구매 의향(있음/없음) 변화를 맥니마 검정으로 검증하였다."

마케팅 연구에서도 동일 응답자를 대상으로 한 실험 조작 전후의 이분형 태도 변화를 비교할 때 이 검정이 활용된다.

조금 더 깊게 보면

맥니마 검정은 2×2 분할표에서 "바뀌지 않은 칸"은 제외하고 "바뀐 두 칸"의 빈도만 비교하는 방식으로 검정통계량을 계산합니다. 바뀐 사례의 수가 적을 때는 카이제곱 근사가 부정확해질 수 있어 연속성 수정(continuity correction)을 적용한 버전이나 정확검정(exact test) 형태를 사용하기도 합니다.

세 개 이상의 반복 측정 시점을 비교해야 하는 경우에는 맥니마 검정을 확장한 코크란 Q 검정(Cochran's Q test)이 사용된다는 점도 함께 알아두면 관련 논문을 읽을 때 도움이 됩니다.

주의할 점

맥니마 검정은 독립된 두 집단이 아니라 반드시 같은 대상을 짝지어 반복 측정한 이분형 자료에만 씁니다. 독립된 두 집단을 비교할 때는 카이제곱검정을, 짝지어진 자료라도 순서형이나 연속형 변수라면 윌콕슨 부호순위검정을 쓰는 것이 맞습니다.

헷갈리기 쉬운 용어

이분형 자료를 비교하는 검정은 “대상이 짝인가, 집단이 둘 이상인가”로 가려 씁니다.

용어자료의 구조용도
맥니마 검정같은 대상 2회(짝), 이분형전후 비율 변화
코크란 Q 검정같은 대상 3회 이상, 이분형맥니마 검정의 확장
카이제곱 검정독립된 집단들, 범주형집단 간 비율 비교. 짝 자료에는 부적합
피셔 정확검정독립된 두 집단, 기대빈도 작음독립 2 × 2 표의 정확 검정
부호검정짝 자료, 방향만 사용불일치 쌍의 방향만 쓰는 점에서 맥니마 검정과 같은 원리(이분형에서는 사실상 동일)

참고 문헌

  1. McNemar, Q. (1947). Note on the sampling error of the difference between correlated proportions or percentages. Psychometrika, 12(2), 153–157.
  2. Edwards, A. L. (1948). Note on the “correction for continuity” in testing the significance of the difference between correlated proportions. Psychometrika, 13(3), 185–187.
  3. Agresti, A. (2013). Categorical Data Analysis (3rd ed.). Wiley.
  4. Fagerland, M. W., Lydersen, S., & Laake, P. (2013). The McNemar test for binary matched-pairs data: Mid-p and asymptotic are better than exact conditional. BMC Medical Research Methodology, 13, 91.

표의 기준값은 위 문헌에 근거한 관례이며, 분야·학술지마다 다른 기준을 쓸 수 있습니다.

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