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KR20220130360A - Atrial fibrillation prognosis prediction device and prediction method - Google Patents

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KR20220130360A
KR20220130360A KR1020210035138A KR20210035138A KR20220130360A KR 20220130360 A KR20220130360 A KR 20220130360A KR 1020210035138 A KR1020210035138 A KR 1020210035138A KR 20210035138 A KR20210035138 A KR 20210035138A KR 20220130360 A KR20220130360 A KR 20220130360A
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invasive clinical
electrocardiogram
atrial fibrillation
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박희남
권오석
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연세대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 심방세동의 예후 예측 방법은 (a) 심방세동의 예후 예측 장치가 환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상을 수신하는 단계, (b) 상기 심방세동의 예후 예측 장치가 상기 수신한 환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상에 대한 전처리를 수행하는 단계 및 (c) 상기 심방세동의 예후 예측 장치가 상기 전처리를 수행한 환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상을 예측 모델에 입력하여 상기 환자에 대한 침습적 임상 예후의 예측 결과 및 침습적 임상 정보의 예측 결과 중 어느 하나를 출력하는 단계를 포함한다. The method for predicting the prognosis of atrial fibrillation according to an embodiment of the present invention comprises the steps of (a) receiving, by an atrial fibrillation prognosis predicting apparatus, any one or more of non-invasive clinical information and electrocardiogram information about a patient, (b) the atrial fibrillation performing pre-processing on any one or more of the received non-invasive clinical information and electrocardiogram information for the patient by the prognosis prediction device of and inputting one or more of the invasive clinical information and the electrocardiogram information into the prediction model and outputting any one of a prediction result of an invasive clinical prognosis for the patient and a prediction result of the invasive clinical information.

Description

심방세동의 예후 예측 장치 및 예측 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PREDICTING ATRIAL FIBRILLATION PROGNOSIS}Atrial fibrillation prognosis prediction device and method

본 발명은 심방세동의 예후 예측 장치 및 예측 방법에 관한 것이다. 보다 자세하게는 간단한 검진 등을 통해 손쉽게 획득할 수 있는 비침습적 임상 정보와 심전도 정보를 이용하여 심방세동의 예후를 예측할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a prognosis prediction apparatus and method for atrial fibrillation. More particularly, it relates to an apparatus and method for predicting the prognosis of atrial fibrillation using non-invasive clinical information and electrocardiogram information that can be easily obtained through a simple examination.

부정맥(Arrhythmia)이란 심장에서 전기 자극이 잘 만들어지지 못하거나 자극의 전달이 제대로 이루어지지 않음으로 인해 규칙적인 수축이 계속되지 못하여 심장 박동이 비정상적으로 빨라지거나 늦어지거나 혹은 불규칙해지는 증상을 의미하며, 심방세동(Atrial Fibrillation)이 주된 원인으로서 심한 경우 급사나 뇌졸중까지 초래할 수 있다.Arrhythmia is a symptom in which the heart beats abnormally faster, slower, or irregularly due to the failure of regular contractions to continue due to poor electrical stimulation in the heart or improper delivery of the stimulus. Atrial fibrillation is the main cause, and in severe cases, it can lead to sudden death or even a stroke.

부정맥의 치료방법으로는 고주파 전극 도자 절제 시술과 같이 심장 조직을 소작함으로써 심장의 전기적 전도를 차단하여 부정맥을 막을 수 있는 수술 요법이 있으나, 이는 심방세동이 이미 발생하여 부정맥으로까지 번진 경우에 해당하는 치료법이며, 심방세동의 발생 가능성을 사전에 차단하는 예방 전략에 해당하지는 않는다. As a treatment for arrhythmias, there are surgical therapies that can block the electrical conduction of the heart by cauterizing the heart tissue, such as high-frequency electrode catheter ablation, to prevent arrhythmias, but this is a case in which atrial fibrillation has already occurred and has spread to arrhythmias. It is a treatment and does not correspond to a preventive strategy to prevent the possibility of atrial fibrillation in advance.

한편, 심방세동의 발생 가능성을 사전에 차단하기 위해서는 심방세동 예후를 정확하게 예측하고 그에 따른 처방이나 시술을 내려야 하는바, 종래 심방세동 예후의 예측은 임상의가 환자에 대한 침습적 임상 정보를 검토하여 경험칙에 의한 예측 결과를 내놓는 것이 일반적이었다. 그러나 이러한 종래의 예측 방법은 경험칙에 의하기 때문에 임상의가 내린 판단의 정확도가 결여될 수 있다는 가능성이 존재하며, 다양한 종류의 침습적 임상 정보 전부를 세부적으로 검토하고 이를 모두 종합하여 심방세동의 예후를 예측하는 것이 인간의 사고나 능력만으로는 신속하게 이루어지기 어렵다는 문제점이 있다. 아울러, 임상의가 심방세동 예후의 예측의 근거인 침습적 임상 정보를 얻기 위해서는 각종 검사를 수행해야 하는바, 검사 자체가 환자 신체에 부담이 될 수 있음과 동시에 검사 비용에 따른 경제적인 부담까지 수반될 수 있다는 문제점이 있다. On the other hand, in order to block the possibility of atrial fibrillation in advance, it is necessary to accurately predict the prognosis of atrial fibrillation and give a prescription or procedure accordingly. It was common to give prediction results by However, since this conventional prediction method is based on empirical rules, there is a possibility that the accuracy of the judgment made by the clinician may be lacking. There is a problem that it is difficult to do this quickly with only human thinking or ability. In addition, in order for clinicians to obtain invasive clinical information, which is the basis for predicting the prognosis of atrial fibrillation, various tests must be performed. There is a problem that it can.

본 발명은 이러한 종래의 문제점들을 반영하여 심방세동 예후를 예측함에 있어서 높은 정확도로 신속하게 그리고 환자의 신체적 및 경제적인 부담까지 최소화할 수 있는 새롭고 획기적인 기술에 관한 것이다. The present invention relates to a new and innovative technology that can minimize the physical and economic burden of a patient quickly and with high accuracy in predicting the prognosis of atrial fibrillation by reflecting these conventional problems.

대한민국 공개특허공보 제10-2020-0084561호(2020.07.13)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2020-0084561 (2020.07.13)

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 심방세동 예후를 예측함에 있어서 높은 정확도로 신속하게 예측할 수 있는 심방세동의 예후 예측 장치 및 예측 방법을 제공하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide an atrial fibrillation prognosis prediction apparatus and prediction method, which can rapidly and with high accuracy predict the atrial fibrillation prognosis.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 심방세동 예후를 예측함에 있어서 환자의 신체적 및 경제적인 부담을 최소화할 수 있는 심방세동의 예후 예측 장치 및 예측 방법을 제공하는 것이다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide an atrial fibrillation prognosis prediction apparatus and prediction method capable of minimizing the physical and economic burden of a patient in predicting the atrial fibrillation prognosis.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 심방세동의 예후 예측 방법은 (a) 심방세동의 예후 예측 장치가 환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상을 수신하는 단계, (b) 상기 심방세동의 예후 예측 장치가 상기 수신한 환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상에 대한 전처리를 수행하는 단계 및 (c) 상기 심방세동의 예후 예측 장치가 상기 전처리를 수행한 환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상을 예측 모델에 입력하여 상기 환자에 대한 침습적 임상 예후의 예측 결과 및 침습적 임상 정보의 예측 결과 중 어느 하나를 출력하는 단계를 포함한다. In order to achieve the above technical problem, a method for predicting atrial fibrillation prognosis according to an embodiment of the present invention includes the steps of: (a) receiving, by an atrial fibrillation prognosis prediction apparatus, any one or more of non-invasive clinical information and electrocardiogram information about a patient , (b) performing, by the atrial fibrillation prognosis predicting device, pre-processing on any one or more of the received non-invasive clinical information and electrocardiogram information for the patient, and (c) the atrial fibrillation prognosis predicting device performing the pre-processing inputting any one or more of non-invasive clinical information and electrocardiogram information about the patient who performed .

일 실시 예에 따르면, 상기 (a) 단계에서 수신한 정보가 상기 환자에 대한 비침습적 임상 정보인 경우, 상기 (b) 단계는, (b-1) 상기 수신한 환자에 대한 비침습적 임상 정보 중 결측치(Missing Value)가 존재하는지 판단하는 단계 및 (b-2) 상기 (b-1) 단계의 판단 결과 결측치가 존재한다면, 학습 데이터에 기반하여 상기 결측치를 추정해 기입하는 단계를 포함할 수 있다. According to an embodiment, when the information received in step (a) is non-invasive clinical information about the patient, step (b) includes: (b-1) of the received non-invasive clinical information about the patient Determining whether a missing value exists and (b-2) if there is a missing value as a result of the determination in step (b-1), estimating and writing the missing value based on training data. .

일 실시 예에 따르면, 상기 (b-2) 단계 이후에, (b-3) 상기 추정하여 기입한 결측치에 대한 재귀 분석 및 보정 중 어느 하나 이상을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다. According to an embodiment, after step (b-2), the method may further include (b-3) performing at least one of recursive analysis and correction on the estimated and written missing values.

일 실시 예에 따르면, 상기 (b-2) 단계 이후에, (b-4) 상기 결측치를 추정하여 기입한 비침습적 임상 정보에 대한 정규화(Normalization)를 수행하는 단계 및 (b-5) 상기 정규화를 수행한 비침습적 임상 정보를 인코딩(Encoding)하는 단계를 더 포함할 수 있다. According to an embodiment, after step (b-2), (b-4) performing normalization on the non-invasive clinical information written by estimating the missing value, and (b-5) the normalization It may further include the step of encoding the non-invasive clinical information performed (Encoding).

일 실시 예에 따르면, 상기 (a) 단계에서 수신한 정보가 상기 환자에 대한 심전도 정보이며, 상기 환자에 대한 심전도 정보가 10초 간격으로 측정된 동리듬(Normal Sinus Rhythm) 12-리드(Lead) 심전도 정보인 경우, 상기 (b) 단계는, (b-1) 상기 수신한 환자에 대한 심전도 정보 중 싱글 리듬(Single Rhythm) 심전도 정보를 추출하는 단계, (b-2) 상기 추출한 싱글 리듬 심전도 정보에서 하나 이상의 심전도 지표를 추출하는 단계 및 (b-3) 상기 추출한 하나 이상의 심전도 지표를 이용하여 상기 추출한 싱글 리듬 심전도 정보에서 하나 이상의 피크(Peak) 별 정보를 추출하는 단계를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the information received in step (a) is the electrocardiogram information for the patient, and the electrocardiogram information for the patient is measured at 10 second intervals. Normal Sinus Rhythm 12-lead (Lead) In the case of electrocardiogram information, the step (b) includes: (b-1) extracting single rhythm electrocardiogram information from the received electrocardiogram information on the patient, (b-2) the extracted single rhythm electrocardiogram information extracting at least one electrocardiogram indices, and (b-3) extracting information per one or more peaks from the extracted single rhythm electrocardiogram information by using the one or more extracted electrocardiogram indicators.

일 실시 예에 따르면, 상기 피크 별 정보는, P-wave 또는 PR-Wave 중 어느 하나일 수 있다. According to an embodiment, the information for each peak may be either a P-wave or a PR-Wave.

일 실시 예에 따르면, 상기 (a) 단계에서 수신한 정보가 상기 환자에 대한 심전도 정보이며, 상기 환자에 대한 심전도 정보가 10초 간격으로 측정된 동리듬(Normal Sinus Rhythm) 12-리드(Lead) 심전도 정보인 경우, 상기 (b) 단계는, (b-4) 사용자로부터 고주파 필터 및 저주파 필터 중 어느 하나 이상을 선택 받는 단계 및 (b-5) 상기 선택 받은 고주파 필터 및 저주파 필터 중 어느 하나 이상에 대한 컷오프 주파수를 입력 받는 단계를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the information received in step (a) is the electrocardiogram information for the patient, and the electrocardiogram information for the patient is measured at 10 second intervals. Normal Sinus Rhythm 12-lead (Lead) In the case of electrocardiogram information, step (b) includes (b-4) receiving a selection of any one or more of a high-frequency filter and a low-frequency filter from a user, and (b-5) any one or more of the selected high-frequency filter and low-frequency filter. It may include the step of receiving the cutoff frequency for the input.

일 실시 예에 따르면, 상기 (c) 단계는, (c-1) 상기 전처리를 수행한 환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상을 예측 모델에 입력하는 단계, (c-2) 상기 예측 모델에 입력함에 따라 상기 환자에 대한 침습적 임상 정보 예측 결과를 출력하는 단계 및 (c-3) 상기 (C-1) 단계 및 (C-2) 단계를 학습하는 단계를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the step (c) includes: (c-1) inputting one or more of non-invasive clinical information and electrocardiogram information about the patient who has performed the pre-processing to the predictive model, (c-2) It may include outputting a prediction result of invasive clinical information for the patient as it is input to the predictive model, and (c-3) learning the steps (C-1) and (C-2).

일 실시 예에 따르면, 상기 예측 모델은, (M-1) 사용자로부터 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 수신한 정보를 하나 이상 선택 받는 단계, (M-2) 상기 사용자로부터 상기 선택 받은 정보를 통해 예측하고자 하는 침습적 임상 정보에 관한 예측 변수를 선택 받는 단계, (M-3) 상기 사용자로부터 초매개변수(Hyperparameters)의 범위를 지정 받는 단계 및 (M-4) Grid search manager를 통해 상기 범위를 지정 받은 초매개변수에 대한 탐색을 수행하는 단계를 거쳐 생성될 수 있다. According to an embodiment, the predictive model may include: (M-1) receiving one or more selections of information received from non-invasive clinical information and electrocardiogram information from a user, (M-2) using the selected information from the user Selecting a predictor variable for invasive clinical information to be predicted, (M-3) receiving a range of hyperparameters from the user, and (M-4) specifying the range through a grid search manager It can be created by performing a search for the received hyperparameter.

일 실시 예에 따르면, 상기 (a) 단계에서 수신한 정보가 상기 환자에 대한 비침습적 임상 정보인 경우, 상기 (c) 단계는, (c-1) 상기 전처리를 수행한 환자에 대한 비침습적 임상 정보를 상기 예측 모델에 입력하여 합성곱(Convolution) 연산을 위한 제1 형식으로 확장하는 단계, (c-2) 상기 제1 형식으로 확장한 환자에 대한 비침습적 임상 정보를 환자수를 기준으로 정규화하는 단계, (c-3) 상기 정규화한 환자에 대한 비침습적 임상 정보에 합성곱층(Convolution Layer)를 적용하고, 배치 정규화(Batch Normalization)하며, Leaky ReLU 활성화 함수를 적용하여 제2 형식으로 확장하는 단계 및 (c-4) 상기 제2 형식으로 확장한 환자에 대한 비침습적 임상 정보를 신경망 연산을 위해 평탄화(Flatten)하는 단계를 포함할 수 있다. According to an embodiment, when the information received in step (a) is non-invasive clinical information for the patient, step (c) is, (c-1) non-invasive clinical information for the patient who has performed the pretreatment The step of inputting information into the predictive model and extending it to a first format for a convolution operation, (c-2) normalizing non-invasive clinical information about patients expanded to the first format based on the number of patients step, (c-3) applying a convolution layer to the non-invasive clinical information about the normalized patient, performing batch normalization, and applying a Leaky ReLU activation function to extend to the second form and (c-4) flattening the non-invasive clinical information about the patient expanded to the second format for neural network computation.

일 실시 예에 따르면, 상기 환자수를 M, 상기 비침습적 임상 정보의 개수를 Nn, 상기 예측 모델에 적용되는 커널의 개수를 CN이라 한다면, 상기 제1 형식은, [M ×Nn × 1]이며, 상기 제2 형식은, [M × Nn × CN-1]일 수 있다. According to an embodiment, if the number of patients is M, the number of non-invasive clinical information is N n, and the number of kernels applied to the predictive model is C N , the first form is [M × N n × 1], and The second format may be [M × N n × C N-1 ].

일 실시 예에 따르면, (c-7) 상기 평탄화한 환자에 대한 비침습적 임상 정보에 완전 연결층(Fully Connected Layer)을 적용하고, 배치 정규화(Batch Normalization)하며, ReLU 활성화 함수를 적용하고, 드롭아웃층(Dropout Layer)을 적용하는 단계 및 (c-8) 상기 드롭아웃층을 적용한 환자에 대한 비침습적 임상 정보에 출력층(Output Layer)을 적용하여 상기 환자에 대한 침습적 임상 예후의 예측 결과 및 침습적 임상 정보의 예측 결과 중 어느 하나를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다. According to an embodiment, (c-7) applying a fully connected layer to the non-invasive clinical information about the flattened patient, batch normalization, applying a ReLU activation function, and dropping Step of applying the dropout layer and (c-8) applying the output layer to the non-invasive clinical information about the patient to which the dropout layer is applied to predict the invasive clinical prognosis for the patient and the invasive The method may further include outputting any one of prediction results of clinical information.

일 실시 예에 따르면, 상기 (a) 단계에서 수신한 정보가 상기 환자에 대한 심전도 정보인 경우, 상기 (c) 단계는, (c-1') 상기 전처리를 수행한 환자에 대한 심전도 정보를 상기 예측 모델에 입력하여 합성곱(Convolution) 연산을 위한 제3 형식으로 확장하는 단계, (c-2') 상기 제3 형식으로 확장한 환자에 대한 심전도 정보를 환자수 및 리드의 개수를 기준으로 정규화하는 단계, (c-3'-1) 상기 정규화한 환자에 대한 심전도 정보에 합성곱층(Convolution Layer)을 적용하고, 배치 정규화(Batch Normalization)하며, Leaky ReLU 활성화 함수를 적용하여 제4 형식으로 확장하는 단계, (c-3'-2) 상기 제4 형식으로 확장한 환자에 대한 심전도 정보에 풀링층(Pooling Layer)을 적용하여 제5 형식으로 확장하는 단계 및 (c-4') 상기 제5 형식으로 확장한 환자에 대한 심전도 정보를 신경망 연산을 위해 평탄화(Flatten)하는 단계를 포함할 수 있다. According to an embodiment, when the information received in step (a) is electrocardiogram information for the patient, step (c) includes, (c-1') electrocardiogram information for the patient who has performed the pre-processing Entering the predictive model and extending it to a third format for a convolution operation, (c-2') Normalizing the ECG information for the patient expanded to the third format based on the number of patients and the number of leads step, (c-3'-1) applying a convolution layer to the normalized electrocardiogram information for the patient, batch normalization, and applying a Leaky ReLU activation function to expand to a fourth form step, (c-3'-2) applying a pooling layer to the electrocardiogram information for the patient expanded in the fourth format to expand to a fifth format, and (c-4') to the fifth format It may include the step of flattening the electrocardiogram information for the expanded patient in the form of a neural network calculation.

일 실시 예에 따르면, 상기 환자수를 M, 상기 심전도 정보의 길이를 En, 상기 심전도 리드의 개수를 Ln, 상기 예측 모델에 적용되는 커널의 개수를 CN, 풀링층의 크기를 Ps라 한다면, 상기 제3 형식은, [M × En × Ln × 1]이며, 상기 제4 형식은, [M × En × Ln × CN-1]이고, 상기 제5 형식은, [M × (En/Ps) × (Ln /Ps) × CN-1]일 수 있다. According to an embodiment, the number of patients is M, the length of the electrocardiogram information is E n , the number of electrocardiogram leads is L n , the number of kernels applied to the predictive model is C N , and the size of the pooling layer is P s , the third form is [M × E n × L n × 1], the fourth form is [M × E n × L n × C N-1 ], and the fifth form is, [M × (E n /P s ) × (L n /P s ) × C N-1 ].

일 실시 예에 따르면, (c-7') 상기 평탄화한 환자에 대한 심전도 정보에 완전 연결층(Fully Connected Layer)을 적용하고, 배치 정규화(Batch Normalization)하며, ReLU 활성화 함수를 적용하고, 드롭아웃층(Dropout Layer)을 적용하는 단계 및 (c-8') 상기 드롭아웃층을 적용한 환자에 대한 심전도 정보에 출력층(Output Layer)을 적용하여 상기 환자에 대한 침습적 임상 예후의 예측 결과 및 침습적 임상 정보의 예측 결과 중 어느 하나를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다. According to an embodiment, (c-7') applying a fully connected layer to the electrocardiogram information for the flattened patient, batch normalization, applying a ReLU activation function, and dropout Step of applying the layer (Dropout Layer) and (c-8') applying the output layer to the electrocardiogram information for the patient to which the dropout layer is applied to predict the invasive clinical prognosis for the patient and invasive clinical information The method may further include outputting any one of the prediction results of .

일 실시 예에 따르면, 상기 (a) 단계에서 수신한 정보가 상기 환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보인 경우, 상기 (c) 단계는, (c-5) 상기 예측 모델에 입력한 정보의 종류가 복수 개인지 판단하는 단계 및 (c-6) 상기 (d-1) 단계의 판단 결과, 입력 정보의 종류가 복수 개라면, 평탄화한 상기 환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도를 상기 예측 모델에 입력하여 연결층(Concatenate Layer)을 적용하는 단계를 포함할 수 있다. According to an embodiment, when the information received in step (a) is non-invasive clinical information and electrocardiogram information about the patient, step (c) includes: (c-5) of the information input to the predictive model. Determining whether there are a plurality of types and (c-6) If, as a result of the determination in step (d-1), there are a plurality of types of input information, the non-invasive clinical information and the electrocardiogram for the flattened patient are used as the predictive model It may include the step of applying a concatenate layer by inputting into .

일 실시 예에 따르면, (d) 상기 (a) 단계 내지 (c) 단계를 학습하는 단계를 더 포함하며, 상기 (d)단계는, (d-1) 상기 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상이 포함하는 환자 ID를 상기 환자에 대한 침습적 임상 예후 및 침습적 임상 정보 중 어느 하나에 대한 예측 변수의 위험도에 따라 클래스(Class)로 분류하는 단계, (d-2) 상기 분류한 클래스를 인코딩하는 단계, (d-3) 상기 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상에 대한 배치(Batch) 단위를 1:1로 구성하는 단계 및 (d-4) 상기 배치 단위를 1:1로 구성한 상기 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상에 경사 하강법(Adam Optimizer)을 적용하여 학습을 수행하는 단계를 포함할 수 있다. According to an embodiment, (d) further comprising the step of learning the steps (a) to (c), wherein the step (d) is, (d-1) any one of the non-invasive clinical information and the electrocardiogram information Classifying the patient ID including at least one into a class according to the risk of a predictor variable for any one of invasive clinical prognosis and invasive clinical information for the patient, (d-2) encoding the classified class step, (d-3) configuring a batch unit for any one or more of the non-invasive clinical information and electrocardiogram information 1:1, and (d-4) configuring the batch unit 1:1 The method may include performing learning by applying a gradient descent method (Adam Optimizer) to any one or more of the non-invasive clinical information and the electrocardiogram information.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 심방세동의 예후 예측 장치는 하나 이상의 프로세서, 네트워크 인터페이스, 상기 프로세서에 의해 수행되는 컴퓨터 프로그램을 로드(Load)하는 메모리 및 대용량 네트워크 데이터 및 상기 컴퓨터 프로그램을 저장하는 스토리지를 포함하되, 상기 컴퓨터 프로그램은 상기 하나 이상의 프로세서에 의해 (A) 환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상을 수신하는 오퍼레이션, (B) 상기 수신한 환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상에 대한 전처리를 수행하는 오퍼레이션 및 (C) 상기 전처리를 수행한 환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상을 예측 모델에 입력하여 상기 환자에 대한 침습적 임상 예후의 예측 결과 및 침습적 임상 정보의 예측 결과 중 어느 하나를 출력하는 오퍼레이션을 실행한다. Atrial fibrillation prognosis prediction apparatus according to another embodiment of the present invention for achieving the above technical problem is one or more processors, a network interface, a memory and large-capacity network data for loading a computer program executed by the processor, and storage for storing the computer program, wherein the computer program is configured to: (A) receive, by the one or more processors, any one or more of non-invasive clinical information and electrocardiogram information about the patient; (B) the received patient An operation to perform preprocessing on any one or more of non-invasive clinical information and electrocardiogram information for An operation for outputting any one of a prediction result of an invasive clinical prognosis for a patient and a prediction result of an invasive clinical information is performed.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램은 컴퓨팅 장치와 결합하여, (AA) 환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상을 수신하는 단계, (BB) 상기 수신한 환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상에 대한 전처리를 수행하는 단계 및 (CC) 상기 전처리를 수행한 환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상을 예측 모델에 입력하여 상기 환자에 대한 침습적 임상 예후의 예측 결과 및 침습적 임상 정보의 예측 결과 중 어느 하나를 출력하는 단계를 실행시킨다. The computer program stored in the medium according to another embodiment of the present invention for achieving the above technical problem is combined with a computing device, (AA) receiving any one or more of non-invasive clinical information and electrocardiogram information about the patient, (BB) performing pre-processing on any one or more of the received non-invasive clinical information and electrocardiogram information for the patient; is input to the prediction model and outputting any one of the prediction result of the invasive clinical prognosis for the patient and the prediction result of the invasive clinical information for the patient is executed.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 사용자가 수신한 정보의 종류와 예측하고자 하는 심방세동의 예후인 침습적 임상 예후와 침습적 임상 정보에 관한 예측 변수를 선택하기만 하면 심방세동의 예후 예측 장치가 매우 높은 정확도로 신속하게 예측 결과를 출력할 수 있다는 효과가 있다. According to the present invention as described above, if the user selects the type of information received and the predictor variables related to the invasive clinical prognosis and invasive clinical information, which are the prognosis of atrial fibrillation to be predicted, the atrial fibrillation prognosis prediction apparatus has very high accuracy. This has the effect of being able to quickly output the prediction results.

또한, 필요한 정보인 환자에 대한 비침습적 임상 정보와 심전도 정보 모두 통상적인 외래 진료나 간단한 검사를 통해 쉽게 획득할 수 있는 정보인바, 심방세동의 예후를 예측함에 있어서 환자의 신체적 및 경제적인 부담을 최소화할 수 있다는 효과가 있다. In addition, both non-invasive clinical information and electrocardiogram information about the patient, which are necessary information, are information that can be easily obtained through general outpatient treatment or simple examination, minimizing the patient's physical and economic burden in predicting the prognosis of atrial fibrillation. It has the effect of being able to do it.

또한, 심방세동의 예후 예측 장치를 사용하면서 예측 과정과 예측 결과에 대한 학습이 가능한바, 사용이 반복될수록 예측 결과 출력의 정확도가 속도가 향상될 수 있다는 효과가 있다. In addition, it is possible to learn about the prediction process and the prediction result while using the atrial fibrillation prognosis prediction apparatus, so that the accuracy of the prediction result output can be improved as the use is repeated.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 심방세동의 예후 예측 장치가 포함하는 전체 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 심방세동의 예후 예측 방법의 대표적인 단계를 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 심방세동의 예후 예측 방법에 있어서, S210 단계에서 수신한 정보가 비침습적 임상 정보인 경우 전처리를 수행하는 S220 단계를 구체화한 순서도이다.
도 4는 특정 환자에 대하여 수신한 비침습적 임상 정보를 테이블 형식으로 도시한 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 비침습적 임상 정보를 테이블에서 결측치가 추정되어 기입된 모습을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 비침습적 임상 정보를 테이블 추정되어 기입된 결측치가 변경된 모습을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 심방세동의 예후 예측 방법에 있어서, S210 단계에서 수신한 정보가 심전도 정보인 경우 전처리를 수행하는 S220 단계를 구체화한 순서도이다.
도 8은 10초 간격으로 측정된 동리듬 12-리드 심전도 정보 및 이로부터 추출한 싱글 리듬 심전도 정보를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 9는 싱글 리듬 심전도 정보로부터 추출한 하나 이상의 심전도 지표를 그 값과 함께 테이블 형식으로 도시한 도면이다.
도 10은 심전도 지표인 P onset과 P offset을 이용하여 P-wave 정보를 추출하는 모습을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 11은 심전도 지표인 P onset과 Q onset을 이용하여 PR-wave 정보를 추출하는 모습을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 12는 홀리듬 심전도 정보를 전처리한 결과를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 심방세동의 예후 예측 방법에 있어서, 예측 모델을 생성하는 순서도이다.
도 14은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 심방세동의 예후 예측 방법에 있어서, S210 단계에서 수신한 정보가 환자에 대한 비침습적 임상 정보인 경우 또는 사용자가 선택한 정보가 비침습적 임상 정보만인 경우에 예측 결과를 출력하는 과정을 나타낸 순서도다.
도 15은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 심방세동의 예후 예측 방법에 있어서, S210 단계에서 수신한 정보가 환자에 대한 심전도 정보인 경우 또는 사용자가 선택한 정보가 심전도 정보만인 경우에 예측 결과를 출력하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 16은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 심방세동의 예후 예측 방법에 있어서, S210 단계에서 수신한 정보가 환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 모두인 경우 또는 사용자가 선택한 정보가 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 모두인 경우에 예측 결과를 출력하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 17은 예측 모델의 모식도를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 18은 최종적으로 출력되는 침습적 임상 예후의 예측 결과 및 침습적 임상 정보의 예측 결과를 예시적으로 도시한 도면이다.
1 is a view showing the overall configuration included in the apparatus for predicting the prognosis of atrial fibrillation according to a first embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating representative steps of a method for predicting the prognosis of atrial fibrillation according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart detailing step S220 of performing pre-processing when the information received in step S210 is non-invasive clinical information in the method for predicting the prognosis of atrial fibrillation according to the second embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating non-invasive clinical information received for a specific patient in a table format.
FIG. 5 is a diagram exemplarily illustrating a state in which missing values are estimated and written in the non-invasive clinical information shown in FIG. 4 in a table.
FIG. 6 is a diagram exemplarily illustrating a state in which missing values entered by table estimation of the non-invasive clinical information shown in FIG. 5 are changed.
7 is a flowchart detailing step S220 of performing pre-processing when the information received in step S210 is electrocardiogram information in the method for predicting the prognosis of atrial fibrillation according to the second embodiment of the present invention.
8 is a diagram exemplarily illustrating sinus rhythm 12-lead ECG information measured at 10-second intervals and single rhythm ECG information extracted therefrom.
9 is a diagram illustrating one or more ECG indicators extracted from single rhythm ECG information together with their values in a table format.
10 is a diagram exemplarily illustrating extraction of P-wave information using P onset and P offset, which are ECG indicators.
11 is a diagram exemplarily illustrating extraction of PR-wave information using P onset and Q onset, which are electrocardiogram indicators.
12 is a diagram exemplarily showing a result of preprocessing holistic electrocardiogram information.
13 is a flowchart of generating a predictive model in the method for predicting the prognosis of atrial fibrillation according to the second embodiment of the present invention.
14 is a diagram illustrating a case in which the information received in step S210 is non-invasive clinical information about a patient or when the information selected by the user is only non-invasive clinical information in the method for predicting the prognosis of atrial fibrillation according to the second embodiment of the present invention; It is a flowchart showing the process of outputting the prediction result to .
15 is a diagram illustrating a prediction result when the information received in step S210 is electrocardiogram information for a patient or when the information selected by the user is only electrocardiogram information in the method for predicting the prognosis of atrial fibrillation according to the second embodiment of the present invention; This is a flowchart showing the printing process.
16 is a diagram illustrating a case in which the information received in step S210 is both non-invasive clinical information and electrocardiogram information about the patient in the method for predicting the prognosis of atrial fibrillation according to the second embodiment of the present invention, or the information selected by the user is non-invasive clinical information; It is a flowchart illustrating a process of outputting a prediction result in the case of both information and electrocardiogram information.
17 is a diagram exemplarily showing a schematic diagram of a predictive model.
18 is a diagram exemplarily showing the prediction result of the invasive clinical prognosis and the prediction result of the invasive clinical information that are finally output.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments published below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the publication of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used with the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly defined in particular. The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural, unless specifically stated otherwise in the phrase.

명세서에서 사용되는 "포함한다 (comprises)" 및/또는 "포함하는 (comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.As used herein, "comprises" and/or "comprising" refers to the presence of one or more other components, steps, operations and/or elements mentioned. or addition is not excluded.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 심방세동의 예후 예측 장치(100)가 포함하는 전체 구성을 나타낸 도면이다. 1 is a view showing the overall configuration included in the apparatus 100 for predicting the prognosis of atrial fibrillation according to a first embodiment of the present invention.

그러나 이는 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시 예일 뿐이며, 필요에 따라 일부 구성이 추가되거나 삭제될 수 있고, 어느 한 구성이 수행하는 역할을 다른 구성이 함께 수행할 수도 있음은 물론이다. However, this is only a preferred embodiment for achieving the object of the present invention, some components may be added or deleted as necessary, and of course, a role performed by one component may be performed by another component.

본 발명의 제1 실시 예에 따른 심방세동의 예후 예측 장치(100)는 프로세서(10), 네트워크 인터페이스(20), 메모리(30), 스토리지(40) 및 이들을 연결하는 데이터 버스(50)를 포함할 수 있다. The apparatus 100 for predicting atrial fibrillation prognosis according to the first embodiment of the present invention includes a processor 10 , a network interface 20 , a memory 30 , a storage 40 , and a data bus 50 connecting them. can do.

프로세서(10)는 각 구성의 전반적인 동작을 제어한다. 프로세서(10)는 CPU(Central Processing Unit), MPU(Micro Processer Unit), MCU(Micro Controller Unit) 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 널리 알려져 있는 형태의 프로세서 중 어느 하나일 수 있다. 아울러, 프로세서(10)는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 심방세동의 예후 예측 방법을 수행하기 위한 적어도 하나의 애플리케이션 또는 프로그램에 대한 연산을 수행할 수 있으며, 후술하겠지만 딥러닝(Deep Learning) 기능을 수행해야 하므로 딥러닝을 위한 인공지능 프로세서임이 바람직하다 할 것이다. The processor 10 controls the overall operation of each component. The processor 10 may be any one of a central processing unit (CPU), a micro processor unit (MPU), a micro controller unit (MCU), or a type widely known in the art to which the present invention pertains. In addition, the processor 10 may perform an operation for at least one application or program for performing the prognosis prediction method of atrial fibrillation according to the second embodiment of the present invention, and as will be described later, a deep learning function It should be said that it is desirable to be an artificial intelligence processor for deep learning.

네트워크 인터페이스(20)는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 심방세동의 예후 예측 장치(100)의 유무선 인터넷 통신을 지원하며, 그 밖의 공지의 통신 방식을 지원할 수도 있다. 따라서 네트워크 인터페이스(20)는 그에 따른 통신 모듈을 포함하여 구성될 수 있다.The network interface 20 supports wired/wireless Internet communication of the atrial fibrillation prognosis prediction apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention, and may support other known communication methods. Accordingly, the network interface 20 may be configured to include a corresponding communication module.

메모리(30)는 각종 데이터, 명령 및/또는 정보를 저장하며, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 심방세동의 예후 예측 방법을 수행하기 위해 스토리지(40)로부터 하나 이상의 컴퓨터 프로그램(41)을 로드할 수 있다. 도 1에서는 메모리(30)의 하나로 RAM을 도시하였으나 이와 더불어 다양한 저장 매체를 메모리(30)로 이용할 수 있음은 물론이다. The memory 30 stores various data, commands and/or information, and loads one or more computer programs 41 from the storage 40 in order to perform the method for predicting the prognosis of atrial fibrillation according to the second embodiment of the present invention. can do. Although RAM is illustrated as one of the memories 30 in FIG. 1 , it goes without saying that various storage media can be used as the memory 30 .

스토리지(40)는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램(41) 및 대용량 네트워크 데이터(42)를 비임시적으로 저장할 수 있다. 이러한 스토리지(40)는 ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리 등과 같은 비휘발성 메모리, 하드 디스크, 착탈형 디스크, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 널리 알려져 있는 임의의 형태의 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체 중 어느 하나일 수 있다. The storage 40 may non-temporarily store one or more computer programs 41 and a large amount of network data 42 . The storage 40 is a non-volatile memory such as a read only memory (ROM), an erasable programmable ROM (EPROM), an electrically erasable programmable ROM (EEPROM), a flash memory, a hard disk, a removable disk, or in the art to which the present invention pertains. It may be any one of widely known computer-readable recording media.

컴퓨터 프로그램(41)은 메모리(30)에 로드되어, 하나 이상의 프로세서(10)에 의해 (A) 환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상을 수신하는 오퍼레이션, (B) 상기 수신한 환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상에 대한 전처리를 수행하는 오퍼레이션 및 (C) 상기 전처리를 수행한 환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상을 예측 모델에 입력하여 상기 환자에 대한 침습적 임상 예후의 예측 결과 및 침습적 임상 정보의 예측 결과 중 어느 하나를 출력하는 오퍼레이션을 실행할 수 있다. The computer program 41 is loaded into the memory 30, and is operated by the one or more processors 10 to (A) receive any one or more of non-invasive clinical information and electrocardiogram information for a patient, (B) the received An operation to perform pre-processing of any one or more of non-invasive clinical information and electrocardiogram information about a patient, and (C) input any one or more of non-invasive clinical information and electrocardiogram information about a patient who has performed the pre-processing to the predictive model An operation of outputting any one of a prediction result of an invasive clinical prognosis for the patient and a prediction result of the invasive clinical information may be executed.

지금까지 간단하게 언급한 컴퓨터 프로그램(41)이 수행하는 오퍼레이션은 컴퓨터 프로그램(41)의 일 기능으로 볼 수 있으며, 보다 자세한 설명은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 심방세동의 예후 예측 방법에 대한 설명에서 후술하도록 한다. The operation performed by the computer program 41 briefly mentioned so far can be viewed as a function of the computer program 41, and a more detailed description of the method for predicting the prognosis of atrial fibrillation according to the second embodiment of the present invention. It will be described later in the description.

데이터 버스(50)는 이상 설명한 프로세서(10), 네트워크 인터페이스(20), 메모리(30) 및 스토리지(40) 사이의 명령 및/또는 정보의 이동 경로가 된다. The data bus 50 serves as a movement path for commands and/or information between the processor 10 , the network interface 20 , the memory 30 , and the storage 40 described above.

이상 설명한 본 발명의 제1 실시 예에 따른 심방세동의 예후 예측 장치(100)는 물리적으로 독립된 전자 장치일 수 있으나, 병원 등과 같은 의료기관이 운영하는 서버(미도시)로부터 환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상을 수신해야 하므로 해당 서버의 일 기능으로 구현할 수도 있으며, 이 경우 해당 서버는 유형의 물리적인 서버일 수도 있고, 가상의 클라우드(Cloud) 서버일 수도 있음은 물론이라 할 것이다. The apparatus 100 for predicting the prognosis of atrial fibrillation according to the first embodiment of the present invention described above may be a physically independent electronic device, but non-invasive clinical information about a patient from a server (not shown) operated by a medical institution such as a hospital. and electrocardiogram information, it may be implemented as a function of the server, in this case, the server may be a tangible physical server or a virtual cloud server. .

이하, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 심방세동의 예후 예측 방법에 대하여 도 2 내지 도 18을 참조하여 설명하도록 한다. Hereinafter, a method for predicting the prognosis of atrial fibrillation according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 18 .

도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 심방세동의 예후 예측 방법의 대표적인 단계를 도시한 순서도이다. 2 is a flowchart illustrating representative steps of a method for predicting the prognosis of atrial fibrillation according to a second embodiment of the present invention.

이는 본 발명의 목적을 달성함에 있어서 바람직한 실시 예일 뿐이며, 필요에 따라 일부 단계가 추가되거나 삭제될 수 있고, 더 나아가 어느 한 단계가 다른 단계에 포함될 수도 있음은 물론이다. This is only a preferred embodiment in achieving the object of the present invention, and some steps may be added or deleted as necessary, and furthermore, any one step may be included in another step.

한편, 모든 단계는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 심방세동의 예후 예측 장치(100)에 의해 수행됨을 전제로 한다. Meanwhile, it is assumed that all steps are performed by the atrial fibrillation prognosis prediction apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention.

우선, 심방세동의 예후 예측 장치(100)가 환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상을 수신한다(S210). First, the atrial fibrillation prognosis prediction apparatus 100 receives any one or more of non-invasive clinical information and electrocardiogram information about the patient (S210).

여기서 환자에 대한 비침습적 임상 정보는 환자의 나이, 성별, 몸무게, 신장, BMI 지수, 최고 혈압, 최저 혈압, 심방의 크기, 심방세동이 얼마나 이전부터 개시되었는지 등과 같이 통상적인 외래 진료나 간단한 검사를 통해 쉽게 획득할 수 있는 정보, 예를 들어, X-선, 에코-EKG, EEG, EMG 등과 같이 환자의 신체에 큰 부담을 주지 않는 검사를 통해 획득할 수 있는 정보이며, 심전도 정보는 심박동과 관련된 전위를 신체 표면에서 도형으로 기록한 정보로서 간단한 심전도 검사를 통해 획득할 수 있는 정보인바, 두 정보 모두 심방세동 환자를 관리하는 의료 기관이라면 보편적으로 보유하고 있을 정보에 해당한다. Here, non-invasive clinical information about the patient includes the patient's age, sex, weight, height, BMI index, systolic blood pressure, diastolic blood pressure, size of the atrium, and how long before atrial fibrillation started Information that can be easily acquired through As the information recorded in the form of electric potential on the surface of the body, it is information that can be obtained through a simple electrocardiogram examination.

S210 단계에서 수신하는 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보는 두 종류의 정보 중 어느 하나 이상을 선택적으로 수신하기만 하면 충분하며 두 종류의 정보를 모두 수신함이 필수적인 것은 아니나, 최종적으로 출력하고자 하는 침습적 임상 예후의 예측 결과나 침습적 임상 정보의 예측 결과 별로 두 종류의 정보 모두가 필요한 경우가 있으며, 이 경우 어느 한 종류의 정보를 추가적으로 수신하는데 시간이 소요될 것이므로 예측 결과의 신속한 출력을 위해 가급적 두 종류의 정보를 모두 수신하는 것이 바람직하다고 할 것이다. For the non-invasive clinical information and electrocardiogram information received in step S210, it is sufficient just to selectively receive one or more of the two types of information. There are cases where both types of information are needed for each prediction result of the invasive clinical information or the prediction result of invasive clinical information. It would be desirable to receive them all.

이러한 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보는 병원 등과 같은 의료기관이 운영하는 서버(미도시)로부터 수신하는 것이 일반적일 것이며, 앞서 언급한 바와 같이 본 발명의 제1 실시 예에 따른 심방세동의 예후 예측 장치(100)가 해당 서버(미도시)의 일 기능으로 구현된 경우, 수신은 로딩(Loading)의 의미를 갖는다 할 것이고, 의료기관이 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보를 별도로 보관하고 있는 경우 수신은 입력의 의미까지 가질 수 있다 할 것이다. Such non-invasive clinical information and electrocardiogram information will generally be received from a server (not shown) operated by a medical institution such as a hospital, and as mentioned above, the prognosis predicting apparatus of atrial fibrillation according to the first embodiment of the present invention ( 100) is implemented as a function of the server (not shown), reception means loading, and when a medical institution separately stores non-invasive clinical information and ECG information, reception means input You can have up to

한편, 환자와 관련하여 수신하는 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 심방세동의 예후 예측 장치(100)의 구동 목적이 학습인 경우에는 최대한 많은 수의 환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상을 수신하는 것이 바람직할 것이며, 특정 환자에 대한 침습적 임상 예후의 예측 결과 및 침습적 임상 정보의 예측 결과 중 어느 하나를 출력함이 구동 목적인 경우, 해당 환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상만을 수신함이 바람직하다 할 것이다. On the other hand, when the driving purpose of the atrial fibrillation prognosis predicting apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention is learning, any one or more of the non-invasive clinical information and the electrocardiogram information received in relation to the patient is the maximum number. It would be desirable to receive any one or more of non-invasive clinical information and electrocardiogram information about the patient, and if the driving purpose is to output any one of the prediction result of the invasive clinical prognosis and the prediction result of the invasive clinical information for a specific patient, It would be desirable to receive only one or more of non-invasive clinical information and electrocardiogram information about the patient.

이하, 최대한 많은 수의 환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상은 이미 수신하여 이에 대한 학습이 완료되었다는 전제 하에, 특정 환자에 대한 침습적 임상 예후의 예측 결과 및 침습적 임상 정보의 예측 결과 중 어느 하나를 출력하기 위함이 구동 목적인 경우를 예로 하여 설명을 이어가도록 한다. Hereinafter, on the premise that any one or more of the non-invasive clinical information and the electrocardiogram information for the maximum number of patients has already been received and learned about it, the prediction result of the invasive clinical prognosis and the prediction result of the invasive clinical information for a specific patient A case in which the purpose of driving is to output any one is taken as an example to continue the description.

환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상을 수신했다면, 심방세동의 예후 예측 장치(100)가 수신한 환자에 대한 비침습적 입상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상에 대한 전처리를 수행한다(S220). If any one or more of the non-invasive clinical information and the electrocardiogram information for the patient are received, the atrial fibrillation prognosis prediction apparatus 100 performs pre-processing on any one or more of the non-invasive granular information and the electrocardiogram information about the received patient. (S220).

여기서 전처리는 후술할 S230 단계에서 예측 모델에 입력할 수 있는 형식, 규격 등으로 맞추기 위한 프로세스에 해당하는바, S210 단계에서 수신한 정보가 비침습적 임상 정보인지 아니면 심전도 정보인지에 따라 상이해질 수 있다. 이하 설명하도록 한다. Here, the pre-processing corresponds to a process to match the format, standard, etc. that can be input to the predictive model in step S230, which will be described later, and may be different depending on whether the information received in step S210 is non-invasive clinical information or electrocardiogram information. . It will be described below.

도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 심방세동의 예후 예측 방법에 있어서, S210 단계에서 수신한 정보가 비침습적 임상 정보인 경우 전처리를 수행하는 S220 단계를 구체화한 순서도이다. FIG. 3 is a flowchart detailing step S220 of performing pre-processing when the information received in step S210 is non-invasive clinical information in the method for predicting the prognosis of atrial fibrillation according to the second embodiment of the present invention.

이는 본 발명의 목적을 달성함에 있어서 바람직한 실시 예일 뿐이며, 필요에 따라 일부 단계가 추가되거나 삭제될 수 있고, 더 나아가 어느 한 단계가 다른 단계에 포함될 수도 있음은 물론이다. This is only a preferred embodiment in achieving the object of the present invention, and some steps may be added or deleted as necessary, and furthermore, any one step may be included in another step.

한편, 모든 단계는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 심방세동의 예후 예측 장치(100)에 의해 수행됨을 전제로 한다. Meanwhile, it is assumed that all steps are performed by the atrial fibrillation prognosis prediction apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention.

우선, 심방세동의 예후 예측 장치(100)가 S210 단계에서 수신한 환자에 대한 비침습적 임상 정보 중 결측치(Missing Value)가 존재하는지 판단한다(S220-1). First, the apparatus 100 for predicting the prognosis of atrial fibrillation determines whether a missing value exists among the non-invasive clinical information about the patient received in step S210 (S220-1).

도 4에 특정 환자에 대하여 수신한 비침습적 임상 정보를 테이블 형식으로 도시한바, 환자 "홍길동"에 대하여 다양한 비침습적 임상 정보 중 "최고 혈압" 항목이 비어있는 것을 확인할 수 있는바, 이와 같이 비침습적 임상 정보가 포함하는 특정 항목에 대한 값이 존재하지 않는 것을 결측치라 하며, 특정 환자에 대한 비침습적 임상 정보에 대하여 결측치는 복수 개 존재할 수도 있는바, 모든 환자에 대한 진료 결과와 진행했던 검사의 종류가 상이할 수 있기 때문이다. 4, the non-invasive clinical information received for a specific patient is shown in a table format, and it can be seen that the “systolic blood pressure” item among various non-invasive clinical information for patient “Hong Gil-dong” is empty. A missing value is a value that does not exist for a specific item included in the clinical information, and a plurality of missing values may exist for non-invasive clinical information for a specific patient. because it may be different.

S220-1 단계의 판단 결과, 결측치가 존재한다면, 심방세동의 예후 예측 장치(100)가 학습 데이터에 기반하여 결측치를 추정해 기입한다(S220-2). As a result of the determination in step S220-1, if there is a missing value, the atrial fibrillation prognosis prediction apparatus 100 estimates and writes the missing value based on the learning data (S220-2).

앞서 최대한 많은 수의 환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상은 이미 수신하여 이에 대한 학습이 완료되었다고 전제하였기에, 이에 근거하면 결측치의 추정은 어렵지 않을 것인바, 예를 들어, 해당 환자에 대한 비침습적 임상 정보가 포함하는 다른 항목들의 값이 동일하거나 유사한 다른 환자들의 우선 순위를 나열하고, 이를 기초로 결측치를 어렵지 않게 추정할 수 있을 것이며, 이뿐 아니라 기 존재하는 정보를 기초로 결측치를 추정하는 공지된 다양한 방법 중 어느 것을 사용하여도 무방하다 할 것이다.Previously, it was assumed that any one or more of the non-invasive clinical information and the electrocardiogram information for the maximum number of patients have already been received and learned. List the priorities of other patients with the same or similar values of other items included in the non-invasive clinical information for Any of a variety of known methods for estimating may be used.

한편, 학습이 완료되지 않은 경우, 예를 들어 본 발명의 제1 실시 예에 따른 심방세동의 예후 예측 장치(100)의 최초 구동 상태인 경우 S210 단계에서 복수 명의 환자에 대한 비침습적 임상 정보를 수신했다면 이를 기초로 결측치를 추정할 수 있을 것이며, 최초 구동 상태이나 S210 단계에서 한 명의 환자에 대한 비침습적 임상 정보만을 수신했다면 해당 환자의 나이, 신장, 몸무게, BMI 지수 등과 같은 객관적인 정보에 대응되는 결측치의 평균적인 값을 임의로 기입할 수 있을 것이다.On the other hand, if learning is not completed, for example, in the first driving state of the atrial fibrillation prognosis prediction apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention, non-invasive clinical information about a plurality of patients is received in step S210. If you do, you will be able to estimate the missing value based on this, and if you received only non-invasive clinical information about one patient in the initial driving state or step S210, the missing value corresponding to objective information such as the patient's age, height, weight, BMI index, etc. The average value of may be entered arbitrarily.

도 5를 참조하면, 도 4에서 비어있던 "최고 혈압" 항목이, 환자 홍길동과 다른 항목들이 유사한 환자들의 혈압값으로부터 추정하여 163으로 기입되어 있음을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 5 , it can be seen that the “systolic blood pressure” item, which was empty in FIG. 4 , is written as 163 by estimating from blood pressure values of patients with similar items to patient Hong Gil-dong.

결측치를 추정해 기입했다면, 심방세동의 예후 예측 장치(100)가 추정하여 기입한 결측치에 대한 재귀 분석 및 보정 중 어느 하나 이상을 수행한다(S220-3). If the missing values are estimated and written, the prognosis predicting apparatus 100 for atrial fibrillation performs at least one of recursive analysis and correction on the estimated and written missing values (S220-3).

여기서 재귀 분석은 결측치가 나타내는 항목에 대한 연관 임상인자에 의한 추정으로 볼 수 있으며, 이 경우 본 발명의 제1 실시 예에 따른 심방세동의 예후 예측 장치(100)는 비침습적 임상 정보가 포함하는 특정 항목들 중에서 임상인자가 서로 연관된 항목들에 대한 정보를 기 보유하고 있어야 할 것이다. Here, the recursive analysis can be viewed as an estimation by the clinical factors associated with the item indicated by the missing value. In this case, the apparatus 100 for predicting the prognosis of atrial fibrillation according to the first embodiment of the present invention is a specific information included in the non-invasive clinical information. Among the items, the clinical factors should already have information about the items related to each other.

결측치에 대한 재귀 분석 결과 S220-2 단계에서 기입한 결측치의 값이 재귀 분석 결과와 상이한 경우, 결측치의 값을 재귀 분석 결과로 보정하거나, 재귀 분석 결과와 S220-2 단계에서 기입한 결측치의 값 사이의 값 중 어느 하나로 보정할 수 있을 것이며, 아예 보정 자체를 수행하지 않을 수도 있을 것인바, 가장 후자의 경우 S220-3 단계는 굳이 수행될 필요가 없다 할 것이다. 즉, S220-3 단계에서 보정의 수행 여부, 어떠한 값을 선택할지 여부, 보다 넓게는 S220-3 단계 자체의 수행은 본 발명의 제1 실시 예에 다른 심방세동의 예후 예측 장치(100)의 사용자가 자유롭게 설정 가능한 것으로 볼 수 있을 것이다. As a result of the recursive analysis on missing values, if the value of the missing value entered in step S220-2 is different from the recursive analysis result, the value of the missing value is corrected with the recursive analysis result, or between the recursive analysis result and the value of the missing value entered in step S220-2 It will be possible to correct any one of the values of , and the correction itself may not be performed at all. In the latter case, step S220-3 does not necessarily need to be performed. That is, whether correction is performed in step S220-3, whether to select a value, and more broadly, the execution of step S220-3 itself is determined by the user of the apparatus 100 for predicting the prognosis of atrial fibrillation according to the first embodiment of the present invention. can be seen as freely configurable.

도 6을 참조하면, 도 5에서 163으로 값이 기입되어 있던 "최고 혈압" 항목이, 재귀 분석 및 보정이 수행됨에 따라 157로 변경됨을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 6 , it can be seen that the “systolic blood pressure” item, in which a value of 163 is written in FIG. 5, is changed to 157 as the recursive analysis and correction are performed.

S220-3 단계 이후, 심방세동의 예후 예측 장치(100)가 결측치를 추정하여 기입한 비침습적 임상 정보에 대한 정규화(Normalization)를 수행하는 단계(S220-4) 및 정규화를 수행한 비침습적 임상 정보를 인코딩(Encoding)하는 단계(S220-5)가 수행될 수 있으며, 이는 정보에 대한 전처리 프로세스에서 통상적으로 수행되는 공지 기술에 해당하는바, 자세한 설명은 생략하도록 하고, 이를 통해 환자에 대한 비침습적 임상 정보가 기계가 읽을 수 있는(Machine-Readable) 상태로 변환된다 할 것이다. After step S220-3, the apparatus 100 for predicting the prognosis of atrial fibrillation estimates the missing value and performs normalization on the entered non-invasive clinical information (S220-4) and the normalized non-invasive clinical information A step of encoding (S220-5) may be performed, which corresponds to a known technology commonly performed in the pre-processing process for information, and detailed description is omitted, and through this, non-invasive treatment for the patient is performed. Clinical information will be converted into a machine-readable state.

한편, 앞서 S220-1 단계에서 판단 결과 결측치가 존재하지 않는다면 S220-2 단계 및 S220-3 단계를 거치지 않고 바로 S220-4 단계가 수행될 수 있을 것인바, 이 경우 S220-4 단계는 결측치 추정 및 기입과 무관하게 단순히 정규화를 수행하는 단계로 볼 수 있을 것이다. On the other hand, if there is no missing value as a result of the determination in step S220-1 above, step S220-4 may be directly performed without going through steps S220-2 and S220-3. In this case, step S220-4 includes estimation of missing values and It can be seen as a step that simply performs normalization regardless of writing.

이번에는 S210 단계에서 수신한 정보가 심전도 정보인 경우에 수행하는 전처리 과정에 대하여 설명하도록 한다. This time, a pre-processing process performed when the information received in step S210 is electrocardiogram information will be described.

도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 심방세동의 예후 예측 방법에 있어서, S210 단계에서 수신한 정보가 심전도 정보인 경우 전처리를 수행하는 S220 단계를 구체화한 순서도이다. 7 is a flowchart detailing step S220 of performing pre-processing when the information received in step S210 is electrocardiogram information in the method for predicting the prognosis of atrial fibrillation according to the second embodiment of the present invention.

이는 본 발명의 목적을 달성함에 있어서 바람직한 실시 예일 뿐이며, 필요에 따라 일부 단계가 추가되거나 삭제될 수 있고, 더 나아가 어느 한 단계가 다른 단계에 포함될 수도 있음은 물론이다. This is only a preferred embodiment in achieving the object of the present invention, and some steps may be added or deleted as necessary, and furthermore, any one step may be included in another step.

한편, 모든 단계는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 심방세동의 예후 예측 장치(100)에 의해 수행됨을 전제로 한다. Meanwhile, it is assumed that all steps are performed by the atrial fibrillation prognosis prediction apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention.

우선, 심방세동의 예후 예측 장치(100)가 S210 단계에서 수신한 환자에 대한 심전도 정보 중 싱글 리듬(Single Rhythm) 심전도 정보를 추출한다(S220-1′). First, the apparatus 100 for predicting the prognosis of atrial fibrillation extracts single rhythm electrocardiogram information from among the electrocardiogram information about the patient received in step S210 (S220-1').

심전도 검사를 통해 획득된 심전도 정보는 10초 간격으로 측정된 동리듬(Normal Sinus Rhythm, 여기서 동리듬은 심전도 신호의 간격이 균일하다는 것을 의미한다) 12-리드(Lead) 심전도 정보인 경우가 대부분이며, 이는 S210 단계에서 수신한 심전도 정보의 경우 역시 마찬가지다. The ECG information obtained through the ECG test is mostly 12-lead ECG information, measured at 10-second intervals (Normal Sinus Rhythm, where sinus rhythm means that the ECG signals are evenly spaced). , this is also the case with the electrocardiogram information received in step S210.

한편, 싱글 리듬 심전도 정보는 전체 심전도 정보(500Hz)에서 반복적으로 나타나는 PQRST wave를 신호처리 알고리즘에 적용하여 산출될 수 있으나, 본 발명에서는 10초 간격으로 측정된 동리듬 12-리드 심전도 정보로부터 파싱(Parcing) 하여 추출할 수 있다 하라 것이다. On the other hand, single-rhythm ECG information can be calculated by applying a PQRST wave that appears repeatedly in the entire ECG information (500Hz) to a signal processing algorithm, but in the present invention, it is parsed from sinus rhythm 12-lead ECG information measured at 10-second intervals ( Parcing) to extract it.

도 8을 참조하면 10초 간격으로 측정된 동리듬 12-리드 심전도 정보(상단)에서 추출한 싱글 리듬 심전도 정보(하단)를 확인할 수 있으며, 싱글 리듬 심전도 정보에서 추출할 수 있는 심전도 지표(ECG Feature)들을 예시적으로 함께 도시해 놓았다. Referring to FIG. 8 , single-rhythm ECG information (bottom) extracted from sinus rhythm 12-lead ECG information (top) measured at 10-second intervals can be checked, and ECG Feature that can be extracted from single-rhythm ECG information are shown together as examples.

싱글 리듬 심전도를 추출했다면, 심방세동의 예후 예측 장치(100)가 추출한 싱글 리듬 심전도 정보에서 하나 이상의 심전도 지표를 추출한다(S220-2′)If the single-rhythm ECG has been extracted, one or more ECG indicators are extracted from the single-rhythm ECG information extracted by the prognostic device 100 for atrial fibrillation (S220-2').

여기서 심전도 지표는 앞서 도 8에서 예시적으로 도시한 Heart rate, PR interval, QRS complex, QT interval, P onset, P offset, Q onset, Q offset, T onset, T offset, P width 및 T width뿐만 아니라 다양한 지표가 존재할 수 있는바, 이를 도 9에 도시된 테이블에 그 값과 함께 예시적으로 도시해 놓았다. Here, the electrocardiogram index includes not only the heart rate, PR interval, QRS complex, QT interval, P onset, P offset, Q onset, Q offset, T onset, T offset, P width and T width, but also the previously exemplarily shown in FIG. 8 . Various indices may exist, which are exemplarily shown together with their values in the table shown in FIG. 9 .

심전도 지표까지 추출했다면, 심방세동의 예후 예측 장치(100)가 추출한 하나 이상의 심전도 지표를 이용하여, S220-1′ 단계에서 추출한 싱글 리듬 심전도 정보에서 하나 이상의 피크(Peak) 별 정보를 추출한다(S220-3′)If the ECG index is also extracted, one or more peak-specific information is extracted from the single rhythm ECG information extracted in step S220-1' using one or more ECG indexes extracted by the prognosis prediction apparatus 100 for atrial fibrillation (S220). -3')

여기서 하나 이상의 피크 별 정보는 P-wave 또는 PR-Wave 중 어느 하나일 수 있으며, 도 10에 심전도 지표인 P onset과 P offset을 이용하여 P-wave 정보를 추출하는 모습을, 도 11에 심전도 지표인 P onset과 Q onset을 이용하여 PR-wave 정보를 추출하는 모습을 예시적으로 도시해 놓았다. Here, the one or more peak-specific information may be either P-wave or PR-Wave, and FIG. Extracting PR-wave information using P onset and Q onset is shown as an example.

이를 보다 구체적으로 설명하면 피크 별 정보인 P-wave 또는 PR-Wave는 각 축(axis) 정보를 이용하여 추출할 수 있는바, x축 시간을 기준으로 하여 추출하고, 이를 벗어난 wave는 삭제함으로써 P-wave 또는 PR-Wave에 대한 정보가 추출될 수 있다. To explain this in more detail, P-wave or PR-Wave, information for each peak, can be extracted using each axis information. Information about -wave or PR-Wave can be extracted.

한편, 환자에 대한 심전도 정보는 이상 설명한 S220-1′ 단계 내지 S220-3′ 단계뿐만 아니라 또 다른 과정을 통한 전처리를 수행할 수도 있는바, 10초 간격으로 측정된 동리듬 12-리드 심전도 정보로부터 싱글 리듬 심전도 정보를 이용하는 것이 아닌, 동리듬 12-리드 심전도 정보 전체를 이용하는 홀(Whole) 리듬 심전도 정보로 볼 수 있다. On the other hand, the electrocardiogram information for the patient can be pre-processed through another process as well as the steps S220-1′ to S220-3′ described above. Instead of using single-rhythm ECG information, it can be viewed as whole-rhythm ECG information using all sinus rhythm 12-lead ECG information.

보다 구체적으로, 심방세동의 예후 예측 장치(100)는 사용자로부터 고주파 필터 및 저주파 필터 중 어느 하나 이상을 선택 받을 수 있으며(S220-4′), 선택 받은 고주파 필터 및 저주파 필터 중 어느 하나 이상에 대한 컷오프 주파수를 사용자로부터 입력 받음으로써(S220-5′) 전처리를 수행할 수 있다. 이는 일반적인 신호 처리 분야에서 활용되는 공지된 전처리 과정에 대한 것이므로 자세한 설명은 생략하도록 하며, 도 12에 전처리 결과만을 예시적으로 도시해 놓았다. More specifically, the prognosis prediction apparatus 100 of atrial fibrillation may receive any one or more selections of a high-frequency filter and a low-frequency filter from the user (S220-4 ′), Pre-processing may be performed by receiving the cutoff frequency from the user (S220-5'). Since this is a known pre-processing process used in a general signal processing field, a detailed description thereof will be omitted, and only the pre-processing result is illustrated in FIG. 12 .

다시 도 2에 대한 설명으로 돌아가도록 한다. Let us return to the description of FIG. 2 again.

전처리까지 수행했다면 심방세동의 예후 예측 장치(100)가 전처리를 수행한 환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상을 예측 모델에 입력하여 환자에 대한 침습적 임상 예후의 예측 결과 및 침습적 임상 정보의 예측 결과 중 어느 하나를 출력한다(S230). If pre-processing has been performed, the apparatus 100 for predicting the prognosis of atrial fibrillation inputs any one or more of non-invasive clinical information and electrocardiogram information about the patient who has performed the pre-treatment into the predictive model to predict the result of the invasive clinical prognosis for the patient and the invasive clinical Any one of the prediction results of the information is output (S230).

여기서 환자에 대한 침습적 임상 예후와 침습적 임상 정보는 본 발명을 통해 예측 결과를 출력하고자 하는 일종의 예측 변수로 볼 수 있는바(이하, 리를 "예측 변수"와 병행하여 사용하도록 한다), 구체적인 침습적 임상 예후의 종류 그리고 구체적인 침습적 임상 정보의 종류에 따라 예측 모델에 입력되어야 하는 정보, 예를 들어 비침습적 임상 정보만으로 예측 결과의 출력이 가능한지, 심전도 정보만으로 예측 결과의 출력이 가능한지, 비침습적 임상 정보와 심전도 정보 모두가 필요한지 여부가 달라질 수 있으며, 비침습적 임상 정보가 필요하다면 비침습적 임상 정보가 포함하는 세부적인 항목까지 달라질 수 있다. 따라서, 본 명세서에서 이들 세부적인 항목과 예측 변수를 모두 대응시키는 것은 어려움이 있기에, 이들 모두를 포괄하여 개념적으로 설명할 수 있는 예측 모델의 구동 모습에 대해 설명을 하도록 한다. Here, the invasive clinical prognosis and invasive clinical information for a patient can be viewed as a kind of predictive variable for outputting predictive results through the present invention (hereinafter, Li will be used in parallel with “predictive variable”), and specific invasive clinical Depending on the type of prognosis and the type of specific invasive clinical information, the information to be input into the prediction model, for example, whether the output of the prediction result is possible only with the non-invasive clinical information, whether the output of the prediction result is possible only with the ECG information, the non-invasive clinical information and the Whether or not all of the electrocardiogram information is required may vary, and if non-invasive clinical information is required, even the detailed items included in the non-invasive clinical information may vary. Therefore, since it is difficult to match all of these detailed items and predictive variables in the present specification, the operation of the predictive model that can be conceptually explained by encompassing all of them will be described.

예측 모델은 CNN(Convolution Neural Network) 기반 신경망 모델이며, S210 단계에서 수신한 정보가 환자에 대한 비침습적 임상 정보인지, 심전도 정보인지, 이들 정보 모두인지 그리고 최종적으로 출력하고자 하는 예측 결과인 예측 변수는 어떤 것인지에 따라 그 구조(Architecture)가 달라질 수 있으며, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 심방세동의 예후 예측 장치(100)는 이들 정보와 예측 변수에 최적화된 예측 모델을 예측 결과를 출력하기 위해 실시간으로 생성할 수 있다. The predictive model is a CNN (Convolution Neural Network)-based neural network model, whether the information received in step S210 is non-invasive clinical information about the patient, electrocardiogram information, all of these information, and the predictor variables that are the prediction results to finally output The structure may vary depending on which one it is, and the apparatus 100 for predicting the prognosis of atrial fibrillation according to the first embodiment of the present invention outputs a predictive model optimized for these information and predictive variables in real time to output a predictive result. can be created with

도 13은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 심방세동의 예후 예측 방법에 있어서, 예측 모델을 생성하는 순서도이다. 13 is a flowchart of generating a predictive model in the method for predicting the prognosis of atrial fibrillation according to the second embodiment of the present invention.

이는 본 발명의 목적을 달성함에 있어서 바람직한 실시 예일 뿐이며, 필요에 따라 일부 단계가 추가되거나 삭제될 수 있고, 더 나아가 어느 한 단계가 다른 단계에 포함될 수도 있음은 물론이다. This is only a preferred embodiment in achieving the object of the present invention, and some steps may be added or deleted as necessary, and furthermore, any one step may be included in another step.

한편, 모든 단계는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 심방세동의 예후 예측 장치(100)에 의해 수행됨을 전제로 한다. Meanwhile, it is assumed that all steps are performed by the atrial fibrillation prognosis prediction apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention.

우선, 심방세동의 예후 예측 장치(100)가 사용자로부터 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 수신한 정보를 하나 이상 선택 받고(S1310), 선택 받은 정보로부터 예측하고자 하는 침습적 임상 예후 및 침습적 임상 정보 중 어느 하나에 관한 예측 변수를 선택 받는다(S1320). First, the apparatus 100 for predicting the prognosis of atrial fibrillation receives one or more selected information from the user among non-invasive clinical information and electrocardiogram information (S1310), and any of the invasive clinical prognosis and invasive clinical information to be predicted from the selected information One predictor variable is selected (S1320).

이는 앞서 설명한 최종적으로 출력하고자 하는 예측 결과가 무엇인지 그리고 이를 산출하기 위해 현재 수신한 정보가 무엇인지를 사용자에게 선택하게 하는 유저 인터페이스(UI, User Interface) 측면의 단계로 볼 수 있는바, S1320 단계에서는 목적이 분류인지(Softmax) 아니면 회귀인지(MSE) 여부까지 선택할 수도 있다. This can be seen as a step in the user interface (UI, User Interface) side that allows the user to select what the prediction result to be finally output is as described above and what information is currently received to calculate it, step S1320 You can even choose whether the objective is classification (Softmax) or regression (MSE).

이후, 심방세동의 예후 예측 장치(100)가 사용자로부터 초매개변수(Hyperparameters)의 범위를 지정 받으며(S1330), Grid Search Manager를 통해 범위를 지정 받은 초매개변수에 대한 탐색을 수행함으로써(S1340) 사용자가 선택한 예측 변수에 최적화된 예측 모델이 생성될 수 있다. Thereafter, the prognosis predicting apparatus 100 of atrial fibrillation receives a range of hyperparameters from the user (S1330), and searches for the hyperparameters that have been assigned a range through the Grid Search Manager (S1340) A predictive model optimized for the predictor variable selected by the user may be generated.

여기서 사용자로부터 범위를 지정 받는 초매개변수는 예를 들어, 합성곱 커널(층, 레이어)의 사이즈인 Ck, 합성곱 커널의 개수인 CN, 풀링층의 크기인 Ps, 완전 연결층의 뉴런 개수인 FCN, 학습율인 Learning rate, 드롭아웃율(Dropout rate) 등일 수 있으며, 이와 더불어 다양한 초매개변수에 대한 범위를 지정 받을 수 있음은 물론이라 할 것이고, Grid Search Manager를 이용하여 예측 모델을 생성하는 것은 공지 기술에 해당하므로 자세한 설명은 생략하도록 한다. Here, the hyperparameters specified by the user are, for example, the size of the convolution kernel (layer, layer) C k , the number of convolution kernels C N , the size of the pooling layer P s , and the size of the fully connected layer. It can be FC N which is the number of neurons, learning rate which is learning rate, dropout rate, etc. It goes without saying that a range for various hyperparameters can be specified, and predictive model using Grid Search Manager Since it corresponds to known technology, a detailed description thereof will be omitted.

최종적으로 출력하고자 하는 예측 결과가 무엇인지 그리고 이를 산출하기 위해 현재 수신한 정보가 무엇인지에 대한 선택을 통해 예측 모델이 생성되었다면, 정보를 입력하여 예측 결과를 출력할 수 있다. 우선, S210 단계에서 수신한 정보가 환자에 대한 비침습적 임상 정보인 경우 또는 사용자가 선택한 정보가 비침습적 임상 정보만인 경우에 대하여 설명하도록 한다. If the prediction model is generated by selecting what the prediction result to be finally output is and what information is currently received to calculate it, the prediction result can be output by inputting the information. First, a case in which the information received in step S210 is non-invasive clinical information about a patient or a case in which the information selected by the user is only non-invasive clinical information will be described.

도 14은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 심방세동의 예후 예측 방법에 있어서, S210 단계에서 수신한 정보가 환자에 대한 비침습적 임상 정보인 경우 또는 사용자가 선택한 정보가 비침습적 임상 정보만인 경우에 예측 결과를 출력하는 과정을 나타낸 순서도다. 14 is a diagram illustrating a case in which, in the method for predicting the prognosis of atrial fibrillation according to the second embodiment of the present invention, the information received in step S210 is non-invasive clinical information about the patient or the information selected by the user is only non-invasive clinical information It is a flowchart showing the process of outputting the prediction result to .

이는 본 발명의 목적을 달성함에 있어서 바람직한 실시 예일 뿐이며, 필요에 따라 일부 단계가 추가되거나 삭제될 수 있고, 더 나아가 어느 한 단계가 다른 단계에 포함될 수도 있음은 물론이다. This is only a preferred embodiment in achieving the object of the present invention, and some steps may be added or deleted as necessary, and furthermore, any one step may be included in another step.

한편, 모든 단계는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 심방세동의 예후 예측 장치(100)에 의해 수행됨을 전제로 한다. Meanwhile, it is assumed that all steps are performed by the atrial fibrillation prognosis prediction apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention.

우선, 심방세동의 예후 예측 장치(100)가 S220 단계에서 전처리를 수행한 환자에 대한 비침습적 임상 정보를 예측 모델에 입력하여 합성곱(Convolution) 연산을 위한 제1 형식으로 확장한다(S230-1). First, the atrial fibrillation prognosis prediction apparatus 100 inputs non-invasive clinical information about the patient who has performed the pre-processing in step S220 into the prediction model and expands it into a first format for a convolution operation (S230-1). ).

이는 예를 들어, S210 단계에서 수신한 비침습적 임상 정보 또는 사용자가 선택한 비침습적 임상 정보의 개수를 Nn, 예측 변수를 Y, 환자수를 M이라 한다면, 전처리한 비침습적 임상 정보를 합성곱 연산을 위한 제1 형식인 [M × Nn × 1]로 차원을 확장하는 것이다. For example, if the number of non-invasive clinical information received in step S210 or non-invasive clinical information selected by the user is N n , the predictive variable is Y, and the number of patients is M, the preprocessed non-invasive clinical information is convolutional. It is to extend the dimension to [M × N n × 1], which is the first form for .

이후, 심방세동의 예후 예측 장치(100)가 제1 형식으로 확장한 환자에 대한 비침습적 임상 정보를 환자수를 기준으로 정규화한다(S230-2). Thereafter, the atrial fibrillation prognosis prediction apparatus 100 normalizes the non-invasive clinical information about the patient expanded to the first format based on the number of patients (S230-2).

앞서 환자수가 M이라 하였기에 제1 형식으로 확장한 환자에 대한 비침습적 임상 정보인 [M × Nn × 1]을 환자 M 명을 기준으로 정규화하는 것이며, 이 역시 일종의 전처리 과정으로 볼 수 있다. Since the number of patients is M, [M × N n × 1], which is non-invasive clinical information about patients expanded to the first format, is normalized based on M patients, and this can also be seen as a kind of preprocessing process.

이후, 심방세동의 예후 예측 장치(100)가 정규화한 환자에 대한 비침습적 임상 정보에 합성곱층(Convolution Layer)를 적용하고(2D Convolution), 배치 정규화(Batch Normalization)하며, Leaky ReLU 활성화 함수를 적용하여 제2 형식으로 확장한다(S230-3). Thereafter, a convolution layer is applied to the non-invasive clinical information about the patient normalized by the prognosis prediction apparatus 100 of atrial fibrillation (2D convolution), batch normalization is performed, and a Leaky ReLU activation function is applied. to expand to the second format (S230-3).

이는 보다 구체적으로 [Ck × 1] 의 형식을 갖는 2D 합성곱층을 포함하는 합성곱 신경망에 적용하는 것으로 볼 수 있으며, 배치 정규화는 CN-1 번째 층까지 수행하고, Leaky ReLU 활성화 함수를 적용한 제2 형식은 [M × Nn × CN-1]로 차원이 확장되는 것이다. More specifically, this can be seen as being applied to a convolutional neural network including a 2D convolutional layer having the form [C k × 1 ]. In the second form, the dimension is extended to [M × N n × C N-1 ].

이후, 심방세동의 예후 예측 장치(100)가 제2 형식으로 확장한 환자에 대한 비침습적 임상 정보를 신경망 연산을 위해 평탄화(Flatten)한다(S230-4). Thereafter, the apparatus 100 for predicting the prognosis of atrial fibrillation flattens the non-invasive clinical information about the patient expanded to the second format for neural network operation (S230-4).

이는 신경망 연산을 위해 환자에 대한 비침습적 임상 정보의 모든 차원 요소를 [M × CFC], CFC = Nn * CN-1의 형식으로 평탄화하는 것을 의미한다. This means that all dimensional elements of non-invasive clinical information about the patient are flattened in the form of [M × C FC ], C FC = N n * C N-1 for neural network computation.

이후, 심방세동의 예후 예측 장치(100)가 평탄화한 환자에 대한 비침습적 임상 정보에 완전 연결층(Fully Connected Layer)을 적용하고, 배치 정규화(Batch Normalization)하며, ReLU 활성화 함수를 적용하고, 드롭아웃층(Dropout Layer)을 적용한다(S230-7). After that, a fully connected layer is applied to the non-invasive clinical information about the patient flattened by the prognosis prediction device 100 of atrial fibrillation, batch normalization is performed, the ReLU activation function is applied, and the drop A dropout layer is applied (S230-7).

완전 연결층을 통해 FCN 리스트의 뉴런과 [M×FC] ㆍ [CFC×FCN i] 형태로 FCN N-1번째까지 반복적인 행렬 연산과 배치 정규화가 이루어질 수 있으며, ReLU 활성화 함수의 적용과 드롭아웃층의 적용을 통해 신경망 연산의 [M × FCN N]이 출력될 수 있다. Through the fully connected layer, iterative matrix operation and batch normalization can be performed up to the FC N N- 1th in the form of [M×FC] ㆍ [C FC × FC N i ] with the neurons of the FC N list, and the ReLU activation function [M × FC N N ] of neural network operation can be output through application and application of dropout layer.

마지막으로, 심방세동의 예후 예측 장치(100)가 드롭아웃층을 적용한 환자에 대한 비침습적 임상 정보에 출력층(Output Layer)을 적용하여 환자에 대한 침습적 임상 예후의 예측 결과 및 침습적 임상 정보의 예측 결과 중 어느 하나를 출력한다(S230-8). Finally, the apparatus 100 for predicting the prognosis of atrial fibrillation applies the output layer to the non-invasive clinical information about the patient to which the dropout layer is applied, and the prediction result of the invasive clinical prognosis for the patient and the prediction result of the invasive clinical information Either one is output (S230-8).

출력층은 [M × FCN N] ㆍ [FCN N × Y] 신경망 연산을 통해 최종적으로 [M×Y]를 환자에 대한 침습적 임상 예후의 예측 결과 및 침습적 임상 정보의 예측 결과 중 어느 하나로 출력할 수 있으며, 예측 변수 Y가 범주형 변수일 경우 신경망의 최종 출력 [M × Y]는 Softmax 함수 적용 후에 Ypredict=Softmax([M × Y])가 된다 할 것이다. The output layer is [M × FC N N ] ㆍ [FC N N × Y] Finally, [M × Y] can be output as either the prediction result of the invasive clinical prognosis for the patient or the prediction result of the invasive clinical information through the [FC N N × Y] neural network operation. If the predictor variable Y is a categorical variable, the final output [M × Y] of the neural network will be Y predict = Softmax([M × Y]) after the Softmax function is applied.

이상 설명한 S230-1 단계 내지 S230-4 단, S230-7 단계 내지 S230-8 단계는 예측 모델 내부에서 이루어지는 단계이며, 외부에서 보는 경우 블랙박스 처리된 것으로 취급될 것이나, 발명의 이해를 위해 개념적인 설명을 진행한 것이며, 실제 단계들이 수행됨에 있어서는 앞서 예측 모델을 생성함에 있어서 탐색을 수행한 초매개변수인 합성곱 커널(층, 레이어)의 사이즈 Ck, 합성곱 커널의 개수 CN가 이용된다 할 것이다. Steps S230-1 to S230-4 described above, steps S230-7 to S230-8 are steps made inside the prediction model, and when viewed from the outside, they will be treated as black box processing, but The description has been made, and when the actual steps are performed, the size C k of the convolution kernel (layer, layer), which is a hyperparameter searched for in generating the predictive model, and the number of convolution kernels C N are used. something to do.

이번에는, S210 단계에서 수신한 정보가 환자에 대한 심전도 정보인 경우 또는 사용자가 선택한 정보가 심전도 정보만인 경우에 대하여 설명하도록 한다. This time, a case in which the information received in step S210 is electrocardiogram information about a patient or a case in which the information selected by the user is only electrocardiogram information will be described.

도 15은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 심방세동의 예후 예측 방법에 있어서, S210 단계에서 수신한 정보가 환자에 대한 심전도 정보인 경우 또는 사용자가 선택한 정보가 심전도 정보만인 경우에 예측 결과를 출력하는 과정을 나타낸 순서도다. 15 is a diagram illustrating a prediction result when the information received in step S210 is electrocardiogram information about a patient or when the information selected by the user is only electrocardiogram information in the method for predicting the prognosis of atrial fibrillation according to the second embodiment of the present invention. A flowchart showing the printing process.

이는 본 발명의 목적을 달성함에 있어서 바람직한 실시 예일 뿐이며, 필요에 따라 일부 단계가 추가되거나 삭제될 수 있고, 더 나아가 어느 한 단계가 다른 단계에 포함될 수도 있음은 물론이다. This is only a preferred embodiment in achieving the object of the present invention, and some steps may be added or deleted as necessary, and furthermore, any one step may be included in another step.

한편, 모든 단계는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 심방세동의 예후 예측 장치(100)에 의해 수행됨을 전제로 한다. Meanwhile, it is assumed that all steps are performed by the atrial fibrillation prognosis prediction apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention.

우선, 심방세동의 예후 예측 장치(100)가 S220 단계에서 전처리를 수행한 환자에 대한 심전도 정보를 예측 모델에 입력하여 합성곱(Convolution) 연산을 위한 제3 형식으로 확장한다(S230-1′). First, the apparatus 100 for predicting the prognosis of atrial fibrillation inputs the electrocardiogram information about the patient who has performed the pre-processing in step S220 into the prediction model and expands it into a third format for convolution operation (S230-1′). .

이는 예를 들어, S210 단계에서 수신한 심전도 정보 또는 사용자가 선택한 비침습적 임상 정보의 길이를 En, 심전도 리드의 개수를 Ln, 예측 변수를 Y, 환자수를 M이라 한다면, 전처리한 비침습적 임상 정보를 합성곱 연산을 위한 제1 형식인 [M × En × Ln × 1]로 차원을 확장하는 것이다. For example, if the length of the ECG information received in step S210 or the non-invasive clinical information selected by the user is E n , the number of ECG leads is L n , the predictive variable is Y, and the number of patients is M, It is to extend the dimension of clinical information to [M × E n × L n × 1], which is the first form for the convolution operation.

이후, 심방세동의 예후 예측 장치(100)가 제3 형식으로 확장한 환자에 대한 심전도 정보를 환자수 및 리드의 개수를 기준으로 정규화한다(S230-2′)Thereafter, the atrial fibrillation prognosis prediction apparatus 100 normalizes the ECG information for the patient expanded to the third format based on the number of patients and the number of leads (S230-2′)

앞서 환자수가 M이라 하였기에 제3 형식으로 확장한 환자에 대한 심전도 정보인 [M × En × Ln × 1]을 환자 M 명 및 심전도 리드의 개수 Ln 을 기준으로 정규화하는 것이며, 이 역시 일종의 전처리 과정으로 볼 수 있고, 앞서 S230-2 단계와의 차이점은 정보가 심전도 정보이기에 심전도 리드의 개수를 추가적으로 기준으로 하여 정규화한다는 것이다. Since the number of patients is M, [M × E n × L n × 1], which is the ECG information for the patient expanded to the third format, is normalized based on M patients and the number of ECG leads L n . It can be seen as a pre-processing process, and the difference from the previous step S230-2 is that the information is electrocardiogram information, so the number of electrocardiogram leads is additionally normalized as a reference.

이후, 심방세동의 예후 예측 장치(100)가 정규화한 환자에 대한 심전도 정보에 합성곱층(Convolution Layer)을 적용하고, 배치 정규화(Batch Normalization)하며, Leaky ReLU 활성화 함수를 적용하여 제4 형식으로 확장한다(S230-3-1′)Thereafter, a convolution layer is applied to the electrocardiogram information of the patient normalized by the prognosis prediction apparatus 100 of atrial fibrillation, batch normalization is performed, and the Leaky ReLU activation function is applied to extend to the fourth form. Do (S230-3-1')

이는 보다 구체적으로 [Ck × Ck] 의 형식을 갖는 2D 합성곱층을 포함하는 합성곱 신경망에 적용하는 것으로 볼 수 있으며, 배치 정규화는 CN-1 번째 층까지 수행하고, Leaky ReLU 활성화 함수를 적용한 제4 형식은 [M × En × Ln × CN-1]로 차원이 확장되는 것이다. More specifically, this can be seen as being applied to a convolutional neural network including a 2D convolutional layer having the form [C k × C k ], batch normalization is performed up to the C N- 1th layer, and the Leaky ReLU activation function is The applied fourth form is to extend the dimension to [M × E n × L n × C N-1 ].

이후, 심방세동의 예후 예측 장치(100)가 제4 형식으로 확장한 환자에 대한 심전도 정보에 풀링층(Pooling Layer)을 적용하여 제5 형식으로 확장한다(S230-3-2′)Thereafter, the atrial fibrillation prognosis prediction apparatus 100 applies a pooling layer to the electrocardiogram information for the patient expanded in the fourth format and expands to the fifth format (S230-3-2′).

이러한 S230-3-2′단계는 앞서 환자에 대한 비침습적 임상 정보를 처리하는 경우에는 수행되지 않았던 단계인바, 풀링층의 크기인 PS에 따라서 제5 형식은 [M × (En/Ps) × (Ln /Ps) × CN-1]이 된다 할 것이다. This step S230-3-2′ was not previously performed when non-invasive clinical information about the patient was processed. According to the PS, the size of the pooling layer, the fifth form is [M × (E n /P s ) × (L n /P s ) × C N-1 ].

이후, 심방세동의 예후 예측 장치(100)가 제5 형식으로 확장한 환자에 대한 심전도 정보를 신경망 연산을 위해 평탄화(Flatten)한다(S230-4′).Thereafter, the atrial fibrillation prognosis prediction apparatus 100 flattens the electrocardiogram information for the patient expanded to the fifth form for neural network operation (S230-4′).

이는 신경망 연산을 위해 환자에 대한 심전도 정보의 모든 차원 요소를 [M × EFC], EFC = (En/Ps)*(Ln /Ps)*CN-1]의 형식으로 평탄화하는 것을 의미한다. It flattens all dimensional elements of the electrocardiogram information about the patient in the form [M × E FC ], E FC = (E n /P s )*(L n /P s )*C N-1 ] for neural network computation. means to do

이상의 S230-4′ 단계 이후에는 심방세동의 예후 예측 장치(100)가 평탄화한 환자에 대한 심전도 정보에 완전 연결층(Fully Connected Layer)을 적용하고, 배치 정규화(Batch Normalization)하며, ReLU 활성화 함수를 적용하고, 드롭아웃층(Dropout Layer)을 적용하는 단계(S230-7′) 및 드롭아웃층을 적용한 환자에 대한 심전도 정보에 출력층(Output Layer)을 적용하여 환자에 대한 침습적 임상 예후의 예측 결과 및 침습적 임상 정보의 예측 결과 중 어느 하나를 출력하는 단계(S230-8′)가 수행되나 앞서 설명한 S230-7 단계 및 S230-8 단계와 동일하므로 중복 서술을 방지하기 위해 자세한 설명은 생략하도록 한다. After the above step S230-4′, the fully connected layer is applied to the electrocardiogram information for the patient flattened by the atrial fibrillation prognosis prediction device 100, batch normalization, and the ReLU activation function are applied. and applying the dropout layer (S230-7′) and applying the output layer to the electrocardiogram information for the patient to which the dropout layer is applied to predict the result of the invasive clinical prognosis for the patient and Although the step (S230-8') of outputting any one of the prediction results of the invasive clinical information is performed, it is the same as the steps S230-7 and S230-8 described above, so a detailed description will be omitted to prevent duplicate description.

지금까지 도 14를 참조하여 S210 단계에서 수신한 정보가 환자에 대한 비침습적 임상 정보인 경우 또는 사용자가 선택한 정보가 비침습적 임상 정보만인 경우, 도 15를 참조하여 S210 단계에서 수신한 정보가 환자에 대한 심전도 정보인 경우 또는 사용자가 선택한 정보가 심전도 정보만인 경우 예측 결과를 출력하는 과정에 대하여 설명하였다. 이 경우 앞선 설명에서 S210 단계에서 수신한 정보가 환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 모두인 경우 또는 사용자가 선택한 정보가 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 모두인 경우의 처리에 대한 설명이 필요하다. 이하 설명하도록 한다. So far, when the information received in step S210 with reference to FIG. 14 is non-invasive clinical information about the patient or when the information selected by the user is only non-invasive clinical information, the information received in step S210 with reference to FIG. 15 is the patient The process of outputting a prediction result in the case of ECG information or when the user-selected information is only ECG information has been described. In this case, in the preceding description, when the information received in step S210 is both non-invasive clinical information and ECG information about the patient, or when the information selected by the user is both non-invasive clinical information and ECG information, it is necessary to explain the processing. It will be described below.

S210 단계에서 수신한 정보가 환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 모두인 경우 또는 사용자가 선택한 정보가 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 모두인 경우의 처리 역시 기본적인 설명은 앞서 도 14에 대한 설명과 도 15에 대한 설명과 동일하다. 즉, 비침습적 임상 정보에 대한 저리와 심전도 정보에 대한 처리가 개별적으로 진행된다. 그러나 S230-4 단계를 거친 [M × CFC]와 S230-4′단계를 거친 [M × EFC] 각각을 완전 연결층에 적용하고 후속적인 과정을 거친다면 최종적으로 출력되는 예측 결과가 2개가 될 것이기 때문에 이를 하나로 병합하는 과정이 필수적으로 요구된다. When the information received in step S210 is both non-invasive clinical information and electrocardiogram information about the patient, or when the information selected by the user is both non-invasive clinical information and electrocardiogram information, a basic description is also given in the previous description of FIG. 14 and FIG. 15 is the same as the description. That is, the processing of the non-invasive clinical information and the ECG information is performed separately. However, if [M × C FC ] that has undergone step S230-4 and [M × E FC ] that has undergone step S230-4′ are applied to the fully connected layer and undergo subsequent processes, two prediction results are finally output. Therefore, the process of merging them into one is essential.

이 경우 도 16에 도시된 바와 같이 S230 단계가 예측 모델에 입력한 정보의 종류가 복수 개인지 판단하는 단계(S230-5) 및 S230-5 단계의 판단 결과, 입력 정보의 종류가 복수 개라면, 평탄화한 환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도를 예측 모델에 입력하여 연결층(Concatenate Layer)을 적용하는 단계(S230-6)를 더 포함하게 함으로써 S230-4 단계의 [M × CFC]와 S230-4′ 단계의 [M × EFC]를 [M × (CFC + EFC)]로 확장할 수 있으며, 그에 따라 병합된 평탄화층 1개가 출력될 수 있을 것이고, S230-5 단계 및 S230-6 단계를 수행한 후에는 S230-7 단계 및 S230-8 단계나, S230-7′ 단계 및 S230-8′ 단계 중 어느 단계가 수행되어도 무방하다 할 것이다. In this case, as shown in FIG. 16, as a result of the determination of step S230-5 and step S230-5 of determining whether there are a plurality of types of information input to the prediction model in step S230, if there are a plurality of types of input information, [M × C FC ] and S230 of step S230-4 by further including the step (S230-6) of applying a concatenate layer by inputting non-invasive clinical information and electrocardiogram for the flattened patient into the predictive model [M × E FC ] in step -4′ to [M × (C FC + E FC )] It can be expanded, and accordingly, one merged planarization layer may be output, and after performing steps S230-5 and S230-6, steps S230-7 and S230-8, or steps S230-7' and It will be said that any of the steps S230-8' may be performed.

도 17에 예측 모델을 모식도로 나타내 보았다. 모식도의 상단 좌측은 환자에 대한 비침습적 임상 정보에 따른 것이며, 우측은 환자에 대한 심전도에 따른 것이고, S230-5 단계의 판단 결과 입력 정보의 종류가 복수 개가 아니라면 S230-6 단계가 수행됨이 없이 S230-7 단계(또는 이와 동일한 S230-7′)로 넘어가므로 이를 연결시키면 각각 도 14에 도시된 순서도와 도 15에 도시된 순서도로 설명이 가능하게 될 것이다.17 is a schematic diagram showing the prediction model. The upper left side of the schematic diagram is according to non-invasive clinical information about the patient, and the right side is according to the electrocardiogram for the patient. Since it proceeds to step -7 (or the same S230-7'), if they are connected, explanations will be possible with the flowchart shown in FIG. 14 and the flowchart shown in FIG. 15, respectively.

한편, 이상 설명한 예측 모델은 딥러닝 기반의 모델이기 때문에 학습을 수행할 수 있는바, 그에 따라 S230 단계 이후에, S210 단계 내지 S230 단계를 학습하는 단계(S240)가 수행될 수 있으며, 이 경우 S240 단계는 심방세동의 예후 예측 장치(100)가 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상이 포함하는 환자 ID를 환자에 대한 침습적 임상 예후 및 침습적 임상 정보 중 어느 하나에 대한 예측 변수의 위험도에 따라 클래스(Class)로 분류하는 단계(S240-1), 분류한 클래스를 인코딩하는 단계(S240-2), 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상에 대한 배치(Batch) 단위를 1:1로 구성하는 단계(S240-3) 및 배치 단위를 1:1로 구성한 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상에 경사 하강법(Adam Optimizer)을 적용하여 학습을 수행하는 단계(S240-4)를 포함할 수 있다. 이 경우 S240-2 단계에서의 인코딩은 one-hot-encoding일 수 있을 것이며, S240-3 단계에서의 배치 단위는 클래스의 불균형을 고려하여 고려하여 Stratified Sampling 방식으로 이루어질 수 있을 것이고, S240-4 단계에서의 학습은 로컬 미니멈에 수렴하는 문제를 극복하기 위한 Cosine Annealing 기업이 추가적으로 적용될 수 있음과 동시에 과대적합 방지를 위해 조기 종료(Early Stopping)를 적용하되, 종료 조건은 10회 이상의 에러(Logit Error)가 증가하면 학습을 종료하는 것으로 설정할 수 있을 것이다.On the other hand, since the above-described prediction model is a deep learning-based model, learning can be performed. Accordingly, after step S230, a step (S240) of learning steps S210 to S230 may be performed, in this case S240 The step is that the atrial fibrillation prognosis prediction device 100 includes a patient ID including any one or more of non-invasive clinical information and electrocardiogram information according to the risk of predictive variables for any one of invasive clinical prognosis and invasive clinical information for the patient. Classifying into class (S240-1), encoding the classified class (S240-2), batch (Batch) unit for any one or more of non-invasive clinical information and electrocardiogram information 1:1 The step of configuring (S240-3) and applying the gradient descent method (Adam Optimizer) to any one or more of the non-invasive clinical information and the electrocardiogram information in which the batch unit is 1:1 (S240-4) to perform learning may include In this case, the encoding in step S240-2 may be one-hot-encoding, and the batch unit in step S240-3 may be made in a stratified sampling method in consideration of class imbalance, in step S240-4 Cosine Annealing companies can be additionally applied to overcome the problem of convergence to the local minimum, and Early Stopping is applied to prevent overfitting, but the termination condition is 10 or more errors (Logit Error). It may be set to end learning when .

지금까지 본 발명의 제2 실시 예에 따른 심방세동의 예후 예측 방법에 대하여 설명하였다. 본 발명에 따르면, 사용자가 수신한 정보의 종류와 예측하고자 하는 심방세동의 예후인 침습적 임상 예후와 침습적 임상 정보에 관한 예측 변수를 선택하기만 하면 심방세동의 예후 예측 장치(100)가 매우 높은 정확도로 신속하게 예측 결과를 출력할 수 있다. 또한, 필요한 정보인 환자에 대한 비침습적 임상 정보와 심전도 정보 모두 통상적인 외래 진료나 간단한 검사를 통해 쉽게 획득할 수 있는 정보인바, 심방세동의 예후를 예측함에 있어서 환자의 신체적 및 경제적인 부담을 최소화할 수 있다. 또한, 또한, 심방세동의 예후 예측 장치를 사용하면서 예측 과정과 예측 결과에 대한 학습이 가능한바, 사용이 반복될수록 예측 결과 출력의 정확도가 속도가 향상될 수 있다는 효과가 있다. So far, a method for predicting the prognosis of atrial fibrillation according to the second embodiment of the present invention has been described. According to the present invention, if the user selects the type of information received and the predictor variables related to the invasive clinical prognosis and invasive clinical information, which are the prognosis of atrial fibrillation that the user wants to predict, the prognosis prediction apparatus 100 for atrial fibrillation has very high accuracy. to quickly output the prediction results. In addition, both non-invasive clinical information and electrocardiogram information about the patient, which are necessary information, are information that can be easily obtained through general outpatient treatment or simple examination, minimizing the patient's physical and economic burden in predicting the prognosis of atrial fibrillation. can do. In addition, since the prediction process and prediction result can be learned while using the atrial fibrillation prognosis prediction device, the accuracy of the prediction result output can be improved as the use is repeated.

도 18에 최종적으로 출력되는 침습적 임상 예후의 예측 결과 및 침습적 임상 정보의 예측 결과를 예시적으로 도시하였다. 보다 구체적으로 맨 위에서부터 환자에 대한 비침습적 임상 정보인 Type of AF, Hypertension, Disbetes mellitus, Vascular disease, Heart failure, LVEF, E/EM를 통해 침습적 임상 예후인 좌심방벽의 긴장도(Left atrial wall stress)의 예측 결과, 비침습적 임상 정보인 Age, Sex, type of AF, CHARDsVASc score, LA size, E/Em, Hb, PR interval를 통해 침습적 임상 예후인 좌심방 저전압의 예측 결과, 심전도 정보를 통해 침습적 임상 정보인 좌심방 전압의 예측 결과, 심전도 정보를 통해 침습적 임상 정보인 심방 세동의 타입, 성별, 나이의 예측 결과를 예시적으로 나타낸 것이며, 예측 결과를 출력함에 있어 다양한 인터페이스를 통해 사용자가 예측 결과를 쉽게 파악할 수 있도록 이바지할 수 있음은 물론이라 할 것이다. 18 exemplarily shows the prediction result of the invasive clinical prognosis and the prediction result of the invasive clinical information that are finally output. More specifically, from the top, the left atrial wall stress, an invasive clinical prognosis, through the non-invasive clinical information of the patient: Type of AF, Hypertension, Disbetes mellitus, Vascular disease, Heart failure, LVEF, E/EM. Prediction results of the left atrial hypotension, which is an invasive clinical prognosis through the non-invasive clinical information Age, Sex, type of AF, CHARDsVASc score, LA size, E/Em, Hb, PR interval, and invasive clinical information through electrocardiogram information The prediction result of left atrial voltage and electrocardiogram information show the prediction results of the type, gender, and age of atrial fibrillation, which are invasive clinical information, by way of example. It goes without saying that you can contribute to that.

한편, 중복 서술을 방지하기 위해 자세히 설명하지는 않았지만, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 심방세동의 예후 예측 장치치(100)와 본 발명의 제2 실시 예에 따른 심방세동의 예후 예측 방법은 동일한 기술적 특징을 포함하는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로 구현할 수 있다. 이 경우 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램은 컴퓨팅 장치와 결합하여, (AA) 환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상을 수신하는 단계, (BB) 상기 수신한 환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상에 대한 전처리를 수행하는 단계 및 (CC) 상기 전처리를 수행한 환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상을 예측 모델에 입력하여 상기 환자에 대한 침습적 임상 예후의 예측 결과 및 침습적 임상 정보의 예측 결과 중 어느 하나를 출력하는 단계를 실행할 수 있을 것이다. On the other hand, although not described in detail to prevent overlapping description, the apparatus 100 for predicting the prognosis of atrial fibrillation according to the first embodiment of the present invention and the method for predicting the prognosis of atrial fibrillation according to the second embodiment of the present invention are the same. It can be implemented as a computer program stored in the medium according to the third embodiment of the present invention including technical features. In this case, the computer program stored in the medium is combined with a computing device, (AA) receiving any one or more of non-invasive clinical information and electrocardiogram information about the patient, (BB) the received non-invasive clinical information about the patient and performing pre-processing on any one or more of the electrocardiogram information and (CC) inputting any one or more of non-invasive clinical information and electrocardiogram information for the patient who performed the pre-processing into the predictive model to determine the invasive clinical prognosis for the patient The step of outputting any one of the prediction result and the prediction result of the invasive clinical information may be executed.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can realize that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. you will be able to understand Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

10: 프로세서
20: 네트워크 인터페이스
30: 메모리
40: 스토리지
41: 컴퓨터 프로그램
50: 데이터 버스
100: 심방세동의 예후 예측 장치
10: Processor
20: network interface
30: memory
40: storage
41: computer program
50: data bus
100: Atrial fibrillation prognosis prediction device

Claims (18)

(a) 심방세동의 예후 예측 장치가 환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상을 수신하는 단계;
(b) 상기 심방세동의 예후 예측 장치가 상기 수신한 환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상에 대한 전처리를 수행하는 단계; 및
(c) 상기 심방세동의 예후 예측 장치가 상기 전처리를 수행한 환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상을 예측 모델에 입력하여 상기 환자에 대한 침습적 임상 예후의 예측 결과 및 침습적 임상 정보의 예측 결과 중 어느 하나를 출력하는 단계;
를 포함하는 심방세동의 예후 예측 방법.
(a) receiving, by the apparatus for predicting the prognosis of atrial fibrillation, any one or more of non-invasive clinical information and electrocardiogram information about the patient;
(b) performing, by the atrial fibrillation prognosis prediction device, pre-processing on any one or more of the received non-invasive clinical information and electrocardiogram information about the patient; and
(c) The apparatus for predicting the prognosis of atrial fibrillation inputs any one or more of non-invasive clinical information and electrocardiogram information about the patient who has performed the pre-processing into the predictive model to predict the invasive clinical prognosis for the patient and invasive clinical information outputting any one of the prediction results of ;
A prognostic prediction method of atrial fibrillation comprising a.
제1항에 있어서,
상기 (a) 단계에서 수신한 정보가 상기 환자에 대한 비침습적 임상 정보인 경우, 상기 (b) 단계는,
(b-1) 상기 수신한 환자에 대한 비침습적 임상 정보 중 결측치(Missing Value)가 존재하는지 판단하는 단계; 및
(b-2) 상기 (b-1) 단계의 판단 결과 결측치가 존재한다면, 학습 데이터에 기반하여 상기 결측치를 추정해 기입하는 단계;
를 포함하는 심방세동의 예후 예측 방법.
According to claim 1,
When the information received in step (a) is non-invasive clinical information about the patient, step (b) comprises:
(b-1) determining whether a missing value exists among the received non-invasive clinical information about the patient; and
(b-2) if a missing value exists as a result of the determination in step (b-1), estimating and writing the missing value based on training data;
A prognostic prediction method of atrial fibrillation comprising a.
제2항에 있어서,
상기 (b-2) 단계 이후에,
(b-3) 상기 추정하여 기입한 결측치에 대한 재귀 분석 및 보정 중 어느 하나 이상을 수행하는 단계;
를 더 포함하는 심방세동의 예후 예측 방법.
3. The method of claim 2,
After step (b-2),
(b-3) performing any one or more of recursive analysis and correction on the estimated and entered missing values;
A prognostic prediction method of atrial fibrillation further comprising.
제2항에 있어서,
상기 (b-2) 단계 이후에,
(b-4) 상기 결측치를 추정하여 기입한 비침습적 임상 정보에 대한 정규화(Normalization)를 수행하는 단계; 및
(b-5) 상기 정규화를 수행한 비침습적 임상 정보를 인코딩(Encoding)하는 단계;
를 더 포함하는 심방세동의 예후 예측 방법.
3. The method of claim 2,
After step (b-2),
(b-4) performing normalization on the entered non-invasive clinical information by estimating the missing value; and
(b-5) encoding the normalized non-invasive clinical information;
A prognostic prediction method of atrial fibrillation further comprising.
제1항에 있어서,
상기 (a) 단계에서 수신한 정보가 상기 환자에 대한 심전도 정보이며, 상기 환자에 대한 심전도 정보가 10초 간격으로 측정된 동리듬(Normal Sinus Rhythm) 12-리드(Lead) 심전도 정보인 경우, 상기 (b) 단계는,
(b-1′) 상기 수신한 환자에 대한 심전도 정보 중 싱글 리듬(Single Rhythm) 심전도 정보를 추출하는 단계;
(b-2′) 상기 추출한 싱글 리듬 심전도 정보에서 하나 이상의 심전도 지표를 추출하는 단계; 및
(b-3′) 상기 추출한 하나 이상의 심전도 지표를 이용하여 상기 추출한 싱글 리듬 심전도 정보에서 하나 이상의 피크(Peak) 별 정보를 추출하는 단계;
를 포함하는 심방세동의 예후 예측 방법.
According to claim 1,
When the information received in step (a) is the electrocardiogram information for the patient, and the electrocardiogram information for the patient is Normal Sinus Rhythm 12-lead electrocardiogram information measured at 10-second intervals, the (b) step,
(b-1′) extracting single rhythm electrocardiogram information from among the received electrocardiogram information about the patient;
(b-2') extracting one or more ECG indicators from the extracted single rhythm ECG information; and
(b-3') extracting one or more peak-specific information from the extracted single rhythm ECG information using the one or more extracted ECG indicators;
A prognostic prediction method of atrial fibrillation comprising a.
제5항에 있어서,
상기 피크 별 정보는,
P-wave 또는 PR-Wave 중 어느 하나인,
심방세동의 예후 예측 방법.
6. The method of claim 5,
The information for each peak is,
Either P-wave or PR-Wave,
A method for predicting the prognosis of atrial fibrillation.
제1항에 있어서,
상기 (a) 단계에서 수신한 정보가 상기 환자에 대한 심전도 정보이며, 상기 환자에 대한 심전도 정보가 10초 간격으로 측정된 동리듬(Normal Sinus Rhythm) 12-리드(Lead) 심전도 정보인 경우, 상기 (b) 단계는,
(b-4′) 사용자로부터 고주파 필터 및 저주파 필터 중 어느 하나 이상을 선택 받는 단계; 및
(b-5′) 상기 선택 받은 고주파 필터 및 저주파 필터 중 어느 하나 이상에 대한 컷오프 주파수를 입력 받는 단계;
를 포함하는 심방세동의 예후 예측 방법.
According to claim 1,
When the information received in step (a) is the electrocardiogram information for the patient, and the electrocardiogram information for the patient is Normal Sinus Rhythm 12-lead electrocardiogram information measured at 10-second intervals, the (b) step,
(b-4′) receiving a selection of one or more of a high-frequency filter and a low-frequency filter from a user; and
(b-5') receiving a cutoff frequency for at least one of the selected high-frequency filter and low-frequency filter;
A prognostic prediction method of atrial fibrillation comprising a.
제1항에 있어서,
상기 예측 모델은,
(M-1) 사용자로부터 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 수신한 정보를 하나 이상 선택 받는 단계;
(M-2) 상기 사용자로부터 상기 선택 받은 정보를 통해 예측하고자 하는 침습적 임상 예후 및 침습적 임상 정보 중 어느 하나에 관한 예측 변수를 선택 받는 단계;
(M-3) 상기 사용자로부터 초매개변수(Hyperparameters)의 범위를 지정 받는 단계; 및
(M-4) Grid Search Manager를 통해 상기 범위를 지정 받은 초매개변수에 대한 탐색을 수행하는 단계;
를 거쳐 생성되는 심방세동의 예후 예측 방법.
According to claim 1,
The predictive model is
(M-1) receiving one or more selected information received from the non-invasive clinical information and the electrocardiogram information from the user;
(M-2) receiving, from the user, a predictive variable for any one of an invasive clinical prognosis to be predicted and invasive clinical information to be predicted through the selected information;
(M-3) receiving designation of a range of hyperparameters from the user; and
(M-4) performing a search for the hyperparameter with the specified range through the Grid Search Manager;
A method for predicting the prognosis of atrial fibrillation generated through
제1항에 있어서,
상기 (a) 단계에서 수신한 정보가 상기 환자에 대한 비침습적 임상 정보인 경우, 상기 (c) 단계는,
(c-1) 상기 전처리를 수행한 환자에 대한 비침습적 임상 정보를 상기 예측 모델에 입력하여 합성곱(Convolution) 연산을 위한 제1 형식으로 확장하는 단계;
(c-2) 상기 제1 형식으로 확장한 환자에 대한 비침습적 임상 정보를 환자수를 기준으로 정규화하는 단계;
(c-3) 상기 정규화한 환자에 대한 비침습적 임상 정보에 합성곱층(Convolution Layer)을 적용하고, 배치 정규화(Batch Normalization)하며, Leaky ReLU 활성화 함수를 적용하여 제2 형식으로 확장하는 단계; 및
(c-4) 상기 제2 형식으로 확장한 환자에 대한 비침습적 임상 정보를 신경망 연산을 위해 평탄화(Flatten)하는 단계;
를 포함하는 심방세동의 예후 예측 방법.
According to claim 1,
When the information received in step (a) is non-invasive clinical information about the patient, step (c) comprises:
(c-1) inputting non-invasive clinical information about a patient who has performed the pre-processing into the predictive model and expanding it into a first format for a convolution operation;
(c-2) normalizing the non-invasive clinical information for patients expanded to the first format based on the number of patients;
(c-3) applying a convolution layer to the non-invasive clinical information about the normalized patient, performing batch normalization, and applying a Leaky ReLU activation function to extend to a second form; and
(c-4) flattening the non-invasive clinical information about the patient expanded to the second format for neural network computation;
A prognostic prediction method of atrial fibrillation comprising a.
제10항에 있어서,
상기 환자수를 M, 상기 비침습적 임상 정보의 개수를 Nn, 상기 예측 모델에 적용되는 커널의 개수를 CN이라 한다면,
상기 제1 형식은,
[M × Nn × 1]이며,
상기 제2 형식은,
[M × Nn × CN-1]인,
심방세동의 예후 예측 방법.
11. The method of claim 10,
If the number of patients is M, the number of non-invasive clinical information is N n, and the number of kernels applied to the predictive model is C N ,
The first form is
[M × N n × 1],
The second form is
[M × N n × C N-1 ],
A method for predicting the prognosis of atrial fibrillation.
제10항에 있어서,
(c-7) 상기 평탄화한 환자에 대한 비침습적 임상 정보에 완전 연결층(Fully Connected Layer)을 적용하고, 배치 정규화(Batch Normalization)하며, ReLU 활성화 함수를 적용하고, 드롭아웃층(Dropout Layer)을 적용하는 단계; 및
(c-8) 상기 드롭아웃층을 적용한 환자에 대한 비침습적 임상 정보에 출력층(Output Layer)을 적용하여 상기 환자에 대한 침습적 임상 예후의 예측 결과 및 침습적 임상 정보의 예측 결과 중 어느 하나를 출력하는 단계;
를 더 포함하는 심방세동의 예후 예측 방법.
11. The method of claim 10,
(c-7) Apply a fully connected layer to the non-invasive clinical information about the flattened patient, batch normalization, apply the ReLU activation function, and dropout layer applying; and
(c-8) applying an output layer to the non-invasive clinical information about the patient to which the dropout layer is applied, and outputting any one of the prediction result of the invasive clinical prognosis for the patient and the prediction result of the invasive clinical information step;
A prognostic prediction method of atrial fibrillation further comprising.
제1항에 있어서,
상기 (a) 단계에서 수신한 정보가 상기 환자에 대한 심전도 정보인 경우, 상기 (c) 단계는,
(c-1′) 상기 전처리를 수행한 환자에 대한 심전도 정보를 상기 예측 모델에 입력하여 합성곱(Convolution) 연산을 위한 제3 형식으로 확장하는 단계;
(c-2′) 상기 제3 형식으로 확장한 환자에 대한 심전도 정보를 환자수 및 리드의 개수를 기준으로 정규화하는 단계;
(c-3′-1) 상기 정규화한 환자에 대한 심전도 정보에 합성곱층(Convolution Layer)을 적용하고, 배치 정규화(Batch Normalization)하며, Leaky ReLU 활성화 함수를 적용하여 제4 형식으로 확장하는 단계;
(c-3′-2) 상기 제4 형식으로 확장한 환자에 대한 심전도 정보에 풀링층(Pooling Layer)을 적용하여 제5 형식으로 확장하는 단계; 및
(c-4′) 상기 제5 형식으로 확장한 환자에 대한 심전도 정보를 신경망 연산을 위해 평탄화(Flatten)하는 단계;
를 포함하는 심방세동의 예후 예측 방법.
The method of claim 1,
When the information received in step (a) is electrocardiogram information about the patient, step (c) includes:
(c-1') inputting electrocardiogram information about the patient who has performed the pre-processing into the predictive model and expanding it into a third format for a convolution operation;
(c-2') normalizing the ECG information for the patient expanded to the third format based on the number of patients and the number of leads;
(c-3′-1) applying a convolution layer to the normalized electrocardiogram information for the patient, performing batch normalization, and applying a Leaky ReLU activation function to expand it to a fourth form;
(c-3′-2) extending to a fifth format by applying a pooling layer to the ECG information about the patient expanded in the fourth format; and
(c-4′) flattening the ECG information for the patient expanded to the fifth format for neural network calculation;
A prognostic prediction method of atrial fibrillation comprising a.
제12항에 있어서,
상기 환자수를 M, 상기 심전도 정보의 길이를 En, 상기 심전도 리드의 개수를 Ln, 상기 예측 모델에 적용되는 커널의 개수를 CN, 풀링층의 크기를 Ps라 한다면,
상기 제3 형식은,
[M × En × Ln × 1]이며,
상기 제4 형식은,
[M × En × Ln × CN-1]이고,
상기 제5 형식은,
[M × (En/Ps) × (Ln /Ps) × CN-1]인,
심방세동의 예후 예측 방법.
13. The method of claim 12,
If the number of patients is M, the length of the electrocardiogram information is E n , the number of electrocardiogram leads is L n , the number of kernels applied to the predictive model is C N , and the size of the pooling layer is P s ,
The third form is
[M × E n × L n × 1],
The fourth form is
[M × E n × L n × C N-1 ],
The fifth form is
[M × (E n /P s ) × (L n /P s ) × C N-1 ],
A method for predicting the prognosis of atrial fibrillation.
제12항에 있어서,
(c-7′) 상기 평탄화한 환자에 대한 심전도 정보에 완전 연결층(Fully Connected Layer)을 적용하고, 배치 정규화(Batch Normalization)하며, ReLU 활성화 함수를 적용하고, 드롭아웃층(Dropout Layer)을 적용하는 단계; 및
(c-8′) 상기 드롭아웃층을 적용한 환자에 대한 심전도 정보에 출력층(Output Layer)을 적용하여 상기 환자에 대한 침습적 임상 예후의 예측 결과 및 침습적 임상 정보의 예측 결과 중 어느 하나를 출력하는 단계;
를 더 포함하는 심방세동의 예후 예측 방법.
13. The method of claim 12,
(c-7′) Applying a Fully Connected Layer to the electrocardiogram information for the flattened patient, performing batch normalization, applying a ReLU activation function, and applying a dropout layer applying; and
(c-8′) applying an output layer to the electrocardiogram information for the patient to which the dropout layer is applied, and outputting any one of the prediction result of the invasive clinical prognosis for the patient and the prediction result of the invasive clinical information ;
A prognostic prediction method of atrial fibrillation further comprising.
제1항에 있어서,
상기 (a) 단계에서 수신한 정보가 상기 환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보인 경우, 상기 (c) 단계는,
(c-5) 상기 예측 모델에 입력한 정보의 종류가 복수 개인지 판단하는 단계; 및
(c-6) 상기 (d-1) 단계의 판단 결과, 입력 정보의 종류가 복수 개라면, 평탄화한 상기 환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도를 상기 예측 모델에 입력하여 연결층(Concatenate Layer)을 적용하는 단계;
를 포함하는 심방세동의 예후 예측 방법.
According to claim 1,
When the information received in step (a) is non-invasive clinical information and electrocardiogram information about the patient, step (c) comprises:
(c-5) determining whether there are a plurality of types of information input to the predictive model; and
(c-6) As a result of the determination in step (d-1), if there are a plurality of types of input information, the non-invasive clinical information and the electrocardiogram for the flattened patient are input to the predictive model to form a concatenate layer applying;
A prognostic prediction method of atrial fibrillation comprising a.
제1항에 있어서,
(d) 상기 (a) 단계 내지 (c) 단계를 학습하는 단계;
를 더 포함하며,
상기 (d)단계는,
(d-1) 상기 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상이 포함하는 환자 ID를 상기 환자에 대한 침습적 임상 예후 및 침습적 임상 정보 중 어느 하나에 대한 예측 변수의 위험도에 따라 클래스(Class)로 분류하는 단계;
(d-2) 상기 분류한 클래스를 인코딩하는 단계;
(d-3) 상기 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상에 대한 배치(Batch) 단위를 1:1로 구성하는 단계; 및
(d-4) 상기 배치 단위를 1:1로 구성한 상기 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상에 경사 하강법(Adam Optimizer)을 적용하여 학습을 수행하는 단계;
를 포함하는 심방세동의 예후 예측 방법.
According to claim 1,
(d) learning the steps (a) to (c);
further comprising,
Step (d) is,
(d-1) The patient ID including any one or more of the non-invasive clinical information and the electrocardiogram information is classified as a class according to the risk of the predictor variable for any one of the invasive clinical prognosis and the invasive clinical information for the patient classifying;
(d-2) encoding the classified class;
(d-3) configuring a batch unit for any one or more of the non-invasive clinical information and the electrocardiogram information in a 1:1 ratio; and
(d-4) performing learning by applying a gradient descent method (Adam Optimizer) to any one or more of the non-invasive clinical information and the electrocardiogram information in which the batch unit is 1:1;
A prognostic prediction method of atrial fibrillation comprising a.
하나 이상의 프로세서;
네트워크 인터페이스;
상기 프로세서에 의해 수행되는 컴퓨터 프로그램을 로드(Load)하는 메모리; 및
대용량 네트워크 데이터 및 상기 컴퓨터 프로그램을 저장하는 스토리지를 포함하되,
상기 컴퓨터 프로그램은 상기 하나 이상의 프로세서에 의해,
(A) 환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상을 수신하는 오퍼레이션;
(B) 상기 수신한 환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상에 대한 전처리를 수행하는 오퍼레이션; 및
(C) 상기 전처리를 수행한 환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상을 예측 모델에 입력하여 상기 환자에 대한 침습적 임상 예후의 예측 결과 및 침습적 임상 정보의 예측 결과 중 어느 하나를 출력하는 오퍼레이션;
을 실행하는 심방세동의 예후 예측 장치.
one or more processors;
network interface;
a memory for loading a computer program executed by the processor; and
A storage for storing large-capacity network data and the computer program,
The computer program is executed by the one or more processors,
(A) receiving any one or more of non-invasive clinical information and electrocardiogram information about the patient;
(B) an operation of pre-processing any one or more of the received non-invasive clinical information and electrocardiogram information about the patient; and
(C) Input any one or more of non-invasive clinical information and electrocardiogram information about the patient who has performed the pre-processing into the prediction model, and output any one of the prediction result of the invasive clinical prognosis for the patient and the prediction result of the invasive clinical information operation to do;
A prognostic predictor of atrial fibrillation.
컴퓨팅 장치와 결합하여,
(AA) 환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상을 수신하는 단계;
(BB) 상기 수신한 환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상에 대한 전처리를 수행하는 단계; 및
(CC) 상기 전처리를 수행한 환자에 대한 비침습적 임상 정보 및 심전도 정보 중 어느 하나 이상을 예측 모델에 입력하여 상기 환자에 대한 침습적 임상 예후의 예측 결과 및 침습적 임상 정보의 예측 결과 중 어느 하나를 출력하는 단계;
를 실행시키기 위하여,
매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
In combination with a computing device,
(AA) receiving any one or more of non-invasive clinical information and electrocardiogram information about the patient;
(BB) performing pre-processing on any one or more of the received non-invasive clinical information and electrocardiogram information about the patient; and
(CC) Input any one or more of non-invasive clinical information and electrocardiogram information about the patient who has performed the pre-treatment into the prediction model, and output any one of the prediction result of the invasive clinical prognosis and the prediction result of the invasive clinical information for the patient to do;
to run
A computer program stored on a medium.
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