KR20230088327A - Prediction method for responses of biologic agent in patients with ankylosing spondylitis and analysis apparatus - Google Patents
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Abstract
척추염 환자에 대한 생물학적제제의 반응성을 예측하는 분석 장는 분석 대상인 강직성 척추염 환자에 대한 임상 정보를 입력받는 입력장치, 강직성 척추염 환자에 대한 임상 정보를 기준으로 생물학적제제의 반응성을 출력하는 사전에 학습된 학습모델을 저장하는 저장장치 및 상기 학습모델에 상기 입력받은 임상 정보를 입력하여 상기 분석 대상인 강직성 척추염 환자에 대한 생물학적제제의 반응성을 예측하는 연산장치를 포함한다.The analysis field to predict the reactivity of biological agents to spondylitis patients includes an input device that receives clinical information about ankylosing spondylitis patients, which is the subject of analysis, and pre-learned learning that outputs the responsiveness of biological agents based on clinical information about ankylosing spondylitis patients. It includes a storage device for storing a model and an arithmetic device for predicting the reactivity of a biological agent for an ankylosing spondylitis patient, the analysis target, by inputting the received clinical information into the learning model.
Description
이하 설명하는 기술은 강직성 척추염 환자에 대한 생물학적제제의 반응성을 예측하는 기법이다.The technique described below is a technique for predicting the reactivity of biological agents for ankylosing spondylitis patients.
강직성 척추염(ankylosing spondylitis, AS)은 힘줄이 뼈에 부착되는 부위의 염증으로 인해 해당 부위의 석회화가 초래되는 질환이다. 강직성 척추염 치료를 위한 약물은 전통적인 화학적제제와 생물학적 제제가 있다. 대표적인 화학적 제제는 메토트렉세이트(Methotrexate), 설파살라진(Sulfasalazine) 등이 있다. Ankylosing spondylitis (AS) is a disease in which inflammation in the area where tendon attaches to bone results in calcification of the area. Drugs for the treatment of ankylosing spondylitis include traditional chemical agents and biological agents. Representative chemical agents include methotrexate and sulfasalazine.
생물학적제제는 통상적으로 화학적제제 치료가 실패한 환자를 대상으로 사용하는 2차 치료제이다. 생물학적제제는 비교적 좋은 효과를 나타내지만 강직성 척추염 환자의 약 20%에 대해서는 치료가 실패하는 것으로 알려진다. Biological agents are usually second-line treatments used for patients who have failed chemical therapy. Biological agents show relatively good effects, but treatment is known to fail in about 20% of patients with ankylosing spondylitis.
생물학적제제는 최근에 개발된 약제로 비용이 비싸며, 면역억제 효과가 강하고 부작용도 다양하다. 따라서, 강직성 척추염 환자에 대한 2차 치료제로서 생물학적제제의 반응성을 정확하게 예측할 필요가 있다.Biological agents are recently developed drugs that are expensive, have strong immunosuppressive effects, and have various side effects. Therefore, it is necessary to accurately predict the reactivity of a biological agent as a second-line treatment for ankylosing spondylitis patients.
이하 설명하는 기술은 강직성 척추염 환자의 임상 정보를 사용하는 학습모델을 이용하여 생물학적제제에 대한 반응성을 예측하는 기법을 제공하고자 한다.The technology to be described below is intended to provide a technique for predicting responsiveness to biological agents using a learning model using clinical information of ankylosing spondylitis patients.
척추염 환자에 대한 생물학적제제의 반응성을 예측하는 분석 장치는 분석 대상인 강직성 척추염 환자에 대한 임상 정보를 입력받는 입력장치, 강직성 척추염 환자에 대한 임상 정보를 기준으로 다수의 생물학적제제들에 대하여 반응성을 각각 출력하는 다수의 학습모델들을 저장하는 저장장치 및 상기 학습모델에 상기 입력받은 임상 정보를 입력하여 상기 분석 대상인 강직성 척추염 환자에 대한 생물학적제제의 반응성을 예측하는 연산장치를 포함한다.An analysis device that predicts the reactivity of biological agents to spondylitis patients is an input device that receives clinical information about ankylosing spondylitis patients, and outputs responsiveness to multiple biological agents based on clinical information about ankylosing spondylitis patients. It includes a storage device for storing a plurality of learning models to be stored, and an arithmetic device for predicting the reactivity of a biological agent for an ankylosing spondylitis patient, the analysis target, by inputting the received clinical information into the learning model.
상기 임상 정보는 인구학적 정보, 자가진단 지표 및 투여받은 화학적 제제 정보를 포함하고, 상기 자가진단 지표는 BASDAI(Bath Ankylosing Spondylitis Disease Activity Index), BASFI(Bath Ankylosing Spondylitis Functional Index) 및 PtGA(patient global assessment of disease activity) 중 적어도 어느 하나를 포함한다.The clinical information includes demographic information, self-diagnosis index, and administered chemical agent information, and the self-diagnosis index includes BASDAI (Bath Ankylosing Spondylitis Disease Activity Index), BASFI (Bath Ankylosing Spondylitis Functional Index), and PtGA (patient global assessment). of disease activity).
상기 임상 정보는 좌측 천장관절염 X레이 영상(Sacroiliitis on X-ray, Left) 및 우측 천장관절염 X레이 영상 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.The clinical information may further include at least one of a left sacroiliitis on X-ray (Left) image and a right sacroiliitis on X-ray image.
이하 설명하는 기술은 강직성 척추염 환자의 임상 정보를 기준으로 학습모델이 빠르고 정확하게 생물학적제제에 대한 반응성을 예측한다. 따라서, 이하 설명하는 기술은 높은 치료 효과가 기대되는 강직성 척추염 환자에게만 생물학적제제를 투여하여 치료 효과를 높이고 비용을 절감할 수 있다.In the technology described below, a learning model quickly and accurately predicts the response to a biological agent based on the clinical information of an ankylosing spondylitis patient. Therefore, the technology described below can increase the treatment effect and reduce the cost by administering a biological agent only to patients with ankylosing spondylitis in which a high treatment effect is expected.
도 1은 강직성 척추염 환자에 대한 생물학적제제의 반응성을 예측하는 시스템에 대한 예이다.
도 2는 강직성 척추염 환자에 대한 생물학적제제의 반응성을 예측하는 학습모델을 구축하는 과정에 대한 예이다.
도 3은 분석장치에 대한 예이다.
도 4는 검증 데이터를 사용하여 학습 모델을 평가한 결과이다.1 is an example of a system for predicting the reactivity of a biological agent for an ankylosing spondylitis patient.
Figure 2 is an example of the process of building a learning model for predicting the responsiveness of biological agents for ankylosing spondylitis patients.
3 is an example of an analysis device.
4 is a result of evaluating a learning model using verification data.
이하 설명하는 기술은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시례를 가질 수 있는 바, 특정 실시례들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 이하 설명하는 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이하 설명하는 기술의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the technology to be described below can have various changes and various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the technology described below to specific embodiments, and it should be understood to include all modifications, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the technology described below.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 이하 설명하는 기술의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first, second, A, B, etc. may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the above terms, and are merely used to distinguish one element from another. used only as For example, without departing from the scope of the technology described below, a first element may be referred to as a second element, and similarly, the second element may be referred to as a first element. The terms and/or include any combination of a plurality of related recited items or any of a plurality of related recited items.
본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함한다" 등의 용어는 설명된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In terms used in this specification, singular expressions should be understood to include plural expressions unless clearly interpreted differently in context, and terms such as “comprising” refer to the described features, numbers, steps, operations, and components. , parts or combinations thereof, but it should be understood that it does not exclude the possibility of the presence or addition of one or more other features or numbers, step-action components, parts or combinations thereof.
도면에 대한 상세한 설명을 하기에 앞서, 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.Prior to a detailed description of the drawings, it is to be clarified that the classification of components in the present specification is merely a classification for each main function in charge of each component. That is, two or more components to be described below may be combined into one component, or one component may be divided into two or more for each more subdivided function. In addition, each component to be described below may additionally perform some or all of the functions of other components in addition to its main function, and some of the main functions of each component may be performed by other components. Of course, it may be dedicated and performed by .
또, 방법 또는 동작 방법을 수행함에 있어서, 상기 방법을 이루는 각 과정들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 과정들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.In addition, in performing a method or method of operation, each process constituting the method may occur in a different order from the specified order unless a specific order is clearly described in context. That is, each process may occur in the same order as specified, may be performed substantially simultaneously, or may be performed in the reverse order.
이하 설명하는 기술은 강직성 척추염 환자에 대한 생물학적 제제의 반응성을 사전에 예측하는 기술이다.The technique described below is a technique for predicting in advance the reactivity of a biological agent to an ankylosing spondylitis patient.
먼저, 생물학적제제에 대하여 간략하게 설명한다.First, a brief description of biological agents is given.
생물학적제제는 유전자 재조합 기술을 이용하여 만들어진 항체나 그와 유사한 물질로서, 주로 강직성 척추염의 발병에 관여할 것으로 추정되는 물질이나 세포의 기능을 차단하는 역할을 한다. 현재 사용되고 있는 주요 생물학적 제제들은 관련 물질과 세포에 따라서 시토카인(cytokine)의 기능을 억제하는 약제와 세포의 활성화를 억제하는 약제로 구분할 수 있다.A biological agent is an antibody or a substance similar to it made using genetic recombination technology, and mainly serves to block the function of a substance or cell presumed to be involved in the development of ankylosing spondylitis. Currently used major biological agents can be divided into drugs that inhibit the function of cytokines and drugs that inhibit cell activation depending on the relevant substances and cells.
TNF(Tumor Necrosis Factor) 길항제는 생물학적 제제 중 가장 먼저 개발되어 사용되고 있는 약제로 TNF 기능을 억제하여 염증 유발 시토카인 생성을 감소시킨다. 대표적인 TNF 길항제는 에타너셉트(Etanercept), 인플릭시맙(Infliximab), 아달리무맙(Adalimumab), 골리무맙(Golimumab) 등이 있다. 이하 설명에서 강직성 척추염에 대한 생물학적제제는 TNF 길항제를 중심으로 설명한다. 다만, 이하 설명하는 기술은 반드시 TNF 길항제의 반응성 예측에만 적용되는 것은 아니다. TNF (Tumor Necrosis Factor) antagonist is a drug that is first developed and used among biological agents, and reduces the production of inflammatory cytokines by inhibiting TNF function. Representative TNF antagonists include etanercept, infliximab, adalimumab, and golimumab. In the following description, the biological agents for ankylosing spondylitis are mainly described as TNF antagonists. However, the techniques described below are not necessarily applied only to predicting the reactivity of TNF antagonists.
이하 설명하는 기술은 학습모델을 이용하여 강직성 척추염 환자에 대한 생물학적 제제의 반응성을 예측한다. 학습모델은 기계 학습(machine learning) 모델을 의미한다. 학습모델은 다양한 유형의 모델들을 포함하는 의미이다. 예컨대, 학습모델은 앙상블(ensemble), 결정 트리, 랜덤 포레스트(random forest), KNN(K-nearest neighbor), 나이브 베이즈(Naive Bayes), SVM(support vector machine), ANN(artificial neural network) 등이 있다. The technique described below predicts the reactivity of a biological agent to an ankylosing spondylitis patient using a learning model. The learning model means a machine learning model. A learning model is meant to include various types of models. For example, learning models include ensemble, decision tree, random forest, K-nearest neighbor (KNN), Naive Bayes, support vector machine (SVM), artificial neural network (ANN), etc. there is
한편, 학습모델을 이용하여 척추염 환자에 대한 생물학적제제의 반응성을 예측하는 장치를 분석장치라고 명명한다. 분석장치는 데이터 처리가 가능한 장치로서, PC, 스마트기기, 서버 등의 형태일 수 있다.On the other hand, a device that predicts the responsiveness of biological agents to patients with spondylitis using a learning model is called an analysis device. The analysis device is a device capable of processing data and may be in the form of a PC, a smart device, or a server.
도 1은 강직성 척추염 환자에 대한 생물학적제제의 반응성을 예측하는 시스템(100)에 대한 예이다. 도 1에서 분석장치는 컴퓨터 단말(150) 및 서버(180)인 예를 도시하였다.1 is an example of a
도 1에서 사용자(A)는 컴퓨터 단말(150)을 이용하여 생물학적제제의 반응성을 예측할 수 있다. 이 경우, 컴퓨터 단말(150)은 예측에 필요한 입력데이터를 입력받고, 입력데이터를 학습모델에 전달하여 생물학적제제의 반응성 예측 결과를 산출한다.In FIG. 1 , the user A can predict the reactivity of a biological agent using the
서버(180)는 학습모델을 이용하여 생물학적제제의 반응성을 예측할 수 있다. 이 경우, 서버(180)는 예측에 필요한 입력데이터를 수신하고, 입력데이터를 학습모델에 입력하여 생물학적제제의 반응성 예측 결과를 산출한다. 사용자(A)는 네트워크상의 서버(180)에 접속하여 분석 결과를 확인할 수 있다.The
사용자(A)는 특정 강직성 척추염 환자에 대한 생물학적제제의 반응성 정보를 필요로하는 사람이다. 예컨대, 사용자(A)는 의사, 연구자 등일 수 있다.User A is a person who needs information on the reactivity of a biological agent for a specific ankylosing spondylitis patient. For example, the user A may be a doctor or researcher.
입력 데이터는 분석 대상인 강직성 척추염 환자의 임상 정보(clinical information)이다. 임상 정보는 환자에 대한 다양한 항목에 대한 정보들로 구성될 수 있다. 학습모델에 적용한 구체적인 임상 정보에 대해서는 후술한다.The input data is clinical information of an ankylosing spondylitis patient to be analyzed. Clinical information may be composed of information on various items of the patient. Specific clinical information applied to the learning model will be described later.
임상 정보를 획득하는 과정에 대하여 설명한다. 환자는 환자 단말(110)을 사용하여 강직성 척추염에 대한 자가진단 정보를 입력할 수 있다. 의사는 의사 단말(120)을 사용하여 강직성 척추염에 대한 진료 정보를 입력할 수 있다. 나아가, 의료기관의 EMR(Electronic Medical Records, 130)은 환자에 대한 다양한 정보를 보유할 수 있다. 예컨대, EMR(130)은 환자에 대한 인구학적 정보, 투여된 약물 정보, 특정 검사 결과, 의료 영상, 동반 질환 정보, 기타 정보 등을 보유할 수 있다. 물론, EMR(130)이 환자의 자가진단 정보 및 의사의 진료 정보를 보유할 수도 있다.The process of obtaining clinical information is described. The patient may input self-diagnosis information about ankylosing spondylitis using the
컴퓨터 단말(150) 및/또는 서버(180)는 다양한 경로로 획득 가능한 다양한 임상 정보를 입력받을 수 있다. 컴퓨터 단말(150) 및/또는 서버(180)는 특정 강직성 척추염 환자에 대한 임상 정보를 입력데이터로 사용한다. 컴퓨터 단말(150) 및/또는 서버(180)는 입력 데이터를 사전에 학습한 학습모델에 입력하여 해당 환자의 생물학적제제의 반응성을 예측한다. 도 1에서 컴퓨터 단말(150) 및/또는 서버(180)는 학습모델로 ANN을 사용하는 예를 도시한다. The
컴퓨터 단말(150) 및/또는 서버(180)는 분석 결과를 EMR(130)에 전달할 수도 있다. The
이하 학습모델을 구축하는 과정을 설명한다. 연구자가 학습모델을 구축한 과정을 중심으로 설명한다. 학습모델의 학습은 연구자 또는 개발자는 PC, 서버 등과 같은 컴퓨터 장치를 이용하여 수행된다. 따라서, 이하 컴퓨터 장치가 학습모델의 학습 과정을 수행한다고 설명한다.The process of constructing the learning model is described below. The researcher explains the process of building the learning model. Learning of the learning model is performed by researchers or developers using computer devices such as PCs and servers. Therefore, it will be described below that the computer device performs the learning process of the learning model.
도 2는 강직성 척추염 환자에 대한 생물학적제제의 반응성을 예측하는 학습모델을 구축하는 과정(200)에 대한 예이다. 2 is an example of a
먼저, 컴퓨터 장치는 학습모델을 구축하기 위한 학습데이터를 획득한다(210). 이하 학습데이터를 마련한 과정을 설명한다.First, the computer device acquires learning data for building a learning model (210). The process of preparing the learning data will be described below.
연구자는 데이터베이스(DB)로 KOBIO(Korean College of Rheumatology Biologics and Targeted Therapy)에 등록된 데이터를 활용하였다. KOBIO는 대한민국에 있는 45개의 병원에서 획득한 정보를 보유한다. 연구자는 해당 DB에서 기본적인 임상 정보가 있고 생물학적제제 치료를 시작한 환자들의 데이터를 추출하였다. 연구자는 다음과 같은 조건에 맞는 대상을 코호트로 선별하였다. 연구자는 2012년 12월 ~ 2019년 2월 기간 내에 강직성 척추염이 발견된 환자로서 처음 생물학적제제 치료를 시작하여 1년 이상의 기간 동안 경과 데이터가 있는 환자들을 대상으로 삼았다. 연구자는 수정 뉴욕 기준(Modified New York criteria for AS) 또는 ASAS(assessment of spondyloarthritis international society) 기준을 만족하는 강직성 척추염 환자들을 코호트로 선별하였다. 연구자는 처음 생물학적제제 치료를 받은 환자들을 코호트로 선별하였다. 연구자는 아래 표 1과 같이 코호트를 지역을 기준으로 학습 데이터 세트(611개)와 검증 데이터 세트(296개)로 구분하였다.The researcher utilized data registered in KOBIO (Korean College of Rheumatology Biologics and Targeted Therapy) as a database (DB). KOBIO holds information obtained from 45 hospitals in Korea. The researcher extracted the data of patients who had basic clinical information and started biologic treatment from the DB. The researcher selected subjects who met the following conditions as a cohort. The researcher was a patient with ankylosing spondylitis found between December 2012 and February 2019, who started biological treatment for the first time and had progress data for more than one year. The researcher selected patients with ankylosing spondylitis who met the criteria of the Modified New York criteria for AS or ASAS (assessment of spondyloarthritis international society) as a cohort. The researcher selected patients who received biologic treatment for the first time as a cohort. As shown in Table 1 below, the researcher divided the cohort into a learning data set (611) and a verification data set (296) based on region.
연구자는 코호트에 속한 학습 데이터를 사용하여 학습모델을 구축하였고, 검증 데이터는 구축한 학습모델을 검증하는 용도로 사용하였다.The researcher built a learning model using the learning data belonging to the cohort, and used the verification data to verify the built learning model.
학습데이터는 입력데이터와 라벨값을 포함한다.Training data includes input data and label values.
입력데이터는 코호트에 속한 각 환자들의 임상 정보를 포함한다. 임상 정보는 다양한 항목들을 포함할 수 있다. 연구자가 입력데이터로 사용한 항목들(features)은 아래 표 2와 같다. 물론, 학습모델은 아래 특징들 중 일부 항목으로 사용하여 학습될 수 있다.The input data includes clinical information of each patient belonging to the cohort. Clinical information may include various items. The features used by the researcher as input data are shown in Table 2 below. Of course, the learning model can be trained using some of the features below.
상기 표 2의 임상 정보의 카테고리는 다음과 같다. 카테고리 1은 환자 자가 진단 지표, 카테고리 2는 의료진의 신체 검사 결과, 카테고리 3은 실험실 검사 결과, 카테고리 4는 인구(통계)학적 정보, 카테고리 5는 투여한 약물 정보, 카테고리 6은 동반 진환 정보, 카테고리 7은 기타 관절 특징, 카테고리 8은 의료 영상, 카테고리 9는 기타 정보이다.The categories of clinical information in Table 2 are as follows. Category 1 is patient self-diagnosis index, Category 2 is physical examination results by medical staff, Category 3 is laboratory test results, Category 4 is demographic (statistical) information, Category 5 is medication information administered, Category 6 is comorbidity information, category 7 is other joint characteristics, category 8 is medical images, and category 9 is other information.
카테고리 1인 환자 자가 진단 지표는 환자 스스로 평가하는 지표의 값을 말한다. 환자 자가 진단 지표는 환자가 단말과 같은 장치로 입력하거나, 문진 과정을 통해 획득될 수 있다. 나아가, 자가 진단 지표도 의료진의 평가를 통해 획득될 수 도 있다. 자가 진단 지표는 BASDAI(Bath Ankylosing Spondylitis Disease Activity Index), BASFI(Bath Ankylosing Spondylitis Functional Index) 및 PtGA(patient global assessment of disease activity)를 포함할 수 있다.Category 1 patient self-diagnosis index refers to the value of an index evaluated by the patient himself. The patient self-diagnosis indicator may be input by a patient through a device such as a terminal or may be obtained through a medical examination process. Furthermore, a self-diagnosis indicator may also be obtained through evaluation by a medical staff. Self-diagnosis indicators may include a Bath Ankylosing Spondylitis Disease Activity Index (BASDAI), a Bath Ankylosing Spondylitis Functional Index (BASFI), and a patient global assessment of disease activity (PtGA).
카테고리 2인 신체 검사 결과는 의료진이 환자에 대해 수행한 신체 진단 내지 평가 결과를 의미한다. 신체 검사 결과는 (i) SJC(Swollen joint count, 부종 관절 개수) 및 TJC(Tender joint count, 압통 관절 개수)를 포함할 수 있다.Category 2 physical examination results refer to the results of physical diagnosis or evaluation performed on a patient by medical staff. The physical examination result may include (i) a swollen joint count (SJC) and a tender joint count (TJC).
카테고리 3인 실험실 검사 결과는 혈액 검사 결과 등을 의미한다. 실험실 검사 결과는 CRP(C-reactive protein), ESR(erythrocyte sedimentation rate), Hb(혈색소), Hct(적혈구용적률), HLA-B27(백혈구 항원 B27), Plt(혈소판), WBC(백혈구) 등을 포함할 수 있다. 심험실 검사 결과는 해당 항목의 수치나 비율로 산출된다.Category 3 laboratory test results include blood test results. Laboratory test results include CRP (C-reactive protein), ESR (erythrocyte sedimentation rate), Hb (hemoglobin), Hct (hematocrit), HLA-B27 (leukocyte antigen B27), Plt (platelets), WBC (leukocytes), etc. can include The laboratory test result is calculated as a numerical value or ratio of the corresponding item.
카테고리 4인 인구학적 정보는 연령(Age), BMI(체질량 지수), 흡연 여부(Smoking) 및 성별(Sex) 등을 포함할 수 있다.Demographic information of category 4 may include age, body mass index (BMI), smoking, sex, and the like.
카테고리 5인 투여한 약물 정보는 해당 환자에게 분석 시점까지 투여된 약물에 대한 정보이다. 약물 정보는 NSAIDs(Non-steroidal anti-inflammatory drugs), 아세클로페낙(Aceclofenac), 세레콕시브(Celecoixb), 에토돌락(Etodolac), 멜록시캄(Meloxicam), 모니플루메이트(Morniflumate), 나부메톤(Nabumetone), 나프록센(Naproxen), 니메술리드(Nimesulide), 펠루비프로펜(Pelubiprofen), 탈니플루메이트(Talniflumate), 잘토프로펜(Zaltoprofen), 메토트렉세이트, 설파살라진 등에 대한 투여 정보를 포함할 수 있다. 한편, 약물 정보는 특정 약물이나 화학적 제제 투여 없음을 나타낼 수도 있다. Administered drug information for category 5 is information on drugs administered to the patient up to the point of analysis. Drug information is available on NSAIDs (Non-steroidal anti-inflammatory drugs), Aceclofenac, Celecoxib, Etodolac, Meloxicam, Morniflumate, Nabumetone ), naproxen, nimesulide, pelubiprofen, talniflumate, zaltoprofen, methotrexate, sulfasalazine, and the like. On the other hand, the drug information may indicate the absence of administration of a specific drug or chemical agent.
카테고리 6은 동반 질환 정보는 알콜중독(Alcohol), 빈혈(Anemia), 부정맥(Arrhythmia), 천식(Asthma), 심부전(Heart failure), COPD(chronic obstructive pulmonary disease), 이상지질혈증(Dyslipidemia), HBV(epatitis B virus), 갑상선 기능 항진증(Hyperthyroidism), 갑상선 기능 저하증(Hypothyroidism), 저혈압(Hyptertension), 허혈성 심장질환(Ischemic heart disease), 간 질환(Liver disease), 비만(Obesity), 기타 신결 질환(Other neurologic disease), 골다공증(Osteoporosis), 소화성 궤양(Peptic ulcer), ILD(Interstitial lung disease), 체중 감소(Weight loss), 당뇨(diabetes mellitus, DM), 관절 교체 이력(History of joint replacement), 골다공증성 골절 이력(History of osteoporotic fracture), 두통(Headache), 악성 질환(Malignancy) 등을 포함할 수 있다.Category 6 is for comorbidity information: Alcoholism, Anemia, Arrhythmia, Asthma, Heart failure, COPD (chronic obstructive pulmonary disease), Dyslipidemia, HBV (epatitis B virus), hyperthyroidism, hypothyroidism, hypotension, ischemic heart disease, liver disease, obesity, other renal diseases ( Other neurologic disease), osteoporosis, peptic ulcer, interstitial lung disease (ILD), weight loss, diabetes mellitus (DM), history of joint replacement, osteoporosis It may include history of osteoporotic fracture, Headache, Malignancy, etc.
카테고리 7인 기타 관절 특징은 손발가락염(Dactylitis), 천장관절염(Sacroiliitis), 골부착부염(Enthesitis), 염증장질환(inflammatory bowel disease, IBD), 말초 관절염(peripheral arthritis), 건선(Psoriasis), 강직성 척추염 가족력(Family history of AS), NSID에 대한 반응성(Response to NSAIDs), 염증성 척추 통증(Inflammatory back pain), 포도막염(Uveitis) 등을 포함할 수 있다.Category 7 other joint features include Dactylitis, Sacroiliitis, Enthesitis, inflammatory bowel disease (IBD), peripheral arthritis, Psoriasis, Family history of ankylosing spondylitis (AS), Response to NSAIDs, inflammatory back pain (Inflammatory back pain), uveitis (Uveitis), and the like.
카테고리 8인 의료 영상 정보는 좌측 천장관절염 X레이 영상(Sacroiliitis on X-ray, Left), 우측 천장관절염 X레이 영상(Sacroiliitis on X-ray, Right) 등을 포함할 수 있다.Category 8 medical image information may include a left sacroiliitis on X-ray (Left) image, a right sacroiliitis on X-ray (Right) image, and the like.
카테고리 9인 기타 정보는 잠복 결핵(Latent TBc), 질환 기간(Disease duration) 등을 포함할 수 있다.Other information of category 9 may include latent TBc, disease duration, and the like.
라벨값은 해당 임상 정보를 갖는 환자에 대한 생물학적제제의 반응성을 나타낸다. 라벨값은 다양한 생물학적제제에 대한 값이 사용될 수 있다. The label value indicates the reactivity of the biologic to the patient with the corresponding clinical information. Label values can be used for various biological products.
강직성 척추염 환자에 대한 생물학적제제의 반응성은 ASAS20을 기준으로 결정하였다. 생물학적제제 투여 후 ASAS20 기준으로 20% 이상의 향상이 있는 환자는 반응성이 높음(high responder)으로 구분하였다. 반대로 생물학적제제 투여 후 ASAS20 기준으로 20% 이상의 미만의 향상이 있는 경우 반응성이 낮음으로 구분하였다. 물론 반응성 높음과 낮음을 분류하는 기준은 다른 값이 사용될 수도 있을 것이다.The reactivity of biological agents for ankylosing spondylitis patients was determined based on ASAS20. Patients with an improvement of 20% or more based on ASAS20 after administration of biological agents were classified as high responders. Conversely, if there was an improvement of less than 20% or more based on the ASAS20 after administration of the biological agent, the response was classified as low. Of course, other values may be used as criteria for classifying high and low reactivity.
컴퓨터 장치는 입력 데이터를 일정하게 전처리할 수 있다(220). 예컨대, 컴퓨터 장치는 다양한 DB에서 추출한 입력 데이터를 동일한 포맷으로 변경할 수 있다. 입력 데이터가 연속적인 범위에 속하는 값으로 그 범주가 서로 다를 수 있다. 따라서, 컴퓨터 장치는 입력 데이터들 사이의 스케일을 조절하여 정규화할 수도 있다. 예컨대, 컴퓨터 장치는 입력 데이터의 값을 0~1 사이의 값으로 조절할 수 있다. The computer device may uniformly pre-process the input data (220). For example, the computer device may change input data extracted from various DBs into the same format. The input data is a value belonging to a continuous range, and the categories can be different. Accordingly, the computer device may normalize by adjusting the scale between the input data. For example, the computer device may adjust the value of the input data to a value between 0 and 1.
컴퓨터 장치는 마련된 입력 데이터(또는 전처리된 입력 데이터)를 사용하여 학습 모델을 학습하는 과정을 수행한다(230). 학습모델은 입력 데이터를 입력받아 일정한 결과값(반응성 높은 또는 낮음)을 출력한다. 컴퓨터 장치는 현재 학습모델이 출력하는 값과 라벨값을 비교하여 학습모델의 파라미터를 최적화하는 과정(학습 과정)을 수행한다. 컴퓨터 장치는 다량의 학습데이터를 사용하여 반복적으로 학습모델을 학습시킨다.The computer device performs a process of learning a learning model using the prepared input data (or preprocessed input data) (230). The learning model receives input data and outputs a certain result value (high or low responsiveness). The computer device performs a process (learning process) of optimizing parameters of the learning model by comparing a value output by the current learning model with a label value. The computer device repeatedly trains the learning model using a large amount of training data.
전술한 바와 같이 생물학적제제의 종류는 다양하다. 학습모델은 생물학적제제의 종류를 구분하지 않고 구축될 수 있다. 나아가, 학습모델은 강직성 척추염의 종류별로 별고로 구축될 수도 있다.As described above, there are various types of biological agents. A learning model can be built regardless of the type of biological agent. Furthermore, the learning model may be separately constructed for each type of ankylosing spondylitis.
연구자는 학습모델로 ANN(인공신경망), RF(랜덤 포레스트), SVM(서포트 벡터 머신) 및 XGboost(부스팅)을 각각 구축하였다. 연구자는 서로 다른 유형의 다양한 학습모델을 학습하여 개별적으로 효과를 검증하였다. 물론, 학습모델은 ANN, RF, SVM, XGboost 외에 다른 모델을 사용할 수도 있다. 또한, 연구자는 모델 성능 비교를 위하여 통계적 접근인 회귀모델을 별도로 구성하였다. 아래 표 3은 RF, XGboost 및 ANN에 대한 하이퍼파라미터를 최적화한 결과이다.The researcher built ANN (Artificial Neural Network), RF (Random Forest), SVM (Support Vector Machine), and XGboost (Boosting) as learning models, respectively. The researcher studied various learning models of different types and individually verified their effectiveness. Of course, the learning model may use other models besides ANN, RF, SVM, and XGboost. In addition, the researcher separately constructed a regression model, a statistical approach, to compare model performance. Table 3 below shows the results of optimizing hyperparameters for RF, XGboost, and ANN.
RF 경우 하이퍼파라미터는 트리 개수(total number of trees), 트리 최대 깊이(maximum depth of a tree), 하위 노드 분리를 위한 최소 샘플 수(minimum sample split) 및 노드가 되기 위한 최소 샘플 수(minimum leaf samples)를 포함한다. XGboost 경우 하이퍼파라미터는 트리 최대 깊이, 학습율(learning rate) 및 감마값(리프 노드 분할 결정을 위한 패널티값)을 포함한다. ANN 경우 하이퍼파라미터는 은닉 계층 개수(number of hidden layers), 은닉 노드의 개수(number of hidden nodes) 및 학습율을 포함한다.For RF, the hyperparameters are the total number of trees, maximum depth of a tree, minimum sample split for subnode split, and minimum leaf samples for becoming a node. ). In the case of XGboost, the hyperparameters include the maximum tree depth, learning rate, and gamma value (a penalty value for deciding to split leaf nodes). In the case of ANNs, hyperparameters include the number of hidden layers, the number of hidden nodes, and the learning rate.
연구자는 학습모델의 입력 데이터 중 결과에 큰 영향을 주는 인자를 확인하였다. 연구자는 특징 중요도 분석(Feature importance analysis)을 수행하여 강직성 척추염 환자의 생물학적제제 반응성 예측에 중요한 임산 정보를 결정하였다. 연구자는 RF 및 XGboost는 지니 중요도(Gini importance)를 사용하였고, ANN은 소위 리스크 역전파(risk backpropagation)로 불리는 기법을 사용하여 중요 특징을 선별하였다. 분석 결과 환자 자가 진단 지표인 BASFI가 가장 중요한 인자로 판별되었고, 그 다음에 BASDAI가 중요한 인자로 판별되었다.The researcher identified factors that greatly affect the results among the input data of the learning model. The investigators performed a feature importance analysis to determine which prenatal information was important for predicting biologics responsiveness in patients with ankylosing spondylitis. The researchers used Gini importance for RF and XGboost, and ANN selected important features using a so-called risk backpropagation technique. As a result of the analysis, BASFI, a patient self-diagnosis index, was identified as the most important factor, followed by BASDAI as an important factor.
도 3은 분석장치(300)에 대한 예이다. 분석장치(300)는 전술한 분석장치(도 1의 150 및 180)에 해당한다. 분석장치(300)는 물리적으로 다양한 형태로 구현될 수 있다. 예컨대, 분석장치(300)는 PC와 같은 컴퓨터 장치, 네트워크의 서버, 데이터 처리 전용 칩셋 등의 형태를 가질 수 있다.3 is an example of the
분석장치(300)는 저장장치(310), 메모리(320), 연산장치(330), 인터페이스 장치(340), 통신장치(350) 및 출력장치(360)를 포함할 수 있다.The
저장장치(310)는 강직성 척추염 환자에 대한 임상 정보를 기준으로 생물학적제제의 반응성을 출력하는 사전에 학습된 학습모델을 저장할 수 있다. 학습모델은 전술한 바와 같이 다양할 수 있다. 예컨대, 학습모델은 랜덤 포레스트(random forest), SVM(support vector machine), ANN(artificial neural network) 및 XGboost 중 어느 하나일 수 있다. 나아가, 학습모델은 생물학적제제 종류별로 개별 모델이 마련될 수 있다. 예컨대, 학습모델은 에타너셉트(Etanercept), 인플릭시맙(Infliximab), 아달리무맙(Adalimumab), 골리무맙(Golimumab) 등과 같이 생물학적제제별로 개별 모델이 마련될 수 있다. The
저장장치(310)는 입력되는 임상 정보를 저장할 수 있다.The
저장장치(310)는 입력 데이터 처리를 위한 다른 프로그램 내지 코드를 저장할 수 있다. The
저장장치(310)는 분석 결과를 저장할 수 있다.The
메모리(320)는 분석장치(300)가 생물학적제제의 반응성 예측하는 과정에서 생성되는 데이터 및 정보 등을 저장할 수 있다.The memory 320 may store data and information generated in the course of the
인터페이스 장치(340)는 외부로부터 일정한 명령 및 데이터를 입력받는 장치이다. 인터페이스 장치(340)는 물리적으로 연결된 입력 장치 또는 외부 저장장치로부터 분석 대상 환자의 임상 정보(입력 데이터)를 입력받을 수 있다. The interface device 340 is a device that receives certain commands and data from the outside. The interface device 340 may receive clinical information (input data) of a patient to be analyzed from a physically connected input device or an external storage device.
통신장치(350)는 유선 또는 무선 네트워크를 통해 일정한 정보를 수신하고 전송하는 구성을 의미한다. 통신장치(350)는 외부 객체로부터 분석 대상 환자의 임상 정보(입력 데이터)를 수신할 수 있다. 또는 통신장치(350)는 분석 결과를 사용자 단말과 같은 외부 객체에 송신할 수도 있다.The communication device 350 refers to a component that receives and transmits certain information through a wired or wireless network. The communication device 350 may receive clinical information (input data) of a patient to be analyzed from an external object. Alternatively, the communication device 350 may transmit the analysis result to an external object such as a user terminal.
인터페이스 장치(340) 및 통신장치(350)는 사용자 또는 다른 물리적 객체로부터 일정한 정보 및 이미지를 입력받는 구성이므로, 포괄적으로 입력장치라고도 명명할 수 있다. Since the interface device 340 and the communication device 350 are configured to receive certain information and images from a user or other physical object, they can also be collectively referred to as input devices.
출력장치(360)는 일정한 정보를 출력하는 장치이다. 출력장치(360)는 데이터 처리 과정에 필요한 인터페이스, 분석 결과 등을 출력할 수 있다. The output device 360 is a device that outputs certain information. The output device 360 may output interfaces and analysis results necessary for data processing.
연산 장치(330)는 저장장치(310)에 저장된 학습모델 및 프로그램을 이용하여 분석 대상에 대한 생물학적제제의 반응성을 예측할 수 있다.The arithmetic device 330 may predict the reactivity of the biological agent to the analysis target using the learning model and program stored in the
연산 장치(330)는 입력데이터를 사전에 학습된 학습모델에 입력하여 산출되는 출력값을 기준으로 분석 대상인 환자에 대한 생물학적제제 반응성을 예측할 수 있다.The calculation device 330 can predict the biological agent reactivity for the patient to be analyzed based on the output value calculated by inputting the input data to the learning model learned in advance.
연산 장치(330)는 반응성 예측을 원하는 생물학적제제에 따라 모델을 선택하여 입력데이터를 입력할 수도 있다. 또는 연산 장치(330)는 모든 모델에 입력데이터를 입력하여 생물학적제제 전체에 대한 평가를 할 수 있다. 이 경우, 다수의 모델에 대한 평가 결과를 기반으로 연산 장치(330)는 현재 환자에 가장 효과가 높을 것으로 예상되는 생물학적제제를 추천할 수도 있다.The calculation device 330 may select a model according to the biological agent for which reactivity is to be predicted and input the input data. Alternatively, the calculation device 330 may evaluate all biological agents by inputting input data to all models. In this case, based on the evaluation results of multiple models, the computing device 330 may recommend a biological agent that is expected to be most effective for the current patient.
연산 장치(330)는 임상 정보가 입력되면, 학습모델에 입력하기 위한 입력 데이터로 일정한 전처리를 할 수 있다.When clinical information is input, the arithmetic device 330 may perform certain pre-processing on the input data for input into the learning model.
연산 장치(330)는 데이터를 처리하고, 일정한 연산을 처리하는 프로세서, AP, 프로그램이 임베디드된 칩과 같은 장치일 수 있다.The arithmetic device 330 may be a device such as a processor, an AP, or a chip in which a program is embedded that processes data and performs certain arithmetic operations.
이하 전술한 학습모델을 이용한 강직성 척추염 환자에 대한 생물학적제제의 반응성 예측 효과에 대하여 설명한다. 연구자는 학습 데이터를 마련하는 과정에서 검증용 데이터를 마련하였고, 검증 데이터를 이용하여 학습된 모델의 효과를 실험하였다. 검증은 3겹 교차 검증(3-fold cross validation)을 이용하였다. 학습모델의 성능은 정확도(accuracy), AUC(area under curve of ROC), F1 점수, 정밀도-재현율 곡선(precision-recall curve)으로 평가하였다.Hereinafter, the effect of predicting the reactivity of biological agents for ankylosing spondylitis patients using the above-described learning model will be described. The researcher prepared data for verification in the process of preparing learning data, and tested the effect of the learned model using the verification data. Verification was performed using 3-fold cross validation. The performance of the learning model was evaluated by accuracy, area under curve of ROC (AUC), F1 score, and precision-recall curve.
도 4는 검증 데이터를 사용하여 학습 모델을 평가한 결과이다. 도 4를 살펴보면 RF, XGB(XGboost), ANN 및 SVM이 모두 유의미한 결과를 산출한 것을 알 수 있다.4 is a result of evaluating a learning model using verification data. Referring to FIG. 4, it can be seen that RF, XGB (XGboost), ANN, and SVM all produced significant results.
또한, 상술한 바와 같은 강직성 척추염 환자에 대한 생물학적제제의 반응성 예측 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 실행가능한 알고리즘을 포함하는 프로그램(또는 어플리케이션)으로 구현될 수 있다. 상기 프로그램은 일시적 또는 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)에 저장되어 제공될 수 있다.In addition, the method for predicting the reactivity of a biological agent for ankylosing spondylitis patients as described above can be implemented as a program (or application) including an executable algorithm that can be executed on a computer. The program may be stored and provided in a temporary or non-transitory computer readable medium.
비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM (read-only memory), PROM (programmable read only memory), EPROM(Erasable PROM, EPROM) 또는 EEPROM(Electrically EPROM) 또는 플래시 메모리 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.A non-transitory readable medium is not a medium that stores data for a short moment, such as a register, cache, or memory, but a medium that stores data semi-permanently and can be read by a device. Specifically, the various applications or programs described above are CD, DVD, hard disk, Blu-ray disk, USB, memory card, ROM (read-only memory), PROM (programmable read only memory), EPROM (Erasable PROM, EPROM) Alternatively, it may be stored and provided in a non-transitory readable medium such as EEPROM (Electrically EPROM) or flash memory.
일시적 판독 가능 매체는 스태틱 램(Static RAM,SRAM), 다이내믹 램(Dynamic RAM,DRAM), 싱크로너스 디램 (Synchronous DRAM,SDRAM), 2배속 SDRAM(Double Data Rate SDRAM,DDR SDRAM), 증강형 SDRAM(Enhanced SDRAM,ESDRAM), 동기화 DRAM(Synclink DRAM,SLDRAM) 및 직접 램버스 램(Direct Rambus RAM,DRRAM) 과 같은 다양한 RAM을 의미한다.Temporary readable media include static RAM (SRAM), dynamic RAM (DRAM), synchronous DRAM (SDRAM), double data rate SDRAM (DDR SDRAM), and enhanced SDRAM (Enhanced SDRAM). SDRAM, ESDRAM), Synchronous DRAM (Synclink DRAM, SLDRAM) and Direct Rambus RAM (DRRAM).
본 실시례 및 본 명세서에 첨부된 도면은 전술한 기술에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 전술한 기술의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시례는 모두 전술한 기술의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.This embodiment and the drawings accompanying this specification clearly represent only a part of the technical idea included in the foregoing technology, and those skilled in the art can easily understand it within the scope of the technical idea included in the specification and drawings of the above technology. It will be obvious that all variations and specific examples that can be inferred are included in the scope of the above-described technology.
Claims (10)
강직성 척추염 환자에 대한 임상 정보를 기준으로 다수의 생물학적제제들에 대하여 반응성을 각각 출력하는 다수의 학습모델들을 저장하는 저장장치; 및
상기 학습모델에 상기 입력받은 임상 정보를 입력하여 상기 분석 대상인 강직성 척추염 환자에 대한 생물학적제제의 반응성을 예측하는 연산장치를 포함하되,
상기 학습모델은 생물학적제제의 종류에 따라 개별적으로 사전에 마련되고,
상기 연산장치는 상기 다수의 학습모델들의 출력 결과를 기준으로 상기 강직성 척추염 환자에 대한 생물학적제제를 추천하고,
상기 임상 정보는 인구학적 정보, 자가진단 지표 및 투여받은 화학적 제제 정보를 포함하고, 상기 자가진단 지표는 BASDAI(Bath Ankylosing Spondylitis Disease Activity Index), BASFI(Bath Ankylosing Spondylitis Functional Index) 및 PtGA(patient global assessment of disease activity) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 척추염 환자에 대한 생물학적제제의 반응성을 예측하는 분석 장치.an input device for receiving clinical information about an ankylosing spondylitis patient to be analyzed;
A storage device for storing a plurality of learning models that output responsiveness to a plurality of biological agents based on clinical information on an ankylosing spondylitis patient; and
Including an arithmetic device for predicting the reactivity of the biological agent for the ankylosing spondylitis patient, the analysis target, by inputting the input clinical information into the learning model,
The learning model is individually prepared in advance according to the type of biological agent,
The computing device recommends a biological agent for the ankylosing spondylitis patient based on the output results of the plurality of learning models,
The clinical information includes demographic information, self-diagnosis index, and administered chemical agent information, and the self-diagnosis index includes BASDAI (Bath Ankylosing Spondylitis Disease Activity Index), BASFI (Bath Ankylosing Spondylitis Functional Index), and PtGA (patient global assessment). An analysis device for predicting the reactivity of a biological agent for patients with spondylitis, including at least one of disease activity.
상기 임상 정보는 신체 검사 결과, 혈액 분석 결과 및 동반 질환 정보를 더 포함하는 척추염 환자에 대한 생물학적제제의 반응성을 예측하는 분석 장치.According to claim 1,
The clinical information is an analysis device for predicting the reactivity of a biological agent for a patient with spondylitis, further including physical examination results, blood analysis results, and accompanying disease information.
상기 신체 검사 결과는 SJC(Swollen joint count) 및 TJC(Tender joint count) 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 혈액 분석 결과는 CRP(C-reactive protein), ESR(erythrocyte sedimentation rate), Hb(혈색소), Hct(적혈구용적률), HLA-B27(백혈구 항원 B27), Plt(혈소판) 및 WBC(백혈구) 중 적어도 하나를 포함하는 척추염 환자에 대한 생물학적제제의 반응성을 예측하는 분석 장치.According to claim 2,
The physical examination result includes at least one of Swollen joint count (SJC) and Tender joint count (TJC),
The results of the blood analysis include CRP (C-reactive protein), ESR (erythrocyte sedimentation rate), Hb (hemoglobin), Hct (hematocrit), HLA-B27 (leukocyte antigen B27), Plt (platelets) and WBC (leukocytes). An analysis device for predicting the reactivity of a biological agent for a patient with spondylitis, including at least one.
상기 임상 정보는 좌측 천장관절염 X레이 영상(Sacroiliitis on X-ray, Left) 및 우측 천장관절염 X레이 영상 중 적어도 하나를 더 포함하는 척추염 환자에 대한 생물학적제제의 반응성을 예측하는 분석 장치.According to claim 2,
The clinical information is an analysis device for predicting the reactivity of a biological agent for a spondylitis patient further comprising at least one of a left sacroiliitis on X-ray image (Left) and a right sacroiliitis on X-ray image.
상기 생물학적제제는 TNF(Tumor Necrosis Factor) 길항제인 척추염 환자에 대한 생물학적제제의 반응성을 예측하는 분석 장치.According to claim 1,
The biologic is a TNF (Tumor Necrosis Factor) antagonist, an analysis device for predicting the responsiveness of a biological agent to a patient with spondylitis.
강직성 척추염 환자에 대한 임상 정보를 기준으로 다수의 생물학적제제들에 대하여 반응성을 각각 출력하는 다수의 학습모델들을 저장하는 저장장치; 및
상기 학습모델에 상기 입력받은 임상 정보를 입력하여 상기 분석 대상인 강직성 척추염 환자에 대한 생물학적제제의 반응성을 예측하는 연산장치를 포함하되,
상기 학습모델은 생물학적제제의 종류에 따라 개별적으로 사전에 마련되고,
상기 연산장치는 상기 다수의 학습모델들의 출력 결과를 기준으로 상기 강직성 척추염 환자에 대한 생물학적제제를 추천하고,
상기 임상 정보는 인구학적 정보, 자가진단 지표 및 투여받은 화학적 제제 정보를 포함하고, 상기 임상 정보는 좌측 천장관절염 X레이 영상(Sacroiliitis on X-ray, Left) 및 우측 천장관절염 X레이 영상 중 적어도 하나를 더 포함하는 척추염 환자에 대한 생물학적제제의 반응성을 예측하는 분석 장치.an input device for receiving clinical information about an ankylosing spondylitis patient to be analyzed;
A storage device for storing a plurality of learning models that output responsiveness to a plurality of biological agents based on clinical information on an ankylosing spondylitis patient; and
Including an arithmetic device for predicting the reactivity of the biological agent to the ankylosing spondylitis patient, the analysis target, by inputting the input clinical information into the learning model,
The learning model is individually prepared in advance according to the type of biological agent,
The computing device recommends a biological agent for the ankylosing spondylitis patient based on the output results of the plurality of learning models,
The clinical information includes demographic information, self-diagnosis index, and administered chemical agent information, and the clinical information includes at least one of a Sacroiliitis on X-ray, Left image and a right sacroiliitis X-ray image. Analyzing device for predicting the reactivity of biological agents for patients with spondylitis further comprising a.
상기 임상 정보는 신체 검사 결과, 혈액 분석 결과 및 동반 질환 정보를 더 포함하는 척추염 환자에 대한 생물학적제제의 반응성을 예측하는 분석 장치.According to claim 6,
The clinical information is an analysis device for predicting the reactivity of a biological agent for a patient with spondylitis, further including physical examination results, blood analysis results, and accompanying disease information.
상기 신체 검사 결과는 SJC(Swollen joint count) 및 TJC(Tender joint count) 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 혈액 분석 결과는 CRP(C-reactive protein), ESR(erythrocyte sedimentation rate), Hb(혈색소), Hct(적혈구용적률), HLA-B27(백혈구 항원 B27), Plt(혈소판) 및 WBC(백혈구) 중 적어도 하나를 포함하는 척추염 환자에 대한 생물학적제제의 반응성을 예측하는 분석 장치.According to claim 7,
The physical examination result includes at least one of Swollen joint count (SJC) and Tender joint count (TJC),
The results of the blood analysis include CRP (C-reactive protein), ESR (erythrocyte sedimentation rate), Hb (hemoglobin), Hct (hematocrit), HLA-B27 (leukocyte antigen B27), Plt (platelets) and WBC (leukocytes). An analysis device for predicting the reactivity of a biological agent for a patient with spondylitis, including at least one.
상기 자가진단 지표는 BASDAI(Bath Ankylosing Spondylitis Disease Activity Index), BASFI(Bath Ankylosing Spondylitis Functional Index) 및 PtGA(patient global assessment of disease activity) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 척추염 환자에 대한 생물학적제제의 반응성을 예측하는 분석 장치.According to claim 6,
The self-diagnosis index predicts the reactivity of a biological agent for patients with spondylitis, including at least one of BASDAI (Bath Ankylosing Spondylitis Disease Activity Index), BASFI (Bath Ankylosing Spondylitis Functional Index), and PtGA (patient global assessment of disease activity). analysis device.
상기 생물학적제제는 TNF(Tumor Necrosis Factor) 길항제인 척추염 환자에 대한 생물학적제제의 반응성을 예측하는 분석 장치.According to claim 6,
The biologic is a TNF (Tumor Necrosis Factor) antagonist, an analysis device for predicting the responsiveness of a biological agent to a patient with spondylitis.
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KR20200023689A (en) * | 2018-08-20 | 2020-03-06 | 아주대학교산학협력단 | The method of artificial intelligence(AI)-based adverse drug reactions detection and the system thereof |
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