KR20230161183A - Apparatus and method for determining mental health - Google Patents

Apparatus and method for determining mental health Download PDF

Info

Publication number
KR20230161183A
KR20230161183A KR1020220060879A KR20220060879A KR20230161183A KR 20230161183 A KR20230161183 A KR 20230161183A KR 1020220060879 A KR1020220060879 A KR 1020220060879A KR 20220060879 A KR20220060879 A KR 20220060879A KR 20230161183 A KR20230161183 A KR 20230161183A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mental health
heart rate
rate variability
judgment model
inhf
Prior art date
Application number
KR1020220060879A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
조영호
김민규
전민
김주완
Original Assignee
주식회사 감성텍
전남대학교병원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 감성텍, 전남대학교병원 filed Critical 주식회사 감성텍
Priority to KR1020220060879A priority Critical patent/KR20230161183A/en
Priority to PCT/KR2023/006591 priority patent/WO2023224349A1/en
Publication of KR20230161183A publication Critical patent/KR20230161183A/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/16Devices for psychotechnics; Testing reaction times ; Devices for evaluating the psychological state
    • A61B5/165Evaluating the state of mind, e.g. depression, anxiety
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0077Devices for viewing the surface of the body, e.g. camera, magnifying lens
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/024Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/024Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
    • A61B5/02405Determining heart rate variability
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/16Devices for psychotechnics; Testing reaction times ; Devices for evaluating the psychological state
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/40Detecting, measuring or recording for evaluating the nervous system
    • A61B5/4076Diagnosing or monitoring particular conditions of the nervous system
    • A61B5/4088Diagnosing of monitoring cognitive diseases, e.g. Alzheimer, prion diseases or dementia
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7235Details of waveform analysis
    • A61B5/7264Classification of physiological signals or data, e.g. using neural networks, statistical classifiers, expert systems or fuzzy systems
    • GPHYSICS
    • G16INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16HHEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H50/00ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics
    • G16H50/20ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics for computer-aided diagnosis, e.g. based on medical expert systems

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Neurology (AREA)
  • Hospice & Palliative Care (AREA)
  • Child & Adolescent Psychology (AREA)
  • Developmental Disabilities (AREA)
  • Psychology (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Social Psychology (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Neurosurgery (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

정신건강 판단 장치 및 방법이 개시된다. 일 양상에 따른 정신건강 판단 장치는 피험자의 안면 영상을 획득하는 카메라; 상기 획득된 안면 영상을 분석하여 상기 피험자에 대한 복수의 심박변이도 파라미터를 획득하는 파라미터 획득부; 및 판단하고자 하는 정신건강 종류에 따라 상기 획득된 복수의 심박변이도 파라미터 중 적어도 하나의 심박변이도 파라미터를 선택하고, 상기 선택된 적어도 하나의 심박변이도 파라미터와 기계학습 기반의 정신건강 판단 모델을 이용하여 상기 피험자에 대한 정신건강을 판단하는 정신건강 판단부; 를 포함할 수 있다.A mental health determination device and method are disclosed. A mental health determination device according to one aspect includes a camera that acquires a facial image of a subject; a parameter acquisition unit configured to acquire a plurality of heart rate variability parameters for the subject by analyzing the acquired facial image; and selecting at least one heart rate variability parameter among the obtained plurality of heart rate variability parameters according to the type of mental health to be determined, and using the selected at least one heart rate variability parameter and a machine learning-based mental health judgment model to determine the subject's mental health. a mental health judgment department that judges mental health; may include.

Description

정신건강 판단 장치 및 방법{Apparatus and method for determining mental health}Apparatus and method for determining mental health}

심박변이도 파라미터를 이용하여 정신건강을 판단하는 기술과 관련된다.It is related to technology that determines mental health using heart rate variability parameters.

현대에 들어 사람들의 신체적 건강은 증진되었으나, 이와 반대로 정신 건강은 더 악화되어, 우울증, 불안증, 불면증 등의 다양한 정신 질환의 발병이 늘어나고 있다.In modern times, people's physical health has improved, but on the contrary, their mental health has worsened, and the incidence of various mental diseases such as depression, anxiety, and insomnia is increasing.

이러한 정신 질환의 치료는 특성상 단기적인 치료가 아닌 지속적인 관리 및 치료가 필요하다, 그러나, 대부분의 사람들은 접근성, 비용 문제, 부정적 인식 또는 정신 질환 인지 부족 등의 원인으로 적절한 진단 및 치료가 이루어지지 못하고 있다.Due to its nature, the treatment of these mental illnesses requires continuous management and treatment rather than short-term treatment. However, most people are unable to receive appropriate diagnosis and treatment due to reasons such as accessibility, cost issues, negative perceptions, or lack of awareness of mental illness. .

또한 정신 질환 치료 및 관리는 전문의로의 방문 상담에만 국한되어, 정신 질환자의 일상 생활에서의 감정 및 상태 변화를 확인하고, 이에 대응하여 지속적으로 진단 및/또는 치료되지 않는다는 문제점이 있다. In addition, treatment and management of mental illness is limited to on-site consultations with specialists, and there is a problem in that changes in emotions and conditions in the daily lives of mentally ill patients are not identified and continuously diagnosed and/or treated in response.

따라서, 전문의의 진료를 받지 않고, 정신 건강을 편리하고 정확하게 진단 및 관리하기 위한 방법이 요구된다. Therefore, there is a need for a method to conveniently and accurately diagnose and manage mental health without receiving treatment from a specialist.

기계학습을 이용하여 심박변이도 파라미터로부터 정신건강을 판단하는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The purpose is to provide a device and method for determining mental health from heart rate variability parameters using machine learning.

일 양상에 따른 정신건강 판단 장치는, 피험자의 안면 영상을 획득하는 카메라; 상기 획득된 안면 영상을 분석하여 상기 피험자에 대한 복수의 심박변이도 파라미터를 획득하는 파라미터 획득부; 및 판단하고자 하는 정신건강 종류에 따라 상기 획득된 복수의 심박변이도 파라미터 중 적어도 하나의 심박변이도 파라미터를 선택하고, 상기 선택된 적어도 하나의 심박변이도 파라미터와 기계학습 기반의 정신건강 판단 모델을 이용하여 상기 피험자에 대한 정신건강을 판단하는 정신건강 판단부; 를 포함할 수 있다.A mental health determination device according to one aspect includes a camera that acquires a facial image of a subject; a parameter acquisition unit configured to acquire a plurality of heart rate variability parameters for the subject by analyzing the acquired facial image; and selecting at least one heart rate variability parameter among the obtained plurality of heart rate variability parameters according to the type of mental health to be determined, and using the selected at least one heart rate variability parameter and a machine learning-based mental health judgment model to determine the subject's mental health. a mental health judgment department that judges mental health; may include.

상기 복수의 심박변이도 파라미터는 Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF, LF(%), HF(%) 및 LF/HF ratio를 포함할 수 있다.The plurality of heart rate variability parameters may include Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF, LF(%), HF(%), and LF/HF ratio. there is.

상기 정신건강은 우울증, 불안증, 불면증, 스트레스 및 인지장애를 포함하고, 상기 정신건강 판단 모델은 우울증 판단 모델, 불안증 판단 모델, 불면증 판단 모델, 스트레스 판단 모델 및 인지장애 판단 모델을 포함할 수 있다.The mental health includes depression, anxiety, insomnia, stress, and cognitive impairment, and the mental health judgment model may include a depression judgment model, an anxiety judgment model, an insomnia judgment model, a stress judgment model, and a cognitive disorder judgment model.

상기 정신건강 판단부는, 판단하고자 하는 정신건강이 우울증이면, 상기 복수의 심박변이도 파라미터 중 Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF, LF(%), HF(%) 및 LF/HF ratio를 선택할 수 있다.If the mental health to be judged is depression, the mental health determination unit determines Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF, LF (%) among the plurality of heart rate variability parameters. ), HF (%) and LF/HF ratio can be selected.

상기 정신건강 판단부는, 판단하고자 하는 정신건강이 불안증이면, 상기 복수의 심박변이도 파라미터 중 Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, LF, HF, InTP, InVLF, InLF 및 InHF를 선택할 수 있다.If the mental health to be judged is anxiety, the mental health determination unit may select Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, and InHF from among the plurality of heart rate variability parameters.

상기 정신건강 판단부는, 판단하고자 하는 정신건강이 불면증이면, 상기 복수의 심박변이도 파라미터 중 Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF 및 InHF를 선택할 수 있다.If the mental health to be judged is insomnia, the mental health determination unit may select Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, and InHF from among the plurality of heart rate variability parameters. .

상기 정신건강 판단부는, 판단하고자 하는 정신건강이 스트레스면, 상기 복수의 심박변이도 파라미터 중 Mean HR, SDNN, RMSSD, TP, VLF, LF, HF, InTP 및 InHF를 선택할 수 있다.If the mental health to be judged is stress, the mental health determination unit may select Mean HR, SDNN, RMSSD, TP, VLF, LF, HF, InTP, and InHF from the plurality of heart rate variability parameters.

상기 정신건강 판단부는, 판단하고자 하는 정신건강이 인지장애면, 상기 복수의 심박변이도 파라미터 중 Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF 및 InHF를 선택할 수 있다.If the mental health to be judged is cognitive impairment, the mental health determination unit can select Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, and InHF among the plurality of heart rate variability parameters. there is.

다른 양상에 따른 정신건강 판당 방법은, 피험자의 안면 영상을 획득하는 단계; 상기 획득된 안면 영상을 분석하여 상기 피험자에 대한 복수의 심박변이도 파라미터를 획득하는 단계; 판단하고자 하는 정신건강 종류에 따라 상기 획득된 복수의 심박변이도 파라미터 중 적어도 하나의 심박변이도 파라미터를 선택하는 단계; 및 상기 선택된 적어도 하나의 심박변이도 파라미터와 기계학습 기반의 정신건강 판단 모델을 이용하여 상기 피험자에 대한 정신건강을 판단하는 단계; 를 포함할 수 있다.A mental health determination method according to another aspect includes obtaining a facial image of a subject; acquiring a plurality of heart rate variability parameters for the subject by analyzing the acquired facial image; Selecting at least one heart rate variability parameter among the obtained plurality of heart rate variability parameters according to the type of mental health to be determined; And determining the mental health of the subject using the selected at least one heart rate variability parameter and a machine learning-based mental health judgment model; may include.

상기 복수의 심박변이도 파라미터는 Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF, LF(%), HF(%) 및 LF/HF ratio를 포함할 수 있다.The plurality of heart rate variability parameters may include Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF, LF(%), HF(%), and LF/HF ratio. there is.

상기 정신건강은 우울증, 불안증, 불면증, 스트레스 및 인지장애를 포함하고, 상기 정신건강 판단 모델은 우울증 판단 모델, 불안증 판단 모델, 불면증 판단 모델, 스트레스 판단 모델 및 인지장애 판단 모델을 포함할 수 있다.The mental health includes depression, anxiety, insomnia, stress, and cognitive impairment, and the mental health judgment model may include a depression judgment model, an anxiety judgment model, an insomnia judgment model, a stress judgment model, and a cognitive disorder judgment model.

상기 적어도 하나의 심박변이도 파라미터를 선택하는 단계는, 판단하고자 하는 정신건강이 우울증이면, 상기 복수의 심박변이도 파라미터 중 Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF, LF(%), HF(%) 및 LF/HF ratio를 선택할 수 있다.In the step of selecting the at least one heart rate variability parameter, if the mental health to be determined is depression, Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF, LF(%), HF(%) and LF/HF ratio can be selected.

상기 적어도 하나의 심박변이도 파라미터를 선택하는 단계는, 판단하고자 하는 정신건강이 불안증이면, 상기 복수의 심박변이도 파라미터 중 Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, LF, HF, InTP, InVLF, InLF 및 InHF를 선택할 수 있다.In the step of selecting at least one heart rate variability parameter, if the mental health to be determined is anxiety, Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, LF, HF, InTP, InVLF, InLF and InHF can be selected.

상기 적어도 하나의 심박변이도 파라미터를 선택하는 단계는, 판단하고자 하는 정신건강이 불면증이면, 상기 복수의 심박변이도 파라미터 중 Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF 및 InHF를 선택할 수 있다.In the step of selecting at least one heart rate variability parameter, if the mental health to be determined is insomnia, Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF and InHF can be selected.

상기 적어도 하나의 심박변이도 파라미터를 선택하는 단계는, 판단하고자 하는 정신건강이 스트레스면, 상기 복수의 심박변이도 파라미터 중 Mean HR, SDNN, RMSSD, TP, VLF, LF, HF, InTP 및 InHF를 선택할 수 있다.In the step of selecting at least one heart rate variability parameter, if the mental health to be determined is stress, Mean HR, SDNN, RMSSD, TP, VLF, LF, HF, InTP, and InHF can be selected among the plurality of heart rate variability parameters. there is.

상기 적어도 하나의 심박변이도 파라미터를 선택하는 단계는, 판단하고자 하는 정신건강이 인지장애면, 상기 복수의 심박변이도 파라미터 중 Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF 및 InHF를 선택할 수 있다.The step of selecting at least one heart rate variability parameter includes, if the mental health to be determined is cognitive impairment, Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, and InVLF among the plurality of heart rate variability parameters. , InLF and InHF can be selected.

피험자의 안면 영상으로부터 복수의 심박변이도 파라미터를 획득하고, 획득된 복수의 심박변이도 파라미터와 기계학습 기반의 정신건강 판단모델을 이용하여 피험자의 정신건강을 편리하고 정확하게 판단할 수 있다.Multiple heart rate variability parameters can be acquired from the subject's facial image, and the subject's mental health can be conveniently and accurately determined using the obtained multiple heart rate variability parameters and a machine learning-based mental health judgment model.

도 1은 예시적 실시예에 따른 정신건강 판단 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 예시적 실시예에 따른 정신건강 판단 모델 생성 장치를 도시한 도면이다.
도 3은 예시적 실시예에 따른 정신건강 판단 장치를 도시한 도면이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 정신건강 판단 장치를 도시한 도면이다.
도 5는 예시적 실시예에 따른 정신건강 판단 모델 생성 방법을 도시한 도면이다.
도 6은 예시적 실시예에 따른 정신건강 판단 방법을 도시한 도면이다.
1 is a diagram illustrating a mental health determination system according to an exemplary embodiment.
FIG. 2 is a diagram illustrating an apparatus for generating a mental health determination model according to an exemplary embodiment.
Figure 3 is a diagram illustrating a mental health determination device according to an exemplary embodiment.
Figure 4 is a diagram illustrating a mental health determination device according to another embodiment.
Figure 5 is a diagram illustrating a method for generating a mental health judgment model according to an exemplary embodiment.
Figure 6 is a diagram illustrating a method for determining mental health according to an exemplary embodiment.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. When adding reference numerals to components in each drawing, it should be noted that identical components are given the same reference numerals as much as possible even if they are shown in different drawings. Additionally, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

한편, 각 단계들에 있어, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 수행될 수 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.Meanwhile, in each step, unless a specific order is clearly stated in the context, each step may occur in a different order from the specified order. That is, each step may be performed in the same order as specified, may be performed substantially simultaneously, or may be performed in the opposite order.

후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.The terms described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, and may vary depending on the intention or custom of the user or operator. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하고, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms such as first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. Terms are used only to distinguish one component from another. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise, and terms such as 'include' or 'have' refer to the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification. It is intended to specify that something exists, but it should be understood as not precluding the possibility of the existence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

또한, 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주 기능별로 구분한 것에 불과하다. 즉, 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 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 있다. 각 구성부는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In addition, the division of components in this specification is merely a division according to the main function each component is responsible for. That is, two or more components may be combined into one component, or one component may be divided into two or more components for more detailed functions. In addition to the main functions that each component is responsible for, each component may additionally perform some or all of the functions that other components are responsible for, and some of the main functions that each component is responsible for may be performed by other components. It may also be carried out. Each component may be implemented as hardware or software, or as a combination of hardware and software.

도 1은 예시적 실시예에 따른 정신건강 판단 시스템을 도시한 도면이고, 도 2는 예시적 실시예에 따른 정신건강 판단 모델 생성 장치를 도시한 도면이고, 도 3은 예시적 실시예에 따른 정신건강 판단 장치를 도시한 도면이다.FIG. 1 is a diagram illustrating a mental health determination system according to an exemplary embodiment, FIG. 2 is a diagram illustrating a mental health determination model generating device according to an exemplary embodiment, and FIG. 3 is a diagram illustrating a mental health determination model according to an exemplary embodiment. This is a diagram showing a health determination device.

도 1을 참조하면, 예시적 실시예에 따른 정신건강 판단 시스템(100)은 정신건강 판단 모델 생성 장치(110) 및 정신건강 판단 장치(120)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the mental health determination system 100 according to an exemplary embodiment may include a mental health determination model generating apparatus 110 and a mental health determination apparatus 120 .

정신건강 판단 모델 생성 장치(110)는 기계학습 알고리즘을 이용하여 정신건강 판단 모델을 생성할 수 있다. 이때, 기계학습 알고리즘은 트리 기반 기계학습 알고리즘(예컨대, 랜덤포레스트, XGboost(Extreme Gradient Boost), ADAboost(Adaptive Boost), Light GBM(Light Gradient Boost Machine), C5.0, ID3, C4.5, CART 등), 딥러닝 알고리즘, K-근접 이웃 알고리즘, 나이브 베이즈 분류(Naㅿve Bayes Classification) 알고리즘, 신경망(Neural Networks) 알고리즘, 서포트 벡터 머신(Support Vector Machines) 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The mental health judgment model generating device 110 may generate a mental health judgment model using a machine learning algorithm. At this time, the machine learning algorithm is a tree-based machine learning algorithm (e.g., Random Forest, XGboost (Extreme Gradient Boost), ADAboost (Adaptive Boost), Light GBM (Light Gradient Boost Machine), C5.0, ID3, C4.5, CART etc.), deep learning algorithm, K-nearest neighbor algorithm, Naive Bayes Classification algorithm, Neural Networks algorithm, Support Vector Machines, etc., but is not limited thereto. .

정신건강 판단 모델 생성 장치(110)는 도 2에 도시된 바와 같이, 학습 데이터 수집부(210) 및 모델 생성부(220)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, the mental health judgment model generating device 110 may include a learning data collection unit 210 and a model generating unit 220.

학습 데이터 수집부(210)는 정신건강 판단 모델 생성에 이용될 학습 데이터를 수집할 수 있다.The learning data collection unit 210 may collect learning data to be used to create a mental health judgment model.

예시적 실시예에 따르면, 학습 데이터 수집부(210)는 외부 장치로부터 다양한 사람들에 대한 복수의 심박변이도(heart rate variability, HRV) 파라미터와, 그에 대응하는 정신건강 진단 결과를 학습 데이터로서 수집할 수 있다. 여기서 정신건강은 우울증, 불안증, 불면증, 스트레스 및 인지장애 등을 포함하며, 복수의 심박변이도 파라미터는 Mean HR(mean of heart rate), SDNN(the standard deviation of the NN interval), RMSSD(the square root of the mean squared differences of successive NN interval), pNN50(NN50/total number of all NN), TP(total power), VLF(power in very low frequency range), LF(power in low frequency range), HF(power in high frequency range), InTP(log scale of total power), InVLF(log scale of VLF), InLF(log scale of LF), InHF(log scale of HF), LF(%), HF(%), LF/HF ratio 등을 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the learning data collection unit 210 may collect a plurality of heart rate variability (HRV) parameters for various people and corresponding mental health diagnosis results from an external device as learning data. there is. Here, mental health includes depression, anxiety, insomnia, stress, and cognitive disorders, and multiple heart rate variability parameters include Mean HR (mean of heart rate), SDNN (the standard deviation of the NN interval), and RMSSD (the square root). of the mean squared differences of successive NN interval), pNN50(NN50/total number of all NN), TP(total power), VLF(power in very low frequency range), LF(power in low frequency range), HF(power) in high frequency range), InTP(log scale of total power), InVLF(log scale of VLF), InLF(log scale of LF), InHF(log scale of HF), LF(%), HF(%), LF /HF ratio, etc. may be included.

학습 데이터 수집부(210)는 외부 장치로부터 학습 데이터를 획득하기 위하여 다양한 유무선 통신 기술을 이용할 수 있다. 외부 장치는 전자 건강 기록(예컨대, EHR(electronic health record) 또는 EMR(electronic medical record))을 저장하는 장치 또는 서버 등일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 유선 통신은 트위스티드 페어 케이블(twisted pair cable), 동축 케이블, 광섬유 케이블, 이더넷(ethernet) 케이블 등을 이용할 수 있고, 무선 통신은 블루투스(bluetooth) 통신, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신, 근거리 무선 통신(Near Field Communication, NFC), WLAN 통신, 지그비(Zigbee) 통신, 적외선(Infrared Data Association, IrDA) 통신, WFD(Wi-Fi Direct) 통신, UWB(ultra-wideband) 통신, Ant+ 통신, WIFI 통신, RFID(Radio Frequency Identification) 통신, 3G 통신, 4G 통신 및 5G 통신 등을 이용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The learning data collection unit 210 may use various wired and wireless communication technologies to acquire learning data from an external device. The external device may be, but is not limited to, a device or server that stores electronic health records (eg, electronic health record (EHR) or electronic medical record (EMR)). In addition, wired communication can use twisted pair cables, coaxial cables, optical fiber cables, and ethernet cables, and wireless communication can use Bluetooth communication, BLE (Bluetooth Low Energy) communication, and short-range wireless. Communication (Near Field Communication, NFC), WLAN communication, Zigbee communication, Infrared Data Association (IrDA) communication, WFD (Wi-Fi Direct) communication, UWB (ultra-wideband) communication, Ant+ communication, WIFI communication , RFID (Radio Frequency Identification) communication, 3G communication, 4G communication, and 5G communication can be used, but are not limited to these.

학습 데이터 수집부(210)는 수집된 심박변이도 파라미터에 결측치가 존재하면, 결측치를 처리할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 학습 데이터 수집부(210)는 결측치를 삭제하는 방법, 결측치를 대치하는 방법 및 결측치가 없는 변수들로 구성된 데이터 세트로 결측치를 예측하는 방법 등 다양한 방법을 이용하여 결측치를 처리할 수 있다.If missing values exist in the collected heart rate variability parameters, the learning data collection unit 210 may process the missing values. According to one embodiment, the learning data collection unit 210 processes missing values using various methods, such as a method of deleting missing values, a method of imputing missing values, and a method of predicting missing values with a data set composed of variables without missing values. can do.

모델 생성부(220)는 수집된 학습 데이터를 기반으로 정신건강 판단 모델을 생성할 수 있다.The model generator 220 may generate a mental health judgment model based on the collected learning data.

구체적으로, 모델 생성부(220)는 다양한 사람들에 대한 복수의 심박변이도 파라미터와, 그에 대응하는 정신건강 진단 결과를 기반으로 기계학습 모델을 학습시켜 정신건강 판단 모델을 생성할 수 있다. 이때, 기계학습 모델은 트리 기반 기계학습 모델(예컨대, 랜덤포레스트, XGboost, ADAboost, Light GBM, C5.0, ID3, C4.5, CART 등), 딥러닝, K-근접 이웃, 나이브 베이즈 분류, 신경망, 서포트 벡터 머신 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Specifically, the model generator 220 may generate a mental health judgment model by learning a machine learning model based on a plurality of heart rate variability parameters for various people and the corresponding mental health diagnosis results. At this time, the machine learning model is tree-based machine learning model (e.g., Random Forest, , neural networks, support vector machines, etc., but are not limited thereto.

예시적 실시예에 따르면, 정신건강 판단 모델은 우울증 판단 모델, 불안증 판단 모델, 불면증 판단 모델, 스트레스 판단 모델 및 인지장애 판단 모델을 포함할 수 있으며, 모델 생성부(220)는 생성하고자 하는 정신건강 판단 모델의 종류에 따라 복수의 심박변이도 파라미터 중 전부 또는 일부를 선택하여 이용할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the mental health judgment model may include a depression judgment model, an anxiety judgment model, an insomnia judgment model, a stress judgment model, and a cognitive disorder judgment model, and the model generator 220 may generate a mental health judgment model to be generated. Depending on the type of judgment model, all or part of a plurality of heart rate variability parameters can be selected and used.

예를 들면, 모델 생성부(220)는 Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF, LF(%), HF(%), LF/HF ratio를 포함하는 15가지의 심박변이도 파라미터와, 이에 대응하는 우울증 진단 결과를 학습시켜 우울증 판단 모델을 생성할 수 있다.For example, the model creation unit 220 is Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF, LF(%), HF(%), LF/HF ratio A depression judgment model can be created by learning 15 heart rate variability parameters, including , and the corresponding depression diagnosis results.

다른 예를 들면, 모델 생성부(220)는 Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF를 포함하는 11가지의 심박변이도 파라미터와, 이에 대응하는 불안증 진단 결과를 학습시켜 불안증 판단 모델을 생성할 수 있다.For another example, the model generator 220 generates 11 heart rate variability parameters including Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, and InHF, and anxiety diagnosis corresponding thereto. An anxiety judgment model can be created by learning the results.

또 다른 예를 들면, 모델 생성부(220)는 Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF를 포함하는 12가지의 심박변이도 파라미터와, 이에 대응하는 불면증 진단 결과를 학습시켜 불면증 판단 모델을 생성할 수 있다.For another example, the model generator 220 provides 12 heart rate variability parameters including Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, and InHF, and corresponding An insomnia judgment model can be created by learning the insomnia diagnosis results.

또 다른 예를 들면, 모델 생성부(220)는 Mean HR, SDNN, RMSSD, TP, VLF, LF, HF, InTP, InHF를 포함하는 9가지의 심박변이도 파라미터와, 이에 대응하는 스트레스 진단 결과를 학습시켜 스트레스 판단 모델을 생성할 수 있다.For another example, the model generator 220 learns nine heart rate variability parameters including Mean HR, SDNN, RMSSD, TP, VLF, LF, HF, InTP, and InHF, and the corresponding stress diagnosis results. You can create a stress judgment model by doing this.

또 다른 예를 들면, 모델 생성부(220)는 Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF를 포함하는 12가지의 심박변이도 파라미터와, 이에 대응하는 인지장애 진단 결과를 학습시켜 정신건강 판단 모델을 생성할 수 있다.For another example, the model generator 220 provides 12 heart rate variability parameters including Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, and InHF, and corresponding A mental health judgment model can be created by learning the cognitive disorder diagnosis results.

모델 생성부(220)에서 생성된 정신건강 판단 모델은 정신건강 판단 모델 생성 장치(110)의 내부 또는 외부 메모리에 저장될 수 있다.The mental health judgment model generated by the model generator 220 may be stored in the internal or external memory of the mental health judgment model generating device 110.

예시적 실시예에 따르면, 정신건강 판단 모델 생성 장치(110)는 사용자의 명령에 따라 또는 주기적으로 정신건강 판단 모델을 갱신할 수 있다. 예를 들어, 학습 데이터 수집부(210)는 사용자의 명령에 따라 또는 주기적으로 새로운 학습 데이터를 수집할 수 있으며, 모델 생성부(220)는 수집된 새로운 학습 데이터를 이용하여 정신건강 판단 모델을 추가 학습시켜 정신건강 판단 모델을 갱신할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the mental health judgment model generating device 110 may update the mental health judgment model according to a user's command or periodically. For example, the learning data collection unit 210 may collect new learning data according to the user's command or periodically, and the model creation unit 220 may add a mental health judgment model using the collected new learning data. The mental health judgment model can be updated by learning.

정신건강 판단 장치(120)는 피험자의 복수의 심박변이도 파라미터와, 정신건강 판단 모델을 이용하여 피험자의 정신건강을 판단할 수 있다. 여기서 정신건강 판단 모델은 정신건강 판단 모델 생성 장치(110)에서 생성된 정신건강 판단 모델로서, 우울증 판단 모델, 불안증 판단 모델, 불면증 판단 모델, 스트레스 판단 모델 및 인지장애 판단 모델을 포함할 수 있다.The mental health determination device 120 may determine the mental health of the subject using a plurality of heart rate variability parameters of the subject and a mental health judgment model. Here, the mental health judgment model is a mental health judgment model generated by the mental health judgment model generating device 110 and may include a depression judgment model, an anxiety judgment model, an insomnia judgment model, a stress judgment model, and a cognitive disorder judgment model.

정신건강 판단 장치(120)는 전자 장치에 탑재되거나 별도의 장치로 구현될 수 있다. 여기서, 전자 장치는 카트형 장치 및 휴대형 장치를 포함할 수 있으며, 휴대형 장치는 휴대폰, 스마트폰, 태블릿, 노트북, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션 장치, MP3 플레이어, 디지털 카메라, 웨어러블 디바이스 등을 포함할 수 있고, 웨어러블 디바이스는 안경형, 손목 시계형, 손목 밴드형, 반지형, 귀걸이형, 벨트형, 목걸이형, 발목 밴드형, 허벅지 밴드형, 팔뚝 밴드형 등을 포함할 수 있다. 그러나 휴대형 장치는 상술한 예에 제한되지 않으며, 웨어러블 디바이스 역시 상술한 예에 제한되지 않는다.The mental health determination device 120 may be mounted on an electronic device or implemented as a separate device. Here, electronic devices may include cart-type devices and portable devices, and portable devices include mobile phones, smartphones, tablets, laptops, PDAs (Personal Digital Assistants), PMPs (Portable Multimedia Players), navigation devices, MP3 players, and digital devices. It may include cameras, wearable devices, etc. Wearable devices include glasses type, wrist watch type, wrist band type, ring type, earring type, belt type, necklace type, ankle band type, thigh band type, forearm band type, etc. can do. However, portable devices are not limited to the above-described examples, and wearable devices are also not limited to the above-described examples.

정신건강 판단 장치(120)는 도 3에 도시된 바와 같이, 카메라(310), 파라미터 획득부(320) 및 정신건강 판단부(330)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 3 , the mental health determination device 120 may include a camera 310, a parameter acquisition unit 320, and a mental health determination unit 330.

카메라(310)는 피험자의 안면을 촬영하여 피험자의 안면 영상을 획득할 수 있다. 여기서 카메라(310)는 동영상 카메라일 수 있다.The camera 310 may obtain an image of the subject's face by photographing the subject's face. Here, the camera 310 may be a video camera.

파라미터 획득부(320)는 획득된 안면 영상을 분석하여 피험자에 대한 복수의 심박변이도 파라미터를 획득할 수 있다. 여기서 복수의 심박변이도 파라미터는 Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF, LF(%), HF(%), LF/HF ratio 등을 포함할 수 있다.The parameter acquisition unit 320 may acquire a plurality of heart rate variability parameters for the subject by analyzing the acquired facial image. Here, the plurality of heart rate variability parameters may include Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF, LF(%), HF(%), LF/HF ratio, etc. You can.

예시적 실시예에 따르면, 파라미터 획득부(320)는 피험자의 안면 영상으로부터 심장박동에 의한 안면 미동 신호 및/또는 안면 색상 변화 신호를 추출하고, 추출된 안면 미동 신호 및/또는 안면 색상 변화 신호를 이용하여 피험자에 대한 복수의 심박변이도 파라미터를 획득할 수 있다. 이때, 파라미터 획득부(320)는 피험자의 안면 영상으로부터 심박변이도 파라미터를 획득하는 공지된 다양한 기술을 이용할 수 있다. 예컨대, 등록특허 10-1706739, 등록특허 10-2150635, 등록특허 10-2215557 등의 기술들을 이용할 수 있으나 이는 일 실시예에 불과할 뿐 이에 한정되는 것은 아니다.According to an exemplary embodiment, the parameter acquisition unit 320 extracts a facial fine movement signal and/or facial color change signal due to heartbeat from the subject's facial image, and extracts the extracted facial fine movement signal and/or facial color change signal. Using this method, multiple heart rate variability parameters can be obtained for the subject. At this time, the parameter acquisition unit 320 may use various known techniques for acquiring heart rate variability parameters from the subject's facial image. For example, technologies such as registered patent 10-1706739, registered patent 10-2150635, and registered patent 10-2215557 can be used, but this is only an example and is not limited thereto.

정신건강 판단부(330)는 사용자의 명령에 따라 판단하고자 하는 정신건강 종류를 결정하고, 결정된 정신건강 종류에 따라 복수의 심박변이도 파라미터 중 적어도 하나의 심박변이도 파라미터를 선택하고, 선택된 적어도 하나의 심박변이도 파라미터와 정신건강 판단 모델을 이용하여 피험자에 대한 정신건강을 판단할 수 있다. 이때 The mental health determination unit 330 determines the type of mental health to be determined according to the user's command, selects at least one heart rate variability parameter among a plurality of heart rate variability parameters according to the determined mental health type, and determines the type of mental health to be determined according to the user's command. The mental health of a subject can be determined using the variability parameter and the mental health judgment model. At this time

예를 들면, 판단하고자 하는 정신건강이 우울증이면, 정신건강 판단부(330)는 복수의 심박변이도 파라미터 중에서 Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF, LF(%), HF(%), LF/HF ratio를 포함하는 15가지의 심박변이도 파라미터를 선택하고, 선택된 15가지의 심박변이도 파라미터와 우울증 판단 모델을 이용하여 피험자에 대하여 우울증 여부를 판단할 수 있다.For example, if the mental health to be judged is depression, the mental health determination unit 330 selects Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, among a plurality of heart rate variability parameters. Select 15 heart rate variability parameters including InHF, LF (%), HF (%), and LF/HF ratio, and determine whether the subject is depressed using the 15 selected heart rate variability parameters and the depression judgment model. can do.

다른 예를 들면, 판단하고자 하는 정신건강이 불안증이면, 정신건강 판단부(330)는 복수의 심박변이도 파라미터 중에서 Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF를 포함하는 11가지의 심박변이도 파라미터를 선택하고, 선택된 11가지의 심박변이도 파라미터와 불안증 판단 모델을 이용하여 피험자에 대하여 불안증 여부를 판단할 수 있다.For another example, if the mental health to be judged is anxiety, the mental health determination unit 330 selects Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, and InHF among a plurality of heart rate variability parameters. You can select 11 heart rate variability parameters including and determine whether the subject has anxiety using the 11 selected heart rate variability parameters and the anxiety judgment model.

또 다른 예를 들면, 판단하고자 하는 정신건강이 불면증이면, 정신건강 판단부(330)는 복수의 심박변이도 파라미터 중에서 Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF를 포함하는 12가지의 심박변이도 파라미터를 선택하고, 선택된 12가지의 심박변이도 파라미터와 불면증 판단 모델을 이용하여 피험자에 대하여 불면증 여부를 판단할 수 있다.For another example, if the mental health to be judged is insomnia, the mental health determination unit 330 selects Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, and You can select 12 heart rate variability parameters, including InLF and InHF, and determine whether the subject has insomnia using the 12 selected heart rate variability parameters and the insomnia judgment model.

또 다른 예를 들면, 판단하고자 하는 정신건강이 스트레스면, 정신건강 판단부(330)는 복수의 심박변이도 파라미터 중에서 Mean HR, SDNN, RMSSD, TP, VLF, LF, HF, InTP, InHF를 포함하는 9가지의 심박변이도 파라미터를 선택하고, 선택된 9가지의 심박변이도 파라미터와 스트레스 판단 모델을 이용하여 피험자에 대하여 스트레스 여부를 판단할 수 있다.For another example, if the mental health to be judged is stress, the mental health determination unit 330 includes Mean HR, SDNN, RMSSD, TP, VLF, LF, HF, InTP, and InHF among a plurality of heart rate variability parameters. Nine heart rate variability parameters can be selected, and the presence or absence of stress for the subject can be determined using the selected nine heart rate variability parameters and the stress judgment model.

또 다른 예를 들면, 판단하고자 하는 정신건강이 인지장애이면, 정신건강 판단부(330)는 복수의 심박변이도 파라미터 중에서 Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF를 포함하는 12가지의 심박변이도 파라미터를 선택하고, 선택된 12가지의 심박변이도 파라미터와 인지장애 판단 모델을 이용하여 피험자에 대하여 인지장애 여부를 판단할 수 있다.For another example, if the mental health to be judged is cognitive impairment, the mental health determination unit 330 selects Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, and InVLF among a plurality of heart rate variability parameters. , InLF, and InHF, 12 heart rate variability parameters can be selected, and the subject's cognitive impairment can be determined using the 12 selected heart rate variability parameters and the cognitive impairment determination model.

예시적 실시예에 따르면 정신건강 판단부(330)는 정신건강 판단 결과의 이유를 설명하기 위해 그래픽 차트를 생성하여 출력 수단을 통해 출력할 수 있다. 이때, 그래픽 차트는 심박변이도 파라미터 분포에서 피험자의 심박변이도 파라미터의 값의 위치를 표현하거나 정신건강 판단 모델의 판단 과정에서의 각 심박변이도 파라미터의 역할을 표현할 수 있다. 예를 들어, 그래픽 차트는 게이지형 차트, 방사형 차트 및 SHAP(Shapley Additive Explanations) 차트 등을 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the mental health determination unit 330 may generate a graphic chart to explain the reason for the mental health determination result and output it through an output means. At this time, the graphic chart may express the position of the value of the subject's heart rate variability parameter in the heart rate variability parameter distribution or may express the role of each heart rate variability parameter in the judgment process of the mental health judgment model. For example, graphic charts may include gauge charts, radar charts, and Shapley Additive Explanations (SHAP) charts.

도 4는 다른 실시예에 따른 정신건강 판단 장치를 도시한 도면이다. 도 4의 정신건강 판단 장치(400)는 도 1의 정신건강 판단 장치(120)의 다른 실시예일 수 있다.Figure 4 is a diagram illustrating a mental health determination device according to another embodiment. The mental health determination device 400 of FIG. 4 may be another embodiment of the mental health determination device 120 of FIG. 1 .

도 4를 참조하면, 정신건강 판단 장치(400)는 카메라(310), 파라미터 획득부(320), 정신건강 판단부(330), 입력부(410), 저장부(420), 통신부(430), 출력부(440) 및 모델 갱신부(450)를 포함할 수 있다. 여기서 카메라(310), 파라미터 획득부(320), 정신건강 판단부(330)는 도 3을 참조하여 전술한 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.Referring to FIG. 4, the mental health determination device 400 includes a camera 310, a parameter acquisition unit 320, a mental health determination unit 330, an input unit 410, a storage unit 420, a communication unit 430, It may include an output unit 440 and a model update unit 450. Here, since the camera 310, the parameter acquisition unit 320, and the mental health determination unit 330 are the same as described above with reference to FIG. 3, their detailed description will be omitted.

입력부(410)는 사용자로부터 다양한 조작신호를 입력 받을 수 있다. 또한, 입력부(410)는 피험자의 실제 정신건강 상태를 피드백으로 입력 받을 수 있다.The input unit 410 can receive various manipulation signals from the user. Additionally, the input unit 410 may receive input of the subject's actual mental health status as feedback.

일 실시예에 따르면, 입력부(410)는 키 패드(key pad), 돔 스위치(dome switch), 마우스, 터치 패드(touch pad), 조그 휠(Jog wheel), 조그 스위치(Jog switch), 하드웨어 또는 소프트웨어 버튼 등을 포함할 수 있다. 특히, 터치 패드가 디스플레이와 상호 레이어 구조를 이룰 경우, 이를 터치 스크린이라 부를 수 있다.According to one embodiment, the input unit 410 includes a key pad, dome switch, mouse, touch pad, jog wheel, jog switch, hardware or It may include software buttons, etc. In particular, when the touch pad forms a layered structure with the display, it can be called a touch screen.

저장부(420)는 정신건강 판단 장치(400)의 동작을 위한 프로그램 또는 명령들을 저장할 수 있고, 정신건강 판단 장치(400)에 입/출력되는 데이터 및 처리된 데이터 등을 저장할 수 있다. 예를 들어, 저장부(420)는 정신건강 판단 모델 생성 방치(110)를 통해 생성된 정신건강 판단 모델, 카메라(310)를 통해 획득된 피험자의 안면 영상 데이터, 파라미터 획득부(320)를 통해 획득된 피험자에 대한 복수의 심박변이도 파라미터, 정신건강 판단부(330)를 통해 판단한 피험자의 정신건강 판단 결과 등을 저장할 수 있다.The storage unit 420 may store programs or commands for operating the mental health determination device 400, and may store data input/output to the mental health determination device 400 and processed data. For example, the storage unit 420 uses the mental health judgment model generated through the mental health judgment model generation neglect 110, the subject's facial image data acquired through the camera 310, and the parameter acquisition unit 320. A plurality of heart rate variability parameters for the acquired subject, the mental health determination result of the subject determined through the mental health determination unit 330, etc. may be stored.

저장부(420)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드 디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예컨대, SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), PROM(Programmable Read Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 등 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 또한, 정신건강 판단 장치(400)는 인터넷 상에서 저장부(420)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage) 등 외부 저장 매체를 운영할 수도 있다.The storage unit 420 is a flash memory type, a hard disk type, a multimedia card micro type, a card type memory (e.g., SD or XD memory, etc.), and RAM. (Random Access Memory, RAM), SRAM (Static Random Access Memory), ROM (Read Only Memory, ROM), EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), PROM (Programmable Read Only Memory), magnetic memory, magnetic disk, optical disk. It may include at least one type of storage medium, etc. Additionally, the mental health determination device 400 may operate an external storage medium such as web storage that performs the storage function of the storage unit 420 on the Internet.

통신부(430)는 외부 장치와 통신을 수행할 수 있다. 예컨대, 통신부(430)는 정신건강 판단 장치(400)에 입력된 데이터, 저장된 데이터 및 처리된 데이터 등을 외부 장치로 전송하거나, 외부 장치로부터 피험자의 정신건강을 판단하는데 이용될 다양한 데이터를 수신할 수 있다. 이때, 외부 장치는 의료 서버, 의료 장치, 휴대 장치(예컨대, 스마트폰, 태블릿, 웨어러블 기기 등), 디스플레이 장치 등을 포함할 수 있다.The communication unit 430 can communicate with an external device. For example, the communication unit 430 may transmit data input to the mental health determination device 400, stored data, and processed data to an external device, or receive various data to be used to determine the mental health of a subject from an external device. You can. At this time, the external device may include a medical server, medical device, portable device (eg, smartphone, tablet, wearable device, etc.), display device, etc.

통신부(430)는 유무선 통신 기술을 이용하여 외부 장치와 통신할 수 있다. 이때 유선 통신은 트위스티드 페어 케이블, 동축 케이블, 광섬유 케이블, 이더넷 케이블 등을 이용할 수 있고, 무선 통신은 블루투스 통신, BLE 통신, 근거리 무선 통신, WLAN 통신, 지그비 통신, 적외선 통신, WFD 통신, UWB 통신, Ant+ 통신, WIFI 통신, RFID 통신, 3G 통신, 4G 통신 및 5G 통신 등을 이용할 수 있다. 그러나 이들은 일 예에 불과할 뿐이며, 이에 한정되는 것은 아니다.The communication unit 430 can communicate with an external device using wired or wireless communication technology. At this time, wired communication can use twisted pair cable, coaxial cable, optical fiber cable, Ethernet cable, etc., and wireless communication can use Bluetooth communication, BLE communication, short-range wireless communication, WLAN communication, Zigbee communication, infrared communication, WFD communication, UWB communication, Ant+ communication, WIFI communication, RFID communication, 3G communication, 4G communication, and 5G communication can be used. However, these are only examples and are not limited thereto.

출력부(440)는 정신건강 판단 장치(400)에 입력된 데이터, 저장된 데이터, 처리된 데이터 등을 출력할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 출력부(440)는 정신건강 판단 모델 생성 방치(110)를 통해 생성된 정신건강 판단 모델에 관한 데이터, 카메라(310)를 통해 획득된 피험자의 안면 영상 데이터, 파라미터 획득부(320)를 통해 획득된 피험자에 대한 복수의 심박변이도 파라미터, 정신건강 판단부(330)를 통해 판단한 피험자의 정신건강 판단 결과 등을 청각적 방법, 시각적 방법 및 촉각적 방법 중 적어도 하나의 방법으로 출력할 수 있다. 이를 위해 출력부(440)는 디스플레이, 스피커, 진동기 등을 포함할 수 있다.The output unit 440 may output data input to the mental health determination device 400, stored data, processed data, etc. According to one embodiment, the output unit 440 includes data about the mental health judgment model generated through the mental health judgment model generation neglect 110, facial image data of the subject acquired through the camera 310, and a parameter acquisition unit. A plurality of heart rate variability parameters for the subject acquired through 320, the mental health judgment result of the subject determined through the mental health determination unit 330, etc., using at least one of an auditory method, a visual method, and a tactile method. Can be printed. To this end, the output unit 440 may include a display, speaker, vibrator, etc.

모델 갱신부(450)는 정신건강 판단부(330)의 정신건강 판단 결과와 입력부(410)를 통해 입력받은 피험자의 실제 정신건강 상태가 상이한 경우, 입력부(410)를 통해 입력받은 피험자의 실제 정신건강 상태를 기반으로 기 저장된 정신건강 판단 모델을 갱신할 수 있다. 예컨대, 모델 갱신부(450)는 파라미터 획득부(320)를 통해 획득된 복수의 심박변이도 파라미터 중 적어도 하나와, 입력부(410)를 통해 입력받은 피험자의 실제 정신건강 상태를 새로운 학습 데이터로 하여, 기 저장된 정신건강 판단 모델을 추가 학습 시킬 수 있다. 이에 따라 정신건강 판단 모델의 판단 정확도를 높일 수 있다.If the mental health determination result of the mental health determination unit 330 and the actual mental health status of the subject input through the input unit 410 are different, the model update unit 450 The previously stored mental health judgment model can be updated based on health status. For example, the model update unit 450 uses at least one of the plurality of heart rate variability parameters acquired through the parameter acquisition unit 320 and the subject's actual mental health status input through the input unit 410 as new learning data, The previously stored mental health judgment model can be additionally trained. Accordingly, the judgment accuracy of the mental health judgment model can be improved.

도 5는 예시적 실시예에 따른 정신건강 판단 모델 생성 방법을 도시한 도면이다. 도 5의 예시적 실시예에 따른 정신건강 판단 모델 생성 방법은 도 1의 정신건강 판단 모델 생성 장치(110)에 의해 수행될 수 있다.Figure 5 is a diagram illustrating a method for generating a mental health judgment model according to an exemplary embodiment. The method for generating a mental health judgment model according to the exemplary embodiment of FIG. 5 may be performed by the mental health judgment model generating apparatus 110 of FIG. 1 .

도 5를 참조하면, 정신건강 판단 모델 생성 장치는 정신건강 판단 모델 생성에 이용될 학습 데이터를 수집할 수 있다(510).Referring to FIG. 5, the mental health judgment model generating device may collect learning data to be used to create a mental health judgment model (510).

예시적 실시예에 따르면, 정신건강 판단 모델 생성 장치는 외부 장치로부터 다양한 사람들에 대한 복수의 심박변이도 파라미터와, 그에 대응하는 정신건강 진단 결과를 학습 데이터로서 수집할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the mental health judgment model generating device may collect a plurality of heart rate variability parameters for various people and corresponding mental health diagnosis results as learning data from an external device.

정신건강 판단 모델 생성 장치는 수집된 심박변이도 파라미터에 결측치가 존재하면, 결측치를 처리할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 정신건강 판단 모델 생성 장치는 결측치를 삭제하는 방법, 결측치를 대치하는 방법 및 결측치가 없는 변수들로 구성된 데이터 세트로 결측치를 예측하는 방법 등 다양한 방법을 이용하여 결측치를 처리할 수 있다.If missing values exist in the collected heart rate variability parameters, the mental health judgment model generating device may process the missing values. According to one embodiment, the mental health judgment model generating device may process missing values using various methods, such as a method of deleting missing values, a method of imputing missing values, and a method of predicting missing values with a data set composed of variables without missing values. You can.

정신건강 판단 모델 생성 장치는 수집된 학습 데이터를 기반으로 정신건강 판단 모델을 생성할 수 있다(520).The mental health judgment model generating device may generate a mental health judgment model based on the collected learning data (520).

정신건강 판단 모델 생성 장치는 다양한 사람들에 대한 복수의 심박변이도 파라미터와, 그에 대응하는 정신건강 진단 결과를 기반으로 기계학습 모델을 학습시켜 정신건강 판단 모델을 생성할 수 있다.The mental health judgment model generating device can generate a mental health judgment model by learning a machine learning model based on a plurality of heart rate variability parameters for various people and the corresponding mental health diagnosis results.

예시적 실시예에 따르면, 정신건강 판단 모델은 우울증 판단 모델, 불안증 판단 모델, 불면증 판단 모델, 스트레스 판단 모델 및 인지장애 판단 모델을 포함할 수 있으며, 정신건강 판단 모델 생성 장치는 생성하고자 하는 정신건강 판단 모델의 종류에 따라 복수의 심박변이도 파라미터 중 전부 또는 일부를 선택하여 이용할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the mental health judgment model may include a depression judgment model, an anxiety judgment model, an insomnia judgment model, a stress judgment model, and a cognitive disorder judgment model, and the mental health judgment model generating device may be configured to generate a mental health judgment model. Depending on the type of judgment model, all or part of a plurality of heart rate variability parameters can be selected and used.

예를 들면, 정신건강 판단 모델 생성 장치는 Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF, LF(%), HF(%), LF/HF ratio를 포함하는 15가지의 심박변이도 파라미터와, 이에 대응하는 우울증 진단 결과를 학습시켜 우울증 판단 모델을 생성할 수 있다.For example, the mental health judgment model generation device includes Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF, LF(%), HF(%), LF/HF ratio A depression judgment model can be created by learning 15 heart rate variability parameters, including , and the corresponding depression diagnosis results.

다른 예를 들면, 정신건강 판단 모델 생성 장치는 Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF를 포함하는 11가지의 심박변이도 파라미터와, 이에 대응하는 불안증 진단 결과를 학습시켜 불안증 판단 모델을 생성할 수 있다.As another example, the mental health judgment model generation device uses 11 heart rate variability parameters including Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, and InHF, and the corresponding anxiety diagnosis. An anxiety judgment model can be created by learning the results.

또 다른 예를 들면, 정신건강 판단 모델 생성 장치는 Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF를 포함하는 12가지의 심박변이도 파라미터와, 이에 대응하는 불면증 진단 결과를 학습시켜 불면증 판단 모델을 생성할 수 있다.As another example, the mental health judgment model generation device has 12 heart rate variability parameters including Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, and InHF, and corresponding An insomnia judgment model can be created by learning the insomnia diagnosis results.

또 다른 예를 들면, 정신건강 판단 모델 생성 장치는 Mean HR, SDNN, RMSSD, TP, VLF, LF, HF, InTP, InHF를 포함하는 9가지의 심박변이도 파라미터와, 이에 대응하는 스트레스 진단 결과를 학습시켜 스트레스 판단 모델을 생성할 수 있다.As another example, the mental health judgment model generation device learns nine heart rate variability parameters including Mean HR, SDNN, RMSSD, TP, VLF, LF, HF, InTP, and InHF, and the corresponding stress diagnosis results. You can create a stress judgment model by doing this.

또 다른 예를 들면, 정신건강 판단 모델 생성 장치는 Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF를 포함하는 12가지의 심박변이도 파라미터와, 이에 대응하는 인지장애 진단 결과를 학습시켜 정신건강 판단 모델을 생성할 수 있다.As another example, the mental health judgment model generation device has 12 heart rate variability parameters including Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, and InHF, and corresponding A mental health judgment model can be created by learning the cognitive disorder diagnosis results.

예시적 실시예에 따르면, 정신건강 판단 모델 생성 장치는 사용자의 명령에 따라 또는 주기적으로 정신건강 판단 모델을 갱신할 수 있다. 예를 들어, 정신건강 판단 모델 생성 장치는 사용자의 명령에 따라 또는 주기적으로 새로운 학습 데이터를 수집할 수 있으며, 수집된 새로운 학습 데이터를 이용하여 정신건강 판단 모델을 추가 학습시켜 정신건강 판단 모델을 갱신할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the mental health judgment model generating device may update the mental health judgment model according to a user's command or periodically. For example, the mental health judgment model generating device can collect new learning data according to the user's command or periodically, and update the mental health judgment model by additionally training the mental health judgment model using the collected new learning data. can do.

도 6은 예시적 실시예에 따른 정신건강 판단 방법을 도시한 도면이다. 도 6의 예시적 실시예에 따른 정신건강 판단 방법은 도 1의 정신건강 판단 장치(120)에 의해 수행될 수 있다.Figure 6 is a diagram illustrating a method for determining mental health according to an exemplary embodiment. The mental health determination method according to the exemplary embodiment of FIG. 6 may be performed by the mental health determination device 120 of FIG. 1 .

도 6을 참조하면, 정신건강 판단 장치는 피험자의 안면을 촬영하여 피험자의 안면 영상을 획득할 수 있다(610).Referring to FIG. 6, the mental health determination device may acquire a facial image of the subject by photographing the subject's face (610).

정신건강 판단 장치는 획득된 안면 영상을 분석하여 피험자에 대한 복수의 심박변이도 파라미터를 획득할 수 있다(620). 여기서 복수의 심박변이도 파라미터는 Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF, LF(%), HF(%), LF/HF ratio 등을 포함할 수 있다.The mental health determination device may acquire a plurality of heart rate variability parameters for the subject by analyzing the acquired facial image (620). Here, the plurality of heart rate variability parameters may include Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF, LF(%), HF(%), LF/HF ratio, etc. You can.

예시적 실시예에 따르면, 정신건강 판단 장치는 피험자의 안면 영상으로부터 심장박동에 의한 안면 미동 신호 및/또는 안면 색상 변화 신호를 추출하고, 추출된 안면 미동 신호 및/또는 안면 색상 변화 신호를 이용하여 피험자에 대한 복수의 심박변이도 파라미터를 획득할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the mental health determination device extracts a facial fine movement signal and/or facial color change signal due to heartbeat from the subject's facial image, and uses the extracted facial fine motion signal and/or facial color change signal. Multiple heart rate variability parameters for a subject can be obtained.

정신건강 판단 장치는 판단하고자 하는 정신건강 종류에 따라 복수의 심박변이도 파라미터 중 적어도 하나의 심박변이도 파라미터를 선택할 수 있다(630).The mental health determination device may select at least one heart rate variability parameter from a plurality of heart rate variability parameters according to the type of mental health to be determined (630).

예를 들면, 판단하고자 하는 정신건강이 우울증이면, 정신건강 판단 장치는 복수의 심박변이도 파라미터 중에서 Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF, LF(%), HF(%), LF/HF ratio를 포함하는 15가지의 심박변이도 파라미터를 선택할 수 있다.For example, if the mental health to be judged is depression, the mental health judgment device selects Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF, LF among multiple heart rate variability parameters. You can select 15 heart rate variability parameters including (%), HF (%), and LF/HF ratio.

다른 예를 들면, 판단하고자 하는 정신건강이 불안증이면, 정신건강 판단 장치는 복수의 심박변이도 파라미터 중에서 Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF를 포함하는 11가지의 심박변이도 파라미터를 선택할 수 있다.For another example, if the mental health to be judged is anxiety, the mental health judgment device includes Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, and InHF among a plurality of heart rate variability parameters. There are 11 heart rate variability parameters to choose from.

또 다른 예를 들면, 판단하고자 하는 정신건강이 불면증이면, 정신건강 판단 장치는 복수의 심박변이도 파라미터 중에서 Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF를 포함하는 12가지의 심박변이도 파라미터를 선택할 수 있다.For another example, if the mental health to be judged is insomnia, the mental health judgment device selects Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF among multiple heart rate variability parameters. You can select from 12 heart rate variability parameters, including .

또 다른 예를 들면, 판단하고자 하는 정신건강이 스트레스면, 정신건강 판단 장치는 복수의 심박변이도 파라미터 중에서 Mean HR, SDNN, RMSSD, TP, VLF, LF, HF, InTP, InHF를 포함하는 9가지의 심박변이도 파라미터를 선택할 수 있다.For another example, if the mental health to be judged is stress, the mental health judgment device uses nine heart rate variability parameters including Mean HR, SDNN, RMSSD, TP, VLF, LF, HF, InTP, and InHF. Heart rate variability parameters can also be selected.

또 다른 예를 들면, 판단하고자 하는 정신건강이 인지장애이면, 정신건강 판단 장치는 복수의 심박변이도 파라미터 중에서 Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF를 포함하는 12가지의 심박변이도 파라미터를 선택할 수 있다.For another example, if the mental health to be judged is cognitive impairment, the mental health judgment device may select Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, among a plurality of heart rate variability parameters. There are 12 heart rate variability parameters to choose from, including InHF.

정신건강 판단 장치는 선택된 적어도 하나의 심박변이도 파라미터와 정신건강 판단 모델을 이용하여 피험자에 대한 정신건강을 판단할 수 있다.The mental health determination device may determine the mental health of the subject using at least one selected heart rate variability parameter and a mental health judgment model.

예를 들어, 정신건강 판단 모델은 우울증 판단 모델, 불안증 판단 모델, 불면증 판단 모델, 스트레스 판단 모델 및 인지장애 판단 모델을 포함할 수 있으며, 정신건강 판단 장치는 선택된 적어도 하나의 심박변이도 파라미터와, 정신건강 판단 모델, 예컨대, 우울증 판단 모델, 불안증 판단 모델, 불면증 판단 모델, 스트레스 판단 모델 및 인지장애 판단 모델 중 하나를 이용하여 피험자에 대한 정신건강을 판단할 수 있다.For example, the mental health judgment model may include a depression judgment model, an anxiety judgment model, an insomnia judgment model, a stress judgment model, and a cognitive impairment judgment model, and the mental health judgment device may include at least one selected heart rate variability parameter and a mental health judgment model. The mental health of the subject may be determined using one of a health judgment model, for example, a depression judgment model, an anxiety judgment model, an insomnia judgment model, a stress judgment model, and a cognitive disorder judgment model.

예시적 실시예에 따르면 정신건강 판단 장치는 정신건강 판단 결과의 이유를 설명하기 위해 그래픽 차트를 생성하여 출력 수단을 통해 출력할 수 있다. 이때, 그래픽 차트는 심박변이도 파라미터 분포에서 피험자의 심박변이도 파라미터의 값의 위치를 표현하거나 정신건강 판단 모델의 판단 과정에서의 각 심박변이도 파라미터의 역할을 표현할 수 있다. 예를 들어, 그래픽 차트는 게이지형 차트, 방사형 차트 및 SHAP(Shapley Additive Explanations) 차트 등을 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the mental health determination device may generate a graphic chart to explain the reason for the mental health determination result and output the graphic chart through an output means. At this time, the graphic chart may express the position of the value of the subject's heart rate variability parameter in the heart rate variability parameter distribution or may express the role of each heart rate variability parameter in the judgment process of the mental health judgment model. For example, graphic charts may include gauge charts, radar charts, and Shapley Additive Explanations (SHAP) charts.

예시적 실시예에 따르면 정신건강 판단 장치는 피험자의 실제 정신건강 상태를 피드백으로 입력 받고, 정신건강 판단 결과와 피험자의 실제 정신건강 상태가 상이한 경우, 피험자의 실제 정신건강 상태를 기반으로 기 저장된 정신건강 판단 모델을 갱신할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the mental health determination device receives the subject's actual mental health status as feedback, and if the mental health determination result and the subject's actual mental health status are different, the mental health condition is stored based on the subject's actual mental health status. The health judgment model can be updated.

[실시예][Example]

총 2,101건의 샘플 데이터를 수집하고 랜덤하게 분할하여 1,681건의 샘플 데이터는 학습 세트로서 정신건강 판단 모델 생성에 이용하고, 420건의 샘플 데이터는 검증 세트로서 정신건강 판단 모델의 성능 검증에 이용하였다.A total of 2,101 sample data were collected and randomly divided. 1,681 sample data were used as a learning set to create a mental health judgment model, and 420 sample data were used as a validation set to verify the performance of the mental health judgment model.

Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF, LF(%), HF(%), LF/HF ratio를 포함하는 15가지의 심박변이도 파라미터를 이용하여 딥러닝 모델을 학습시켜 우울증 판단 모델을 생성하고, Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF를 포함하는 11가지의 심박변이도 파라미터를 이용하여 딥러닝 모델을 학습시켜 불안증 판단 모델을 생성하고, Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF를 포함하는 12가지의 심박변이도 파라미터를 이용하여 딥러닝 모델을 학습시켜 불면증 판단 모델을 생성하고, Mean HR, SDNN, RMSSD, TP, VLF, LF, HF, InTP, InHF를 포함하는 9가지의 심박변이도 파라미터를 이용하여 딥러닝 모델을 학습시켜 스트레스 판단 모델을 생성하고, Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF를 포함하는 12가지의 심박변이도 파라미터를 이용하여 딥러닝 모델을 학습시켜 인지장애 판단 모델을 생성하여 테스트한 결과 하기 표 1을 획득할 수 있었다.Uses 15 heart rate variability parameters including Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF, LF(%), HF(%), and LF/HF ratio Create a depression judgment model by learning a deep learning model, and perform deep learning using 11 heart rate variability parameters including Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, and InHF. Create an anxiety judgment model by training the model, and create a deep learning model using 12 heart rate variability parameters including Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, and InHF. Create an insomnia judgment model by learning, and create a stress judgment model by learning a deep learning model using 9 heart rate variability parameters including Mean HR, SDNN, RMSSD, TP, VLF, LF, HF, InTP, and InHF. Create a cognitive impairment judgment model by learning a deep learning model using 12 heart rate variability parameters including Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, and InHF. As a result of creation and testing, Table 1 below was obtained.

Accuracy (%)Accuracy (%) F1 scoreF1 score 우울증 판단 모델Depression Judgment Model 84.084.0 0.7890.789 불안증 판단 모델Anxiety Judgment Model 85.385.3 0.8030.803 불면증 판단 모델Insomnia judgment model 83.283.2 0.7460.746 스트레스 판단 모델stress judgment model 90.890.8 0.7630.763 인지장애 판단 모델Cognitive impairment judgment model 82.482.4 0.7360.736

표 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 우울증 판단 모델, 불안증 판단 모델, 불면증 판단 모델, 스트레스 판단 모델 및 인지장애 판단 모델을 생성하는 경우, 높은 성능을 보임을 알 수 있다.Referring to Table 1, it can be seen that high performance is shown when generating a depression judgment model, anxiety judgment model, insomnia judgment model, stress judgment model, and cognitive impairment judgment model according to an embodiment of the present invention.

상술한 실시예들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현될 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함할 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 디스크 등을 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 작성되고 실행될 수 있다.The above-described embodiments may be implemented as computer-readable code on a computer-readable recording medium. Computer-readable recording media may include all types of recording devices that store data that can be read by a computer system. Examples of computer-readable recording media may include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical disk, etc. Additionally, the computer-readable recording medium may be distributed over network-connected computer systems and written and executed as computer-readable code in a distributed manner.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허청구범위에 기재된 내용과 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.So far, the present invention has been examined focusing on its preferred embodiments. A person skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but should be interpreted to include various embodiments within the scope equivalent to the content described in the patent claims.

100: 정신건강 판단 시스템
110: 정신건강 판단 모델 생성 장치
120, 400: 정신건강 판단 장치
210: 학습 데이터 수집부
220: 모델 생성부
310: 카메라
320: 파라미터 획득부
330: 정신건강 판단부
410: 입력부
420: 저장부
430: 통신부
440: 출력부
450: 모델 갱신부
100: Mental health judgment system
110: Mental health judgment model generation device
120, 400: Mental health judgment device
210: Learning data collection unit
220: Model creation unit
310: camera
320: Parameter acquisition unit
330: Mental Health Judgment Department
410: input unit
420: storage unit
430: Department of Communications
440: output unit
450: Model update unit

Claims (16)

피험자의 안면 영상을 획득하는 카메라;
상기 획득된 안면 영상을 분석하여 상기 피험자에 대한 복수의 심박변이도 파라미터를 획득하는 파라미터 획득부; 및
판단하고자 하는 정신건강 종류에 따라 상기 획득된 복수의 심박변이도 파라미터 중 적어도 하나의 심박변이도 파라미터를 선택하고, 상기 선택된 적어도 하나의 심박변이도 파라미터와 기계학습 기반의 정신건강 판단 모델을 이용하여 상기 피험자에 대한 정신건강을 판단하는 정신건강 판단부; 를 포함하는,
정신건강 판단 장치.
A camera that acquires facial images of the subject;
a parameter acquisition unit configured to acquire a plurality of heart rate variability parameters for the subject by analyzing the acquired facial image; and
According to the type of mental health to be determined, at least one heart rate variability parameter is selected from among the plurality of heart rate variability parameters obtained, and the subject is assessed using the selected at least one heart rate variability parameter and a machine learning-based mental health judgment model. Mental Health Judgment Department, which judges the mental health of people; Including,
Mental health assessment device.
제1항에 있어서,
상기 복수의 심박변이도 파라미터는 Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF, LF(%), HF(%) 및 LF/HF ratio를 포함하는,
정신건강 판단 장치.
According to paragraph 1,
The plurality of heart rate variability parameters include Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF, LF(%), HF(%) and LF/HF ratio,
Mental health assessment device.
제1항에 있어서,
상기 정신건강은 우울증, 불안증, 불면증, 스트레스 및 인지장애를 포함하고, 상기 정신건강 판단 모델은 우울증 판단 모델, 불안증 판단 모델, 불면증 판단 모델, 스트레스 판단 모델 및 인지장애 판단 모델을 포함하는,
정신건강 판단 장치.
According to paragraph 1,
The mental health includes depression, anxiety, insomnia, stress, and cognitive impairment, and the mental health judgment model includes a depression judgment model, an anxiety judgment model, an insomnia judgment model, a stress judgment model, and a cognitive disorder judgment model.
Mental health assessment device.
제1항에 있어서,
상기 정신건강 판단부는,
판단하고자 하는 정신건강이 우울증이면, 상기 복수의 심박변이도 파라미터 중 Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF, LF(%), HF(%) 및 LF/HF ratio를 선택하는,
정신건강 판단 장치.
According to paragraph 1,
The mental health judgment department,
If the mental health to be judged is depression, among the above multiple heart rate variability parameters, Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF, LF(%), HF(%) and selecting the LF/HF ratio,
Mental health assessment device.
제1항에 있어서,
상기 정신건강 판단부는,
판단하고자 하는 정신건강이 불안증이면, 상기 복수의 심박변이도 파라미터 중 Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, LF, HF, InTP, InVLF, InLF 및 InHF를 선택하는,
정신건강 판단 장치.
According to paragraph 1,
The mental health judgment department,
If the mental health to be determined is anxiety, select Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, LF, HF, InTP, InVLF, InLF and InHF among the plurality of heart rate variability parameters.
Mental health assessment device.
제1항에 있어서,
상기 정신건강 판단부는,
판단하고자 하는 정신건강이 불면증이면, 상기 복수의 심박변이도 파라미터 중 Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF 및 InHF를 선택하는,
정신건강 판단 장치.
According to paragraph 1,
The mental health judgment department,
If the mental health to be determined is insomnia, select Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF and InHF among the plurality of heart rate variability parameters.
Mental health assessment device.
제1항에 있어서,
상기 정신건강 판단부는,
판단하고자 하는 정신건강이 스트레스면, 상기 복수의 심박변이도 파라미터 중 Mean HR, SDNN, RMSSD, TP, VLF, LF, HF, InTP 및 InHF를 선택하는,
정신건강 판단 장치.
According to paragraph 1,
The mental health judgment department,
If the mental health to be judged is stress, select Mean HR, SDNN, RMSSD, TP, VLF, LF, HF, InTP and InHF among the plurality of heart rate variability parameters.
Mental health assessment device.
제1항에 있어서,
상기 정신건강 판단부는,
판단하고자 하는 정신건강이 인지장애면, 상기 복수의 심박변이도 파라미터 중 Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF 및 InHF를 선택하는,
정신건강 판단 장치.
According to paragraph 1,
The mental health judgment department,
If the mental health to be determined is cognitive impairment, select Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF and InHF among the plurality of heart rate variability parameters.
Mental health assessment device.
피험자의 안면 영상을 획득하는 단계;
상기 획득된 안면 영상을 분석하여 상기 피험자에 대한 복수의 심박변이도 파라미터를 획득하는 단계;
판단하고자 하는 정신건강 종류에 따라 상기 획득된 복수의 심박변이도 파라미터 중 적어도 하나의 심박변이도 파라미터를 선택하는 단계; 및
상기 선택된 적어도 하나의 심박변이도 파라미터와 기계학습 기반의 정신건강 판단 모델을 이용하여 상기 피험자에 대한 정신건강을 판단하는 단계; 를 포함하는,
정신건강 판단 방법.
Obtaining a facial image of a subject;
acquiring a plurality of heart rate variability parameters for the subject by analyzing the acquired facial image;
Selecting at least one heart rate variability parameter among the obtained plurality of heart rate variability parameters according to the type of mental health to be determined; and
Determining mental health of the subject using the selected at least one heart rate variability parameter and a machine learning-based mental health judgment model; Including,
How to determine mental health.
제9항에 있어서,
상기 복수의 심박변이도 파라미터는 Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF, LF(%), HF(%) 및 LF/HF ratio를 포함하는,
정신건강 판단 방법.
According to clause 9,
The plurality of heart rate variability parameters include Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF, LF(%), HF(%) and LF/HF ratio,
How to determine mental health.
제9항에 있어서,
상기 정신건강은 우울증, 불안증, 불면증, 스트레스 및 인지장애를 포함하고, 상기 정신건강 판단 모델은 우울증 판단 모델, 불안증 판단 모델, 불면증 판단 모델, 스트레스 판단 모델 및 인지장애 판단 모델을 포함하는,
정신건강 판단 방법.
According to clause 9,
The mental health includes depression, anxiety, insomnia, stress, and cognitive impairment, and the mental health judgment model includes a depression judgment model, an anxiety judgment model, an insomnia judgment model, a stress judgment model, and a cognitive disorder judgment model.
How to determine mental health.
제9항에 있어서,
상기 적어도 하나의 심박변이도 파라미터를 선택하는 단계는,
판단하고자 하는 정신건강이 우울증이면, 상기 복수의 심박변이도 파라미터 중 Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF, LF(%), HF(%) 및 LF/HF ratio를 선택하는,
정신건강 판단 방법.
According to clause 9,
The step of selecting at least one heart rate variability parameter includes:
If the mental health to be judged is depression, among the above multiple heart rate variability parameters, Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF, InHF, LF(%), HF(%) and selecting the LF/HF ratio,
How to determine mental health.
제9항에 있어서,
상기 적어도 하나의 심박변이도 파라미터를 선택하는 단계는,
판단하고자 하는 정신건강이 불안증이면, 상기 복수의 심박변이도 파라미터 중 Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, LF, HF, InTP, InVLF, InLF 및 InHF를 선택하는,
정신건강 판단 방법.
According to clause 9,
The step of selecting at least one heart rate variability parameter includes:
If the mental health to be determined is anxiety, select Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, LF, HF, InTP, InVLF, InLF and InHF among the plurality of heart rate variability parameters.
How to determine mental health.
제9항에 있어서,
상기 적어도 하나의 심박변이도 파라미터를 선택하는 단계는,
판단하고자 하는 정신건강이 불면증이면, 상기 복수의 심박변이도 파라미터 중 Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF 및 InHF를 선택하는,
정신건강 판단 방법.
According to clause 9,
The step of selecting at least one heart rate variability parameter includes:
If the mental health to be determined is insomnia, select Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF and InHF among the plurality of heart rate variability parameters.
How to determine mental health.
제9항에 있어서,
상기 적어도 하나의 심박변이도 파라미터를 선택하는 단계는,
판단하고자 하는 정신건강이 스트레스면, 상기 복수의 심박변이도 파라미터 중 Mean HR, SDNN, RMSSD, TP, VLF, LF, HF, InTP 및 InHF를 선택하는,
정신건강 판단 방법.
According to clause 9,
The step of selecting at least one heart rate variability parameter includes:
If the mental health to be judged is stress, select Mean HR, SDNN, RMSSD, TP, VLF, LF, HF, InTP and InHF among the plurality of heart rate variability parameters.
How to determine mental health.
제9항에 있어서,
상기 적어도 하나의 심박변이도 파라미터를 선택하는 단계는,
판단하고자 하는 정신건강이 인지장애면, 상기 복수의 심박변이도 파라미터 중 Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF 및 InHF를 선택하는,
정신건강 판단 방법.
According to clause 9,
The step of selecting at least one heart rate variability parameter includes:
If the mental health to be determined is cognitive impairment, select Mean HR, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, InTP, InVLF, InLF and InHF among the plurality of heart rate variability parameters.
How to determine mental health.
KR1020220060879A 2022-05-18 2022-05-18 Apparatus and method for determining mental health KR20230161183A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220060879A KR20230161183A (en) 2022-05-18 2022-05-18 Apparatus and method for determining mental health
PCT/KR2023/006591 WO2023224349A1 (en) 2022-05-18 2023-05-16 Device and method for mental health assessment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220060879A KR20230161183A (en) 2022-05-18 2022-05-18 Apparatus and method for determining mental health

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230161183A true KR20230161183A (en) 2023-11-27

Family

ID=88835726

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220060879A KR20230161183A (en) 2022-05-18 2022-05-18 Apparatus and method for determining mental health

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20230161183A (en)
WO (1) WO2023224349A1 (en)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8977347B2 (en) * 2012-06-25 2015-03-10 Xerox Corporation Video-based estimation of heart rate variability
EP3449828A1 (en) * 2017-08-28 2019-03-06 INESC TEC - Instituto de Engenharia de Sistemas e Computadores, Tecnologia e Ciência Method and device for detecting stress using beat-to-beat ecg features
KR101998114B1 (en) * 2018-03-15 2019-07-10 한국과학기술연구원 Method of monitoring stress using heart rate variability parameter selection in daily life
CN109875579A (en) * 2019-02-28 2019-06-14 京东方科技集团股份有限公司 Emotional health management system and emotional health management method
KR102152957B1 (en) * 2019-10-18 2020-09-07 (의료)길의료재단 The discrimination of panic disorder from other anxiety disorders based on heart rate variability and the apparatus thereof

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023224349A1 (en) 2023-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10901508B2 (en) Fused electroencephalogram and machine learning for precognitive brain-computer interface for computer control
Cicceri et al. A deep learning approach for pressure ulcer prevention using wearable computing
KR102166010B1 (en) System and method for determining cognitive impairment using face recognization
US20210015415A1 (en) Methods and systems for monitoring user well-being
Shahnaz et al. Emotion recognition based on wavelet analysis of Empirical Mode Decomposed EEG signals responsive to music videos
US20190117143A1 (en) Methods and Apparatus for Assessing Depression
CN107209807A (en) Pain management wearable device
WO2017136938A1 (en) A quality adaptive multimodal affect recognition system for user-centric multimedia indexing
Cabañero et al. Analysis of cognitive load using EEG when interacting with mobile devices
CN110998493A (en) Nerve operating system
CN107910073A (en) A kind of emergency treatment previewing triage method and device
KR101709983B1 (en) Method for matching multiple devices, and device and server system for enabling matching
Karbauskaitė et al. Kriging predictor for facial emotion recognition using numerical proximities of human emotions
Dietz et al. Automatic detection of visual search for the elderly using eye and head tracking data
Alruwaili et al. Human emotion recognition based on brain signal analysis using fuzzy neural network
Bhatt et al. An IoMT‐Based Approach for Real‐Time Monitoring Using Wearable Neuro‐Sensors
Immanuel et al. Analysis of EEG Signal with Feature and Feature Extraction Techniques for Emotion Recognition Using Deep Learning Techniques
Tazrin et al. LiHEA: migrating EEG analytics to ultra-edge IoT devices with logic-in-headbands
US20210286429A1 (en) Machine learning configurations modeled using contextual categorical labels for biosignals
Siddiqui et al. Emotion classification using temporal and spectral features from IR-UWB-based respiration data
Islam et al. Personalization of Stress Mobile Sensing using Self-Supervised Learning
KR20230161183A (en) Apparatus and method for determining mental health
Ferrari et al. Using Voice and Biofeedback to Predict User Engagement during Product Feedback Interviews
Ryabinin et al. Ontology-driven tools for eeg-based neurophysiological research automation
Gimmelberg et al. Artificial Intelligence for screening and assessment of autism.