WO2020141807A2 - Method for predicting paroxysmal atrial fibrillation in normal sinus rhythm electrocardiogram state by using deep learning - Google Patents

Method for predicting paroxysmal atrial fibrillation in normal sinus rhythm electrocardiogram state by using deep learning Download PDF

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Definitions

  • the paroxysmal atrial fibrillation prediction method performed by the paroxysmal atrial fibrillation prediction system comprises: performing a pre-processing process of converting an electrical biosignal into input data based on a diagnostic model; Learning input data on which the pre-processing has been performed in a diagnostic model configured for predicting paroxysmal atrial fibrillation; And determining a potential probability of paroxysmal atrial fibrillation according to a case including a group (PAF normal case) potentially classified as PAF and a real normal case of learning results learned through the diagnostic model. It can contain.
  • the step of determining the potential probability of paroxysmal atrial fibrillation may include performing a post-processing process of setting an optimal number of pulses detected as paroxysmal atrial fibrillation to diagnose final paroxysmal atrial fibrillation using a statistical analysis method. It can contain.
  • the step of performing a pre-processing process of converting the electrical biosignal into input data based on a diagnostic model includes an 8-by-5000 signal with baseline drift removed from the electrical biosignal and an R-peak index for processing at an RR interval. Information can be converted to input data.
  • the pre-processing process of converting the electrical biosignal into input data based on a diagnostic model may include: removing a baseline drift from the electrical biosignal using a Polynominal curve fitting method; Extracting an R-peak index using a Pan Tompkins QRS detector from the electrical signal from which the baseline drift has been removed; Cutting an electrical biosignal from which the baseline drift has been removed with an R-R interval based on the extracted R-peak index, and removing outliers according to the RRI length; And excluding a sudden change from the signal from which the abnormal point is removed as an abnormal signal in the vicinity of the QRS complex from learning.
  • the potential probability of paroxysmal atrial fibrillation is estimated by constructing an RNN-based diagnostic model to detect PAF patients from a steady state ECG showing normal sinus rhythm, and to screen for pre-existing screening. Can be evaluated more accurately.
  • classification accuracy between two groups may be increased when RNN learning is performed including the vicinity of a P-wave.
  • the learning unit 120 may train input data on which the pre-processing has been performed in a diagnostic model configured for predicting paroxysmal atrial fibrillation.
  • the learning unit 120 may increase the section size in the direction including the P-wave section, starting from the Q point on the electrocardiogram, and input the section corresponding to the section length of the specified pulse as an input signal of the diagnostic model. have.
  • the learning unit 120 may configure a diagnostic model for predicting atrial fibrillation based on RNN.
  • the diagnostic model for predicting paroxysmal atrial fibrillation based on RNN adds a bi-directional connection for considering the front-rear relationship in the forward and reverse directions of the time axis, and Long Short- to maintain a series of information in the short and long term.
  • Term Memory (LSTM) and Gated Recurrent Unit (GRU) can be used.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a kernel size optimization method for learning in a paroxysmal atrial fibrillation prediction system according to an embodiment.
  • All data files are in xml format and can be measured on GE MAC5500 machines.
  • the ECG is originally measured on 12 leads, but according to the data storage method in the device, it contains data of 8 leads except for Lead III, avR, avL, and avF in xml.
  • the four leads can be synthesized by simple arithmetic expressions, and approximating data with these operations is a common method.
  • only 8 measured lead signals such as Lead I, II, V1, V2, V3, V4, V5, and V6, can be used. Data was obtained by measuring for 10 seconds simultaneously on each lead. For most signals, the sampling rate is 500 (samples/sec), with 5000 samples per unit of measurement.
  • an R-peak index can be extracted using an R peak detection method, a Pan Tompkins QRS detector, and an R-R interval can be extracted.
  • an R peak detection method e.g., a Pan Tompkins QRS detector
  • an R-R interval e.g., a Pan Tompkins QRS detector
  • the R-peak index values of each lead are almost identical.
  • the signal from the start of the measurement to the first R-peak and the signal from the last peak to the end occur frequently, and can be excluded from learning.
  • FIG. 6 is a view showing an example of a probability distribution function of PAF-normal and real-normal in a paroxysmal atrial fibrillation prediction system according to an embodiment.
  • FIG. 8 is a classification result when the original input signal is used for learning
  • FIG. 9 is a classification accuracy when the 1-system differential value is used. Overall, an improvement in classification accuracy of about 3-5% can be observed.
  • the device described above may be implemented with hardware components, software components, and/or combinations of hardware components and software components.
  • the devices and components described in the embodiments may include, for example, processors, controllers, arithmetic logic units (ALUs), digital signal processors (micro signal processors), microcomputers, field programmable gate arrays (FPGAs).
  • a programmable logic unit (PLU), microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions may be implemented using one or more general purpose computers or special purpose computers.
  • the processing device may run an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system.
  • the processing device may access, store, manipulate, process, and generate data in response to the execution of the software.
  • OS operating system
  • the processing device may access, store, manipulate, process, and generate data in response to the execution of the software.

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Abstract

Disclosed is a method for predicting paroxysmal atrial fibrillation in a normal sinus rhythm electrocardiogram state by using deep learning. A method for predicting paroxysmal atrial fibrillation according to an embodiment may include: a step for performing pre-processing in which electrical biosignals are converted into input data based on a diagnostic model; a step for training a diagnostic model, configured for the prediction of paroxysmal atrial fibrillation, with the pre-processed input data; and a step for evaluating the potential probability of paroxysmal atrial fibrillation in cases that include a group potentially classified as PAF (PAF normal cases) and a real normal group (Real normal cases), by using the training results learned through the diagnostic model.

Description

딥러닝을 이용한 정상동율동 심전도 상태에서의 발작성 심방세동 예측방법A method for predicting paroxysmal atrial fibrillation under normal sinus rhythm ECG using deep learning
아래의 설명은 딥러닝을 이용한 정상동율동 심전도 상태에서의 발작성 심방세동 예측방법에 관한 것이다.The following description relates to a method for predicting paroxysmal atrial fibrillation in a normal rhythmic electrocardiogram state using deep learning.
심방세동(Atrial fibrillation, AF)은 가장 흔한 부정맥 질환으로 사망률, 이환률과 밀접한 관계가 있다. 특히 뇌경색, 심부전 등의 위험성을 크게 상승시켜 운동 능력 및 삶의 질을 현저히 저하시키고 이에 따른 입원비용 증가로 사회적으로도 경제적 부담이 큰 주요 심장 질환이다. 심방세동은 발현 양상, 지속 기간, 심방세동의 자발적 종료 여부에 따라 발작성 심방세동, 지속성 심방세동, 장기간의 지속성 심방세동, 영구적 심방세동으로 분류할 수 있다. 심방세동은 심전도 상 전형적인 심방세동의 패턴(명확히 구분할 수 있는 P-파가 없으며 불규칙한 R-R 간격)을 기록함으로써 이루어지는데 시간이 지남에 따라 많은 환자들이 지속적인 형태의 심방세동으로 진행하게 되며 또한 일부에서는 지속성에서 발작성으로 변할 수도 있다. Atrial fibrillation (AF) is the most common arrhythmia disease and is closely related to mortality and morbidity. In particular, it is a major heart disease that has a significant social and economic burden due to a significant increase in the risk of cerebral infarction and heart failure, which significantly decreases athletic performance and quality of life, and thus increases hospitalization costs. Atrial fibrillation can be classified into paroxysmal atrial fibrillation, persistent atrial fibrillation, long-lasting atrial fibrillation, and permanent atrial fibrillation, depending on the manifestation pattern, duration, and whether atrial fibrillation is voluntarily terminated. Atrial fibrillation is achieved by recording a typical pattern of atrial fibrillation on the electrocardiogram (no clearly distinguishable P-waves and irregular RR intervals). Over time, many patients develop persistent atrial fibrillation and, in some cases, persistence. It may change from paroxysmal to.
심방세동은 패턴 종류에 관계없이 뇌졸중이나 심부전을 일으킬 수 있는 것이 특징이다. 따라서 초기에 AF를 진단하는 것은 매우 중요하나 현재로서는 몇 가지 한계가 존재한다. 먼저, 발작성 심방세동 환자는 심방세동 증세의 발생 빈도가 현저히 낮다는 점이다. 기존 방식에 의하면 심방세동이 있을 때 심전도검사를 해야 정확한 판단이 가능한데, 발병 초기에는 증상이 가끔씩 나타나기 때문에 진단에 있어서 큰 어려움이 있다. 발작성 심방세동 환자의 경우는 평소 정상 심전도로 보여 정상인의 정상 심전도와 기존의 방식대로 구분하기 거의 불가능하다. 기존 방식은 단시간의 검사로 증상을 관측하기가 어려움에 따라, 일상생활에서 탐지하기 위하여 Holter검사와 같이 20-24시간의 ECG를 기록하거나 1-2주간 모니터링 하는 이벤트 레코드와 같은 방법이 고안되었다. 그러나 이는 장기간 동안의 장치 부착에 의존적인 방식이다. 또한 기존의 좋은 결과를 보이는 많은 연구들은 normal-ECG와 abnormal-ECG의 판별에 초점이 맞춰져 있다는 점도 이 문제에 대한 기존 접근 방식의 한계점이다. Atrial fibrillation is characterized by stroke or heart failure, regardless of pattern type. Therefore, it is very important to diagnose AF in the early stages, but there are some limitations. First, patients with paroxysmal atrial fibrillation have a significantly lower incidence of atrial fibrillation. According to the conventional method, it is possible to accurately judge when atrial fibrillation is present, but it is difficult to diagnose because symptoms sometimes appear at the beginning of the onset. In patients with paroxysmal atrial fibrillation, they are usually seen as normal electrocardiograms, making it almost impossible to distinguish between normal ECGs and normal methods of normal people. As the existing method is difficult to observe symptoms with a short-term test, a method such as an event record that records an ECG of 20-24 hours or monitors it for 1-2 weeks is designed to detect it in everyday life. However, this is a method dependent on device attachment for a long period of time. It is also a limitation of the existing approach to this problem that many studies showing good results focus on the discrimination of normal-ECG and abnormal-ECG.
이와 같이 제시된 문제를 해결하기 위해서는 접근방법을 달리할 필요성이 있다.In order to solve the problems presented above, it is necessary to have a different approach.
정상 심전도(normal-ECG)로 진단된 신호 중에서 잠재적으로 PAF로 분류된 그룹(PAF-normal)과 실제의 정상 그룹(real-normal) 간 ECG의 차이점을 밝혀내려는 새로운 관점을 제시한다. We present a new perspective to uncover the differences in ECG between a group potentially diagnosed as PAF (PAF-normal) and a real-normal group among signals diagnosed with normal electrocardiogram (normal-ECG).
정상동율동(Normal sinus rhythm)을 보이는 안정 상태의 심전도(ECG, electrocardiogram)로부터 PAF 환자를 검출하고, 선재적 감별(screen)하기 위해 RNN (recurrent neural network) 기반의 모델을 고안하여 발작성 심방세동을 예측하는 방법 및 시스템을 제공할 수 있다. To detect PAF patients from a steady state electrocardiogram (ECG) showing normal sinus rhythm, and to devise a screen based on RNN (recurrent neural network) to predict paroxysmal atrial fibrillation. It can provide a method and system.
발작성 심방세동 예측 시스템에 의해 수행되는 발작성 심방세동 예측 방법은, 전기적 생체 신호로부터 진단 모델에 기반한 입력 데이터로 변환하는 전처리 과정을 수행하는 단계; 상기 전처리 과정이 수행된 입력 데이터를 발작성 심방세동 예측을 위하여 구성된 진단 모델에 학습시키는 단계; 및 상기 진단 모델을 통하여 학습된 학습 결과를 잠재적으로 PAF로 분류된 그룹(PAF normal case)및 실제의 정상 그룹(Real normal case)을 포함하는 케이스에 따라 발작성 심방세동의 잠재 확률을 판단하는 단계를 포함할 수 있다. The paroxysmal atrial fibrillation prediction method performed by the paroxysmal atrial fibrillation prediction system comprises: performing a pre-processing process of converting an electrical biosignal into input data based on a diagnostic model; Learning input data on which the pre-processing has been performed in a diagnostic model configured for predicting paroxysmal atrial fibrillation; And determining a potential probability of paroxysmal atrial fibrillation according to a case including a group (PAF normal case) potentially classified as PAF and a real normal case of learning results learned through the diagnostic model. It can contain.
상기 발작성 심방세동의 잠재 확률을 판단하는 단계는, 통계적인 분석방법을 이용하여 최종적인 발작성 심방세동으로 진단하기 위해 발작성 심방세동으로 검출되는 맥박의 최적 개수를 설정하는 후처리 과정을 수행하는 단계를 포함할 수 있다. The step of determining the potential probability of paroxysmal atrial fibrillation may include performing a post-processing process of setting an optimal number of pulses detected as paroxysmal atrial fibrillation to diagnose final paroxysmal atrial fibrillation using a statistical analysis method. It can contain.
상기 전기적 생체 신호로부터 진단 모델에 기반한 입력 데이터로 변환하는 전처리 과정을 수행하는 단계는, 상기 전기적 생체 신호로부터 baseline drift가 제거된 8-by-5000 신호와, R-R interval로 가공하기 위한 R -peak index 정보를 입력 데이터로 변환할 수 있다. The step of performing a pre-processing process of converting the electrical biosignal into input data based on a diagnostic model includes an 8-by-5000 signal with baseline drift removed from the electrical biosignal and an R-peak index for processing at an RR interval. Information can be converted to input data.
상기 전기적 생체 신호로부터 진단 모델에 기반한 입력 데이터로 변환하는 전처리 과정을 수행하는 단계는, 상기 전기적 생체 신호로부터 Polynominal curve fitting방식을 사용하여 baseline drift를 제거하는 단계; 상기baseline drift이 제거된 전기적 생체 신호로부터 Pan Tompkins QRS detector를 사용하여 R-peak 인덱스를 추출하는 단계; 상기 추출된 R-peak 인덱스에 기반하여 상기baseline drift이 제거된 전기적 생체 신호를 R-R Interval로 커팅하고, RRI length에 따라 이상점(Outlier)를 제거하는 단계; 및 상기 이상점이 제거된 신호로부터 QRS complex 부근의 비정상적인 신호로 간주되는 급격한 변화를 학습에서 배제시키는 단계를 포함할 수 있다. The pre-processing process of converting the electrical biosignal into input data based on a diagnostic model may include: removing a baseline drift from the electrical biosignal using a Polynominal curve fitting method; Extracting an R-peak index using a Pan Tompkins QRS detector from the electrical signal from which the baseline drift has been removed; Cutting an electrical biosignal from which the baseline drift has been removed with an R-R interval based on the extracted R-peak index, and removing outliers according to the RRI length; And excluding a sudden change from the signal from which the abnormal point is removed as an abnormal signal in the vicinity of the QRS complex from learning.
상기 전처리 과정이 수행된 입력 데이터를 발작성 심방세동 예측을 위하여 구성된 진단 모델에 학습시키는 단계는, 심전도에서의 Q 지점을 기점으로 P-wave 구간을 포함하는 방향으로 구간 크기를 늘려가면서 지정된 맥박의 구간길이에 해당하는 구간을 입력 시퀀스를 상기 진단 모델의 입력 신호로 입력하는 단계를 포함할 수 있다. The step of learning the input data on which the pre-processing is performed in a diagnostic model configured for predicting paroxysmal atrial fibrillation, is a section of a specified pulse while increasing the section size in the direction including the P-wave section starting from the Q point in the electrocardiogram The method may include inputting a section corresponding to a length as an input signal of the diagnostic model.
상기 전처리 과정이 수행된 입력 데이터를 발작성 심방세동 예측을 위하여 구성된 진단 모델에 학습시키는 단계는, RNN 기반의 발작성 심방세동 예측을 위한 진단 모델을 구성하는 단계를 포함하고, 상기 RNN 기반의 발작성 심방세동 예측을 위한 진단 모델은, 시간축의 흐름을 순방향 및 역방향으로 전후 관계를 고려하기 위한 bi-directional connection을 추가하고, 일련의 정보를 단기 및 장기적으로 유지하기 위하여 LSTM(Long Short-Term Memory)과 GRU(Gated Recurrent Unit)를 사용할 수 있다. The step of learning input data on which the pre-processing has been performed in a diagnostic model configured for predicting paroxysmal atrial fibrillation includes constructing a diagnostic model for predicting paroxysmal atrial fibrillation based on RNN, and the RNN-based paroxysmal atrial fibrillation. The diagnostic model for prediction adds a bi-directional connection for considering the front-rear relationship in the forward and reverse direction of the time axis, and long-term memory (LSTM) and GRU to maintain a series of information in the short and long term. (Gated Recurrent Unit) can be used.
상기 학습을 수행하는 단계는, 제1 Bi-LSTM layer에서 획득된 값을 제2 Bi-LSTM에 입력함에 따라 복수 개의 코드를 획득하고, 획득된 복수 개의 코드를 fully-connected layer에 입력하여PAF-normal ECG과Real-normal ECG의 binary classification을 통과하여 최종 분류를 수행하는 단계를 포함할 수 있다. In the step of performing the learning, a plurality of codes are acquired by inputting a value obtained from the first Bi-LSTM layer to the second Bi-LSTM, and the obtained plurality of codes are input to the fully-connected layer to generate a PAF- It may include the step of performing the final classification by passing the binary classification of normal ECG and Real-normal ECG.
발작성 심방세동 예측 시스템은, 전기적 생체 신호로부터 진단 모델에 기반한 입력 데이터로 변환하는 전처리 과정을 수행하는 전처리부; 상기 전처리 과정이 수행된 입력 데이터를 발작성 심방세동 예측을 위하여 구성된 진단 모델에 학습시키는 학습부; 및 상기 진단 모델을 통하여 학습된 학습 결과를 잠재적으로 PAF로 분류된 그룹(PAF normal case) 및 실제의 정상 그룹(Real normal case)을 포함하는 케이스에 따라 발작성 심방세동의 잠재 확률을 판단하는 판단부를 포함할 수 있다. The paroxysmal atrial fibrillation prediction system includes: a pre-processing unit that performs a pre-processing process of converting an electrical biosignal into input data based on a diagnostic model; A learning unit for learning input data on which the pre-processing is performed in a diagnostic model configured for predicting paroxysmal atrial fibrillation; And a judging unit for judging the potential probability of paroxysmal atrial fibrillation according to a case including a group (PAF normal case) and a real normal case (PAF normal case) potentially classified as a learning result learned through the diagnostic model. It can contain.
정상동율동(Normal sinus rhythm)을 보이는 안정 상태의 심전도 로부터 PAF 환자를 검출하고, 선재적 감별(screen)하기 위해 RNN 기반의 진단 모델을 구성하고, 구성된 진단 모델을 학습시킴으로써 발작성 심방세동의 잠재 확률을 보다 정확하게 평가할 수 있다. 또한, 각 맥박 내에서 핵심적 특징이 될 수 있는 구간을 최적화 한 결과 P-wave 부근을 포함하여 RNN 학습을 수행하였을 때 두 그룹간의 분류 정확도가 높아질 수 있다.The potential probability of paroxysmal atrial fibrillation is estimated by constructing an RNN-based diagnostic model to detect PAF patients from a steady state ECG showing normal sinus rhythm, and to screen for pre-existing screening. Can be evaluated more accurately. In addition, as a result of optimizing a section that may be a key feature in each pulse, classification accuracy between two groups may be increased when RNN learning is performed including the vicinity of a P-wave.
하나의 맥박 내에서도 각 구간의 신호 사이에 유기적인 인과관계가 있을 것이라는 전제 하에 장기간에 걸쳐 측정된 데이터를 다루지 않고, 개별 맥박의 패턴 분석을 통하여 분류 작업을 수행함에 따라 진단에 필요한 측정 데이터량을 감소시킬 수 있다. Reducing the amount of measurement data required for diagnosis by performing classification work through pattern analysis of individual pulses, without dealing with data measured over a long period, assuming that there will be an organic causal relationship between signals in each section even within a single pulse I can do it.
도 1은 일 실시예에 따른 발작성 심방세동 예측 시스템의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a configuration of a paroxysmal atrial fibrillation prediction system according to an embodiment.
도 2는 일 실시예에 따른 발작성 심방세동 예측 시스템에서 발작성 심방세동 예측 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a method for predicting paroxysmal atrial fibrillation in a system for predicting paroxysmal atrial fibrillation according to an embodiment.
도 3은 일 실시예에 따른 발작성 심방세동 예측 시스템에서 학습을 위한 kernel 크기 최적화 방법을 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram illustrating a kernel size optimization method for learning in a paroxysmal atrial fibrillation prediction system according to an embodiment.
도 4는 일 실시예에 따른 발작성 심방세동 예측 시스템에서 Bi-directional LSRM을 이용한 진단 모델의 구조를 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining the structure of a diagnostic model using Bi-directional LSRM in a paroxysmal atrial fibrillation prediction system according to an embodiment.
도 5는 일 실시예에 따른 발작성 심방세동 예측 시스템에서 후처리를 위한 검출빈도의 예를 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating an example of detection frequency for post-processing in a paroxysmal atrial fibrillation prediction system according to an embodiment.
도 6은 일 실시예에 따른 발작성 심방세동 예측 시스템에서 PAF-normal 및 real-normal의 확률 분포함수의 예를 나타낸 도면이다.6 is a view showing an example of a probability distribution function of PAF-normal and real-normal in a paroxysmal atrial fibrillation prediction system according to an embodiment.
도 7은 일 실시예에 따른 발작성 심방세동 예측 시스템에서 최적의 구간을 탐지하는 것을 설명하기 위한 예이다. 7 is an example for explaining detecting an optimal section in a paroxysmal atrial fibrillation prediction system according to an embodiment.
도 8 및 도 9는 일 실시예에 따른 발작성 심방세동 예측 시스템에서 입력 신호를 이용한 분류 정확도를 나타낸 예이다. 8 and 9 are examples showing classification accuracy using an input signal in a paroxysmal atrial fibrillation prediction system according to an embodiment.
이하, 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
정상동율동(Normal sinus rhythm)을 보이는 안정 상태의 심전도(ECG, electrocardiogram)로부터 PAF 환자를 검출하고, 선재적 감별(screen)하기 위해 RNN (recurrent neural network) 기반의 모델을 고안하여 발작성 심방세동을 예측하는 방법 및 시스템을 제공할 수 있다. To detect PAF patients from a steady state electrocardiogram (ECG) showing normal sinus rhythm, and to devise a screen based on RNN (recurrent neural network) to predict paroxysmal atrial fibrillation. It can provide a method and system.
도 1은 일 실시예에 따른 발작성 심방세동 예측 시스템의 구성을 설명하기 위한 블록도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 발작성 심방세동 예측 시스템에서 발작성 심방세동 예측 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a block diagram illustrating a configuration of a paroxysmal atrial fibrillation prediction system according to an embodiment, and FIG. 2 is a flowchart illustrating a method for predicting paroxysmal atrial fibrillation in a paroxysmal atrial fibrillation prediction system according to an embodiment.
발작성 심방세동 예측 시스템(100)의 프로세서는 전처리부(110), 학습부(120) 및 판단부(130)를 포함할 수 있다. 이러한 프로세서의 구성요소들은 적어도 하나의 프로그램 코드에 의해 제공되는 제어 명령에 따라 프로세서에 의해 수행되는 서로 다른 기능들(different functions)의 표현들일 수 있다. 프로세서 및 프로세서의 구성요소들은 도 2의 발작성 심방세동 예측 방법이 포함하는 단계들(210 내지 230)을 수행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서 및 프로세서의 구성요소들은 메모리가 포함하는 운영체제의 코드와 상술한 적어도 하나의 프로그램 코드에 따른 명령(instruction)을 실행하도록 구현될 수 있다. 여기서, 적어도 하나의 프로그램 코드는 발작성 심방세동 예측 방법을 처리하기 위해 구현된 프로그램의 코드에 대응될 수 있다. 발작성 심방세동 예측 방법은 도시된 순서대로 발생하지 않을 수 있으며, 단계들 중 일부가 생략되거나 추가의 과정이 더 포함될 수 있다.The processor of the paroxysmal atrial fibrillation prediction system 100 may include a pre-processing unit 110, a learning unit 120, and a determination unit 130. The components of the processor may be representations of different functions performed by the processor according to a control instruction provided by at least one program code. The processor and components of the processor may perform steps 210 to 230 included in the paroxysmal atrial fibrillation prediction method of FIG. 2. For example, the processor and the components of the processor may be implemented to execute instructions according to at least one program code and the code of the operating system included in the memory. Here, the at least one program code may correspond to the code of the program implemented to process the paroxysmal atrial fibrillation prediction method. The paroxysmal atrial fibrillation prediction method may not occur in the illustrated order, and some of the steps may be omitted or additional processes may be further included.
프로세서는 발작성 심방세동 예측 방법을 위한 프로그램 파일에 저장된 프로그램 코드를 메모리에 로딩할 수 있다. 이때, 프로세서 및 프로세서가 포함하는 전처리부(110), 학습부(120) 및 판단부(130) 각각은 메모리에 로딩된 프로그램 코드 중 대응하는 부분의 명령을 실행하여 이후 단계들(210 내지 230)을 실행하기 위한 프로세서의 서로 다른 기능적 표현들일 수 있다. The processor may load the program code stored in the program file for the paroxysmal atrial fibrillation prediction method into memory. At this time, each of the pre-processing unit 110, the learning unit 120, and the determining unit 130 included in the processor and the processor executes the corresponding part of the program code loaded in the memory to execute the subsequent steps (210 to 230). It may be different functional representations of the processor for executing.
단계(210)에서 전처리부(110)는 전기적 생체 신호로부터 진단 모델에 기반한 입력 데이터로 변환하는 전처리 과정을 수행할 수 있다. 이때, 전기적 생체 신호는 심전도일 수 있다. 전처리부(110)는 전기적 생체 신호로부터 baseline drift가 제거된 8-by-5000 신호와 R-R interval로 가공하기 위한 R -peak index 정보를 입력 데이터로 변환할 수 있다. 전처리부(110)는 상기 전기적 생체 신호로부터 Polynominal curve fitting방식을 사용하여 baseline drift를 제거할 수 있다. 전처리부(110)는baseline drift이 제거된 전기적 생체 신호로부터 Pan Tompkins QRS detector를 사용하여 R-peak 인덱스를 추출할 수 있다. 전처리부(110)는 추출된 R-peak 인덱스에 기반하여 baseline drift이 제거된 전기적 생체 신호를 R-R Interval로 커팅하고, RRI length에 따라 이상점(Outlier)를 제거할 수 있다. 전처리부(110)는 이상점이 제거된 신호로부터 QRS complex 부근의 비정상적인 신호로 간주되는 급격한 변화를 학습에서 배제시킬 수 있다. In step 210, the pre-processing unit 110 may perform a pre-processing process of converting an electrical biosignal into input data based on a diagnostic model. At this time, the electrical biosignal may be an electrocardiogram. The pre-processing unit 110 may convert 8-by-5000 signals from which baseline drift is removed from electrical bio signals and R-peak index information for processing into R-R intervals into input data. The pre-processing unit 110 may remove the baseline drift from the electrical biosignal using a polynominal curve fitting method. The pre-processing unit 110 may extract an R-peak index using a Pan Tompkins QRS detector from an electrical biosignal from which baseline drift has been removed. The pre-processing unit 110 may cut an electrical biosignal from which baseline drift has been removed based on the extracted R-peak index to an R-R interval and remove outliers according to the RRI length. The pre-processing unit 110 may exclude a rapid change, which is regarded as an abnormal signal in the vicinity of the QRS complex, from the signal from which the abnormal point is removed from learning.
단계(220)에서 학습부(120)는 전처리 과정이 수행된 입력 데이터를 발작성 심방세동 예측을 위하여 구성된 진단 모델에 학습시킬 수 있다. 학습부(120)는 심전도에서의 Q 지점을 기점으로 P-wave 구간을 포함하는 방향으로 구간 크기를 늘려가면서 지정된 맥박의 구간길이에 해당하는 구간을 입력 시퀀스를 진단 모델의 입력 신호로 입력할 수 있다. 학습부(120)는 RNN 기반의 발작성 심방세동 예측을 위한 진단 모델을 구성할 수 있다. 이때, RNN 기반의 발작성 심방세동 예측을 위한 진단 모델은 시간축의 흐름을 순방향 및 역방향으로 전후 관계를 고려하기 위한 bi-directional connection을 추가하고, 일련의 정보를 단기 및 장기적으로 유지하기 위하여 Long Short-Term Memory(LSTM)과 Gated Recurrent Unit(GRU)를 사용할 수 있다. In step 220, the learning unit 120 may train input data on which the pre-processing has been performed in a diagnostic model configured for predicting paroxysmal atrial fibrillation. The learning unit 120 may increase the section size in the direction including the P-wave section, starting from the Q point on the electrocardiogram, and input the section corresponding to the section length of the specified pulse as an input signal of the diagnostic model. have. The learning unit 120 may configure a diagnostic model for predicting atrial fibrillation based on RNN. At this time, the diagnostic model for predicting paroxysmal atrial fibrillation based on RNN adds a bi-directional connection for considering the front-rear relationship in the forward and reverse directions of the time axis, and Long Short- to maintain a series of information in the short and long term. Term Memory (LSTM) and Gated Recurrent Unit (GRU) can be used.
단계(230)에서 판단부(130)는 진단 모델을 통하여 학습된 학습 결과를 잠재적으로 PAF로 분류된 그룹(PAF normal case)및 실제의 정상 그룹(Real normal case)을 포함하는 케이스에 따라 발작성 심방세동(PAF-normal)의 잠재 확률을 판단할 수 있다. 판단부(130)는 통계적인 분석방법을 이용하여 최종적인 발작성 심방세동으로 진단하기 위해 발작성 심방세동으로 검출되는 맥박의 최적 개수를 설정하는 후처리 과정을 수행할 수 있다. In step 230, the determination unit 130 performs paroxysmal atrium according to a case including a group (PAF normal case) and a real normal case (PAF normal case) potentially classified as a learning result learned through a diagnostic model. The potential probability of fibrillation (PAF-normal) can be determined. The determination unit 130 may perform a post-processing process for setting the optimal number of pulses detected by paroxysmal atrial fibrillation to diagnose final paroxysmal atrial fibrillation using a statistical analysis method.
도 3은 일 실시예에 따른 발작성 심방세동 예측 시스템에서 학습을 위한 kernel 크기 최적화 방법을 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram illustrating a kernel size optimization method for learning in a paroxysmal atrial fibrillation prediction system according to an embodiment.
데이터 셋은 모두 정상 그룹(normal case)으로 분류되는 전기적 생체 신호(예를 들면, 심전도)를 포함한다. 이러한 데이터는 두 가지 그룹으로 라벨링 되어있다. 모든 진단(true label)과 심전도 데이터는 전문 의료진들에 의해 검증 후 제공될 수 있다. 이때, 이러한 데이터는 예시일 뿐, 한정되는 것은 아니며, 다양한 병원들로부터 제공받을 수 있다. 예를 들면, 기존에 PAF 진단을 받은 병력이 있는 환자로부터 취득한 데이터가 547case, 그리고 심장에 이상이 없는 정상인으로부터 취득한 데이터가 2506case이다.All data sets include electrical biosignals (eg, electrocardiograms) that are classified into normal groups. These data are labeled in two groups. All diagnostic (true label) and electrocardiogram data can be provided after verification by professional medical personnel. At this time, these data are only examples, and are not limited, and may be provided by various hospitals. For example, 547 cases of data obtained from a patient with a history of PAF diagnosis, and 2506 cases of data obtained from a normal person with no abnormalities in the heart.
모든 데이터 파일은 xml format으로, GE MAC5500 기계로 측정될 수 있다. 원래 12 leads에서 심전도를 측정하지만, 기기 내 데이터저장 방식에 따르면, xml 내부에서 Lead III, avR, avL, avF를 제외한 8가지 lead의 데이터를 담고 있다. 네 개의 lead는 간단한 사칙연산 수식으로 합성할 수 있으며 이러한 연산으로 데이터를 근사 시키는 것은 일반적으로 많이 사용하는 방식이다. 실시예에서는 Lead I, II, V1, V2, V3, V4, V5, V6으로 총 8가지의 측정된 lead신호만 사용할 수 있다. 각 lead들에서 동시에 10초간 측정하여 데이터를 취득했다. 대부분의 신호에서 sampling rate는 500(samples/sec)이며, 하나의 측정 단위당 5000개의 샘플을 가진다. xml 파일 하나가 한 번의 측정 case이며, <WaveFormData> tag에서 Base64 Encoding된 값을 읽어오면, xml파일 하나 당 1차원 배열을 8개 획득할 수 있다. 10초간의 신호 내에는 복수 번의 맥박(pulse)이 있으며, 사람의 심박수에 따라 박동수가 달라, 한 사람당 약 10개 이상의 pulse를 획득할 수 있다. 이떄, 실험 과정에서 이 8-by-5000으로 가공된 데이터를 한 묶음으로서 처리하도록 한다.All data files are in xml format and can be measured on GE MAC5500 machines. The ECG is originally measured on 12 leads, but according to the data storage method in the device, it contains data of 8 leads except for Lead III, avR, avL, and avF in xml. The four leads can be synthesized by simple arithmetic expressions, and approximating data with these operations is a common method. In the embodiment, only 8 measured lead signals, such as Lead I, II, V1, V2, V3, V4, V5, and V6, can be used. Data was obtained by measuring for 10 seconds simultaneously on each lead. For most signals, the sampling rate is 500 (samples/sec), with 5000 samples per unit of measurement. One xml file is one measurement case, and if Base64-encoded values are read from the <WaveFormData> tag, eight one-dimensional arrays can be obtained per xml file. There are multiple pulses within a 10-second signal, and the number of beats varies according to the heart rate of a person, so that about 10 pulses per person can be acquired. Now, in the course of the experiment, the 8-by-5000 processed data is processed as a bundle.
발작성 심방세동 예측 시스템은 전기적 생체 신호로부터 진단 모델에 기반한 입력 데이터로 변환하는 전처리 과정을 수행할 수 있다. 발작성 심방세동 예측 시스템은 전기적 생체 신호로부터 baseline drift를 제거하고, QRS detector를 이용하여 R-peak의 위치를 탐지할 수 있다. 그 후 R-R Interval(RRI)로 신호를 커팅한 다음, RRI length에 따라 이상점(outlier)을 제거할 수 있다. 이후 QRS complex 부근의 비정상적인 신호로 간주되는 급격한 변화를 학습에서 배제시키기 위한 작업을 거친다.The paroxysmal atrial fibrillation prediction system may perform a pre-processing process that converts electrical biosignals into input data based on a diagnostic model. The paroxysmal atrial fibrillation prediction system can remove baseline drift from electrical biosignals and detect the position of the R-peak using a QRS detector. After that, the signal is cut by R-R Interval (RRI), and then the outlier can be removed according to the RRI length. Afterwards, we work to exclude the rapid change that is considered an abnormal signal in the vicinity of the QRS complex from learning.
발작성 심방세동 예측 시스템은 진단 모델에 필요한 입력 데이터로 baseline drift가 제거된 8-by-5000 신호 및 R-R interval로 가공하기 위한 R -peak index 정보가 필요하다. ECG baseline wander는 자주 발생하는 노이즈로, 임피던스와 호흡, 움직임 등에 의해 발생한다. 이 노이즈는 기 설정된 시간(예를 들면, 10초간)동안 측정한 신호 내에서 완만하게 전반적으로 나타난다. 맥박 단위로 데이터를 가공하기 위해서는 전기적 생체 신호 전반에 나타나는 드리프트(drift)의 제거가 우선적으로 필요하다. Polynominal curve fitting방식을 사용하여 baseline drift를 제거할 수 있다. 이때 dimension parameter는30으로, baseline drift가 효과적으로 제거되면서 세부적인 데이터는 훼손되지 않는 정도로 설정할 수 있다.The paroxysmal atrial fibrillation prediction system requires input data for a diagnostic model, 8-by-5000 signals with baseline drift removed, and R-peak index information for processing into R-R intervals. ECG baseline wander is a frequently generated noise and is caused by impedance, breathing, and movement. This noise appears slowly and generally within the signal measured for a predetermined period of time (eg, 10 seconds). In order to process data on a pulse-by-pulse basis, it is first necessary to remove drifts that appear throughout the electrical biosignal. The baseline drift can be removed by using the polynominal curve fitting method. At this time, the dimension parameter is 30, and as the baseline drift is effectively removed, detailed data can be set to the extent that it is not damaged.
전기적 생체 신호(심전도)를 맥박 단위로 추출하는 전처리 과정에서, R peak 검출방법인 Pan Tompkins QRS detector를 사용하여 R-peak 인덱스를 추출하고, R-R Interval을 추출할 수 있다. 이때, 8 lead가 동시에 측정되었기 때문에, 각 lead들의 R-peak index값은 거의 일치한다. 또한, 측정 시작부터 첫 R-peak까지의 신호와, 마지막 peak부터 마지막까지의 신호는 노이즈가 자주 발생하여 학습에서 제외시킬 수 있다. 통계적으로 real-normal과 PAF-normal 그룹 간의 RRI length에는 평균적으로 큰 차이가 없었으나, 측정 케이스마다 심박수는 다양하게 나타남을 보였다. In the pre-processing process of extracting an electrical biosignal (electrocardiogram) in pulse units, an R-peak index can be extracted using an R peak detection method, a Pan Tompkins QRS detector, and an R-R interval can be extracted. At this time, since 8 leads were measured at the same time, the R-peak index values of each lead are almost identical. In addition, the signal from the start of the measurement to the first R-peak and the signal from the last peak to the end occur frequently, and can be excluded from learning. Statistically, there was no significant difference in the RRI length between the real-normal and PAF-normal groups, but the heart rate varied in each measurement case.
학습에 있어서 방해가 되는 요인이 되는 두 가지 이상점 기준을 설정할 수 있다. 평균 R-R Interval의 약 절반 정도의 값인 200샘플을 임계값으로 설정하고 그 미만의 RRI을 포함하는 케이스는 모두 이상점으로 간주할 수 있다. 이는 심박수가 약150 이상이거나 노이즈가 발생한 경우를 제거한 것인데, 이런 경우는 ECG가 안정적으로 측정된 환경이 아니라고 판단하여 설정한 기준치이다. RRI의 상한선은 고려하지 않았는데, 이는 RRI가 길더라도 ECG의 P, QRS complex등의 구간 길이에는 큰 영향을 받지는 않기 때문이다.Two outlier criteria can be established that are an obstacle to learning. A 200 sample, which is about half of the average R-R interval, is set as a threshold value, and all cases including RRIs below it can be regarded as outliers. This is when the heart rate is about 150 or higher or noise is eliminated. In this case, ECG is a standard value determined by determining that the environment is not a stable measurement. The upper limit of RRI was not taken into account, because even if the RRI is long, it is not significantly affected by the length of sections such as P and QRS complex of ECG.
또한, QRS complex는 변화폭이 크고 신호마다 크기가 매우 다르게 나타나며, 진단과는 거의 무관하여 역시 배제해야 하는 요소이므로 Q-R 부분은 R-peak지점에서 Q방향으로 20 샘플을 제외시킬 수 있다. 이러한 전처리 과정을 수행하여 이상점을 제외한 케이스에서 추출한 8-lead pulse를 최종적인 데이터 셋으로 사용할 수 있다.In addition, since the QRS complex has a large variation and a very different size for each signal, it is a factor that should be excluded because it is almost irrelevant to the diagnosis, so the Q-R part can exclude 20 samples in the Q direction from the R-peak point. By performing this pre-processing process, 8-lead pulses extracted from cases excluding outliers can be used as the final data set.
진단 모델의 입력으로RRI 단위로 가공한 데이터를 전부 사용하지는 않는다. 심방이 미세하게 비정상적인 전기적 신호에 의해 떨리면서 발생하는 AF 는 심전도에서 P-파의 불규칙성으로 표현되며, 심전도에서의 QRS 는 심실의 탈분극을 나타내는 것이므로 AF발생 유무에 있어서 가장 차이가 유력할 구간으로 QRS complex가 나타나기 이전의 P-wave 부근에서의 신호로 가정하기로 한다. 이러한 정보를 반영하여, Q지점을 기점으로 점진적으로 P-wave구간을 포함하는 방향으로 구간 크기를 늘려가면서 최적의 구간 길이(sequence length)를 지정할 수 있다. 예를 들면, 도 1을 참고하면, 20-180 샘플의 범위 내에서 10 샘플씩 늘려가면서 구간길이로 지정하여 실험을 수행하여 분류 정확도의 추이를 관측할 수 있다. 이는 RRI outlier 임계값인 200 샘플에서 Q-R interval 20 샘플을 제외한 모든 구간을 관측하는 검사범위이다. 맥박의 특정 구간길이에 해당하는 구간이 이후 진단모델의 입력신호의 시퀀스(sequence)가 된다.Not all data processed in RRI units are used as input to the diagnostic model. AF, which occurs when the atrium is shaken by a microscopically abnormal electrical signal, is expressed as P-wave irregularity in the electrocardiogram, and QRS in the electrocardiogram indicates depolarization of the ventricle, so the most significant difference in the presence or absence of AF is the QRS complex. It is assumed that the signal is near the P-wave before appears. By reflecting this information, it is possible to designate an optimal sequence length while gradually increasing the section size in the direction including the P-wave section starting from the Q point. For example, referring to FIG. 1, it is possible to observe a trend of classification accuracy by performing an experiment by specifying an interval length while increasing 10 samples within a range of 20-180 samples. This is the inspection range that observes all sections except the Q-R interval 20 samples in the 200 samples, which are the RRI outlier thresholds. The section corresponding to the specific section length of the pulse is then a sequence of input signals of the diagnostic model.
도 4는 일 실시예에 따른 발작성 심방세동 예측 시스템에서 Bi-directional LSRM을 이용한 진단 모델의 구조를 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining the structure of a diagnostic model using Bi-directional LSRM in a paroxysmal atrial fibrillation prediction system according to an embodiment.
발작성 심방세동 예측 시스템은 전처리 과정과 최적화된 구간이 적용된 입력 시퀀스의 데이터 셋을 Bi-directional LSTM학습에 이용할 수 있다. 제1 Bi-LSTM layer에서 획득한 값을 제2 Bi-LSTM에 입력하여, 복수 개의 Bi-LSTM layer에서 복수 개(예를 들면, 20개)의 code를 획득할 수 있다. 이를 fully-connected layer에 입력하여PAF-normal ECG과 Real-normal ECG의 binary classification을 수행할 수 있다. 이때, binary classification는 맥박 단위로 이루어질 수 있다. 이후에, 후처리 과정에서 binary classification된 정보를 이용하여 케이스 별로 PAF-normal의 잠재 확률을 평가할 수 있다.The paroxysmal atrial fibrillation prediction system can use a data set of an input sequence to which a preprocessing process and an optimized section are applied for Bi-directional LSTM learning. By inputting the value obtained from the first Bi-LSTM layer to the second Bi-LSTM, a plurality of (eg, 20) codes can be obtained from a plurality of Bi-LSTM layers. By inputting this into the fully-connected layer, binary classification of PAF-normal ECG and real-normal ECG can be performed. At this time, binary classification may be performed in pulse units. Subsequently, the potential probability of PAF-normal can be evaluated on a case-by-case basis by using binary classified information in a post-processing process.
구체적으로, 발작성 심방세동 예측 시스템은 시퀀스 데이터를 처리하는 데에 있어 Recurrent Neural Network(RNN)을 기반의 진단 모델을 구성할 수 있다. 이때, RNN은 시간을 기준으로 연속적으로 발생하는 신호를 순차적으로 입력받고, 각 시각마다 압축한 정보를 전달하여 다음의 time-step에서의 연산에 연결되는 구조이다. 전기적 생체 신호는 시간 순서대로 측정된 일련의 신호이고, 각 구간은 심방, 심실의 작용으로 인한 입출력의 연속이므로 이러한 데이터의 관점에서 접근할 수 있다. 시간 축에서의 관계를 긴밀하게 관측해내면 이는 심장의 물리적인 요소와 직결되며, RNN을 통하여 인접한 시간에서의 관계만 포착하는 것이 아니라, 입력 신호를 전반적으로 고려하게 된다.Specifically, the paroxysmal atrial fibrillation prediction system may construct a diagnostic model based on Recurrent Neural Network (RNN) in processing sequence data. At this time, the RNN is a structure that sequentially receives signals that are continuously generated based on time, and transmits compressed information at each time to be connected to operations in the next time-step. The electrical bio-signals are a series of signals measured in chronological order, and each section is a series of inputs and outputs due to the action of the atrium and ventricle, so it can be accessed from the viewpoint of this data. By closely observing the relationship in the time axis, it is directly related to the physical elements of the heart, and RNN not only captures the relationship in adjacent time, but also considers the input signal as a whole.
진단 모델에 적용한RNN을 이용하여 추가로 고려한 사항은 다음과 같다. 발작성 심방세동 예측 시스템은 시간축의 흐름을 양방향으로 고려하기 위해 forward 및 backward states를 동시에 구성된 구조를 이중으로 중첩하고, 1차적으로 획득된 코드를 다시 양방향으로 학습하여보다 고수준의 특징(high level feature)을 학습할 수 있게 모델을 구성할 수 있다. 예를 들면, 입력 시퀀스가 입력되는 첫번째 레이어의 forward와 backward states는 각각 50개이다. 첫번째 레이어에서 생성된 출력은 네트워크를 거쳐 최종적으로 100개의 은닉상태(hidden state) 정보를 생성하게 된다. 이 코드가 두번째 레이어의 입력으로 학습되며, 역시 한 방향당 10개의 상태(states)로 구성된다. 결과적으로, Bi-directional RNN의 출력은 20개의 코드이고, 두 그룹간의 차이를 판별하기 위한 정보가 함축되어있다. 이렇게 생성된 코드들은 classification layer를 거쳐 최종 분류를 수행하게 된다.Additional considerations using RNN applied to the diagnostic model are as follows. The paroxysmal atrial fibrillation prediction system overlaps the structures composed of forward and backward states simultaneously in order to consider the flow of the time axis in both directions, and learns the first acquired code in both directions again to achieve a higher level feature. Models can be constructed to learn. For example, the forward and backward states of the first layer to which the input sequence is input are 50 respectively. The output generated in the first layer will eventually generate 100 hidden state information through the network. This code is learned as the input of the second layer, and also consists of 10 states per direction. As a result, the output of the bi-directional RNN is 20 codes, and information for determining the difference between the two groups is implied. The codes generated in this way go through the classification layer and perform the final classification.
일례로, RNN기반으로 각 time-step간에 저장하는 다른 종류의 메모리 블럭을 사용하는 LSTM(Long Short-Term Memory) 과GRU(Gated Recurrent Unit)에 대해 실험이 진행될 수 있다. LSTM는 시퀀스 데이터의 정보 중에서 필요한 정보를 적절히 기억하거나 잊을 수 있어, 두 그룹의 분별에 있어 의미있는 정보를 판단하여 축적할 수 있다. LSTM block은 input, forget, output 3가지의 gate로 구성되어 현재 time-step까지의 압축된 정보를 계산한다. GRU은 LSTM의 장점을 살리면서 간소화된 구조이다.For example, an experiment may be performed on a Long Short-Term Memory (LSTM) and a Gated Recurrent Unit (GRU) that uses different types of memory blocks stored between each time-step based on RNN. The LSTM can properly store or forget necessary information among the information of the sequence data, so that it is possible to judge and accumulate meaningful information in the classification of the two groups. The LSTM block consists of three gates: input, forget, and output, and calculates the compressed information up to the current time-step. The GRU has a simplified structure while taking advantage of the LSTM.
도 5는 일 실시예에 따른 발작성 심방세동 예측 시스템에서 후처리를 위한 검출빈도의 예를 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating an example of detection frequency for post-processing in a paroxysmal atrial fibrillation prediction system according to an embodiment.
발작성 심방세동 예측 시스템은 케이스 내에서도 발작성 심방세동(PAF-normal)으로 분류되는 맥박의 개수가 차이를 보이므로, 최종적인 분류를 위해서는 통계적인 분석방법을 이용하여 최종적인 발작성 심방세동으로 진단하기 위하여 발작성 심방세동으로 검출되는 맥박의 최적 개수를 설정할 수 있다. 도 5를 참고하면, 예를 들면, 총 12개의 맥박 중 3개의 맥박만이 PAF로 검출된 것을 나타낸 예이다. 해당 케이스는 12개의 맥박으로 구성되어 있으며 그 중에서 3개의 pulse가 학습된 진단모델에 의해 발작성 심방세동으로 탐지될 수 있다. 이러한 케이스는 25%의 맥박이 발작성 심방세동으로 관측된 경우이다. 만약 통계적으로 설정된 검출 임계치가 40%일 경우, 이러한 케이스는 심장에 이상이 없는 정상 심전도(real-normal ECG)로 진단될 수 있다.The paroxysmal atrial fibrillation prediction system shows a difference in the number of pulses classified as paroxysmal atrial fibrillation (PAF-normal) within the case, so for final classification, seizures are used to diagnose the final paroxysmal atrial fibrillation using statistical analysis methods. The optimal number of pulses detected by atrial fibrillation can be set. Referring to FIG. 5, for example, only three pulses out of a total of 12 pulses are detected as PAFs. The case consists of 12 pulses, of which 3 pulses can be detected as paroxysmal atrial fibrillation by a trained diagnostic model. In these cases, 25% of the pulses were observed with paroxysmal atrial fibrillation. If the statistically set detection threshold is 40%, these cases can be diagnosed with a real-normal ECG with no abnormalities in the heart.
도 6은 일 실시예에 따른 발작성 심방세동 예측 시스템에서 PAF-normal 및 real-normal의 확률 분포함수의 예를 나타낸 도면이다.6 is a view showing an example of a probability distribution function of PAF-normal and real-normal in a paroxysmal atrial fibrillation prediction system according to an embodiment.
일례로, 5-fold cross validation으로 실험이 진행될 수 있다. 하나의 묶음은 평가를 위해 제외시키고, 나머지 4묶음으로 진단모델을 학습할 수 있다. 전처리 과정과 진단모델을 적용하며 pulse-by-pulse로 학습할 수 있다. 학습이 완료되면, 각 케이스마다 평가를 수행할 수 있다. 이때, 매번의 진단 및 평가는 동일한 조건에서 독립적으로 수행되며, 학습에 사용되는 케이스들과 평가되는 케이스들이 섞이지 않기 때문에 이후에 완전히 새로운 전기적 생체 신호를 진단 내린 것과 같은 환경을 조성하였다.As an example, an experiment may be conducted with 5-fold cross validation. One set can be excluded for evaluation, and the other 4 sets can be used to train the diagnostic model. Pre-processing and diagnostic models can be applied to learn pulse-by-pulse. When learning is complete, evaluation can be performed for each case. At this time, each diagnosis and evaluation is performed independently under the same conditions, and since the cases used for learning and the cases to be evaluated are not mixed, an environment in which a completely new electrical biosignal is diagnosed later is created.
이러한 과정으로 모든 데이터에 대해 도 6과 같이 PAF-normal 및 real-normal의 확률 분포함수를 도출할 수 있다. 확률 분포함수의 가로축은 진단모델을 이용하였을 때의 PAF-normal의 발생비율이다([PAF-normal로 분류된 pulse의 개수]/[case당 pulse의 개수]). 세로축은 각 비율의 발생 빈도에 대한 확률분포이다. 진한 회색으로 표시된 그래프는 real-normal, 연한 회색은 PAF-normal에 대한 확률 분포함수이다. 다시 말해서, real normal의 경우 해당 케이스에서 PAF-normal로 탐지된 pulse 의 비율이0(하나도 PAF-normal로 분류되지 않음)에서 약 0.65로 가장 높고 점차 감소하여 0.4에서 안정화 되는 것을 확인할 수 있다. 반대로 PAF-normal의 경우 해당 케이스에서 PAF-normal로 탐지된 pulse 의 비율이 1.0(모든 pulse가 PAF-normal로 분류됨)에서 약 0.2의 확률로 가장 높은 것을 확인할 수 있다. 이러한 확률 분포함수를 이용하여 최소에러(minimum error)를 갖는 결정 경계값(decision boundary)를 설정할 수 있다.Through this process, PAF-normal and real-normal probability distribution functions can be derived for all data as shown in FIG. 6. The horizontal axis of the probability distribution function is the rate of occurrence of PAF-normal when using a diagnostic model ([Number of pulses classified as PAF-normal]/[Number of pulses per case]). The vertical axis is the probability distribution for the frequency of occurrence of each ratio. The graph in dark gray is real-normal, and the light gray is the probability distribution function for PAF-normal. In other words, in the case of real normal, it can be seen that the ratio of pulses detected as PAF-normal in the case is the highest (approximately 0.65) at 0 (not even classified as PAF-normal) and gradually decreases to stabilize at 0.4. In contrast, in the case of PAF-normal, it can be seen that the ratio of pulses detected as PAF-normal in the corresponding case is 1.0 (all pulses are classified as PAF-normal) with a probability of about 0.2. Using this probability distribution function, a decision boundary having a minimum error can be set.
도 7은 일 실시예에 따른 발작성 심방세동 예측 시스템에서 최적의 구간을 탐지하는 것을 설명하기 위한 예이다. 7 is an example for explaining detecting an optimal section in a paroxysmal atrial fibrillation prediction system according to an embodiment.
예를 들면, 학습 데이터의 균형을 위하여 PAF-normal 및 real-normal은 각각 547 case 와 1000 case를 무작위로 추출하여 사용할 수 있다. 최적 구간크기는 120sample로 설정하였으며 R-peak의 0.28초부터 0.04초로 설정할 수 있다. 원본 신호를 사용하기 보다는 연속된 신호의1계 미분값을 사용하는 것이 성능뿐만 아니라 더욱 안정된 결과를 획득할 수 있다. For example, in order to balance learning data, PAF-normal and real-normal can be used by randomly extracting 547 cases and 1000 cases, respectively. The optimal section size was set to 120 samples and can be set from 0.28 seconds to 0.04 seconds of R-peak. Rather than using the original signal, it is possible to obtain a more stable result as well as performance by using a first-order differential value of a continuous signal.
도 7(a)를 참고하면, 학습에 사용한 신호의 길이를 R-peak로부터 시작하여 Q방향으로 20부터 180까지 늘려가면서 실험한 결과이고, 도 7(b)는 진단 모델의 hyper parameter와 학습 조건에 대한 정보이다. 전처리가 완료된 신호에 1계 미분을 적용한 신호를 진단 모델의 입력으로 사용하였다. 그래프의 가로축은 입력구간의 길이이며, 세로축은 5-fold cross validation으로 모든 데이터에 대해 한번씩 평가하였을 때, 각 case가 PAF-normal ECG인지 real-normal ECG인지 이진분류를 수행한 결과의 정확도이다. 대략 40 샘플 정도를 사용하였을 때부터 정확도가 증가하기 시작하며, 100 이상이 되었을 때, 진단 성능이 수렴함을 알 수 있다. 이를 시간으로 환산하면60-100 sample은0.12-0.2 초 정도이다. 시작점이 Q지점이므로 이 시간을 ECG상에서 보면 대략 P-R interval을 포함하는 구간이다. 대략 120 샘플이상을 진단모델의 입력으로 사용했을 경우 성능의 차이는 실험 오차 범위 내에서 나타나는 것으로 관측된다. 따라서, pulse-by-pulse로 평가함에 있어서 입력으로는 대략 120 샘플 정도를 사용하여 0.24초구간을 고정적으로 확인하는 것이 합리적이다.Referring to FIG. 7(a), the length of the signal used for learning starts from R-peak and increases from 20 to 180 in the Q direction, and is the result of the experiment. FIG. 7(b) shows the hyper parameters and learning conditions of the diagnostic model. Information about. The signal to which the first-order differential was applied to the pre-processed signal was used as the input of the diagnostic model. The horizontal axis of the graph is the length of the input section, and the vertical axis is the accuracy of the result of binary classification whether each case is PAF-normal ECG or real-normal ECG when all data is evaluated once with 5-fold cross validation. It can be seen that the accuracy starts to increase when approximately 40 samples are used, and when it is 100 or more, diagnostic performance converges. In terms of time, 60-100 samples are about 0.12-0.2 seconds. Since the starting point is the Q point, if you look at this time on the ECG, it is an interval that contains approximately the P-R interval. When approximately 120 samples or more were used as the input of the diagnostic model, the difference in performance was observed to appear within the experimental error range. Therefore, in evaluating by pulse-by-pulse, it is reasonable to check the 0.24 second interval by using approximately 120 samples as input.
전처리와 구간크기 최적화 이후, 신호에 미분 적용 여부에 따라 성능이 다르게 나타날 수 있다. 연속 신호의1-계 미분을 이용하였을 때가 전반적으로 정확도(accuracy)가 높게 관측되었으며, 같은 조건에서 여러 번 실험하여 확인한 각 그룹에 대한 정확도, 전체 정확도와 임계값 또한 더욱 안정적이었다. 표 1은 모두 동일한 조건으로 진단 모델에서 학습을 진행하되, 미분 여부만 달리하여 반복실험을 통하여 얻은 결과이다. 분류기의 성능이 매 번의 학습마다 달라질 수 있기 때문에 이 과정을 복수 번 수행될 수 있다. 표 1은 최종적으로 분류기 학습에 사용된 파라미터이다.After pre-processing and section size optimization, performance may vary depending on whether differential is applied to the signal. When using the 1-based differential of continuous signals, the overall accuracy was high, and the accuracy, overall accuracy, and threshold values for each group, which were confirmed by experiments several times under the same conditions, were also more stable. Table 1 shows the results obtained through repeated experiments in which the learning was conducted in a diagnostic model under the same conditions, but only differentiation was performed. This process can be performed multiple times because the performance of the classifier may vary with each learning. Table 1 shows the parameters used for classifier learning.
Figure PCTKR2019018561-appb-img-000001
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도 8 및 도 9는 일 실시예에 따른 발작성 심방세동 예측 시스템에서 입력 신호를 이용한 분류 정확도를 나타낸 예이다. 8 and 9 are examples showing classification accuracy using an input signal in a paroxysmal atrial fibrillation prediction system according to an embodiment.
도 8은 원래의 입력신호를 학습에 이용했을 때의 분류 결과이며, 도 9는 1-계 미분값을 이용했을 때의 분류 정확도이다. 전체적으로 약 3~5%의 분류 정확도의 향상을 관찰할 수 있다. FIG. 8 is a classification result when the original input signal is used for learning, and FIG. 9 is a classification accuracy when the 1-system differential value is used. Overall, an improvement in classification accuracy of about 3-5% can be observed.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The device described above may be implemented with hardware components, software components, and/or combinations of hardware components and software components. For example, the devices and components described in the embodiments may include, for example, processors, controllers, arithmetic logic units (ALUs), digital signal processors (micro signal processors), microcomputers, field programmable gate arrays (FPGAs). , A programmable logic unit (PLU), microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions, may be implemented using one or more general purpose computers or special purpose computers. The processing device may run an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. In addition, the processing device may access, store, manipulate, process, and generate data in response to the execution of the software. For convenience of understanding, a processing device may be described as one being used, but a person having ordinary skill in the art, the processing device may include a plurality of processing elements and/or a plurality of types of processing elements. It can be seen that may include. For example, the processing device may include a plurality of processors or a processor and a controller. In addition, other processing configurations, such as parallel processors, are possible.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instruction, or a combination of one or more of these, and configure the processing device to operate as desired, or process independently or collectively You can command the device. Software and/or data may be interpreted by a processing device, or to provide instructions or data to a processing device, of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device. Can be embodied in The software may be distributed over networked computer systems, and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored in one or more computer-readable recording media.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, or the like alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment or may be known and usable by those skilled in computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic media such as floptical disks. -Hardware devices specially configured to store and execute program instructions such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter, etc., as well as machine language codes produced by a compiler.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described by a limited embodiment and drawings, those skilled in the art can make various modifications and variations from the above description. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or the components of the described system, structure, device, circuit, etc. are combined or combined in a different form from the described method, or other components Alternatively, even if replaced or substituted by equivalents, appropriate results can be achieved.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

Claims (8)

  1. 발작성 심방세동 예측 시스템에 의해 수행되는 발작성 심방세동 예측 방법에 있어서,In the paroxysmal atrial fibrillation prediction method performed by the paroxysmal atrial fibrillation prediction system,
    전기적 생체 신호로부터 진단 모델에 기반한 입력 데이터로 변환하는 전처리 과정을 수행하는 단계;Performing a pre-processing process of converting the electrical bio-signals into input data based on a diagnostic model;
    상기 전처리 과정이 수행된 입력 데이터를 발작성 심방세동 예측을 위하여 구성된 진단 모델에 학습시키는 단계; 및 Learning input data on which the pre-processing has been performed in a diagnostic model configured for predicting paroxysmal atrial fibrillation; And
    상기 진단 모델을 통하여 학습된 학습 결과를 잠재적으로 PAF로 분류된 그룹(PAF normal case)및 실제의 정상 그룹(Real normal case)을 포함하는 케이스에 따라 발작성 심방세동(PAF-normal)의 잠재 확률을 판단하는 단계The potential probability of paroxysmal atrial fibrillation (PAF-normal) according to a case including a group (PAF normal case) and a real normal case (PAF normal case) potentially classified as a learning result learned through the diagnostic model Judging steps
    를 포함하는 발작성 심방세동 예측 방법.Paroxysmal atrial fibrillation prediction method comprising a.
  2. 제1항에 있어서,According to claim 1,
    상기 발작성 심방세동의 잠재 확률을 판단하는 단계는,Determining the potential probability of paroxysmal atrial fibrillation,
    통계적인 분석방법을 이용하여 최종적인 발작성 심방세동으로 진단하기 위해 발작성 심방세동으로 검출되는 맥박의 최적 개수를 설정하는 후처리 과정을 수행하는 단계 Performing a post-processing process to set the optimal number of pulses detected by paroxysmal atrial fibrillation to diagnose final paroxysmal atrial fibrillation using a statistical analysis method.
    를 포함하는 발작성 심방세동 예측 방법.Paroxysmal atrial fibrillation prediction method comprising a.
  3. 제1항에 있어서,According to claim 1,
    상기 전기적 생체 신호로부터 진단 모델에 기반한 입력 데이터로 변환하는 전처리 과정을 수행하는 단계는,The step of performing a pre-processing process of converting the electrical bio-signals into input data based on a diagnostic model may include:
    상기 전기적 생체 신호로부터 baseline drift가 제거된 8-by-5000 신호와, R-R interval로 가공하기 위한 R -peak index 정보를 입력 데이터로 변환하는 단계Converting the 8-by-5000 signal from which baseline drift is removed from the electrical bio-signal and R-peak index information for processing into an R-R interval into input data.
    를 포함하는 발작성 심방세동 예측 방법.Paroxysmal atrial fibrillation prediction method comprising a.
  4. 제3항에 있어서,According to claim 3,
    상기 전기적 생체 신호로부터 진단 모델에 기반한 입력 데이터로 변환하는 전처리 과정을 수행하는 단계는,The step of performing a pre-processing process of converting the electrical bio-signals into input data based on a diagnostic model may include:
    상기 전기적 생체 신호로부터 Polynominal curve fitting방식을 사용하여 baseline drift를 제거하는 단계;Removing baseline drift from the electrical biosignal using a Polynominal curve fitting method;
    상기baseline drift이 제거된 전기적 생체 신호로부터 Pan Tompkins QRS detector를 사용하여 R-peak 인덱스를 추출하는 단계;Extracting an R-peak index using a Pan Tompkins QRS detector from the electrical signal from which the baseline drift has been removed;
    상기 추출된 R-peak 인덱스에 기반하여 상기baseline drift이 제거된 전기적 생체 신호를 R-R Interval로 커팅하고, RRI length에 따라 이상점(Outlier)를 제거하는 단계; 및 Cutting an electrical biosignal from which the baseline drift has been removed with an R-R interval based on the extracted R-peak index, and removing outliers according to the RRI length; And
    상기 이상점이 제거된 신호로부터 QRS complex 부근의 비정상적인 신호로 간주되는 급격한 변화를 학습에서 배제시키는 단계The step of excluding the rapid change, which is regarded as an abnormal signal in the vicinity of the QRS complex, from the signal from which the abnormality is removed from the learning.
    를 포함하는 발작성 심방세동 예측 방법.Paroxysmal atrial fibrillation prediction method comprising a.
  5. 제1항에 있어서,According to claim 1,
    상기 전처리 과정이 수행된 입력 데이터를 발작성 심방세동 예측을 위하여 구성된 진단 모델에 학습시키는 단계는,The step of learning the input data on which the pre-processing is performed in a diagnostic model configured for predicting paroxysmal atrial fibrillation,
    심전도에서의 Q 지점을 기점으로 P-wave 구간을 포함하는 방향으로 구간 크기를 늘려가면서 지정된 맥박의 구간길이에 해당하는 구간을 입력 시퀀스를 상기 진단 모델의 입력 신호로 입력하는 단계 Inputting an input sequence as an input signal of the diagnostic model into a section corresponding to a section length of a specified pulse while increasing the section size in a direction including the P-wave section starting from the Q point in the electrocardiogram.
    를 포함하는 발작성 심방세동 예측 방법.Paroxysmal atrial fibrillation prediction method comprising a.
  6. 제5항에 있어서,The method of claim 5,
    상기 전처리 과정이 수행된 입력 데이터를 발작성 심방세동 예측을 위하여 구성된 진단 모델에 학습시키는 단계는,The step of learning the input data on which the pre-processing is performed in a diagnostic model configured for predicting paroxysmal atrial fibrillation,
    RNN 기반의 발작성 심방세동 예측을 위한 진단 모델을 구성하는 단계를 포함하고,And constructing a diagnostic model for predicting atrial fibrillation based on RNN,
    상기 RNN 기반의 발작성 심방세동 예측을 위한 진단 모델은, The RNN-based diagnostic model for predicting paroxysmal atrial fibrillation,
    시간축의 흐름을 순방향 및 역방향으로 전후 관계를 고려하기 위한 bi-directional connection을 추가하고, 일련의 정보를 단기 및 장기적으로 유지하기 위하여 Long Short-Term Memory(LSTM)과 Gated Recurrent Unit(GRU)를 사용하는 A bi-directional connection is added to take account of the front-rear relationship in the forward and reverse direction of the time axis, and Long Short-Term Memory (LSTM) and Gated Recurrent Unit (GRU) are used to maintain a series of information in the short and long term. doing
    것을 특징으로 하는 발작성 심방세동 예측 방법.Seizure atrial fibrillation prediction method, characterized in that.
  7. 제6항에 있어서,The method of claim 6,
    상기 학습을 수행하는 단계는,The step of performing the learning,
    제1 Bi-LSTM layer에서 획득된 값을 제2 Bi-LSTM에 입력함에 따라 복수 개의 코드를 획득하고, 획득된 복수 개의 코드를 fully-connected layer에 입력하여PAF-normal ECG과Real-normal ECG의 binary classification을 통과하여 최종 분류를 수행하는 단계As the values obtained from the first Bi-LSTM layer are input to the second Bi-LSTM, a plurality of codes are acquired, and the obtained plurality of codes are input to the fully-connected layer to generate the PAF-normal ECG and Real-normal ECG. Step to perform final classification through binary classification
    를 포함하는 발작성 심방세동 예측 방법.Paroxysmal atrial fibrillation prediction method comprising a.
  8. 발작성 심방세동 예측 시스템에 있어서,In the paroxysmal atrial fibrillation prediction system,
    전기적 생체 신호로부터 진단 모델에 기반한 입력 데이터로 변환하는 전처리 과정을 수행하는 전처리부;A pre-processing unit to perform a pre-processing process for converting electrical bio signals to input data based on a diagnostic model;
    상기 전처리 과정이 수행된 입력 데이터를 발작성 심방세동 예측을 위하여 구성된 진단 모델에 학습시키는 학습부; 및 A learning unit for learning input data on which the pre-processing is performed in a diagnostic model configured for predicting paroxysmal atrial fibrillation; And
    상기 진단 모델을 통하여 학습된 학습 결과를 잠재적으로 PAF로 분류된 그룹(PAF normal case)및 실제의 정상 그룹(Real normal case)을 포함하는 케이스에 따라 발작성 심방세동의 잠재 확률을 판단하는 판단부A judging unit that determines the potential probability of paroxysmal atrial fibrillation according to a case including a group (PAF normal case) potentially classified as PAF and a real normal case as a result of learning learned through the diagnostic model
    를 포함하는 발작성 심방세동 예측 시스템.Paroxysmal atrial fibrillation prediction system comprising a.
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