KR102190682B1 - Method and system for screening diabetes using multiple biological signals - Google Patents

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Abstract

다중 생체신호를 이용한 당뇨병 스크리닝 방법 및 당뇨병 스크리닝 시스템이 개시된다. 본 발명의 일실시예에 따른 다중 생체신호를 이용한 당뇨병 스크리닝 방법은, 환자에 관한 다중 생체신호를 측정하는 단계와, 상기 다중 생체신호 중 선택되는 복수의 생체신호를 이용하여, 복수의 개별 진단모델을 구축하는 단계와, 당뇨 예측에 관한 성능을 고려해 상기 복수의 개별 진단모델에 대해 순서를 정하는 단계와, 상기 정해진 순서에 따라 상기 복수의 개별 진단모델을 통합하여 통합 진단모델을 형성하는 단계, 및 상기 통합 진단모델을 이용해 산출한 최종 예측확률값을 토대로, 상기 환자에 대해 당뇨 여부를 판별하는 단계를 포함한다.A diabetes screening method and a diabetes screening system using multiple biological signals are disclosed. A diabetes screening method using multiple bio-signals according to an embodiment of the present invention includes the steps of measuring multiple bio-signals for a patient, and using a plurality of bio-signals selected from the multiple bio-signals. Constructing, and determining an order for the plurality of individual diagnostic models in consideration of performance related to diabetes prediction, and forming an integrated diagnostic model by integrating the plurality of individual diagnostic models according to the predetermined order, and And determining whether the patient has diabetes based on the final prediction probability value calculated using the integrated diagnostic model.

Description

다중 생체신호를 이용한 당뇨병 스크리닝 방법 및 당뇨병 스크리닝 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR SCREENING DIABETES USING MULTIPLE BIOLOGICAL SIGNALS}Diabetes screening method and diabetes screening system using multiple biological signals {METHOD AND SYSTEM FOR SCREENING DIABETES USING MULTIPLE BIOLOGICAL SIGNALS}

본 발명은 다중 생체신호를 이용한 비침습적 당뇨병 스크리닝 기술에 연관되며, 보다 특정하게는 당뇨 판별을 위한 개별 예측모형의 통합을 통한 당뇨 스크리닝의 정확도 및 신뢰성의 향상에 연관된다.The present invention relates to a non-invasive diabetes screening technology using multiple biological signals, and more particularly, to improvement of accuracy and reliability of diabetes screening through the integration of individual predictive models for diabetes determination.

생체전기 방식 혹은 분광방식을 활용한 비침습적 생체신호를 활용하여 당뇨를 진단하는 기법을 제시하는 다양한 선행문헌이 공지되어 있다.Various prior literatures are known that present a technique for diagnosing diabetes using a bioelectrical method or a non-invasive biosignal using a spectral method.

1) 미국공개번호: 2012-0065514 (2012.03.15), "Cardiohealth Methods and Apparatus"1) US publication number: 2012-0065514 (2012.03.15), "Cardiohealth Methods and Apparatus"

2) 미국공개번호: 10-2010-0081941 (2010.04.01), "CARDIOVASCULAR HEALTH STATION METHODS AND APPARATUS"2) US Publication No.: 10-2010-0081941 (2010.04.01), "CARDIOVASCULAR HEALTH STATION METHODS AND APPARATUS"

3) 한국등록번호: 10-1440735 (2014.09.04), "채혈횟수를 최소화한 혈당 측정 시스템 및 그 방법"3) Korean registration number: 10-1440735 (2014.09.04), "Blood glucose measurement system and method that minimizes the number of blood collection"

선행문헌들은, 인체에 전류를 가해 임피던스, 전도도를 측정하고, 적외선을 쏘아 측정된 생체 정보를 기반으로 당뇨 및 신체저항을 측정하여 심전도를 측정하거나, 적외선을 가해 맥박을 측정하고 이를 기반으로 당뇨 여부를 검출하는 것에 관해 개시하고 있다.Prior literatures have applied current to the human body to measure impedance and conductivity, and measure diabetes and body resistance based on biometric information measured by emitting infrared rays to measure electrocardiogram, or to measure pulse rate by applying infrared rays, based on this. It discloses about detecting.

이처럼, 선행문헌들은 측정된 생체 정보를 토대로 혈당을 직접 예측하는 비침습적 당뇨 스크리닝 기법을 제시하고 있으나, 다중 생체신호로부터 획득한 정보를 이용해 당뇨병에 대한 예측확률값을 제시하지는 못하고 있다.As such, prior literature suggests a non-invasive diabetes screening technique that directly predicts blood sugar based on measured biometric information, but fails to present a predictive probability value for diabetes using information obtained from multiple bio signals.

또한, 기존의 예측모형에서는, 생체신호의 종류에 따라 판별 결과가 달라질 수 있으므로, 다수의 생체신호를 분석해 당뇨병을 예측할 수 있는 통합된 예측모형이 요구되고 있으나, 개별 예측모형을 단순히 병합하는 방식으로는, 당뇨 예측의 정확도를 향상시키는 데에는 한계를 가질 수 있다.In addition, in the existing prediction model, since the discrimination result may vary depending on the type of bio-signal, an integrated prediction model capable of predicting diabetes by analyzing a number of bio-signals is required, but by simply merging individual prediction models. However, there may be limitations in improving the accuracy of diabetes prediction.

이에 따라, 본 명세서에서는, 다중 생체신호를 활용해 구축한 개별 예측모형을, 성능의 고저에 따라 순차적으로 결합하여, 당뇨 의심군의 위험 여부를 보다 정확히 예측할 수 있는 통합 예측모형을 구축할 수 있는 기법을 제안하고자 한다.Accordingly, in this specification, by sequentially combining individual prediction models constructed using multiple bio-signals according to the performance level, an integrated prediction model capable of more accurately predicting the risk of diabetes suspicious group can be constructed. I would like to propose a technique.

본 발명의 실시예는 다중 생체신호를 활용한 통합 예측모형을 통해, 당뇨병 판별의 정확도를 향상시키는 것을 목적으로 한다.An embodiment of the present invention aims to improve the accuracy of diabetic discrimination through an integrated prediction model using multiple biological signals.

본 발명의 실시예는 다중 생체신호를 이용하여 구축한 개별 예측모형을 결합하여 당뇨 판별을 위한 통합 예측모형을 형성 시, 개별 예측모형의 당뇨 판별 성능을 고려해 단계적으로 통합 함으로써, 당뇨 판별의 정확도와 신뢰성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.In an embodiment of the present invention, when forming an integrated prediction model for diabetic discrimination by combining individual prediction models constructed using multiple bio signals, the accuracy of diabetic discrimination and the accuracy of diabetic discrimination and It aims to improve reliability.

본 발명의 실시예는 예측확률값이 예컨대 '0.45~0.55%'의 범위에 해당하는 당뇨 의심군의 경우, 생체신호 별 진단 성능이 높은 일정 수의 개별 진단모델을 순차적으로 결합 후, 임의의 생체신호에 따른 개별 진단모델을 추가로 적용해 통합 진단모델을 형성 함으로써, 보다 정확한 당뇨 진단이 가능한 통합 모델을 제안하는 것을 목적으로 한다.In an embodiment of the present invention, in the case of a diabetes suspected group whose predicted probability value falls within the range of, for example, '0.45 to 0.55%', after sequentially combining a certain number of individual diagnostic models with high diagnostic performance for each biological signal, an arbitrary biological signal The purpose of this study is to propose an integrated model capable of more accurate diabetes diagnosis by forming an integrated diagnosis model by additionally applying an individual diagnosis model according to.

본 발명의 실시예는 당뇨병 스크리닝의 정확도 향상을 위해 임의의 생체신호가 추가되는 경우, 상기 임의의 생체신호에 따른 개별 진단모델을, 기존에 형성한 진단모델에 효과적으로 통합할 수 있는 방식을 제안하여, 진단모델의 확장을 통해 정확도를 향상시키는 것을 목적으로 한다.An embodiment of the present invention proposes a method that can effectively integrate an individual diagnostic model according to the arbitrary biosignal into an existing diagnostic model when an arbitrary biosignal is added to improve the accuracy of diabetes screening. The purpose of this study is to improve accuracy through expansion of diagnostic models.

본 발명의 일실시예에 따른 다중 생체신호를 이용한 당뇨병 스크리닝 방법은, 환자에 관한 다중 생체신호를 측정하는 단계와, 상기 다중 생체신호 중 선택되는 복수의 생체신호를 이용하여, 복수의 개별 진단모델을 구축하는 단계와, 당뇨 예측에 관한 성능을 고려해 상기 복수의 개별 진단모델에 대해 순서를 정하는 단계와, 상기 정해진 순서에 따라 상기 복수의 개별 진단모델을 통합하여 통합 진단모델을 형성하는 단계, 및 상기 통합 진단모델을 이용해 산출한 최종 예측확률값을 토대로, 상기 환자에 대해 당뇨 여부를 판별하는 단계를 포함할 수 있다.A diabetes screening method using multiple bio-signals according to an embodiment of the present invention includes the steps of measuring multiple bio-signals for a patient, and using a plurality of bio-signals selected from the multiple bio-signals. Constructing, and determining an order for the plurality of individual diagnostic models in consideration of performance related to diabetes prediction, and forming an integrated diagnostic model by integrating the plurality of individual diagnostic models according to the predetermined order, and Based on the final prediction probability value calculated using the integrated diagnostic model, it may include determining whether the patient has diabetes.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 다중 생체신호를 이용한 당뇨병 스크리닝 시스템은, 환자에 관한 다중 생체신호를 측정하는 측정부와, 상기 다중 생체신호 중 선택되는 복수의 생체신호를 이용하여, 복수의 개별 진단모델을 구축하는 모델 구축부와, 당뇨 예측에 관한 성능을 고려해 상기 복수의 개별 진단모델에 대해 순서를 정하는 성능 평가부, 및 상기 정해진 순서에 따라 상기 복수의 개별 진단모델을 통합하여 통합 진단모델을 형성하고, 상기 통합 진단모델을 이용해 산출한 최종 예측확률값을 토대로, 상기 환자에 대해 당뇨 여부를 판별하는 처리부를 포함할 수 있다.In addition, the diabetes screening system using multiple bio-signals according to an embodiment of the present invention uses a measuring unit for measuring multiple bio-signals related to a patient, and a plurality of bio-signals selected from among the multiple bio-signals. A model construction unit for constructing a diagnostic model, a performance evaluation unit for determining an order for the plurality of individual diagnostic models in consideration of performance related to diabetes prediction, and an integrated diagnostic model by integrating the plurality of individual diagnostic models according to the predetermined order. And, based on the final predicted probability value calculated using the integrated diagnostic model, a processing unit to determine whether the patient has diabetes.

본 발명의 일실시예에 따르면, 생체 임피던스, 전기화학적 피부 전도도 및 근적외선 중 2 이상의 다중 생체신호를 분석하여 구축한 개별 당뇨병 예측모형을 기반으로 당뇨 예측을 수행 시, 예측이 불분명한 케이스(0.45~0.55%)에 대해, 각 예측모형 별 성능 고저에 따라 순차적으로 예측모형을 합성하여, 정확한 당뇨병 예측을 수행할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when diabetic prediction is performed based on an individual diabetes prediction model constructed by analyzing multiple biological signals of two or more of bioimpedance, electrochemical skin conductivity, and near-infrared, the prediction is unclear cases (0.45~ 0.55%), it is possible to perform accurate diabetes prediction by sequentially synthesizing prediction models according to the performance level of each prediction model.

본 발명의 일실시예에 따르면, 다중 생체신호를 이용한 비침습적 당뇨 스크리닝 장치 개발 시 모형 통합을 통해 스크리닝의 신뢰성 및 정확도를 향상시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when developing a non-invasive diabetes screening device using multiple bio-signals, reliability and accuracy of screening may be improved through model integration.

본 발명의 일실시예에 따르면, 다중 생체신호를 통해 획득한 정보를 활용하여 반복적인 확률값 도출을 통해 당뇨병 확률을 예상하므로 보다 정확한 진단을 수행 할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, since the probability of diabetes is predicted through repetitive derivation of probability values using information obtained through multiple biological signals, a more accurate diagnosis can be performed.

본 발명의 일실시예에 따르면, 다중 생체신호를 통해 획득한 정보를 활용하여 당뇨 진단모델을 형성하되, 각 모델별로 성능의 고저를 파악하여, 당뇨 의심군으로 지정된 케이스에 대해서는, 성능이 우수한 진단모델을 순차적으로 적용하여 재 진단 함으로써, 당뇨 예측의 정확도를 높일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a diabetes diagnosis model is formed using information obtained through multiple bio-signals, but by identifying the high and low performance of each model, for a case designated as a diabetes suspected group, a diagnosis with excellent performance By sequentially applying the model and re-diagnosing it, the accuracy of diabetes prediction can be improved.

본 발명의 일실시예에 따르면, 'BIA' 및 'NIRS'와 같은 다중 생체신호 측정 장비를 당뇨병 스크리닝 도구로 사용 시 그 정확도를 향상시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when multiple biosignal measuring equipment such as'BIA' and'NIRS' is used as a diabetes screening tool, its accuracy can be improved.

본 발명의 일실시예에 따르면, 생체 임피던스를 측정하여 획득한 변수 정보를 이용해 당뇨병에 대한 예측 모형을 생성하여 당뇨를 예측하고, 전기화학적 피부 전도도를 측정하여 획득한 변수 정보를 이용해 당뇨병에 대한 예측 모형을 생성하여 당뇨를 예측하고, 근적외선을 인체에 쏘아 획득한 변수 정보를 이용해 당뇨병에 대한 예측 모형을 생성하여 당뇨를 예측하고, 각 예측 모형을 당뇨 예측 성능의 고저에 따라 순차적으로 활용하여 당뇨 의심군의 당뇨 위험 여부를 정확히 예측할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a prediction model for diabetes is generated by using variable information obtained by measuring biological impedance, and diabetes is predicted using variable information obtained by measuring electrochemical skin conductivity. Diabetes is predicted by creating a model, predicting diabetes by generating a prediction model for diabetes using variable information acquired by shooting near-infrared rays into the human body, and using each prediction model sequentially according to the level of diabetes prediction performance to suspect diabetes. You can accurately predict whether the group is at risk for diabetes.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 생체신호를 이용한 당뇨병 스크리닝 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2a 내지 2c는 본 발명의 일실시예에 따른 당뇨병 스크리닝 시스템에서, 개별 진단모델에 따른 당뇨 판별의 성능 평가 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 당뇨병 스크리닝 시스템에서, 통합 진단모델에 따른 성능 평가 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 생체신호를 이용한 당뇨병 스크리닝 방법의 순서를 도시한 흐름도이다.
1 is a block diagram showing the configuration of a diabetes screening system using multiple biological signals according to an embodiment of the present invention.
2A to 2C are graphs showing results of diabetic determination performance evaluation according to individual diagnostic models in the diabetes screening system according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing a performance evaluation result according to an integrated diagnostic model in the diabetes screening system according to an embodiment of the present invention.
4 is a flow chart showing a procedure of a diabetes screening method using multiple biological signals according to an embodiment of the present invention.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, since various changes may be made to the embodiments, the scope of the rights of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It should be understood that all changes, equivalents, or substitutes to the embodiments are included in the scope of the rights.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 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.The terms used in the examples are used for illustrative purposes only and should not be interpreted as limiting. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the embodiment belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in this application. Does not.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals are assigned to the same components regardless of the reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted. In describing the embodiments, when it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the embodiments, the detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 생체신호를 이용한 당뇨병 스크리닝 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a diabetes screening system using multiple biological signals according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 다중 생체신호를 이용한 당뇨병 스크리닝 시스템(100)은, 측정부(110), 모델 구축부(120), 처리부(130), 성능 평가부(140) 및 메모리부(150)를 포함하여 구성할 수 있다.Referring to FIG. 1, a diabetes screening system 100 using multiple biological signals according to an embodiment of the present invention includes a measurement unit 110, a model construction unit 120, a processing unit 130, and a performance evaluation unit 140. ) And the memory unit 150 may be included.

측정부(110)는 환자로부터 다중 생체신호를 측정한다.The measurement unit 110 measures multiple biological signals from the patient.

즉, 측정부(110)는 생체 임피던스 신호, 전기화학적 피부 전도도 신호, 및 근적외선 신호와 같은 환자의 당뇨 수치와 관련이 있는 다중 생체신호를 환자로부터 동시에 측정할 수 있다.That is, the measuring unit 110 may simultaneously measure multiple biological signals related to the patient's diabetes level, such as a bioimpedance signal, an electrochemical skin conductivity signal, and a near-infrared signal, from the patient.

일례로, 측정부(110)는 임피던스 측정기(BIA)를 통해, 환자에 인가한 교류 전류에 반응하는 생체 임피던스 신호를 다중 주파수에 기반해 측정할 수 있다.For example, the measurement unit 110 may measure a bioimpedance signal that responds to an AC current applied to a patient through an impedance measuring device (BIA) based on multiple frequencies.

또한, 측정부(110)는 전도도 측정기(ESC)를 통해, 환자에 인가한 직류 전류에 반응하는 전도도 신호를 측정할 수 있다.In addition, the measurement unit 110 may measure a conductivity signal in response to a direct current applied to a patient through a conductivity meter (ESC).

또한, 측정부(110)는 근적외선 계측기(NIRS)를 통해, 환자의 피부에 조사한 근적외선 신호를 측정할 수 있다.In addition, the measurement unit 110 may measure a near-infrared signal irradiated to the patient's skin through a near-infrared measuring instrument (NIRS).

측정부(110)는 학습 모델링을 위해 필요한 양의 다중 생체신호를 수집하기 위해, 일정 기간 동안 측정한 다중 생체신호를 메모리부(150)에 기록할 수 있다.The measurement unit 110 may record multiple bio-signals measured for a predetermined period in the memory unit 150 in order to collect multiple bio-signals in an amount required for learning modeling.

일례로, 측정부(110)는 임피던스 측정기(BIA)를 통해 측정한 상기 환자에 인가한 교류 전류에 반응하는 생체 임피던스 신호, 전도도 측정기(ESC)를 통해 측정한 상기 환자에 인가한 직류 전류에 반응하는 전도도 신호, 및 근적외선 계측기(NIRS)를 통해 측정한 상기 환자의 피부에 조사한 근적외선 신호 중 적어도 하나의 생체신호를, 상기 다중 생체신호로서, 메모리부(150)에 기록할 수 있다.As an example, the measurement unit 110 reacts to a biological impedance signal that responds to the AC current applied to the patient measured through an impedance meter (BIA), and responds to the DC current applied to the patient measured through a conductivity meter (ESC). At least one biosignal of the conductivity signal measured through the near-infrared measuring instrument (NIRS) and the near-infrared signal irradiated to the patient's skin may be recorded in the memory unit 150 as the multiple biosignal.

모델 구축부(120)는 상기 다중 생체신호 중 선택되는 복수의 생체신호를 이용하여, 복수의 개별 진단모델을 구축한다.The model building unit 120 constructs a plurality of individual diagnostic models by using a plurality of bio signals selected from the multiple bio signals.

모델 구축부(120)는 메모리부(150)로부터 선택되는 2 종류 이상의 생체신호를, 벌점화 함수를 적용한 로지스틱 회귀모형 또는 머신러닝 알고리즘 중 앙상블 기법에 따라 분석하여, 상기 복수의 개별 진단모델 각각을 구축할 수 있다.The model building unit 120 analyzes two or more types of bio-signals selected from the memory unit 150 according to an ensemble technique among a logistic regression model to which a penalty point function is applied or a machine learning algorithm, and analyzes each of the plurality of individual diagnostic models. Can build.

예를 들어, 모델 구축부(120)는 임피던스 측정기(BIA)를 통해 측정한 상기 생체 임피던스 신호를, 벌점화 함수를 적용한 로지스틱 회귀모형에 따라 분석하여, 당뇨 예측을 위한 예측확률값을 산출하는 진단모델 A를 구축할 수 있다.For example, the model construction unit 120 analyzes the bio-impedance signal measured through an impedance meter (BIA) according to a logistic regression model to which a penalty point function is applied, and calculates a predictive probability value for diabetes prediction. You can build A.

또한, 모델 구축부(120)는 전도도 측정기(ESC)를 통해 측정한 상기 전도도 신호를, 앙상블 기법에 따라 분석하여, 당뇨 예측을 위한 예측확률값을 산출하는 진단모델 B를 구축할 수 있다.In addition, the model building unit 120 may construct a diagnostic model B that analyzes the conductivity signal measured through a conductivity meter (ESC) according to an ensemble technique to calculate a prediction probability value for predicting diabetes.

또한, 모델 구축부(120)는 근적외선 계측기(NIRS)를 통해 측정한 상기 근적외선 신호를, 벌점화 함수를 적용한 로지스틱 회귀모형 및 상기 앙상블 기법의 조합에 따라 분석하여, 당뇨 예측을 위한 예측확률값을 산출하는 진단모델 C를 구축할 수 있다.In addition, the model construction unit 120 analyzes the near-infrared signal measured through a near-infrared measuring instrument (NIRS) according to a combination of a logistic regression model to which a penalty point function is applied and the ensemble technique, and calculates a prediction probability value for diabetes prediction. Diagnostic model C can be constructed.

성능 평가부(140)는 당뇨 예측에 관한 성능을 고려해 상기 복수의 개별 진단모델에 대해 순서를 정한다.The performance evaluation unit 140 determines an order for the plurality of individual diagnostic models in consideration of performance related to diabetes prediction.

즉, 성능 평가부(140)는 환자로부터 측정한 생체 임피던스 신호, 전도도 신호 및 근적외선 신호를 각각 분석하여, 상기 복수의 개별 진단모델에 대해 성능을 평가하고, 상기 성능에 관한 평가 결과에 근거하여, 상기 복수의 개별 진단모델 각각을 순차적으로 통합하기 위한 상기 순서를 정할 수 있다.That is, the performance evaluation unit 140 analyzes the bioimpedance signal, the conductivity signal, and the near-infrared signal measured from the patient, respectively, evaluates the performance of the plurality of individual diagnostic models, and based on the evaluation result of the performance, The order for sequentially integrating each of the plurality of individual diagnostic models may be determined.

상기 순서는, 복수의 개별 진단모델 각각을 순차적, 단계적으로 통합하기 위한 순번으로서, 성능 평가부(140)는 복수의 개별 진단모델의 당뇨 예측 성능을 평가하고, 당뇨 예측 성능이 우수한 개별 진단모델에 대해 상대적으로 우위의 순서를 부여할 수 있다.The above sequence is a sequence for integrating each of the plurality of individual diagnostic models sequentially and step by step, and the performance evaluation unit 140 evaluates the diabetes prediction performance of the plurality of individual diagnostic models, and provides an individual diagnostic model with excellent diabetes prediction performance. You can give the order of relative dominance.

구체적으로, 성능 평가부(140)는 개별 진단모델을 이용해 산출한 예측확률값에 따른 당뇨 예측 결과가, 상기 환자의 실제의 당뇨 진단 결과에 근접하는지에 대해 평가하고, 상기 평가 결과에 근거하여, 상기 복수의 개별 진단모델 각각을 순차적으로 통합하기 위한 상기 순서를 정할 수 있다.Specifically, the performance evaluation unit 140 evaluates whether the diabetes prediction result according to the prediction probability value calculated using the individual diagnosis model is close to the actual diabetes diagnosis result of the patient, and based on the evaluation result, the The order for sequentially integrating each of the plurality of individual diagnostic models may be determined.

예를 들어, 성능 평가부(140)는 상기 환자의 생체 임피던스 신호를 이용해 구축한 진단모델 A, 상기 환자의 전도도 신호를 이용해 구축한 진단모델 B, 상기 근적외선 신호를 이용해 구축한 진단모델 C 각각으로 예측확률값을 산출하여 당뇨 예측을 실시하고, 당뇨 예측의 결과가, 실제 환자의 당뇨 진단 결과에 일치(근접)하는 정도에 따라, 개별 진단모델의 당뇨 예측 성능을 평가할 수 있다.For example, the performance evaluation unit 140 includes a diagnostic model A constructed using the patient's bio-impedance signal, a diagnostic model B constructed using the patient's conductivity signal, and a diagnostic model C constructed using the near-infrared signal. Diabetes prediction is performed by calculating a predicted probability value, and the diabetes prediction performance of an individual diagnostic model can be evaluated according to the degree to which the diabetes prediction result matches (closes) the diabetes diagnosis result of an actual patient.

성능 평가부(140)는 성능이 가장 우수한 진단모델 A의 순서를 '1'를 정하고, 그 다음으로 성능이 우수한 진단모델 C의 순서를 '2'로 정하고, 성능이 가장 낮은 진단모델 B의 순서를 '3'으로 정할 수 있다.The performance evaluation unit 140 sets the order of diagnostic models A with the best performance to '1', and then sets the order of diagnostic models C with excellent performance to '2', and the order of diagnostic models B with the lowest performance. Can be set to '3'.

다른 일례로, 성능 평가부(140)는 복수의 개별 진단모델 각각에 대한 교차 검증을 통해, 최적 계수 및 조율모수를 평가하고, 상기 최적 계수 및 조율모수에 관한 평가 결과에 근거하여, 상기 복수의 개별 진단모델 각각을 순차적으로 통합하기 위한 상기 순서를 정할 수 있다.As another example, the performance evaluation unit 140 evaluates the optimum coefficient and tuning parameter through cross-validation for each of a plurality of individual diagnostic models, and based on the evaluation result of the optimum coefficient and the tuning parameter, the plurality of The above order for sequentially integrating each of the individual diagnostic models may be determined.

즉 성능 평가부(140)는 교차 타당도 검증을 통해 선택한 개별 진단모델의 최적 계수 및 조율모수를 비교하여, 각 개별 진단모델의 성능의 우위성(고저)을 평가할 수 있다.That is, the performance evaluation unit 140 may evaluate the superiority (high and low) of the performance of each individual diagnostic model by comparing the optimal coefficient and the tuning parameter of the individual diagnostic model selected through cross-validity verification.

예를 들면, 도 2a 내지 도 2c의 그래프를 참조하면, 성능 평가부(140)는 복수의 개별 진단모델로부터 최적의 성능을 나타내는 두 개의 조율모수를 선택하기 위해, '10-fold' 교차검증을 통해 최대 AUC값을 갖는 조율모수를 선택하고, 선택한 조율모수를 비교하여, 조율모수가 높은 개별 진단모델에 상대적으로 앞선 순서를 부여할 수 있다.For example, referring to the graphs of FIGS. 2A to 2C, the performance evaluation unit 140 performs a '10-fold' cross-validation in order to select two tuning parameters representing optimal performance from a plurality of individual diagnostic models. Through this, it is possible to select the tuning parameter with the maximum AUC value, compare the selected tuning parameters, and give a relatively advanced order to the individual diagnostic model with a high tuning parameter.

또한, 성능 평가부(140)는 복수의 개별 진단모델을 평가하여 최적 계수를 추정 함으로써, 후술하는 처리부(130)에서, 최적 계수에 따라 성능이 높은 순서대로 단계적으로 개별 진단모델을 통합하도록 할 수 있으며, 단계적으로 통합된 진단모델의 성능을 비교한 그래프(도 3의 321 참조)를 관리자단에 제공하여, 개별 진단모델의 통합을 반복 수행할지를 결정하게 할 수 있다.In addition, the performance evaluation unit 140 evaluates a plurality of individual diagnostic models and estimates the optimum coefficient, so that the processing unit 130, which will be described later, integrates the individual diagnostic models step by step in the order of high performance according to the optimum coefficient. In addition, by providing a graph (see 321 in FIG. 3) comparing the performance of the stepwise integrated diagnostic model to the manager, it is possible to determine whether to repeatedly perform the integration of individual diagnostic models.

처리부(130)는 당뇨 예측 성능을 고려해 정해진 상기 순서에 따라, 복수의 개별 진단모델 각각을 통합하여, 통합 진단모델을 형성한다.The processing unit 130 forms an integrated diagnostic model by integrating each of the plurality of individual diagnostic models according to the order determined in consideration of the diabetes prediction performance.

일례로, 처리부(130)는 복수의 개별 진단모델 중 성능이 높은 순으로 두 개별 진단모델을 선별하여 통합하고, 통합된 두 개별 진단모델에, 성능이 다음으로 높은 개별 진단모델을 선별해 통합하는 방식으로, 복수의 개별 진단모델을 순차적, 단계적으로 통합할 수 있다.As an example, the processing unit 130 selects and integrates two individual diagnostic models in the order of high performance among a plurality of individual diagnostic models, and selects and integrates an individual diagnostic model with the next highest performance in the integrated two individual diagnostic models. In this way, a plurality of individual diagnostic models can be sequentially and stepwise integrated.

특히, 처리부(130)는 각 개별 진단모델에 의한 당뇨 예측이 모호하거나, 당뇨 위험군인 경우에, 서로 다른 생체신호에 따른 개별 진단모델을 단계적으로 합성한 통합 진단모델을 사용 함으로써, 당뇨 예측(당뇨 판별)의 정확도를 높일 수 있다.In particular, when the prediction of diabetes by each individual diagnostic model is ambiguous or in a diabetes risk group, the processing unit 130 uses an integrated diagnostic model obtained by stepwise synthesis of individual diagnostic models according to different biological signals, thereby predicting diabetes (diabetes Discrimination) can increase the accuracy.

예를 들어, 처리부(130)는 복수의 개별 진단모델 중 성능이 가장 우수한 개별 진단모델에 의해 산출된 예측확률값이 '0.45~0.55%'에 해당되어, 당뇨 예측이 모호하거나, 당뇨 위험군에 속하는 케이스에 대해, 개별 진단모델 별 성능의 고저에 따라 순차적으로 진단모델을 합성하고, 합성한 통합 진단모델을 통해 당뇨 예측을 수행할 수 있다.For example, the processing unit 130 corresponds to a prediction probability value calculated by an individual diagnostic model with the best performance among a plurality of individual diagnostic models to be '0.45 to 0.55%', so that the prediction of diabetes is ambiguous or a case belonging to the diabetes risk group For each diagnostic model, a diagnostic model can be sequentially synthesized according to the performance level of each diagnostic model, and diabetes prediction can be performed through the synthesized integrated diagnostic model.

이하에서는, 다중 생체신호로 구축한 복수의 개별 진단모델을, 당뇨 예측 성능을 고려해 단계적, 순차적으로 합성하는 과정을 설명한다.Hereinafter, a process of synthesizing a plurality of individual diagnostic models constructed from multiple bio-signals in stages and sequentially in consideration of diabetes prediction performance will be described.

구체적으로, 처리부(130)는 상기 순서가 가장 높은 제1 개별 진단모델에 의해 연산된 제1 선형예측값으로부터 제1 예측확률값을 산출하고, 상기 제1 예측확률값이 선정된 범위(예, '0.45~0.55%')에 속하는 경우, 상기 제1 개별 진단모델을 제외한 상기 순서가 높은 제2 개별 진단모델에 의해 연산된 제2 선형예측값을, 상기 제1 선형예측값에 합산하여, 평균 선형예측값을 연산함으로써, 상기 제1 및 제2 개별 진단모델을 통합할 수 있다.Specifically, the processing unit 130 calculates a first prediction probability value from the first linear prediction value calculated by the first individual diagnostic model having the highest order, and the range in which the first prediction probability value is selected (e.g., '0.45~ 0.55%'), by summing the second linear predicted value calculated by the second individual diagnostic model having a higher order excluding the first individual diagnostic model to the first linear predicted value, and calculating an average linear predicted value. , The first and second individual diagnostic models may be integrated.

여기서, 선정된 범위는, 개별 진단모델을 이용해 산출된 예측확률값을 토대로 당뇨인지 여부를 판별하기 애매한 경우 혹은 당뇨 위험군에 속하는 것으로 추정되는 경우의 예측확률값에 대한 범위로서, '0.45~0.55%'로 예시될 수 있다.Here, the selected range is a range for the predicted probability value when it is difficult to determine whether or not diabetes is presumed to belong to a diabetes risk group based on the predicted probability value calculated using an individual diagnostic model, and is '0.45 to 0.55%'. It can be illustrated.

이처럼, 처리부(130)는 복수의 개별 진단모델의 성능을 고려한 순차적, 단계적 통합을 통해, 당뇨 판별의 정확도를 향상시킬 수 있다.In this way, the processing unit 130 may improve the accuracy of diabetes determination through sequential and stepwise integration in consideration of the performance of a plurality of individual diagnostic models.

한편, 처리부(130)는 당뇨 예측이 애매하지 않은 케이스에 대해서는, 상기 제1 개별 진단모델에, 상기 제2 개별 진단모델을 통합할 필요 없이, 당뇨 예측 성능이 가장 우수한 상기 제1 개별 진단모델을 그대로 이용하여 당뇨 판별(당뇨 예측)을 실시할 수 있다.On the other hand, for cases in which diabetes prediction is not ambiguous, the processing unit 130 provides the first individual diagnostic model with the best diabetes prediction performance without the need to integrate the second individual diagnostic model into the first individual diagnostic model. Diabetes determination (diabetes prediction) can be performed as it is.

즉, 처리부(130)는 성능이 가장 우수한 상기 제1 개별 진단모델에 의해 연산된 상기 제1 예측확률값이, 상기 선정된 범위(예, '0.45~0.55%')에 속하지 않으면, 상기 제1 예측확률값을 상기 최종 예측확률값으로서 결정하고, 상기 최종 예측확률값에 따라, 상기 당뇨 여부를 판별할 수 있다.That is, if the first prediction probability value calculated by the first individual diagnostic model with the best performance does not fall within the selected range (eg, '0.45 to 0.55%'), the processor 130 A probability value may be determined as the final predicted probability value, and whether or not diabetes may be determined according to the final predicted probability value.

실시예에 따라, 처리부(130)는 상기 제1 및 제2 개별 진단모델과 상이한 제3 개별 진단모델이 존재하는 경우, 상기 제3 개별 진단모델에 의해 연산된 제3 선형예측값을 더 합산하여, 상기 평균 선형예측값을 연산함으로써, 통합된 상기 제1 및 제2 개별 진단모델에, 상기 제3 개별 진단모델을 추가로 통합할 수 있다.According to an embodiment, when there is a third individual diagnostic model different from the first and second individual diagnostic models, the processing unit 130 further adds a third linear prediction value calculated by the third individual diagnostic model, By calculating the average linear prediction value, the third individual diagnostic model may be further integrated into the integrated first and second individual diagnostic models.

예를 들어, 처리부(130)는 복수의 개별 진단모델 중 상기 제2 개별 진단모델 다음으로 순서가 높은 제3 개별 진단모델을 선별해, 상기 제1 및 제2 개별 진단모델에 추가로 통합할 수 있다.For example, the processing unit 130 may select a third individual diagnostic model with a higher order after the second individual diagnostic model among a plurality of individual diagnostic models, and further integrate them into the first and second individual diagnostic models. have.

또한, 처리부(130)는 상기 제1 및 제2 개별 진단모델을 제외한 복수의 개별 진단모델 중에서, 제3 개별 진단모델을 상기 순서와 무관하게 임의로 선별해, 상기 제1 및 제2 개별 진단모델에 추가로 통합할 수도 있다.In addition, the processing unit 130 randomly selects a third individual diagnostic model from among a plurality of individual diagnostic models excluding the first and second individual diagnostic models, regardless of the order, and selects the first and second individual diagnostic models. It can be further integrated.

또한, 처리부(130)는 복수의 개별 진단모델 중, 상기 제1 및 제2 개별 진단모델과는 상이한 생체신호를 이용해 구축된 제3 개별 진단모델을 선별해, 상기 제1 및 제2 개별 진단모델에 추가로 통합할 수 있다.In addition, the processing unit 130 selects a third individual diagnostic model constructed using a biosignal different from the first and second individual diagnostic models, among a plurality of individual diagnostic models, and selects the first and second individual diagnostic models. Can be further integrated into.

또한, 처리부(130)는 상기 복수의 개별 진단모델 이전에 혹은 이후에 구축되는 임의의 개별 진단모델을, 상기 제3 개별 진단모델로서, 상기 제1 및 제2 개별 진단모델에 추가로 통합할 수 있다.In addition, the processing unit 130 may further integrate an arbitrary individual diagnostic model built before or after the plurality of individual diagnostic models, as the third individual diagnostic model, into the first and second individual diagnostic models. have.

이처럼, 처리부(130)는 개별 진단모델이 통합된 모델에, 다른 생체신호로 구축한 개별 진단모델의 통합을 추가로 실시 함으로써, 통합 진단모델에 의한 당뇨 판별의 정확도를 더욱 향상시킬 수 있다.In this way, the processing unit 130 may further improve the accuracy of diabetic determination by the integrated diagnostic model by additionally performing the integration of the individual diagnostic model constructed with different biological signals to the model in which the individual diagnostic model is integrated.

실시예에 따라, 처리부(130)는 추가로 통합되지 않은 제3 개별 진단모델이 남아있으면, 상기 제3 개별 진단모델의 수 만큼, 상기 추가로 통합하는 과정을 반복 할 수 있다.Depending on the embodiment, if the third individual diagnostic model that is not additionally integrated remains, the processing unit 130 may repeat the additional integration process as many as the number of the third individual diagnostic models.

이때, 처리부(130)는 제3 개별 진단모델의 통합을 수행할 때 마다, 성능 평가부(140)를 통해 당뇨 예측에 관한 성능을 평가하여, 또 다른 제3 개별 진단모델을 추가적으로 통합할지 여부를 결정하도록 할 수 있다.At this time, the processing unit 130 evaluates the performance of diabetes prediction through the performance evaluation unit 140 whenever integration of the third individual diagnostic model is performed, and determines whether to additionally integrate another third individual diagnostic model. You can decide.

만일 성능 평가부(140)에 의해 당뇨 예측 성능이 우수한 것으로 평가되면, 처리부(130)는 제3 개별 진단모델의 추가적인 통합을 중단할 수 있다.If the diabetes prediction performance is evaluated by the performance evaluation unit 140 as excellent, the processing unit 130 may stop additional integration of the third individual diagnostic model.

이처럼, 처리부(130)는 통합 진단모델에 대해, 임의의 생체신호로 구축한 개별 진단모델과의 통합을 반복적으로 실시 함으로써, 통합 진단모델의 당뇨 판별의 정확도를 지속적으로 향상시킬 수 있다.In this way, the processing unit 130 may continuously improve the accuracy of diabetic determination of the integrated diagnostic model by repeatedly integrating the integrated diagnostic model with the individual diagnostic model constructed with an arbitrary biological signal.

처리부(130)는 상기 통합 진단모델을 이용해 산출한 최종 예측확률값을 토대로, 상기 환자에 대해 당뇨 여부를 판별한다.The processing unit 130 determines whether the patient has diabetes based on the final predicted probability value calculated using the integrated diagnostic model.

구체적으로, 처리부(130)는 상기 통합 진단모델에 의해 연산되는 상기 평균 선형예측값으로부터 예측확률값을 산출하고, 상기 예측확률값을, 상기 최종 예측확률값으로서 결정하고, 상기 최종 예측확률값에 따라, 상기 당뇨 여부를 판별할 수 있다.Specifically, the processing unit 130 calculates a prediction probability value from the average linear prediction value calculated by the integrated diagnostic model, determines the prediction probability value as the final prediction probability value, and whether the diabetes is diagnosed according to the final prediction probability value. Can be determined.

여기서, 상기 평균 선형예측값은, 상기 통합 진단모델의 형성 시 결합된 복수의 개별 진단모델 각각에 의해 연산된 선형예측값들의 평균치로서 연산될 수 있다.Here, the average linear predicted value may be calculated as an average of linear predicted values calculated by each of a plurality of individual diagnosis models combined when the integrated diagnosis model is formed.

예를 들면, 성능 평가부(140)는 임피던스 측정기(BIA)에 의해 측정된 상기 생체 임피던스 신호로 구축한 개별 진단모델('진단모델 A'), 전도도 측정기(ESC)에 의해 측정된 상기 전도도 신호로 구축한 개별 진단모델('진단모델 B'), 및 근적외선 계측기(NIRS)에 의해 측정된 상기 근적외선 신호로 구축한 개별 진단모델('진단모델 C') 중에서, 당뇨 예측 성능에 따라, 성능이 가장 우수한 진단모델 A의 순서를 '1'를 정하고, 그 다음으로 성능이 우수한 진단모델 C의 순서를 '2'로 정하고, 성능이 가장 낮은 진단모델 B의 순서를 '3'으로 정할 수 있다.For example, the performance evaluation unit 140 includes an individual diagnostic model ('diagnostic model A') constructed from the bio-impedance signal measured by an impedance measuring device (BIA), and the conductivity signal measured by a conductivity measuring device (ESC). Among the individual diagnostic models ('diagnostic model B') constructed with and the near-infrared signals measured by the NIRS ('diagnostic model C'), the performance varies according to diabetes prediction performance. The order of the most excellent diagnostic model A can be set to '1', the order of the diagnostic model C having excellent performance is set to '2', and the order of the diagnostic model B with the lowest performance can be set to '3'.

처리부(130)는 당뇨 예측 성능이 가장 우수한 진단모델 A를 이용해 산출한 예측확률값(p1)으로, 당뇨 예측을 실시하되, 상기 예측확률값(p1)이 선정된 범위('0.45≤p1≤0.55')에 해당하는 경우, 당뇨 예측 결과 모호하거나 혹은 당뇨 위험군에 속하는 것으로 판단할 수 있다. The processing unit 130 performs diabetes prediction with a prediction probability value (p 1 ) calculated using the diagnostic model A having the best diabetes prediction performance, but the range in which the prediction probability value (p 1 ) is selected ('0.45 ≤ p 1 ≤ 0.55'), it can be determined that the diabetes prediction result is ambiguous or belongs to the diabetes risk group.

이 경우, 처리부(130)는 성능이 가장 우수한 진단모델 A에 의해 연산된 선형예측값(η1)과, 당뇨 예측 성능이 그 다음으로 우수한 진단모델 C에 의해 연산된 선형예측값(η3)을 합산 후 평균하여, 평균 선형예측값(

Figure 112018108051840-pat00001
)을 연산하고, 상기 평균 선형예측값으로부터 예측확률값(p1+3)을 다시 산출할 수 있다.In this case, the processing unit 130 adds the linear predicted value (η 1 ) calculated by the diagnostic model A with the best performance and the linear predicted value (η 3 ) calculated by the diagnostic model C with the next superior diabetes prediction performance. After averaging, the average linear predicted value (
Figure 112018108051840-pat00001
) May be calculated, and a prediction probability value (p 1+3 ) may be calculated again from the average linear prediction value.

이후, 처리부(130)는 진단모델 A, C와 상이한 생체신호('피부 전도도 신호')를 이용해 구축한 진단모델 B에 의해 연산된 선형예측값(η3)을 더 합산하여 연산한 평균 선형예측값(

Figure 112018108051840-pat00002
)으로부터, 최종 예측확률값(p1+2+3)을 산출할 수 있다.Thereafter, the processing unit 130 further sums the linear predicted value (η 3 ) calculated by the diagnostic model B constructed using a biological signal ('skin conductivity signal') different from the diagnostic models A and C, and calculated the average linear predicted value (
Figure 112018108051840-pat00002
), a final predicted probability value (p 1+2+3 ) can be calculated.

이와 같이, 본 발명에 따르면, 예측확률값이 예컨대 '0.45~0.55%'의 범위에 해당하는 당뇨 의심군의 경우, 생체신호 별 진단 성능이 높은 일정 수의 개별 진단모델을 순차적으로 결합 후, 임의의 생체신호에 따른 개별 진단모델을 추가로 적용해 통합 진단모델을 형성 함으로써, 당뇨병 판별의 정확도를 보다 향상시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, in the case of a diabetes suspected group whose prediction probability value falls within the range of, for example, '0.45 to 0.55%', after sequentially combining a certain number of individual diagnostic models with high diagnostic performance for each biological signal, an arbitrary By forming an integrated diagnosis model by additionally applying an individual diagnosis model according to the biological signal, the accuracy of diabetes determination can be further improved.

도 2a 내지 2c는 본 발명의 일실시예에 따른 당뇨병 스크리닝 시스템에서, 개별 진단모델에 따른 당뇨 판별의 성능 평가 결과를 나타낸 그래프이다.2A to 2C are graphs showing results of diabetic determination performance evaluation according to individual diagnostic models in the diabetes screening system according to an embodiment of the present invention.

도 2a 에는, 임피던스 측정기(BIA)에 의해 측정된 생체 임피던스 신호로 구축한 진단모델 A의 성능을 나타내는 그래프가 도시되어 있다.FIG. 2A is a graph showing the performance of a diagnostic model A constructed from a bioimpedance signal measured by an impedance measuring device BIA.

도 2b에는, 전도도 측정기(ESC)에 의해 측정된 전도도 신호로 구축한 진단모델 B의 성능을 나타내는 그래프가 도시되어 있다.In FIG. 2B, a graph showing the performance of a diagnostic model B constructed from a conductivity signal measured by a conductivity meter (ESC) is shown.

도 2c에는, 근적외선 계측기(NIRS)에 의해 측정된 근적외선 신호로 구축한 진단모델 C의 성능을 나타내는 그래프가 도시되어 있다.2C is a graph showing the performance of a diagnostic model C constructed from a near-infrared signal measured by a near-infrared measuring instrument (NIRS).

당뇨병 스크리닝 시스템은, 도 2a 내지 도 2c의 그래프를 통해, 다중 생체신호를 통해 구축한 개별 진단모델의 성능을 비교하고, 성능이 우수한 순으로 복수의 개별 진단모델을 통합할 순서(진단모델 A > 진단모델 C > 진단모델 B)를 정할 수 있다.The diabetes screening system compares the performance of individual diagnostic models constructed through multiple bio-signals through the graphs of FIGS. 2A to 2C, and integrates a plurality of individual diagnostic models in the order of superior performance (diagnostic model A> Diagnostic model C> Diagnostic model B) can be set.

예를 들면, 당뇨병 스크리닝 시스템은, 복수의 개별 진단모델로부터 최적의 성능을 나타내는 두 개의 조율모수를 선택하기 위해, '10-fold' 교차검증을 통해 최대 AUC값을 갖는 조율모수를 선택하고, 선택한 조율모수를 비교하여, 조율모수가 높은 개별 진단모델에 상대적으로 앞선 순서를 부여할 수 있다.For example, the diabetes screening system selects the tuning parameter with the maximum AUC value through '10-fold' cross-validation in order to select two tuning parameters representing optimal performance from a plurality of individual diagnostic models. By comparing the tuning parameters, it is possible to give a relatively advanced order to individual diagnostic models with a high tuning parameter.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 당뇨병 스크리닝 시스템에서, 통합 진단모델에 따른 성능 평가 결과를 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing a performance evaluation result according to an integrated diagnostic model in the diabetes screening system according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 당뇨병 스크리닝 시스템은, 복수의 개별 진단모델 A, B, C(311, 312, 313) 중, 성능이 가장 우수한 진단모델 A(311)에, 성능이 그 다음으로 우수한 진단모델 C(313)를 먼저 합성하고, 다음으로 성능이 우수한 진단모델 B(312)를 추가로 합성하여, 통합 진단모델(322)을 형성할 수 있다.3, the diabetes screening system according to an embodiment of the present invention, among a plurality of individual diagnostic models A, B, C (311, 312, 313), the most excellent diagnostic model A (311), Next, a diagnostic model C 313 having excellent performance is synthesized first, and a diagnostic model B 312 having excellent performance is further synthesized to form an integrated diagnostic model 322.

즉, 당뇨병 스크리닝 시스템은, 임피던스 측정기(BIA)에 의해 측정된 생체 임피던스 신호로 구축한 진단모델 A(311)에, 근적외선 계측기(NIRS)에 의해 측정된 근적외선 신호로 구축한 진단모델 C(313)를 합성하고, 합성한 진단모델(A+C)(321)에, 전도도 측정기(ESC)에 의해 측정된 전도도 신호로 구축한 진단모델 B(312)를 추가로 합성하여, 통합 진단모델(322)을 형성할 수 있다.That is, the diabetes screening system includes a diagnostic model A 311 constructed with a biological impedance signal measured by an impedance measuring instrument (BIA), and a diagnostic model C 313 constructed with a near-infrared ray signal measured by a near-infrared ray measuring instrument (NIRS). And, to the synthesized diagnostic model (A+C) 321, a diagnostic model B 312 constructed from a conductivity signal measured by a conductivity meter (ESC) was additionally synthesized, and an integrated diagnostic model 322 Can be formed.

이와 같이, 당뇨병 스크리닝 시스템은, 다중 생체신호를 이용하여 구축한 개별 예측모형의 성능을 고려한 단계 별 통합을 통해, 당뇨 판별의 정확도와 신뢰성을 향상시킬 수 있다.In this way, the diabetes screening system can improve the accuracy and reliability of diabetic determination through step-by-step integration in consideration of the performance of an individual prediction model built using multiple biological signals.

이하, 도 4에서는 본 발명의 실시예들에 따른 당뇨병 스크리닝 시스템(100)의 작업 흐름을 상세히 설명한다.Hereinafter, in FIG. 4, the work flow of the diabetes screening system 100 according to embodiments of the present invention will be described in detail.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 생체신호를 이용한 당뇨병 스크리닝 방법의 순서를 도시한 흐름도이다.4 is a flow chart showing a procedure of a diabetes screening method using multiple biological signals according to an embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 당뇨병 스크리닝 방법은, 상술한 당뇨병 스크리닝 시스템(100)에 의해 수행될 수 있다.The diabetes screening method according to the present embodiment may be performed by the diabetes screening system 100 described above.

도 4를 참조하면, 단계(410)에서, 당뇨병 스크리닝 시스템(100)은, 일정 기간 동안, 환자에 관한 다중 생체신호를 측정한다.Referring to FIG. 4, in step 410, the diabetes screening system 100 measures multiple bio-signals for a patient for a predetermined period of time.

일례로, 당뇨병 스크리닝 시스템(100)은, 임피던스 측정기(BIA)를 통해, 환자에 인가한 교류 전류에 반응하는 생체 임피던스 신호를 다중 주파수에 기반해 측정하고, 전도도 측정기(ESC)를 통해, 환자에 인가한 직류 전류에 반응하는 전도도 신호를 측정하고, 근적외선 계측기(NIRS)를 통해, 환자의 피부에 조사한 근적외선 신호를 측정할 수 있다.As an example, the diabetes screening system 100 measures a bioimpedance signal in response to an alternating current applied to a patient through an impedance meter (BIA) based on multiple frequencies, and through a conductivity meter (ESC), to the patient. The conductivity signal responding to the applied direct current is measured, and the near-infrared signal irradiated to the patient's skin can be measured through a near-infrared meter (NIRS).

단계(420)에서, 당뇨병 스크리닝 시스템(100)은, 상기 다중 생체신호 중 선택되는 2 종류 이상의 생체신호를 이용하여, 복수의 개별 진단모델을 구축한다.In step 420, the diabetes screening system 100 constructs a plurality of individual diagnostic models by using two or more types of bio-signals selected from the multiple bio-signals.

당뇨병 스크리닝 시스템(100)은, 2 종류 이상의 생체신호를, 벌점화 함수를 적용한 로지스틱 회귀모형 또는 머신러닝 알고리즘 중 앙상블 기법에 따라 분석하여, 상기 복수의 개별 진단모델 각각을 구축할 수 있다.The diabetes screening system 100 may construct each of the plurality of individual diagnostic models by analyzing two or more types of bio-signals according to an ensemble technique among a logistic regression model to which a penalty point function is applied or a machine learning algorithm.

단계(430)에서, 당뇨병 스크리닝 시스템(100)은, 당뇨 예측에 관한 성능을 고려해 정해지는 순서에 따라, 복수의 개별 진단모델을 단계적으로 통합한다.In step 430, the diabetes screening system 100 integrates a plurality of individual diagnostic models step by step according to an order determined in consideration of the performance related to diabetes prediction.

일례로, 당뇨병 스크리닝 시스템(100)은, 복수의 개별 진단모델 각각에 대한 교차 검증을 통해, 최적 계수 및 조율모수를 평가하고, 상기 최적 계수 및 조율모수에 관한 평가 결과에 근거하여, 상기 복수의 개별 진단모델 각각을 순차적으로 통합하기 위한 상기 순서를 정할 수 있다.As an example, the diabetes screening system 100 evaluates the optimal coefficient and tuning parameter through cross-validation for each of a plurality of individual diagnostic models, and based on the evaluation result of the optimal coefficient and the tuning parameter, the plurality of The above order for sequentially integrating each of the individual diagnostic models may be determined.

예를 들면, 도 2a 내지 도 2c의 그래프를 참조하면, 당뇨병 스크리닝 시스템(100)은, 복수의 개별 진단모델로부터 최적의 성능을 나타내는 두 개의 조율모수를 선택하기 위해, '10-fold' 교차검증을 통해 최대 AUC값을 갖는 조율모수를 선택하고, 선택한 조율모수를 비교하여, 조율모수가 높은 개별 진단모델에 상대적으로 앞선 순서를 부여할 수 있다.For example, referring to the graphs of FIGS. 2A to 2C, the diabetes screening system 100, in order to select two tuning parameters representing optimal performance from a plurality of individual diagnostic models, '10-fold' cross-validation By selecting the tuning parameter with the maximum AUC value and comparing the selected tuning parameters, it is possible to give a relatively advanced order to an individual diagnostic model with a high tuning parameter.

단계(440)에서, 당뇨병 스크리닝 시스템(100)은, 통합 진단모델에 따라 산출한 최종 예측확률값을 토대로, 환자의 당뇨 여부를 판별한다.In step 440, the diabetes screening system 100 determines whether the patient has diabetes based on the final predicted probability value calculated according to the integrated diagnosis model.

본 단계(440)에서는, 당뇨병 스크리닝 시스템(100)은, 복수의 개별 진단모델 중 성능이 가장 우수한 개별 진단모델에 의해 산출된 예측확률값이 '0.45~0.55%'에 해당되어, 당뇨 예측이 모호하거나, 당뇨 위험군에 속하는 케이스에 대해, 개별 진단모델 별 성능의 고저에 따라 순차적으로 진단모델을 합성하고, 합성한 통합 진단모델을 통해 당뇨 예측을 수행할 수 있다.In this step 440, the diabetes screening system 100, the prediction probability value calculated by the individual diagnostic model with the best performance among the plurality of individual diagnostic models corresponds to '0.45 ~ 0.55%', the diabetes prediction is ambiguous or , For cases belonging to the diabetes risk group, diagnostic models can be sequentially synthesized according to the performance of each diagnostic model, and diabetes prediction can be performed through the synthesized integrated diagnostic model.

예를 들면, 도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 당뇨병 스크리닝 시스템(100)은, 임피던스 측정기(BIA)에 의해 측정된 생체 임피던스 신호로 구축한 진단모델 A의 성능 그래프(도 2a)와, 근적외선 계측기(NIRS)에 의해 측정된 근적외선 신호로 구축한 진단모델 C의 성능 그래프(도 2b), 및 전도도 측정기(ESC)에 의해 측정된 전도도 신호로 구축한 진단모델 B(도 2c)를 비교하여, 성능이 우수한 순으로 복수의 개별 진단모델에 통합할 순서(진단모델 A > 진단모델 C > 진단모델 B)를 부여하고, 상기 순서에 따라 통합 진단모델을 형성할 수 있다.For example, referring to FIGS. 2A to 2C, the diabetes screening system 100 includes a performance graph of a diagnostic model A constructed from a bioimpedance signal measured by an impedance measuring device (BIA) (FIG. 2A ), and a near-infrared measuring instrument. By comparing the performance graph of the diagnostic model C constructed with the near-infrared signal measured by (NIRS) (Fig. 2b) and the diagnostic model B (Fig. 2c) constructed with the conductivity signal measured by the conductivity meter (ESC), performance In this excellent order, an order (diagnostic model A> diagnosis model C> diagnosis model B) to be integrated into a plurality of individual diagnosis models may be given, and an integrated diagnosis model may be formed according to the order.

도 3을 참조하면, 당뇨병 스크리닝 시스템(100)은, 임피던스 측정기(BIA)에 의해 측정된 생체 임피던스 신호로 구축한 진단모델 A(311)에, 근적외선 계측기(NIRS)에 의해 측정된 근적외선 신호로 구축한 진단모델 C(313)를 먼저 합성하고, 합성한 진단모델(A+C)(321)에, 전도도 측정기(ESC)에 의해 측정된 전도도 신호로 구축한 진단모델 B(312)를 추가로 합성하여, 통합 진단모델(322)을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 3, the diabetes screening system 100 is constructed with a near-infrared signal measured by a near-infrared measuring instrument (NIRS) in a diagnostic model A 311 constructed with a biological impedance signal measured by an impedance measuring instrument (BIA). One diagnostic model C (313) was first synthesized, and then to the synthesized diagnostic model (A+C) 321, a diagnostic model B (312) constructed from the conductivity signal measured by a conductivity meter (ESC) was additionally synthesized. Thus, an integrated diagnostic model 322 can be formed.

이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면, 생체 임피던스, 전기화학적 피부 전도도 및 근적외선 중 2 이상의 다중 생체신호를 분석하여 구축한 개별 당뇨병 예측모형을 기반으로 당뇨 예측을 수행 시, 예측이 불분명한 케이스(0.45~0.55%)에 대해, 각 예측모형 별 성능 고저에 따라 순차적으로 예측모형을 합성하여, 정확한 당뇨병 예측을 수행할 수 있다.As described above, according to an embodiment of the present invention, when diabetic prediction is performed based on an individual diabetes prediction model constructed by analyzing two or more multiple biological signals among bioimpedance, electrochemical skin conductivity, and near-infrared rays, the prediction is unclear. For (0.45~0.55%), accurate prediction of diabetes can be performed by sequentially synthesizing prediction models according to the performance level of each prediction model.

본 발명의 일실시예에 따르면, 다중 생체신호를 이용한 비침습적 당뇨 스크리닝 장치 개발 시 모형 통합을 통해 스크리닝의 신뢰성 및 정확도를 향상시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when developing a non-invasive diabetes screening device using multiple bio-signals, reliability and accuracy of screening may be improved through model integration.

본 발명의 일실시예에 따르면, 다중 생체신호를 통해 획득한 정보를 활용하여 반복적인 확률값 도출을 통해 당뇨병 확률을 예상하므로 보다 정확한 진단을 수행 할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, since the probability of diabetes is predicted through repetitive derivation of probability values using information obtained through multiple biological signals, a more accurate diagnosis can be performed.

본 발명의 일실시예에 따르면, 다중 생체신호를 통해 획득한 정보를 활용하여 당뇨 진단모델을 형성하되, 각 모델별로 성능의 고저를 파악하여, 당뇨 의심군으로 지정된 케이스에 대해서는, 성능이 우수한 진단모델을 순차적으로 적용하여 재 진단 함으로써, 당뇨 예측의 정확도를 높일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a diabetes diagnosis model is formed using information obtained through multiple bio-signals, but by identifying the high and low performance of each model, for a case designated as a diabetes suspected group, a diagnosis with excellent performance By sequentially applying the model and re-diagnosing it, the accuracy of diabetes prediction can be improved.

본 발명의 일실시예에 따르면, 'BIA' 및 'NIRS'와 같은 다중 생체신호 측정 장비를 당뇨병 스크리닝 도구로 사용 시 그 정확도를 향상시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when multiple bio-signal measuring equipment such as'BIA' and'NIRS' is used as a diabetes screening tool, its accuracy can be improved.

본 발명의 일실시예에 따르면, 생체 임피던스를 측정하여 획득한 변수 정보를 이용해 당뇨병에 대한 예측 모형을 생성하여 당뇨를 예측하고, 전기화학적 피부 전도도를 측정하여 획득한 변수 정보를 이용해 당뇨병에 대한 예측 모형을 생성하여 당뇨를 예측하고, 근적외선을 인체에 쏘아 획득한 변수 정보를 이용해 당뇨병에 대한 예측 모형을 생성하여 당뇨를 예측하고, 각 예측 모형을 당뇨 예측 성능의 고저에 따라 순차적으로 활용하여 당뇨 의심군의 당뇨 위험 여부를 정확히 예측할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a prediction model for diabetes is generated by using variable information obtained by measuring biological impedance, and diabetes is predicted using variable information obtained by measuring electrochemical skin conductivity. Diabetes is predicted by creating a model, predicting diabetes by generating a prediction model for diabetes using variable information acquired by shooting near-infrared rays into the human body, and using each prediction model sequentially according to the level of diabetes prediction performance to suspect diabetes. You can accurately predict whether the group is at risk for diabetes.

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. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.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 in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and 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 to 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 and DVDs, and magnetic media such as floptical disks. -A hardware device specially configured to store and execute program instructions such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of the program instructions include not only machine language codes such as those produced by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operation of the embodiment, and vice versa.

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 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 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, instructions, or a combination of one or more of these, configuring the processing unit to behave as desired or processed 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. , Or may be permanently or temporarily embodyed in a transmitted signal wave. The software may be distributed over networked computer systems and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored on one or more computer-readable recording media.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 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 the limited drawings, a person of ordinary skill in the art can apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques are performed in a different order from the described method, and/or components such as a system, structure, device, circuit, etc. described are combined or combined in a form different from the described method, or other components Alternatively, even if substituted or substituted by an equivalent, an appropriate result can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments and claims and equivalents fall within the scope of the following claims.

100: 당뇨병 스크리닝 시스템
110: 측정부 120: 모델 구축부
130: 처리부 140: 성능 평가부
150: 메모리부
100: Diabetes Screening System
110: measurement unit 120: model building unit
130: processing unit 140: performance evaluation unit
150: memory unit

Claims (15)

당뇨병 스크리닝 시스템에 의해 구현되는 다중 생체신호를 이용한 당뇨병 스크리닝 방법에 있어서,
상기 당뇨병 스크리닝 시스템에서, 환자에 관한 다중 생체신호를 측정하는 단계;
상기 당뇨병 스크리닝 시스템에서, 상기 다중 생체신호 중 선택되는 복수의 생체신호를 이용하여, 복수의 개별 진단모델을 구축하는 단계;
상기 당뇨병 스크리닝 시스템에서, 당뇨 예측에 관한 성능을 고려해 상기 복수의 개별 진단모델에 대해 순서를 정하는 단계;
상기 당뇨병 스크리닝 시스템에서, 상기 순서가 가장 높은 제1 개별 진단모델에 의해 연산된 제1 선형예측값으로부터 제1 예측확률값을 산출하는 단계;
상기 제1 예측확률값이, 당뇨 위험군에 속하는 선정된 범위 이내인 경우,
상기 당뇨병 스크리닝 시스템에서, 상기 제1 개별 진단모델을 제외하고 상기 순서가 가장 높은 제2 개별 진단모델에 의해 연산된 제2 선형예측값을, 상기 제1 선형예측값에 합산한 후 평균하여, 평균 선형예측값을 연산함으로써, 상기 제1 및 제2 개별 진단모델을 통합하여 통합 진단모델을 형성하는 단계; 및
상기 당뇨병 스크리닝 시스템에서, 상기 통합 진단모델을 이용해 산출한 최종 예측확률값을 토대로, 상기 환자에 대해 당뇨 여부를 판별하는 단계
를 포함하는 다중 생체신호를 이용한 당뇨병 스크리닝 방법.
In the diabetes screening method using multiple biological signals implemented by the diabetes screening system,
In the diabetes screening system, measuring multiple biological signals related to a patient;
In the diabetes screening system, constructing a plurality of individual diagnostic models by using a plurality of biological signals selected from among the multiple biological signals;
In the diabetes screening system, determining an order of the plurality of individual diagnostic models in consideration of performance related to diabetes prediction;
Calculating, in the diabetes screening system, a first prediction probability value from a first linear prediction value calculated by a first individual diagnostic model having the highest order;
When the first predicted probability value is within a selected range belonging to the diabetes risk group,
In the diabetes screening system, a second linear prediction value calculated by a second individual diagnosis model having the highest order excluding the first individual diagnosis model is added to the first linear predicted value and then averaged, and an average linear predicted value Forming an integrated diagnostic model by integrating the first and second individual diagnostic models by calculating. And
In the diabetes screening system, determining whether the patient has diabetes based on a final predicted probability value calculated using the integrated diagnostic model
Diabetes screening method using multiple biological signals comprising a.
제1항에 있어서,
상기 순서를 정하는 단계는,
개별 진단모델을 이용해 산출한 예측확률값에 따른 당뇨 예측 결과가, 상기 환자의 실제의 당뇨 진단 결과에 근접하는지에 대해 평가하는 단계; 및
상기 평가 결과에 근거하여, 상기 복수의 개별 진단모델 각각을 순차적으로 통합하기 위한 상기 순서를 정하는 단계
를 포함하는 당뇨병 스크리닝 방법.
The method of claim 1,
The step of determining the order,
Evaluating whether a diabetes prediction result according to a prediction probability value calculated using an individual diagnosis model is close to an actual diabetes diagnosis result of the patient; And
Determining the sequence for sequentially integrating each of the plurality of individual diagnostic models based on the evaluation result
Diabetes screening method comprising a.
제1항에 있어서,
상기 순서를 정하는 단계는,
상기 복수의 개별 진단모델 각각에 대한 교차 검증을 통해, 최적 계수 및 조율모수를 평가하는 단계; 및
상기 최적 계수 및 조율모수에 관한 평가 결과에 근거하여, 상기 복수의 개별 진단모델 각각을 순차적으로 통합하기 위한 상기 순서를 정하는 단계
를 포함하는 당뇨병 스크리닝 방법.
The method of claim 1,
The step of determining the order,
Evaluating an optimum coefficient and a tuning parameter through cross-validation of each of the plurality of individual diagnostic models; And
Determining the order for sequentially integrating each of the plurality of individual diagnostic models based on the evaluation result of the optimum coefficient and the tuning parameter
Diabetes screening method comprising a.
제1항에 있어서,
상기 순서를 정하는 단계는,
상기 환자로부터 측정한 생체 임피던스 신호, 전도도 신호 및 근적외선 신호를 각각 분석하여, 상기 복수의 개별 진단모델에 대해 성능을 평가하는 단계; 및
상기 성능에 관한 평가 결과에 근거하여, 상기 복수의 개별 진단모델 각각을 순차적으로 통합하기 위한 상기 순서를 정하는 단계
를 포함하는 당뇨병 스크리닝 방법.
The method of claim 1,
The step of determining the order,
Analyzing a bioimpedance signal, a conductivity signal, and a near-infrared signal measured from the patient, respectively, and evaluating the performance of the plurality of individual diagnostic models; And
Determining the sequence for sequentially integrating each of the plurality of individual diagnostic models based on the evaluation result of the performance
Diabetes screening method comprising a.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 개별 진단모델과 상이한 제3 개별 진단모델이 존재하는 경우,
상기 통합 진단모델을 형성하는 단계는,
상기 제3 개별 진단모델에 의해 연산된 제3 선형예측값을 더 합산한 후 평균하여, 상기 평균 선형예측값을 연산함으로써, 통합된 상기 제1 및 제2 개별 진단모델에, 상기 제3 개별 진단모델을 추가로 통합하는 단계; 및
추가로 통합되지 않은 상기 제3 개별 진단모델이 남아있으면, 상기 추가로 통합하는 단계를 반복하는 단계
를 더 포함하는 당뇨병 스크리닝 방법.
The method of claim 1,
When there is a third individual diagnostic model different from the first and second individual diagnostic models,
Forming the integrated diagnostic model,
The third linear prediction values calculated by the third individual diagnostic models are further summed and averaged, and the average linear predicted values are calculated, whereby the third individual diagnostic model is added to the integrated first and second individual diagnostic models. Further incorporating; And
If the third individual diagnostic model that has not been further integrated remains, repeating the additional integration step
Diabetes screening method further comprising.
제1항에 있어서,
상기 당뇨 여부를 판별하는 단계는,
상기 평균 선형예측값으로부터 산출되는 예측확률값을, 상기 최종 예측확률값으로서 결정하고, 상기 최종 예측확률값에 따라, 상기 당뇨 여부를 판별하는 단계
를 포함하는 당뇨병 스크리닝 방법.
The method of claim 1,
The step of determining whether or not diabetes,
Determining a predicted probability value calculated from the average linear predicted value as the final predicted probability value, and determining whether or not the diabetes is based on the final predicted probability value
Diabetes screening method comprising a.
제1항에 있어서,
상기 제1 예측확률값이 상기 선정된 범위에 속하지 않으면,
상기 당뇨 여부를 판별하는 단계는,
상기 제1 예측확률값을 상기 최종 예측확률값으로서 결정하고, 상기 최종 예측확률값에 따라, 상기 당뇨 여부를 판별하는 단계
를 포함하는 당뇨병 스크리닝 방법.
The method of claim 1,
If the first prediction probability value does not fall within the selected range,
The step of determining whether or not diabetes,
Determining the first predicted probability value as the final predicted probability value, and determining whether or not the diabetes is diagnosed according to the final predicted probability value
Diabetes screening method comprising a.
제1항에 있어서,
상기 당뇨병 스크리닝 시스템에서, 임피던스 측정기(BIA)를 통해 측정한 상기 환자에 인가한 교류 전류에 반응하는 생체 임피던스 신호, 전도도 측정기(ESC)를 통해 측정한 상기 환자에 인가한 직류 전류에 반응하는 전도도 신호, 및 근적외선 계측기(NIRS)를 통해 측정한 상기 환자의 피부에 조사한 근적외선 신호 중 적어도 하나의 생체신호를, 상기 다중 생체신호로서, 메모리부에 기록하는 단계
를 더 포함하는 당뇨병 스크리닝 방법.
The method of claim 1,
In the diabetes screening system, a biological impedance signal in response to an AC current applied to the patient measured through an impedance meter (BIA), and a conductivity signal in response to a direct current applied to the patient measured through a conductivity meter (ESC) , And recording at least one of the near-infrared signals irradiated to the patient's skin measured through a near-infrared measuring instrument (NIRS) in a memory unit
Diabetes screening method further comprising.
제9항에 있어서,
상기 복수의 개별 진단모델을 구축하는 단계는,
상기 메모리부로부터 선택되는 2 종류 이상의 생체신호를, 벌점화 함수를 적용한 로지스틱 회귀모형 또는 머신러닝 알고리즘 중 앙상블 기법에 따라 분석하여, 상기 복수의 개별 진단모델 각각을 구축하는 단계
를 포함하는 당뇨병 스크리닝 방법.
The method of claim 9,
The step of constructing the plurality of individual diagnostic models,
Constructing each of the plurality of individual diagnostic models by analyzing two or more types of biosignals selected from the memory unit according to an ensemble method among a logistic regression model to which a penalty point function is applied or machine learning algorithms
Diabetes screening method comprising a.
환자에 관한 다중 생체신호를 측정하는 측정부;
상기 다중 생체신호 중 선택되는 복수의 생체신호를 이용하여, 복수의 개별 진단모델을 구축하는 모델 구축부;
당뇨 예측에 관한 성능을 고려해 상기 복수의 개별 진단모델에 대해 순서를 정하는 성능 평가부; 및
상기 순서가 가장 높은 제1 개별 진단모델에 의해 연산된 제1 선형예측값으로부터 제1 예측확률값을 산출하고, 상기 제1 예측확률값이, 당뇨 위험군에 속하는 선정된 범위에 속하는 경우, 상기 제1 개별 진단모델을 제외하고 상기 순서가 가장 높은 제2 개별 진단모델에 의해 연산된 제2 선형예측값을, 상기 제1 선형예측값에 합산한 후 평균하여, 평균 선형예측값을 연산함으로써, 상기 제1 및 제2 개별 진단모델을 통합하여 통합 진단모델을 형성하고, 상기 통합 진단모델을 이용해 산출한 최종 예측확률값을 토대로, 상기 환자에 대해 당뇨 여부를 판별하는 처리부
를 포함하는 다중 생체신호를 이용한 당뇨병 스크리닝 시스템.
A measuring unit for measuring multiple biological signals related to a patient;
A model construction unit for constructing a plurality of individual diagnostic models by using a plurality of bio signals selected from the multiple bio signals;
A performance evaluation unit for determining an order of the plurality of individual diagnostic models in consideration of performance related to diabetes prediction; And
The first predicted probability value is calculated from the first linear predicted value calculated by the first individual diagnostic model with the highest order, and if the first predicted probability value falls within a selected range belonging to the diabetes risk group, the first individual diagnosis Excluding the model, the second linear predicted value calculated by the second individual diagnostic model with the highest order is added to the first linear predicted value and then averaged, and the average linear predicted value is calculated. A processing unit that forms an integrated diagnostic model by integrating the diagnostic model, and determines whether the patient has diabetes based on the final predicted probability value calculated using the integrated diagnostic model
Diabetes screening system using multiple biological signals comprising a.
제11항에 있어서,
상기 성능 평가부는,
상기 복수의 개별 진단모델 각각에 대한 교차 검증을 통해, 최적 계수 및 조율모수를 평가하고,
상기 최적 계수 및 조율모수에 관한 평가 결과에 근거하여, 상기 복수의 개별 진단모델 각각을 순차적으로 통합하기 위한 상기 순서를 정하는
당뇨병 스크리닝 시스템.
The method of claim 11,
The performance evaluation unit,
Through cross-validation for each of the plurality of individual diagnostic models, the optimum coefficient and the tuning parameter are evaluated,
To determine the order for sequentially integrating each of the plurality of individual diagnostic models, based on the evaluation result of the optimal coefficient and the tuning parameter
Diabetes screening system.
삭제delete 제11항에 있어서,
상기 제1 및 제2 개별 진단모델과 상이한 제3 개별 진단모델이 존재하는 경우,
상기 처리부는,
상기 제3 개별 진단모델에 의해 연산된 제3 선형예측값을 더 합산한 후 평균하여, 상기 평균 선형예측값을 연산함으로써, 통합된 상기 제1 및 제2 개별 진단모델에, 상기 제3 개별 진단모델을 추가로 통합하고, 추가로 통합되지 않은 상기 제3 개별 진단모델이 남아있으면, 상기 추가로 통합하는 과정을 반복하는
당뇨병 스크리닝 시스템.
The method of claim 11,
When there is a third individual diagnostic model different from the first and second individual diagnostic models,
The processing unit,
The third linear prediction values calculated by the third individual diagnostic models are further summed and averaged, and the average linear predicted values are calculated, whereby the third individual diagnostic model is added to the integrated first and second individual diagnostic models. If the third individual diagnostic model that is additionally integrated and has not been further integrated remains, the process of further integration is repeated.
Diabetes screening system.
제11항에 있어서,
상기 모델 구축부는,
상기 다중 생체신호를 기록한 메모리부로부터 2 종류 이상의 생체신호를 선택하고, 선택된 2 종류 이상의 생체신호를, 벌점화 함수를 적용한 로지스틱 회귀모형 또는 머신러닝 알고리즘 중 앙상블 기법에 따라 분석하여, 상기 복수의 개별 진단모델 각각을 구축하는
당뇨병 스크리닝 시스템.
The method of claim 11,
The model building unit,
Two or more types of bio-signals are selected from the memory unit recording the multiple bio-signals, and the selected two or more bio-signals are analyzed according to an ensemble technique among a logistic regression model or machine learning algorithm to which a penalty point function is applied, To build each diagnostic model
Diabetes screening system.
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