KR102209382B1 - Method for providing information of lesion diagnosis and device for providing information of lesion diagnosis using the same - Google Patents

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곽진영
하헌규
우혜진
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Abstract

본 발명은, 개체의 질환 발병 의심 부위에 대한 의료 영상을 수신하는 단계, 의료 영상을 기초로 병변을 예측하도록 구성된 분류기를 이용하여, 개체에 대한 병변을 예측하는 단계, 의료 영상 내에서의 병변을 예측하는 처리 중에서, 분류기의 병변 예측에 대한 관심도를 나타내는, 병변 발현 의심 영상을 생성하는 단계, 및 예측된 병변 및 병변 발현 의심 영상을 제공하는 단계를 포함하는, 병변 진단에 대한 정보 제공 방법 및 이를 이용한 병변 진단에 대한 정보 제공용 디바이스를 제공한다.The present invention provides the steps of: receiving a medical image for a region suspected of developing a disease of the individual, predicting a lesion on the individual using a classifier configured to predict a lesion based on the medical image, and determining the lesion in the medical image. Among the predicting processing, a method for providing information on lesion diagnosis, including the step of generating a lesion expression suspicious image indicating a degree of interest in predicting a lesion of a classifier, and providing a predicted lesion and a suspected lesion expression image, and the same It provides a device for providing information about the used lesion diagnosis.

Description

병변 진단에 대한 정보 제공 방법 및 이를 이용한 병변 진단에 대한 정보 제공용 디바이스{METHOD FOR PROVIDING INFORMATION OF LESION DIAGNOSIS AND DEVICE FOR PROVIDING INFORMATION OF LESION DIAGNOSIS USING THE SAME}A method for providing information on lesion diagnosis and a device for providing information on lesion diagnosis using the same {METHOD FOR PROVIDING INFORMATION OF LESION DIAGNOSIS AND DEVICE FOR PROVIDING INFORMATION OF LESION DIAGNOSIS USING THE SAME}

본 발명은 병변 진단에 대한 정보 제공 방법 및 이를 이용한 병변 진단에 대한 정보 제공용 디바이스에 관한 것으로, 보다 구체적으로 의료 영상을 기초로 질환과 연관된 병변을 분류하고 이에 대한 정보를 제공하도록 구성된 병변 진단에 대한 정보 제공 방법 및 이를 이용한 병변 진단에 대한 정보 제공용 디바이스에 관한 것이다.The present invention relates to a method for providing information on lesion diagnosis and a device for providing information on lesion diagnosis using the same, and more specifically, to a lesion diagnosis configured to classify a lesion related to a disease based on a medical image and provide information thereon. The present invention relates to a method for providing information about, and a device for providing information on lesion diagnosis using the same.

의료 영상이란, 의료 영상 기기를 통해 일정한 에너지를 투여하여 인체 내의 밀도, 성질에 따라 상이한 입사, 반사, 투과 정도를 갖는 특징을 이용하여 획득한 영상을 의미할 수 있다. 이러한 의료 영상으로는, X-레이 (X-ray) 영상, 초음파 (ultrasonography) 영상, 컴퓨터단층촬영 (Computed Tomography, CT) 영상, 자기공명 (Magnetic Resonance Imaging, MRI) 영상, 양전자단층촬영 (Positron Emission Tomography, PET) 영상, 나아가 내시경(Endoscopy) 영상이 있을 수 있다.The medical image may refer to an image obtained by using a characteristic having different degrees of incidence, reflection, and transmission according to a density and a property of a human body by administering constant energy through a medical imaging device. These medical images include X-ray images, ultrasonography images, computed tomography (CT) images, magnetic resonance imaging (MRI) images, and positron emission tomography. There may be Tomography, PET) images, and even an endoscopy image.

의료진은 이러한 의료 영상을 판독함으로써 질환의 조기 진단 및 병변에 따른 치료를 제공할 수 있다. 그러나, 이러한 의료 영상에 기초한 보조 진단 시스템은, 의료진 숙련도에 따른 진단의 편차가 있을 수 있다. 진단의 편차는, 오진, 치료 시점의 지연, 부적절한 치료가 수행되는 등의 의료 사고와도 연관이 있을 수 있다. Medical staff can provide early diagnosis of diseases and treatment according to lesions by reading such medical images. However, in the auxiliary diagnosis system based on such a medical image, there may be deviations in diagnosis according to the skill level of a medical staff. Diagnosis deviations may also be related to medical accidents such as misdiagnosis, delay in treatment timing, and inappropriate treatment.

예를 들어, 갑상선 부위의 경우, 종양이나 기능 항진증에 대한 병변을 진단하는 것에 있어서 초음파 영상이 이용될 수 있다. 보다 구체적으로, 갑상선 초음파 검사는, 피검자를 눕힌 자세에서 경부 주위를 프로브로 스캔하면서 수행된다. 이때, 갑상선은 주변 조직과의 구별이 어려운 진단 부위이고, 갑상선 조직 내에 종양과 같은 병변에 의해 곡면이 형성될 경우 프로브가 이동하는 중에 프로브와 대상물 사이에 공간이 형성될 수 있어, 갑상선 내 종양의 진단에 어려움이 있을 수 있다. 결과적으로, 의료진의 숙련도에 따라 병변 진단 결과가 상이할 수 있어 진단의 신뢰도가 떨어질 수 있다. For example, in the case of the thyroid gland, ultrasound images may be used in diagnosing a lesion for a tumor or hyperfunction. More specifically, the ultrasound examination of the thyroid gland is performed while scanning the neck area with a probe in a position where the subject is lying down. At this time, the thyroid gland is a diagnostic site that is difficult to distinguish from surrounding tissues, and if a curved surface is formed by a lesion such as a tumor in the thyroid gland, a space may be formed between the probe and the object while the probe is moving. There may be difficulties with diagnosis. As a result, the diagnosis of a lesion may be different depending on the skill level of the medical staff, and the reliability of diagnosis may be degraded.

즉, 종래의 의료 영상에 기초한 보조 진단 시스템은, 질환과 연관된 병변을 정확하게 예측하는 것에 있어 어려움이 있음에 따라, 의료 사고가 발생할 확률이 높을 수 있다. That is, a conventional auxiliary diagnosis system based on medical images has difficulty in accurately predicting lesions associated with a disease, and thus a probability of occurrence of a medical accident may be high.

의료 사고의 예방 및 의료 서비스의 향상 등을 위하여 진단의 정확성이 더욱 요구되고 있음에 따라, 질환 발병 여부, 나아가 정확한 병변 진단에 있어서 새로운 보조 진단 시스템의 개발이 지속적으로 요구되고 있는 실정이다. As the accuracy of diagnosis is more demanded for the prevention of medical accidents and improvement of medical services, the development of a new auxiliary diagnosis system is continuously required for the onset of disease and further accurate lesion diagnosis.

발명의 배경이 되는 기술은 본 발명에 대한 이해를 보다 용이하게 하기 위해 작성되었다. 발명의 배경이 되는 기술에 기재된 사항들이 선행기술로 존재한다고 인정하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
선행문헌: 등록특허공보 제10-1824691호(20180202)
The technology that is the background of the present invention has been prepared to facilitate understanding of the present invention. It should not be understood as an admission that the matters described in the technology behind the invention exist as prior art.
Prior Document: Registered Patent Publication No. 10-1824691 (20180202)

특정 질환의 발병 여부, 나아가 질환과 연관된 병변에 대한 새로운 진단 시스템으로, 질환 또는 병변과 연관된 바이오마커의 수준에 기초한 분자생물학적 진단 방법이 제안되었다. As a new diagnostic system for the onset of a specific disease and further disease-related lesions, a molecular biological diagnosis method based on the level of a disease or a biomarker associated with a lesion has been proposed.

그러나, 분자생물학적 진단 방법은, 질환의 발병 여부는 진단할 수 있으나, 생물학적 행태가 상이한 병변의 세포 형태, 진행 정도 등 병변의 특성을 정확하게 구분하고 진단하는 것에 한계를 가질 수 있다.However, the molecular biological diagnosis method can diagnose the onset of a disease, but may have limitations in accurately distinguishing and diagnosing characteristics of lesions such as cell types and progression degrees of lesions having different biological behaviors.

한편, 본 발명의 발명자들은, 인공지능 알고리즘 기반의 보조 진단 시스템을 도입함으로써 종래의 의료 영상에 기초한 보조 진단 시스템이 갖는 한계 및 문제점들을 보완할 수 있음에 주목하였다. 보다 구체적으로, 본 발명의 발명자들은 의료진에 의한 의료 영상의 판독에 더해 인공지능을 이용한 진단 소견을 보완함으로써 정확한 병변의 진단을 제공하는 컴퓨터 보조 진단 (computer aided diagnosis, CADx) 시스템에 주목하였다. On the other hand, the inventors of the present invention have noted that limitations and problems of the conventional auxiliary diagnosis system based on medical images can be supplemented by introducing an auxiliary diagnosis system based on an artificial intelligence algorithm. More specifically, the inventors of the present invention have paid attention to a computer aided diagnosis (CADx) system that provides accurate lesion diagnosis by supplementing diagnostic findings using artificial intelligence in addition to reading medical images by medical staff.

이때, 본 발명의 발명자들은, 의료 영상에 기초한 진단과 관련하여 의료 영상의 데이터에 의해 학습된 예측 모델이 병변 진단과 연관된 정보를 제공할 수 있음을 인지할 수 있었다. At this time, the inventors of the present invention were able to recognize that the prediction model learned by the data of the medical image in relation to the diagnosis based on the medical image can provide information related to the diagnosis of the lesion.

특히, 본 발명의 발명자들은, 복수의 모델들을 이용할 경우, 병변 진단의 정확도 및 정밀도 향상에 따라, 신뢰도 높은 진단 정보를 제공할 수 있음을 인지할 수 있었다.In particular, the inventors of the present invention were able to recognize that when a plurality of models are used, diagnostic information with high reliability can be provided according to improvement in accuracy and precision of lesion diagnosis.

보다 구체적으로, 본 발명의 발명자들은, 의료 영상에 대하여 병변을 예측하는 과정에서 피쳐 (feature) 를 추출하도록 미세 조정한 (fine-tuning) 피쳐 추출 모델과, 추출된 피쳐를 기초로 병변을 분류하도록 구성된 분류 모델을 보조 진단 시스템에 적용하고자 하였다. More specifically, the inventors of the present invention provide a fine-tuning feature extraction model to extract features in the process of predicting lesions for medical images, and to classify lesions based on the extracted features. The constructed classification model was intended to be applied to the auxiliary diagnosis system.

그 결과, 본 발명의 발명자들은, 복수개의 예측 모델을 이용하여 의료 영상에 대한 피쳐를 추출하고, 추출된 피쳐를 기초로 질환의 병변을 확률적으로 예측하여, 질환의 발병 여부와 함께 병변에 관한 정확한 정보를 제공할 수 있는, 새로운 의료 영상에 기초한 보조 진단 시스템을 개발하기에 이르렀다. As a result, the inventors of the present invention extract features for a medical image using a plurality of predictive models, and probabilistically predict a lesion of a disease based on the extracted features. It has come to develop an auxiliary diagnostic system based on a new medical image that can provide accurate information.

이때, 본 발명의 발명자들은, 의료 영상에 대하여 피쳐를 추출하도록 구성된 복수개의 모델들에 의해 추출된 피쳐를 결합하고 결합된 피쳐를 기초로 병변을 분류하도록 구성된 복수개의 분류 모델들에 의한 결과값을 결합하여, 최종적으로 병변 진단에 대한 정보를 제공하는 앙상블 방법 (ensemble method) 을 더욱 적용할 수 있었다. At this time, the inventors of the present invention combine the features extracted by the plurality of models configured to extract the features from the medical image, and calculate the result value by the plurality of classification models configured to classify the lesion based on the combined features. In combination, the ensemble method, which finally provides information on lesion diagnosis, could be further applied.

결과적으로, 본 발명의 발명자들은, 단일의 모델을 이용했을 때보다 높은 정확도, 정밀도 및 특이도로 병변에 대한 분류 결과를 제공할 수 있음을 확인할 수 있었다.As a result, the inventors of the present invention were able to confirm that the classification result for the lesion can be provided with higher accuracy, precision, and specificity than when using a single model.

한편, 본 발명의 발명자들은, 의료 영상에 기초한 진단에 이용되는 예측 모델과 관련하여, 학습용 데이터의 부족과 같은 이유로, 모델의 진단 성능 향상에 한계가 있음을 더욱 인지할 수 있었다.On the other hand, the inventors of the present invention could further recognize that there is a limitation in improving the diagnostic performance of the model due to the lack of training data in relation to the prediction model used for diagnosis based on medical images.

그 결과, 본 발명의 발명자들은, 상기 보조 진단 시스템에 적용되는 예측 모델에 대하여, 병변 예측에 보다 효과적인 학습용 데이터를 선택적으로 학습하도록 구성함으로써 본 발명의 예측 모델의 진단 성능의 향상을 기대할 수 있었다.As a result, the inventors of the present invention could expect to improve the diagnostic performance of the predictive model of the present invention by configuring the predictive model applied to the auxiliary diagnostic system to selectively learn more effective training data for lesion prediction.

보다 구체적으로, 본 발명의 발명자들은, 학습에 이용되는 학습용 의료 영상으로부터 피쳐 추출 (또는, 분류) 결과에 따른 분산이 미리 결정된 수준 이상인 선택 학습용 의료 영상을 결정하고, 이를 모델들의 재학습에 반영하고자 하였다. More specifically, the inventors of the present invention are to determine a selective learning medical image whose variance according to the result of feature extraction (or classification) from the learning medical image used for learning is greater than or equal to a predetermined level, and reflect this in the retraining of the models. I did.

결과적으로, 본 발명의 발명자들은, 선택 학습용 의료 영상을 학습하도록 모델들을 구성함에 따라, 질환의 발병 여부, 나아가 병변의 예측과 같은 진단 능력의 향상을 확인할 수 있었다.As a result, the inventors of the present invention were able to confirm improvement in diagnostic ability, such as predicting whether a disease has occurred or not, and further predicting a lesion, by configuring models to learn medical images for selective learning.

나아가, 본 발명의 발명자들은, 상기와 같은 보조 진단 시스템에 대하여 갑상선 초음파 영상을 적용하였고, 상기 영상으로부터 특징을 추출하고 이를 양성 또는 악성으로 분류하여, 병변 진단에 관한 정보를 제공할 수 있음을 확인할 수 있었다. Further, the inventors of the present invention confirmed that the thyroid ultrasound image was applied to the auxiliary diagnostic system as described above, and the features were extracted from the image and classified as benign or malignant, and thus information on lesion diagnosis can be provided. Could

이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 수신된 의료 영상을 기초로 피쳐를 추출하도록 구성된 복수개의 피쳐 추출 모델 및 피쳐를 기초로 병변을 분류하도록 구성된 복수개의 분류기를 이용하여 병변을 분류하도록 구성된, 병변 진단에 대한 정보 제공 방법을 제공하는 것이다. Accordingly, the problem to be solved by the present invention is to classify lesions using a plurality of feature extraction models configured to extract features based on the received medical image and a plurality of classifiers configured to classify lesions based on the features. It is to provide a method of providing information about diagnosis.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 목적 부위에 대한 의료 영상을 수신하도록 구성된 수신부 및 의료 영상에 대하여 피쳐를 추출하고, 목적 부위에 대한 병변을 분류하도록 구성된 프로세서를 포함하는, 병변 진단에 대한 정보 제공용 디바이스를 제공하는 것이다. Another problem to be solved by the present invention is information on lesion diagnosis, including a receiving unit configured to receive a medical image for a target site and a processor configured to extract features for a medical image and classify a lesion for a target site It is to provide a device for provision.

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

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 병변 진단에 대한 정보 제공 방법이 제공된다. 본 방법은, 목적 부위에 대한 의료 영상을 수신하는 단계, 의료 영상 내에서 병변을 예측하는 처리 중에 추출되는 피쳐를 추출하도록 구성된 복수개의 피쳐 추출 모델을 이용하여 의료 영상에 대한 피쳐를 추출하는 단계, 추출된 피쳐를 기초로 병변을 분류하도록 구성된 복수개의 분류기를 이용하여 의료 영상 내의 목적 부위에 대한 병변을 분류하는 단계를 포함한다.In order to solve the above-described problems, a method for providing information on lesion diagnosis according to an embodiment of the present invention is provided. The method includes the steps of: receiving a medical image for a target site, extracting a feature for a medical image using a plurality of feature extraction models configured to extract features extracted during a process of predicting a lesion within the medical image, And classifying the lesion for the target site in the medical image using a plurality of classifiers configured to classify the lesion based on the extracted features.

본 발명의 특징에 따르면, 복수개의 피쳐 추출 모델 각각은, 피쳐 추출 모델 별로 서로 상이한 적어도 하나의 피쳐를 추출하도록 구성될 수 있다. 나아가, 본 방법은, 피쳐를 추출하는 단계 이후에 결합 피쳐를 획득하도록, 복수개의 피쳐 추출 모델에 의해 각각 추출된 적어도 하나의 피쳐를 결합하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 목적 부위에 대한 병변을 분류하는 단계는, 복수개의 분류기를 이용하여, 결합 피쳐를 기초로 목적 부위에 대한 병변을 분류하는 단계를 포함할 수 있다. According to a feature of the present invention, each of the plurality of feature extraction models may be configured to extract at least one feature different from each other for each feature extraction model. Furthermore, the method may further include combining at least one feature each extracted by the plurality of feature extraction models to obtain a combined feature after the step of extracting the feature. In addition, the step of classifying the lesion for the target site may include classifying the lesion for the target site based on the binding feature using a plurality of classifiers.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 적어도 하나의 피쳐는 적어도 두 개의 피쳐일 수 있다. 또한, 적어도 하나의 피쳐를 결합하는 단계는, 모델별 결합 특징을 획득하도록 적어도 하나의 피쳐를 모델 별로 제1 결합하는 단계, 및 최종 결합 특징을 획득하도록 모델별 결합 특징을 제2 결합하는 단계를 포함할 수 있다. 나아가, 목적 부위에 대한 병변을 분류하는 단계는, 복수개의 분류기를 이용하여, 최종 결합 피쳐를 기초로 목적 부위에 대한 병변을 분류하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to another feature of the invention, at least one feature may be at least two features. In addition, the combining of the at least one feature includes first combining the at least one feature for each model to obtain a combination feature for each model, and a second combining the combination feature for each model to obtain a final combination feature. Can include. Furthermore, the step of classifying the lesion for the target site may further include classifying the lesion for the target site based on the final binding feature using a plurality of classifiers.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 의료 영상 내에서 병변을 분류하는 단계는, 복수개의 분류기를 이용하여 피쳐에 대한 병변 확률을 산출하는 단계, 및 병변 확률을 기초로 목적 부위에 대한 병변을 분류하는 단계를 포함할 수 있다.According to another feature of the present invention, the step of classifying a lesion within a medical image includes calculating a lesion probability for a feature using a plurality of classifiers, and classifying a lesion for a target site based on the lesion probability. It may include steps.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 병변은 미리 결정된 복수개의 병변을 포함할 수 있다. 이때, 병변 확률을 산출하는 단계는, 복수개의 분류기를 이용하여, 피쳐에 대한 복수개의 병변 각각의 확률을 산출하는 단계, 및 복수개의 분류기에 의해 산출된 복수개의 병변 각각의 확률을 기초로 복수개의 병변별 평균 병변 확률을 산출하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 병변 확률을 기초로 목적 부위에 대한 병변을 분류하는 단계는, 평균 병변 확률을 기초로 목적 부위에 대하여 복수개의 병변 중 하나의 병변을 갖는 것으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다. According to another feature of the invention, the lesion may comprise a plurality of predetermined lesions. In this case, the step of calculating the lesion probability includes calculating the probability of each of the plurality of lesions for the feature using a plurality of classifiers, and the plurality of lesions based on the probability of each of the plurality of lesions calculated by the plurality of classifiers. It may include calculating an average lesion probability for each lesion. In addition, classifying the lesion for the target site based on the lesion probability may include determining to have one of the plurality of lesions for the target site based on the average lesion probability.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 피쳐는 서로 상이한 피쳐를 복수개 포함하고, 복수개의 분류기는 복수개의 분류기로 구성된 앙상블 (ensemble) 분류기를 복수개 포함할 수 있다. 이때, 복수개의 앙상블 분류기는, 앙상블 분류기별로 서로 상이한 피쳐에 대한 병변을 각각 분류하도록 구성될 수 있다. 또한, 의료 영상 내에서 병변을 분류하는 단계는, 복수개의 앙상블 분류기를 이용하여, 복수개의 서로 상이한 피쳐 각각에 대한 병변 확률을 산출하는 단계, 및 복수개의 서로 상이한 피쳐 각각에 대한 병변 확률을 기초로, 목적 부위에 대한 병변을 분류하는 단계를 포함할 수 있다.According to another feature of the present invention, the features may include a plurality of features different from each other, and the plurality of classifiers may include a plurality of ensemble classifiers composed of a plurality of classifiers. In this case, the plurality of ensemble classifiers may be configured to classify lesions for features different from each other for each ensemble classifier. In addition, the step of classifying the lesion within the medical image may include calculating a lesion probability for each of a plurality of different features, using a plurality of ensemble classifiers, and a lesion probability for each of a plurality of different features. , It may include the step of classifying the lesion for the target site.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 병변은 미리 결정된 복수개의 병변을 포함할 수 있다. 이때, 병변 확률을 산출하는 단계는, 복수개의 앙상블 분류기를 이용하여, 복수개의 서로 상이한 피쳐 각각에 대한 복수개의 병변 각각의 확률을 산출하는 단계, 및 복수개의 서로 상이한 피쳐 각각에 대한 복수개의 병변 각각의 확률을 기초로, 복수개의 병변별 평균 병변 확률을 산출하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 병변 확률을 기초로 목적 부위에 대한 병변을 분류하는 단계는, 평균 병변 확률을 기초로 목적 부위에 대하여 복수개의 병변 중 하나의 병변을 갖는 것으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.According to another feature of the invention, the lesion may comprise a plurality of predetermined lesions. In this case, the step of calculating the lesion probability includes calculating a probability of each of a plurality of lesions for each of a plurality of different features, and a plurality of lesions for each of a plurality of different features, using a plurality of ensemble classifiers. It may include calculating an average lesion probability for each of the plurality of lesions based on the probability of. In addition, classifying the lesion for the target site based on the lesion probability may include determining to have one of the plurality of lesions for the target site based on the average lesion probability.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 피쳐 추출 모델은, 병변에 대한 최종 예측 전에, 피쳐를 추출하도록 변형된 모델일 수 있다.According to another feature of the present invention, the feature extraction model may be a model modified to extract features before final prediction for a lesion.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 피쳐 추출 모델은, 복수의 레이어로 구성된 사전 학습된 (pre-trained) CNN (convolutional neural network) 모델일 수 있다. 이때, 복수의 레이어 중 선택된 하나의 레이어가 출력 레이어로 변형된 모델일 수 있다.According to another feature of the present invention, the feature extraction model may be a pre-trained convolutional neural network (CNN) model composed of a plurality of layers. In this case, a selected one of the plurality of layers may be a model transformed into an output layer.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 피쳐 추출 모델은, 학습용 의료 영상을 수신하는 단계, 및 변형된 출력 레이어를 갖는 피쳐 추출 모델에 대하여 학습용 의료 영상을 기초로 피쳐를 추출하도록 학습하는 단계를 통해 미세 조정된 (fine-tuned) 피쳐 추출 모델일 수 있다.According to another feature of the present invention, the feature extraction model includes: receiving a medical image for training, and learning to extract a feature based on the medical image for training with respect to a feature extraction model having a modified output layer. It may be a fine-tuned feature extraction model.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 피쳐 추출 모델은, 학습용 의료 영상 중 분산이 미리 결정된 수준 이상인 선택 학습용 의료 영상을 결정하는 단계, 및 미세 조정된 피쳐 추출 모델에 대하여 선택 학습용 의료 영상을 기초로 피쳐를 추출하도록 학습하는 단계를 통해 재학습이 수행된 피쳐 추출 모델일 수 있다.According to another feature of the present invention, the feature extraction model includes the steps of determining a medical image for selective learning whose variance is equal to or greater than a predetermined level among the medical images for learning, and features based on the medical image for selective learning for the finely adjusted feature extraction model. It may be a feature extraction model in which retraining is performed through the step of learning to extract.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 분류기는, 미리 결정된 병변을 포함하는 학습용 의료 영상에 대하여, 피쳐 추출 모델에 의해 추출된 피쳐를 수신하는 단계, 및 학습용 의료 영상에 대하여 추출한 피쳐를 기초로, 미리 결정된 병변을 분류하는 단계를 통해 학습된 분류기일 수 있다.According to another feature of the present invention, the classifier includes receiving a feature extracted by a feature extraction model with respect to a medical image for learning including a predetermined lesion, and based on the features extracted for the medical image for learning, in advance. It may be a classifier learned through the step of classifying the determined lesion.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 분류기는, 학습용 의료 영상 중 분산이 미리 결정된 수준 이상인 선택 학습용 의료 영상을 결정하는 단계, 및 학습된 분류기에 대하여 선택 학습용 의료 영상에 대한 피쳐를 기초로 미리 결정된 병변을 분류하는 단계를 통해 재학습된 분류기일 수 있다.According to another feature of the present invention, the classifier comprises the steps of determining a selected medical image for learning that has a variance of at least a predetermined level among the medical images for training, and a lesion determined in advance based on the features for the selected medical image for learning with respect to the learned classifier. It may be a classifier re-learned through the step of classifying.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 의료 영상은, 초음파 영상, X-레이 (X-ray) 영상, CT (computed tomography) 영상, MRI (magnetic resonance imaging) 영상, 내시경 영상 및 PET (positron emission tomography) 영상 중 적어도 하나일 수 있다.According to another feature of the present invention, medical images include ultrasound images, X-ray images, computed tomography (CT) images, magnetic resonance imaging (MRI) images, endoscopic images, and positron emission tomography (PET). It may be at least one of the images.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수개의 피쳐 추출 모델은, AlexNet, OverFeat, VGG, VGG-verydeep, ResNet, GoogleNet 및 의가중치 중 적어도 두 개의 딥 러닝 모델일 수 있다.According to another feature of the present invention, the plurality of feature extraction models may be at least two deep learning models among AlexNet, OverFeat, VGG, VGG-verydeep, ResNet, GoogleNet, and pseudoweight.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수개의 분류기는, SVM (Support Vector Machine), RF (Random Forests), LDA (linear discriminant analysis), QDA (quadratic discriminant analysis), 결정 트리 (decision tree), XG Boost (extreme gradient boosting), 로지스틱 회귀분석 (logistic regression), logistic regression, NN (nearest neighbor) 및 GMM (Gaussian mixture model) 중 적어도 두 개의 분류 모델일 수 있다. According to another feature of the present invention, a plurality of classifiers are, SVM (Support Vector Machine), RF (Random Forests), LDA (linear discriminant analysis), QDA (quadratic discriminant analysis), decision tree (decision tree), XG Boost (extreme gradient boosting), logistic regression (logistic regression), logistic regression, NN (nearest neighbor), and GMM (Gaussian mixture model) may be at least two classification models.

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 병변 진단에 대한 정보 제공용 디바이스가 제공된다. 본 디바이스는, 목적 부위에 대한 의료 영상을 수신하도록 구성된 수신부, 및 수신부와 통신하도록 구성된 프로세서를 포함한다. 이때, 프로세서는, 의료 영상 내에서 병변을 예측하는 처리 중에 추출되는 피쳐를 추출하도록 구성된 복수개의 피쳐 추출 모델을 이용하여 의료 영상에 대한 피쳐를 추출하고, 추출된 피쳐를 기초로 병변을 분류하도록 구성된 복수개의 분류기를 이용하여 의료 영상 내의 목적 부위에 대한 병변을 분류하도록 구성된다.In order to solve the above-described problems, a device for providing information on lesion diagnosis according to an embodiment of the present invention is provided. The device includes a receiving unit configured to receive a medical image for a target portion, and a processor configured to communicate with the receiving unit. In this case, the processor is configured to extract features for the medical image using a plurality of feature extraction models configured to extract features extracted during the processing of predicting lesions in the medical image, and classify the lesions based on the extracted features. It is configured to classify lesions for a target site in the medical image using a plurality of classifiers.

본 발명의 특징에 따르면, 복수개의 피쳐 추출 모델 각각은, 피쳐 추출 모델 별로 서로 상이한 적어도 하나의 피쳐를 추출하도록 구성될 수 있다. 이때, 프로세서는, 결합 피쳐를 획득하도록, 복수개의 피쳐 추출 모델에 의해 각각 추출된, 적어도 하나의 피쳐를 결합하고, 복수개의 분류기를 이용하여 결합 피쳐를 기초로 목적 부위에 대한 병변을 분류하도록 더 구성될 수 있다.According to a feature of the present invention, each of the plurality of feature extraction models may be configured to extract at least one feature different from each other for each feature extraction model. In this case, the processor is further configured to combine at least one feature, each extracted by a plurality of feature extraction models, to obtain a coupling feature, and classify a lesion for a target site based on the coupling feature using a plurality of classifiers. Can be configured.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 적어도 하나의 피쳐는 적어도 두 개의 피쳐일 수 있다. 이때, 프로세서는, 모델별 결합 특징을 획득하도록 적어도 하나의 피쳐를 모델 별로 제1 결합하고, 최종 결합 특징을 획득하도록 모델별 결합 특징을 제2 결합하고, 복수개의 분류기를 이용하여 최종 결합 피쳐를 기초로 목적 부위에 대한 병변을 분류하도록 더 구성될 수 있다.According to another feature of the invention, at least one feature may be at least two features. In this case, the processor first combines at least one feature for each model to obtain a combination feature for each model, second combines the combination feature for each model to obtain a final combination feature, and determines the final combination feature using a plurality of classifiers. It may be further configured to classify the lesion for the site of interest on the basis of.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 프로세서는, 복수개의 분류기를 이용하여 피쳐에 대한 병변 확률을 산출하고, 병변 확률을 기초로 목적 부위에 대한 병변을 분류하도록 더 구성될 수 있다.According to another feature of the present invention, the processor may be further configured to calculate a lesion probability for a feature using a plurality of classifiers, and to classify a lesion for a target site based on the lesion probability.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 병변은 미리 결정된 복수개의 병변을 포함할 수 있다. 이때, 프로세서는, 복수개의 분류기를 이용하여 피쳐에 대한 복수개의 병변 각각의 확률을 산출하고, 복수개의 분류기에 의해 산출된 복수개의 병변 각각의 확률을 기초로 복수개의 병변별 평균 병변 확률을 산출하고, 평균 병변 확률을 기초로 목적 부위에 대하여 복수개의 병변 중 하나의 병변을 갖는 것으로 결정하도록 더 구성될 수 있다.According to another feature of the invention, the lesion may comprise a plurality of predetermined lesions. At this time, the processor calculates the probability of each of a plurality of lesions for a feature using a plurality of classifiers, and calculates an average lesion probability for each of the plurality of lesions based on the probability of each of the plurality of lesions calculated by the plurality of classifiers. , May be further configured to determine to have one of the plurality of lesions for the target site based on the average lesion probability.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 피쳐는 서로 상이한 피쳐를 복수개 포함할 수 있다. 이때, 복수개의 분류기는 복수개의 분류기로 구성된 앙상블 분류기를 복수개 포함하고, 복수개의 앙상블 분류기는 앙상블 분류기별로 서로 상이한 피쳐에 대한 병변을 각각 분류하도록 구성될 수 있다. 나아가, 프로세서는, 복수개의 앙상블 분류기를 이용하여, 복수개의 서로 상이한 피쳐 각각에 대한 병변 확률을 산출하고, 복수개의 서로 상이한 피쳐 각각에 대한 병변 확률을 기초로 목적 부위에 대한 병변을 분류하도록 더 구성될 수 있다.According to another feature of the present invention, the features may include a plurality of features different from each other. In this case, the plurality of classifiers may include a plurality of ensemble classifiers composed of a plurality of classifiers, and the plurality of ensemble classifiers may be configured to classify lesions for different features for each ensemble classifier. Further, the processor is further configured to calculate a lesion probability for each of a plurality of different features using a plurality of ensemble classifiers, and to classify the lesion for the target site based on the lesion probability for each of the plurality of different features. Can be.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 병변은 미리 결정된 복수개의 병변을 포함할 수 있다. 이때, 프로세서는 복수개의 앙상블 분류기를 이용하여, 복수개의 서로 상이한 피쳐 각각에 대한 복수개의 병변 각각의 확률을 산출하고, 복수개의 서로 상이한 피쳐 각각에 대한 복수개의 병변 각각의 확률을 기초로 복수개의 병변별 평균 병변 확률을 산출하고, 평균 병변 확률을 기초로 목적 부위에 대하여 복수개의 병변 중 하나의 병변을 갖는 것으로 결정하도록 더 구성될 수 있다.According to another feature of the invention, the lesion may comprise a plurality of predetermined lesions. At this time, the processor uses a plurality of ensemble classifiers to calculate the probability of each of the plurality of lesions for each of a plurality of different features, and the plurality of lesions based on the probability of each of the plurality of lesions for each of the plurality of different features. It may be further configured to calculate an average lesion probability for each and determine to have one of a plurality of lesions for the target site based on the average lesion probability.

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 병변 진단에 대한 정보 제공용 디바이스가 제공된다. 본 디바이스는, 목적 부위에 대한 의료 영상을 수신하도록 구성된, 의료 영상 수신부, 의료 영상 내에서 병변을 예측하는 처리 중에 추출되는 피쳐를 추출하도록 구성된 복수개의 피쳐 추출 모델을 이용하여 의료 영상에 대한 피쳐를 추출하도록 구성된 피쳐 추출부, 및 추출된 피쳐를 기초로 병변을 분류하도록 구성된 복수개의 분류기를 이용하여, 의료 영상 내의 목적 부위에 대한 병변을 분류하도록 구성된 병변 분류부를 포함한다.In order to solve the above-described problem, a device for providing information on lesion diagnosis according to another embodiment of the present invention is provided. The present device includes a medical image receiving unit configured to receive a medical image for a target site, and a feature for a medical image using a plurality of feature extraction models configured to extract features extracted during processing for predicting lesions in the medical image. And a lesion classifying unit configured to classify a lesion for a target site in the medical image using a feature extracting unit configured to extract and a plurality of classifiers configured to classify the lesion based on the extracted features.

본 발명은, 의료 영상에 대하여 피쳐를 추출하고, 이를 기초로 질환의 발병 여부 나아가 병변을 예측하도록 구성된 복수개의 모델을 이용한 병변 진단에 대한 정보 제공 방법 및 이를 이용한 디바이스를 제공함으로써, 개체에 대하여 정확한 진단 정보를 제공할 수 있는 효과가 있다. The present invention provides a method for providing information on lesion diagnosis using a plurality of models configured to extract features for a medical image and predict the onset of a disease and further predict a lesion based on this, thereby providing a device using the same. There is an effect that can provide diagnostic information.

이에, 본 발명은, 의료진의 숙련도에 따라 병변 진단 결과가 상이할 수 있어 진단의 신뢰도가 떨어질 수 있는 종래의 의료 영상에 기초한 보조 진단 시스템이 갖는 한계를 극복할 수 있는 효과가 있다. Accordingly, the present invention has an effect of overcoming a limitation of a conventional auxiliary diagnosis system based on a medical image, which may reduce the reliability of diagnosis because the lesion diagnosis result may be different depending on the skill level of the medical staff.

예를 들어, 본 발명은 갑상선 초음파 이미지를 기초로, 갑상선 암의 발병 여부뿐만 아니라, 악성 또는 양성과 같은 병변에 대한 정보를 제공할 수 있고, 예측 결과에 따라 개인의 상태에 맞춘 정확하고 효과적인 치료법을 제공할 수 있다. 이에, 본 발명은 조기 질환의 치료에 대한 좋은 예후를 제공하는 것에 기여할 수 있는 효과가 있다.For example, the present invention can provide information on not only the onset of thyroid cancer, but also malignant or benign lesions based on the thyroid ultrasound image, and an accurate and effective treatment tailored to the individual's condition according to the prediction result. Can provide. Thus, the present invention has an effect that can contribute to providing a good prognosis for early disease treatment.

특히, 본 발명은, 의료 영상에 대하여 병변을 예측하는 과정에서 피쳐를 추출하도록 미세 조정된 피쳐 추출 모델 복수개와 추출된 피쳐를 기초로 병변을 분류하도록 구성된 복수의 분류기를 이용한 새로운 보조 진단 시스템을 제공할 수 있다. 이에, 본 발명은, 단일의 모델을 이용했을 때보다 높은 정확도, 정밀도 및 특이도로 병변에 대한 분류 결과를 제공할 수 있는 효과가 있다. In particular, the present invention provides a new auxiliary diagnosis system using a plurality of feature extraction models finely tuned to extract features in the process of predicting lesions for medical images and a plurality of classifiers configured to classify lesions based on the extracted features. can do. Accordingly, the present invention has an effect of providing a classification result for a lesion with higher accuracy, precision and specificity than when using a single model.

또한, 본 발명은, 보조 진단 시스템에 적용되는 예측 모델에 대하여, 결과 예측에 보다 효과적인 학습용 데이터를 선택적으로 학습하도록 구성함으로써 진단 성능의 향상을 기대할 수 있는 효과가 있다. In addition, according to the present invention, the predictive model applied to the auxiliary diagnosis system is configured to selectively learn more effective learning data for predicting results, thereby improving diagnostic performance.

즉, 본 발명은 사전 학습된 모델의 학습 데이터 부족에 따른 성능 향상 한계를 극복할 수 있는 효과가 있다. That is, the present invention has an effect of overcoming a limitation of performance improvement due to insufficient training data of a pre-trained model.

보다 구체적으로, 본 발명은, 예측 결과에 따른 분산이 미리 결정된 수준 이상인 학습용 의료 영상을 선택하고 이를 기초 학습된 모델들을 반영함으로써, 진단 성능이 향상된 의료 영상에 기초한 보조 진단 시스템을 제공할 수 있는 효과가 있다.More specifically, the present invention selects a medical image for training whose variance according to a prediction result is equal to or greater than a predetermined level, and reflects the models learned based on it, thereby providing an auxiliary diagnosis system based on a medical image with improved diagnostic performance. There is.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.The effects according to the present invention are not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the present specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 병변 진단에 대한 정보 제공용 디바이스의 구성을 예시적으로 도시한 것이다.
도 2a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 병변 진단에 대한 정보 제공용 디바이스의 구성을 예시적으로 도시한 것이다.
도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 병변 진단에 대한 정보 제공용 디바이스의 피쳐 추출부를 예시적으로 도시한 것이다.
도 2c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 병변 진단에 대한 정보 제공용 디바이스의 병변 분류부를 예시적으로 도시한 것이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 병변 진단에 대한 정보 제공 방법의 절차를 도시한 것이다.
도 3b 및 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 병변 진단에 대한 정보 제공 방법에 따른 피쳐 추출 절차를 예시적으로 도시한 것이다.
도 3d 및 3e는 본 발명의 일 실시예에 따른 병변 진단에 대한 정보 제공 방법에 따른 병변 분류 절차를 예시적으로 도시한 것이다.
도 4a는 본 발명의 다양한 실시예에 이용되는 피쳐 추출 모델 및 이에 대하여 수행된 미세 조정 사항을 도시한 것이다.
도 4b는 본 발명의 다양한 실시예에 이용되는 피쳐 추출 모델의 미세 조정 여부에 따른 평가 결과를 도시한 것이다.
도 5a 내지 5e는 본 발명의 다양한 실시예에 이용되는 복수개의 피쳐 추출 모델의 결합에 따른 평가 결과를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 이용되는 복수개의 분류기의 결합에 따른 평가 결과를 도시한 것이다.
1 is an exemplary diagram illustrating a configuration of a device for providing information on lesion diagnosis according to an embodiment of the present invention.
2A is an exemplary diagram illustrating a configuration of a device for providing information on lesion diagnosis according to another embodiment of the present invention.
2B is an exemplary diagram illustrating a feature extraction unit of a device for providing information about lesion diagnosis according to another embodiment of the present invention.
2C is an exemplary diagram illustrating a lesion classification unit of a device for providing information on lesion diagnosis according to another embodiment of the present invention.
3A is a diagram illustrating a procedure of a method for providing information on lesion diagnosis according to an embodiment of the present invention.
3B and 3C exemplarily illustrate a feature extraction procedure according to a method for providing information on lesion diagnosis according to an embodiment of the present invention.
3D and 3E exemplarily illustrate a procedure for classifying a lesion according to a method for providing information on lesion diagnosis according to an embodiment of the present invention.
4A is a diagram illustrating a feature extraction model used in various embodiments of the present invention and fine adjustments performed thereon.
4B illustrates evaluation results according to whether or not a feature extraction model used in various embodiments of the present invention is finely adjusted.
5A to 5E illustrate evaluation results according to combining a plurality of feature extraction models used in various embodiments of the present invention.
6 is a diagram illustrating evaluation results according to a combination of a plurality of classifiers used in various embodiments of the present invention.

발명의 이점, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Advantages of the invention and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms different from each other, and only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to completely inform the scope of the invention to those who have it, and the invention is only defined by the scope of the claims.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우, '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다. The shapes, sizes, ratios, angles, numbers, etc. disclosed in the drawings for explaining the embodiments of the present invention are exemplary, and the present invention is not limited to the illustrated matters. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. When'include','have','consists of' and the like mentioned in the present specification are used, other parts may be added unless'only' is used. In the case of expressing the constituent elements in the singular, it includes the case of including the plural unless specifically stated otherwise.

구성요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다. In interpreting the components, it is interpreted as including an error range even if there is no explicit description.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다. Each of the features of the various embodiments of the present invention can be partially or entirely combined or combined with each other, and as a person skilled in the art can fully understand, technically various interlocking and driving are possible, and each of the embodiments may be independently implemented with respect to each other. It may be possible to do it together in a related relationship

본 명세서의 해석의 명확함을 위해, 이하에서는 본 명세서에서 사용되는 용어들을 정의하기로 한다. For clarity of interpretation of the present specification, terms used in the present specification will be defined below.

본 명세서에서 사용되는 용어, "의료 영상"은, 질환 의심 부위에 대하여 영상 진단 장치로부터 촬영된 모든 의료 영상을 의미할 수 있다. 한편, 의료 영상은, 질환 의심 부위에 대한 X-레이 영상, 초음파 영상, 컴퓨터단층촬영 영상, 자기공명영상, 양전자단층촬영 영상, 나아가 내시경 영상을 포함할 수 있다. As used herein, the term “medical image” may refer to all medical images captured by an imaging apparatus for a region suspected of a disease. Meanwhile, the medical image may include an X-ray image, an ultrasound image, a computed tomography image, a magnetic resonance image, a positron electron tomography image, and an endoscope image of a region suspected of a disease.

바람직하게, 본 명세서에 개시된 의료 영상은 질환 의심 부위에 초음파 영상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. Preferably, the medical image disclosed in the present specification may be an ultrasound image of a region suspected of a disease, but is not limited thereto.

나아가, 의료 영상은, 2차원 영상, 3차원 영상, 한 컷의 스틸 영상, 또는 복수개의 컷으로 구성된 동영상일 수 있다. 예를 들어, 의료 영상이 복수개의 컷으로 구성된 동영상일 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 병변 진단에 대한 정보 제공 방법에 따라 복수개의 의료 영상 각각에 대한 질환 발병 여부 및 병변이 예측될 수 있다. 그 결과, 본 발명은 영상 진단 장치로부터의 의료 영상의 수신과 동시에 병변의 예측을 수행함으로써, 실시간으로 예측된 병변 부위에 대한 진단 정보를 제공할 수 있다. Furthermore, the medical image may be a 2D image, a 3D image, a still image of one cut, or a moving image composed of a plurality of cuts. For example, when the medical image is a video composed of a plurality of cuts, the disease occurrence and lesion for each of the plurality of medical images may be predicted according to the method for providing information on lesion diagnosis according to an embodiment of the present invention. . As a result, the present invention can provide diagnostic information on a lesion site predicted in real time by performing prediction of a lesion at the same time as receiving a medical image from an imaging apparatus.

본 명세서에서 사용되는 용어, "목적 부위"는 질환의 유무 등의 상태를 관찰하고자 하는 피검자의 특정 신체 부위일 수 있다. 예를 들어, 목적 부위는, 흉부, 척추, 상복부, 하복부, 폐, 뇌, 간, 정맥류, 자궁, 전립선, 고환, 근골격계, 갑상선 또는 유방일 수 있다. 그러나, 목적 부위는 이에 제한되는 것은 아니며 영상 진단 장치에 의해 영상이 획득되는 한 다양한 부위가 될 수 있다. As used herein, the term "target site" may be a specific body part of a subject who wants to observe a condition such as the presence or absence of a disease. For example, the target site may be the chest, spine, upper abdomen, lower abdomen, lungs, brain, liver, varicose veins, uterus, prostate, testis, musculoskeletal system, thyroid gland, or breast. However, the target portion is not limited thereto, and may be various portions as long as an image is acquired by the imaging apparatus.

본 명세서에서 사용되는 용어, "병변" 특정한 질환에 대하여 나타나는 다양한 임상적 형태, 또는 특징, 또는 증상을 의미할 수 있다. 예를 들어, 갑상선 결절의 경우, 이의 병변은 양성 또는 악성으로 분류될 수 있다. 또한, 위암의 경우, 이의 병변은, 점막 침범성 위암, 점막하층 침범성 위암으로 분류될 수 있다. 그러나, 병변은 이에 제한되는 것이 아니다. 예를 들어, 병변은 임상적으로 '정상인 상태'를 더 포함할 수도 있다. As used herein, the term "lesion" may mean various clinical forms, features, or symptoms that appear for a specific disease. For example, in the case of a thyroid nodule, its lesions can be classified as benign or malignant. In addition, in the case of gastric cancer, its lesions can be classified into mucosal invasive gastric cancer and submucosal invasive gastric cancer. However, the lesion is not limited thereto. For example, the lesion may further include a'normal condition' clinically.

한편, 개체는, 동일한 질환을 가지고 있더라도 생물학적 특성의 병변이 상이할 수 있다. 이때, 질환의 치료에 있어서, 병변에 따라 적용되는 치료법이 상이할 수 있다. 이에, 질환의 발병 여부뿐만 아니라, 병변을 정확하게 구분하고 진단하는 것은, 개개인의 상태에 맞춘 정확하고 효과적인 치료법을 제공하는 것에 있어서 매우 중요할 수 있다. On the other hand, even if an individual has the same disease, lesions of biological characteristics may be different. At this time, in the treatment of the disease, the treatment applied may be different depending on the lesion. Accordingly, accurately classifying and diagnosing not only the onset of a disease, but also a lesion may be very important in providing an accurate and effective treatment tailored to an individual's condition.

이때, 질환의 진단 나아가, 병변의 예측에 대한 정확도를 높이기 위해, 의료 영상을 기초로 병변을 예측하도록 구성된 예측 모델이 이용될 수 있다. In this case, in order to improve the accuracy of the diagnosis of the disease and the prediction of the lesion, a prediction model configured to predict the lesion based on the medical image may be used.

본 명세서에서 사용되는 용어, "피쳐"는, 의료 영상 내에서 의미 있는 정보로서 추출된 특징을 의미할 수 있다.As used herein, the term "feature" may mean a feature extracted as meaningful information in a medical image.

예를 들어, 피쳐는 의료 영상 내에 존재하는 목적 부위를 식별 (또는, 인식) 할 수 있는 특징 파라미터일 수도 있다. For example, the feature may be a feature parameter capable of identifying (or recognizing) a target region present in a medical image.

본 명세서에서 사용되는 용어, "피쳐 추출 모델"은, 의료 영상에 대하여 유의미한 피쳐를 인식하고 추출하도록 구성된 모델일 수 있다.As used herein, the term "feature extraction model" may be a model configured to recognize and extract features that are significant for a medical image.

본 발명의 특징에 따르면, 피쳐 추출 모델은, 병변에 대한 최종 예측 전에, 피쳐를 추출하도록 변형된 모델일 수 있다. 보다 구체적으로, 피쳐 추출 모델은, 복수의 레이어로 구성된 사전 학습된 (pre-trained) CNN (convolutional neural network) 모델이고, 복수의 레이어 중 선택된 하나의 레이어가 출력 레이어로 변형된 모델일 수 있다.According to a feature of the present invention, the feature extraction model may be a model modified to extract features before final prediction for a lesion. More specifically, the feature extraction model may be a pre-trained convolutional neural network (CNN) model composed of a plurality of layers, and may be a model in which one selected layer among the plurality of layers is transformed into an output layer.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 피쳐 추출 모델은, 학습용 의료 영상을 수신하고, 변형된 출력 레이어를 갖는 피쳐 추출 모델에 대하여 학습용 의료 영상을 기초로 학습이 수행된, 미세 조정된 모델일 수 있다. According to another feature of the present invention, the feature extraction model may be a fine-tuned model in which a training medical image is received and learning is performed on a feature extraction model having a modified output layer based on a training medical image.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 피쳐 추출 모델은, 학습용 의료 영상 중 분산이 미리 결정된 수준 이상인 선택 학습용 의료 영상을 결정하고, 미세 조정된 피쳐 추출 모델에 대하여 선택 학습용 의료 영상을 기초로 재학습이 수행된 피쳐 추출 모델일 수 있다. 이때, 학습용 의료 영상 중, 미세 조정된 피쳐 추출 모델에 의한 분류 결과에 대한 분산이 0.02 또는 0.045이상인 학습용 의료 영상이, 선택 학습용 의료 영상으로 결정될 수 있다. According to another feature of the present invention, the feature extraction model determines a selective learning medical image whose variance is equal to or greater than a predetermined level among the training medical images, and retraining is performed based on the selective learning medical image for the finely adjusted feature extraction model. It may be an performed feature extraction model. In this case, among the training medical images, a training medical image having a variance of 0.02 or 0.045 or more for a classification result by a finely adjusted feature extraction model may be determined as a selective training medical image.

예를 들어, 분류 결과에 대한 분산 (A) 은 하기 수학식 1에 의해 산출될 수 있다.For example, the variance ( A ) for the classification result may be calculated by Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112018130853643-pat00001
Figure 112018130853643-pat00001

여기서 P 0P 1은 두 개의 클래스의 병변 (예를 들어, 양성 종양 또는 악성 종양) 에 대한 확률일 수 있다.Here P 0 and P 1 may be the probability for two classes of lesions (eg, benign tumors or malignant tumors).

즉, 두 개의 병변 확률에 대한 값의 차이가 미리 결정된 수준 이상인 학습용 의료 영상은, 선택 학습용 의료 영상으로 결정될 수 있다. That is, a medical image for learning in which a difference between values of two lesion probabilities is equal to or greater than a predetermined level may be determined as a medical image for selective learning.

한편, 본 발명의 피쳐 추출 모델은 AlexNet, OverFeat, VGG, VGG-verydeep, ResNet, GoogleNet 및 Inception 중 적어도 하나의 모델일 수 있다. 본 발명의 특징에 따르면, 상기 모델 중 선택된 두 개 이상의 모델의 조합이 이용될 수 있다. Meanwhile, the feature extraction model of the present invention may be at least one of AlexNet, OverFeat, VGG, VGG-verydeep, ResNet, GoogleNet, and Inception. According to a feature of the present invention, a combination of two or more selected models among the above models may be used.

예를 들어, 피쳐 추출에 있어서 복수의 피쳐 추출 모델이 적용될 경우, 각 피쳐 추출 모델에 의해 추출된 피쳐 파라미터들이 결합되고, 결합된 피쳐가 최종 특징으로 결정될 수 있다. For example, when a plurality of feature extraction models are applied in feature extraction, feature parameters extracted by each feature extraction model are combined, and the combined feature may be determined as a final feature.

그러나, 본 발명의 피쳐 추출 모델은, 전술한 특징에 제한되는 것이 아니다. However, the feature extraction model of the present invention is not limited to the above-described features.

본 명세서에서 사용되는 용어, "분류기"는 의료 영상으로부터 추출된 피쳐를 기초로, 특정 질환의 발병 여부, 나아가 동일한 질환에 대한 복수의 병변을 예측하도록 학습된 모델일 수 있다. As used herein, the term "classifier" may be a model trained to predict the onset of a specific disease and, further, a plurality of lesions for the same disease, based on features extracted from a medical image.

보다 구체적으로, 본 발명의 분류기는, 미리 결정된 병변을 포함하는 학습용 의료 영상에 대하여, 피쳐 추출 모델에 의해 추출된 피쳐를 수신하고, 학습용 의료 영상에 대하여 추출한 피쳐를 기초로, 미리 결정된 병변을 분류하는 단계를 통해 학습된 분류 모델일 수 있다. 예를 들어, 갑상선에 대한 의료 영상에 대하여 추출된 피쳐를 기초로, 악성 종양 또는 양성 종양의 2 클래스를 확률적으로 예측 (분류) 하도록 구성된 모델일 수 있다. More specifically, the classifier of the present invention receives features extracted by a feature extraction model for a medical image for learning including a predetermined lesion, and classifies a predetermined lesion based on the extracted features for a medical image for training. It may be a classification model learned through the step of. For example, it may be a model configured to probabilistically predict (classify) two classes of malignant tumors or benign tumors based on features extracted for medical images of the thyroid gland.

한편, 본 발명의 분류기는, 학습용 의료 영상 중 분산이 미리 결정된 수준 이상인 선택 학습용 의료 영상을 결정하고, 선택 학습용 의료 영상에 대한 피쳐를 기초로 미리 결정된 병변을 분류하는 단계를 통해 재학습된 분류기일 수 있다. 이때, 학습용 의료 영상 중 분류기에 의한 분류 결과에 대한 분산이 0.02 또는 0.045이상인 학습용 의료 영상이, 선택 학습용 의료 영상으로 결정될 수 있다. On the other hand, the classifier of the present invention is a classifier relearned through the step of determining a selective learning medical image whose variance is equal to or greater than a predetermined level among the medical images for learning, and classifying a predetermined lesion based on a feature of the medical image for selective learning. I can. In this case, a medical image for learning having a variance of 0.02 or 0.045 or more for a classification result by the classifier among the medical images for learning may be determined as a medical image for selective learning.

예를 들어, 분류 결과에 대한 분산 (B) 은 하기 수학식 2에 의해 산출될 수 있다.For example, the variance ( B ) for the classification result may be calculated by Equation 2 below.

[수학식 2][Equation 2]

Figure 112018130853643-pat00002
Figure 112018130853643-pat00002

여기서 P 0P 1은 두 개의 클래스의 병변 (예를 들어, 양성 종양 또는 악성 종양) 에 대한 확률일 수 있다.Here P 0 and P 1 may be the probability for two classes of lesions (eg, benign tumors or malignant tumors).

즉, 두 개의 병변 확률에 대한 값의 차이가 미리 결정된 수준 이상인 학습용 의료 영상은, 선택 학습용 의료 영상으로 결정될 수 있다. That is, a medical image for learning in which a difference between values of two lesion probabilities is equal to or greater than a predetermined level may be determined as a medical image for selective learning.

한편, 본 발명의 분류기는 SVM (Support Vector Machine), RF (Random Forests), LDA (linear discriminant analysis), QDA (quadratic discriminant analysis), 결정 트리 (decision tree), XG Boost (extreme gradient boosting), 로지스틱 회귀분석 (logistic regression), logistic regression, NN (nearest neighbor) 및 GMM (Gaussian mixture model) 중 적어도 하나의 모델일 수 있다. 본 발명의 특징에 따르면, 상기 모델 중 선택된 두 개 이상의 모델의 조합이 이용될 수 있다. On the other hand, the classifier of the present invention is SVM (Support Vector Machine), RF (Random Forests), LDA (linear discriminant analysis), QDA (quadratic discriminant analysis), decision tree (decision tree), XG Boost (extreme gradient boosting), logistic Regression analysis (logistic regression), logistic regression, NN (nearest neighbor), and GMM (Gaussian mixture model) may be at least one model. According to a feature of the present invention, a combination of two or more selected models among the above models may be used.

예를 들어, 병변 분류에 있어서 복수의 분류기가 적용될 경우, 각 분류기에 의해 출력된 결과값에 대한 평균이 산출되고, 평균값에 기초하여 최종적으로 병변이 결정될 수 있다. For example, when a plurality of classifiers are applied in lesion classification, an average of the result values output by each classifier is calculated, and the lesion may be finally determined based on the average value.

그러나, 본 발명의 분류기는 전술한 특징에 제한되는 것이 아니다. However, the classifier of the present invention is not limited to the above-described features.

본 명세서에서 사용되는 용어, "앙상블 분류기"는, 전술한 분류기 중 선택된 두 개 이상의 분류기가 직렬 또는 병렬로 결합된 구성의 분류기를 의미할 수 있다.As used herein, the term "ensemble classifier" may mean a classifier having a configuration in which two or more classifiers selected from among the aforementioned classifiers are combined in series or in parallel.

본 발명의 특징에 따르면, 복수개의 앙상블 분류기가 병변 분류에 이용될 수 있다. 이때, 앙상블 분류기는, 각 분류기별로 서로 상이한 피쳐에 대한 병변을 분류하도록 구성될 수 있다.According to a feature of the present invention, a plurality of ensemble classifiers can be used for lesion classification. In this case, the ensemble classifier may be configured to classify lesions for different features for each classifier.

예를 들어, 병변 분류에 있어서 복수의 앙상블 분류기가 적용될 경우, 각 앙상블 분류기에 의해 출력된 결과값에 대한 평균이 산출되고, 평균값에 기초하여 최종적으로 병변이 결정될 수 있다.For example, when a plurality of ensemble classifiers are applied in lesion classification, an average of result values output by each ensemble classifier may be calculated, and the lesion may be finally determined based on the average value.

이하에서는 도 1를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 병변 진단에 대한 정보 제공용 디바이스를 설명한다. Hereinafter, a device for providing information on lesion diagnosis according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 병변 진단에 대한 정보 제공용 디바이스의 구성을 도시한 것이다. 1 is a diagram illustrating a configuration of a device for providing information on lesion diagnosis according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 병변 진단에 대한 정보 제공용 디바이스 (100), 수신부 (110), 입력부 (120), 출력부 (130), 저장부 (140) 및 프로세서 (150) 를 포함한다. Referring to FIG. 1, a device 100 for providing information on lesion diagnosis, a receiver 110, an input unit 120, an output unit 130, a storage unit 140, and a processor 150 are included.

구체적으로 수신부 (110) 는 영상 진단 장치로부터 피검자의 목적 부위에 대한 의료 영상을 수신하도록 구성될 수 있다. 이때, 수신부 (110) 는, 질환 의심 부위에 대한 X-레이 영상, 초음파 영상, 컴퓨터단층촬영 영상, 자기공명영상, 양전자단층촬영 영상, 나아가 내시경 영상의 의료 영상을 수신할 수 있다. 한편, 수신부 (110) 를 통해 획득된 의료 영상 내에는 병변이 발현한 영역이 포함될 수 있다. In more detail, the receiving unit 110 may be configured to receive a medical image of a target portion of the subject from the image diagnosis apparatus. In this case, the receiving unit 110 may receive an X-ray image, an ultrasound image, a computed tomography image, a magnetic resonance image, a positron tomography image, and further a medical image of an endoscopic image for a region suspected of a disease. Meanwhile, a region in which a lesion is expressed may be included in the medical image acquired through the receiving unit 110.

입력부 (120) 는 키보드, 마우스, 터치 스크린 패널 등 제한되지 않는다. 입력부 (120) 는 병변 진단에 대한 정보 제공용 디바이스 (100) 를 설정하고, 이의 동작을 지시할 수 있다. 예를 들어, 의료인은 입력부 (120) 를 통해, 수신부 (110) 에 의해 수신된 의료 영상에 대하여 병변을 예측하고자 하는 영역을 직접 선택할 수 있다. The input unit 120 is not limited, such as a keyboard, a mouse, and a touch screen panel. The input unit 120 may set the device 100 for providing information on lesion diagnosis and instruct an operation thereof. For example, the medical practitioner may directly select a region in which a lesion is to be predicted for a medical image received by the receiving unit 110 through the input unit 120.

한편, 출력부 (130) 는 수신부 (110) 에 의해 수신된 의료 영상을 시각적으로 표시할 수 있다. 나아가, 출력부 (130) 는 후술할 프로세서 (150) 에 의해 추출된 피쳐를 출력하거나, 분류기에 의해 분류된 병변에 대한 정보를 시각적으로 표시하도록 구성되어, 의료진에게 병변 진단에 대한 정보를 제공할 수 있다.Meanwhile, the output unit 130 may visually display the medical image received by the receiving unit 110. Further, the output unit 130 is configured to output features extracted by the processor 150 to be described later, or to visually display information on lesions classified by a classifier, and provide information on lesion diagnosis to medical personnel. I can.

저장부 (140) 는 수신부 (110) 를 통해 수신한 의료 영상을 저장하고, 입력부 (120) 를 통해 설정된 병변 진단에 대한 정보 제공용 디바이스 (100) 의 지시를 저장하도록 구성될 수 있다. 나아가, 저장부 (140) 는 후술될 프로세서 (150) 에 의해 추출된 피쳐, 분류된 병변에 대한 정보를 저장할 수 있도록 구성된다. 그러나, 전술한 것에 제한되지 않고 저장부 (140) 는 프로세서 (150) 에 의해 결정된 다양한 정보들을 저장할 수 있다. The storage unit 140 may be configured to store a medical image received through the receiving unit 110 and to store an instruction of the device 100 for providing information on lesion diagnosis set through the input unit 120. Furthermore, the storage unit 140 is configured to store information on features and classified lesions extracted by the processor 150 to be described later. However, it is not limited to the above, and the storage unit 140 may store various pieces of information determined by the processor 150.

프로세서 (150) 는 병변 진단에 대한 정보 제공용 디바이스 (110) 에 대하여 정확한 예측 결과를 제공하기 위한 구성 요소일 수 있다. 이때, 프로세서 (150) 는 의료 영상에 대하여 피쳐를 추출하고, 이를 기초로 병변을 분류하도록 구성된 예측 모델을 이용할 수 있다. 특히, 프로세서 (150) 는 보다 신뢰도 높은 정보를 제공하도록, 선택 학습용 의료 영상에 기초하여 재학습된, 복수개 예측 모델에 기초할 수 있다. The processor 150 may be a component for providing an accurate prediction result for the device 110 for providing information on lesion diagnosis. In this case, the processor 150 may use a predictive model configured to extract features from the medical image and classify lesions based on this. In particular, the processor 150 may be based on a plurality of predictive models that have been retrained based on a medical image for selective learning to provide more reliable information.

예를 들어, 프로세서 (150) 는 의료 영상에 대하여 피쳐를 추출하도록 구성된 복수개의 피쳐 추출 모델과 피쳐를 기초로 병변을 확률적으로 분류하도록 구성된 복수개의 분류기를 이용할 수 있다. For example, the processor 150 may use a plurality of feature extraction models configured to extract features from a medical image and a plurality of classifiers configured to probabilistically classify a lesion based on the features.

이에, 프로세서 (150) 수신부 (110) 로부터 수신한 의료 영상을 기초로, 피쳐를 추출하고, 병변을 분류하여 개체에 대한 병변을 확률적으로 예측하여 정확도 높은 병변 진단 정보를 제공할 수 있다. Accordingly, based on the medical image received from the processor 150 receiving unit 110, a feature is extracted, a lesion is classified, and a lesion of an individual is predicted probabilistically, thereby providing lesion diagnosis information with high accuracy.

한편 프로세서 (150) 는, AlexNet, OverFeat, VGG, VGG-verydeep, ResNet, GoogleNet 및 Inception 중 선택된 적어도 두 개의 피쳐 추출 모델을 이용하고, SVM (Support Vector Machine), RF (Random Forests), LDA (linear discriminant analysis), QDA (quadratic discriminant analysis), 결정 트리 (decision tree), XG Boost (extreme gradient boosting), 로지스틱 회귀분석 (logistic regression), logistic regression, NN (nearest neighbor) 및 GMM (Gaussian mixture model) 중 선택된 적어도 두 개의 분류 모델을 이용하도록 구성될 수 있다. 그러나, 프로세서 (150) 의 구성은 이에 제한되는 것이 아니다. Meanwhile, the processor 150 uses at least two feature extraction models selected from AlexNet, OverFeat, VGG, VGG-verydeep, ResNet, GoogleNet, and Inception, and uses SVM (Support Vector Machine), RF (Random Forests), LDA (linear discriminant analysis), quadratic discriminant analysis (QDA), decision tree, XG Boost (extreme gradient boosting), logistic regression, logistic regression, NN (nearest neighbor), and GMM (Gaussian mixture model). It can be configured to use at least two classification models selected. However, the configuration of the processor 150 is not limited thereto.

이하에서는, 도 2a 내지 도 2c를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 병변 진단에 대한 정보 제공용 디바이스를 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a device for providing information on lesion diagnosis according to another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2A to 2C.

도 2a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 병변 진단에 대한 정보 제공용 디바이스의 구성을 예시적으로 도시한 것이다. 도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 병변 진단에 대한 정보 제공용 디바이스의 피쳐 추출부를 예시적으로 도시한 것이다. 도 2c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 병변 진단에 대한 정보 제공용 디바이스의 병변 분류부를 예시적으로 도시한 것이다.2A is an exemplary diagram illustrating a device for providing information on lesion diagnosis according to another embodiment of the present invention. 2B is an exemplary diagram illustrating a feature extraction unit of a device for providing information about lesion diagnosis according to another embodiment of the present invention. 2C is an exemplary diagram illustrating a lesion classification unit of a device for providing information on lesion diagnosis according to another embodiment of the present invention.

먼저, 도 2a를 참조하면, 병변 진단에 대한 정보 제공용 디바이스 (200), 의료 영상 수신부 (210), 피쳐 추출부 (220) 및 병변 분류부 (230) 를 포함한다.First, referring to FIG. 2A, a device 200 for providing information on lesion diagnosis, a medical image receiving unit 210, a feature extracting unit 220, and a lesion classifying unit 230 are included.

보다 구체적으로 의료 영상 수신부 (210) 는 목적 부위에 대한 의료 영상을 수신하도록 구성될 수 있다. 이때, 의료 영상 수신부 (210) 는, 질환 의심 부위에 대한 X-레이 영상, 초음파 영상, 컴퓨터단층촬영 영상, 자기공명영상, 양전자단층촬영 영상, 나아가 내시경 영상의 의료 영상을 수신할 수 있다. More specifically, the medical image receiving unit 210 may be configured to receive a medical image for a target site. At this time, the medical image receiving unit 210 may receive an X-ray image, an ultrasound image, a computed tomography image, a magnetic resonance image, a positron tomography image, and further a medical image of an endoscope image for a region suspected of a disease.

한편, 본 발명의 특징에 따르면, 의료 영상 수신부 (210) 는 목적 부위에 대한 의료 영상을 제공하는 영상 진단 장치일 수 도 있다. 예를 들어, 의료 영상 수신부 (210) 는 초음파 프로브, 내시경 프로브일 수도 있다. Meanwhile, according to a feature of the present invention, the medical image receiving unit 210 may be an image diagnosis apparatus that provides a medical image for a target site. For example, the medical image receiving unit 210 may be an ultrasound probe or an endoscope probe.

이때, 의료 영상 수신부 (210) 를 통해 획득된 의료 영상 내에는 병변이 발현한 영역이 포함될 수 있다. In this case, a region in which the lesion is expressed may be included in the medical image acquired through the medical image receiving unit 210.

다음으로, 피쳐 추출부 (220) 는, 의료 영상 수신부 (210) 를 통해 의료 영상을 수신하고, 이를 기초로 피쳐를 추출 (출력) 하도록 구성될 수 있다. Next, the feature extraction unit 220 may be configured to receive a medical image through the medical image reception unit 210 and extract (output) a feature based on the medical image.

본 발명의 특징에 따르면, 피쳐 추출부 (220) 는, 의료 영상에 대하여 피쳐를 추출하도록 구성된 피쳐 추출 모델에 기초할 수 있다. 이때, 피쳐 추출 모델은, 병변에 대한 최종 예측 전에, 피쳐를 추출하도록 변형된 모델일 수 있다.According to a feature of the present invention, the feature extraction unit 220 may be based on a feature extraction model configured to extract features from a medical image. In this case, the feature extraction model may be a model modified to extract features before final prediction of the lesion.

예를 들어, 도 2b를 참조하면, 피쳐 추출부 (220) 는, 복수의 레이어로 구성된 사전 학습된 피쳐 추출 모델 (222) 로 구성될 수 있다. 나아가, 피쳐 추출부 (220) 는 사전 학습된 피쳐 추출 모델 (222) 에 대하여 복수의 레이어 중 선택된 하나의 레이어, 예를 들어 마지막 레이어가 클래스의 개수로 출력하도록 변형된 피쳐 추출 모델 (224) 로 구성될 수 있다. 또한, 피쳐 추출부 (220) 는, 변형된 피쳐 추출 모델 (224) 에 대하여 학습용 의료 영상을 기초로 피쳐를 추출하도록 학습된, 미세 조정된 피쳐 추출 모델 (226) 로 구성될 수 있다. 또한, 피쳐 추출부 (220) 는, 미세 조정된 피쳐 추출 모델 (226) 에 대하여 분산이 미리 결정된 수준 이상인 선택 학습용 의료 영상을 기초로 피쳐를 추출하도록 재학습된 피쳐 추출 모델 (228) 로 구성될 수 있다.For example, referring to FIG. 2B, the feature extraction unit 220 may be configured with a pre-trained feature extraction model 222 configured with a plurality of layers. Furthermore, the feature extraction unit 220 uses a modified feature extraction model 224 to output one layer selected from a plurality of layers, for example, the last layer as the number of classes for the pre-learned feature extraction model 222. Can be configured. In addition, the feature extraction unit 220 may be configured with a finely adjusted feature extraction model 226 that has been trained to extract a feature based on a training medical image for the deformed feature extraction model 224. In addition, the feature extraction unit 220 is composed of a retrained feature extraction model 228 to extract a feature based on a selective learning medical image having a variance of at least a predetermined level with respect to the finely adjusted feature extraction model 226. I can.

이때, 학습용 의료 영상 중 미세 조정된 피쳐 추출 모델에 의한 분류 결과에 대한 분산이 0.02 또는 0.045이상인 학습용 의료 영상이, 선택 학습용 의료 영상으로 결정될 수 있다. In this case, a medical image for training with a variance of 0.02 or 0.045 or more for a classification result by a finely adjusted feature extraction model among the training medical images may be determined as a selective learning medical image.

예를 들어, 분류 결과에 대한 분산 (A) 은 하기 수학식 1에 의해 산출될 수 있다.For example, the variance ( A ) for the classification result may be calculated by Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112018130853643-pat00003
Figure 112018130853643-pat00003

여기서 P 0P 1은 두 개의 클래스의 병변 (예를 들어, 양성 종양 또는 악성 종양) 에 대한 확률일 수 있다.Here P 0 and P 1 may be the probability for two classes of lesions (eg, benign tumors or malignant tumors).

즉, 두 개의 병변 확률에 대한 값의 차이가 미리 결정된 수준 이상인 학습용 의료 영상은, 선택 학습용 의료 영상으로 결정될 수 있다. That is, a medical image for learning in which a difference between values of two lesion probabilities is equal to or greater than a predetermined level may be determined as a medical image for selective learning.

한편, 피쳐 추출 모델은 AlexNet, OverFeat, VGG, VGG-verydeep, ResNet, GoogleNet 및 Inception 중 적어도 하나의 모델일 수 있다. Meanwhile, the feature extraction model may be at least one of AlexNet, OverFeat, VGG, VGG-verydeep, ResNet, GoogleNet, and Inception.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 피쳐 추출부 (220) 는 상기 모델 중 선택된 두 개 이상의 모델의 조합으로 구성될 수도 있다.According to another feature of the present invention, the feature extraction unit 220 may be configured as a combination of two or more selected models.

예를 들어, 피쳐 추출부 (220) 가 복수의 피쳐 추출 모델로 구성될 경우, 각 피쳐 추출 모델에 의해 추출된 피쳐 파라미터들이 결합된다. 그 다음, 결합된 피쳐가 최종 특징으로 결정될 수 있다. For example, when the feature extraction unit 220 is composed of a plurality of feature extraction models, feature parameters extracted by each feature extraction model are combined. The combined feature can then be determined as the final feature.

그러나, 피쳐 추출부 (220) 의 구성은 전술한 것에 제한되는 것이 아니다. However, the configuration of the feature extraction unit 220 is not limited to that described above.

다음으로, 병변 분류부 (230) 는, 피쳐 추출부 (220) 에 의해 추출된 피쳐를 수신하고, 이를 기초로 병변을 분류 (출력) 하도록 구성될 수 있다. Next, the lesion classification unit 230 may be configured to receive a feature extracted by the feature extraction unit 220 and classify (output) a lesion based on the received feature.

본 발명의 특징에 따르면, 병변 분류부 (230) 는, 의료 영상으로부터 추출된 피쳐를 기초로, 특정 질환의 발병 여부, 나아가 동일한 질환에 대한 복수의 병변을 예측하도록 학습된 분류기에 기초할 수 있다. According to a feature of the present invention, the lesion classification unit 230 may be based on a classifier learned to predict whether a specific disease has occurred, and further predicts a plurality of lesions for the same disease, based on features extracted from a medical image. .

예를 들어, 도 2c를 참조하면, 병변 분류부 (230) 는, 분류기 (232) 에 대하여, 미리 결정된 병변을 포함하는 학습용 의료 영상에 대하여 추출된 피쳐를 수신하고 이를 기초로 미리 결정된 병변을 분류하도록 학습된 분류기 (234) 로 구성될 수 있다. 나아가, 병변 분류부 (230) 는, 학습된 분류기 (234) 에 대하여 분산이 미리 결정된 수준 이상인 선택 학습용 의료 영상에 대한 피쳐를 기초로 병병을 분류하도록 재학습된 분류기 (236) 로 구성될 수 있다.For example, referring to FIG. 2C, the lesion classification unit 230 receives, for the classifier 232, an extracted feature for a medical image for learning including a predetermined lesion, and classifies a predetermined lesion based on this. It can be configured with a classifier 234 that has been learned to. Furthermore, the lesion classification unit 230 may be configured with a retrained classifier 236 to classify diseased diseases based on features of a medical image for selective learning having a variance of at least a predetermined level with respect to the learned classifier 234. .

이때, 학습용 의료 영상 중 분류기에 의한 분류 결과에 대한 분산이 0.02 또는 0.045이상인 학습용 의료 영상이, 선택 학습용 의료 영상으로 결정될 수 있다. In this case, a medical image for learning having a variance of 0.02 or 0.045 or more for a classification result by the classifier among the medical images for learning may be determined as a medical image for selective learning.

예를 들어, 분류 결과에 대한 분산 (B) 은 하기 수학식 2에 의해 산출될 수 있다.For example, the variance ( B ) for the classification result may be calculated by Equation 2 below.

[수학식 2][Equation 2]

Figure 112018130853643-pat00004
Figure 112018130853643-pat00004

여기서 P 0P 1은 두 개의 클래스의 병변 (예를 들어, 양성 종양 또는 악성 종양) 에 대한 확률일 수 있다.Here P 0 and P 1 may be the probability for two classes of lesions (eg, benign tumors or malignant tumors).

즉, 두 개의 병변 확률에 대한 값의 차이가 미리 결정된 수준 이상인 학습용 의료 영상은, 선택 학습용 의료 영상으로 결정될 수 있다. That is, a medical image for learning in which a difference between values of two lesion probabilities is equal to or greater than a predetermined level may be determined as a medical image for selective learning.

한편, 분류기는 SVM (Support Vector Machine), RF (Random Forests), LDA (linear discriminant analysis), QDA (quadratic discriminant analysis), 결정 트리 (decision tree), XG Boost (extreme gradient boosting), 로지스틱 회귀분석 (logistic regression), logistic regression, NN (nearest neighbor) 및 GMM (Gaussian mixture model) 중 적어도 하나의 모델일 수 있다. Meanwhile, the classifier is SVM (Support Vector Machine), RF (Random Forests), LDA (linear discriminant analysis), QDA (quadratic discriminant analysis), decision tree, XG Boost (extreme gradient boosting), logistic regression analysis ( logistic regression), logistic regression, NN (nearest neighbor), and GMM (Gaussian mixture model).

본 발명의 특징에 따르면, 병변 분류부 (230) 는 상기 모델 중 선택된 두 개 이상의 모델의 조합으로 구성될 수 있다. According to a feature of the present invention, the lesion classification unit 230 may be configured as a combination of two or more selected models.

예를 들어, 병변 분류부 (230) 가 복수의 분류기로 구성될 경우, 각 분류기에 의해 출력된 결과값에 대한 평균이 산출되고, 평균값에 기초하여 최종적으로 병변이 결정될 수 있다.For example, when the lesion classifier 230 is configured with a plurality of classifiers, an average of the result values output by each classifier may be calculated, and the lesion may be finally determined based on the average value.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 병변 분류부 (230) 는 전술한 분류기 중 선택된 두 개 이상의 분류기가 직렬 또는 병렬로 결합된 형태의 앙상블 분류기로 구성될 수 있다.According to another feature of the present invention, the lesion classification unit 230 may be configured as an ensemble classifier in which two or more classifiers selected from among the aforementioned classifiers are combined in series or in parallel.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 병변 분류부 (230) 는 각 분류기별로 서로 상이한 피쳐에 대한 병변을 분류하도록 구성된 복수개의 앙상블 분류기로 구성될 수 있다. According to another feature of the present invention, the lesion classifier 230 may be configured with a plurality of ensemble classifiers configured to classify lesions for different features for each classifier.

예를 들어, 병변 분류부 (230) 가 복수의 앙상블 분류기로 구성될 경우, 각 앙상블 분류기에 의해 출력된 결과값에 대한 평균이 산출되고, 평균값에 기초하여 최종적으로 병변이 결정될 수 있다.For example, when the lesion classification unit 230 is configured with a plurality of ensemble classifiers, an average of the result values output by each ensemble classifier may be calculated, and the lesion may be finally determined based on the average value.

이상의 본 발명의 다양한 실시예에 따른 병변 진단에 대한 정보 제공용 디바이스 (100, 200) 의 구성상 특징에 따라, 본 발명은, 병변 진단에 있어서 신뢰도 높은 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 병변 진단에 대한 정보 제공용 디바이스 (100, 200) 는, 복수의 피쳐 추출 모델 및 복수의 분류기를 이용하는 구성상 특징에 따라, 단일의 예측 모델로 구성되어 피쳐 추출 없이 병변을 분류하도록 구성된 디바이스보다 높은 정확도, 정밀도 및 특이도로 병변을 분류할 수 있다. 나아가, 본 발명의 병변 진단에 대한 정보 제공용 디바이스 (100, 200) 는, 선택 학습 의료 영상을 기초로 재학습된 피쳐 추출 모델 및 분류기를 이용하는 구성상 특징에 따라, 사전 학습된 종래의 예측 모델로 구성된 디바이스보다 높은 정확도, 정밀도 및 특이도로 병변을 분류할 수 있다.According to the configuration characteristics of the devices 100 and 200 for providing information on lesion diagnosis according to various embodiments of the present disclosure, the present invention can provide highly reliable information in lesion diagnosis. For example, the device 100, 200 for providing information on lesion diagnosis of the present invention is configured as a single predictive model according to configurational features using a plurality of feature extraction models and a plurality of classifiers, and thus lesions without feature extraction. It is possible to classify lesions with higher accuracy, precision and specificity than devices configured to classify. Further, the device for providing information on lesion diagnosis 100 and 200 according to the present invention is a conventional prediction model that is pre-trained according to a configuration feature using a feature extraction model and a classifier relearned based on the selected learning medical image. Lesions can be classified with higher accuracy, precision, and specificity than devices configured with.

이에, 본 발명은 향상된 진단 능력을 갖는 병변 진단에 대한 정보 제공용 디바이스 (100, 200) 를 제공함으로써, 단일의 예측 모델에 기초한 종래의 보조 진단 시스템보다, 병변 진단에 있어서 신뢰도 높은 정보를 제공할 수 있다. Accordingly, the present invention provides devices 100 and 200 for providing information on lesion diagnosis with improved diagnostic capabilities, thereby providing information with higher reliability in lesion diagnosis than in a conventional auxiliary diagnosis system based on a single predictive model. I can.

이하에서는, 도 3a 내지 3e를 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 병변 진단에 대한 정보 제공 방법을 구체적으로 설명한다. 도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 병변 진단에 대한 정보 제공 방법의 절차를 도시한 것이다. 도 3b 및 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 병변 진단에 대한 정보 제공 방법에 따른 피쳐 추출 절차를 예시적으로 도시한 것이다. 도 3d 및 3e는 본 발명의 일 실시예에 따른 병변 진단에 대한 정보 제공 방법에 따른 병변 분류 절차를 예시적으로 도시한 것이다. Hereinafter, a method of providing information on lesion diagnosis according to various embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to FIGS. 3A to 3E. 3A is a diagram illustrating a procedure of a method for providing information on lesion diagnosis according to an embodiment of the present invention. 3B and 3C exemplarily illustrate a feature extraction procedure according to a method for providing information on lesion diagnosis according to an embodiment of the present invention. 3D and 3E exemplarily illustrate a procedure for classifying a lesion according to a method for providing information on lesion diagnosis according to an embodiment of the present invention.

도 3a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 병변 분류의 절차는 다음과 같다. 먼저, 목적 부위에 대한 의료 영상을 수신한다 (S310). 그 다음, 의료 영상에 대하여 병변을 예측하는 처리 중, 추출되는 피쳐를 출력하도록 구성된 복수개의 피쳐 추출 모델을 이용하여 피쳐를 추출한다 (S320). 다음으로, 피쳐를 기초로 병변을 분류하도록 구성된 복수개의 분류기를 이용하여, 목적 부위에 대한 병변을 분류한다 (S330).Referring to FIG. 3A, the procedure of lesion classification according to an embodiment of the present invention is as follows. First, a medical image of a target site is received (S310). Then, during the process of predicting lesions for the medical image, features are extracted using a plurality of feature extraction models configured to output the extracted features (S320). Next, a lesion for a target site is classified using a plurality of classifiers configured to classify a lesion based on features (S330).

보다 구체적으로, 의료 영상을 수신하는 단계 (S310) 에서, 목적 부위에 대한 의료 영상이 영상 진단 장치로부터 수신될 수 있다.More specifically, in the step of receiving a medical image (S310), a medical image for a target site may be received from the imaging apparatus.

본 발명의 특징에 따르면, 의료 영상을 수신하는 단계 (S310) 에서, 초음파 영상, X-레이 영상, CT 영상, MRI 영상, 내시경 영상 및 PET (영상 중 적어도 하나의 영상이 수신된다.According to a feature of the present invention, in the step of receiving a medical image (S310), at least one of an ultrasound image, an X-ray image, a CT image, an MRI image, an endoscope image, and a PET (image) is received.

다음으로, 피쳐를 추출하는 단계 (S320) 에서, 의료 영상을 수신하는 단계 (S310) 의 결과로 수신된 의료 영상에 대하여 복수개의 피쳐 추출모델 각각이 피쳐를 추출할 수 있다. Next, in the feature extraction step S320, each of the plurality of feature extraction models may extract a feature with respect to the medical image received as a result of the step S310 of receiving the medical image.

본 발명의 특징에 따르면, 피쳐를 추출하는 단계 (S320) 에서 복수개의 피쳐 추출 모델 각각은, 피쳐 추출 모델 별로 서로 상이한 적어도 하나의 피쳐를 추출하도록 구성될 수 있다.According to a feature of the present invention, each of the plurality of feature extraction models in the feature extraction step (S320) may be configured to extract at least one feature different from each other for each feature extraction model.

예를 들어, 도 3b를 함께 참조하면, 피쳐를 추출하는 단계 (S320) 에서, 의료 영상을 수신하는 단계 (S310) 의 결과로 수신된 의료 영상 (312) 이 복수개의 피쳐 추출 모델 (322) 각각에 입력될 수 있다. 그 다음, 각각의 피쳐 추출 모델 (322) 에 서로 상이한 하나의 피쳐 (324) 가 추출 (출력) 될 수 있다. 마지막으로, 각각의 피쳐 추출 모델 (322) 에 의해 추출된 피쳐가 결합되어, 결합 피쳐 (226) 가 획득될 수 있다.For example, referring to FIG. 3B together, in the step of extracting a feature (S320), the medical image 312 received as a result of the step of receiving a medical image (S310) is a plurality of feature extraction models 322, respectively. Can be entered in Then, one feature 324 that is different from each other in each feature extraction model 322 may be extracted (output). Finally, the features extracted by each feature extraction model 322 are combined, so that a combined feature 226 can be obtained.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 피쳐를 추출하는 단계 (S320) 에서 복수개의 피쳐 추출 모델 각각은, 피쳐 추출 모델 별로 서로 상이한 적어도 두 개의 피쳐를 추출하도록 구성될 수 있다.According to another feature of the present invention, each of the plurality of feature extraction models in the feature extraction step S320 may be configured to extract at least two different features for each feature extraction model.

예를 들어, 도 3c를 참조하면, 의료 영상 (312) 이 복수개의 피쳐 추출 모델 (322) 각각에 입력될 수 있다. 그 다음, 각각의 피쳐 추출 모델 (322) 에 서로 상이한 두 개의 복수의 피쳐 (324) 가 추출 (출력) 될 수 있다. 다음으로, 피쳐 추출 모델 (322) 별로 복수의 피쳐 (324) 를 결합하는 제1 결합을 통해, 모델별 결합 피쳐 (326) 가 각각 획득될 수 있다. 마지막으로, 복수개의 모델별 결합 피쳐 (326) 를 결합하는 제2 결합을 통해, 최종 결합 피쳐 (328) 가 획득될 수 있다.For example, referring to FIG. 3C, a medical image 312 may be input to each of the plurality of feature extraction models 322. Then, two plurality of features 324 different from each other can be extracted (output) in each feature extraction model 322. Next, through a first combination of combining a plurality of features 324 for each of the feature extraction models 322, each of the combining features 326 for each model may be obtained. Finally, the final combination feature 328 may be obtained through the second combination of combining the plurality of model-specific combination features 326.

마지막으로, 병변을 분류하는 단계 (S330) 에서, 피쳐를 추출하는 단계 (S320) 의 결과로 추출된 피쳐에 대하여 복수개의 분류기가 병변을 분류할 수 있다. Finally, in the step of classifying the lesion (S330), a plurality of classifiers may classify the lesion with respect to the feature extracted as a result of the step of extracting the feature (S320).

본 발명의 특징에 따르면, 병변을 분류하는 단계 (S330) 에서, 복수개의 분류기에 의해 피쳐에 대한 병변 확률이 산출되고, 병변 확률에 기초하여 목적 부위에 대한 병변이 분류된다.According to a feature of the present invention, in the step of classifying a lesion (S330), a lesion probability for a feature is calculated by a plurality of classifiers, and a lesion for a target site is classified based on the lesion probability.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 병변을 분류하는 단계 (S330) 에서, 복수개의 분류기 각각은, 복수개의 피쳐 추출 모델에 의해 출력된 피쳐들이 결합된 결합 피쳐를 기초로 병변을 분류하도록 구성된다.According to another feature of the present invention, in the step of classifying the lesion (S330), each of the plurality of classifiers is configured to classify the lesion based on a combined feature in which features output by the plurality of feature extraction models are combined.

예를 들어, 도 3d를 참조하면, 병변을 분류하는 단계 (S330) 에서, 피쳐를 추출하는 단계 (S320) 의 결과로 획득된 하나의 결합 피쳐 (326) 가 복수의 분류기 (332) 각각에 입력될 수 있다. 그 다음, 복수개의 분류기 (332) 각각에 의해 결합 피쳐 (326) 에 대하여 미리 결정된 병변일 확률, 즉 병변 확률 (334) 이 산출될 수 있다. 그 다음, 복수개의 분류기 (332) 각각에 의해 산출된 복수개의 병변 확률 (334) 에 대한 평균 병변 확률 (335) 이 산출된다. 마지막으로, 병변에 대한 평균 병변 확률 (335) 이 미리 결정된 수준 이상인 경우, 목적 부위에 대하여 미리 결정된 병변이 존재하는 것으로 분류될 수 있다. 즉, 병변을 분류하는 단계 (S330) 의 결과로 분류 병변 (336) 에 대한 정보가 제공될 수 있다. 이때, 분류 병변 (336) 에 대한 확률이 병변 진단에 관한 정보로서 함께 제공될 수도 있다.For example, referring to FIG. 3D, in the step of classifying the lesion (S330), one combining feature 326 obtained as a result of the step of extracting a feature (S320) is input to each of the plurality of classifiers 332 Can be. Then, a predetermined probability of a lesion, that is, a lesion probability 334 for the binding feature 326 by each of the plurality of classifiers 332 may be calculated. Then, an average lesion probability 335 for a plurality of lesion probabilities 334 calculated by each of the plurality of classifiers 332 is calculated. Finally, if the average lesion probability 335 for a lesion is equal to or higher than a predetermined level, it can be classified as having a predetermined lesion for the target site. That is, information on the classification lesion 336 may be provided as a result of the classification of the lesion (S330). At this time, the probability for the classification lesion 336 may be provided together as information about lesion diagnosis.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 병변을 분류하는 단계 (S330) 에서, 복수개의 분류기에 의해, 미리 결정된 복수개의 병변 중 하나의 병변이 결정된다.According to another feature of the present invention, in the step of classifying a lesion (S330), one of a plurality of predetermined lesions is determined by a plurality of classifiers.

보다 구체적으로, 병변을 분류하는 단계 (S330) 에서, 복수개의 분류기에 의해 피쳐에 대한 복수개의 병변 각각의 확률이 산출되고, 복수개의 분류기에 의해 산출된 복수개의 병변 각각의 확률에 기초하여 복수개의 병변별 평균 병변 확률이 산출될 수 있다. 그 다음, 평균 병변 확률에 기초하여 목적 부위는 복수개의 병변 중 하나의 병변을 갖는 것으로 결정될 수 있다. More specifically, in the step of classifying the lesion (S330), a probability of each of a plurality of lesions for a feature is calculated by a plurality of classifiers, and a plurality of the plurality of lesions are calculated based on the probability of each of the plurality of lesions calculated by the plurality of classifiers. The average lesion probability for each lesion can be calculated. Then, based on the average lesion probability, the target site may be determined to have one of the plurality of lesions.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 병변을 분류하는 단계 (S330) 에서, 복수개의 분류기로 구성된 앙상블 분류기에 의해 복수개의 피쳐에 기초한 병변이 결정된다. According to another feature of the present invention, in the step of classifying a lesion (S330), a lesion based on a plurality of features is determined by an ensemble classifier composed of a plurality of classifiers.

예를 들어, 도 3e를 참조하면, 병변을 분류하는 단계 (S330) 에서, 피쳐를 추출하는 단계 (S320) 의 결과로 획득된 복수개의 결합 피쳐 (326) 가 복수개의 앙상블 분류기 (342) 에 각각 입력될 수 있다. 그 다음, 복수개의 앙상블 분류기 (342) 각각에 의해 병변 확률 (334), 평균 병변 확률 (335) 이 산출되고, 앙상블 분류기 (342) 별 분류 병변 (336) 이 각각 결정될 수 있다. 그 다음, 앙상블 분류기 (342) 별 분류 병변 (336) 에 대한 평균 분류 병변 확률 (337) 이 산출될 수 있다. 마지막으로, 병변에 대한 평균 분류 병변 확률 (337) 이 미리 결정된 수준 이상인 경우, 목적 부위에 대하여 미리 결정된 병변이 존재하는 것으로 최종 분류될 수 있다. 즉, 병변을 분류하는 단계 (S330) 의 결과로 결정된 최종 병변 (338) 에 대한 정보가 제공될 수 있다. 이때, 최종 병변 (338) 에 대한 확률이 병변 진단에 관한 정보로서 함께 제공될 수도 있다. For example, referring to FIG. 3E, in the step of classifying the lesion (S330), a plurality of joining features 326 obtained as a result of the step of extracting features (S320) are respectively added to the plurality of ensemble classifiers 342. Can be entered. Then, a lesion probability 334 and an average lesion probability 335 are calculated by each of the plurality of ensemble classifiers 342, and classification lesions 336 for each ensemble classifier 342 may be determined, respectively. Then, an average classified lesion probability 337 for the classified lesion 336 for each ensemble classifier 342 may be calculated. Finally, if the mean classification lesion probability 337 for the lesion is above a predetermined level, it can be finally classified as having a predetermined lesion for the target site. That is, information on the final lesion 338 determined as a result of classifying the lesion (S330) may be provided. At this time, the probability for the final lesion 338 may be provided together as information about lesion diagnosis.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 병변을 분류하는 단계 (S330) 에서, 복수개의 앙상블 분류기에 의해, 미리 결정된 복수개의 병변 중 하나의 병변이 결정된다.According to another feature of the present invention, in the step of classifying a lesion (S330), one of a plurality of predetermined lesions is determined by a plurality of ensemble classifiers.

보다 구체적으로, 병변을 분류하는 단계 (S330) 에서, 복수개의 앙상블 분류기에 의해 피쳐에 대한 복수개의 병변 각각의 확률이 산출되고, 복수개의 앙상블 분류기에 의해 산출된 복수개의 병변 각각의 확률에 기초하여 복수개의 병변별 평균 병변 확률이 산출될 수 있다. 그 다음, 평균 병변 확률에 기초하여 목적 부위는 복수개의 병변 중 하나의 병변을 갖는 것으로 결정될 수 있다.More specifically, in the step of classifying the lesion (S330), the probability of each of the plurality of lesions for the feature is calculated by the plurality of ensemble classifiers, and based on the probability of each of the plurality of lesions calculated by the plurality of ensemble classifiers. The average lesion probability for each lesion may be calculated. Then, based on the average lesion probability, the target site may be determined to have one of the plurality of lesions.

이상의 본 발명의 다양한 실시예에 따른 병변 진단에 대한 정보 방법에 따라, 본 발명은, 병변 진단에 있어서 신뢰도 높은 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 복수의 피쳐 추출 모델 및 복수의 분류기를 이용하여 피쳐를 추출하고 병변을 분류하도록 구성되어, 피쳐 추출 절차 없이 병변을 분류하도록 구성된 단일 모델에 기초한 디바이스보다, 높은 정확도, 정밀도 및 특이도로 병변을 분류할 수 있다According to the information method for lesion diagnosis according to various embodiments of the present invention, the present invention can provide highly reliable information in lesion diagnosis. For example, the present invention is configured to extract features and classify lesions using a plurality of feature extraction models and a plurality of classifiers, with higher accuracy and precision than a device based on a single model configured to classify lesions without a feature extraction procedure. And can classify lesions by specificity

이에, 본 발명은 단일의 예측 모델에 기초한 종래의 보조 진단 시스템보다, 병변 진단에 있어서 신뢰도 높은 정보를 제공할 수 있다. Accordingly, the present invention can provide more reliable information in lesion diagnosis than in the conventional auxiliary diagnosis system based on a single predictive model.

실시예 1: 미세 조정된 피쳐 추출 모델에 대한 평가Example 1: Evaluation of fine-tuned feature extraction models

이하에서는, 도 4a 및 4b를 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에 이용되는 미세 조정된 피쳐 추출 모델에 대하여 구체적으로 설명한다. 도 4a는 본 발명의 다양한 실시예에 이용되는 피쳐 추출 모델 및 이에 대하여 수행된 미세 조정 사항을 도시한 것이다. 도 4b는 본 발명의 다양한 실시예에 이용되는 피쳐 추출 모델의 미세 조정 여부에 따른 평가 결과를 도시한 것이다.Hereinafter, a finely adjusted feature extraction model used in various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4A and 4B. 4A is a diagram illustrating a feature extraction model used in various embodiments of the present invention and fine adjustments performed thereon. 4B illustrates evaluation results according to whether or not a feature extraction model used in various embodiments of the present invention is finely adjusted.

보다 구체적으로, 본 평가는, 본 발명의 미세 조정된 피쳐 추출 모델 및 종래의 사전 학습된 모델에 기초한 피쳐 추출 모델 각각에 대하여 피쳐를 추출하고, 추출된 두 종류의 피쳐를 분류기에 적용하고, 병변 분류 결과에 대한 정확도, 정밀도 및 특이도를 측정함으로써 수행되었다. More specifically, in this evaluation, a feature is extracted for each of the fine-tuned feature extraction model of the present invention and a feature extraction model based on a conventional pre-trained model, and the extracted two types of features are applied to the classifier, and the lesion It was performed by measuring the accuracy, precision and specificity of the classification results.

이때, 피쳐 추출 모델로서 AlexNet, OverFeat, VGG, VGG-verydeep, ResNet 및 Inception이 이용되었고, 분류기로서 SVM 및 RF가 이용되었다. In this case, AlexNet, OverFeat, VGG, VGG-verydeep, ResNet and Inception were used as feature extraction models, and SVM and RF were used as classifiers.

보다 구체적으로, AlexNet, OverFeat, VGG 및 VGG-verydeep의 피쳐 추출 모델은, 레이어 fc1 및 fc2 중 하나의 레이어, 또는 fc1 및 fc2의 두 개의 출력 레이어에 대하여 피쳐를 추출하도록 미세 조정이 수행되었다. 이때, fc1 및 fc2의 두 개의 레이어에 대하여 피쳐를 추출될 경우, 자가 결합된 결합 피쳐가 최종 피쳐로 이용되었다. More specifically, the feature extraction models of AlexNet, OverFeat, VGG and VGG-verydeep were fine-tuned to extract features for one of layers fc1 and fc2, or two output layers of fc1 and fc2. At this time, when features are extracted for two layers fc1 and fc2, a self-coupled combined feature was used as the final feature.

나아가, ResNet 및 Inception의 피쳐 추출 모델은 복수의 레이어 중 선택된 하나의 레이어에서 피쳐를 추출하도록 미세 조정이 수행되었다. Furthermore, ResNet and Inception's feature extraction models were fine-tuned to extract features from one selected layer among multiple layers.

또한, 분류과정에 있어서 SVM 및 RF는 내장 함수 fitcsvmTreeBagger를 사용하여 MATLAB 2018a에 의해 구현되었다. 나아가, SVM는 페널티 매개 변수 C를 1로 선택하고 커널 규모를 경험적 절차에 의해 산출하도록 구성되었다.In addition, SVM and RF in the classification process were implemented by MATLAB 2018a using the built-in functions fitcsvm and TreeBagger . Furthermore, the SVM was configured to select the penalty parameter C as 1 and calculate the kernel size by empirical procedure.

그러나, 본 발명의 피쳐 추출 모델 및 분류는, 전술한 것에 제한되는 것이 아니다. However, the feature extraction model and classification of the present invention are not limited to those described above.

도 4a를 참조하면, AlexNet, OverFeat, VGG, VGG-verydeep, ResNet 및 Inception의 피쳐 추출 모델 각각에 대하여 적용된, 언어 (Language), 패키지 (Package) 및 사전 학습의 가중치 (Pre-trained weights) 의 미세 조정 정보가 도시된다. 나아가, 상기 모델 각각에 대하여 적용된, 학습용 의료 영상에 대한 반복 학습 회수를 의미하는 에폭 (Epochs), 학습 비율 (Learning rate) 및 학습 붕괴 (Learning decay) 의 미세 조정 정보가 도시된다.Referring to Figure 4a, the fineness of language (Language), package (Package) and pre-trained weights (Pre-trained weights) applied to each of the feature extraction models of AlexNet, OverFeat, VGG, VGG-verydeep, ResNet and Inception. Adjustment information is shown. Furthermore, fine-tuning information of epochs, learning rates, and learning decays, which means the number of repetitive learning for the medical image for training, applied to each of the models are shown.

이때, 에폭, 학습 비율 및 학습 붕괴에 대한 값들은, 6 회의 크로스 검정을 통해 최적화된 수치일 수 있다. In this case, values for the epoch, the learning rate, and the learning decay may be values optimized through six cross tests.

도 4b를 참조하면, 대부분의 피쳐 추출 모델에서, 마지막 레이어를 변형하고 선택 학습용 의료 영상으로 재학습을 진행한 미세 조정이 반영되었을 때, 분류의 정확도, 정밀도 및 특이도의 향상이 나타난다. Referring to FIG. 4B, in most feature extraction models, when the last layer is transformed and fine adjustments performed by re-learning as a selective learning medical image are reflected, the accuracy, precision and specificity of classification are improved.

특히, 미세 조정된 AlexNet, OverFeat 및 VGG의 피쳐 추출 모델로부터 피쳐를 추출하고, 이로부터 병변을 분류한 결과 (With fine-tuning) 에서 정확도, 정밀도 및 민감도가 크게 향상된 것으로 나타난다. In particular, as a result of extracting features from the fine-tuned AlexNet, OverFeat and VGG feature extraction models, and classifying lesions therefrom (With fine-tuning), it appears that the accuracy, precision and sensitivity are greatly improved.

나아가, RF를 분류기로 적용했을 때, SVM의 분류기를 이용했을 때보다 병변 분류 능력이 보다 우수한 것으로 나타난다. Furthermore, when RF is applied as a classifier, it appears that the lesion classification ability is better than when using the SVM classifier.

즉, 이와 같은 결과는, 마지막 레이어를 변형하고 재학습이 수행된 AlexNet, OverFeat 및 VGG의 피쳐 추출 모델의 경우, 사전 훈련된 상태의 오리지널 AlexNet, OverFeat 및 VGG의 피쳐 추출 모델보다 병변 분류 능력이 향상된 것을 의미할 수 있다. In other words, these results show that in the case of the feature extraction models of AlexNet, OverFeat and VGG in which the last layer was transformed and retrained, the lesion classification ability was improved compared to the original AlexNet, OverFeat and VGG feature extraction models in the pretrained state. Can mean that.

이상의 실시예 1의 결과에 따르면, 본 발명의 다양한 실시예에 이용되는 미세 조정된 피쳐 추출 모델, 특히 미세 조정이 수행된 AlexNet, OverFeat 및 VGG의 피쳐 추출 모델은 병변 분류 능력이 향상된 것으로 나타난다. 이에, 본 발명은, 상기와 같은 미세 조정된 피쳐 추출 모델을 이용함에 따라, 병변 진단에 있어서 신뢰도 높은 정보를 제공할 수 있는 효과가 있다.According to the results of Example 1 above, the finely tuned feature extraction models used in various embodiments of the present invention, particularly the feature extraction models of AlexNet, OverFeat and VGG, in which fine adjustments have been performed, have improved lesion classification capability. Accordingly, according to the present invention, by using the finely adjusted feature extraction model as described above, it is possible to provide highly reliable information in lesion diagnosis.

실시예 2: 복수의 피쳐 추출 모델 결합에 대한 평가Example 2: Evaluation for combining multiple feature extraction models

이하에서는, 도 5a 내지 5e를 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에 이용되는 복수의 피쳐 추출 모델의 결합 여부에 따른 평가 결과를 설명한다. 도 5a 내지 5e는 본 발명의 다양한 실시예에 이용되는 복수개의 피쳐 추출 모델의 결합에 따른 평가 결과를 도시한 것이다. Hereinafter, an evaluation result according to whether a plurality of feature extraction models used in various embodiments of the present invention are combined will be described with reference to FIGS. 5A to 5E. 5A to 5E illustrate evaluation results according to combining a plurality of feature extraction models used in various embodiments of the present invention.

이때, 본 평가는, 전술한 실시예 1에서 병변 분류 능력 우수한 6 개의 모델에 대하여 수행되었다. At this time, this evaluation was performed on six models having excellent lesion classification ability in Example 1 described above.

보다 구체적으로, 도 5a를 참조하면, fc2 레이어에 대하여 피쳐를 추출하도록 미세 조정된 AlexNet ([A]), fc2 레이어에 대하여 피쳐를 추출하도록 미세 조정된 OverFeat ([O]), fc1 레이어에 대하여 피쳐를 추출하도록 미세 조정된 VGG ([V]), fc2의 출력 레이어를 갖는 VGG-verydeep ([Vv]), 하나의 출력 레이어를 갖는 ResNet ([R]) 및 하나의 출력 레이어를 갖는 Inception ([I]) 의 6 개의 모델이 선택되었다. More specifically, referring to FIG. 5A, AlexNet fine-tuned to extract features for the fc2 layer ([A]), OverFeat fine-tuned to extract features for the fc2 layer ([O]), and for the fc1 layer. VGG ([V]) fine-tuned to extract features, VGG-verydeep ([Vv]) with an output layer of fc2, ResNet with one output layer ([R]) and Inception (with one output layer) Six models of [I]) were selected.

선택된 6 개의 모델로부터 피쳐를 추출하고, 추출된 피쳐를 분류기에 적용하여, 병변 분류 결과에 대한 정확도, 정밀도 및 특이도가 측정되었다. 이때, 분류기로서 SVM 및 RF가 이용되었다. Features were extracted from the six selected models, and the extracted features were applied to a classifier, and the accuracy, precision and specificity of the lesion classification result were measured. At this time, SVM and RF were used as classifiers.

도 5b를 참조하면, 6 개의 모델 중 선택된 2 개의 모델의 조합을 이용했을 때, 전반적으로 분류에 대한 정확도, 정밀도 및 특이도가 향상된 것으로 나타난다.Referring to FIG. 5B, when a combination of two models selected among six models is used, it is shown that the accuracy, precision, and specificity for classification are generally improved.

보다 구체적으로, 2 개의 모델 각각으로부터 추출된 피쳐를 결합하고, 이를 SVM 및 RF에 적용하여 병변을 분류했을 때, 단일의 모델을 이용했을 때 보다 병변 분류에 대한 성능이 향상된 것으로 나타난다. More specifically, when the features extracted from each of the two models are combined and applied to SVM and RF to classify the lesion, it appears that the performance for lesion classification is improved compared to the case of using a single model.

특히, 병변 분류의 정확도는, fc2의 출력 레이어를 갖는 VGG-verydeep ([Vv]) 와 하나의 출력 레이어를 갖는 Inception ([I]) 의 피쳐를 결합한 [VvI]를 제외한 나머지 모든 조합에서, 단일 모델을 이용했을 때 보다 향상된 것으로 나타난다. In particular, the accuracy of lesion classification is single, except for [VvI], which combines features of VGG-verydeep ([Vv]) with an output layer of fc2 and Inception ([I]) with one output layer. It appears to be better than when using the model.

도 5c를 참조하면, 6 개의 모델 중 선택된 3 개의 모델의 조합을 이용했을 때, 2 개의 모델의 조합을 이용했을 때와 유사한 수준의 정확도, 정밀도 및 특이도의 향상이 나타난다.Referring to FIG. 5C, when a combination of three models selected from among six models is used, an improvement in accuracy, precision, and specificity similar to that when a combination of two models is used is shown.

보다 구체적으로, 3 개의 모델 각각으로부터 추출된 피쳐를 결합하고, 이를 SVM 및 RF에 적용하여 병변을 분류했을 때, 단일의 모델을 이용했을 때 보다 병변 분류에 대한 성능이 향상된 것으로 나타난다. More specifically, when the features extracted from each of the three models are combined and applied to SVM and RF to classify the lesion, it appears that the performance for lesion classification is improved compared to the case of using a single model.

특히, 병변 분류의 정확도는, fc2 레이어에 대하여 피쳐를 추출하도록 미세 조정된 AlexNet ([A]), fc1 레이어에 대하여 피쳐를 추출하도록 미세 조정된 VGG ([V]) 및 하나의 출력 레이어를 갖는 Inception ([I]) 의 피쳐를 결합한 [AVI]의 경우, RF 모델에 의한 분류 결과의 특이도는 99 %로 단일 또는 두 개의 모델을 이용한 결과에서보다 현저하게 높아진 것으로 나타난다. In particular, the accuracy of lesion classification is as follows: AlexNet ([A]) fine-tuned to extract features for the fc2 layer, VGG ([V]) fine-tuned to extract features for the fc1 layer, and one output layer. In the case of [AVI] that combines the features of Inception ([I]), the specificity of the classification result by the RF model is 99%, which is significantly higher than that of the results using single or two models.

나아가, fc2 레이어에 대하여 피쳐를 추출하도록 미세 조정된 OverFeat ([O]), fc1 레이어에 대하여 피쳐를 추출하도록 미세 조정된 VGG ([V]) 및 하나의 출력 레이어를 갖는 ResNet ([R]) 의 피쳐를 결합한 [OVR]의 경우, SVM 모델에 의한 분류 결과의 정확도 (94.7 %) 및 RF 모델에 의한 분류 결과의 정밀도 (94.0 %) 의 향상이 나타난다. Furthermore, OverFeat ([O]) fine-tuned to extract features for the fc2 layer, VGG ([V]) fine-tuned to extract the features for the fc1 layer, and ResNet ([R]) with one output layer. In the case of [OVR] combining the features of the SVM model, the accuracy of the classification result by the SVM model (94.7%) and the accuracy of the classification result by the RF model (94.0%) are improved.

도 5d를 참조하면, 6 개의 모델 중 선택된 4 개의 모델의 조합을 이용했을 때, 현저한 정확도, 정밀도 및 특이도의 향상이 나타난다.Referring to FIG. 5D, when a combination of four models selected from among six models is used, remarkable improvements in accuracy, precision and specificity appear.

보다 구체적으로, 4 개의 모델 각각으로부터 추출된 피쳐를 결합하고, 이를 SVM 및 RF에 적용하여 병변을 분류했을 때, 단일의 모델을 이용했을 때 보다 병변 분류에 대한 성능이 향상된 것으로 나타난다. More specifically, when the features extracted from each of the four models are combined and applied to SVM and RF to classify the lesion, it appears that the performance for lesion classification is improved compared to the case of using a single model.

특히, 도 5d에 개시된 4 개의 모델의 모든 조합에 따른 분류 결과의 정확도는 최소 90 %, 최대 94 %로 단일 모델을 이용했을 때보다 향상된 것으로 나타난다. 나아가, 4 개의 모델의 모든 조합에 따른 분류 결과의 특이도는 최소 91 %, 최대 99%로 단일 모델을 이용했을 때보다 향상된 것으로 나타난다. 또한, 병변 분류 능력의 향상 수준은, SVM의 분류기를 적용했을 때, RF의 분류기를 적용했을 때보다 높은 것으로 나타난다. In particular, the accuracy of the classification result according to all combinations of the four models disclosed in FIG. 5D is at least 90% and at most 94%, which appears to be improved compared to the case of using a single model. Furthermore, the specificity of the classification results according to all combinations of the four models is at least 91% and at most 99%, which appears to be improved compared to the case of using a single model. In addition, it appears that the level of improvement of the lesion classification ability is higher when the classifier of SVM is applied and the classifier of RF is applied.

도 5d를 참조하면, 6 개의 모델 중 선택된 5 개 및 6 개의 모델의 조합을 이용했을 때, 전술한 4 개 이하의 모델의 조합에 따른 분류 결과와 유사한 수준으로 나타난다.Referring to FIG. 5D, when a combination of 5 and 6 models selected from among 6 models is used, the classification result according to the combination of 4 or less models described above is displayed at a similar level.

이상의 실시예 2의 결과에 따르면, 본 발명의 다양한 실시예에 이용되는 피쳐 추출 모델은, 복수개의 조합으로 이용되었을 때 병변 분류의 성능이 향상된 것으로 나타난다. 이에, 본 발명은, 복수의 피쳐 추출 모델에 기초한 보조 진단 시스템을 제공함에 따라, 단일의 모델을 이용했을 때보다 높은 정확도, 정밀도 및 특이도로 병변에 대한 분류 결과를 제공할 수 있다. 즉, 본 발명은 병변 진단에 있어서 신뢰도 높은 정보를 제공할 수 있는 효과가 있다.According to the results of Example 2 above, the feature extraction model used in various embodiments of the present invention shows that the performance of lesion classification is improved when a plurality of combinations are used. Accordingly, the present invention provides an auxiliary diagnosis system based on a plurality of feature extraction models, thereby providing a classification result for a lesion with higher accuracy, precision, and specificity than when a single model is used. That is, the present invention has an effect of providing highly reliable information in lesion diagnosis.

실시예 3: 복수의 분류기 결합에 대한 평가 (앙상블 분류기에 대한 평가)Example 3: Evaluation for combining multiple classifiers (evaluation for ensemble classifiers)

이하에서는, 도 6을 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에 이용되는 복수의 분류기의 결합에 따른 평가 결과를 설명한다. 도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 이용되는 복수개의 분류기의 결합에 따른 평가 결과를 도시한 것이다. Hereinafter, an evaluation result according to the combination of a plurality of classifiers used in various embodiments of the present invention will be described with reference to FIG. 6. 6 is a diagram illustrating evaluation results according to a combination of a plurality of classifiers used in various embodiments of the present invention.

본 평가는, 전술한 실시예 2에서 이용된, fc2 레이어에 대하여 피쳐를 추출하도록 미세 조정된 AlexNet ([A]), fc2 레이어에 대하여 피쳐를 추출하도록 미세 조정된 OverFeat ([O]), fc1 레이어에 대하여 피쳐를 추출하도록 미세 조정된 VGG ([V]), fc2의 출력 레이어를 갖는 VGG-verydeep ([Vv]), 하나의 출력 레이어를 갖는 ResNet ([R]) 및 하나의 출력 레이어를 갖는 Inception ([I])의 6 개의 모델에 대하여 수행되었다. This evaluation is used in the above-described Example 2, AlexNet fine-tuned to extract features for the fc2 layer ([A]), OverFeat fine-tuned to extract features for the fc2 layer ([O]), fc1 VGG ([V]) fine-tuned to extract features for the layer, VGG-verydeep ([Vv]) with an output layer of fc2, ResNet ([R]) with one output layer and one output layer. Inception ([I]) was performed on six models.

보다 구체적으로, 상기 6 개의 모델 중 선택된 적어도 하나의 모델로부터 추출된 피쳐 (또는, 결합 피쳐) 를 SVM 및 RF가 결합된 앙상블 분류기에 적용하였고, 이로부터 병변 분류 결과에 대한 정확도, 정밀도 및 특이도를 평가하였다. More specifically, a feature (or combined feature) extracted from at least one model selected from among the six models was applied to an ensemble classifier in which SVM and RF were combined, from which accuracy, precision and specificity for the lesion classification result. Was evaluated.

이때, 앙상블 분류기에 의한 병변 분류는, SVM 및 RF에 피쳐가 입력되고 SVM 및 RF 각각에 의해 병변에 대한 확률, 즉 병변 확률이 산출되고, 산출된 병변 확률에 대한 평균 병변 확률에 기초하여 병변이 최종 결정 (분류) 됨으로써 수행될 수 있다.At this time, in the classification of the lesion by the ensemble classifier, features are input to the SVM and RF, the probability of the lesion, that is, the lesion probability is calculated by each of the SVM and RF, and the lesion is changed based on the average lesion probability for the calculated lesion probability. It can be done by making a final decision (classification).

도 6을 참조하면, 6 개의 모델 중 선택된 단일 모델에 의해 추출된 피쳐 또는 6 개의 모델 중 선택된 2 개 이상의 모델의 조합에 의해 추출된 피쳐에 기초한, SVM 및 RF로 구성된 앙상블 분류기의 병변 분류 결과가 도시된다.6, a lesion classification result of an ensemble classifier consisting of SVM and RF based on a feature extracted by a single model selected from six models or a feature extracted by a combination of two or more models selected from six models Is shown.

보다 구체적으로, 단일 피쳐 추출 모델 또는 복수의 피쳐 추출 모델 모두에 대하여, 병변 분류 능력은 앙상블 분류기를 적용되었을 때, 단일의 분류기 (SVM 또는 RF) 를 적용했을 때보다 향상된 것으로 나타난다. More specifically, for both a single feature extraction model or a plurality of feature extraction models, the lesion classification ability appears to be improved when the ensemble classifier is applied, compared to when a single classifier (SVM or RF) is applied.

특히, 복수의 피쳐 추출 모델과 복수의 분류기의 조합에 의한 병변 분류의 결과에서 정확도 및 특이도는, 단일의 피쳐 추출 모델과 단일의 분류기를 이용했을 때보다 증가한 것으로 나타난다. 보다 구체적으로, fc2 레이어에 대하여 피쳐를 추출하도록 미세 조정된 OverFeat ([O]), fc1 레이어에 대하여 피쳐를 추출하도록 미세 조정된 VGG ([V]) 및 하나의 출력 레이어를 갖는 Inception ([I])의 3 개의 피쳐 추출 모델의 조합 및 앙상블 분류기가 적용된 [O][V][I]의 경우, 특이도가 98 %로, 단일의 피쳐 추출 모델과 단일의 분류기를 이용했을 때보다 현저하게 증가한 것으로 나타난다. 나아가, fc2의 출력 레이어를 갖는 VGG-verydeep ([Vv]) 및 하나의 출력 레이어를 갖는 ResNet ([R])의 2 개의 피쳐 추출모델의 조합 및 앙상블 분류기가 적용된 [Vv][R]의 경우, 민감도가 92 %로, 단일의 피쳐 추출 모델과 단일의 분류기를 이용했을 때보다 현저하게 증가한 것으로 나타난다. 또한, fc2 레이어에 대하여 피쳐를 추출하도록 미세 조정된 AlexNet ([A]), fc1 레이어에 대하여 피쳐를 추출하도록 미세 조정된 VGG ([V]) 및 하나의 출력 레이어를 갖는 ResNet ([R])의 3 개의 피쳐 추출모델의 조합 및 앙상블 분류기가 적용된 [A][V][R]의 경우, 정확도가 94.7 %로, 단일의 피쳐 추출 모델과 단일의 분류기를 이용했을 때보다 현저하게 증가한 것으로 나타난다.In particular, the accuracy and specificity in the results of lesion classification by a combination of a plurality of feature extraction models and a plurality of classifiers appear to be increased compared to when a single feature extraction model and a single classifier are used. More specifically, OverFeat ([O]) fine-tuned to extract features for the fc2 layer, VGG ([V]) fine-tuned to extract features for the fc1 layer, and Inception ([I) with one output layer. ]) in the case of [O][V][I] with the combination of three feature extraction models and ensemble classifiers applied, the specificity is 98%, significantly more than when using a single feature extraction model and a single classifier. Appears to have increased. Furthermore, in the case of [Vv][R] with a combination of two feature extraction models of VGG-verydeep ([Vv]) with an output layer of fc2 and ResNet ([R]) with one output layer and an ensemble classifier However, the sensitivity was 92%, which was significantly increased compared to the case of using a single feature extraction model and a single classifier. Also, AlexNet fine-tuned to extract features for the fc2 layer ([A]), VGG fine-tuned to extract features for the fc1 layer, and ResNet ([R]) with one output layer. In the case of [A][V][R] with the combination of the three feature extraction models and the ensemble classifier applied, the accuracy was 94.7%, which was significantly increased compared to the case of using a single feature extraction model and a single classifier. .

이상의 실시예 3의 결과에 따르면, 본 발명의 다양한 실시예에 이용되는 분류기는, 복수개의 조합으로 이용되었을 때 병변 분류의 성능이 향상된 것으로 나타난다. 특히, 복수개의 피쳐 추출 모델과 복수개의 분류기를 이용했을 때, 분류의 정확도 및 특이도가 향상된 것으로 나타난다. 이에, 본 발명은, 복수의 피쳐 추출 모델 및 복수의 분류기에 기초한 보조 진단 시스템을 제공함에 따라, 단일의 피쳐 추출 모델 및 단일의 분류기를 이용했을 때보다 높은 정확도, 정밀도 및 특이도로 병변에 대한 분류 결과를 제공할 수 있다. 즉, 본 발명은 병변 진단에 있어서 신뢰도 높은 정보를 제공할 수 있는 효과가 있다.According to the results of Example 3 above, the classifier used in various embodiments of the present invention shows that the performance of lesion classification is improved when used in a plurality of combinations. In particular, when a plurality of feature extraction models and a plurality of classifiers are used, the accuracy and specificity of classification are improved. Accordingly, the present invention provides an auxiliary diagnostic system based on a plurality of feature extraction models and a plurality of classifiers, so that lesions are classified with higher accuracy, precision, and specificity than when using a single feature extraction model and a single classifier. Can provide results. That is, the present invention has an effect of providing highly reliable information in lesion diagnosis.

이상의 실시예들에 따르면, 본 발명은, 의료 영상에 대하여 피쳐를 추출하고, 이를 기초로 질환의 발병 여부 나아가 병변을 예측하도록 구성된 복수개의 모델에 기초한 보조 진단 시스템을 제공함으로써, 개체에 대하여 정확한 진단 정보를 제공할 수 있는 효과가 있다. According to the above embodiments, the present invention provides an assistive diagnosis system based on a plurality of models configured to extract features from a medical image and predict whether or not a disease has occurred or a lesion based on this. It has the effect of providing information.

이에, 본 발명은, 의료진의 숙련도에 따라 병변 진단 결과가 상이할 수 있어 진단의 신뢰도가 떨어질 수 있는 종래의 의료 영상에 기초한 보조 진단 시스템이 갖는 한계를 극복할 수 있다. Accordingly, the present invention can overcome a limitation of a conventional auxiliary diagnosis system based on a medical image, which may reduce the reliability of diagnosis since lesion diagnosis results may be different depending on the skill level of a medical staff.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시 예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in more detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not necessarily limited to these embodiments, and various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain the technical idea, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative and non-limiting in all respects. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

100, 200: 병변 진단에 대한 정보 제공용 디바이스
110: 수신부
120: 입력부
130: 출력부
140: 저장부
150: 프로세서
210: 의료 영상 수신부
220: 피쳐 추출부
222: 사전 학습된 피쳐 추출 모델
224: 변형된 피쳐 추출 모델
226: 미세 조정된 피쳐 추출 모델
228: 재학습된 피쳐 추출 모델
230: 병변 분류부
232: 분류기
234: 학습된 분류기
236: 재학습된 분류기
312: 의료 영상
322: 피쳐 추출 모델
324: 피쳐
326: 결합 피쳐
328: 최종 결합 피쳐
332: 분류기
334: 병변 확률
335: 평균 병변 확률
336: 분류 병변
337: 평균 분류 병변 확률
338: 최종 병변
342: 앙상블 분류기
100, 200: device for providing information on lesion diagnosis
110: receiver
120: input
130: output
140: storage unit
150: processor
210: medical image receiving unit
220: feature extraction unit
222: pre-trained feature extraction model
224: Deformed feature extraction model
226: Fine-tuned feature extraction model
228: Retrained feature extraction model
230: lesion classification unit
232: classifier
234: learned classifier
236: retrained classifier
312: Medical imaging
322: Feature extraction model
324: feature
326: Join feature
328: final join feature
332: classifier
334: Lesion probability
335: mean lesion probability
336: classification lesion
337: mean classification lesion probability
338: final lesion
342: ensemble classifier

Claims (24)

삭제delete 프로세서에 의해 구현되는 병변 진단에 대한 정보 제공 방법으로서,
목적 부위에 대한 의료 영상을 수신하는 단계;
상기 의료 영상 내에서 병변을 예측하는 처리 중에 추출되는 피쳐 (feature) 를 추출하도록 구성된 복수개의 피쳐 추출 모델을 이용하여, 상기 의료 영상에 대한 피쳐를 추출하는 단계;
추출된 상기 피쳐를 기초로 병변을 분류하도록 구성된 복수개의 분류기 (classifier) 를 이용하여, 상기 의료 영상 내의 상기 목적 부위에 대한 병변을 분류하는 단계를 포함하고,
상기 복수개의 피쳐 추출 모델 각각은,
상기 피쳐 추출 모델 별로 서로 상이한 적어도 하나의 피쳐를 추출하도록 구성되고,
상기 피쳐를 추출하는 단계 이후에,
결합 피쳐를 획득하도록, 상기 복수개의 피쳐 추출 모델에 의해 각각 추출된, 상기 적어도 하나의 피쳐를 결합하는 단계를 더 포함하고,
상기 목적 부위에 대한 병변을 분류하는 단계는,
상기 복수개의 분류기를 이용하여, 상기 결합 피쳐를 기초로 상기 목적 부위에 대한 병변을 분류하는 단계를 포함하는, 병변 진단에 대한 정보 제공 방법.
A method of providing information on lesion diagnosis implemented by a processor,
Receiving a medical image for a target site;
Extracting a feature for the medical image using a plurality of feature extraction models configured to extract a feature extracted during a process for predicting a lesion in the medical image;
Classifying a lesion for the target region in the medical image using a plurality of classifiers configured to classify a lesion based on the extracted features,
Each of the plurality of feature extraction models,
Configured to extract at least one feature different from each other for each of the feature extraction models,
After the step of extracting the feature,
Combining the at least one feature, each extracted by the plurality of feature extraction models, to obtain a combined feature,
Classifying the lesion for the target site,
And classifying the lesion for the target site based on the binding feature by using the plurality of classifiers.
제2항에 있어서,
상기 적어도 하나의 피쳐는,
적어도 두 개의 피쳐이고,
상기 적어도 하나의 피쳐를 결합하는 단계는,
모델별 결합 특징을 획득하도록, 상기 적어도 하나의 피쳐를 모델 별로 제1 결합하는 단계, 및
최종 결합 특징을 획득하도록, 상기 모델별 결합 특징을 제2 결합하는 단계를 포함하고,
상기 목적 부위에 대한 병변을 분류하는 단계는,
상기 복수개의 분류기를 이용하여, 상기 최종 결합 피쳐를 기초로 상기 목적 부위에 대한 병변을 분류하는 단계를 더 포함하는, 병변 진단에 대한 정보 제공 방법.
The method of claim 2,
The at least one feature,
Is at least two features,
The step of combining the at least one feature,
First combining the at least one feature for each model, so as to obtain a combination feature for each model, and
And second combining the combining features for each model to obtain a final combining feature,
Classifying the lesion for the target site,
Further comprising the step of classifying a lesion for the target site based on the final binding feature by using the plurality of classifiers.
프로세서에 의해 구현되는 병변 진단에 대한 정보 제공 방법으로서,
목적 부위에 대한 의료 영상을 수신하는 단계;
상기 의료 영상 내에서 병변을 예측하는 처리 중에 추출되는 피쳐 (feature) 를 추출하도록 구성된 복수개의 피쳐 추출 모델을 이용하여, 상기 의료 영상에 대한 피쳐를 추출하는 단계;
추출된 상기 피쳐를 기초로 병변을 분류하도록 구성된 복수개의 분류기 (classifier) 를 이용하여, 상기 의료 영상 내의 상기 목적 부위에 대한 병변을 분류하는 단계를 포함하고,
상기 의료 영상 내에서 병변을 분류하는 단계는,
복수개의 분류기를 이용하여, 상기 피쳐에 대한 병변 확률을 산출하는 단계, 및
상기 병변 확률을 기초로 상기 목적 부위에 대한 병변을 분류하는 단계를 포함하는, 병변 진단에 대한 정보 제공 방법.
A method of providing information on lesion diagnosis implemented by a processor,
Receiving a medical image for a target site;
Extracting a feature for the medical image using a plurality of feature extraction models configured to extract a feature extracted during a process for predicting a lesion in the medical image;
Classifying a lesion for the target region in the medical image using a plurality of classifiers configured to classify a lesion based on the extracted features,
Classifying the lesion within the medical image,
Using a plurality of classifiers, calculating a lesion probability for the feature, and
A method for providing information on lesion diagnosis, comprising the step of classifying a lesion for the target site based on the lesion probability.
제4항에 있어서,
상기 병변은,
미리 결정된 복수개의 병변을 포함하고,
상기 병변 확률을 산출하는 단계는,
복수개의 분류기를 이용하여, 상기 피쳐에 대한 복수개의 병변 각각의 확률을 산출하는 단계, 및
상기 복수개의 분류기에 의해 산출된 상기 복수개의 병변 각각의 확률을 기초로, 상기 복수개의 병변별 평균 병변 확률을 산출하는 단계를 포함하고,
상기 병변 확률을 기초로 상기 목적 부위에 대한 병변을 분류하는 단계는,
상기 평균 병변 확률을 기초로 상기 목적 부위에 대하여 상기 복수개의 병변 중 하나의 병변을 갖는 것으로 결정하는 단계를 포함하는, 병변 진단에 대한 정보 제공 방법.
The method of claim 4,
The lesion is,
Contains a plurality of predetermined lesions,
The step of calculating the lesion probability,
Using a plurality of classifiers, calculating a probability of each of a plurality of lesions for the feature, and
Comprising the step of calculating an average lesion probability for each of the plurality of lesions, based on the probability of each of the plurality of lesions calculated by the plurality of classifiers,
Classifying the lesion for the target site based on the lesion probability,
And determining that the target site has one of the plurality of lesions based on the average lesion probability.
프로세서에 의해 구현되는 병변 진단에 대한 정보 제공 방법으로서,
목적 부위에 대한 의료 영상을 수신하는 단계;
상기 의료 영상 내에서 병변을 예측하는 처리 중에 추출되는 피쳐 (feature) 를 추출하도록 구성된 복수개의 피쳐 추출 모델을 이용하여, 상기 의료 영상에 대한 피쳐를 추출하는 단계;
추출된 상기 피쳐를 기초로 병변을 분류하도록 구성된 복수개의 분류기 (classifier) 를 이용하여, 상기 의료 영상 내의 상기 목적 부위에 대한 병변을 분류하는 단계를 포함하고,
상기 피쳐는, 서로 상이한 피쳐를 복수개 포함하고,
상기 복수개의 분류기는,
상기 복수개의 분류기로 구성된 앙상블 (ensemble) 분류기를 복수개 포함하고,
복수개의 상기 앙상블 분류기는,
상기 앙상블 분류기별로 서로 상이한 피쳐에 대한 병변을 각각 분류하도록 구성되고,
상기 의료 영상 내에서 병변을 분류하는 단계는,
복수개의 상기 앙상블 분류기를 이용하여, 복수개의 상기 서로 상이한 피쳐 각각에 대한 병변 확률을 산출하는 단계, 및
상기 복수개의 상기 서로 상이한 피쳐 각각에 대한 병변 확률을 기초로, 상기 목적 부위에 대한 병변을 분류하는 단계를 포함하는, 병변 진단에 대한 정보 제공 방법.
A method of providing information on lesion diagnosis implemented by a processor,
Receiving a medical image for a target site;
Extracting a feature for the medical image using a plurality of feature extraction models configured to extract a feature extracted during a process for predicting a lesion in the medical image;
Classifying a lesion for the target region in the medical image using a plurality of classifiers configured to classify a lesion based on the extracted features,
The feature includes a plurality of features different from each other,
The plurality of classifiers,
Including a plurality of ensemble classifiers composed of the plurality of classifiers,
The plurality of ensemble classifiers,
It is configured to classify lesions for different features for each of the ensemble classifiers,
Classifying the lesion within the medical image,
Calculating a lesion probability for each of the plurality of different features using a plurality of the ensemble classifiers, and
And classifying a lesion for the target site based on a lesion probability for each of the plurality of different features.
제6항에 있어서,
상기 병변은,
미리 결정된 복수개의 병변을 포함하고,
상기 병변 확률을 산출하는 단계는,
복수개의 상기 앙상블 분류기를 이용하여, 복수개의 상기 서로 상이한 피쳐 각각에 대한 복수개의 병변 각각의 확률을 산출하는 단계, 및
복수개의 상기 서로 상이한 피쳐 각각에 대한 복수개의 병변 각각의 확률을 기초로, 상기 복수개의 병변별 평균 병변 확률을 산출하는 단계를 포함하고,
상기 병변 확률을 기초로 상기 목적 부위에 대한 병변을 분류하는 단계는,
상기 평균 병변 확률을 기초로 상기 목적 부위에 대하여 상기 복수개의 병변 중 하나의 병변을 갖는 것으로 결정하는 단계를 포함하는, 병변 진단에 대한 정보 제공 방법.
The method of claim 6,
The lesion is,
Contains a plurality of predetermined lesions,
The step of calculating the lesion probability,
Calculating a probability of each of a plurality of lesions for each of the plurality of different features, using a plurality of the ensemble classifiers, and
Comprising the step of calculating the average lesion probability for each of the plurality of lesions, based on the probability of each of the plurality of lesions for each of the plurality of different features,
Classifying the lesion for the target site based on the lesion probability,
And determining that the target site has one of the plurality of lesions based on the average lesion probability.
프로세서에 의해 구현되는 병변 진단에 대한 정보 제공 방법으로서,
목적 부위에 대한 의료 영상을 수신하는 단계;
상기 의료 영상 내에서 병변을 예측하는 처리 중에 추출되는 피쳐 (feature) 를 추출하도록 구성된 복수개의 피쳐 추출 모델을 이용하여, 상기 의료 영상에 대한 피쳐를 추출하는 단계;
추출된 상기 피쳐를 기초로 병변을 분류하도록 구성된 복수개의 분류기 (classifier) 를 이용하여, 상기 의료 영상 내의 상기 목적 부위에 대한 병변을 분류하는 단계를 포함하고,
상기 피쳐 추출 모델은,
상기 병변에 대한 최종 예측 전에, 상기 피쳐를 추출하도록 변형된 모델인, 병변 진단에 대한 정보 제공 방법.
A method of providing information on lesion diagnosis implemented by a processor,
Receiving a medical image for a target site;
Extracting a feature for the medical image using a plurality of feature extraction models configured to extract a feature extracted during a process for predicting a lesion in the medical image;
Classifying a lesion for the target region in the medical image using a plurality of classifiers configured to classify a lesion based on the extracted features,
The feature extraction model,
A method of providing information on lesion diagnosis, which is a model modified to extract the feature before final prediction for the lesion.
제8항에 있어서,
상기 피쳐 추출 모델은,
복수의 레이어로 구성된 사전 학습된 (pre-trained) CNN (convolutional neural network) 모델이고,
상기 복수의 레이어 중 선택된 하나의 레이어가 출력 레이어로 변형된 모델인, 병변 진단에 대한 정보 제공 방법.
The method of claim 8,
The feature extraction model,
It is a pre-trained CNN (convolutional neural network) model composed of a plurality of layers,
A method of providing information on lesion diagnosis, wherein one of the plurality of layers is a model transformed into an output layer.
제8항에 있어서,
상기 피쳐 추출 모델은,
학습용 의료 영상을 수신하는 단계, 및
상기 변형된 출력 레이어를 갖는 피쳐 추출 모델에 대하여 상기 학습용 의료 영상을 기초로 피쳐를 추출하도록 학습하는 단계를 통해 미세 조정된 (fine-tuned) 피쳐 추출 모델인, 병변 진단에 대한 정보 제공 방법.
The method of claim 8,
The feature extraction model,
Receiving a medical image for learning, and
A method for providing information on lesion diagnosis, which is a feature extraction model fine-tuned through the step of learning to extract features based on the training medical image for the feature extraction model having the transformed output layer.
제10항에 있어서,
상기 피쳐 추출 모델은,
상기 학습용 의료 영상 중 분산이 미리 결정된 수준 이상인 선택 학습용 의료 영상을 결정하는 단계, 및
상기 미세 조정된 피쳐 추출 모델에 대하여 상기 선택 학습용 의료 영상을 기초로 피쳐를 추출하도록 학습하는 단계를 통해 재학습된 피쳐 추출 모델인, 병변 진단에 대한 정보 제공 방법.
The method of claim 10,
The feature extraction model,
Determining a selective learning medical image having a variance of at least a predetermined level among the training medical images, and
A method for providing information on lesion diagnosis, which is a feature extraction model re-learned through the step of learning to extract features based on the medical image for selective learning with respect to the finely adjusted feature extraction model.
프로세서에 의해 구현되는 병변 진단에 대한 정보 제공 방법으로서,
목적 부위에 대한 의료 영상을 수신하는 단계;
상기 의료 영상 내에서 병변을 예측하는 처리 중에 추출되는 피쳐 (feature) 를 추출하도록 구성된 복수개의 피쳐 추출 모델을 이용하여, 상기 의료 영상에 대한 피쳐를 추출하는 단계;
추출된 상기 피쳐를 기초로 병변을 분류하도록 구성된 복수개의 분류기 (classifier) 를 이용하여, 상기 의료 영상 내의 상기 목적 부위에 대한 병변을 분류하는 단계를 포함하고,
상기 분류기는,
미리 결정된 병변을 포함하는 학습용 의료 영상에 대하여, 상기 피쳐 추출 모델에 의해 추출된 피쳐를 수신하는 단계, 및
상기 학습용 의료 영상에 대하여 추출한 피쳐를 기초로, 상기 미리 결정된 병변을 분류하는 단계를 통해 학습된 분류기인, 병변 진단에 대한 정보 제공 방법.
A method of providing information on lesion diagnosis implemented by a processor,
Receiving a medical image for a target site;
Extracting a feature for the medical image using a plurality of feature extraction models configured to extract a feature extracted during a process for predicting a lesion in the medical image;
Classifying a lesion for the target region in the medical image using a plurality of classifiers configured to classify a lesion based on the extracted features,
The classifier,
Receiving a feature extracted by the feature extraction model for a medical image for learning including a predetermined lesion, and
A method for providing information on lesion diagnosis, which is a classifier learned through the step of classifying the predetermined lesion based on the features extracted for the training medical image.
제12항에 있어서,
상기 분류기는,
상기 학습용 의료 영상 중 분산이 미리 결정된 수준 이상인 선택 학습용 의료 영상을 결정하는 단계, 및
상기 학습된 분류기에 대하여 상기 선택 학습용 의료 영상에 대한 피쳐를 기초로 상기 미리 결정된 병변을 분류하는 단계를 통해 재학습된 분류기인, 병변 진단에 대한 정보 제공 방법.
The method of claim 12,
The classifier,
Determining a selective learning medical image having a variance of at least a predetermined level among the training medical images, and
The method for providing information on lesion diagnosis, which is a classifier relearned through the step of classifying the predetermined lesion based on features of the medical image for selective learning with respect to the learned classifier.
제2항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 의료 영상은,
초음파 영상, X-레이 (X-ray) 영상, CT (computed tomography) 영상, MRI (magnetic resonance imaging) 영상, 내시경 영상 및 PET (positron emission tomography) 영상 중 적어도 하나인, 병변 진단에 대한 정보 제공 방법.
The method according to any one of claims 2 to 13,
The medical image,
A method of providing information on lesion diagnosis, which is at least one of ultrasound images, X-ray images, computed tomography (CT) images, magnetic resonance imaging (MRI) images, endoscopy images, and positron emission tomography (PET) images .
제2항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수개의 피쳐 추출 모델은, AlexNet, OverFeat, VGG, VGG-verydeep, ResNet, GoogleNet 및 Inception 중 적어도 두 개의 딥 러닝 모델인, 병변 진단에 대한 정보 제공 방법.
The method according to any one of claims 2 to 13,
The plurality of feature extraction models are at least two deep learning models among AlexNet, OverFeat, VGG, VGG-verydeep, ResNet, GoogleNet, and Inception, a method for providing information on lesion diagnosis.
제2항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수개의 분류기는, SVM (Support Vector Machine), RF (Random Forests), LDA (linear discriminant analysis), QDA (quadratic discriminant analysis), 결정 트리 (decision tree), XG Boost (extreme gradient boosting), 로지스틱 회귀분석 (logistic regression), logistic regression, NN (nearest neighbor) 및 GMM (Gaussian mixture model) 중 적어도 두 개의 분류 모델인, 병변 진단에 대한 정보 제공 방법.
The method according to any one of claims 2 to 13,
The plurality of classifiers are SVM (Support Vector Machine), RF (Random Forests), LDA (linear discriminant analysis), QDA (quadratic discriminant analysis), decision tree (decision tree), XG Boost (extreme gradient boosting), logistic regression Analysis (logistic regression), logistic regression, NN (nearest neighbor) and GMM (Gaussian mixture model) at least two classification models, a method of providing information on lesion diagnosis.
삭제delete 프로세서에 의해 구현되는 병변 진단에 대한 정보 제공용 디바이스로서,
목적 부위에 대한 의료 영상을 수신하도록 구성된 수신부, 및
상기 수신부와 통신하도록 구성된 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 의료 영상 내에서 병변을 예측하는 처리 중에 추출되는 피쳐를 추출하도록 구성된 복수개의 피쳐 추출 모델을 이용하여, 상기 의료 영상에 대한 피쳐를 추출하고,
추출된 상기 피쳐를 기초로 병변을 분류하도록 구성된 복수개의 분류기를 이용하여 상기 의료 영상 내의 상기 목적 부위에 대한 병변을 분류하도록 구성되고,
상기 복수개의 피쳐 추출 모델 각각은,
상기 피쳐 추출 모델 별로 서로 상이한 적어도 하나의 피쳐를 추출하도록 구성되고,
상기 프로세서는,
결합 피쳐를 획득하도록, 상기 복수개의 피쳐 추출 모델에 의해 각각 추출된, 상기 적어도 하나의 피쳐를 결합하고, 상기 복수개의 분류기를 이용하여 상기 결합 피쳐를 기초로 상기 목적 부위에 대한 병변을 분류하도록 더 구성된, 병변 진단에 대한 정보 제공용 디바이스.
A device for providing information on lesion diagnosis implemented by a processor,
A receiving unit configured to receive a medical image for a target site, and
And a processor configured to communicate with the receiving unit,
The processor,
Using a plurality of feature extraction models configured to extract features extracted during the process of predicting lesions in the medical image, extracting features for the medical image,
Configured to classify a lesion for the target site in the medical image using a plurality of classifiers configured to classify a lesion based on the extracted features,
Each of the plurality of feature extraction models,
Configured to extract at least one feature different from each other for each of the feature extraction models,
The processor,
Combine the at least one feature, each extracted by the plurality of feature extraction models, to obtain a binding feature, and classify a lesion for the target site based on the binding feature using the plurality of classifiers. Configured, a device for providing information on lesion diagnosis.
제18항에 있어서,
상기 적어도 하나의 피쳐는,
적어도 두 개의 피쳐이고,
상기 프로세서는,
모델별 결합 특징을 획득하도록 상기 적어도 하나의 피쳐를 모델 별로 제1 결합하고,
최종 결합 특징을 획득하도록 상기 모델별 결합 특징을 제2 결합하고, 상기 복수개의 분류기를 이용하여 상기 최종 결합 피쳐를 기초로 상기 목적 부위에 대한 병변을 분류하도록 더 구성된, 병변 진단에 대한 정보 제공용 디바이스.
The method of claim 18,
The at least one feature,
Is at least two features,
The processor,
First combining the at least one feature for each model to obtain a combination feature for each model,
For providing information on lesion diagnosis, further configured to secondly combine the binding characteristics for each model to obtain a final binding characteristic, and classify a lesion for the target site based on the final binding feature using the plurality of classifiers device.
프로세서에 의해 구현되는 병변 진단에 대한 정보 제공용 디바이스로서,
목적 부위에 대한 의료 영상을 수신하도록 구성된 수신부, 및
상기 수신부와 통신하도록 구성된 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 의료 영상 내에서 병변을 예측하는 처리 중에 추출되는 피쳐를 추출하도록 구성된 복수개의 피쳐 추출 모델을 이용하여, 상기 의료 영상에 대한 피쳐를 추출하고,
추출된 상기 피쳐를 기초로 병변을 분류하도록 구성된 복수개의 분류기를 이용하여 상기 의료 영상 내의 상기 목적 부위에 대한 병변을 분류하도록 구성되고,
상기 프로세서는,
복수개의 분류기를 이용하여 상기 피쳐에 대한 병변 확률을 산출하고, 상기 병변 확률을 기초로 상기 목적 부위에 대한 병변을 분류하도록 더 구성된, 병변 진단에 대한 정보 제공용 디바이스.
A device for providing information on lesion diagnosis implemented by a processor,
A receiving unit configured to receive a medical image for a target site, and
And a processor configured to communicate with the receiving unit,
The processor,
Using a plurality of feature extraction models configured to extract features extracted during the process of predicting lesions in the medical image, extracting features for the medical image,
Configured to classify a lesion for the target site in the medical image using a plurality of classifiers configured to classify a lesion based on the extracted features,
The processor,
A device for providing information on lesion diagnosis, further configured to calculate a lesion probability for the feature using a plurality of classifiers, and classify a lesion for the target site based on the lesion probability.
제20항에 있어서,
상기 병변은,
미리 결정된 복수개의 병변을 포함하고,
상기 프로세서는,
복수개의 분류기를 이용하여 상기 피쳐에 대한 복수개의 병변 각각의 확률을 산출하고, 상기 복수개의 분류기에 의해 산출된 상기 복수개의 병변 각각의 확률을 기초로 상기 복수개의 병변별 평균 병변 확률을 산출하고, 상기 평균 병변 확률을 기초로 상기 목적 부위에 대하여 상기 복수개의 병변 중 하나의 병변을 갖는 것으로 결정하도록 더 구성된, 병변 진단에 대한 정보 제공용 디바이스.
The method of claim 20,
The lesion is,
Contains a plurality of predetermined lesions,
The processor,
A probability of each of a plurality of lesions for the feature is calculated using a plurality of classifiers, and an average lesion probability for each of the plurality of lesions is calculated based on the probability of each of the plurality of lesions calculated by the plurality of classifiers, The device for providing information on lesion diagnosis, further configured to determine to have one of the plurality of lesions for the target site based on the average lesion probability.
프로세서에 의해 구현되는 병변 진단에 대한 정보 제공용 디바이스로서,
목적 부위에 대한 의료 영상을 수신하도록 구성된 수신부, 및
상기 수신부와 통신하도록 구성된 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 의료 영상 내에서 병변을 예측하는 처리 중에 추출되는 피쳐를 추출하도록 구성된 복수개의 피쳐 추출 모델을 이용하여, 상기 의료 영상에 대한 피쳐를 추출하고,
추출된 상기 피쳐를 기초로 병변을 분류하도록 구성된 복수개의 분류기를 이용하여 상기 의료 영상 내의 상기 목적 부위에 대한 병변을 분류하도록 구성되고,
상기 피쳐는, 서로 상이한 피쳐를 복수개 포함하고,
상기 복수개의 분류기는,
상기 복수개의 분류기로 구성된 앙상블 (ensemble) 분류기를 복수개 포함하고,
복수개의 상기 앙상블 분류기는,
상기 앙상블 분류기별로 서로 상이한 피쳐에 대한 병변을 각각 분류하도록 구성되고,
상기 프로세서는,
복수개의 상기 앙상블 분류기를 이용하여, 복수개의 상기 서로 상이한 피쳐 각각에 대한 병변 확률을 산출하고, 상기 복수개의 상기 서로 상이한 피쳐 각각에 대한 병변 확률을 기초로 상기 목적 부위에 대한 병변을 분류하도록 더 구성된, 병변 진단에 대한 정보 제공용 디바이스.
A device for providing information on lesion diagnosis implemented by a processor,
A receiving unit configured to receive a medical image for a target site, and
And a processor configured to communicate with the receiving unit,
The processor,
Using a plurality of feature extraction models configured to extract features extracted during the process of predicting lesions in the medical image, extracting features for the medical image,
Configured to classify a lesion for the target site in the medical image using a plurality of classifiers configured to classify a lesion based on the extracted features,
The feature includes a plurality of features different from each other,
The plurality of classifiers,
Including a plurality of ensemble classifiers composed of the plurality of classifiers,
The plurality of ensemble classifiers,
It is configured to classify lesions for different features for each of the ensemble classifiers,
The processor,
Using a plurality of the ensemble classifier, further configured to calculate a lesion probability for each of the plurality of different features, and classify the lesion for the target site based on the lesion probability for each of the plurality of different features , Device for providing information on lesion diagnosis.
제22항에 있어서,
상기 병변은,
미리 결정된 복수개의 병변을 포함하고,
상기 프로세서는,
복수개의 상기 앙상블 분류기를 이용하여, 복수개의 상기 서로 상이한 피쳐 각각에 대한 복수개의 병변 각각의 확률을 산출하고, 복수개의 상기 서로 상이한 피쳐 각각에 대한 복수개의 병변 각각의 확률을 기초로 상기 복수개의 병변별 평균 병변 확률을 산출하고, 상기 평균 병변 확률을 기초로 상기 목적 부위에 대하여 상기 복수개의 병변 중 하나의 병변을 갖는 것으로 결정하도록 더 구성된, 병변 진단에 대한 정보 제공용 디바이스.
The method of claim 22,
The lesion is,
Contains a plurality of predetermined lesions,
The processor,
Using a plurality of the ensemble classifier, calculating the probability of each of a plurality of lesions for each of a plurality of different features, and the plurality of lesions based on the probability of each of the plurality of lesions for each of the plurality of different features The device for providing information on lesion diagnosis, further configured to calculate an average lesion probability for each and determine that the target site has one of the plurality of lesions based on the average lesion probability.
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