KR102590387B1 - System for diagnosis of carpal tunnel syndrome using muscle ultrasound imaging based on artificial intelligence and method thereof - Google Patents

System for diagnosis of carpal tunnel syndrome using muscle ultrasound imaging based on artificial intelligence and method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR102590387B1
KR102590387B1 KR1020220114893A KR20220114893A KR102590387B1 KR 102590387 B1 KR102590387 B1 KR 102590387B1 KR 1020220114893 A KR1020220114893 A KR 1020220114893A KR 20220114893 A KR20220114893 A KR 20220114893A KR 102590387 B1 KR102590387 B1 KR 102590387B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
muscle
carpal tunnel
tunnel syndrome
distribution
interest
Prior art date
Application number
KR1020220114893A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20230100584A (en
Inventor
윤준식
김선웅
백승준
김선우
신동익
Original Assignee
고려대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 고려대학교 산학협력단 filed Critical 고려대학교 산학협력단
Publication of KR20230100584A publication Critical patent/KR20230100584A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102590387B1 publication Critical patent/KR102590387B1/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/52Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/5215Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of medical diagnostic data
    • A61B8/5223Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of medical diagnostic data for extracting a diagnostic or physiological parameter from medical diagnostic data
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/08Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
    • A61B8/0833Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings involving detecting or locating foreign bodies or organic structures
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06NCOMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N20/00Machine learning
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/0002Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0012Biomedical image inspection
    • GPHYSICS
    • G16INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16HHEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H50/00ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics
    • G16H50/20ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics for computer-aided diagnosis, e.g. based on medical expert systems
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10Image acquisition modality
    • G06T2207/10132Ultrasound image
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/20Special algorithmic details
    • G06T2207/20081Training; Learning

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 수근관 증후군 진단 시스템은 근육 초음파 영상에서 수근관 증후군 진단에 사용될 관심 영역을 설정하고, 관심 영역으로부터 근육 지표를 측정하도록 구성되는 측정부; 및 상기 근육 초음파 영상과 상기 근육 지표를 수근관 증후군 진단 모델에 입력하여 상기 근육 초음파 영상에 대한 수근관 증후군 진단 결과를 출력하도록 구성되는 진단부를 포함한다.A carpal tunnel syndrome diagnosis system according to an embodiment of the present invention includes a measurement unit configured to set a region of interest to be used for diagnosing carpal tunnel syndrome in a muscle ultrasound image and measure muscle indices from the region of interest; and a diagnosis unit configured to input the muscle ultrasound image and the muscle index into a carpal tunnel syndrome diagnosis model and output a carpal tunnel syndrome diagnosis result for the muscle ultrasound image.

Description

인공지능 기반의 근육 초음파를 이용한 수근관 증후군 진단 시스템 및 방법{SYSTEM FOR DIAGNOSIS OF CARPAL TUNNEL SYNDROME USING MUSCLE ULTRASOUND IMAGING BASED ON ARTIFICIAL INTELLIGENCE AND METHOD THEREOF}Carpal tunnel syndrome diagnosis system and method using artificial intelligence-based muscle ultrasound

본 발명은 인공지능 기반의 근육 초음파를 이용한 수근관 증후군 진단 시스템 및 이의 사용방법에 관한 것이다.The present invention relates to a carpal tunnel syndrome diagnosis system using artificial intelligence-based muscle ultrasound and a method of using the same.

현재 초음파를 이용한 수근관 증후군의 진단에는 대부분 정중신경 단면적을 사용하고 있으나 이는 연구에 따라 cut-off value에 많은 차이가 있으며, 민감도와 특이도 또한 연구에 따른 차이가 크다.Currently, most cases of diagnosing carpal tunnel syndrome using ultrasound use the median nerve cross-sectional area, but the cut-off value varies greatly depending on the study, and sensitivity and specificity also vary greatly depending on the study.

신경병증이 있는 경우 해당 신경이 지배하는 근육의 근섬유가 탈신경으로 인해 지방 또는 섬유질로 대체되며, 이로 인해 초음파 상 에코 음영 증가 소견을 보인다. 이를 정량적으로 분석하여 정상 근육과 신경병증에 이환된 근육의 구별이 가능하다.In cases of neuropathy, the muscle fibers of the muscles controlled by the nerve are replaced by fat or fiber due to denervation, which results in increased echogenicity on ultrasound. By analyzing this quantitatively, it is possible to distinguish between normal muscles and muscles affected by neuropathy.

지금까지 신경병증에서 나타나는 근육 에코 음영 변화를 이용하여 수근관 증후군에 이환된 근육과 정상 근육을 구별하려는 시도는 여러 차례 있어 왔다.Until now, there have been several attempts to distinguish between muscles affected by carpal tunnel syndrome and normal muscles using muscle echo shadow changes that occur in neuropathy.

대부분의 연구에서 환자군과 정상인 간에 통계적으로 유의미한 근육 에코 음영 차이가 나타남을 보이는 데는 성공했으나, 에코 음영의 평균값 또는 표준편차와 같은 간단한 변수만을 가지고 구별하고자 하였기 때문에 민감도와 특이도가 높지 않았으며, 수근관 증후군의 중증도에 따른 유의미한 차이를 보이지는 못하였다.Most studies succeeded in showing statistically significant differences in muscle echo shade between patient groups and normal subjects, but because they attempted to distinguish using only simple variables such as the average value or standard deviation of echo shade, sensitivity and specificity were not high, and carpal tunnel No significant differences were found depending on the severity of the syndrome.

본 발명의 일 실시예는 인공지능을 기반으로 근육 초음파 영상을 분석함으로써 에코 음영에서 도출될 수 있는 다양한 입력 변수를 분석한 후, 변별력이 높은 입력 변수에 가중치를 두어 수근관 증후군의 진단 정확성을 향상시킬 수 있는 수근관 증후군 진단 시스템 및 이의 사용방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.One embodiment of the present invention analyzes various input variables that can be derived from echo shadows by analyzing muscle ultrasound images based on artificial intelligence, and then weights input variables with high discrimination to improve the diagnostic accuracy of carpal tunnel syndrome. The purpose is to provide a carpal tunnel syndrome diagnosis system and method of use.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Meanwhile, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly apparent to those skilled in the art from the description below. It will be understandable.

본 발명의 일 실시예에 따른 수근관 증후군 진단 시스템은 근육 초음파 영상에서 수근관 증후군 진단에 사용될 관심 영역을 설정하고, 관심 영역으로부터 근육 지표를 측정하도록 구성되는 측정부; 및 상기 근육 초음파 영상과 상기 근육 지표를 수근관 증후군 진단 모델에 입력하여 상기 근육 초음파 영상에 대한 수근관 증후군 진단 결과를 출력하도록 구성되는 진단부를 포함한다.A carpal tunnel syndrome diagnosis system according to an embodiment of the present invention includes a measurement unit configured to set a region of interest to be used for diagnosing carpal tunnel syndrome in a muscle ultrasound image and measure muscle indices from the region of interest; and a diagnosis unit configured to input the muscle ultrasound image and the muscle index into a carpal tunnel syndrome diagnosis model and output a carpal tunnel syndrome diagnosis result for the muscle ultrasound image.

상기 진단부는: 측정부에서 측정한 상기 근육 지표 각각에 대하여 재귀적 특징 소거법 또는 F-검정법 중 적어도 어느 하나를 통해 수근관 증후군 진단 시 상대적으로 중요도가 높은 근육 지표인 가중 근육 지표를 선정하도록 구성될 수 있다.The diagnostic unit may be configured to select a weighted muscle index, which is a muscle index of relatively high importance when diagnosing carpal tunnel syndrome, through at least one of a recursive feature elimination method or an F-test method for each of the muscle indexes measured by the measurement unit. there is.

상기 측정부에 의해 측정된 근육 지표 및 상기 수근관 증후군 진단 모델에 의해 출력되는 진단 결과를 저장하도록 구성되는 저장부를 더 포함하고, 상기 저장부는: 상기 가중 근육 지표와 상기 가중 근육 지표 각각에 대한 가중치를 추가적으로 저장하도록 구성될 수 있다.It further includes a storage unit configured to store the muscle index measured by the measurement unit and the diagnostic result output by the carpal tunnel syndrome diagnostic model, wherein the storage unit: stores weights for each of the weighted muscle index and the weighted muscle index. It can be configured to store additional information.

상기 측정부는: 상기 근육 초음파 영상으로부터 관심 영역에 대한 마스크 이미지를 생성하고; 상기 마스크 이미지를 이용하여 상기 근육 초음파 영상으로부터 관심 영역 이미지를 추출하고; 상기 관심 영역 이미지로부터 근육에 대한 특성을 추출하되, 추출된 특성들 중 고정된 값을 갖는 특성을 제외함으로써 근육 지표를 추출하도록 구성될 수 있다.The measuring unit: generates a mask image for a region of interest from the muscle ultrasound image; extracting a region of interest image from the muscle ultrasound image using the mask image; The feature of the muscle may be extracted from the region of interest image, but the muscle index may be extracted by excluding features with fixed values from among the extracted features.

상기 근육 지표는: 1차 통계량(First Order Statistics), 명암도 동시 발생(Gray Level Cooccurrence), 회색 수준 종속성(Gray Level Dependence), 명암도 작용 길이(Gray Level Run Length), 회색 수준 크기 영역(Gray Level Size Zone) 및 주변 회색 색조 차이(Neighbouring Gray Tone Difference) 중 어느 하나의 범주에 속하도록 구성될 수 있다.The muscle indices are: First Order Statistics, Gray Level Cooccurrence, Gray Level Dependence, Gray Level Run Length, Gray Level Size Zone) and Neighboring Gray Tone Difference.

상기 1차 통계량은: 통계 방법을 통해 상기 관심 영역 이미지 내의 에코 음영 분포를 설명하는 지표로서; 중앙값 절대 편차(Median Absolute Deviation), 10백분위수(10Percentile), 90백분위수(90Percentile), 에너지(Energy), 엔트로피(Entropy), 사분위간 범위(InterquartileRange), 첨도(Kurtosis), 최댓값(Maximum), 평균 절대 편차(MeanAbsoluteDeviation), 평균(Mean), 중앙값(Median), 범위(Range), 10백분위수와 90백분위수간 평균 절대 편차(RobustMeanAbsoluteDeviation), 평균 제곱근 편차(RootMeanSquared), 비대칭도(Skewness), 총에너지(TotalEnergy), 균일도(Uniformity) 및 분산(Variance) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The primary statistic is: an index that describes the distribution of echo shadows in the region of interest image through a statistical method; Median Absolute Deviation, 10Percentile, 90Percentile, Energy, Entropy, InterquartileRange, Kurtosis, Maximum , Mean AbsoluteDeviation, Mean, Median, Range, Mean Absolute Deviation between 10th and 90th percentiles, RootMeanSquared, Skewness, It may include at least one of Total Energy, Uniformity, and Variance.

상기 명암도 동시 발생은: 상기 관심 영역 이미지 내에서 픽셀의 공간 관계를 고려하여 에코 음영을 검사하는 통계 지표로서; 자기상관(Autocorrelation), 왜도 및 비대칭도(ClusterProminence), 왜도 및 균일성(ClusterShade), 군집 경향성(ClusterTendency), 국소강도변화(Contrast), 상관관계(Correlation), 강도 차이 평균(DifferenceAverage), 엔트로피 차이(DifferenceEntropy), 차이분산(DifferenceVariance), 역차(Id), 역차모멘트(Idm), 역차모멘트정규화(Idmn), 정규화된역차(Idn), 픽셀간분포상관관계1(Information measure of correlation 1), 픽셀간분포상관관계2(Information measure of correlation 2), 역분산(InverseVariance), 픽셀합동평균(JointAverage), 픽셀합동에너지(JointEnergy), 픽셀합동엔트로피(JointEntropy), 최대상관계수(MCC), 최대인접강도확률(MaximumProbability), 총량평균(SumAverage), 총량엔트로피(SumEntropy) 및 제곱합(SumSquares) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The intensity co-occurrence is: a statistical index that examines echo shadowing taking into account the spatial relationship of pixels within the region of interest image; Autocorrelation, skewness and skewness (ClusterProminence), skewness and uniformity (ClusterShade), cluster tendency (ClusterTendency), local intensity change (Contrast), correlation (Correlation), intensity difference average (DifferenceAverage), Entropy difference (DifferenceEntropy), difference variance (DifferenceVariance), inverse difference (Id), inverse difference moment (Idm), inverse difference moment normalization (Idmn), normalized inverse difference (Idn), pixel-to-pixel distribution correlation 1 (Information measure of correlation 1) , Information measure of correlation 2, InverseVariance, JointAverage, JointEnergy, JointEntropy, MCC, Max. It may include at least one of MaximumProbability, SumAverage, SumEntropy, and SumSquares.

상기 회색 수준 종속성은: 상기 관심 영역 이미지 내에서 특정한 명암값을 갖는 주변 픽셀과의 관계를 나타내는 지표로서; 종속엔트로피(DependenceEntropy), 종속뷸균일성(DependenceNonUniformity), 정규화된 종속비균일성(DependenceNonUniformityNormalized), 종속분산(DependenceVariance), 회색강도비균일성(GrayLevelNonUniformity), 회색강도분산(GrayLevelVariance), 높은회색수준값분포(HighGrayLevelEmphasis), 종속성이 큰 분포(LargeDependenceEmphasis), 종속성이 큰 높은 회색강도분포(LargeDependenceHighGrayLevelEmphasis), 종속성이 큰 낮은 회색강도 분포(LargeDependenceLowGrayLevelEmphasis), 낮은회색강도 분포(LowGrayLevelEmphasis), 종속성이 적은 분포(SmallDependenceEmphasis), 종속성이 적은 높은 회색강도 분포(SmallDependenceHighGrayLevelEmphasis), 종속성이 적은 낮은 회색강도 분포(SmallDependenceLowGrayLevelEmphasis) 및 정규화된 회색강도 비균일성(GrayLevelNonUniformityNormalized) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The gray level dependency is: an indicator indicating a relationship with surrounding pixels having a specific intensity value within the region of interest image; DependenceEntropy, DependenceNonUniformity, DependenceNonUniformityNormalized, DependenceVariance, GrayLevelNonUniformity, GrayLevelVariance, High Gray Level Value Distribution (HighGrayLevelEmphasis), Distribution with large dependency (LargeDependenceEmphasis), High gray intensity distribution with large dependency (LargeDependenceHighGrayLevelEmphasis), Low gray intensity distribution with large dependency (LargeDependenceLowGrayLevelEmphasis), Low gray intensity distribution (LowGrayLevelEmphasis), Distribution with small dependency (SmallDependenceEmphasis) ) , It may include at least one of a high gray intensity distribution with few dependencies (SmallDependenceHighGrayLevelEmphasis), a low gray intensity distribution with few dependencies (SmallDependenceLowGrayLevelEmphasis), and normalized gray intensity non-uniformity (GrayLevelNonUniformityNormalized).

상기 명암도 작용 길이는: 상기 관심 영역 이미지 내에서 동일한 명암 값을 가진 특정 방향의 픽셀 길이에 관련된 지표로서; 회색강도 작용 분포(HighGrayLevelRunEmphasis), 긴 작용 길이 분포(LongRunEmphasis), 긴 작용 길이 분포와 높은 회색 강도 분포의 연관성 분포(LongRunHighGrayLevelEmphasis), 긴 작용 길이 분포와 낮은 회색 강도 분포의 연관성 분포(LongRunLowGrayLevelEmphasis), 낮은 회색강도 작용 분포(LowGrayLevelRunEmphasis), 작용길이 엔트로피(RunEntropy), 작용길이 비균일성(RunLengthNonUniformity), 정규화된 작용 길이 비균일성(RunLengthNonUniformityNormalized), 작용길이 조밀도(RunPercentage), 작용길이 분산(RunVariance), 짧은 작용 길이 분포(ShortRunEmphasis), 짧은 작용 길이 분포와 높은 회색 강도 분포의 연관성 분포(ShortRunHighGrayLevelEmphasis) 및 짧은 작용 길이 분포와 낮은 회색 강도 분포의 연관성 분포(ShortRunLowGrayLevelEmphasis) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The intensity effect length is: an indicator related to the length of pixels in a specific direction with the same intensity value within the region of interest image; Gray intensity action distribution (HighGrayLevelRunEmphasis), long action length distribution (LongRunEmphasis), association distribution of long action length distribution with high gray intensity distribution (LongRunHighGrayLevelEmphasis), association distribution of long action length distribution with low gray intensity distribution (LongRunLowGrayLevelEmphasis), low gray intensity distribution. Strength action distribution (LowGrayLevelRunEmphasis), run length entropy (RunEntropy), run length non-uniformity (RunLengthNonUniformity), run length normalized non-uniformity (RunLengthNonUniformityNormalized), run length density (RunPercentage), run length variance (RunVariance), short It may include at least one of an action length distribution (ShortRunEmphasis), an association distribution of a short action length distribution and a high gray intensity distribution (ShortRunHighGrayLevelEmphasis), and an association distribution of a short action length distribution and a low gray intensity distribution (ShortRunLowGrayLevelEmphasis).

상기 회색 수준 크기 영역은: 상기 관심 영역 이미지 내에서 동일한 명암값을 가진 픽셀 영역을 정량화 하는 지표로서; 회색강도영역분포(HighGrayLevelZoneEmphasis), 넓은 영역분포(LargeAreaEmphasis), 넓은 영역과 높은 회색 강도 영역의 연관성 분포(LargeAreaHighGrayLevelEmphasis), 넓은 영역과 낮은 회색 강도 영역의 연관성 분포(LargeAreaLowGrayLevelEmphasis), 낮은 회색 강도 영역 분포(LowGrayLevelZoneEmphasis), 영역의비균일성(SizeZoneNonUniformity), 정규화된영역비균일성(SizeZoneNonUniformityNormalized), 좁은 영역분포(SmallAreaEmphasis), 좁은 영역과 높은 회색 강도 영역의 연관성 분포(SmallAreaHighGrayLevelEmphasis), 좁은 영역과 낮은 회색 강도 영역의 연관성 분포(SmallAreaLowGrayLevelEmphasis), 영역 엔트로피(ZoneEntropy), 영역 조밀도(ZonePercentage) 및 영역 분산(ZoneVariance) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The gray level size area is: an indicator for quantifying the pixel area with the same intensity value within the region of interest image; HighGrayLevelZoneEmphasis, LargeAreaEmphasis, LargeAreaHighGrayLevelEmphasis, LargeAreaLowGrayLevelEmphasis, LowGrayLevelZoneEmphasis ), area non-uniformity (SizeZoneNonUniformity), area non-uniformity normalized (SizeZoneNonUniformityNormalized), small area distribution (SmallAreaEmphasis), correlation distribution of small area and high gray intensity area (SmallAreaHighGrayLevelEmphasis), small area and low gray intensity area It may include at least one of an association distribution (SmallAreaLowGrayLevelEmphasis), zone entropy (ZoneEntropy), zone density (ZonePercentage), and zone variance (ZoneVariance).

상기 주변 회색 색조 차이는: 상기 관심 영역 이미지 내에서 특정 거리 이내의 픽셀과 명암 차이를 정량화 하는 지표로서; 인접 픽셀로의 강도 변화량(Busyness), 중심픽셀과 이웃픽셀의 평균 차이(Coarseness), 이미지 내 회색 강도 변화 복잡도(Complexity) 및 회색강도변화 크기(Strength) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The ambient gray hue difference is: an indicator that quantifies the difference in pixels and brightness within a certain distance within the region of interest image; It may include at least one of the amount of intensity change to adjacent pixels (Busyness), the average difference between the center pixel and neighboring pixels (Coarseness), the complexity of the gray intensity change within the image (Complexity), and the size of the gray intensity change (Strength).

본 발명의 일 실시예에 따른 수근관 증후군 진단 시스템의 사용방법은 측정부를 통해 근육 초음파 영상에서 수근관 증후군 진단에 사용될 관심 영역을 설정하고, 관심 영역으로부터 근육 지표를 측정하는 단계; 및 진단부를 통해 상기 근육 초음파 영상과 상기 근육 지표를 수근관 증후군 진단 모델에 입력하여 상기 근육 초음파 영상에 대한 수근관 증후군 진단 결과를 출력하는 단계를 포함한다.A method of using a carpal tunnel syndrome diagnosis system according to an embodiment of the present invention includes the steps of setting a region of interest to be used for diagnosing carpal tunnel syndrome in a muscle ultrasound image through a measuring unit and measuring muscle indices from the region of interest; and inputting the muscle ultrasound image and the muscle index into a carpal tunnel syndrome diagnosis model through a diagnosis unit to output a carpal tunnel syndrome diagnosis result for the muscle ultrasound image.

본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체는 상기 수근관 증후군 진단 시스템의 사용방법을 컴퓨터로 실행하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체이다.A computer-readable recording medium according to an embodiment of the present invention is a recording medium on which a program for executing a method of using the carpal tunnel syndrome diagnosis system on a computer is recorded.

본 발명의 일 실시예에 따른 수근관 증후군 진단 시스템 및 이의 사용방법은 인공지능을 기반으로 근육 초음파 영상을 분석함으로써 에코 음영에서 도출될 수 있는 다양한 입력 변수를 분석한 후, 변별력이 높은 입력 변수에 가중치를 두어 수근관 증후군의 진단 정확성을 향상시킬 수 있다.The carpal tunnel syndrome diagnosis system and method of using the same according to an embodiment of the present invention analyzes various input variables that can be derived from echo shadows by analyzing muscle ultrasound images based on artificial intelligence, and then weights the input variables with high discrimination power. can improve the diagnostic accuracy of carpal tunnel syndrome.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Meanwhile, the effects that can be obtained from the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below. You will be able to.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수근관 증후군 진단 시스템(10)의 각 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 수근관 증후군 진단 모델에 포함된 트리 기반 분류기의 구조를 나타낸 예시도이다.
도 3은 수근관 증후군 진단 모델에 포함된 선형 분류기의 구조를 나타낸 예시도이다.
도 4는 수근관 증후군 진단 시스템의 사용방법(S10)을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 도 4의 S200 단계를 보다 상세히 나타낸 흐름도이다.
도 6은 근육 초음파 영상을 나타낸 예시도이다.
도 7은 마스크 이미지를 나타낸 예시도이다.
도 8은 도 5의 S240 단계를 보다 상세히 나타낸 흐름도이다.
도 9는 도 4의 S300 단계를 보다 상세히 나타낸 흐름도이다.
Figure 1 is a diagram schematically showing each configuration of the carpal tunnel syndrome diagnosis system 10 according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an example diagram showing the structure of a tree-based classifier included in the carpal tunnel syndrome diagnosis model.
Figure 3 is an example diagram showing the structure of a linear classifier included in the carpal tunnel syndrome diagnostic model.
Figure 4 is a flowchart showing a method of using the carpal tunnel syndrome diagnosis system (S10).
Figure 5 is a flowchart showing step S200 of Figure 4 in more detail.
Figure 6 is an example diagram showing a muscle ultrasound image.
Figure 7 is an example diagram showing a mask image.
Figure 8 is a flowchart showing step S240 of Figure 5 in more detail.
Figure 9 is a flowchart showing step S300 of Figure 4 in more detail.

본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Other advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms. The present embodiments are only provided to ensure that the disclosure of the present invention is complete and to provide common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.

만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 가진다.Even if not defined, all terms (including technical or scientific terms) used herein have the same meaning as generally accepted by the general art in the prior art to which this invention belongs.

일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다.Terms defined by general dictionaries may be interpreted as having the same meaning as they have in the related art and/or text of the present application, and should not be conceptualized or interpreted in an overly formal manner even if expressions are not clearly defined herein. won't

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.The terms used in this specification are for describing embodiments and are not intended to limit the invention. As used herein, singular forms also include plural forms, unless specifically stated otherwise in the context.

명세서에서 사용되는 '포함한다' 및/또는 이 동사의 다양한 활용형들 예를 들어, '포함', '포함하는', '포함하고', '포함하며' 등은 언급된 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 본 명세서에서 '및/또는' 이라는 용어는 나열된 구성들 각각 또는 이들의 다양한 조합을 가리킨다.As used in the specification, 'comprises' and/or various conjugations of this verb, such as 'comprises', 'comprising', 'includes', 'comprises', etc., refer to the composition, ingredient, or component mentioned. A step, operation and/or element does not exclude the presence or addition of one or more other compositions, ingredients, components, steps, operations and/or elements. As used herein, the term 'and/or' refers to each of the listed components or various combinations thereof.

한편, 본 명세서 전체에서 사용되는 '~부', '~기', '~블록', '~모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다. 예를 들어 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미할 수 있다.Meanwhile, terms such as '~unit', '~unit', '~block', and '~module' used throughout this specification may mean a unit that processes at least one function or operation. For example, it can refer to software, hardware components such as FPGAs or ASICs.

그렇지만 '~부', '~기', '~블록', '~모듈' 등이 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부', '~기', '~블록', '~모듈'은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다.However, '~part', '~unit', '~block', '~module', etc. are not limited to software or hardware. '~ part', '~ base', '~ block', and '~ module' may be configured to reside in an addressable storage medium and may be configured to reproduce one or more processors.

따라서, 일 예로서 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다.Therefore, as an example, '~part', '~gi', '~block', and '~module' refer to components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components. , processes, functions, properties, procedures, subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuits, data, databases, data structures, tables, arrays, and Contains variables.

구성요소들과 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'들로 더 분리될 수 있다.The functions provided within components and '~part', '~unit', '~block', and '~module' are divided into smaller numbers of components and '~unit', '~unit', '~block'. ', '~module' or can be further separated into additional components and '~sub', '~base', '~block', and '~module'.

이하, 본 명세서의 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings attached to this specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수근관 증후군 진단 시스템(10)의 각 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.Figure 1 is a diagram schematically showing each configuration of the carpal tunnel syndrome diagnosis system 10 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 수근관 증후군 진단 시스템(10)은 입력부(100), 측정부(200), 진단부(300), 저장부(400) 및 출력부(500)를 포함할 수 있으며, 근육 초음파 영상의 관심 영역 내에서 근육과 관련된 지표를 측정한 후 이를 진단부(300)에 포함된 인공지능 모델에 입력하여 수근관 증후군 여부를 출력 받을 수 있다.Referring to FIG. 1, the carpal tunnel syndrome diagnosis system 10 may include an input unit 100, a measurement unit 200, a diagnosis unit 300, a storage unit 400, and an output unit 500, and may include muscle ultrasound. After measuring muscle-related indicators within the area of interest in the image, the data can be input into an artificial intelligence model included in the diagnostic unit 300 to output whether carpal tunnel syndrome is present.

입력부(100)는 외부 장치, 예를 들어 초음파 영상 촬영 장치로부터 근육 초음파 영상을 입력 받아 측정부(200)로 전달할 수 있다.The input unit 100 may receive a muscle ultrasound image from an external device, for example, an ultrasound imaging device, and transmit it to the measurement unit 200.

측정부(200)는 근육 초음파 영상에서 수근관 증후군 진단에 사용될 관심 영역을 설정하고, 관심 영역으로부터 근육 지표를 측정할 수 있다.The measurement unit 200 may set a region of interest to be used for diagnosing carpal tunnel syndrome in a muscle ultrasound image and measure muscle indicators from the region of interest.

보다 상세히 말하면, 측정부(200)는 근육 초음파 영상으로부터 근육의 관심 영역에 대한 마스크 이미지를 생성하고, 마스크 이미지를 이용하여 근육 초음파 영상으로부터 관심 영역 이미지를 추출한 후, 근육에 대한 다양한 특성을 측정할 수 있다. 이때, 측정된 특성들 중에서 항상 고정된 값을 갖는 특성을 제외한 나머지 특성들을 근육 지표로써 사용할 수 있다.More specifically, the measurement unit 200 generates a mask image for the region of interest of the muscle from the muscle ultrasound image, extracts the region of interest image from the muscle ultrasound image using the mask image, and then measures various characteristics of the muscle. You can. At this time, among the measured characteristics, except for characteristics that always have a fixed value, the remaining characteristics can be used as muscle indicators.

측정된 근육 지표는 진단부(300)로 전달되어 수근관 증후군을 진단하기 위한 입력 변수로 사용될 수 있다. 측정된 근육 지표는 관심 영역에 대하여 1차 통계 방법, 이미지 그레이 레벨 연속성, 이미지 그레이 레벨 강도 중 적어도 어느 하나의 계산 방법을 통해 에코 음영의 에너지, 엔트로피, 평균, 중앙값, 표준편차 및 사분위수 범위 중 적어도 어느 하나를 포함하는 특성(근육 지표)을 측정할 수 있다.The measured muscle index can be transmitted to the diagnostic unit 300 and used as an input variable for diagnosing carpal tunnel syndrome. The measured muscle index is the energy, entropy, mean, median, standard deviation, and interquartile range of the echo shade through at least one calculation method among the first-order statistical method, image gray level continuity, and image gray level intensity for the region of interest. A characteristic (muscle index) that includes at least one of the following can be measured.

진단부(300)는 인공지능 모델에 의해 수행되는 인공지능 알고리즘에 기초하여, 근육 지표를 입력 받은 후 해당 영상이 수근관 증후군 환자의 영상인지 여부에 대한 판단 결과를 출력할 수 있다.The diagnostic unit 300 may receive muscle indicators based on an artificial intelligence algorithm performed by an artificial intelligence model and then output a determination result as to whether the image is an image of a patient with carpal tunnel syndrome.

보다 상세히 말하면, 진단부(300)는 인공지능 알고리즘에 기반한 수근관 증후군 진단 모델에 수근관 증후군을 진단하고자 하는 근육 초음파 영상과 측정부(200)에서 측정된 근육 지표를 입력한 후, 입력한 근육 초음파 영상이 수근관 증후군 환자의 근육 초음파 영상에 해당하는지에 관한 분류 결과(진단 결과)를 출력 받을 수 있다.More specifically, the diagnosis unit 300 inputs the muscle ultrasound image for diagnosing carpal tunnel syndrome and the muscle index measured by the measurement unit 200 into a carpal tunnel syndrome diagnosis model based on an artificial intelligence algorithm, and then inputs the input muscle ultrasound image. You can receive a classification result (diagnosis result) regarding whether this is a muscle ultrasound image of a patient with carpal tunnel syndrome.

수근관 증후군 진단 모델은 트리 기반 분류기와 선형 분류기 등을 포함할 수 있다.The carpal tunnel syndrome diagnosis model may include a tree-based classifier and a linear classifier.

트리 기반 분류기는 다수의 트리 분류기를 생성하여 입력 변수의 부분 집합에 대해 분류 결과를 예측하고, 예측된 결과에 가중치를 부여하여 최종 결과를 예측하는 방법을 사용할 수 있다.A tree-based classifier can use a method of generating multiple tree classifiers, predicting classification results for a subset of input variables, and predicting the final result by assigning weights to the predicted results.

도 2는 수근관 증후군 진단 모델에 포함된 트리 기반 분류기의 구조를 나타낸 예시도이다.Figure 2 is an example diagram showing the structure of a tree-based classifier included in the carpal tunnel syndrome diagnosis model.

도 2를 참조하면, 입력 변수에 해당하는 근육 지표는 중복을 허용하여 여러 개의 부분 집합으로 나뉘어질 수 있다. 이때 나뉘어지는 부분 집합의 개수는 분류기가 최적의 성능을 낼 수 있도록 하며 이 값(부분 집합의 개수)은 저장부(400)에 저장되어 있을 수 있다.Referring to Figure 2, muscle indicators corresponding to input variables can be divided into several subsets by allowing overlap. At this time, the number of divided subsets allows the classifier to produce optimal performance, and this value (number of subsets) may be stored in the storage unit 400.

각각의 부분 집합에 대하여 각기 다른 결정 트리 분류기를 통해 분류 결과를 예측할 수 있다. 이후 각각의 결정 트리 분류기가 예측한 결과에 가중치를 부여하여 결합하는 것으로 최종 분류 결과를 예측할 수 있다. 이러한 방법을 앙상블(ensemble)이라 지칭한다.For each subset, the classification result can be predicted through a different decision tree classifier. Afterwards, the final classification result can be predicted by weighting and combining the results predicted by each decision tree classifier. This method is called ensemble.

선형 분류기는 입력 변수가 미리 정해진 분류(class) 중 어느 분류에 속하는지를 판단하는 기준선 또는 평면이 될 수 있다.A linear classifier can be a baseline or plane that determines which of the predetermined classes an input variable belongs to.

도 3은 수근관 증후군 진단 모델에 포함된 선형 분류기의 구조를 나타낸 예시도이다.Figure 3 is an example diagram showing the structure of a linear classifier included in the carpal tunnel syndrome diagnostic model.

도 3을 참조하면, 선형 분류기의 학습에 사용되는 변수들은 각각의 변수 값과 미리 정해진 분류(class)를 가질 수 있다. 선형 분류기는 입력 변수가 분류기 기준 어느 위치에 나타나는지에 따라 입력 변수가 어느 분류에 속하는지를 구분할 수 있다.Referring to FIG. 3, variables used for learning a linear classifier may have respective variable values and predetermined classes. A linear classifier can distinguish which classification an input variable belongs to depending on where the input variable appears in the classifier.

선형 분류기의 학습 방법은 선형 분류기에서 가장 가까운 각 분류의 변수와의 거리를 최대로 하는 방법과, 주어진 데이터를 가장 많이 제대로 분리하는 방법, 두 방법을 혼합하여 제대로 분리되는 변수 사이의 거리를 최대화하면서 주어진 변수를 가능한 한 제대로 분리하는 방법 등을 사용할 수 있다.The learning method of a linear classifier is a method of maximizing the distance between the variables of each classification that are closest to the linear classifier, and a method of properly separating the given data as much as possible, and a method of mixing the two methods to maximize the distance between variables that are properly separated. Methods such as separating given variables as properly as possible can be used.

다시 도 1을 참조하면, 진단부(300)는 측정부(200)에서 측정한 근육 지표 각각에 대한 분류기의 성능 측정을 통해 수근관 증후군을 진단하는데 변별력이 상대적으로 높은 근육 지표인 가중 근육 지표를 선정할 수 있으며, 가중 근육 지표에 가중치를 적용하여 수근관 증후군 진단 모델에 제공할 수 있다.Referring again to FIG. 1, the diagnosis unit 300 selects a weighted muscle index, which is a muscle index with relatively high discrimination power, for diagnosing carpal tunnel syndrome by measuring the performance of the classifier for each muscle index measured by the measurement unit 200. This can be done by applying weights to the weighted muscle index and providing it to the carpal tunnel syndrome diagnosis model.

보다 상세히 말하면, 진단부(300)는 각각의 분류기에 대하여 각각의 근육 지표 각각에 대한 진단 성능을 측정한 후, 수근관 증후군을 진단하는데 변별력이 상대적으로 높은 근육 지표인 가중 근육 지표를 선정할 수 있다. 이때, 진단 성능은 수근관 증후군 진단 모델에 의하여 수근관 증후군으로 진단된 근육 초음파 영상이 실제 수근관 증후군 환자의 근육 초음파 영상일 경우, 진단 성능이 높은 것으로 측정될 수 있다.More specifically, the diagnosis unit 300 measures the diagnostic performance of each muscle index for each classifier and then selects a weighted muscle index, which is a muscle index with relatively high discriminatory power in diagnosing carpal tunnel syndrome. . At this time, the diagnostic performance can be measured as high when the muscle ultrasound image diagnosed as carpal tunnel syndrome according to the carpal tunnel syndrome diagnostic model is an actual muscle ultrasound image of a carpal tunnel syndrome patient.

재귀적 특징 소거법은 각각의 근육 지표 전체에 대하여 기계학습 기반 수근관 증후군 분류기를 훈련한 뒤 분류 성능에 중요하다고 판단되는 지표의 우선순위를 계산하고, 중요하지 않은 특징을 재귀적으로 제거하면서 훈련에 필요한 최적의 근육 지표를 찾을 수 있다. The recursive feature elimination method trains a machine learning-based carpal tunnel syndrome classifier for all muscle indicators, then calculates the priority of indicators deemed important for classification performance, and recursively removes unimportant features while recursively removing the necessary features for training. You can find the optimal muscle index.

F-검정법은 각각 근육 지표에 대한 통계 검정량을 구하고, 계산된 값을 근육 지표의 가중치로 사용할 수 있다.The F-test method obtains a statistical test quantity for each muscle index, and the calculated value can be used as a weight for the muscle index.

저장부(400)는 측정부(200)에서 측정된 특성(근육 지표), 진단부(300)에 포함된 수근관 증후군 진단 모델에 의한 분류 결과 및 진단부(300)에서 선정된 가중 근육 지표와 각 가중 근육 지표에 대한 가중치를 저장할 수 있다. The storage unit 400 contains the characteristics (muscle index) measured in the measurement unit 200, the classification result by the carpal tunnel syndrome diagnostic model included in the diagnosis unit 300, and the weighted muscle index selected in the diagnosis unit 300. Weights for weighted muscle indices can be stored.

출력부(500)는 진단부(300)에서 생성된 수근관 증후군 진단 결과 및 각각의 근육 지표에 대한 변별력 평가 결과를 출력할 수 있다.The output unit 500 may output the carpal tunnel syndrome diagnosis result generated by the diagnosis unit 300 and the discrimination evaluation result for each muscle index.

도 4는 수근관 증후군 진단 시스템의 사용방법(S10)을 나타낸 흐름도이다.Figure 4 is a flowchart showing a method of using the carpal tunnel syndrome diagnosis system (S10).

도 4를 참조하면, 수근관 증후군 진단 시스템의 사용방법(S10)은 S100 내지 S500 단계를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the method of using the carpal tunnel syndrome diagnosis system (S10) may include steps S100 to S500.

S100 단계에서는 입력부(100)를 통해 외부 장치, 예를 들어 초음파 영상 촬영 장치로부터 근육 초음파 영상을 입력받을 수 있으며, 입력 받은 근육 초음파 영상을 측정부(200)로 전달할 수 있다.In step S100, a muscle ultrasound image can be input from an external device, for example, an ultrasound imaging device, through the input unit 100, and the input muscle ultrasound image can be transmitted to the measurement unit 200.

S200 단계에서는 측정부(200)를 통해 근육 초음파 영상에서 수근관 증후군 진단에 사용될 관심 영역을 설정할 수 있으며, 관심 영역으로부터 근육 지표를 측정할 수 있다.In step S200, a region of interest to be used for diagnosing carpal tunnel syndrome can be set in the muscle ultrasound image through the measuring unit 200, and muscle indices can be measured from the region of interest.

S300 단계에서는 진단부(300)를 통해 인공지능 모델에 의해 수행되는 인공지능 알고리즘에 기초하여, 근육 지표를 입력받은 후 해당 영상이 수근관 증후군 환자의 영상인지 여부에 대한 판단 결과를 출력할 수 있다.In step S300, muscle indicators may be input based on an artificial intelligence algorithm performed by an artificial intelligence model through the diagnostic unit 300, and then a determination result as to whether the image is of a patient with carpal tunnel syndrome may be output.

또한, S300 단계에서는 입력받은 근육 지표들 중에서 수근관 증후군을 진단하는데 변별력이 상대적으로 높은 근육 지표인 가중 근육 지표를 선정할 수 있으며, 가중 근육 지표를 이용하여 수근관 증후군을 진단할 수 있다.Additionally, in step S300, a weighted muscle index, which is a muscle index with relatively high discriminatory power in diagnosing carpal tunnel syndrome, can be selected from among the input muscle indexes, and carpal tunnel syndrome can be diagnosed using the weighted muscle index.

도 5는 도 4의 S200 단계를 보다 상세히 나타낸 흐름도이다.Figure 5 is a flowchart showing step S200 of Figure 4 in more detail.

도 5를 참조하면 S200 단계는 S210 내지 S240 단계를 포함할 수 있다.Referring to Figure 5, step S200 may include steps S210 to S240.

S210 단계에서는 입력부(100)로부터 근육 초음파 영상을 수신할 수 있다.In step S210, a muscle ultrasound image may be received from the input unit 100.

도 6은 근육 초음파 영상을 나타낸 예시도이다.Figure 6 is an example diagram showing a muscle ultrasound image.

도 6을 참조하면, 측정부(200)는 입력부(100)로부터 도 4와 같은 근육 초음파 영상을 수신할 수 있다(S210).Referring to FIG. 6, the measuring unit 200 may receive a muscle ultrasound image as shown in FIG. 4 from the input unit 100 (S210).

다시 도 5를 참조하면, S220 단계에서는 근육 초음파 영상으로부터 관심 영역에 대한 마스크 이미지를 생성할 수 있다.Referring again to FIG. 5, in step S220, a mask image for the region of interest may be generated from the muscle ultrasound image.

도 7은 마스크 이미지를 나타낸 예시도이다.Figure 7 is an example diagram showing a mask image.

도 7을 참조하면, 측정부(200)는 도 5와 같은 근육 초음파 영상의 관심 영역에 대한 마스크 이미지를 생성할 수 있다(S220).Referring to FIG. 7 , the measurement unit 200 may generate a mask image for the region of interest of the muscle ultrasound image as shown in FIG. 5 (S220).

다시 도 5를 참조하면, S230 단계에서는 도 7의 마스크 이미지를 이용하여 도 6의 근육 초음파 영상으로부터 관심 영역 이미지를 추출할 수 있다.Referring again to FIG. 5, in step S230, a region of interest image can be extracted from the muscle ultrasound image of FIG. 6 using the mask image of FIG. 7.

S240 단계에서는 S230 단계에서 추출된 관심 영역 이미지로부터 근육에 대한 다양한 특성을 추출할 수 있으며, 추출된 특성들 중에서 항상 고정된 값을 갖는 특성을 제외한 나머지 특성들을 근육 지표로써 추출할 수 있다.In step S240, various characteristics of the muscle can be extracted from the image of the region of interest extracted in step S230, and among the extracted features, except for features that always have a fixed value, the remaining features can be extracted as muscle indicators.

보다 상세히 말하면, S240 단계에서는 관심 영역 이미지에 1차 통계 방법, 이미지 그레이 레벨 연속성, 이미지 그레이 레벨 강도 중 적어도 어느 하나의 계산 방법을 적용하여 에코 음영의 에너지, 엔트로피, 평균, 중앙값, 표준편차 및 사분위수 범위 중 적어도 어느 하나를 포함하는 특성(근육 지표)을 측정하여 추출할 수 있다.More specifically, in step S240, at least one calculation method among the first-order statistical method, image gray level continuity, and image gray level intensity is applied to the region of interest image to calculate the energy, entropy, mean, median, standard deviation, and distribution of echo shading. It can be extracted by measuring a characteristic (muscle index) that includes at least one of the quantile ranges.

이때 추출된 근육 지표는 1차 통계량(First Order Statistics), 명암도 동시 발생(Gray Level Cooccurrence), 회색 수준 종속성(Gray Level Dependence), 명암도 작용 길이(Gray Level Run Length), 회색 수준 크기 영역(Gray Level Size Zone), 주변 회색 색조 차이(Neighbouring Gray Tone Difference)의 6개 범주 중 어느 하나에 속할 수 있다.At this time, the extracted muscle indicators are First Order Statistics, Gray Level Cooccurrence, Gray Level Dependence, Gray Level Run Length, and Gray Level Size Area. Size Zone) and Neighboring Gray Tone Difference.

도 8은 도 5의 S240 단계를 보다 상세히 나타낸 흐름도이다.Figure 8 is a flowchart showing step S240 of Figure 5 in more detail.

도 8을 참조하면, S240 단계는 S241 내지 S246 단계를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8, step S240 may include steps S241 to S246.

S241 단계에서는 추출하고자 하는 근육 지표 중 1차 통계량에 해당하는 근육 지표를 측정할 수 있다.In step S241, the muscle index corresponding to the first statistic among the muscle indexes to be extracted can be measured.

1차 통계량은 일반적으로 사용되는 기본적인 통계 방법을 통해 관심 영역 내의 에코 음영 분포를 설명하는 지표를 의미한다. 18가지 근육 지표를 포함하며, 이에 해당하는 근육 지표는 중앙값 절대 편차(Median Absolute Deviation), 10백분위수(10Percentile), 90백분위수(90Percentile), 에너지(Energy), 엔트로피(Entropy), 사분위간 범위(InterquartileRange), 첨도(Kurtosis), 최댓값(Maximum), 평균 절대 편차(MeanAbsoluteDeviation), 평균(Mean), 중앙값(Median), 범위(Range), 10백분위수와 90백분위수간 평균 절대 편차(RobustMeanAbsoluteDeviation), 평균 제곱근 편차(RootMeanSquared), 비대칭도(Skewness), 총에너지(TotalEnergy), 균일도(Uniformity) 및 분산(Variance)을 포함할 수 있다.Primary statistics refer to indices that describe the distribution of echo shading within an area of interest through commonly used basic statistical methods. Includes 18 muscle indicators, and the corresponding muscle indicators are Median Absolute Deviation, 10 Percentile, 90 Percentile, Energy, Entropy, and Interquartile InterquartileRange, Kurtosis, Maximum, Mean AbsoluteDeviation, Mean, Median, Range, Mean Absolute Deviation between 10th and 90th percentiles , RootMeanSquared, Skewness, TotalEnergy, Uniformity, and Variance.

S242 단계에서는 추출하고자 하는 근육 지표 중 명암도 동시 발생에 해당하는 근육 지표를 측정할 수 있다.In step S242, among the muscle indicators to be extracted, the muscle indicator corresponding to the simultaneous occurrence of light and dark can be measured.

명암도 동시 발생은 관심 영역 내에서 픽셀의 공간 관계를 고려하여 에코 음영을 검사하는 통계적 방법으로 24가지의 근육 지표를 포함한다. 해당하는 근육 지표는 자기상관(Autocorrelation), 왜도 및 비대칭도(ClusterProminence), 왜도 및 균일성(ClusterShade), 군집 경향성(ClusterTendency), 국소강도변화(Contrast), 상관관계(Correlation), 강도 차이 평균(DifferenceAverage), 엔트로피 차이(DifferenceEntropy), 차이분산(DifferenceVariance), 역차(Id), 역차모멘트(Idm), 역차모멘트정규화(Idmn), 정규화된역차(Idn), 픽셀간분포상관관계1(Information measure of correlation 1), 픽셀간분포상관관계2(Information measure of correlation 2), 역분산(InverseVariance), 픽셀합동평균(JointAverage), 픽셀합동에너지(JointEnergy), 픽셀합동엔트로피(JointEntropy), 최대상관계수(MCC), 최대인접강도확률(MaximumProbability), 총량평균(SumAverage), 총량엔트로피(SumEntropy) 및 제곱합(SumSquares)을 포함할 수 있다.Contrast co-occurrence is a statistical method that examines echo shading by considering the spatial relationship of pixels within a region of interest and includes 24 muscle indices. The corresponding muscle indices are autocorrelation, skewness and skewness (ClusterProminence), skewness and uniformity (ClusterShade), cluster tendency (ClusterTendency), local intensity change (Contrast), correlation (Correlation), and intensity difference. Average (DifferenceAverage), entropy difference (DifferenceEntropy), difference variance (DifferenceVariance), inverse difference (Id), inverse difference moment (Idm), inverse difference moment normalization (Idmn), normalized inverse difference (Idn), pixel-to-pixel distribution correlation 1 (Information) measure of correlation 1), information measure of correlation 2, inverse variance, pixel joint average, pixel joint energy, pixel joint energy, pixel joint entropy, maximum correlation coefficient May include (MCC), MaximumProbability, SumAverage, SumEntropy, and SumSquares.

S243 단계에서는 추출하고자 하는 근육 지표 중 회색 수준 종속성에 해당하는 근육 지표를 측정할 수 있다.In step S243, among the muscle indicators to be extracted, the muscle indicator corresponding to gray level dependency can be measured.

회색 수준 종속성은 관심 영역 내에서 특정한 명암값을 갖는 주변 픽셀과의 관계를 나타내는 지표로써 15가지 근육 지표를 포함한다. 해당하는 근육 지표는 다음과 같이 종속엔트로피(DependenceEntropy), 종속뷸균일성(DependenceNonUniformity), 정규화된 종속비균일성(DependenceNonUniformityNormalized), 종속분산(DependenceVariance), 회색강도비균일성(GrayLevelNonUniformity), 회색강도분산(GrayLevelVariance), 높은회색수준값분포(HighGrayLevelEmphasis), 종속성이 큰 분포(LargeDependenceEmphasis), 종속성이 큰 높은 회색강도분포(LargeDependenceHighGrayLevelEmphasis), 종속성이 큰 낮은 회색강도 분포(LargeDependenceLowGrayLevelEmphasis), 낮은회색강도 분포(LowGrayLevelEmphasis), 종속성이 적은 분포(SmallDependenceEmphasis), 종속성이 적은 높은 회색강도 분포(SmallDependenceHighGrayLevelEmphasis), 종속성이 적은 낮은 회색강도 분포(SmallDependenceLowGrayLevelEmphasis) 및 정규화된 회색강도 비균일성(GrayLevelNonUniformityNormalized)을 포함할 수 있다.Gray level dependency includes 15 muscle indicators as indicators of relationships with surrounding pixels with specific intensity values within the region of interest. The corresponding muscle indices are DependenceEntropy, DependenceNonUniformity, DependenceNonUniformityNormalized, DependenceVariance, GrayLevelNonUniformity, and Gray Intensity Variance. (Graylevelvariance), high -colored value distribution (Highgraylevelemphasis), large -dependent distribution, and high -dependency high -colored strength distribution (LARGEDEPENCEHINCEIHGIGIDEINCEHIHIHIHIHIHGRAHILEMPHA SIS), low -colored strength distribution (LARGEDEPENCELOWGRAYLEMPHASIS) , a distribution with few dependencies (SmallDependenceEmphasis), a high gray intensity distribution with few dependencies (SmallDependenceHighGrayLevelEmphasis), a low gray intensity distribution with few dependencies (SmallDependenceLowGrayLevelEmphasis), and normalized gray intensity non-uniformity (GrayLevelNonUniformityNormalized).

S244 단계에서는 추출하고자 하는 근육 지표 중 명암도 작용 길이에 해당하는 근육 지표를 측정할 수 있다.In step S244, among the muscle indicators to be extracted, the muscle indicator corresponding to the light/dark action length can be measured.

명암도 작용 길이는 관심 영역 내에서 동일한 명암 값을 가진 특정 방향의 픽셀 길이에 관련된 지표로써, 13가지의 근육 지표를 포함한다. 해당하는 근육 지표는 다음과 같이 높은 회색강도 작용 분포(HighGrayLevelRunEmphasis), 긴 작용 길이 분포(LongRunEmphasis), 긴 작용 길이 분포와 높은 회색 강도 분포의 연관성 분포(LongRunHighGrayLevelEmphasis), 긴 작용 길이 분포와 낮은 회색 강도 분포의 연관성 분포(LongRunLowGrayLevelEmphasis), 낮은 회색강도 작용 분포(LowGrayLevelRunEmphasis), 작용길이 엔트로피(RunEntropy), 작용길이 비균일성(RunLengthNonUniformity), 정규화된 작용 길이 비균일성(RunLengthNonUniformityNormalized), 작용길이 조밀도(RunPercentage), 작용길이 분산(RunVariance), 짧은 작용 길이 분포(ShortRunEmphasis), 짧은 작용 길이 분포와 높은 회색 강도 분포의 연관성 분포(ShortRunHighGrayLevelEmphasis) 및 짧은 작용 길이 분포와 낮은 회색 강도 분포의 연관성 분포(ShortRunLowGrayLevelEmphasis)을 포함할 수 있다.The intensity effect length is an index related to the length of pixels in a specific direction with the same intensity value within the region of interest, and includes 13 muscle indices. The corresponding muscle indices are: high gray intensity action distribution (HighGrayLevelRunEmphasis), long action length distribution (LongRunEmphasis), correlation distribution of long action length distribution and high gray intensity distribution (LongRunHighGrayLevelEmphasis), and long action length distribution and low gray intensity distribution. correlation distribution (LongRunLowGrayLevelEmphasis), low gray intensity action distribution (LowGrayLevelRunEmphasis), runEntropy, runLengthNonUniformity, runLengthNonUniformityNormalized, runPercentage , runVariance, short runlength distribution (ShortRunEmphasis), association distribution of short run length distribution with high gray intensity distribution (ShortRunHighGrayLevelEmphasis), and association distribution of short run length distribution with low gray intensity distribution (ShortRunLowGrayLevelEmphasis). You can.

S245 단계에서는 추출하고자 하는 근육 지표 중 회색 수준 크기 영역에 해당하는 근육 지표를 측정할 수 있다.In step S245, among the muscle indicators to be extracted, the muscle indicator corresponding to the gray level size area can be measured.

회색 수준 크기 영역은 관심 영역 내에서 동일한 명암값을 가진 픽셀 영역을 정량화 하는 지표로써 13가지 근육 지표를 포함한다. 해당하는 근육 지표는 다음과 같이 높은 회색강도영역분포(HighGrayLevelZoneEmphasis), 넓은 영역분포(LargeAreaEmphasis), 넓은 영역과 높은 회색 강도 영역의 연관성 분포(LargeAreaHighGrayLevelEmphasis), 넓은 영역과 낮은 회색 강도 영역의 연관성 분포(LargeAreaLowGrayLevelEmphasis), 낮은 회색 강도 영역 분포(LowGrayLevelZoneEmphasis), 영역의비균일성(SizeZoneNonUniformity), 정규화된영역비균일성(SizeZoneNonUniformityNormalized), 좁은 영역분포(SmallAreaEmphasis), 좁은 영역과 높은 회색 강도 영역의 연관성 분포(SmallAreaHighGrayLevelEmphasis), 좁은 영역과 낮은 회색 강도 영역의 연관성 분포(SmallAreaLowGrayLevelEmphasis), 영역 엔트로피(ZoneEntropy), 영역 조밀도(ZonePercentage) 및 영역 분산(ZoneVariance)을 포함할 수 있다.The gray level size area is an indicator that quantifies the pixel area with the same intensity value within the region of interest and includes 13 muscle indicators. The corresponding muscle indicators are as follows: high gray intensity area distribution (HighGrayLevelZoneEmphasis), large area distribution (LargeAreaEmphasis), correlation distribution between large areas and high gray intensity areas (LargeAreaHighGrayLevelEmphasis), and correlation distribution between large areas and low gray intensity areas (LargeAreaLowGrayLevelEmphasis). ), low gray intensity area distribution (LowGrayLevelZoneEmphasis), area non-uniformity (SizeZoneNonUniformity), normalized area non-uniformity (SizeZoneNonUniformityNormalized), small area distribution (SmallAreaEmphasis), association distribution of small area and high gray intensity area (SmallAreaHighGrayLevelEmphasis) , may include the association distribution of small areas and low gray intensity areas (SmallAreaLowGrayLevelEmphasis), area entropy (ZoneEntropy), area density (ZonePercentage), and area variance (ZoneVariance).

S246 단계에서는 추출하고자 하는 근육 지표 중 주변 회색 색조 차이에 해당하는 근육 지표를 측정할 수 있다.In step S246, among the muscle indicators to be extracted, the muscle indicator corresponding to the difference in surrounding gray color tone can be measured.

주변 회색 색조 차이는 관심 영역 내에서 특정 거리 이내의 픽셀과 명암 차이를 정량화 하는 지표로써 4가지 근육 지표를 포함한다. 해당하는 근육 지표는 다음과 같이 인접 픽셀로의 강도 변화량(Busyness), 중심픽셀과 이웃픽셀의 평균 차이(Coarseness), 이미지 내 회색 강도 변화 복잡도(Complexity) 및 회색강도변화 크기(Strength)을 포함할 수 있다.Ambient gray hue difference is an index that quantifies the contrast between pixels and brightness within a certain distance within the region of interest and includes four muscle indices. Corresponding muscle indicators may include the amount of intensity change to adjacent pixels (Busyness), the average difference between the center pixel and neighboring pixels (Coarseness), the complexity of the gray intensity change within the image (Complexity), and the size of the gray intensity change (Strength), as follows. You can.

도 9는 도 4의 S300 단계를 보다 상세히 나타낸 흐름도이다.Figure 9 is a flowchart showing step S300 of Figure 4 in more detail.

도 9를 참조하면, S300 단계는 S310 내지 S330 단계를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 9, step S300 may include steps S310 to S330.

S310 단계에서는 수근관 증후군을 진단하고자 하는 근육 초음파 영상과 입력 변수로 활용될 수 있는 근육 지표를 수근관 증후군 진단 모델에 입력한 후 수근관 증후군 진단 결과를 출력받을 수 있다.In step S310, the muscle ultrasound image for diagnosing carpal tunnel syndrome and muscle indicators that can be used as input variables are input into the carpal tunnel syndrome diagnosis model, and then the carpal tunnel syndrome diagnosis result can be output.

S320 단계에서는 각각의 분류기에 대하여 각각의 근육 지표 각각에 대한 진단 성능을 측정한 후, 수근관 증후군을 진단하는데 변별력이 상대적으로 높은 근육 지표인 가중 근육 지표를 선정할 수 있다. 이때, 진단 성능은 수근관 증후군 진단 모델에 의하여 수근관 증후군으로 진단된 근육 초음파 영상이 실제 수근관 증후군 환자의 근육 초음파 영상일 경우, 진단 성능이 높은 것으로 측정될 수 있다.In step S320, after measuring the diagnostic performance of each muscle index for each classifier, a weighted muscle index, which is a muscle index with relatively high discriminatory power in diagnosing carpal tunnel syndrome, can be selected. At this time, the diagnostic performance can be measured as high when the muscle ultrasound image diagnosed as carpal tunnel syndrome according to the carpal tunnel syndrome diagnostic model is an actual muscle ultrasound image of a carpal tunnel syndrome patient.

보다 상세히 말하면, S320 단계에서는 재귀적 특징 소거법(Recursive feature elimination) 또는 F-검정법을 통해 수근관 증후군을 진단하는데 변별력이 상대적으로 높은 근육 지표인 가중 근육 지표를 선정할 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 진단부(300)와 함께 상술하였기에 생략하도록 한다.More specifically, in step S320, a weighted muscle index, which is a muscle index with relatively high discriminatory power in diagnosing carpal tunnel syndrome, can be selected through recursive feature elimination or the F-test method. A detailed explanation of this can be found in the diagnosis. Since it was described above along with the part 300, it will be omitted.

재귀적 특징 소거법은 각각의 근육 지표 전체에 대하여 기계학습 기반 수근관 증후군 분류기를 훈련한 뒤 분류 성능에 중요하다고 판단되는 지표의 우선순위를 계산하고, 중요하지 않은 특징을 재귀적으로 제거하면서 훈련에 필요한 최적의 근육 지표를 찾을 수 있다. The recursive feature elimination method trains a machine learning-based carpal tunnel syndrome classifier for all muscle indicators, then calculates the priority of indicators deemed important for classification performance, and recursively removes unimportant features while recursively removing the necessary features for training. You can find the optimal muscle index.

F-검정법은 각각 근육 지표에 대한 통계 검정량을 구하고, 계산된 값을 근육 지표의 가중치로 사용할 수 있다.The F-test method obtains a statistical test quantity for each muscle index, and the calculated value can be used as a weight for the muscle index.

S330 단계에서는 S310 단계에서 생성된 수근관 증후군 진단 결과와 S320 단계에서 생성된 각각의 근육 지표에 대한 변별력 평과 결과를 저장부(400)와 출력부(500)에 전달할 수 있다.In step S330, the carpal tunnel syndrome diagnosis result generated in step S310 and the discrimination evaluation result for each muscle index generated in step S320 may be transmitted to the storage unit 400 and the output unit 500.

다시 도 4를 참조하면, S400 단계에서는 저장부(400)를 통해 측정부(200)에서 측정된 특성(근육 지표), 진단부(300)에 포함된 수근관 증후군 진단 모델에 의한 분류 결과 및 진단부(300)에서 선정된 가중 근육 지표와 각각의 가중 근육 지표에 적용된 가중치에 관한 정보를 저장할 수 있다.Referring again to FIG. 4, in step S400, the characteristics (muscle index) measured in the measurement unit 200 through the storage unit 400, the classification result by the carpal tunnel syndrome diagnostic model included in the diagnosis unit 300, and the diagnosis unit Information about the weighted muscle index selected at 300 and the weight applied to each weighted muscle index can be stored.

S500 단계에서는 출력부(500)를 통해 진단부(300)에서 생성된 수근관 증후군 진단 결과 및 각각의 근육 지표에 대한 변별력 평가 결과를 출력할 수 있다.In step S500, the carpal tunnel syndrome diagnosis result and the discrimination evaluation result for each muscle index generated by the diagnosis unit 300 can be output through the output unit 500.

이상에서 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 위 실시예는 단지 본 발명의 사상을 설명하기 위한 것으로 이에 한정되지 않는다. 통상의 기술자는 전술한 실시예에 다양한 변형이 가해질 수 있음을 이해할 것이다. 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위의 해석을 통해서만 정해진다.Although the present invention has been described above through examples, the above examples are merely for illustrating the spirit of the present invention and are not limited thereto. Those skilled in the art will understand that various modifications may be made to the above-described embodiments. The scope of the present invention is determined only through interpretation of the appended claims.

10 수근관 증후군 진단 시스템
100 입력부
200 측정부
300 진단부
400 저장부
500 출력부
10 Carpal Tunnel Syndrome Diagnosis System
100 input section
200 measuring unit
300 Diagnostic Department
400 storage unit
500 output

Claims (13)

근육 초음파 영상에서 수근관 증후군 진단에 사용될 관심 영역을 설정하고, 관심 영역으로부터 근육 지표를 측정하도록 구성되는 측정부; 및
상기 근육 초음파 영상과 상기 근육 지표를 수근관 증후군 진단 모델에 입력하여 상기 근육 초음파 영상에 대한 수근관 증후군 진단 결과를 출력하도록 구성되는 진단부를 포함하고,
상기 진단부는:
측정부에서 측정한 상기 근육 지표 각각에 대하여 재귀적 특징 소거법 또는 F-검정법 중 적어도 어느 하나를 통해 수근관 증후군 진단 시 상대적으로 중요도가 높은 근육 지표인 가중 근육 지표를 선정하도록 구성되는, 수근관 증후군 진단 시스템.
a measurement unit configured to set a region of interest to be used for diagnosing carpal tunnel syndrome in a muscle ultrasound image and measure muscle indices from the region of interest; and
A diagnosis unit configured to input the muscle ultrasound image and the muscle index into a carpal tunnel syndrome diagnosis model and output a carpal tunnel syndrome diagnosis result for the muscle ultrasound image,
The diagnostic department:
A carpal tunnel syndrome diagnostic system configured to select a weighted muscle index, which is a muscle index of relatively high importance when diagnosing carpal tunnel syndrome, through at least one of the recursive feature elimination method or the F-test method for each of the muscle indexes measured by the measurement unit. .
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 측정부에 의해 측정된 근육 지표 및 상기 수근관 증후군 진단 모델에 의해 출력되는 진단 결과를 저장하도록 구성되는 저장부를 더 포함하고,
상기 저장부는:
상기 가중 근육 지표와 상기 가중 근육 지표 각각에 대한 가중치를 추가적으로 저장하도록 구성되는, 수근관 증후군 진단 시스템.
According to paragraph 1,
It further includes a storage unit configured to store the muscle index measured by the measurement unit and the diagnostic result output by the carpal tunnel syndrome diagnostic model,
The storage unit:
A carpal tunnel syndrome diagnosis system configured to additionally store the weighted muscle index and weights for each of the weighted muscle index.
근육 초음파 영상에서 수근관 증후군 진단에 사용될 관심 영역을 설정하고, 관심 영역으로부터 근육 지표를 측정하도록 구성되는 측정부; 및
상기 근육 초음파 영상과 상기 근육 지표를 수근관 증후군 진단 모델에 입력하여 상기 근육 초음파 영상에 대한 수근관 증후군 진단 결과를 출력하도록 구성되는 진단부를 포함하고,
상기 측정부는:
상기 근육 초음파 영상으로부터 관심 영역에 대한 마스크 이미지를 생성하고;
상기 마스크 이미지를 이용하여 상기 근육 초음파 영상으로부터 관심 영역 이미지를 추출하고;
상기 관심 영역 이미지로부터 근육에 대한 특성을 추출하되, 추출된 특성들 중 고정된 값을 갖는 특성을 제외함으로써 근육 지표를 추출하도록 구성되는, 수근관 증후군 진단 시스템.
a measurement unit configured to set a region of interest to be used for diagnosing carpal tunnel syndrome in a muscle ultrasound image and measure muscle indices from the region of interest; and
A diagnosis unit configured to input the muscle ultrasound image and the muscle index into a carpal tunnel syndrome diagnosis model and output a carpal tunnel syndrome diagnosis result for the muscle ultrasound image,
The measuring unit:
generating a mask image for a region of interest from the muscle ultrasound image;
extracting a region of interest image from the muscle ultrasound image using the mask image;
A carpal tunnel syndrome diagnostic system configured to extract muscle indicators from the region of interest image by extracting muscle characteristics and excluding characteristics with fixed values from among the extracted characteristics.
제4항에 있어서,
상기 근육 지표는:
1차 통계량(First Order Statistics), 명암도 동시 발생(Gray Level Cooccurrence), 회색 수준 종속성(Gray Level Dependence), 명암도 작용 길이(Gray Level Run Length), 회색 수준 크기 영역(Gray Level Size Zone) 및 주변 회색 색조 차이(Neighbouring Gray Tone Difference) 중 어느 하나의 범주에 속하도록 구성되는, 수근관 증후군 진단 시스템.
According to paragraph 4,
The muscle indicators are:
First Order Statistics, Gray Level Cooccurrence, Gray Level Dependence, Gray Level Run Length, Gray Level Size Zone, and Ambient Gray A carpal tunnel syndrome diagnostic system that is configured to fall into one of the categories of Neighboring Gray Tone Difference.
제5항에 있어서,
상기 1차 통계량은:
통계 방법을 통해 상기 관심 영역 이미지 내의 에코 음영 분포를 설명하는 지표로서;
중앙값 절대 편차(Median Absolute Deviation), 10백분위수(10Percentile), 90백분위수(90Percentile), 에너지(Energy), 엔트로피(Entropy), 사분위간 범위(InterquartileRange), 첨도(Kurtosis), 최댓값(Maximum), 평균 절대 편차(MeanAbsoluteDeviation), 평균(Mean), 중앙값(Median), 범위(Range), 10백분위수와 90백분위수간 평균 절대 편차(RobustMeanAbsoluteDeviation), 평균 제곱근 편차(RootMeanSquared), 비대칭도(Skewness), 총에너지(TotalEnergy), 균일도(Uniformity) 및 분산(Variance) 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 수근관 증후군 진단 시스템.
According to clause 5,
The above primary statistics are:
As an index describing the distribution of echo shades within the region of interest image through statistical methods;
Median Absolute Deviation, 10Percentile, 90Percentile, Energy, Entropy, InterquartileRange, Kurtosis, Maximum , Mean AbsoluteDeviation, Mean, Median, Range, Mean Absolute Deviation between 10th and 90th percentiles, RootMeanSquared, Skewness, A carpal tunnel syndrome diagnosis system comprising at least one of total energy, uniformity, and variance.
제5항에 있어서,
상기 명암도 동시 발생은:
상기 관심 영역 이미지 내에서 픽셀의 공간 관계를 고려하여 에코 음영을 검사하는 통계 지표로서;
자기상관(Autocorrelation), 왜도 및 비대칭도(ClusterProminence), 왜도 및 균일성(ClusterShade), 군집 경향성(ClusterTendency), 국소강도변화(Contrast), 상관관계(Correlation), 강도 차이 평균(DifferenceAverage), 엔트로피 차이(DifferenceEntropy), 차이분산(DifferenceVariance), 역차(Id), 역차모멘트(Idm), 역차모멘트정규화(Idmn), 정규화된역차(Idn), 픽셀간분포상관관계1(Information measure of correlation 1), 픽셀간분포상관관계2(Information measure of correlation 2), 역분산(InverseVariance), 픽셀합동평균(JointAverage), 픽셀합동에너지(JointEnergy), 픽셀합동엔트로피(JointEntropy), 최대상관계수(MCC), 최대인접강도확률(MaximumProbability), 총량평균(SumAverage), 총량엔트로피(SumEntropy) 및 제곱합(SumSquares) 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 수근관 증후군 진단 시스템.
According to clause 5,
The above contrast co-occurrence is:
As a statistical indicator for examining echo shading considering the spatial relationship of pixels within the region of interest image;
Autocorrelation, skewness and skewness (ClusterProminence), skewness and uniformity (ClusterShade), cluster tendency (ClusterTendency), local intensity change (Contrast), correlation (Correlation), intensity difference average (DifferenceAverage), Entropy difference (DifferenceEntropy), difference variance (DifferenceVariance), inverse difference (Id), inverse difference moment (Idm), inverse difference moment normalization (Idmn), normalized inverse difference (Idn), pixel-to-pixel distribution correlation 1 (Information measure of correlation 1) , Information measure of correlation 2, InverseVariance, JointAverage, JointEnergy, JointEntropy, MCC, Max. A carpal tunnel syndrome diagnosis system comprising at least one of MaximumProbability, SumAverage, SumEntropy, and SumSquares.
제5항에 있어서,
상기 회색 수준 종속성은:
상기 관심 영역 이미지 내에서 특정한 명암값을 갖는 주변 픽셀과의 관계를 나타내는 지표로서;
종속엔트로피(DependenceEntropy), 종속뷸균일성(DependenceNonUniformity), 정규화된 종속비균일성(DependenceNonUniformityNormalized), 종속분산(DependenceVariance), 회색강도비균일성(GrayLevelNonUniformity), 회색강도분산(GrayLevelVariance), 높은회색수준값분포(HighGrayLevelEmphasis), 종속성이 큰 분포(LargeDependenceEmphasis), 종속성이 큰 높은 회색강도분포(LargeDependenceHighGrayLevelEmphasis), 종속성이 큰 낮은 회색강도 분포(LargeDependenceLowGrayLevelEmphasis), 낮은회색강도 분포(LowGrayLevelEmphasis), 종속성이 적은 분포(SmallDependenceEmphasis), 종속성이 적은 높은 회색강도 분포(SmallDependenceHighGrayLevelEmphasis), 종속성이 적은 낮은 회색강도 분포(SmallDependenceLowGrayLevelEmphasis) 및 정규화된 회색강도 비균일성(GrayLevelNonUniformityNormalized) 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 수근관 증후군 진단 시스템.
According to clause 5,
The above gray level dependencies are:
As an indicator indicating a relationship with surrounding pixels having a specific brightness value within the region of interest image;
DependenceEntropy, DependenceNonUniformity, DependenceNonUniformityNormalized, DependenceVariance, GrayLevelNonUniformity, GrayLevelVariance, High Gray Level Value Distribution (HighGrayLevelEmphasis), Distribution with large dependency (LargeDependenceEmphasis), High gray intensity distribution with large dependency (LargeDependenceHighGrayLevelEmphasis), Low gray intensity distribution with large dependency (LargeDependenceLowGrayLevelEmphasis), Low gray intensity distribution (LowGrayLevelEmphasis), Distribution with small dependency (SmallDependenceEmphasis) ) , A carpal tunnel syndrome diagnostic system comprising at least one of a high gray intensity distribution with small dependency (SmallDependenceHighGrayLevelEmphasis), a low gray intensity distribution with small dependency (SmallDependenceLowGrayLevelEmphasis), and normalized gray intensity non-uniformity (GrayLevelNonUniformityNormalized).
제5항에 있어서,
상기 명암도 작용 길이는:
상기 관심 영역 이미지 내에서 동일한 명암 값을 가진 특정 방향의 픽셀 길이에 관련된 지표로서;
회색강도 작용 분포(HighGrayLevelRunEmphasis), 긴 작용 길이 분포(LongRunEmphasis), 긴 작용 길이 분포와 높은 회색 강도 분포의 연관성 분포(LongRunHighGrayLevelEmphasis), 긴 작용 길이 분포와 낮은 회색 강도 분포의 연관성 분포(LongRunLowGrayLevelEmphasis), 낮은 회색강도 작용 분포(LowGrayLevelRunEmphasis), 작용길이 엔트로피(RunEntropy), 작용길이 비균일성(RunLengthNonUniformity), 정규화된 작용 길이 비균일성(RunLengthNonUniformityNormalized), 작용길이 조밀도(RunPercentage), 작용길이 분산(RunVariance), 짧은 작용 길이 분포(ShortRunEmphasis), 짧은 작용 길이 분포와 높은 회색 강도 분포의 연관성 분포(ShortRunHighGrayLevelEmphasis) 및 짧은 작용 길이 분포와 낮은 회색 강도 분포의 연관성 분포(ShortRunLowGrayLevelEmphasis) 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 수근관 증후군 진단 시스템.
According to clause 5,
The contrast action length is:
As an indicator related to the length of pixels in a specific direction with the same intensity value within the region of interest image;
Gray intensity action distribution (HighGrayLevelRunEmphasis), long action length distribution (LongRunEmphasis), association distribution of long action length distribution with high gray intensity distribution (LongRunHighGrayLevelEmphasis), association distribution of long action length distribution with low gray intensity distribution (LongRunLowGrayLevelEmphasis), low gray intensity distribution. Strength action distribution (LowGrayLevelRunEmphasis), run length entropy (RunEntropy), run length non-uniformity (RunLengthNonUniformity), run length normalized non-uniformity (RunLengthNonUniformityNormalized), run length density (RunPercentage), run length variance (RunVariance), short A carpal tunnel syndrome diagnostic system comprising at least one of an action length distribution (ShortRunEmphasis), an association distribution of a short action length distribution and a high gray intensity distribution (ShortRunHighGrayLevelEmphasis), and an association distribution of a short action length distribution and a low gray intensity distribution (ShortRunLowGrayLevelEmphasis). .
제5항에 있어서,
상기 회색 수준 크기 영역은:
상기 관심 영역 이미지 내에서 동일한 명암값을 가진 픽셀 영역을 정량화 하는 지표로서;
회색강도영역분포(HighGrayLevelZoneEmphasis), 넓은 영역분포(LargeAreaEmphasis), 넓은 영역과 높은 회색 강도 영역의 연관성 분포(LargeAreaHighGrayLevelEmphasis), 넓은 영역과 낮은 회색 강도 영역의 연관성 분포(LargeAreaLowGrayLevelEmphasis), 낮은 회색 강도 영역 분포(LowGrayLevelZoneEmphasis), 영역의비균일성(SizeZoneNonUniformity), 정규화된영역비균일성(SizeZoneNonUniformityNormalized), 좁은 영역분포(SmallAreaEmphasis), 좁은 영역과 높은 회색 강도 영역의 연관성 분포(SmallAreaHighGrayLevelEmphasis), 좁은 영역과 낮은 회색 강도 영역의 연관성 분포(SmallAreaLowGrayLevelEmphasis), 영역 엔트로피(ZoneEntropy), 영역 조밀도(ZonePercentage) 및 영역 분산(ZoneVariance) 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 수근관 증후군 진단 시스템.
According to clause 5,
The gray level size areas are:
As an indicator for quantifying a pixel area with the same brightness value within the region of interest image;
HighGrayLevelZoneEmphasis, LargeAreaEmphasis, LargeAreaHighGrayLevelEmphasis, LargeAreaLowGrayLevelEmphasis, LowGrayLevelZoneEmphasis ), area non-uniformity (SizeZoneNonUniformity), area non-uniformity normalized (SizeZoneNonUniformityNormalized), small area distribution (SmallAreaEmphasis), correlation distribution of small area and high gray intensity area (SmallAreaHighGrayLevelEmphasis), small area and low gray intensity area A carpal tunnel syndrome diagnosis system comprising at least one of an association distribution (SmallAreaLowGrayLevelEmphasis), area entropy (ZoneEntropy), area density (ZonePercentage), and area variance (ZoneVariance).
제5항에 있어서,
상기 주변 회색 색조 차이는:
상기 관심 영역 이미지 내에서 특정 거리 이내의 픽셀과 명암 차이를 정량화 하는 지표로서;
인접 픽셀로의 강도 변화량(Busyness), 중심픽셀과 이웃픽셀의 평균 차이(Coarseness), 이미지 내 회색 강도 변화 복잡도(Complexity) 및 회색강도변화 크기(Strength) 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 수근관 증후군 진단 시스템.
According to clause 5,
The ambient gray tint difference is:
As an index for quantifying the difference between pixels and brightness within a certain distance within the image of the region of interest;
Diagnosis of carpal tunnel syndrome, including at least one of the intensity change to adjacent pixels (Busyness), the average difference between the center pixel and neighboring pixels (Coarseness), the complexity of the gray intensity change in the image, and the size of the gray intensity change (Strength). system.
측정부와 진단부를 포함하는 수근관 증후군 진단 시스템의 사용방법으로서,
상기 측정부를 통해 근육 초음파 영상에서 수근관 증후군 진단에 사용될 관심 영역을 설정하고, 관심 영역으로부터 근육 지표를 측정하는 단계; 및
상기 진단부를 통해 상기 근육 초음파 영상과 상기 근육 지표를 수근관 증후군 진단 모델에 입력하여 상기 근육 초음파 영상에 대한 수근관 증후군 진단 결과를 출력하는 단계를 포함하고,
상기 수근관 증후군 진단 결과를 출력하는 단계는:
상기 측정부에서 측정한 상기 근육 지표 각각에 대하여 재귀적 특징 소거법 또는 F-검정법 중 적어도 어느 하나를 통해 수근관 증후군 진단 시 상대적으로 중요도가 높은 근육 지표인 가중 근육 지표를 선정하는 단계를 포함하는, 수근관 증후군 진단 시스템의 사용방법.
A method of using a carpal tunnel syndrome diagnosis system including a measurement unit and a diagnosis unit,
setting a region of interest to be used for diagnosing carpal tunnel syndrome in a muscle ultrasound image through the measurement unit and measuring muscle indices from the region of interest; and
Inputting the muscle ultrasound image and the muscle index into a carpal tunnel syndrome diagnosis model through the diagnosis unit and outputting a carpal tunnel syndrome diagnosis result for the muscle ultrasound image,
The steps for printing the carpal tunnel syndrome diagnosis result are:
Carpal tunnel comprising the step of selecting a weighted muscle index, which is a muscle index of relatively high importance when diagnosing carpal tunnel syndrome, through at least one of a recursive feature elimination method or an F-test method for each of the muscle indexes measured by the measurement unit. How to use the syndrome diagnosis system.
컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 있어서,
제12항에 따른 수근관 증후군 진단 시스템의 사용방법을 컴퓨터로 실행하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체.
In a computer-readable recording medium,
A recording medium on which a program for executing the method of using the carpal tunnel syndrome diagnosis system according to paragraph 12 on a computer is recorded.
KR1020220114893A 2021-12-28 2022-09-13 System for diagnosis of carpal tunnel syndrome using muscle ultrasound imaging based on artificial intelligence and method thereof KR102590387B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20210190034 2021-12-28
KR1020210190034 2021-12-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230100584A KR20230100584A (en) 2023-07-05
KR102590387B1 true KR102590387B1 (en) 2023-10-17

Family

ID=87159112

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220114893A KR102590387B1 (en) 2021-12-28 2022-09-13 System for diagnosis of carpal tunnel syndrome using muscle ultrasound imaging based on artificial intelligence and method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102590387B1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018022902A1 (en) 2016-07-27 2018-02-01 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Methods and systems for peripheral nerve modulation using focused ultrasound
KR101955919B1 (en) 2017-09-21 2019-03-08 재단법인 아산사회복지재단 Method and program for providing tht region-of-interest in image by deep-learing algorithm
JP2019525786A (en) 2016-07-08 2019-09-12 アヴェント インコーポレイテッド System and method for automatically detecting, locating, and semantic segmentation of anatomical objects
JP2020130596A (en) * 2019-02-19 2020-08-31 株式会社Cesデカルト Ultrasonic diagnostic apparatus, ultrasonic diagnostic program, and ultrasonic echo image analysis method
JP2021515656A (en) 2018-03-12 2021-06-24 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. Acquisition of ultrasound imaging datasets and related devices, systems, and methods for training neural networks

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101876338B1 (en) * 2016-12-28 2018-07-09 아주대학교산학협력단 Method and Apparatus for Predicting Liver Cirrhosis Using Neural Network
KR102108854B1 (en) * 2018-10-05 2020-05-12 재단법인대구경북과학기술원 Real-time object detection method and apparatus by deep learning network model

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019525786A (en) 2016-07-08 2019-09-12 アヴェント インコーポレイテッド System and method for automatically detecting, locating, and semantic segmentation of anatomical objects
WO2018022902A1 (en) 2016-07-27 2018-02-01 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Methods and systems for peripheral nerve modulation using focused ultrasound
KR101955919B1 (en) 2017-09-21 2019-03-08 재단법인 아산사회복지재단 Method and program for providing tht region-of-interest in image by deep-learing algorithm
JP2021515656A (en) 2018-03-12 2021-06-24 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. Acquisition of ultrasound imaging datasets and related devices, systems, and methods for training neural networks
JP2020130596A (en) * 2019-02-19 2020-08-31 株式会社Cesデカルト Ultrasonic diagnostic apparatus, ultrasonic diagnostic program, and ultrasonic echo image analysis method

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Carpal tunnel syndrome: Clinical, electrophysiological, and ultrasonographic ratio after surgery", Muscle & Nerve, Vol.45, p.183-188
Kim, Sun Woong, et al. "Feasibility of Artificial Intelligence Assisted Quantitative Muscle Ultrasound in Carpal Tunnel Syndrome." (2023).

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230100584A (en) 2023-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mantiuk et al. HDR-VDP-2: A calibrated visual metric for visibility and quality predictions in all luminance conditions
Davis et al. Vision-based, real-time retinal image quality assessment
CN116542966B (en) Intelligent bone age analysis method for children endocrine abnormality detection
CN115760858B (en) Deep learning-based kidney pathological section cell identification method and system
Vaccaro et al. A novel expert system for objective masticatory efficiency assessment
CN113576508A (en) Cerebral hemorrhage auxiliary diagnosis system based on neural network
KR102590387B1 (en) System for diagnosis of carpal tunnel syndrome using muscle ultrasound imaging based on artificial intelligence and method thereof
Bochko et al. Lower extremity ulcer image segmentation of visual and near‐infrared imagery
Nirmala et al. HoG based Naive Bayes classifier for glaucoma detection
Vasconcelos et al. A new risk assessment methodology for dermoscopic skin lesion images
KR102033484B1 (en) Method and apparatus for setting normal reference range in clinical inspection of pets using generative adversary network
JPH11507565A (en) Image improvement apparatus and method
Omarova et al. No-reference quality assessment of medical images using contrast enhancement
CN114372985A (en) Diabetic retinopathy focus segmentation method and system adapting to multi-center image
CN113476065A (en) Multiclass pneumonia diagnostic system
CN112070745A (en) Rapid and effective remote sensing image segmentation non-supervision evaluation method
Roy Chowdhury et al. Towards an automated approach to the detection of retinal abnormalities
Rozo et al. U-Net based mapping from digital images to laser doppler imaging for burn assessment
CN113449777B (en) Automatic thyroid nodule grading method and system
CN113723441B (en) Intelligent analysis system and method for lip gland pathology
Jasim et al. Object-based Classification of Natural Scenes Using Machine Learning Methods
US20240144471A1 (en) Methods and devices of processing low-dose computed tomography images
Mosquera-Lopez et al. Modeling human-perceived quality for the assessment of digitized histopathology color standardization
Engelmann et al. Detection of multiple retinal diseases in ultra-widefield fundus images using deep learning: data-driven identification of relevant regions
Lanaro et al. Towards human retinal cones spatial distribution modeling

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant