KR20190122189A - Model for predicting recovery of stroke patient - Google Patents

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Abstract

A method for predicting the recovery of a stroke patient is disclosed. The method includes applying information about a lesion obtained from the brain imaging data of a stroke patient to the dormant fMRI (fMRI) of a normal person and determining the first connection information of the entire brain region, obtaining second connection information corresponding to a connection where impact on the lesion is lower than a predetermined criterion on the basis of the first connection information; generating a recovery prediction model for the lesion based on the initial degree of failure and the second connection information. It is possible to improve the accuracy of recovery prediction.

Description

뇌졸중 환자의 운동 회복 예측 모델{MODEL FOR PREDICTING RECOVERY OF STROKE PATIENT}MODEL FOR PREDICTING RECOVERY OF STROKE PATIENT}

개시된 실시예는 뇌졸중 환자의 회복 정도를 예측하는 방법, 뇌졸중 환자의 회복 정도를 예측하는 장치 및 뇌졸중 환자의 회복 정도를 예측하는 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 기록매체에 관한 것이다. The disclosed embodiment relates to a recording medium having recorded thereon a program for executing a method for predicting the degree of recovery of a stroke patient, a device for predicting the degree of recovery of a stroke patient, and a method for predicting the degree of recovery of a stroke patient on a computer.

뇌졸중은 후천적 장애를 일으키는 원인이다. 뇌졸중 관련 장애는 환자의 일일 생활 및 삶의 질을 급격하게 떨어뜨린다. 따라서, 효율적인 재활 계획은 환자의 미래의 삶에 중요할 수 있다. 특히, 재활 예측은 임상의사에게는 각각 개인에 맞춘 재활계획을 세울 수 있게 도와주며, 환자에게는 보다 현실적인 목표를 세울 수 있게 도와줄 수 있다. 뇌 조직은 복잡한 네트워크라는 특징을 가지고 있다. 그러므로 뇌졸중으로 인한 손상은 뇌 조직을 통해 퍼지게 되며, 뇌구조는 주요병변으로부터 손상을 받지만, 멀리 있는 뇌의 영역의 기능에도 영향을 줄 수 있다.Stroke is the cause of acquired disorder. Stroke-related disorders drastically reduce a patient's daily life and quality of life. Thus, an effective rehabilitation plan can be important for the future life of the patient. In particular, rehabilitation predictions can help clinicians develop rehabilitation plans that are tailored to each individual and help patients set more realistic goals. Brain tissue is characterized by a complex network. Therefore, stroke damage spreads through brain tissue, and brain structures are damaged from major lesions, but they can also affect the function of distant brain areas.

최근 재활예측은 병변과 연결분석 (connectivity analyses) 을 통하여 연구되고 있으며, 몇몇 중요한 인자들이 밝혀졌다. 그러나, 예측은 여전히 어려운 작업인데, 그것은 개개인간의 다양함 때문이다. 이에 따라, 개개인마다의 다양성에 구애 받지 않고, 뇌졸중 환자의 회복 정도를 예측할 수 있는 보다 정확한 예측 모델이 필요한 실정이다. Recent rehabilitation predictions have been studied through lesion and connectivity analyzes, and several important factors have been identified. However, prediction is still a difficult task because of the diversity between individuals. Accordingly, there is a need for a more accurate prediction model that can predict the degree of recovery of stroke patients regardless of individual diversity.

개시된 실시예는 뇌졸중 환자의 회복 정도를 예측하기 위해, 뇌졸중 환자의 초기 장애 정도 이외에 병변 분석 네트워크를 통해 획득한 이차 연결 정보를 이용함으로써, 회복 예측의 정확도를 높이기 위한 회복 정도를 예측하는 방법 및 장치에 관한 것이다. The disclosed embodiment uses a second connection information obtained through the lesion analysis network in addition to the initial disability of the stroke patient to predict the degree of recovery of the stroke patient, thereby predicting the degree of recovery to increase the accuracy of recovery prediction It is about.

일 실시예에 따라 뇌졸중 환자의 회복 정도를 예측하는 방법은, 뇌졸중 환자의 뇌 구조적 영상 데이터로부터 획득된 병변에 관한 정보를 정상인의 휴면 상태 fMRI(functional MRI)에 적용하여, 뇌 전체 영역의 일차 연결 정보를 결정하는 단계; 일차 연결 정보를 기준으로, 병변에 대한 영향이 소정 기준보다 낮은 연결에 해당하는 이차 연결 정보를 획득하는 단계; 에 의한 병변의 이차 연결 정보 및 초기 운동 기능 장애 정도를 기초로, 회복 예측 모델을 생성할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a method for predicting a degree of recovery of a stroke patient may include applying information about a lesion obtained from brain structural image data of a stroke patient to a dormant fMRI (functional MRI) of a normal person, thereby providing a primary connection of the entire brain region. Determining information; Based on the primary connection information, obtaining secondary connection information corresponding to a connection whose impact on the lesion is lower than a predetermined criterion; Based on the secondary connection information of the lesion and the degree of initial motor dysfunction, a recovery prediction model may be generated.

일 실시예에 따라 뇌졸중 환자의 회복 정도를 예측하는 방법에 있어서, 이차 연결 정보를 획득하는 단계는, 하나의 병변에 대한 복수의 정상인의 이차 연결 정보의 평균값을 기초로 하나의 병변에 대한 이차 연결 정보를 획득할 수 있다. According to an embodiment, in the method of predicting a recovery degree of a stroke patient, the obtaining of the secondary connection information may include: secondary connection of one lesion based on an average value of secondary connection information of a plurality of normal persons for one lesion. Information can be obtained.

일 실시예에 따라 뇌졸중 환자의 회복 정도를 예측하는 방법은, 환자의 나이와 병변의 크기 정보를 획득하는 단계를 더 포함하고, 최종 회복 예측 모델을 생성하는 단계는, 초기 장애 정도 및 이차 연결 정보와 함께 환자의 나이 및 병변의 크기를 포함하여 상기 회복 예측 모델을 생성할 수 있다. According to an embodiment, the method for predicting the degree of recovery of a stroke patient may further include obtaining age and size of the patient, and generating the final recovery predictive model may include an initial degree of disability and secondary connection information. Together with the age of the patient and the size of the lesion may be generated to predict the recovery.

일 실시예에 따라 뇌졸중 환자의 회복 정도를 예측하는 방법은, 뇌졸중 환자의 뇌 영상 데이터를 MRI 기법을 통해 획득하는 단계; 및 획득한 뇌 영상 데이터에 상기 환자의 머리 움직임의 보정을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다. According to an embodiment, a method for predicting a recovery degree of a stroke patient may include obtaining brain image data of a stroke patient through an MRI technique; And correcting head movement of the patient on the acquired brain image data.

일 실시예에 따라 뇌졸중 환자의 회복 정도를 예측하는 방법에 있어서, 이차 연결 정보는, 병변에 대해 영향을 받지 않거나, 병변에 대해 영향을 받는 정도가 기 설정된 소정 기준 미만인 연결 정보를 추출하게 되는데 이때 한 병변에 대한 이차 연결 정보를 병변이 없는 기준 연결 정보와 각 연결의 값의 크기를 비교하여 더 낮은 연결의 개수를 파악함으로써 정보를 획득하였고, 이 정량적 수치는 뇌졸중 환자의 회복 정도를 예측할 수 있다. According to an embodiment, in the method of predicting a recovery degree of a stroke patient, the secondary connection information extracts connection information that is not affected by the lesion or is less than a predetermined criterion. Secondary linkage information for a lesion was obtained by comparing the baseline linkage information without lesions with the size of each linkage value to determine the number of lower linkages, and this quantitative figure can predict the extent of recovery in stroke patients. .

일 실시예에 따라 뇌졸중 환자의 회복 정도를 예측하는 장치는, 뇌졸중 환자의 뇌 영상 데이터로부터 초기 장애 정도를 결정하고, 뇌 영상 데이터로부터 획득된 병변에 관한 정보를 정상인의 휴면 상태 fMRI(functional MRI)에 적용하여, 뇌 전체 영역의 일차 연결 정보를 결정하며, 일차 연결 정보를 기준으로, 병변에 대한 영향이 소정 기준보다 낮은 연결에 해당하는 이차 연결 정보를 획득하고, 초기 장애 정도 및 이차 연결 정보를 기초로, 병변에 대한 회복 예측 모델을 생성하는 프로세서; 및 회복 예측 모델을 저장하는 메모리를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the apparatus for predicting the degree of recovery of a stroke patient may determine an initial degree of disability from brain image data of a stroke patient, and may provide information about a lesion obtained from brain image data to a dormant state fMRI (functional MRI) of a normal person. Determine the primary connection information of the whole area of the brain, obtain secondary connection information corresponding to the connection with a lower impact on the lesion based on the primary connection information, and obtain the initial degree of disability and secondary connection information. Based on, the processor generating a recovery prediction model for the lesion; And a memory for storing the recovery prediction model.

일 실시예에 따라 뇌졸중 환자의 회복 정도를 예측하는 장치에 있어서, 프로세서는, 복수의 정상인의 일차 연결 정보로부터 획득한 복수의 이차 연결 정보의 평균값을 기초로 이차 연결 정보를 획득할 수 있다. According to an embodiment, in the apparatus for predicting a recovery degree of a stroke patient, the processor may obtain secondary connection information based on an average value of the plurality of secondary connection information obtained from the primary connection information of the plurality of normal persons.

일 실시예에 따라 뇌졸중 환자의 회복 정도를 예측하는 장치에 있어서, 프로세서는, 환자의 나이와 병변의 크기에 관한 정보를 획득하고, 초기 장애 정도 및 이차 연결 정보와 함께 환자의 나이 및 병변의 크기를 기초로 회복 예측 모델을 생성할 수 있다. According to one embodiment, in the apparatus for predicting the degree of recovery of a stroke patient, the processor obtains information about the age and size of the lesion of the patient, the age and lesion size of the patient along with the initial degree of disability and secondary connection information A recovery prediction model may be generated based on the following.

일 실시예에 따라 뇌졸중 환자의 회복 정도를 예측하는 장치에 있어서, 프로세서는, 뇌졸중 환자의 뇌 영상 데이터를 MRI 기법을 통해 획득하고, 획득한 뇌 영상 데이터에 환자의 머리 움직임의 보정을 수행할 수 있다. According to an embodiment, in the apparatus for predicting a recovery degree of a stroke patient, the processor may acquire brain image data of a stroke patient through an MRI technique and perform correction of the head movement of the patient on the acquired brain image data. have.

일 실시예에 따라 뇌졸중 환자의 회복 정도를 예측하는 장치에 있어서, 이차 연결 정보는, 병변에 대해 영향을 받지 않거나, 병변에 대해 영향을 받는 정도가 기 설정된 소정 기준 미만인 연결 정보를 추출하게 되는데 이때 한 병변에 대한 이차 연결 정보를 병변이 없는 기준 연결 정보와 각 연결의 값의 크기를 비교하여 더 낮은 연결의 개수를 파악함으로써 정보를 획득하였고, 이 정량적 수치는 뇌졸중 환자의 회복 정도를 예측할 수 있다.According to an embodiment, in the apparatus for predicting a recovery degree of a stroke patient, the secondary connection information extracts connection information that is not affected by the lesion or is less than a predetermined criterion. Secondary linkage information for a lesion was obtained by comparing the baseline linkage information without lesions with the size of each linkage value to determine the number of lower linkages, and this quantitative figure can predict the extent of recovery in stroke patients. .

도 1은 고령화에 따른 인구 구조의 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 뇌졸중 진료 인원의 증감률에 대해 설명하기 위한 그래프이다.
도 3은 뇌졸중이 발생한 환자의 뇌의 손상에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 뇌의 연결성에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 5 내지 도 7은 재활 예측에 대해 수행된 기존의 연구에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 8 내지 도 13은 병변에 의한 뇌의 손상 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 국소빈혈 뇌졸중 환자의 병변 영역이 촬영된 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 15 내지 도 17은 병변의 이차 연결을 추출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 18 내지 도 20은 환자의 병변에 대한 이차 연결을 행렬로 표현하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 일 실시예에 따른 회복 예측 장치가 3개월 이후의 회복 증가량을 예측하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 22 내지 도 24는 초기장애정도와 예측인자를 결합하여 모델링을 수행한 결과를 도시한 그래프이다.
도 25는 일 실시예에 따른 초기장애정도와 예측인자를 결합하여 수행한 모델링을 검증하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 26은 일 실시예에 따른 초기 장애 정도와 예측 인자를 결합하여 수행한 모델링의 성능을 설명하기 위한 그래프이다.
도 27은 일 실시예에 따른 회복 예측 장치의 블록도이다.
1 is a view for explaining the change in population structure due to aging.
2 is a graph for explaining the increase and decrease rate of the stroke treatment personnel.
3 is a view for explaining the damage of the brain of a patient having a stroke.
4 is a diagram for explaining the connectivity of the brain.
5 to 7 are diagrams for explaining an existing study performed on rehabilitation prediction.
8 to 13 are views for explaining a damaged area of the brain due to the lesion.
14 is a view for explaining the result of photographing the lesion area of the patient with ischemic stroke.
15 to 17 are diagrams for explaining the process of extracting the secondary connection of the lesion.
18 to 20 are diagrams for describing a method of representing a secondary connection to a lesion of a patient in a matrix.
21 is a diagram for describing a method of predicting, by a recovery prediction apparatus, an increase in recovery after three months.
22 to 24 are graphs showing the results of modeling by combining an initial degree of failure and a predictor.
FIG. 25 is a diagram illustrating a method of verifying modeling performed by combining an initial level of failure and a predictor, according to an exemplary embodiment.
FIG. 26 is a graph illustrating performance of modeling performed by combining an initial level of failure and a prediction factor, according to an exemplary embodiment.
27 is a block diagram of a recovery prediction apparatus, according to an exemplary embodiment.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. Terms used herein will be briefly described and the present invention will be described in detail.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 해당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다. The terms used in the present invention have been selected as widely used general terms as possible in consideration of the functions of the present invention, but may vary according to the intention or precedent of the person skilled in the art, the emergence of new technologies, and the like. In addition, in certain cases, there is also a term arbitrarily selected by the applicant, in which case the meaning will be described in detail in the description of the invention. Therefore, the terms used in the present invention should be defined based on the meanings of the terms and the contents throughout the present invention, rather than the names of the simple terms.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.When any part of the specification is to "include" any component, this means that it may further include other components, except to exclude other components unless otherwise stated. In addition, the terms "... unit", "module", etc. described in the specification mean a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software or a combination of hardware and software. .

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 고령화에 따른 인구 구조의 변화를 설명하기 위한 도면이다. 1 is a view for explaining the change in population structure due to aging.

도 1을 참조하면, 시간에 따른 고령화 추이 및 전체 인구를 차지하는 나이 별 인구 수에 대한 구조가 도시되어 있다. 앞으로의 사회는 고령화가 점차 빠르게 진행됨에 따라, 55세 이상의 인구가 인구의 상당 부분을 차지할 예정이다. Referring to Figure 1, the structure of the aging trend over time and the number of population by age occupying the total population is shown. In the future, as the aging society progresses rapidly, the population over 55 will make up a large part of the population.

이러한 고령화 등의 인구 변화로 인해, 신체 장애를 가진 환자의 수가 점차 늘어날 추세이다. 예를 들어, 뇌졸중 환자의 수가 늘어나게 되어, 신체 장애를 가진 환자의 수가 증가할 수 있다. 따라서, 뇌졸중 환자의 회복을 위한 재활 치료의 역할이 커져가고 있는 실정이다. Due to population changes such as aging, the number of patients with physical disabilities is gradually increasing. For example, the number of stroke patients may increase, resulting in an increase in the number of patients with physical disabilities. Therefore, the role of rehabilitation therapy for the recovery of stroke patients is increasing.

재활 치료는 뇌졸중 환자의 일상생활로의 복귀를 위해, 또는 초기장애정도를 가능한 많이 줄이기 위해 뇌졸중 환자에게 매우 중요하다. 이러한 점에서, 재활 예측은 치료자들이 개인 맞춤형 재활 계획 수립에 도움을 주며, 환자가 보다 현실적인 목표를 세울 수 있도록 도움을 줄 수 있다.Rehabilitation therapy is very important for stroke patients to return to their daily lives or to reduce the initial degree of disability as much as possible. In this regard, rehabilitation predictions can help therapists develop personalized rehabilitation plans and help patients set more realistic goals.

도 2는 뇌졸중 진료 인원의 증감률에 대해 설명하기 위한 그래프이다. 2 is a graph for explaining the increase and decrease rate of the stroke treatment personnel.

도 2를 참조하면, 인구 10만명 당 사망자 수는 감소하고 있는 반면에, 응급실에서 확인된 뇌졸중으로 인한 진료 인원은 꾸준히 증가하고 있는 것을 확인할 수 있다. 즉, 뇌졸중 발명이 증가하고 있다는 점을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 2, the number of deaths per 100,000 population is decreasing, while the number of medical personnel due to the stroke confirmed in the emergency room is steadily increasing. That is, it can be confirmed that the stroke invention is increasing.

도 3은 뇌졸중이 발생한 환자의 뇌의 손상에 대해 설명하기 위한 도면이다. 3 is a view for explaining the damage of the brain of a patient having a stroke.

도 3을 참조하면, 뇌 손상은 신경망을 통해 확산되며, 뇌구조에서 뇌 손상이 일어나는 부분은 주로 중요병변이 발생한 부분에 해당하지만, 뇌졸중은 중요병변이 발생한 부분 이외에 멀리 떨어져 있는 뇌조직에도 영향을 줄 수 있다. Referring to Figure 3, the brain damage is spread through the neural network, the brain damage occurs in the brain structure mainly corresponds to the areas where major lesions occurred, the stroke affects the distant brain tissue in addition to the areas where major lesions occurred. Can give

도 4는 뇌의 연결성에 대해 설명하기 위한 도면이다. 4 is a diagram for explaining the connectivity of the brain.

도 4를 참조하면, 휴지 상태(Resting-state)의 fMRI는 혈액산소수준의존(blood-oxygen level dependent) 신호 내의 0.1Hz 보다 낮은 자발적 저주파 신호를 기반으로 하다. 이러한 자발적 저주파 신호는, 외부의 자극이 없음에도 불구하고, 의미 있는 뇌활동일 수 있다.Referring to FIG. 4, the resting-state fMRI is based on a spontaneous low frequency signal lower than 0.1 Hz in a blood-oxygen level dependent signal. Such spontaneous low-frequency signals can be meaningful brain activity, despite no external stimulation.

특히, 휴지 상태 fMRI는 특정 과제 기반의 fMRI에 비해 요구 조건이 적기 때문에, 신경학적 장애를 가진 환자에게 보다 적합할 수 있다. In particular, dormant fMRIs may be more suitable for patients with neurological disorders because they have less requirements than specific task-based fMRIs.

도 5 내지 도 7은 재활 예측에 대해 수행된 기존의 연구에 대해 설명하기 위한 도면이다. 5 to 7 are diagrams for explaining an existing study performed on rehabilitation prediction.

최근에 재활예측은 병변과 연결 분석을 이용하여 많이 연구가 수행되고 있으며, 몇몇 예측자가 그것을 증명하였다. 예를 들어, 도 5는 시간에 따른 병변 데이터를 가지고 기능의 회복을 예측하는 접근 방법에 대해 설명하기 위한 그래프이다. 또한, 도 6에는 공격(attack)에 따른 노드 제거 및 에지 제거를 기반으로 병변의 영향에 대해 연구한 내용이 설명되어 있다. 또한, 도 7에는 병변 중심의 손상 연결에 초점을 맞춘 연구에 관한 내용이 설명되어 있다.Recently, rehabilitation predictions have been conducted using a number of lesion and linkage analyzes, and some predictors have proved it. For example, FIG. 5 is a graph for explaining an approach for predicting recovery of function with lesion data over time. In addition, FIG. 6 describes the study of the effects of lesions based on node removal and edge removal due to an attack. In addition, FIG. 7 describes a study focusing on the lesion connection at the center of the lesion.

도 8 내지 도 13은 병변에 의한 뇌의 손상 영역을 설명하기 위한 도면이다. 8 to 13 are views for explaining a damaged area of the brain due to the lesion.

도 8을 참조하면, 뇌는 복잡한 네트워크로 구성됨을 확인할 수 있다. 한편, 뇌졸중이 발생됨에 따라, 도 9에 도시된 바와 같이, 뇌의 특정 영역이 주요 병변에 의해 손상될 수 있다. 주요 병변에 의해 뇌의 특정 영역이 손상되는 경우, 도 10에 도시된 바와 같이, 일차 신경망이 손상될 수 있다. 일차 신경망에 발생된 손상은 도 11에 도시된 바와 같이, 뇌 네트워크를 통해 확산될 수 있다. 또한, 손상이 뇌 네트워크를 통해 확산됨에 따라, 도 12에 도시된 바와 같이 2차 신경망이 병변에 의해 영향을 받을 수 있다. 즉, 손상의 확산으로 인해, 도 13에 도시된 바와 같이 2차 신경망이 강력하게 병변의 영향을 받을 수 있다. Referring to Figure 8, it can be seen that the brain is composed of a complex network. On the other hand, as stroke occurs, as shown in FIG. 9, certain regions of the brain may be damaged by major lesions. If certain areas of the brain are damaged by major lesions, the primary neural network may be damaged, as shown in FIG. 10. The damage caused to the primary neural network can spread through the brain network, as shown in FIG. 11. In addition, as the damage spreads through the brain network, the secondary neural network may be affected by the lesion, as shown in FIG. 12. That is, due to the spread of the injury, the secondary neural network may be strongly affected by the lesion as shown in FIG. 13.

2차 신경망은 좀더 많은 수의 연결을 가지고 있으며, 정보를 네트워크 구조에 전달함에 있어서는 대체로 더 많은 뇌의 영역을 커버할 수 있다. 2차 신경망은 주요병변에 의해 직접적으로 손상 받지는 않는다. Secondary neural networks have a greater number of connections and can cover more brain areas in the transfer of information to network structures. Secondary neural networks are not directly damaged by major lesions.

일 실시예에 따른 회복 예측 장치는 병변의 2차 커넥션을 재활을 예측하는데 이용하였다. 2차 커넥션의 특징으로는 병변의 영향을 비교적 강하게 받으며, 그 커넥션은 네트워크 구조에서 정보 확산측면에서 볼 때 훨씬 많고, 넓은 영역을 커버한다는 것이다. 또한, 2차 커넥션은 직접 손상을 입지 않은 커넥션을 나타낸다.The recovery prediction apparatus according to one embodiment used the secondary connection of the lesion to predict rehabilitation. The characteristics of the secondary connection are relatively strongly affected by the lesion, and the connection covers a much larger and larger area in terms of information diffusion in the network structure. Secondary connections also represent connections that are not directly damaged.

도 14는 국소 빈혈 뇌졸중 환자의 병변 영역이 촬영된 결과를 설명하기 위한 도면이다. 14 is a view for explaining the result of photographing the lesion area of the patient with ischemic stroke.

도 14에는 뇌졸중이 아닌 신경 정신병학적인 질환을 동반한 환자들을 제외하고, 뇌졸중 환자에 대해 뇌졸중 발현 후 2주동안 MRI 데이터 수집과 행동검사를 수행하여 획득된 결과가 도시되어 있다. FIG. 14 shows the results obtained by performing MRI data collection and behavioral tests for two weeks after stroke expression, except for patients with neuropsychiatric diseases other than stroke.

운동장애는 FMA (Fugl-Meyer assessment) 를 사용하여 MRI 데이터를 획득하는 날 측정 되었고. 뇌졸중 발현 후 3달 뒤에 다시 한번 측정되었다. 참가자들은 그들의 눈을 감도록 지시 받았고, resting-state fMRI 스캔을 하는 동안 움직임이 없도록 지시 받았다.Motor impairment was measured on the day of obtaining MRI data using a Fulg-Meyer assessment (FMA). It was measured again three months after stroke expression. Participants were instructed to close their eyes and no movement during the resting-state fMRI scan.

이 때, fMRI 데이터는 Philips ACHIEVA MR scanner를 통해 획득되었다.  At this time, fMRI data was obtained by Philips ACHIEVA MR scanner.

도 15 내지 도 17은 병변의 이차 연결을 추출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 15 to 17 are diagrams for explaining the process of extracting the secondary connection of the lesion.

도 15를 참조하면, 일 실시예에 따른 회복 예측 장치는 환자 한 명의 병변을 정상인의 resting-state fMRI 데이터 상으로 옮겨서, 병변에 대한 시계열 정보에 대한 뇌 전체의 연결성을 상관관계 분석을 통해 파악할 수 있고, 이 연결을 병변에 대한 일차연결이 된다..Referring to FIG. 15, the recovery predicting apparatus according to an embodiment may determine the connectivity of the entire brain to time series information about the lesion by moving a lesion of a patient onto resting-state fMRI data of a normal person. This connection is the primary connection to the lesion.

일 실시예에 따른 회복 예측 장치는 먼저 뇌 전체를 Automated Anatomical Labeling (AAL) 템플릿 기준에서 94개의 영역으로 나누고, 해당 영역의 병변의 일차 연결로 연결된 복셀이 있다면 그 복셀들의 시계열 정보와 병변이 없고, 병변의 일차 연결이 없었던 영역들간의 상관관계 분석을 통해 이차 연결을 파악할 수 있다. 이때 복셀이라고 하는 것은 픽셀의 3차원 의미로써, MRI 데이터 상의 한 값을 가지는 최소 단위가 된다.The recovery prediction apparatus according to an embodiment first divides the entire brain into 94 regions based on Automated Anatomical Labeling (AAL) template criteria, and if there are voxels connected by primary connection of the lesions of the corresponding regions, there is no time series information and lesions of the voxels. Secondary connections can be identified through correlation analysis between areas where there was no primary connection of the lesion. In this case, a voxel is a three-dimensional meaning of a pixel, and is a minimum unit having one value on MRI data.

회복 예측 장치는 이차 연결에 관한 값을 행렬에 입력할 수 있다. 회복 예측 장치는 이러한 과정을 모든 64명의 정상인에게 수행할 수 있다. 다시 말하면, 회복 예측 장치는 한 환자의 병변에 대해 이러한 병변의 이차 연결 정보를 64명의 정상인으로부터 추출할 수 있다. 즉, 한 병변에 대해 64개의 행렬을 획득할 수 있다.The recovery prediction apparatus may input a value relating to the secondary connection into the matrix. The recovery prediction apparatus can perform this process on all 64 healthy individuals. In other words, the recovery prediction device may extract secondary connection information of such lesions from 64 normal persons for a patient's lesion. That is, 64 matrices can be obtained for one lesion.

도 17을 참조하면, 하나의 병변에 대해 이러한 이차 연결 과정을 복수의 정상인에게서 획득하고, 복수의 정상인의 수만큼 평균을 취하여 나온 하나의 행렬이 해당 병변에 대한 이차 연결이 되는 것이다. Referring to FIG. 17, one matrix obtained from a plurality of normal persons and a matrix obtained by averaging the number of the plurality of normal persons is a secondary connection to the lesion.

도 18 내지 도 20은 환자의 병변에 대한 이차 연결을 기준 행렬과 비교하여 병변에 대한 영향력이 낮은 연결을 획득하는 과정이며 그 결과를 행렬로 표현하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 18 to 20 are views for comparing a secondary connection to a patient's lesion with a reference matrix to obtain a low-impact connection to the lesion and a method for describing the result in a matrix.

도 18을 참조하면, 행렬에서 홀수에 해당하는 영역은 병변측 영역, 짝수에 해당하는 영역은 건측 영역으로 재배치될 수 있다.Referring to FIG. 18, an area corresponding to an odd number in a matrix may be rearranged to a lesion side area, and an area corresponding to an even number may be rearranged to a healthy side area.

이 때, 비대칭의 인접한 행렬은 전치행렬을 추가함으로써 대칭적인 행렬로 수정될 수 있다. In this case, an asymmetric adjacent matrix can be modified to a symmetric matrix by adding a transpose matrix.

일 실시예에 따른 회복 예측 장치는 각 커넥션의 영향력을 상대적으로 평가하기 위하여 병변이 없는 정상인으로부터 추출한 기준 네트워크를 이용하여 그 커넥션의 값보다 작은 값을 1로 큰 값은 0으로 하여 가중치 행렬(weighted matrix)을 바이너리 행렬(binary matrix)로 만들어주고, 여기서 반구간 커넥션들 중에 1로 마커된 커넥션의 수를 세고, 이것을 예측 인자로 사용할 수 있다.The recovery prediction apparatus according to an embodiment uses a reference network extracted from a normal person without lesions to relatively evaluate the influence of each connection. matrices) into a binary matrix, where we can count the number of connections marked 1 in the half-segment connections and use this as a predictor.

이 커넥션의 수가 많을수록 뇌 전체에 병변의 영향력이 낮다고 할 수 있고, 이는 회복을 하기에 좋은 조건의 네트워크 상황이 되어 더 나은 회복을 보일 수 있다.The greater the number of connections, the less the impact of the lesion on the entire brain, which can be a good condition for recovery and better recovery.

도 19 내지 20에는 전술한 바와 같이, 각 병변의 이차 연결을 구하고, 레퍼런스 네트워크를 나누어 작은 값을 1, 큰 값을 0으로 바꿔준 결과가 도시되어 있다.19 to 20, as described above, the secondary connection of each lesion is obtained, and the result of changing the small value to 1 and the large value to 0 by dividing the reference network is shown.

또한, 도 21에는 반구간 연결들 중에 1로 되어 있는 수를 가로축에 놓고, 3개월 시점의 회복 증가량을 산출한 결과가 도시되어 있다. In addition, Fig. 21 shows the result of calculating the recovery increase amount at the three month time point by setting the number of ones of the hemisphere connections on the horizontal axis.

도 21는 일 실시예에 따른 회복 예측 장치가 3개월 이후의 회복 증가량을 예측한 결과를 보여주는 도면이다. 21 is a diagram illustrating a result of the recovery prediction apparatus predicting an increase in recovery after three months.

도 21을 참조하면, 그래프 (D)를 통해 제안된 예측 인자가 3개월 이후의 회복 증가량을 예측할 수 있음을 확인할 수 있다. 또한, 그래프 (E) 및 그래프 (F)는 각각 병변의 위치를 supratentorial 과 infratentorial 로 나누었을 때의 그래프로, 특히 supratentorial lesion 을 가진 환자에서 강력한 예측력을 가지고 있는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 21, it can be seen from the graph (D) that the proposed predictor predicts an increase in recovery after 3 months. In addition, the graph (E) and the graph (F) are divided into supratentorial and infratentorial positions of the lesion, respectively, and it is confirmed that the patients have a strong predictive power, especially in patients with supratentorial lesions.

도 22 내지 도 24는 초기장애정도와 예측인자를 결합, 그리고 초기장애정도와 예측인자, 그리고 환자의 나이와 병변의 크기를 포함하여 하여 모델링을 수행한 결과를 도시한 그래프이다. 22 to 24 are graphs showing the results of modeling including the initial degree of disability and predictive factors, including the initial level of disability and predictive factors, and the age and size of the patient.

도 22를 참조하면, 일 실시예에 따라 회복 예측 장치는 초기 장애 정도와 예측인자를 다중 선형 회귀 모델(multiple linear regression)을 통해 결합시킬 수 있다. 회복 예측 장치는 결합 결과를 기초로 3개월 시점의 환자의 운동 기능점수를 예측 하는 모델을 생성함으로써 재활의 예측력을 높일 수 있다.Referring to FIG. 22, according to an embodiment, the recovery prediction apparatus may combine the initial degree of failure and the predictor through multiple linear regression. The recovery prediction apparatus may increase the predictive power of rehabilitation by generating a model for predicting the motor function score of the patient at 3 months based on the combined result.

회복 예측 장치는 병변 네트워크 분석을 수행하여, 병변이 뇌 전체 영역에 미치는 영향력을 뇌신경망 분석을 통해 측정하고, 그것을 예측 인자로 사용할 수 있다. 회복 예측 장치는 병변의 일차, 이차 신경망을 순차적으로 획득하여 병변이 뇌 전체 영역에 미치는 영향력을 측정하였고, 특히 이차 신경망에 집중하여 그 영향력이 회복의 증가량을 예측하는데 효과적임을 확인하였다. 또한, 이 예측 인자는 초기장애정도와 결합하여, 기존보다 높은 성능과 재현력을 가지는 특성을 가지고 있다.The recovery prediction apparatus may perform lesion network analysis to measure the influence of the lesion on the entire brain region through the neural network analysis, and use it as a predictor. The recovery prediction device sequentially acquired the primary and secondary neural networks of the lesions and measured the effects of the lesions on the entire brain area. In particular, the effects of the recovery predictions focused on the secondary neural networks. In addition, this predictive factor, combined with the initial degree of failure, has the characteristics of higher performance and reproducibility than conventional.

도 23 및 도 24를 참조하면, 일 실시예에 따라 회복 예측 장치는 초기 장애 정도와 예측 인자에 추가적으로 환자의 나이와 병변의 크기를 다중 선형 회귀 모델(multiple linear regression)을 통해 결합시킬 수 있다. 회복 예측 장치는 이에 따라 최종적으로 0.8에 가까운 정확도를 가지는 예측 모델을 만들 수 있다.23 and 24, according to an embodiment, the recovery prediction apparatus may combine the age of the patient and the size of the lesion through multiple linear regression in addition to the initial degree of failure and the predictive factors. The recovery prediction apparatus may thus create a prediction model with an accuracy of close to 0.8.

도 25는 일 실시예에 따른 초기장애정도와 예측인자를 결합하여 수행한 모델링을 검증하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 25 is a diagram illustrating a method of verifying modeling performed by combining an initial level of failure and a predictor, according to an exemplary embodiment.

도 25를 참조하면, 일 실시예에 따른 회복 예측 장치는 모델을 검증하기 위해 테스트 데이터를 할당할 수 있다. 회복 예측 장치는 데이터를 통해 예측 모델을 트레이닝 할 수 있다. 회복 예측 장치는 하나의 테스트를 이용하고 나머지를 모두 트레이닝데이터로 활용하는 LOOCV 및 5개의 데이터를 테스트 데이터로 구성하고 나머지 데이터를 트레이닝 데이터로 활용하는 k-fold cross-validation 를 수행하여, 새로운 데이터에 대한 검증을 진행할 수 있다.Referring to FIG. 25, a recovery prediction apparatus may allocate test data to verify a model. The recovery prediction apparatus may train the prediction model through the data. The recovery prediction device performs a k-fold cross-validation using LOOCV and 5 data as test data and using the remaining data as training data. Can be verified.

도 26은 일 실시예에 따른 초기 장애 정도와 예측 인자를 결합하여 수행한 모델링의 성능을 설명하기 위한 그래프이다. FIG. 26 is a graph illustrating performance of modeling performed by combining an initial level of failure and a prediction factor, according to an exemplary embodiment.

도 26을 참조하면, 회복 예측 장치는 초기 장애 정도를 기초로 모델링을 하여 예측을 수행한 결과와 초기 장애 정도와 예측 인자를 기초로 모델링을 하여 예측을 수행한 결과를 비교할 수 있다. 비교 결과, 초기 장애 정도와 예측 인자를 결합하여 예측을 수행한 결과의 정확도가 향상됨을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 26, the recovery prediction apparatus may compare a result of performing prediction by modeling based on an initial degree of failure and a result of performing prediction by modeling based on an initial degree of failure and a predictor. As a result of the comparison, it is confirmed that the accuracy of the result of the prediction by combining the initial degree of failure and the predictor is improved.

일 실시예에 따른 회복 예측 장치는, 최종적으로 공간적으로 평온한 표준화된 이미지를 6-mm full-width half-maximum Gaussian kernel 을 사용하여 처리할 수 있다. 이 때, 몇몇의 제거되어 할 신호 요소를 22개의 선형회귀를 이용하여 제거될 수 있다. 그 인자는 6개의 머리의 움직임(head motion) 인자 및 움직임 인자로부터 일차적으로 유도된 6개의 인자를 포함할 수 있다. 여기에서, 5개의 인자 각각은 백질 및 뇌척수액 신호에 대한 주성분 분석(principal component analysis)을 통해 획득되고, 포함된다. 이 신호를 통해 방해 퇴행자로 포함하여 유의한 신호를 추출할 수 있다.The recovery prediction apparatus according to an embodiment may finally process the spatially calm standardized image using a 6-mm full-width half-maximum Gaussian kernel. At this time, some of the signal elements to be removed can be removed using 22 linear regressions. The factor may include six head motion factors and six factors derived primarily from the motion factors. Here, each of the five factors is obtained and included through principal component analysis of white matter and cerebrospinal fluid signals. This signal can be included as a disturbing degenerate to extract a significant signal.

또한, 회복 예측 장치는 정수 상쇄 및 직선적인 추세를 제거하기 위해 0.009Hz 내지 0.08Hz 범위의 주파수로 Band-pass 필터링을 수행할 수 있다. 또한, 회복 예측 장치는 피어슨 상관 계수(pearson's correlation coefficient)를 사용하여 통계적인 의존성을 계산하여, 시간에 따른 진행 정도를 산출함에 따라 연결성(connectivity)을 확인하였다. 이 때, 상관 계수는 양의 상관 계수만이 사용될 수 있다.  In addition, the recovery prediction apparatus may perform band-pass filtering at a frequency in a range of 0.009 Hz to 0.08 Hz to eliminate integer cancellation and linear trend. In addition, the recovery prediction apparatus calculates the statistical dependencies using the Pearson's correlation coefficient, and ascertains the connectivity as the progress of time is calculated. In this case, only a positive correlation coefficient may be used as the correlation coefficient.

회복 예측 장치는 복셀에 대한 연결성 분석을 위해, Seed-based 접근 방법을 이용할 수 있다. 이 때 연결성 맵의 기준점은 t-value일 수 있다. The recovery prediction apparatus may use a Seed-based approach for analyzing connectivity for voxels. In this case, the reference point of the connectivity map may be a t-value.

또한, 회복 예측 장치는 뇌전체를 커버하기 위해, AAL(Automated Anatomical Labeling)을 이용하여, 뇌를 116개 구역으로 분리할 수 있다. 이 때, 116개 구역은 대뇌안의 90개의 구역들과 소뇌 안의 26개의 구역들을 포함할 수 있다. 회복 예측 장치는 왼쪽 소뇌 및 오른쪽 소뇌안의 각각 9 구역을 평균화하였고, 충부안의 8구역도 평균화 하였다. 뇌간 구역은 AAL atlas 위에 수동적으로 그려질 수 있다.In addition, the recovery prediction apparatus may separate the brain into 116 regions by using automated anatomical labeling (AAL) to cover the entire brain. At this time, 116 zones may include 90 zones in the cerebrum and 26 zones in the cerebellum. The recovery predictor averaged nine zones in the left cerebellum and the right cerebellum, respectively and averaged eight zones in the palate. The brainstem area can be passively drawn on the AAL atlas.

따라서, 94개의 영역으로 구성된 수정된 AAL atlas가 정규화된 fMRI 데이터 공간에 SPM12를 사용하여 함께 등록 되고, 분석될 수 있다.Thus, a modified AAL atlas consisting of 94 regions can be registered and analyzed together using SPM12 in the normalized fMRI data space.

환자로부터의 각각의 병변은 환자의 첫번째 신경병학 진료시에 얻은 고신호강도의 diffusion-weighted image (DWI)와 관련된 T1 가중치 구조 이미지 위에 구분될 수 있다. Each lesion from the patient can be distinguished over a T1 weighted structure image associated with the high signal intensity diffusion-weighted image (DWI) obtained at the patient's first neuropathic examination.

일 실시예에 따른 회복 예측 장치는 2차 연결을 운동 회복 예측 인자로 사용하기 위해, lesion-seeded functional connectivity analysis 에서 얻은 영역을 다음 seeds 즉, second link-step connectivity를 구성하기 위해 이용할 수 있다. 2차 연결을 획득하기 위한 각 단계는 다음과 같을 수 있다. The recovery prediction apparatus according to an embodiment may use the region obtained from the lesion-seeded functional connectivity analysis to configure the next seeds, that is, the second link-step connectivity, to use the secondary connection as the exercise recovery predictor. Each step for obtaining a secondary connection may be as follows.

(i) 병변을 정상적인 객체에 이전한다. (i) Transfer the lesion to a normal object.

(ii) seed-based 접근법을 통해 정상인의 lesion-seeded functional connectivity를 획득한다. (first link-step, voxel-wise connectivity, p<0.00005). (ii) Acquire lesion-seeded functional connectivity of normal subjects through a seed-based approach. (first link-step, voxel-wise connectivity, p <0.00005).

(iii) 복셀에 연결된 Lesion-seeded를 modified AAL atlas 를 근거로 7개의 영역으로 나눈다. (iii) The Lesion-seeded connected to the voxel is divided into seven areas based on the modified AAL atlas.

(iv) 각각의 영역을 다음 seed 영역으로 설정하며, 수정된 AAL space 에서region-wise connectivity 분석을 수행한다(second link-step, region-wise connectivity, p<0.01). 이 때에 병변과 복셀에 연결된 lesion-seeded는 마스킹될 수 있다. (iv) Set each region to the next seed region and perform region-wise connectivity analysis in the modified AAL space (second link-step, region-wise connectivity, p <0.01). At this time, the lesion-seeded connected to the lesion and the voxel may be masked.

(v)seed 영역과 수정된 AAL regions 간의 상관관계를 산출한다. 상관관계에 대한 값을 다음 seed 영역에 부합하는 열에 삽입함으로써, 인접 행렬을 구성할 수 있다. 이 때, 행렬은 홀수 번호의 영역은 왼쪽 영역에서 동일 손상 영역(ipsilesional region)으로 변할 수 있으며, 짝수 번호의 영역은 오른쪽 영역에서 반대 손상 영역(contralesional region)으로 변할 수 있다. (v) Calculate the correlation between the seeded region and the modified AAL regions. You can construct an adjacency matrix by inserting the values for the correlation into the columns that match the next seed region. In this case, the matrix may change the odd-numbered region from the left region to the same damage region, and the even-numbered region from the right region to the contralesional region.

(vi) step (v) 에서 얻은 비대칭의 인접한 행렬은 전치행렬을 추가함으로 대칭적인 행렬로 수정될 수 있다(A_P1Hi= A_P1Hi+A_P1Hi') 만약 seeds가 region 1 및 region 2에 위치하는 경우, region 1 및 region 2에는 다른 2개의 상관 계수 값이 있는 것으로 볼 수 있다. 여기에서, 계수는 병변의 영향을 반영한다고 가정한다. 만약 다음 seed가 region 1 및 region 2에 위치한다면, region 1과 region 2 간의 병변의 영향이 합산될 수 있다. 회복 예측 장치는 비대칭 행렬을 만듦으로써, region 1 과 region 2 의 병변의 영향을 합산된 값으로 표현 할 수 있다. (vi) The asymmetric contiguous matrix obtained in step (v) can be modified to a symmetric matrix by adding a transpose matrix (A_P1Hi = A_P1Hi + A_P1Hi ') if seeds are located in region 1 and region 2, region 1 And region 2 can be seen to have two different correlation coefficient values. Here, assume that the coefficient reflects the effect of the lesion. If the next seed is located in region 1 and region 2, the effects of the lesion between region 1 and region 2 can be summed. By making an asymmetric matrix, the recovery prediction apparatus can express the effects of the lesions in region 1 and region 2 as summed values.

(vii)인접한 행렬들은 정상(healthy) 객체로부터 획득될 수 있으며, 모든 행렬은 평균화될 수 있다. 평균화된 행렬은 한 병변으로부터 얻어지는 2차 연결에 해당한다. 뇌졸중 환자를 위한 2차연결 행렬은 다음과 같이 정의될 수 있다. (vii) Adjacent matrices can be obtained from a healthy object, and all matrices can be averaged. The averaged matrix corresponds to the secondary connection obtained from one lesion. Secondary connection matrix for stroke patients can be defined as follows.

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기의 수학식 1에서

Figure pat00002
는 i번째 정상 객체로부터 획득된 2차 연결 행렬을 나타내고, n은 정상 객체의 수를 나타낸다. In Equation 1 above
Figure pat00002
Denotes a secondary connection matrix obtained from the i-th normal object, and n denotes the number of normal objects.

회복 예측 장치는 병변으로부터의 뇌에 대한 영향을 측정하기 위해, 연결되지 않거나, 약한 연결을, 운동 회복에 대한 예측인자로서 기준 참조 연결과 비교할 수 있다. The recovery prediction device may compare the unlinked or weak linkage with the reference reference linkage as a predictor for motor recovery to determine the effect on the brain from the lesion.

비교 결과, 회복 예측 장치는 연결되지 않거나, 약한 연결의 숫자가 커질수록 병변이 뇌신경에 일으키는 영향은 적어지며 뇌 신경은 뇌졸중으로 부터 받은 손상을 회복하기에 유리한 상태이며, 그 결과 운동신경 회복에 좋은 영향을 끼치는 것으로 결정할 수 있다.As a result, the recovery predictor is not connected, or the greater the number of weak connections, the less the lesion affects the brain nerves, and the brain nerves are better at repairing the damage from stroke, which is good for the recovery of motor nerves. It can be determined to influence.

[수학식 2][Equation 2]

Figure pat00003
Figure pat00004
Figure pat00003
Figure pat00004

Figure pat00005
Figure pat00005

상기의 수학식 2에서,

Figure pat00006
는 환자의 2차 연결 행렬을 나타내고,
Figure pat00007
는 참조 기준 연결 행렬을 나타내며, m은 영역의 개수를 나타낸다. 참조 연결 행렬은 병변 볼륨에 의해 마스킹 된 모든 정상 객체의 AAL 연결 행렬을 평균하여 획득될 수 있다. 참조 연결 세기 보다 강도가 낮은 연결은 병변의 약한 부분으로 정의될 수 있고, 세기가 없는 연결은 병변에 영향을 받지 않는 연결로 정의될 수 있다. 그러므로 회복 예측 장치는 강도가 낮은 연결 및 병변에 영향을 받지 않는 연결의 개수에 대응되는 예측 인자를 이용할 수 있다. In Equation 2 above,
Figure pat00006
Represents the secondary connection matrix of the patient,
Figure pat00007
Denotes a reference criterion connection matrix and m denotes the number of regions. The reference connection matrix may be obtained by averaging the AAL connection matrices of all normal objects masked by the lesion volume. Links that are less intense than the reference link strength may be defined as weak portions of the lesion, and links without strength may be defined as links that are not affected by the lesion. Therefore, the recovery prediction apparatus may use a prediction factor corresponding to the number of low-strength connections and connections that are not affected by the lesion.

일 실시예에 따른 회복 예측 장치는 선형 회귀 모델을 통해 일변량 분석을 수행할 수 있다. 회복 예측 장치는 여러가지 변수(환자의 나이, 병변의 크기, 기준선, 예상되는 인자)와 운동 능력 회복 간의 관계를 조사하고, 조사 결과에 따라, 나이, 병변의 크기 및 예측 인자와 운동 능력 회복 간의 관계를 결정할 수 있다. According to an embodiment, the recovery prediction apparatus may perform univariate analysis through a linear regression model. The recovery predictor examines the relationship between various variables (patient age, lesion size, baseline, expected factors) and recovery of motor performance and, depending on the findings, the relationship between age, lesion size and predictive factors and recovery of motor performance. Can be determined.

또한, 회복 예측 장치는 천막상과 천막하 병변으로 환자를 구분하여, 예측 인자와 운동 능력 회복 간의 관계를 조사할 수 있다. 그 결과, 예측 인자가 특히, 천막상에 병변이 있는 환자들에 대해 정확도가 높음을 확인할 수 있었다. 또한, 회복 예측 장치는 다변량 분석을 통해 천막상 병변을 조사할 수 있다. 회복 예측 장치는 초기 장애 정도와 예측 인자를 결합하여, 분석을 수행한 결과, 운동 능력 예측의 정확도가 보다 향상됨을 확인하였다. 또한, 초기 장애 정도, 예측 인자 뿐만 아니라, 나이, 병변의 크기와 같은 요소들을 추가로 포함하여, 다중 선형회귀 모델을 이용하여 분석한 결과, 예측 정확도가 가장 높음이 확인되었다. 한편, 다변량 분석의 결과에 따르면, 초기 장애 정도는 재활 예측에 강력한 영향을 끼침이 확인되었고, 또한, 제안한 예측인자 또한 다변량 분석에서 의미를 유지함으로써, 영향령이 높음을 확인할 수 있었다. In addition, the recovery predicting device may classify the patient into an upper tent and a lower tent lesion to investigate a relationship between the predictive factor and the recovery of exercise ability. As a result, it was confirmed that the predictor was high in accuracy, especially for patients with lesions on the tent. In addition, the recovery prediction device may examine tent-like lesions through multivariate analysis. The recovery prediction device combines the initial level of disability and the predictive factors, and as a result of the analysis, it is confirmed that the accuracy of the motor performance prediction is improved. In addition, the analysis was performed using multiple linear regression models, including factors such as age and lesion size, as well as the initial degree of disability and predictive factors. On the other hand, according to the results of the multivariate analysis, it was confirmed that the initial degree of disorder had a strong influence on the rehabilitation prediction, and the predictor also maintained the significance in the multivariate analysis, indicating that the influence factor was high.

일 실시예에 따른 회복 예측 장치는 초기 장애 정도와 제안된 예측 인자를 통한 다변량 분석의 효용을 확인하기 위해 LOOCV(Leave-one-out cross validation) 및 k-fold cross validation을 적용할 수 있다. The recovery prediction apparatus according to an embodiment may apply leave-one-out cross validation (LOOCV) and k-fold cross validation to confirm the utility of the multivariate analysis using the initial degree of failure and the proposed predictor.

예측된 FMA 점수와 뇌출혈이 발생한지 3달뒤의 실제의 FMA 점수와의 관계를 보여준다. 예측의 정확도를 비교하기 위해 결합된 모델과 다변량 모델, 2가지 모델의 총합의 변화를 비교한 결과, 결합모델의 결정 상수가 다변량 모델의 결정 상수보다 전체적인 간격이 높음을 확인할 수 있다. 특히 2가지 모델의 결정 상수가 초기 손상이 큰 환자들에게 훨씬 크다는 것을 확인할 수 있다. 또한, 결합한 모델 예측 정확도는 일변량 분석보다 큰 것이 확인되었다. The relationship between the predicted FMA score and the actual FMA score three months after cerebral hemorrhage occurred. As a result of comparing the change of the sum of the combined model, the multivariate model, and the two models to compare the accuracy of the prediction, it can be seen that the determination constant of the combined model is higher than the determination constant of the multivariate model. In particular, it can be seen that the decision constants of the two models are much greater for patients with large initial damage. It was also confirmed that the combined model prediction accuracy was greater than univariate analysis.

도 27은 일 실시예에 따른 회복 예측 장치(2700)의 블록도이다. 27 is a block diagram of a recovery prediction apparatus 2700, according to an exemplary embodiment.

도 27 참조하면, 회복 예측 장치(2700)는 프로세서(2710) 및 메모리(2720)를 포함할 수 있다. 상기 실시 예들에서 제안한 회복 예측 방법에 따라, 프로세서(2710) 및 메모리(2720)가 동작할 수 있다. 다만, 일 실시예에 따른 회복 예측 장치(2700)의 구성 요소가 전술한 예에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시예에 따라, 회복 예측 장치(2700)는 전술한 구성 요소들 보다 더 많은 구성 요소를 포함하거나 더 적은 구성 요소를 포함할 수도 있다. Referring to FIG. 27, the recovery prediction apparatus 2700 may include a processor 2710 and a memory 2720. According to the recovery prediction method proposed in the above embodiments, the processor 2710 and the memory 2720 may operate. However, the components of the recovery prediction apparatus 2700 according to an embodiment are not limited to the above-described example. According to another embodiment, the recovery prediction apparatus 2700 may include more components or fewer components than the aforementioned components.

프로세서(2710)는 뇌 영상 데이터로부터 획득된 병변에 관한 정보를 정상인의 휴면 상태 fMRI(functional MRI)에 적용하여, 뇌 전체 영역의 일차 연결 정보를 결정할 수 있다. 프로세서(2710)는 일차 연결 정보를 기준으로, 병변에 대한 영향이 소정 기준보다 낮은 연결에 해당하는 이차 연결 정보를 획득할 수 있다. 프로세서(2710)는 초기 장애 정도 및 이차 연결 정보를 기초로, 병변에 대한 회복 예측 모델을 생성할 수 있다. The processor 2710 may apply the information about the lesion obtained from the brain image data to a dormant state fMRI (functional MRI) of a normal person to determine primary connection information of the entire brain region. The processor 2710 may obtain secondary connection information corresponding to a connection whose influence on the lesion is lower than a predetermined criterion based on the primary connection information. The processor 2710 may generate a recovery prediction model for the lesion based on the initial degree of failure and the secondary connection information.

프로세서(2710)는 복수의 정상인의 일차 연결 정보로부터 획득한 복수의 이차 연결 정보의 평균값을 기초로 이차 연결 정보를 획득할 수 있다. 프로세서(2710)는, 환자의 나이 및 병변의 크기에 관한 정보를 획득할 수 있다. 프로세서(2710)는 초기 장애 정도 및 이차 연결 정보와 함께 환자의 나이 및 병변의 크기를 기초로 회복 예측 모델을 생성할 수 있다. The processor 2710 may obtain secondary connection information based on an average value of the plurality of secondary connection information obtained from the primary connection information of the plurality of normal persons. The processor 2710 may obtain information about the age of the patient and the size of the lesion. The processor 2710 may generate a recovery prediction model based on the age of the patient and the size of the lesion along with the initial degree of failure and the secondary connection information.

프로세서(2710)는 뇌졸중 환자의 뇌 신경망 데이터를 MRI 뇌영상 기법을 통해 획득할 수 있다. 프로세서(2710)는 획득한 뇌 영상 데이터에 환자의 머리 움직임의 보정을 수행할 수 있다. The processor 2710 may acquire brain neural network data of a stroke patient through an MRI brain imaging technique. The processor 2710 may perform correction of the head movement of the patient on the acquired brain image data.

메모리(2720)는 프로세서(2710)가 뇌졸중 환자의 회복 정도를 예측하는데 필요한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(2720)는 뇌졸중 환자의 뇌 영상 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(2720)는 회복 예측 모델을 저장할 수 있다. The memory 2720 may store information necessary for the processor 2710 to predict the degree of recovery of the stroke patient. For example, the memory 2720 may store brain image data of a stroke patient. In addition, the memory 2720 may store a recovery prediction model.

본 발명에 따른 장치는 프로세서, 프로그램 데이터를 저장하고 실행하는 메모리, 디스크 드라이브와 같은 영구 저장부(permanent storage), 외부 장치와 통신하는 통신 포트, 터치 패널, 키(key), 버튼 등과 같은 사용자 인터페이스 장치 등을 포함할 수 있다. 소프트웨어 모듈 또는 알고리즘으로 구현되는 방법들은 상기 프로세서상에서 실행 가능한 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드들 또는 프로그램 명령들로서 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체 상에 저장될 수 있다. 여기서 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체로 마그네틱 저장 매체(예컨대, ROM(read-only memory), RAM(random-access memory), 플로피 디스크, 하드 디스크 등) 및 광학적 판독 매체(예컨대, 시디롬(CD-ROM), 디브이디(DVD: Digital Versatile Disc)) 등이 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템들에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 판독 가능한 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 매체는 컴퓨터에 의해 판독가능하며, 메모리에 저장되고, 프로세서에서 실행될 수 있다. The device according to the invention comprises a processor, a memory for storing and executing program data, a permanent storage such as a disk drive, a communication port for communicating with an external device, a user interface such as a touch panel, a key, a button and the like. Device and the like. Methods implemented by software modules or algorithms may be stored on a computer readable recording medium as computer readable codes or program instructions executable on the processor. The computer-readable recording medium may be a magnetic storage medium (eg, read-only memory (ROM), random-access memory (RAM), floppy disk, hard disk, etc.) and an optical reading medium (eg, CD-ROM). ) And DVD (Digital Versatile Disc). The computer readable recording medium can be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion. The medium is readable by the computer, stored in the memory, and can be executed by the processor.

본 발명에서 인용하는 공개 문헌, 특허 출원, 특허 등을 포함하는 모든 문헌들은 각 인용 문헌이 개별적으로 및 구체적으로 병합하여 나타내는 것 또는 본 발명에서 전체적으로 병합하여 나타낸 것과 동일하게 본 발명에 병합될 수 있다.All documents, including publications, patent applications, patents, and the like, cited in the present invention, may be incorporated into the present invention as if each cited document were individually and specifically shown as merged or as totally merged in the present invention. .

본 발명의 이해를 위하여, 도면에 도시된 바람직한 실시 예들에서 참조 부호를 기재하였으며, 본 발명의 실시 예들을 설명하기 위하여 특정 용어들을 사용하였으나, 특정 용어에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 당업자에 있어서 통상적으로 생각할 수 있는 모든 구성 요소들을 포함할 수 있다. For the understanding of the present invention, reference numerals have been set forth in the preferred embodiments illustrated in the drawings, and specific terms are used to describe the embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to the specific terms, and the present invention. May include all components conventionally conceivable to a person skilled in the art.

본 발명은 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들은 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 또는/및 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 하나 이상의 마이크로프로세서들의 제어 또는 다른 제어 장치들에 의해서 다양한 기능들을 실행할 수 있는, 메모리, 프로세싱, 로직(logic), 룩업 테이블(look-up table) 등과 같은 직접 회로 구성들을 채용할 수 있다. 본 발명에의 구성 요소들이 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있는 것과 유사하게, 본 발명은 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명은 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. "매커니즘", "요소", "수단", "구성"과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 상기 용어는 프로세서 등과 연계하여 소프트웨어의 일련의 처리들(routines)의 의미를 포함할 수 있다.The invention can be represented by functional block configurations and various processing steps. Such functional blocks may be implemented in various numbers of hardware or / and software configurations that perform particular functions. For example, the present invention relates to integrated circuit configurations such as memory, processing, logic, look-up table, etc., which may execute various functions by the control of one or more microprocessors or other control devices. It can be adopted. Similar to the components in the present invention may be implemented in software programming or software elements, the present invention includes various algorithms implemented in data structures, processes, routines or other combinations of programming constructs, including C, C ++ It may be implemented in a programming or scripting language such as Java, an assembler, or the like. The functional aspects may be implemented with an algorithm running on one or more processors. In addition, the present invention may employ the prior art for electronic environment setting, signal processing, and / or data processing. Terms such as "mechanism", "element", "means", "configuration" can be used widely and are not limited to mechanical and physical configurations. The term may include the meaning of a series of routines of software in conjunction with a processor or the like.

본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.Particular implementations described in the present invention are embodiments and do not limit the scope of the present invention in any way. For brevity of description, descriptions of conventional electronic configurations, control systems, software, and other functional aspects of the systems may be omitted. In addition, the connection or connection members of the lines between the components shown in the drawings by way of example shows a functional connection and / or physical or circuit connections, in the actual device replaceable or additional various functional connections, physical It may be represented as a connection, or circuit connections. In addition, unless specifically mentioned, such as "essential", "important" may not be a necessary component for the application of the present invention.

본 발명의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 "상기"의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 마지막으로, 본 발명에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.In the specification (particularly in the claims) of the present invention, the use of the term “above” and the similar indicating term may be used in the singular and the plural. In addition, in the present invention, when the range is described, it includes the invention to which the individual values belonging to the range are applied (if not stated to the contrary), and each individual value constituting the range is described in the detailed description of the invention. Same as Finally, if there is no explicit order or contrary to the steps constituting the method according to the invention, the steps may be performed in a suitable order. The present invention is not necessarily limited to the order of description of the above steps. The use of all examples or exemplary terms (eg, etc.) in the present invention is merely for the purpose of describing the present invention in detail, and the scope of the present invention is limited by the examples or exemplary terms unless defined by the claims. It doesn't happen. In addition, one of ordinary skill in the art appreciates that various modifications, combinations and changes can be made depending on design conditions and factors within the scope of the appended claims or equivalents thereof.

Claims (11)

프로세서에 의해, 뇌졸중 환자의 뇌 영상 데이터에 기초하여 초기 장애 정도를 결정하는 단계;
상기 프로세서에 의해, 상기 뇌 영상 데이터로부터 획득된 병변에 관한 정보를 정상인의 휴면 상태 fMRI(functional MRI)에 각각 적용하여, 상기 정상인의 뇌 네트워크 구조에서 상기 뇌졸중 환자의 상기 병변을 제 1 시드로 설정함으로써, 상기 제 1 시드에 일차적으로 연결되는 제 1 복수의 영역들에 관한, 상기 정상인의 일차 연결 정보를 결정하는 단계;
상기 프로세서에 의해, 상기 정상인의 상기 뇌 네트워크 구조에서 결정된 상기 일차 연결 정보에 기초하여 상기 정상인의 상기 뇌 네트워크 구조에서 상기 제 1 복수의 영역들을 제 2 시드로 설정함으로써, 상기 제 1 시드에 이차적으로 연결되고 상기 제 2 시드에 일차적으로 연결되는 제 2 복수의 영역들에 관한, 상기 정상인의 이차 연결 정보를 획득하는 단계;
상기 프로세서에 의해, 상기 정상인의 상기 일차 연결 정보를 결정하는 단계 및 상기 정상인의 상기 이차 연결 정보를 획득하는 단계를, 제 1 정상인 내지 제 n 정상인에 대해 수행하여 상기 제 1 정상인 내지 상기 제 n 정상인 각각의 이차 연결 정보를 획득하는 단계;
상기 프로세서에 의해, 상기 제 1 정상인 내지 상기 제 n 정상인 각각의 이차 연결 정보, 및 상기 뇌졸중 환자의 상기 초기 장애 정도를 이용하여, 상기 뇌졸중 환자의 상기 병변에 대한 회복 예측 모델을 생성하는 단계를 포함하고,
상기 n 은 2 이상의 정수인, 뇌졸중 환자의 회복 정도를 예측하는 방법.
Determining, by the processor, an initial degree of disability based on brain image data of the stroke patient;
The processor may apply information about a lesion obtained from the brain image data to a functional state of sleep (fMRI) of a normal person, respectively, to set the lesion of the stroke patient as a first seed in the brain network structure of the normal person. Thereby determining primary connection information of the normal person with respect to a first plurality of regions that are primarily connected to the first seed;
By the processor, secondary to the first seed by setting the first plurality of regions as a second seed in the brain network structure of the normal person based on the primary connection information determined in the brain network structure of the normal person. Obtaining secondary connection information of the normal person relating to a second plurality of regions that are connected and primarily connected to the second seed;
Determining, by the processor, the primary connection information of the normal person and obtaining the secondary connection information of the normal person for the first normal person to the nth normal person to perform the first normal person to the nth normal person Obtaining respective secondary connection information;
Generating, by the processor, a recovery prediction model for the lesion of the stroke patient, using the secondary connection information of each of the first to nth normal persons, and the initial degree of disability of the stroke patient. and,
And n is an integer of 2 or more.
제 1항에 있어서,
상기 회복 예측 모델을 생성하는 단계는,
상기 제 1 정상인 내지 상기 제 n 정상인 각각의 이차 연결 정보의 평균값, 및 상기 초기 장애 정도를 이용하여, 상기 병변에 대한 상기 회복 예츨 모델을 생성하는 단계를 포함하는, 뇌졸중 환자의 회복 정도를 예측하는 방법.
The method of claim 1,
Generating the recovery prediction model,
Generating a recovery example model for the lesion, using the average value of the secondary connection information of each of the first normal person to the nth normal person, and the initial degree of disorder. Way.
제 1항에 있어서,
상기 프로세서에 의해, 상기 뇌졸중 환자의 나이 및 상기 뇌졸중 환자의 상기 병변의 크기에 관한 정보를 획득하는 단계를 더 포함하고,
상기 회복 예측 모델을 생성하는 단계는,
상기 프로세서에 의해, 상기 뇌졸중 환자의 나이, 상기 병변의 크기, 상기 제 1 정상인 내지 상기 제 n 정상인 각각의 이차 연결 정보, 및 상기 초기 장애 정도를 이용하여, 상기 뇌졸중 환자의 상기 병변에 대한 회복 예측 모델을 생성하는 단계를 포함하는, 뇌졸중 환자의 회복 정도를 예측하는 방법.
The method of claim 1,
Obtaining, by the processor, information regarding the age of the stroke patient and the size of the lesion of the stroke patient,
Generating the recovery prediction model,
Predicting, by the processor, recovery of the stroke patient for the lesion, using the age of the stroke patient, the size of the lesion, the secondary connectivity information of each of the first to nth normal persons, and the initial degree of disability. Generating a model, the method of predicting the extent of recovery of a stroke patient.
제 1항에 있어서,
상기 프로세서에 의해, 상기 뇌졸중 환자의 상기 뇌 영상 데이터를 MRI 기법을 통해 획득하는 단계; 및
상기 프로세서에 의해, 상기 획득한 뇌 영상 데이터에 상기 뇌졸중 환자의 머리 움직임의 보정을 수행하는 단계를 더 포함하는, 뇌졸중 환자의 회복 정도를 예측하는 방법.
The method of claim 1,
Acquiring, by the processor, the brain image data of the stroke patient through an MRI technique; And
And correcting, by the processor, the head movement of the stroke patient on the acquired brain image data.
제 1항에 있어서, 상기 이차 연결 정보는,
상기 병변으로부터 영향을 받지 않거나, 상기 병변으로부터 영향을 받는 정도가 상기 소정 기준 미만인, 뇌졸중 환자의 회복 정도를 예측하는 방법.
The method of claim 1, wherein the secondary connection information,
A method for predicting the extent of recovery of a stroke patient that is unaffected from, or affected by, the lesion below the predetermined criterion.
뇌졸중 환자의 뇌 영상 데이터에 기초하여 초기 장애 정도를 결정하고,
상기 뇌 영상 데이터로부터 획득된 병변에 관한 정보를 정상인의 휴면 상태 fMRI(functional MRI)에 각각 적용하여, 상기 정상인의 뇌 네트워크 구조에서 상기 뇌졸중 환자의 상기 병변을 제 1 시드로 설정함으로써, 상기 제 1 시드에 일차적으로 연결되는 제 1 복수의 영역들에 관한, 상기 정상인의 일차 연결 정보를 결정하고,
상기 정상인의 상기 뇌 네트워크 구조에서 결정된 상기 일차 연결 정보에 기초하여 상기 정상인의 상기 뇌 네트워크 구조에서 상기 제 1 복수의 영역들을 제 2 시드로 설정함으로써, 상기 제 1 시드에 이차적으로 연결되고 상기 제 2 시드에 일차적으로 연결되는 제 2 복수의 영역들에 관한, 상기 정상인의 이차 연결 정보를 획득하고,
상기 정상인의 상기 일차 연결 정보를 결정하는 단계 및 상기 정상인의 상기 이차 연결 정보를 획득하는 단계를, 제 1 정상인 내지 제 n 정상인에 대해 수행하여 상기 제 1 정상인 내지 상기 제 n 정상인 각각의 이차 연결 정보를 획득하고,
상기 제 1 정상인 내지 상기 제 n 정상인 각각의 이차 연결 정보, 및 상기 뇌졸중 환자의 상기 초기 장애 정도를 이용하여, 상기 뇌졸중 환자의 상기 병변에 대한 회복 예측 모델을 생성하도록 구성된 프로세서; 및
상기 회복 예측 모델을 저장하는 메모리를 포함하고,
상기 n 은 2 이상의 정수인, 뇌졸중 환자의 회복 정도를 예측하는 장치.
Determine the extent of the initial disorder based on brain imaging data of the stroke patient,
By applying the information on the lesion obtained from the brain image data to the functional state of sleep (fMRI) of the normal person, respectively, by setting the lesion of the stroke patient as the first seed in the brain network structure of the normal person, Determine primary connection information of the normal person, relating to a first plurality of regions primarily connected to a seed,
Setting the first plurality of regions as a second seed in the brain network structure of the normal person based on the primary connection information determined in the brain network structure of the normal person, thereby being secondarily connected to the first seed and being connected to the second seed. Obtain secondary connection information of the normal person, relating to a second plurality of regions that are primarily connected to a seed,
Determining the primary connection information of the normal person and acquiring the secondary connection information of the normal person for each of the first normal person to the nth normal person to perform secondary connection information of each of the first normal person to the nth normal person; Earned,
A processor configured to generate a recovery prediction model for the lesion of the stroke patient, using the secondary connectivity information of each of the first to nth normal persons, and the initial degree of disability of the stroke patient; And
A memory for storing the recovery prediction model,
Wherein n is an integer of at least 2, predicting the extent of recovery of a stroke patient.
제 6항에 있어서, 상기 프로세서는,
상기 제 1 정상인 내지 상기 제 n 정상인 각각의 이차 연결 정보의 평균값, 및 상기 초기 장애 정도를 이용하여, 상기 병변에 대한 상기 회복 예츨 모델을 생성하도록 더 구성되는, 뇌졸중 환자의 회복 정도를 예측하는 장치.
The method of claim 6, wherein the processor,
An apparatus for predicting a degree of recovery of a stroke patient further configured to generate the recovery sample model for the lesion using the average value of each secondary connection information of the first normal to nth normal and the initial degree of disability. .
제 6항에 있어서, 상기 프로세서는,
상기 뇌졸중 환자의 나이 및 상기 뇌졸중 환자의 상기 병변의 크기에 관한 정보를 획득하고,
상기 뇌졸중 환자의 나이, 상기 병변의 크기, 상기 제 1 정상인 내지 상기 제 n 정상인 각각의 이차 연결 정보, 및 상기 초기 장애 정도를 이용하여, 상기 뇌졸중 환자의 상기 병변에 대한 회복 예측 모델을 생성하도록 더 구성되는, 뇌졸중 환자의 회복 정도를 예측하는 장치.
The method of claim 6, wherein the processor,
Obtaining information about the age of the stroke patient and the size of the lesion of the stroke patient,
Further using the age of the stroke patient, the size of the lesion, secondary connection information of each of the first to nth normal persons, and the initial degree of disability, to generate a recovery prediction model for the lesion of the stroke patient. Device configured to predict the extent of recovery of a stroke patient.
제 6항에 있어서, 상기 프로세서는,
상기 뇌졸중 환자의 상기 뇌 영상 데이터를 MRI 기법을 통해 획득하고,
상기 획득한 뇌 영상 데이터에 상기 뇌졸중 환자의 머리 움직임의 보정을 수행하도록 더 구성되는, 뇌졸중 환자의 회복 정도를 예측하는 장치.
The method of claim 6, wherein the processor,
The brain imaging data of the stroke patient is obtained through MRI technique,
The apparatus for predicting the degree of recovery of the stroke patient further configured to perform correction of the head movements of the stroke patient on the acquired brain image data.
제 6항에 있어서, 상기 이차 연결 정보는,
상기 병변으로부터 영향을 받지 않거나, 상기 병변으로부터 영향을 받는 정도가 상기 소정 기준 미만인, 뇌졸중 환자의 회복 정도를 예측하는 장치.
The method of claim 6, wherein the secondary connection information,
A device for predicting the extent of recovery of a stroke patient that is not affected by the lesion or is affected by the lesion below the predetermined criterion.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 하나의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.

A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for executing the method of any one of claims 1 to 5.

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114446470A (en) * 2022-01-28 2022-05-06 云南白药集团医药电子商务有限公司 Artificial intelligence model-based acute kidney injury recovery time prediction method
KR20220085256A (en) * 2020-12-15 2022-06-22 영남대학교 산학협력단 Apparatus and method for predicting recovery prognosis of motor function using clinical data from stroke patients

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008132032A (en) * 2006-11-27 2008-06-12 Hitachi Ltd Nerve-fiber bundle measuring system and image processing system
KR20120057170A (en) * 2010-11-26 2012-06-05 인제대학교 산학협력단 System for quantitative analysis based on brain magnetic resonance imaging
KR20150128471A (en) * 2014-05-09 2015-11-18 삼성전자주식회사 Apparatus and method for supporting rehabilitaion of patient with brain demage
US20160220168A1 (en) * 2013-09-20 2016-08-04 John D. Port Systems and methods for producing imaging biomarkers indicative of a neurological disease state using gray matter suppressions via double inversion-recovery magnetic resonance imaging

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008132032A (en) * 2006-11-27 2008-06-12 Hitachi Ltd Nerve-fiber bundle measuring system and image processing system
KR20120057170A (en) * 2010-11-26 2012-06-05 인제대학교 산학협력단 System for quantitative analysis based on brain magnetic resonance imaging
US20160220168A1 (en) * 2013-09-20 2016-08-04 John D. Port Systems and methods for producing imaging biomarkers indicative of a neurological disease state using gray matter suppressions via double inversion-recovery magnetic resonance imaging
KR20150128471A (en) * 2014-05-09 2015-11-18 삼성전자주식회사 Apparatus and method for supporting rehabilitaion of patient with brain demage

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220085256A (en) * 2020-12-15 2022-06-22 영남대학교 산학협력단 Apparatus and method for predicting recovery prognosis of motor function using clinical data from stroke patients
CN114446470A (en) * 2022-01-28 2022-05-06 云南白药集团医药电子商务有限公司 Artificial intelligence model-based acute kidney injury recovery time prediction method

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