KR20190133900A - System and method for diagnosing brain neuronal disease - Google Patents

System and method for diagnosing brain neuronal disease Download PDF

Info

Publication number
KR20190133900A
KR20190133900A KR1020180058859A KR20180058859A KR20190133900A KR 20190133900 A KR20190133900 A KR 20190133900A KR 1020180058859 A KR1020180058859 A KR 1020180058859A KR 20180058859 A KR20180058859 A KR 20180058859A KR 20190133900 A KR20190133900 A KR 20190133900A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
data
unit
heart rate
activity
disease
Prior art date
Application number
KR1020180058859A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102142694B1 (en
Inventor
이상호
강원석
문제일
Original Assignee
재단법인대구경북과학기술원
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 재단법인대구경북과학기술원 filed Critical 재단법인대구경북과학기술원
Priority to KR1020180058859A priority Critical patent/KR102142694B1/en
Publication of KR20190133900A publication Critical patent/KR20190133900A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102142694B1 publication Critical patent/KR102142694B1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/40Detecting, measuring or recording for evaluating the nervous system
    • A61B5/4058Detecting, measuring or recording for evaluating the nervous system for evaluating the central nervous system
    • A61B5/4064Evaluating the brain
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/024Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7235Details of waveform analysis
    • A61B5/7264Classification of physiological signals or data, e.g. using neural networks, statistical classifiers, expert systems or fuzzy systems
    • A61B5/7267Classification of physiological signals or data, e.g. using neural networks, statistical classifiers, expert systems or fuzzy systems involving training the classification device
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7271Specific aspects of physiological measurement analysis
    • A61B5/7275Determining trends in physiological measurement data; Predicting development of a medical condition based on physiological measurements, e.g. determining a risk factor

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Neurology (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Psychology (AREA)
  • Neurosurgery (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Abstract

According to one embodiment of the present invention, a system for diagnosing cranial nerve disorder at low cost comprises: data measuring units measuring heart rate and activity; a data collection unit collecting heart rate data and activity data measured from the data measuring units; a data preprocessing unit preprocessing the heart rate data and activity data collected from the data collection unit; a data storage unit storing reference data for determining disorder; and a disorder determination unit determining for disorder based on the data preprocessed in the data preprocessing unit and the reference data stored in the data storage unit. The plurality of data measuring units may be provided. The data collection unit may collect the heart rate data and activity data measured by the data measuring units according to individual protocols.

Description

뇌신경 질환 진단 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR DIAGNOSING BRAIN NEURONAL DISEASE}CENTRAL AND METHOD FOR DIAGNOSING BRAIN NEURONAL DISEASE}

본 발명은 뇌신경 질환 진단 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 심박수 및 활동량 기반으로 뇌신경 질환을 판별하는 뇌신경 질환 진단 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and method for diagnosing cranial nerve disease, and more particularly, to a system and method for diagnosing cranial nerve disease based on heart rate and activity.

최근 두통, 어지럼증뿐 아니라 기억력저하, 말초신경장애 등 뇌신경 쪽에 문제가 생겨 나타나는 이상신호로 병원을 찾는 사람들이 늘고 있다.Recently, more and more people are visiting hospitals because of abnormalities such as headaches, dizziness, memory problems, peripheral nerve disorders, and the like.

뇌신경질환은 뇌와 척수를 비롯한 말초신경 및 근육 등에서 발생할 수 있는 다양한 질환을 가리킨다. 치매, 기억력 저하, 두통, 어지럼증, 간질, 말초신경장애로 인한 손발저림이나 마비, 뇌혈관장애로 인한 뇌졸중(뇌출혈, 뇌경색)에 이르기까지 뇌신경질환의 범위는 아주 넓다.Cranial nerve disease refers to various diseases that can occur in the peripheral nerves and muscles, including the brain and spinal cord. Cerebral neurological disorders range from dementia, memory loss, headache, dizziness, epilepsy, numbness or paralysis due to peripheral neuropathy, and stroke due to cerebrovascular disorders (cerebral hemorrhage, cerebral infarction).

특히, 경도인지장애는 동일 연령대에 비해 인지기능, 특히 기억력이 떨어져 있는 상태이며, 일상 생활을 수행하는 능력은 보존되어 있어 아직은 치매가 아닌 상태를 의미한다. 즉, 정상노화와 치매의 중간 단계라고 할 수 있다. 역학 연구 결과, 경도인지장애는 알츠하이머병으로 이행할 수 있는 고위험군으로 지목되고 있다. 또한 이 상태는 알츠하이머병을 가장 이른 시기에 발견할 수 있는 단계이며 치료효과를 극대화시킬 수 있다는 점에서 임상적으로 중요하다.In particular, mild cognitive impairment is a state in which cognitive function, especially memory is far off compared to the same age, and the ability to perform daily life is preserved, it means a state not yet dementia. In other words, it is an intermediate step between normal aging and dementia. Epidemiological studies have shown that mild cognitive impairment is a high risk group for the transition to Alzheimer's disease. This condition is also clinically important in that it is the earliest stage of Alzheimer's disease and can maximize the therapeutic effect.

이와 같은 이유로 상시적으로 병의 이행 상태를 추적할 수 있는 방법이 필요하다.For this reason, there is a need for a way to track disease progression at all times.

선행 특허 "초기 알츠하이머 병 또는 경도인지장애 진단 방법(등록번호 KR10-1734645)"은 알츠하이머병 또는 경도인지장애 진단 방법에 관한 것이다. 이때, 알츠하이머병 또는 경도인지장애 진단 방법은 후각 조직의 miR-206의 발현 수준을 확인하여, 알츠하이머병 및 경도인지장애 진단에 높은 진단율을 보이며, 적은 비용으로 진단이 가능하며, 조직 검사의 안정성이 매우 높아 알츠하이머병 또는 경도인지장애 진단에 현저한 과를 보이는 것을 특징으로 한다.The prior patent "Method for diagnosing early Alzheimer's disease or mild cognitive impairment (Registration No. KR10-1734645)" relates to a method for diagnosing Alzheimer's disease or mild cognitive impairment. At this time, the method of diagnosing Alzheimer's disease or mild cognitive impairment confirms the expression level of miR-206 in olfactory tissue, shows a high diagnosis rate for diagnosing Alzheimer's disease and mild cognitive impairment, can be diagnosed at low cost, and stability of biopsy is stable. It is characterized by high remarkable progress in diagnosing Alzheimer's disease or mild cognitive impairment.

선행 특허 "정상인에서 경도인지장애, 알츠하이머 환자로의 진행에 따른 디폴트 모드 네트워크의 기능적 변화 패턴 구분 방법 및 시스템(등록번호: KR10-1317040)"은 정상인에서 경도인지장애, 알츠하이머 환자로의 진행에 따른 디폴트 모드 네트워크의 기능적 변화 패턴 구분 방법 및 시스템에 관한 것이다. 컴퓨터로 구현되는 디폴트 모드 네트워크(Default Mode Network)의 기능적 변화 패턴을 구분하는 방법은 정상인, 경도인지장애 환자 및 알츠하이머 환자 각각의 디폴트 모드 네트워크 간에 기 설정된 값 이상 차이가 있는 영역을 추출하는 단계, 상기 추출한 영역에서 디폴트 모드 네트워크의 기능적 연결성 정보를 추출하는 단계 및 상기 추출한 기능적 연결성 정보와 치매 정도를 나타내는 치매선별 정보 간의 관련성을 분석하여 치매의 진행에 따른 디폴트 모드 네트워크의 기능적 변화 패턴을 구분하는 단계를 포함할 수 있는 것을 특징으로 한다.Prior patent "Method and system for distinguishing functional change pattern of default mode network according to progression from normal person to mild cognitive impairment, Alzheimer's patient" (Registration No. KR10-1317040) "is related to progression from normal person to mild cognitive impairment and Alzheimer's patient The present invention relates to a method and a system for distinguishing functional change patterns of a default mode network. A method for distinguishing functional change patterns of a computer-implemented default mode network may include extracting an area having a difference greater than or equal to a predetermined value between default mode networks of a normal, mild cognitive impaired patient and an Alzheimer's patient. Extracting functional connectivity information of the default mode network from the extracted region, and analyzing the relationship between the extracted functional connectivity information and information on each dementia line indicating the degree of dementia to distinguish functional change patterns of the default mode network according to the progression of dementia. Characterized in that can be included.

선행특허 "경도인지장애 및 알츠하이머성 치매 진단을 위한 문장 이해력 및 표현력 검사 장치 및 방법(등록번호: KR10-1562105)"에서 문장 이해력 및 표현력 검사 장치는 검사 문항 DB를 참조하여 색상 캐릭터를 기반으로 문장 이해 과제및 문장 표현 과제와 동사 이해 과제 및 동사 표현 과제의 문항마다 정답 문장, 오답 문장, 점화 문장 또는 보기 문장의 그래픽 데이터 및 음성 데이터를 포함하는 일련의 문항 데이터를 생성하는 검사 문항 데이터 생성부, 생성된 문항 데이터들을 이용하여, 각 부문의 과제의 문항 별로, 그래픽 데이터를 피검사자에게 시각적으로 표시하고 음성 데이터를 청각적으로 전달하며, 피검사자의 응답 여부와 응답 데이터를 수집하는 검사 진행 제어부 및 검사의 진행 시에 피검사자로부터 입력된 응답 데이터를 처리하여 정답 또는 오답을 판정하고, 판정 결과를 검사 결과 DB에 저장하는 결과 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Sentence comprehension and expressiveness test device and method for the diagnosis of mild cognitive impairment and Alzheimer's dementia (Registration No .: KR10-1562105) "Sentence comprehension and expressiveness tester is based on the color character with reference to the test question DB A test item data generation unit for generating a series of item data including graphic data and audio data of an answer sentence, an incorrect answer sentence, an ignition sentence or a view sentence for each item of an understanding task and a sentence expression task and a verb understanding task and a verb expression task; By using the generated item data, for each item of the task of each department, the graphic data is visually displayed to the examinee and the audio data is transmitted audibly, and the test progress control unit and the test process collecting the response data and the response data. In response, the response data input from the examinee is processed to correct the answer. Determining an incorrect answer, and a determination result; and a result processing unit for storing the test result DB.

이와 같이 선행특허들은 경도인지장애 진단하는 방법으로 자기공명영상 장치로부터 획득한 영상 데이터나, 후각 조직의 데이터 또는 문장 이해력 표현력 데이터 등을 기반으로 진단하는 절차와 방법을 특징으로 하고 있다.As described above, the preceding patents are characterized by a procedure and method for diagnosing mild cognitive impairment based on image data obtained from a magnetic resonance imaging apparatus, data of olfactory tissue, or sentence understanding power.

이와 같은 절차와 방법은 별도의 데이터 수집 절차와 비용을 필요로 한다. 특히 상기 방법들은 특정 시점에서 수집한 데이터이므로 수집하는 데이터의 상태가 시간에 따라 변이할 수 있는 특성을 가질 경우 검사 시점에 따라 그 결과가 달라질 수 있다. 일반적으로 경도인지장애 환자는 인지장애 정도가 미약하여, 검사 시점의 컨디션에 따라 다른 결과를 도출할 수 있다. 즉, 정상 상태에서 경도인지장애 상태로 전이되는 것을 상시적으로 모니터링이 불가하다.Such procedures and methods require separate data collection procedures and costs. In particular, since the methods are data collected at a specific point in time, if the state of the data to be collected has a characteristic that can vary with time, the result may vary depending on the inspection point. In general, patients with mild cognitive impairment may have a low degree of cognitive impairment, and may produce different results depending on conditions at the time of examination. That is, it is not possible to constantly monitor the transition from the normal state to the mild cognitive impairment state.

또한 임상적으로 많이 활용되는 MMSE, CDR, GDS 등과 같은 검사 도구는 반복적인 검사를 통해 검사 도구를 환자가 학습하게 되는 문제점을 가지고 있다.In addition, test tools such as MMSE, CDR, GDS, etc., which are widely used clinically, have a problem that a patient learns test tools through repetitive tests.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.The background art described above is possessed or acquired by the inventors in the derivation process of the present invention, and is not necessarily a publicly known technology disclosed to the general public before the application of the present invention.

일 실시예에 따른 목적은 일상 생활 속에서 불편함이 적은 웨어러블 디바이스로부터 쉽게 수집 가능한 활동량(걸음수)과 심박수를 기반으로 정상군과 질환군(예를 들어, 경도인지장애군)을 분류하여 뇌신경 질환을 조기 진단할 수 있는 뇌신경 질환 진단 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.The purpose of one embodiment is to classify the normal group and the disease group (for example, mild cognitive impairment group) based on the heart rate and the amount of activity (steps) and easily collectable from the wearable device with less discomfort in everyday life brain nerves It is to provide a system and method for diagnosing brain neurological disease which can diagnose the disease early.

일 실시예에 따른 목적은 심박수 데이터 및 활동량 데이터를 전처리하여 기준 데이터와 용이하게 비교할 수 있는 뇌신경 질환 진단 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.An object according to an embodiment is to provide a system and method for diagnosing cranial nerve disease that can pre-process heart rate data and activity data to easily compare with reference data.

일 실시예에 따른 목적은 측정 단위 시간이 상대적으로 긴 데이터를 측정 단위 시간이 상대적으로 짧은 데이터로 변환할 수 있는 뇌신경 질환 진단 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.An object according to an embodiment is to provide a system and method for diagnosing cranial nerve disease that can convert data having a relatively long unit time into data having a relatively short unit time.

일 실시예에 따른 목적은 상시 모니터링을 통해서 병원 방문 없이 뇌신경 질환의 추적 관리를 가능하게 하는 뇌신경 질환 진단 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.An object according to an embodiment is to provide a system and method for diagnosing cranial nerve disease, which enables follow-up management of cranial nerve disease without a hospital visit through constant monitoring.

일 실시예에 따른 목적은 질문 또는 검사 절차가 간편하고, 비용이 저렴할 수 있는 뇌신경 질환 진단 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.An object according to one embodiment is to provide a system and method for diagnosing cranial nerve disease, which may be simple and inexpensive to query or test procedures.

상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 뇌신경 질환 진단 시스템은, 심박수 및 활동량을 측정하는 데이터 측정부; 상기 데이터 측정부에서 측정된 심박수 데이터 및 활동량 데이터를 수집하는 데이터 수집부; 상기 데이터 수집부에 수집된 심박수 데이터 및 활동량 데이터를 전처리하는 데이터 전처리부; 질환 판별을 위한 기준 데이터가 저장되는 데이터 저장부; 및 상기 데이터 전처리부에서 전처리된 데이터 및 상기 데이터 저장부에 저장된 기준 데이터를 기반으로 질환 여부를 판별하는 질환 판별부;를 포함하고, 상기 데이터 측정부는 복수 개로 마련되고, 상기 데이터 수집부는 복수 개의 데이터 측정부에서 측정된 심박수 데이터 및 활동량 데이터를 개별적인 프로토콜에 따라서 수집할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a system for diagnosing a neurological disease in a brain, the data measuring unit measuring a heart rate and an activity amount; A data collector configured to collect heart rate data and activity data measured by the data measurer; A data preprocessor configured to preprocess heart rate data and activity data collected in the data collector; A data storage unit for storing reference data for disease determination; And a disease discrimination unit determining whether a disease is based on data preprocessed by the data preprocessing unit and reference data stored in the data storage unit, wherein the data measuring unit is provided in plurality. Heart rate data and activity data measured by the measurement unit may be collected according to individual protocols.

일 측에 의하면, 상기 데이터 전처리부는, 상기 데이터 수집부에 수집된 심박수 데이터 및 활동량 데이터를 동일 시간을 기준으로 하나의 튜플로 합쳐서 복수 개의 튜플을 생성하고, 결측치 데이터 또는 이상치 데이터를 제거할 수 있다.According to one side, the data preprocessor may combine the heart rate data and activity data collected in the data collection unit into a single tuple on the basis of the same time to generate a plurality of tuples, and remove missing data or outlier data. .

일 측에 의하면, 상기 데이터 전처리부는, 상기 복수 개의 튜플을 기반으로 특정 기간별 데이터 밀도 이미지를 생성할 수 있다.According to one side, the data preprocessor may generate a data density image for each particular period based on the plurality of tuples.

일 측에 의하면, 상기 데이터 저장부에 저장된 기준 데이터는 정상군의 데이터 밀도 이미지 또는 질환군의 데이터 밀도 이미지로 마련되고, 상기 질환 판별부는 상기 데이터 전처리부에서 생성된 사용자의 데이터 밀도 이미지와 상기 정상군의 데이터 밀도 이미지 또는 상기 질환군의 데이터 밀도 이미지의 유사도를 판단하여 사용자의 질환 여부를 판별할 수 있다.According to one side, the reference data stored in the data storage unit is provided with a data density image of a normal group or a data density image of a disease group, the disease determination unit is a data density image of the user generated by the data pre-processing unit and the normal The similarity of the data density image of the group or the data density image of the disease group may be determined to determine whether the user has a disease.

일 측에 의하면, 상기 복수 개의 데이터 측정부는 서로 다른 측정 단위 시간을 구비하고, 상기 데이터 전처리부는 상기 데이터 수집부에 수집된 심박수 데이터 및 활동량 데이터를 동일한 측정 단위 시간으로 변환한 후, 동일 시간을 기준으로 하나의 튜플로 합쳐서 복수 개의 튜플을 생성하거나, 상기 데이터 전처리부는 상기 데이터 수집부에 수집된 심박수 데이터 및 활동량 데이터를 동일 시간을 기준으로 하나의 튜플로 합친 후에 동일한 측정 단위 시간으로 변환하여 복수 개의 튜플을 생성할 수 있다.According to one side, the plurality of data measuring unit has a different unit of measurement time, the data pre-processing unit converts the heart rate data and activity data collected in the data collection unit to the same unit of measurement time, based on the same time By generating a plurality of tuples by combining into one tuple, or the data pre-processing unit combines the heart rate data and activity data collected in the data collection unit into a single tuple based on the same time and converts the same to the same unit of measurement time You can create tuples.

일 측에 의하면, 상기 데이터 전처리부는, 상기 데이터 수집부에 수집된 심박수 데이터 및 활동량 데이터 중 측정 단위 시간이 긴 데이터를 정규 분포에 따라서 복수 개의 데이터로 분할하여 가상의 데이터를 생성함으로써 상기 데이터 수집부에 수집된 심박수 데이터 및 활동량 데이터 중 측정 단위 시간이 짧은 데이터와 동일한 측정 단위 시간의 데이터로 변환할 수 있다.According to one side, the data pre-processing unit, the data collection unit by generating a virtual data by dividing the data having a long unit of measurement time from the heart rate data and activity data collected in the data collection unit into a plurality of data according to a normal distribution The heart rate data and the activity data collected in the data may be converted into data having the same unit time as the shorter unit of time data.

일 측에 의하면, 상기 데이터 저장부에 저장된 기준 데이터를 갱신하는 기준 갱신부;를 더 포함하고, 상기 기준 데이터는 학습 데이터 모형이고, 상기 기준 갱신부는, 상기 데이터 수집부에 수집된 데이터를 기반으로 상기 기준 데이터를 학습시켜서 상기 기준 데이터를 능동적으로 갱신할 수 있다.According to one side, further comprising a reference updating unit for updating the reference data stored in the data storage unit, the reference data is a learning data model, the reference updating unit, based on the data collected in the data collection unit The reference data may be learned to actively update the reference data.

일 측에 의하면, 상기 데이터 저장부에는 상기 데이터 전처리부에서 전처리된 데이터가 더 저장되고, 상기 질환 판별부에서 판별된 결과, 상기 데이터 저장부에 저장된 기준 데이터 및 상기 데이터 저장부에 저장된 전처리된 데이터 중 적어도 하나를 제공하는 서비스 제공부를 더 포함할 수 있다.According to one side, the data storage unit is further stored in the data pre-processed by the data pre-processing unit, the result determined by the disease determination unit, the reference data stored in the data storage unit and the pre-processed data stored in the data storage unit It may further include a service provider for providing at least one of the.

상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 뇌신경 질환 진단 방법은, 데이터 측정부에서 활동량 및 심박수가 측정되는 단계; 상기 데이터 측정부에서 측정된 활동량 데이터 및 심박수 데이터가 데이터 수집부에 수집되는 단계; 상기 데이터 수집부에 수집된 활동량 데이터 및 심박수 데이터가 전처리되는 단계; 및 기저장된 기준 데이터와, 상기 전처리된 활동량 데이터 및 심박수 데이터를 기반으로 질환 여부가 판별되는 단계;를 포함하고, 상기 데이터 수집부에 수집된 활동량 데이터 및 심박수 데이터가 전처리되는 단계에서 특정 기간별 데이터 밀도 이미지가 생성되고, 기저장된 기준 데이터와, 상기 전처리된 활동량 데이터 및 심박수 데이터를 기반으로 질환 여부가 판별되는 단계에서, 상기 특정 기간별 데이터 밀도 이미지를 기반으로 질환 여부가 판별될 수 있다.Cerebral neurological disease diagnosis method according to an embodiment for achieving the above object, the step of measuring the amount of activity and heart rate in the data measuring unit; Collecting activity data and heart rate data measured by the data measurer; Pre-processing activity data and heart rate data collected by the data collection unit; And determining whether the disease is based on pre-stored reference data and the preprocessed activity data and heart rate data, wherein the activity data and heart rate data collected in the data collection unit are preprocessed. In the step of determining whether an image is generated based on the pre-stored reference data, the pre-processed activity amount data, and the heart rate data, the image may be determined based on the data density image for each specific period.

일 측에 의하면, 상기 데이터 수집부에 수집된 활동량 데이터 및 심박수 데이터가 전처리되는 단계는, 상기 활동량 데이터 및 상기 심박수 데이터의 측정 단위 시간의 일치 여부가 판단되는 단계;를 포함하고, 상기 활동량 데이터 및 상기 심박수 데이터의 측정 단위 시간이 일치하면, 상기 활동량 데이터 및 상기 심박수 데이터가 동일 시간을 기준으로 하나의 튜플로 합쳐져서 복수 개의 튜플이 생성되고, 상기 활동량 데이터 및 상기 심박수 데이터의 측정 단위 시간이 불일치하면, 상기 활동량 데이터 및 상기 심박수 데이터가 동일한 측정 단위 시간으로 변환된 후, 동일 시간을 기준으로 하나의 튜플로 합쳐져서 복수 개의 튜플이 생성될 수 있다.According to one side, the step of pre-processing the activity data and the heart rate data collected in the data collection unit, the step of determining whether the activity unit data and the measurement unit time of the heart rate data is determined; includes the activity data and If the unit time of measurement of the heart rate data coincides, the activity amount data and the heart rate data are combined into one tuple based on the same time to generate a plurality of tuples, and if the unit time of the activity amount data and the heart rate data do not match After the activity data and the heart rate data are converted into the same unit time of measurement, a plurality of tuples may be generated by combining them into one tuple based on the same time.

일 실시예에 따른 뇌신경 질환 진단 시스템 및 방법에 의하면, 일상 생활 속에서 불편함이 적은 웨어러블 디바이스로부터 쉽게 수집 가능한 활동량(걸음수)과 심박수를 기반으로 정상군과 질환군(예를 들어, 경도인지장애군)을 분류하여 뇌신경 질환을 조기 진단할 수 있다.According to an embodiment of the system and method for diagnosing cerebral nerve disease, a normal group and a disease group (eg, mild or mild) are based on an activity amount (steps) and a heart rate that can be easily collected from a wearable device having less inconvenience in daily life. Group of disorders) can be used to diagnose cerebral neuropathy early.

일 실시예에 따른 뇌신경 질환 진단 시스템 및 방법에 의하면, 심박수 데이터 및 활동량 데이터를 전처리하여 기준 데이터와 용이하게 비교할 수 있다.According to the system and method for diagnosing neurological disease according to an embodiment, the heart rate data and the activity data may be preprocessed and easily compared with the reference data.

일 실시예에 따른 뇌신경 질환 진단 시스템 및 방법에 의하면, 측정 단위 시간이 상대적으로 긴 데이터를 측정 단위 시간이 상대적으로 짧은 데이터로 변환할 수 있다.According to a system and method for diagnosing cranial nerve disease according to an embodiment, data having a relatively long unit time may be converted into data having a relatively short unit time.

일 실시예에 따른 뇌신경 질환 진단 시스템 및 방법에 의하면, 상시 모니터링을 통해서 병원 방문 없이 뇌신경 질환의 추적 관리를 가능하게 할 수 있다.According to a system and method for diagnosing cerebral nerve disease according to an embodiment of the present disclosure, it may be possible to track and manage the neurological disorder without visiting a hospital through constant monitoring.

일 실시예에 따른 뇌신경 질환 진단 시스템 및 방법에 의하면, 질문 또는 검사 절차가 간편하고, 비용이 저렴할 수 있다.According to a system and method for diagnosing cerebral nerve disease according to an embodiment, a question or test procedure may be simple and inexpensive.

도 1은 일 실시예에 따른 뇌신경 질환 진단 시스템의 구성을 도시한다.
도 2a 내지 2c는 각각 정상군의 데이터 밀도 이미지, 질환군의 데이터 밀도 이미지 및 정상군과 질환군의 데이터 밀도 차이를 도시한다.
도 3은 실제 특정 기간의 정상군의 데이터 밀도 이미지이다.
도 4는 실제 특정 기간의 질환군의 데이터 밀도 이미지이다.
도 5는 질환 판별부의 예시를 도시한다.
도 6은 활동량 및 심박수를 기반으로 정상군과 질환군을 분류하는 정확도를 평가한 결과이다.
도 7은 일 실시예에 따른 뇌신경 질환 진단 방법을 나타내는 순서도이다.
1 is a block diagram of a system for diagnosing a neurological disease according to an embodiment.
2A to 2C show data density images of a normal group, data density images of a disease group, and differences in data density of a normal group and a disease group, respectively.
3 is a data density image of a normal group of actual specific periods.
4 is a data density image of a disease group of actual specific periods.
5 shows an example of a disease discriminating unit.
6 is a result of evaluating the accuracy of classifying a normal group and a disease group based on activity and heart rate.
7 is a flowchart illustrating a method for diagnosing cranial nerve disease according to an embodiment.

이하, 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, the embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are assigned to the same components as much as possible even though they are shown in different drawings. In addition, in describing the embodiment, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function interferes with the understanding of the embodiment, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the components of the embodiment, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only for distinguishing the components from other components, and the nature, order or order of the components are not limited by the terms. If a component is described as being "connected", "coupled" or "connected" to another component, that component may be directly connected or connected to that other component, but between components It will be understood that may be "connected", "coupled" or "connected".

어느 하나의 실시예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시예에 기재한 설명은 다른 실시예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Components included in one embodiment and components including common functions will be described using the same names in other embodiments. Unless stated to the contrary, the description in any one embodiment may be applied to other embodiments, and detailed descriptions thereof will be omitted in the overlapping range.

도 1은 일 실시예에 따른 뇌신경 질환 진단 시스템의 구성을 도시하고, 도 2a 내지 2c는 각각 정상군의 데이터 밀도 이미지, 질환군의 데이터 밀도 이미지 및 정상군과 질환군의 데이터 밀도 차이를 도시하고, 도 3은 실제 특정 기간의 정상군의 데이터 밀도 이미지이고, 도 4는 실제 특정 기간의 질환군의 데이터 밀도 이미지이고, 도 5는 질환 판별부의 예시를 도시하고, 도 6은 활동량 및 심박수를 기반으로 정상군과 질환군을 분류하는 정확도를 평가한 결과이다.1 illustrates the configuration of a system for diagnosing a neurological disease according to an embodiment, and FIGS. 2A to 2C show data density images of a normal group, data density images of a disease group, and data density differences between a normal group and a disease group, respectively. 3 is a data density image of a normal group of a specific period of time, FIG. 4 is a data density image of a disease group of a specific period of time, FIG. 5 shows an example of a disease discriminating unit, and FIG. 6 is based on activity and heart rate. This is the result of evaluating the accuracy of classifying the normal group and the disease group.

도 1을 참조하여, 일 실시예에 따른 뇌신경 질환 진단 시스템(10)은 데이터 측정부(100), 데이터 수집부(200), 데이터 전처리부(300), 질환 판별부(400), 데이터 저장부(500), 기준 갱신부(600) 및 서비스 제공부(700)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the neurological disease diagnosis system 10 according to an embodiment includes a data measuring unit 100, a data collecting unit 200, a data preprocessor 300, a disease determining unit 400, and a data storage unit. 500, a reference update unit 600, and a service provider 700 may be included.

상기 데이터 측정부(100)는 사용자의 심박수 및 활동량을 측정할 수 있다.The data measuring unit 100 may measure a user's heart rate and activity amount.

기존 연구 결과에 따르면, 경도인지장애 환자와 같은 뇌신경 질환을 겪고 있는 환자에게서 활동량 저하, 수면 장애 등의 특징이 나타났다. 이와 같은 연구 배경을 바탕으로 사용자의 심박수 및 활동량을 측정함으로써 사용자의 뇌신경 질환 여부를 판별할 수 있다.Existing studies have shown that activity sufferers and sleep disorders have been shown in patients with cerebral neurological disorders such as mild cognitive impairment. Based on the background of the study, the heart rate and activity of the user may be measured to determine whether the user has a neurological disease.

구체적으로, 데이터 측정부(100)는 복수 개로 마련될 수 있다.In detail, the data measuring unit 100 may be provided in plurality.

예를 들어, 복수 개의 데이터 측정부(100)는 제1 데이터 측정부(110) 및 제2 데이터 측정부(120)를 포함할 수 있다.For example, the plurality of data measuring units 100 may include a first data measuring unit 110 and a second data measuring unit 120.

제1 데이터 측정부(110)는 제1 사용자의 심박수 및 활동량을 측정할 수 있도록 제1 심박수 측정기(112) 및 제1 활동량 측정기(114)를 포함할 수 있다.The first data measuring unit 110 may include a first heart rate measuring unit 112 and a first activity measuring unit 114 to measure the heart rate and the activity of the first user.

제1 심박수 측정기(112)는 예를 들어, 제1 사용자의 심박수를 상시적으로 측정할 수 있는 스마트 워치(smart watch) 또는 손목형 밴드(스마트 밴드)와 같은 웨어러블 디바이스가 될 수 있고, 제1 활동량 측정기(114)는 예를 들어, 제1 사용자의 활동량(예를 들어, 걸음수 등)을 상시적으로 측정할 수 있는 스마트 워치(smart watch) 또는 손목형 밴드(스마트 밴드)와 같은 웨어러블 디바이스가 될 수 있다.The first heart rate monitor 112 may be, for example, a wearable device such as a smart watch or a wrist band (smart band) capable of constantly measuring the heart rate of the first user. Activity meter 114 may be a wearable device, such as a smart watch or wrist band (smart band) that can, for example, constantly measure the activity of a first user (eg, steps, etc.). Can be

또한, 제2 데이터 측정부(120)는 제2 사용자의 심박수 및 활동량을 측정할 수 있도록 제2 심박수 측정기(122) 및 제2 활동량 측정기(124)를 포함할 수 있다.In addition, the second data measuring unit 120 may include a second heart rate measuring instrument 122 and a second activity measuring instrument 124 to measure the heart rate and the amount of activity of the second user.

제2 심박수 측정기(122)는 예를 들어, 제2 사용자의 심박수를 상시적으로 측정할 수 있는 스마트 워치(smart watch) 또는 손목형 밴드(스마트 밴드)와 같은 웨어러블 디바이스가 될 수 있고, 제2 활동량 측정기(124)는 예를 들어, 제2 사용자의 활동량(예를 들어, 걸음수 등)을 상시적으로 측정할 수 있는 스마트 워치(smart watch) 또는 손목형 밴드(스마트 밴드)와 같은 웨어러블 디바이스가 될 수 있다.The second heart rate monitor 122 may be, for example, a wearable device such as a smart watch or a wrist band (smart band) capable of constantly measuring the heart rate of the second user. Activity meter 124 is a wearable device, such as a smart watch or wrist band (smart band), for example, which can constantly measure the amount of activity (eg, number of steps, etc.) of a second user. Can be

이와 같이 데이터 측정부(100)가 웨어러블 디바이스 등의 일상 생활 속에서 시계 형태로 착용할 수 있어 제품 착용에 대한 거부감이 완화될 수 있다.As described above, the data measuring unit 100 may be worn in the form of a watch in everyday life such as a wearable device, thereby reducing the feeling of rejection of wearing the product.

한편, 제1 데이터 측정부(110) 및 제2 데이터 측정부(120)는 서로 동일하거나 다른 제조사에서 제조될 수 있고, 제1 심박수 측정기(112) 및 제1 활동량 측정기(114)가 서로 동일하거나 다른 제조사에서 제조될 수 있고, 제2 심박수 측정기(122) 및 제2 활동량 측정기(124) 또한 서로 동일하거나 다른 제조사에서 제조될 수 있다.Meanwhile, the first data measuring unit 110 and the second data measuring unit 120 may be manufactured by the same or different manufacturers, and the first heart rate monitor 112 and the first activity meter 114 may be identical to each other. The second heart rate monitor 122 and the second activity meter 124 may also be manufactured by the same or different manufacturers.

이에 의해서 제1 데이터 측정부(110)의 제1 심박수 측정기(112) 및 제1 활동량 측정기(114)가 서로 동일하거나 다른 측정 단위 시간을 가질 수 있고, 제2 데이터 측정부(120)의 제2 심박수 측정기(122) 및 제2 활동량 측정기(124)가 서로 동일하거나 다른 측정 단위 시간을 가질 수 있다.As a result, the first heart rate measurer 112 and the first activity measurer 114 of the first data measurer 110 may have the same or different measurement unit time, and the second of the second data measurer 120 The heart rate monitor 122 and the second activity meter 124 may have the same or different unit time of measurement.

또는, 제1 데이터 측정부(110)의 제1 심박수 측정기(112) 및 제2 데이터 측정부(120)의 제2 심박수 측정기(122)가 서로 동일하거나 다른 측정 단위 시간을 가질 수 있고, 제1 데이터 측정부(110)의 제1 활동수 측정기(114) 및 제2 데이터 측정부(120)의 제2 활동수 측정기(124)가 서로 동일하거나 다른 측정단위 시간을 가질 수 있다.Alternatively, the first heart rate measuring unit 112 of the first data measuring unit 110 and the second heart rate measuring unit 122 of the second data measuring unit 120 may have the same or different measurement unit time, and the first The first activity number measuring unit 114 of the data measuring unit 110 and the second activity number measuring unit 124 of the second data measuring unit 120 may have the same or different measurement unit time.

예를 들어, 제1 데이터 측정부(110)의 제1 심박수 측정기(112) 또는 제2 데이터 측정부(120)의 제2 심박수 측정기(122)는 1분 단위로 심박수를 측정하고, 제1 데이터 측정부(110)의 제1 활동량 측정기(114) 또는 제2 데이터 측정부(120)의 제2 활동수 측정기(124)는 1분 단위로 활동량을 측정하거나, 1분 외에 10분, 1시간 단위로 활동량을 측정할 수 있다.For example, the first heart rate measuring unit 112 of the first data measuring unit 110 or the second heart rate measuring unit 122 of the second data measuring unit 120 measures the heart rate in units of 1 minute, and the first data. The first activity measurer 114 of the measurement unit 110 or the second activity measurer 124 of the second data measurer 120 measures the activity in units of 1 minute, or in addition to 1 minute, 10 minutes and 1 hour You can measure your activity with.

또는, 제1 데이터 측정부(110)의 제1 심박수 측정기(112) 및 제1 활동량 측정기(114)는 1분 단위로 심박수 및 활동량을 측정하고, 제2 데이터 측정부(120)의 제2 심박수 측정기(122) 및 제2 활동량 측정기(124)는 1분 단위로 심박수 및 활동량을 측정하거나, 1분 외에 10분, 1시간 단위로 심박수 및 활동량을 측정할 수 있다.Alternatively, the first heart rate measuring unit 112 and the first activity measuring unit 114 of the first data measuring unit 110 measure the heart rate and the activity amount in units of one minute, and the second heart rate of the second data measuring unit 120. The measuring unit 122 and the second activity measuring unit 124 may measure heart rate and activity in units of 1 minute, or may measure heart rate and activity in units of 10 minutes and 1 hour in addition to 1 minute.

실례로서, 스마트 밴드(손목형 밴드)를 판매하는 한 제조사는 아래와 같이 특정 사용자의 심박수 데이터 및 활동량 데이터를 1분, 1초 등 단위의 데이터로 제공한다.As an example, a manufacturer selling a smart band (wrist band) provides the heart rate data and activity data of a specific user in units of 1 minute, 1 second, and the like as follows.

Figure pat00001
Figure pat00001

Figure pat00002
Figure pat00002

도 1에는 복수 개의 데이터 측정부(100)가 제1 사용자의 심박수 및 활동량을 측정하는 제1 데이터 측정부(110) 및 제2 사용자의 심박수 및 활동량을 측정하는 제2 데이터 측정부(120)를 포함하는 것으로 도시되었으나, 복수 개의 데이터 측정부(100)가 특정 사용자의 심박수를 측정하는 심박수 측정기 및 특정 사용자의 활동량을 측정하는 활동량 측정기를 포함할 수 있음은 당연하다.1, a plurality of data measuring units 100 includes a first data measuring unit 110 measuring heart rate and activity of a first user and a second data measuring unit 120 measuring heart rate and activity of a second user. Although illustrated as including, it is obvious that the plurality of data measuring units 100 may include a heart rate meter for measuring a heart rate of a specific user and an activity meter for measuring an activity amount of a specific user.

전술된 바와 같이 데이터 측정부(100)에서 측정된 심박수 데이터 및 활동량 데이터는 데이터 수집부(200)에서 수집될 수 있다.As described above, the heart rate data and the activity data measured by the data measuring unit 100 may be collected by the data collecting unit 200.

상기 데이터 수집부(200)는 복수 개의 데이터 측정부(100)에서 측정된 심박수 데이터 및 활동량 데이터를 개별적인 프로토콜에 따라서 수집할 수 있다.The data collection unit 200 may collect heart rate data and activity data measured by the plurality of data measuring units 100 according to individual protocols.

구체적으로, 복수 개의 데이터 측정부(100)에서 측정된 심박수 데이터 및 활동량 데이터는 블루투스(BLE), 무선 통신망(WIFI) 등을 통해서 데이터 수집부(200)에 직접적으로 연결되어 전송될 수 있다. 또는 복수 개의 데이터 측정부(100)에서 측정된 심박수 데이터 및 활동량 데이터는 데이터 측정부(100)의 해당 제조사의 전용 앱을 통해서 해당 제조사의 데이터 서버에 1차적으로 저장되고, 이를 클라우드 서비스 형태로 수집할 수 있다.In detail, heart rate data and activity data measured by the plurality of data measuring units 100 may be directly connected to the data collection unit 200 through a Bluetooth (BLE), a wireless communication network (WIFI), and the like. Alternatively, heart rate data and activity data measured by the plurality of data measuring units 100 are primarily stored in a data server of a corresponding manufacturer through a dedicated app of the corresponding manufacturer of the data measuring unit 100 and collected in a cloud service form. can do.

도 1에는 제1 데이터 측정부(110)에서 측정된 심박수 데이터 및 활동량 데이터가 데이터 수집부(200)에 클라우스 서비스 형태로 수집되고, 제2 데이터 측정부(120)에서 측정된 심박수 데이터 및 활동량 데이터가 블루투스(BLE), 무선 통신망(WIFI) 등을 통해서 데이터 수집부(200)에 수집되는 것으로 도시되었으나, 데이터 측정부(100)에서 측정된 심박수 데이터 및 활동량 데이터가 데이터 수집부(200)에서 수집되는 프로토콜은 이에 국한되지 아니하며, 데이터 측정부(100)에서 측정된 심박수 데이터 및 활동량 데이터가 데이터 수집부(200)에서 수집될 수 있다면 어느 것이든지 가능하다.1, heart rate data and activity data measured by the first data measurer 110 are collected in the form of a Klaus service in the data collector 200, and heart rate data and activity data measured by the second data measurer 120. Although illustrated as being collected in the data collection unit 200 through Bluetooth (BLE), wireless communication network (WIFI), etc., heart rate data and activity data measured by the data measuring unit 100 is collected by the data collection unit 200 The protocol is not limited thereto, and any of the heart rate data and activity data measured by the data measuring unit 100 may be collected by the data collecting unit 200.

전술된 바와 같이 데이터 수집부(200)에 수집된 심박수 데이터 및 활동량 데이터는 데이터 전처리부(300)에 전달될 수 있다.As described above, heart rate data and activity data collected by the data collector 200 may be transmitted to the data preprocessor 300.

상기 데이터 전처리부(300)는 데이터 수집부(200)에 수집된 심박수 데이터 및 활동량 데이터를 질환 판별부(400)에서 질환 여부를 판별하기 위해서 사용할 수 있는 데이터 형태로 변환할 수 있다.The data preprocessor 300 may convert the heart rate data and the activity data collected by the data collector 200 into a data form that can be used by the disease determiner 400 to determine whether a disease exists.

구체적으로, 데이터 전처리부(300)는 데이터 수집부(200)에 수집된 심박수 데이터 및 활동량 데이터를 동일 시간을 기준으로 하나의 튜플로 합칠 수 있다.In detail, the data preprocessor 300 may combine heart rate data and activity data collected by the data collector 200 into one tuple based on the same time.

예를 들어 심박수 데이터는 다음과 같이 수집될 수 있다.For example, heart rate data can be collected as follows.

[일련 번호 25, 2018-03-15 12:30, 심박수 76][Serial number 25, 2018-03-15 12:30, heart rate 76]

또한, 활동량 데이터는 다음과 같이 수집될 수 있다.In addition, activity data may be collected as follows.

[일련 번호 10, 2018-03-15 12:30, 걸음수 25][Serial number 10, 2018-03-15 12:30, 25 steps]

이 경우, 심박수 데이터 및 활동량 데이터를 동일 시간을 기준으로 하나의 튜플로 합치게 되면 다음과 같이 될 수 있다.In this case, when heart rate data and activity data are combined into one tuple based on the same time, it may be as follows.

[일련 번호 37, 2018-03-15 12:30, 심박수 76 걸음수 25][Serial number 37, 2018-03-15 12:30, heart rate 76 steps 25]

이와 같이 심박수 데이터 및 활동량 데이터를 결합하는 과정에서, 심박수 데이터 또는 활동량 데이터가 없는 결측치 데이터는 제외될 수 있다.As such, in the process of combining the heart rate data and the activity data, missing value data without the heart rate data or the activity data may be excluded.

또한, 심박수 데이터 및 활동량 데이터를 결합하는 과정에서, 평균값을 기준으로 표준분산 값의 배수(2배, 3배 등)의 범위를 벗어나는 이상치 데이터 또한 제외될 수 있다.In addition, in the process of combining the heart rate data and the activity data, outlier data outside the range of multiples (2 times, 3 times, etc.) of the standard variance value based on the average value may also be excluded.

데이터 전처리부(300)는 전술된 방식으로 데이터 수집부(200)에 수집된 심박수 데이터 및 활동량 데이터를 동일 시간을 기준으로 하나의 튜플로 합쳐서 복수 개의 튜플을 생성할 수 있다.The data preprocessor 300 may generate a plurality of tuples by combining the heart rate data and the activity data collected by the data collector 200 into one tuple based on the same time.

예를 들어, 복수 개의 튜플을 다음과 같이 생성될 수 있다.For example, a plurality of tuples may be generated as follows.

[일련 번호 37, 2018-03-15 12:30, 심박수 76 걸음수 25][Serial number 37, 2018-03-15 12:30, heart rate 76 steps 25]

[일련 번호 47, 2018-03-15 12:40, 심박수 80 걸음수 30][Serial number 47, 2018-03-15 12:40, heart rate 80 steps 30]

그런 다음, 데이터 전처리부(300)는 복수 개의 튜플을 기반으로 특정 기간별 데이터 밀도 이미지를 생성할 수 있다.Then, the data preprocessor 300 may generate a data density image for a specific period based on the plurality of tuples.

구체적으로, 데이터 전처리부(300)는 복수 개의 튜플을 기반으로 특정 사용자에 대한 특정 기간별(1주일, 1일, 3일 등)로 데이터 밀도를 구비할 수 있다.In detail, the data preprocessor 300 may have a data density based on a plurality of tuples for a specific period of time (one week, one day, three days, etc.).

예를 들어 사용자 A에 대한 40주차 데이터 밀도표는 다음과 같다.For example, the week 40 data density table for user A is:

Figure pat00003
Figure pat00003

위의 표에서 step은 사용자의 활동량(걸음수)을 가리키고, hr은 사용자의 심박수를 가리키며, count는 40주차 동안 해당 활동량 및 심박수가 측정된 횟수 또는 빈도를 가리킨다.In the table above, step indicates the user's activity (steps), hr indicates the user's heart rate, and count indicates the frequency or frequency at which the activity and heart rate were measured during the 40th week.

그런 다음, 데이터 전처리부(300)는 데이터 밀도표로부터 데이터 밀도 이미지를 생성할 수 있다.Then, the data preprocessor 300 may generate a data density image from the data density table.

특히, 도 2a 및 2b에 도시된 바와 같이 데이터 수집부(200)에서 수집된 심박수 데이터 및 활동량 데이터로부터 데이터 전처리부(300)에서 데이터 밀도 이미지가 생성될 수 있다.In particular, as shown in FIGS. 2A and 2B, a data density image may be generated in the data preprocessor 300 from heart rate data and activity data collected by the data collector 200.

도 2a 내지 2c에서 X축은 심박수를 가리키고, Y축은 활동량(걸음수)을 가리킬 수 있다.In FIGS. 2A-2C, the X-axis indicates heart rate and the Y-axis may indicate activity (steps).

구체적으로, 도 2a는 정상군의 데이터 밀도 이미지로서, 심박수 데이터가 85 내지 100 사이의 범위에서 빈도가 높고 활동량 데이터가 0 내지 125 사이의 범위에서 빈도가 높다는 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 2b는 질환군의 데이터 밀도 이미지로서, 심박수 데이터가 55 내지 80 사이의 범위에서 빈도가 높다는 것을 확인할 수 있다. 도 2c는 정상군과 질환군의 데이터 밀도 차이를 나타내는 이미지로서, 이를 통해서 정상군의 경우 심장강화운동 형태의 행동 패턴이 많다는 것을 확인할 수 있다.Specifically, FIG. 2A is a data density image of a normal group, and it can be seen that the heart rate data is high in the range of 85 to 100 and the activity data is high in the range of 0 to 125. In addition, Figure 2b is a data density image of the disease group, it can be seen that the heart rate data is a high frequency in the range of 55 to 80. Figure 2c is an image showing the data density difference between the normal group and the disease group, through which it can be seen that there are a lot of patterns of behavior in the form of cardio exercise in the normal group.

따라서, 데이터 전처리부(300)에서 생성된 데이터 밀도 이미지 또는 데이터 밀도표를 기반으로 사용자의 질환 여부를 판별할 수 있고, 질환군과 정상군을 분별할 수 있다.Therefore, it is possible to determine whether the user's disease is based on the data density image or the data density table generated by the data preprocessor 300, and can distinguish the disease group from the normal group.

추가적으로, 일 실시예에 따른 뇌신경 질환 진단 시스템(10)을 이용하여 실제로 특정 기간 동안 정상군 및 질환군의 데이터 밀도 이미지를 생성하였다.In addition, the neurological disease diagnosis system 10 according to one embodiment actually generated data density images of the normal group and the disease group for a specific period of time.

도 3 및 4를 참조하여, 실제로 특정 기간 동안 정상군의 데이터 밀도 이미지와 질환군의 데이터 밀도 이미지가 다르게 생성되었고, 전술된 바와 같이 정상군의 경우 질환군의 비해서 심장강화운동 형태의 행동 패턴이 많다는 것을 확인되었다.3 and 4, the data density image of the normal group and the data density image of the disease group were generated differently during a specific period of time. It was confirmed that there are many.

이와 같이 일 실시예에 따른 뇌신경 질환 진단 시스템(10)에서 데이터 전처리부(300)는 특정 사용자의 특정 기간(예를 들어, 1일, 3일, 1주일 등) 동안의 데이터 밀도 이미지뿐만 아니라 복수의 사용자에 대한 특정 기간 동안의 데이터 밀도 이미지를 생성할 수 있다.As described above, the data preprocessing unit 300 in the cranial nerve disease diagnosis system 10 according to an embodiment not only has a plurality of data density images for a specific period of time (eg, 1 day, 3 days, 1 week, etc.) A data density image may be generated for a particular time period for a user of.

한편, 전술된 바와 같이 복수 개의 데이터 측정부(100)가 서로 다른 측정 단위 시간을 구비하는 경우, 데이터 전처리부(300)는 다양한 그래뉼러리티(1분, 10분, 1시간 등)로 변환하여 복수 개의 튜플을 생성할 수 있다.On the other hand, as described above, when the plurality of data measuring units 100 have different unit time of measurement, the data preprocessor 300 is converted into various granularities (1 minute, 10 minutes, 1 hour, etc.) Multiple tuples can be created.

구체적으로, 제1 심박수 측정기(112) 및 제1 활동량 측정기(114)가 서로 다른 측정 단위 시간을 구비하는 경우, 데이터 전처리부(300)는 데이터 수집부(200)에 수집된 심박수 데이터 및 활동량 데이터를 동일한 측정 단위 시간으로 변환한 후에, 동일 시간을 기준으로 하나의 튜플로 합쳐서 복수 개의 튜플을 생성할 수 있다.In detail, when the first heart rate monitor 112 and the first activity meter 114 have different unit time of measurement, the data preprocessor 300 collects the heart rate data and the activity data collected by the data collector 200. After converting to the same unit of measurement time, a plurality of tuples may be generated by combining into one tuple based on the same time.

또는, 제1 심박수 측정기(112) 및 제1 활동량 측정기(114)가 서로 다른 측정 단위 시간을 구비하는 경우, 데이터 전처리부(300)는 데이터 수집부(200)에 수집된 심박수 데이터 및 활동량 데이터를 동일 시간을 기준으로 하나의 튜플로 합쳐서 일차적으로 복수 개의 튜플을 생성한 후에, 복수 개의 튜플을 동일한 측정 단위 시간으로 변환하여 이차적으로 복수 개의 튜플을 생성할 수 있다.Alternatively, when the first heart rate measurer 112 and the first activity measurer 114 have different unit time units of measurement, the data preprocessor 300 may collect the heart rate data and the activity amount data collected by the data collector 200. After generating a plurality of tuples by combining one tuple on the basis of the same time, the plurality of tuples may be secondarily generated by converting the plurality of tuples into the same unit of measurement time.

한편, 제1 데이터 측정부(110) 및 제2 데이터 측정부(120)가 서로 다른 측정 단위 시간을 구비하는 경우, 데이터 전처리부(300)는 데이터 수집부(200)에 수집된 제1 사용자에 대한 심박수 데이터 및 활동량 데이터와 제2 사용자에 대한 심박수 데이터 및 활동량 데이터를 동일한 측정 단위 시간으로 변환한 후에, 동일 시간을 기준으로 하나의 튜플로 합쳐서 복수 개의 튜플을 생성할 수 있다.On the other hand, when the first data measuring unit 110 and the second data measuring unit 120 have different measurement unit times, the data preprocessor 300 may be connected to the first user collected by the data collection unit 200. After converting the heart rate data and activity data for the second user and the heart rate data and activity data for the second user into the same unit of measurement time, the plurality of tuples may be generated by combining them into one tuple based on the same time.

또는, 제1 데이터 측정부(110) 및 제2 데이터 측정부(120)가 서로 다른 측정 단위 시간을 구비하는 경우, 데이터 전처리부(300)는 데이터 수집부(200)에 수집된 제1 사용자에 대한 심박수 데이터 및 활동량 데이터와 제2 사용자에 대한 심박수 데이터 및 활동량 데이터를 제1 사용자 및 제2 사용자에 대하여 개별적으로 동일 시간을 기준으로 하나의 튜플로 합쳐서 일차적으로 복수 개의 튜플을 생성한 후에, 복수 개의 튜플을 동일한 측정 단위 시간으로 변환하여 이차적으로 복수 개의 튜플을 생성할 수 있다.Alternatively, when the first data measuring unit 110 and the second data measuring unit 120 have different unit time of measurement, the data preprocessor 300 may be connected to the first user collected by the data collection unit 200. After combining the heart rate data and the activity data for the second user and the heart rate data and the activity data for the second user individually into one tuple on the same time basis for the first user and the second user, the plurality of tuples are generated first. Tuples may be converted to the same unit of measurement time to generate a plurality of tuples.

이때, 데이터 전처리부(300)는 데이터 수집부(200)에 수집된 심박수 데이터 및 활동량 데이터 중 측정 단위 시간이 긴 데이터를 정규 분포에 따라서 복수 개의 데이터로 분할하여 가상의 데이터를 생성함으로써 하나의 튜플 또는 복수 개의 튜플을 동일한 측정 단위 시간으로 변환할 수 있다.In this case, the data preprocessor 300 divides data having a long unit of measurement time among heart rate data and activity data collected by the data collector 200 into a plurality of data according to a normal distribution to generate virtual data, thereby generating one tuple. Alternatively, a plurality of tuples may be converted into the same unit of measurement time.

예를 들어, 심박수 데이터가 1분 단위로 측정된 데이터이고, 활동량 데이터가 10분 단위로 측정된 데이터인 경우, 활동량 데이터를 사용자의 데이터 분포(예를 들어 정규 분포)에 따라서 10개의 데이터로 분할하여 가상의 1분 단위의 데이터를 생성할 수 있다.For example, if the heart rate data is measured in 1 minute units and the activity data is measured in 10 minutes units, the activity data is divided into 10 data according to the user's data distribution (for example, a normal distribution). To generate virtual one minute data.

이와 마찬가지로, 심박수 데이터가 10분 단위로 측정된 데이터이고, 활동량 데이터가 1시간 단위로 측정된 데이터인 경우, 활동량 데이터를 사용자의 데이터 분포(예를 들어 정규 분포)에 따라서 6개의 데이터로 분할하여 가상의 10분 단위의 데이터를 생성할 수 있다.Similarly, if the heart rate data is measured in units of 10 minutes, and the activity data is measured in units of 1 hour, the activity data is divided into six data according to the user's data distribution (for example, a normal distribution). Virtual 10 minute data can be generated.

또는, 제1 데이터 측정부(110)에서 측정된 제1 사용자의 심박수 데이터 또는 활동량 데이터가 1분 단위로 측정된 데이터이고, 제2 데이터 측정부(120)에서 측정된 제2 사용자의 심박수 데이터 또는 활동량 데이터가 10분 단위로 측정된 데이터인 경우, 제2 데이터 측정부(120)에서 측정된 제2 사용자의 심박수 데이터 또는 활동량 데이터를 사용자의 데이터 분포(예를 들어 정규 분포)에 따라서 10개의 데이터로 분할하여 가상의 1분 단위의 데이터를 생성할 수 있다.Alternatively, the heart rate data or activity data of the first user measured by the first data measuring unit 110 is data measured in units of 1 minute, and the heart rate data of the second user measured by the second data measuring unit 120 or When the activity data is data measured in units of 10 minutes, the 10 heart rate data or the activity data of the second user measured by the second data measuring unit 120 is 10 data according to the data distribution (for example, a normal distribution) of the user. The virtual data may be generated by dividing into.

이와 마찬가지로, 제1 데이터 측정부(110)에서 측정된 제1 사용자의 심박수 데이터 또는 활동량 데이터가 10분 단위로 측정된 데이터이고, 제2 데이터 측정부(120)에서 측정된 제2 사용자의 심박수 데이터 또는 활동량 데이터가 1시간 단위로 측정된 데이터인 경우, 제2 데이터 측정부(120)에서 측정된 제2 사용자의 심박수 데이터 또는 활동량 데이터를 사용자의 데이터 분포(예를 들어 정규 분포)에 따라서 6개의 데이터로 분할하여 가상의 10분 단위의 데이터를 생성할 수 있다Similarly, heart rate data or activity data of the first user measured by the first data measuring unit 110 are data measured in units of 10 minutes, and heart rate data of the second user measured by the second data measuring unit 120. Alternatively, when the amount of activity data is data measured in units of 1 hour, the heart rate data or the amount of activity data of the second user measured by the second data measuring unit 120 may be determined according to the data distribution (eg, normal distribution) of the user. Can be divided into data to generate virtual 10-minute data

예를 들어 복수의 사용자에 대하여 획득된 심박수 데이터 및 활동량 데이터가 동일한 측정 단위 시간을 기준으로 변경되면 다음과 같이 될 수 있다.For example, when heart rate data and activity data acquired for a plurality of users are changed based on the same unit of measurement time, they may be as follows.

Figure pat00004
Figure pat00004

이와 같이 데이터 전처리부(300)는 특정 시점(timestamp)별로 사용자(user-id)의 활동량(step) 및 심박수(hr)를 생성할 수 있고, 더 나아가서 데이터 전처리부(300)는 특정 사용자에 대한 특정 기간별 데이터 밀도표뿐만 아니라 사용자별, 특정 기간별로 데이터 밀도표를 생성할 수 있고, 복수의 사용자에 대한 데이터 밀도 이미지를 개별적으로 생성할 수 있다.As such, the data preprocessor 300 may generate a user-id step and heart rate hr for each specific timestamp, and further, the data preprocessor 300 may be configured for a specific user. A data density table for each user and a specific time period can be generated as well as a data density table for a specific time period, and data density images for a plurality of users can be generated individually.

이와 같이 복수 개의 데이터 측정부(100)가 서로 다른 측정 단위 시간을 구비하는 경우, 전술된 바와 같이 동일한 단위 시간으로 변환된 복수 개의 튜플을 기반으로 특정 기간별 데이터 밀도 이미지를 생성하여, 다양한 데이터 측정부(100)에서 측정된 심박수 데이터 및 활동량 데이터를 활용하여 보다 신뢰성 있는 데이터 밀도 이미지를 생성할 수 있다.As described above, when the plurality of data measuring units 100 have different unit time units of measurement, various data measuring units are generated by generating data density images for a specific period based on a plurality of tuples converted to the same unit time as described above. Heart rate data and activity data measured at 100 may be used to generate more reliable data density images.

전술된 바와 같이 데이터 전처리부(300)에서 전처리된 데이터는 질환 판별부(400)에 전달될 수 있다.As described above, the data preprocessed by the data preprocessor 300 may be transmitted to the disease determiner 400.

질환 판별부(400)는 데이터 전처리부(300)에서 전처리된 데이터를 기반으로 사용자의 질환 여부를 판별할 수 있다.The disease determining unit 400 may determine whether the user has a disease based on the data preprocessed by the data preprocessor 300.

이때, 데이터 저장부(500)에는 질환 판별을 위한 기준 데이터가 미리 저장될 수 있고, 질환 판별부(400)는 데이터 전처리부(300)에서 전처리된 데이터 및 데이터 저장부(500)에 저장된 기준 데이터를 기반으로 질환 여부를 판별할 수 있다.In this case, reference data for disease determination may be stored in advance in the data storage unit 500, and the disease determination unit 400 may pre-process the data pre-processed by the data preprocessor 300 and reference data stored in the data storage unit 500. Based on the disease can be determined.

전술된 바와 같이 데이터 전처리부(300)에서 전처리된 데이터는 데이터 밀도 이미지가 될 수 있고, 데이터 저장부(500)에 저장된 기준 데이터는 정상군의 데이터 밀도 이미지 또는 질환군의 데이터 밀도 이미지로 마련될 수 있다.As described above, the data preprocessed by the data preprocessor 300 may be a data density image, and the reference data stored in the data storage 500 may be provided as a data density image of a normal group or a data density image of a disease group. Can be.

따라서 질환 판별부(400)는 데이터 전처리부(300)에서 생성된 사용자의 데이터 밀도 이미지와 데이터 저장부(500)에 저장된 정상군의 데이터 밀도 이미지 또는 질환군의 데이터 밀도 이미지의 유사도를 판단하여 사용자의 질환 여부또는 사용자(또는 환자)의 상태를 판별할 수 있다.Therefore, the disease determination unit 400 determines the similarity between the data density image of the user generated by the data preprocessor 300 and the data density image of the normal group or the data density image of the disease group stored in the data storage unit 500. It can be determined whether the disease or the state of the user (or patient).

이때, 질환 판별부(400)는 도 5에 도시된 바와 같이 이미지 기반 분류에 최적화된 딥러닝 기법인 CNN(Convolutional Neural Network) 모델을 활용할 수 있다.In this case, the disease determination unit 400 may utilize a CNN (Convolutional Neural Network) model, which is a deep learning technique optimized for image-based classification, as shown in FIG. 5.

구체적으로, 데이터 전처리부(300)에서 생성된 사용자의 데이터 밀도 이미지와 해당 사용자의 상태를 라벨(정상 또는 질환)로 하는 학습(train) 데이터, 검증(validation) 데이터를 CNN 모델의 입력으로 사용할 수 있다.In detail, the data density image of the user generated by the data preprocessor 300 and training data and validation data using the user's state as a label (normal or disease) may be used as an input of the CNN model. have.

특히, 도 6을 참조하여, 질환 판별부(400)에서 심박수 및 활동량을 기반으로 정상군과 질환군을 분류하는 정확도의 평가 결과를 확인할 수 있으며, 결과적으로 질환 판별부(400)에서 심박수 및 활동량을 기반으로 정상군과 질환군을 분류하는 정확도가 98%로 매우 높게 나타났다.In particular, referring to FIG. 6, the disease determination unit 400 may check an evaluation result of the accuracy of classifying the normal group and the disease group based on the heart rate and the activity amount, and as a result, the heart rate and activity amount may be determined by the disease determination unit 400. The accuracy of classifying the normal group and the disease group was very high (98%).

이때, 질환 판별부(400)는 기준 갱신부(600)에서 갱신된 기준 데이터를 기반으로 데이터 전처리부(300)에서 생성된 사용자의 데이터 밀도 이미지로부터 사용자의 질환 여부 또는 사용자(또는 환자)의 상태를 판별할 수 있다.In this case, the disease determination unit 400 may determine whether the user has a disease or the state of the user (or patient) based on the data density image of the user generated by the data preprocessor 300 based on the reference data updated by the reference update unit 600. Can be determined.

구체적으로, 기준 데이터는 나이, 성별, 지역 등을 고려하여 정상군과 질환군을 분류할 수 있는 기준 데이터로서 학습 데이터 모형이 될 수 있다.Specifically, the reference data may be a learning data model as reference data for classifying a normal group and a disease group in consideration of age, gender, region, and the like.

기준 갱신부(600)는 기학습된 학습 데이터 모형에 추가로 수집된 데이터를 학습시켜서 기준 데이터를 능동적으로 갱신할 수 있다. 이때, 기학습된 데이터 모형은 나이, 성별, 지역별로 추가로 수집된 데이터를 학습될 수 있다.The reference updating unit 600 may actively update the reference data by learning the collected data in addition to the previously learned learning data model. In this case, the pre-learned data model may learn data collected additionally by age, gender, and region.

이때, 기준 갱신부(600)에서 갱신된 기준 데이터는 데이터 저장부(500)에 저장될 수 있다.In this case, the reference data updated by the reference update unit 600 may be stored in the data storage unit 500.

이와 같이 질환 판별부(400)는 최근에 수집된 데이터를 기준으로 학습된 데이터 모형에 따라서 사용자의 질환 여부 또는 사용자(또는 환자)의 상태를 판별할 수 있으므로, 보다 정확하게 사용자의 질환 여부 또는 사용자(또는 환자)의 상태를 판별할 수 있다.As described above, the disease determining unit 400 may determine whether the user has a disease or a state of the user (or a patient) according to a data model learned based on recently collected data. Or patient).

한편, 데이터 저장부(500)에는 데이터 전처리부(300)에서 전처리된 데이터, 예를 들어 복수 개의 튜플, 데이터 밀도표, 데이터 밀도 이미지 등이 더 저장될 수 있다.The data storage unit 500 may further store data preprocessed by the data preprocessor 300, for example, a plurality of tuples, data density tables, and data density images.

따라서, 데이터 저장부(500)에는 데이터 전처리부(300)에서 전처리된 데이터 및 기준 갱신부(600)에서 갱신된 기준 데이터 중 적어도 하나가 저장될 수 있다.Therefore, the data storage unit 500 may store at least one of data preprocessed by the data preprocessor 300 and reference data updated by the reference updater 600.

또한, 서비스 제공부(700)는 외부 사업자 또는 사용자에게 서비스를 제공할 수 있으며, 예를 들어 서비스 제공부(700)는 질환 판별부(400)에서 판별된 결과, 데이터 저장부(500)에 저장된 기준 데이터 및 데이터 저장부(500)에 저장된 전처리된 데이터 중 적어도 하나를 제공할 수 있다.In addition, the service provider 700 may provide a service to an external operator or a user. For example, the service provider 700 may be stored in the data storage unit 500 as a result of the disease determination unit 400. At least one of reference data and preprocessed data stored in the data storage unit 500 may be provided.

이와 같이 일 실시예에 따른 뇌신경 질환 진단 시스템(10)은 사용자의 활동량 및 심박수를 기반으로 정상군과 질환군으로 분류하여 질환의 조기 진단이 가능하고, 상시 모니터링을 통해서 병원 방문 없이 추적 관리가 용이할 수 있다.As described above, the brain neurological disease diagnosis system 10 may be classified into a normal group and a disease group based on the amount of activity and heart rate of the user, thereby enabling early diagnosis of the disease, and easy tracking and management without visiting a hospital through regular monitoring. can do.

이상 일 실시예에 따른 뇌신경 질환 진단 시스템에 대하여 설명되었으며, 이하에서는 뇌신경 질환 진단 방법에 대하여 설명된다.It has been described with respect to the neurological disease diagnosis system according to one embodiment, below will be described with respect to the neurological disease diagnosis method.

도 7은 일 실시예에 따른 뇌신경 질환 진단 방법을 나타내는 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a method for diagnosing cranial nerve disease according to an embodiment.

도 7을 참조하여, 일 실시예에 따른 뇌신경 질환 진단 방법이 다음과 같이 수행될 수 있다.Referring to FIG. 7, a method for diagnosing cranial nerve disease according to an embodiment may be performed as follows.

우선, 데이터 측정부에서 사용자의 활동량 및 심박수가 측정된다(S10).First, the user's activity and heart rate are measured in the data measuring unit (S10).

이때, 사용자의 활동량 및 심박수는 스마트 워치(smart watch) 또는 손목형 밴드(스마트 밴드)와 같은 웨어러블 디바이스에 의해서 측정될 수 있다.In this case, the amount of activity and heart rate of the user may be measured by a wearable device such as a smart watch or a wrist band (smart band).

그런 다음, 데이터 측정부에서 측정된 활동량 데이터 및 심박수 데이터가 데이터 수집부에 수집된다(S20).Then, activity data and heart rate data measured by the data measuring unit is collected in the data collection unit (S20).

이때, 활동량 데이터 및 심박수 데이터는 통신망 또는 클라우드 서비스와 같은 다양한 프로토콜을 통하여 데이터 수집부에 수집될 수 있다.In this case, the activity data and the heart rate data may be collected in the data collection unit through various protocols such as a communication network or a cloud service.

이어서, 데이터 수집부에 수집된 활동량 데이터 및 심박수 데이터가 전처리된다(S30).Subsequently, activity data and heart rate data collected in the data collection unit are preprocessed (S30).

구체적으로, 우선 활동량 데이터 및 심박수 데이터의 측정 단위 시간의 일치 여부가 판단되고(S32), 활동량 데이터 및 심박수 데이터의 측정 단위 시간이 일치하면, 활동량 데이터 및 심박수 데이터가 동일 시간을 기준으로 하나의 튜플로 합쳐져서 복수 개의 튜플이 생성된다(S34).Specifically, first, it is determined whether the unit time of the activity data and the heart rate data is matched (S32). When the unit time of the activity data and the heart rate data is matched, the activity data and the heart rate data are one tuple based on the same time. Combined into a plurality of tuples are generated (S34).

반면, 활동량 데이터 및 심박수 데이터의 측정 단위 시간이 불일치하면, 활동량 데이터 및 심박수 데이터를 동일한 측정 단위 시간으로 변환된 다음(S36), 활동량 데이터 및 심박수 데이터가 동일 시간을 기준으로 하나의 튜플로 합쳐져서 복수 개의 튜플이 생성된다(S36).On the other hand, if the unit time of activity data and heart rate data is inconsistent, the activity data and heart rate data are converted to the same unit time of measurement (S36), and then the activity data and heart rate data are combined into one tuple based on the same time, and thus, Two tuples are generated (S36).

이때, 활동량 데이터 및 심박수 데이터는 심박수 데이터 및 활동량 데이터 중 측정 단위 시간이 긴 데이터를 정규 분포에 따라서 복수 개의 데이터로 분할하여 가상의 데이터를 생성할 수 있고, 가상의 데이터는 심박수 데이터 및 활동량 데이터 중 측정 단위 시간이 짧은 데이터와 동일하게 측정 단위 시간을 가질 수 있다.In this case, the active amount data and heart rate data may generate virtual data by dividing the data having a long unit of measurement time among the heart rate data and the active amount data into a plurality of data according to a normal distribution, and the virtual data may be one of the heart rate data and the active amount data. The unit time of measurement may have the same unit time as the short data.

도 7에는 구체적으로 도시되지는 않았으나, 데이터 수집부에 수집된 활동량 데이터 및 심박수 데이터가 전처리되는 단계에서, 복수 개의 튜플을 기반으로 사용자의 특정 기간별 데이터 밀도 이미지가 추가적으로 생성될 수 있다.Although not specifically illustrated in FIG. 7, in the step of preprocessing the activity data and the heart rate data collected in the data collection unit, a data density image of a specific period of time may be additionally generated based on a plurality of tuples.

또한, 데이터 수집부에 수집된 활동량 데이터 및 심박수 데이터가 전처리되는 단계는 도 7에 도시된 순서도에 국한되지 않고, 기저장된 기준 데이터와 유사도를 판단하여 질환 여부를 판별할 수 있다면 어느 것이든지 가능하다.In addition, the step of pre-processing the activity data and heart rate data collected in the data collection unit is not limited to the flow chart shown in Figure 7, any one can be determined if the disease can be determined by judging the similarity with the previously stored reference data. .

마지막으로, 기저장된 기준 데이터와, 전처리된 활동량 데이터 및 심박수 데이터를 기반으로 질환 여부가 판별된다(S40).Finally, whether or not the disease is determined based on the pre-stored reference data, the preprocessed activity data and the heart rate data (S40).

전술된 바와 같이 처리된 활동량 데이터 및 심박수 데이터가 사용자의 특정 기간별 데이터 밀도 이미지로서 생성되므로, 기저장된 기준 데이터 또한 데이터 밀도 이미지로 마련되어, 사용자의 특정 기간별 데이터 밀도 이미지와 기저장된 기준 데이터의 유사도를 판단하여 사용자의 질환 여부가 판별될 수 있다.Since the activity data and the heart rate data processed as described above are generated as data density images of a specific period of time of the user, prestored reference data is also provided as a data density image to determine the similarity between the data density image of the user and the previously stored reference data. Thus, whether or not the user's disease can be determined.

추가적으로, 본 발명에서 활용된 데이터의 피험자 동질성을 분석한 결과, 다음과 같이 정상군(Healthy Control, HC)과 대조군(MCI) 간의 한국판 간이정신상태검사(Korean version of Mini-Mentel State Exam, K-MMSE) 검사를 제외한 모든 인구통계학적 특성에서 유의한 차이(p>0.05)를 보이지 않았으므로, 피험자들의 동질성이 검증되었다.Additionally, as a result of analyzing the subject homogeneity of the data utilized in the present invention, the Korean version of Mini-Mentel State Exam (K-) between the healthy group (HC) and the control group (MCI) as follows. All of the demographics except for the MMSE) test showed no significant difference (p> 0.05), thereby confirming the homogeneity of the subjects.

Figure pat00005
Figure pat00005

또한, 다음과 같이 서울신경심리검사 2판(Seoul Neuropsychological Screening Battery, 2nd Edition, SNSB-II) 내 다양한 치매 관련 검사에서 집단 간 유의한 차이를 나타냈다. 또한, SNSB-II 검사의 인지 영역별 검사에서 언어 영역과 기억 영역에서 정상군과 대조군 간 약간의 차이가 있는 것으로 나타났다.In addition, various dementia related tests in Seoul Neuropsychological Screening Battery (2nd Edition, SNSB-II) showed significant differences among groups. In addition, there was a slight difference between the normal group and the control group in the language domain and the memory domain in the cognitive domain test of the SNSB-II test.

Figure pat00006
Figure pat00006

이와 같이 정상군과 질환군에서 각각 동질성을 나타나는 반면 치매 검사 및 인지 영역별 검사에서 유의미한 차이를 나타냈으므로, 일 실시예에 따른 뇌신경 질환 진단 시스템 및 방법을 통해서 정상군과 질환군을 나타내는 기준 데이터를 통하여 사용자의 상태 또는 질환 여부를 판별할 수 있다.As described above, since the homogeneity was shown in the normal group and the disease group, the difference was significantly different in the dementia test and the cognitive area test. It can determine whether the user's condition or disease through.

이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.Although the embodiments have been described with reference to the accompanying drawings as described above, various modifications and variations are possible to those skilled in the art from the above description. For example, the described techniques may be performed in a different order than the described method, and / or components of the described structure, apparatus, etc. may be combined or combined in a different form than the described method, or may be combined with other components or equivalents. Appropriate results can be achieved even if they are replaced or substituted.

10: 뇌신경 질환 진단 시스템
100: 데이터 측정부
110: 제1 데이터 측정부
112: 제1 심박수 측정기
114: 제1 활동량 측정기
120: 제2 데이터 측정부
122: 제2 심 박수 측정기
124: 제2 활동량 측정기
200: 데이터 수집부
300: 데이터 전처리부
400: 질환 판별부
500: 데이터 저장부
600: 기준 갱신부
700: 서비스 제공부
10: Neurological Disease Diagnosis System
100: data measurement unit
110: first data measurement unit
112: first heart rate monitor
114: first activity meter
120: second data measurement unit
122: second heart rate monitor
124: second activity meter
200: data collector
300: data preprocessor
400: disease discrimination unit
500: data storage
600: standard update unit
700: service provider

Claims (10)

심박수 및 활동량을 측정하는 데이터 측정부;
상기 데이터 측정부에서 측정된 심박수 데이터 및 활동량 데이터를 수집하는 데이터 수집부;
상기 데이터 수집부에 수집된 심박수 데이터 및 활동량 데이터를 전처리하는 데이터 전처리부;
질환 판별을 위한 기준 데이터가 저장되는 데이터 저장부; 및
상기 데이터 전처리부에서 전처리된 데이터 및 상기 데이터 저장부에 저장된 기준 데이터를 기반으로 질환 여부를 판별하는 질환 판별부;
를 포함하고,
상기 데이터 측정부는 복수 개로 마련되고,
상기 데이터 수집부는 복수 개의 데이터 측정부에서 측정된 심박수 데이터 및 활동량 데이터를 개별적인 프로토콜에 따라서 수집하는, 뇌신경 질환 진단 시스템.
A data measuring unit measuring heart rate and activity;
A data collector configured to collect heart rate data and activity data measured by the data measurer;
A data preprocessor configured to preprocess heart rate data and activity data collected in the data collector;
A data storage unit for storing reference data for disease determination; And
A disease discrimination unit determining whether a disease is based on data preprocessed by the data preprocessor and reference data stored in the data storage unit;
Including,
The data measuring unit is provided in plurality,
The data collecting unit collects heart rate data and activity data measured by a plurality of data measuring units according to individual protocols, neurological disease diagnosis system.
제1항에 있어서,
상기 데이터 전처리부는, 상기 데이터 수집부에 수집된 심박수 데이터 및 활동량 데이터를 동일 시간을 기준으로 하나의 튜플로 합쳐서 복수 개의 튜플을 생성하고, 결측치 데이터 또는 이상치 데이터를 제거하는, 뇌신경 질환 진단 시스템.
The method of claim 1,
The data preprocessor is configured to combine the heart rate data and activity data collected in the data collection unit into a single tuple on the basis of the same time to generate a plurality of tuples, and remove missing data or outlier data, brain neurological disease diagnosis system.
제2항에 있어서,
상기 데이터 전처리부는, 상기 복수 개의 튜플을 기반으로 특정 기간별 데이터 밀도 이미지를 생성하는, 뇌신경 질환 진단 시스템.
The method of claim 2,
The data preprocessing unit generates a data density image for a specific period of time based on the plurality of tuples.
제3항에 있어서,
상기 데이터 저장부에 저장된 기준 데이터는 정상군의 데이터 밀도 이미지 또는 질환군의 데이터 밀도 이미지로 마련되고, 상기 질환 판별부는 상기 데이터 전처리부에서 생성된 사용자의 데이터 밀도 이미지와 상기 정상군의 데이터 밀도 이미지 또는 상기 질환군의 데이터 밀도 이미지의 유사도를 판단하여 사용자의 질환 여부를 판별하는, 뇌신경 질환 진단 시스템.
The method of claim 3,
The reference data stored in the data storage unit is provided as a data density image of a normal group or a data density image of a disease group, and the disease discrimination unit is a data density image of a user generated by the data preprocessor and a data density image of the normal group. Or judging the similarity of the data density image of the disease group to determine whether the user's disease.
제1항에 있어서,
상기 복수 개의 데이터 측정부는 서로 다른 측정 단위 시간을 구비하고,
상기 데이터 전처리부는 상기 데이터 수집부에 수집된 심박수 데이터 및 활동량 데이터를 동일한 측정 단위 시간으로 변환한 후, 동일 시간을 기준으로 하나의 튜플로 합쳐서 복수 개의 튜플을 생성하거나,
상기 데이터 전처리부는 상기 데이터 수집부에 수집된 심박수 데이터 및 활동량 데이터를 동일 시간을 기준으로 하나의 튜플로 합친 후에 동일한 측정 단위 시간으로 변환하여 복수 개의 튜플을 생성하는, 뇌신경 질환 진단 시스템.
The method of claim 1,
The plurality of data measuring units have different unit time of measurement,
The data preprocessor converts the heart rate data and the activity data collected in the data collector into the same unit of measurement time, and then combines them into one tuple based on the same time to generate a plurality of tuples,
The data preprocessing unit merges heart rate data and activity data collected in the data collection unit into one tuple on the basis of the same time and converts the same unit of measurement time to generate a plurality of tuples.
제5항에 있어서,
상기 데이터 전처리부는, 상기 데이터 수집부에 수집된 심박수 데이터 및 활동량 데이터 중 측정 단위 시간이 긴 데이터를 정규 분포에 따라서 복수 개의 데이터로 분할하여 가상의 데이터를 생성함으로써 상기 데이터 수집부에 수집된 심박수 데이터 및 활동량 데이터 중 측정 단위 시간이 짧은 데이터와 동일한 측정 단위 시간의 데이터로 변환하는, 뇌신경 질환 진단 시스템.
The method of claim 5,
The data preprocessing unit divides the data having a longer unit of measurement time from the heart rate data and the activity data collected in the data collection unit into a plurality of data according to a normal distribution to generate virtual data by collecting the heart rate data collected in the data collection unit. And a neurological disease diagnosis system for converting the activity unit data into data having the same unit time as the unit of measure time.
제1항에 있어서,
상기 데이터 저장부에 저장된 기준 데이터를 갱신하는 기준 갱신부;
를 더 포함하고,
상기 기준 데이터는 학습 데이터 모형이고,
상기 기준 갱신부는,
상기 데이터 수집부에 수집된 데이터를 기반으로 상기 기준 데이터를 학습시켜서 상기 기준 데이터를 능동적으로 갱신하는, 뇌신경 질환 진단 시스템.
The method of claim 1,
A reference updater for updating the reference data stored in the data storage;
More,
The reference data is a training data model,
The reference update unit,
Neurological disease diagnosis system for actively updating the reference data by learning the reference data based on the data collected in the data collection unit.
제1항에 있어서,
상기 데이터 저장부에는 상기 데이터 전처리부에서 전처리된 데이터가 더 저장되고,
상기 질환 판별부에서 판별된 결과, 상기 데이터 저장부에 저장된 기준 데이터 및 상기 데이터 저장부에 저장된 전처리된 데이터 중 적어도 하나를 제공하는 서비스 제공부를 더 포함하는, 뇌신경 질환 진단 시스템.
The method of claim 1,
The data storage unit further stores the data preprocessed by the data preprocessor,
And a service provider configured to provide at least one of reference data stored in the data storage unit and preprocessed data stored in the data storage unit as a result of the disease determination unit.
데이터 측정부에서 활동량 및 심박수가 측정되는 단계;
상기 데이터 측정부에서 측정된 활동량 데이터 및 심박수 데이터가 데이터 수집부에 수집되는 단계;
상기 데이터 수집부에 수집된 활동량 데이터 및 심박수 데이터가 전처리되는 단계; 및
기저장된 기준 데이터와, 상기 전처리된 활동량 데이터 및 심박수 데이터를 기반으로 질환 여부가 판별되는 단계;
를 포함하고,
상기 데이터 수집부에 수집된 활동량 데이터 및 심박수 데이터가 전처리되는 단계에서 특정 기간별 데이터 밀도 이미지가 생성되고,
기저장된 기준 데이터와, 상기 전처리된 활동량 데이터 및 심박수 데이터를 기반으로 질환 여부가 판별되는 단계에서, 상기 특정 기간별 데이터 밀도 이미지를 기반으로 질환 여부가 판별되는, 뇌신경 질환 진단 방법.
Measuring the amount of activity and heart rate in the data measuring unit;
Collecting activity data and heart rate data measured by the data measurer;
Preprocessing the activity amount data and the heart rate data collected in the data collection unit; And
Determining whether a disease is based on previously stored reference data and the preprocessed activity data and heart rate data;
Including,
In the step of preprocessing the activity data and the heart rate data collected in the data collection unit, a data density image for each specific period is generated,
In the step of determining whether the disease based on the pre-stored reference data, the pre-processed activity data and heart rate data, whether the disease is determined based on the data density image for each particular period, brain nerve disease diagnosis method.
제9항에 있어서,
상기 데이터 수집부에 수집된 활동량 데이터 및 심박수 데이터가 전처리되는 단계는,
상기 활동량 데이터 및 상기 심박수 데이터의 측정 단위 시간의 일치 여부가 판단되는 단계;
를 포함하고,
상기 활동량 데이터 및 상기 심박수 데이터의 측정 단위 시간이 일치하면, 상기 활동량 데이터 및 상기 심박수 데이터가 동일 시간을 기준으로 하나의 튜플로 합쳐져서 복수 개의 튜플이 생성되고,
상기 활동량 데이터 및 상기 심박수 데이터의 측정 단위 시간이 불일치하면, 상기 활동량 데이터 및 상기 심박수 데이터가 동일한 측정 단위 시간으로 변환된 후, 동일 시간을 기준으로 하나의 튜플로 합쳐져서 복수 개의 튜플이 생성되는, 뇌신경 질환 진단 방법.
The method of claim 9,
Pre-processing the activity data and the heart rate data collected in the data collection unit,
Determining whether the unit time of the activity data and the heart rate data coincide with each other;
Including,
When the unit of measurement time of the activity data and the heart rate data coincide, the activity data and the heart rate data are combined into one tuple on the basis of the same time to generate a plurality of tuples,
When the unit time of measurement of the activity data and the heart rate data is inconsistent, the activity data and the heart rate data are converted into the same unit of time, and then merged into one tuple on the basis of the same time to generate a plurality of tuples How to diagnose the disease.
KR1020180058859A 2018-05-24 2018-05-24 System and method for diagnosing brain neuronal disease KR102142694B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180058859A KR102142694B1 (en) 2018-05-24 2018-05-24 System and method for diagnosing brain neuronal disease

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180058859A KR102142694B1 (en) 2018-05-24 2018-05-24 System and method for diagnosing brain neuronal disease

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190133900A true KR20190133900A (en) 2019-12-04
KR102142694B1 KR102142694B1 (en) 2020-08-07

Family

ID=69004661

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180058859A KR102142694B1 (en) 2018-05-24 2018-05-24 System and method for diagnosing brain neuronal disease

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102142694B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116712041A (en) * 2023-08-04 2023-09-08 首都医科大学附属北京安贞医院 Construction method and system of cognitive disorder assessment model and cognitive disorder assessment method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060167387A1 (en) * 2005-01-27 2006-07-27 Horst Buchholz Physical activity monitor
KR20160005924A (en) * 2014-07-08 2016-01-18 한국전자통신연구원 Dementia Patient Management System and method thereof
JP2018007792A (en) * 2016-07-12 2018-01-18 株式会社コンフォートビジョン研究所 Expression recognition diagnosis support device
KR20180022607A (en) * 2016-08-23 2018-03-06 지멘스 헬스케어 게엠베하 Determination of result data on the basis of medical measurement data from various measurements

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060167387A1 (en) * 2005-01-27 2006-07-27 Horst Buchholz Physical activity monitor
KR20160005924A (en) * 2014-07-08 2016-01-18 한국전자통신연구원 Dementia Patient Management System and method thereof
JP2018007792A (en) * 2016-07-12 2018-01-18 株式会社コンフォートビジョン研究所 Expression recognition diagnosis support device
KR20180022607A (en) * 2016-08-23 2018-03-06 지멘스 헬스케어 게엠베하 Determination of result data on the basis of medical measurement data from various measurements

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116712041A (en) * 2023-08-04 2023-09-08 首都医科大学附属北京安贞医院 Construction method and system of cognitive disorder assessment model and cognitive disorder assessment method
CN116712041B (en) * 2023-08-04 2024-03-08 首都医科大学附属北京安贞医院 Construction method and system of cognitive disorder assessment model and cognitive disorder assessment method

Also Published As

Publication number Publication date
KR102142694B1 (en) 2020-08-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110801237B (en) Cognitive ability evaluation system based on eye movement and electroencephalogram characteristics
US20230119345A1 (en) Methods for modeling neurological development and diagnosing a neurological impairment of a patient
US8712514B2 (en) Neurophysiological central auditory processing evaluation system and method
Falk et al. EEG amplitude modulation analysis for semi-automated diagnosis of Alzheimer’s disease
Arbel et al. On the utility of positive and negative feedback in a paired-associate learning task
US6741888B2 (en) Method and apparatus for estimating degree of neuronal impairment in brain cortex
CN108652587B (en) Cognitive dysfunction prevention monitoring devices
Kuchinsky et al. Task-related vigilance during word recognition in noise for older adults with hearing loss
KR101854812B1 (en) Psychiatric symptoms rating scale system using multiple contents and bio-signal analysis
Fu et al. Symmetric convolutional and adversarial neural network enables improved mental stress classification from EEG
US8930218B1 (en) Systems and methods for building medical diagnostic apparatus using a digital library
CN114305418A (en) Data acquisition system and method for depression state intelligent evaluation
Yannam et al. Research study and system design for evaluating student stress in Indian Academic Setting
KR102142694B1 (en) System and method for diagnosing brain neuronal disease
Buettner et al. Machine Learning Based Diagnostics of Developmental Coordination Disorder using Electroencephalographic Data
Scheijbeler et al. Generating diagnostic profiles of cognitive decline and dementia using magnetoencephalography
US11872040B2 (en) Method and system for assessment of cognitive load from bio-potentials measured using wearable endosomatic device
Boppana et al. Deep Learning Approach for an early stage detection of Neurodevelopmental Disorders
WO2023209962A1 (en) Training apparatus, estimation apparatus, training method, estimation method, training program, and estimation program
CN114246589B (en) Memory cognition capability assessment method and system
Baker Understanding the nature, extent, and brain dynamics of deficient pattern separation
Onim et al. CASD-OA: Context-Aware Stress Detection for Older Adults with Machine Learning and Cortisol Biomarker
CN111460952B (en) Method, system and prediction system for generating face recognition rule of schizophrenia
Das et al. Wireless electroencephalogram monitoring system for deciphering neurological disorders using brain connectivity patterns
KR101410311B1 (en) Device and method for analyzing aptitude information using biometric data

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant