KR20220008447A - Apparatus for cardiac diseases diagnoses using electrocardiogram based on deep learning and method thereof - Google Patents

Apparatus for cardiac diseases diagnoses using electrocardiogram based on deep learning and method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20220008447A
KR20220008447A KR1020200086483A KR20200086483A KR20220008447A KR 20220008447 A KR20220008447 A KR 20220008447A KR 1020200086483 A KR1020200086483 A KR 1020200086483A KR 20200086483 A KR20200086483 A KR 20200086483A KR 20220008447 A KR20220008447 A KR 20220008447A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
diagnosis
heart disease
electrocardiogram data
generating
electrocardiogram
Prior art date
Application number
KR1020200086483A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102412957B1 (en
Inventor
권준명
Original Assignee
주식회사 바디프랜드
주식회사 메디컬에이아이
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 주식회사 바디프랜드, 주식회사 메디컬에이아이 filed Critical 주식회사 바디프랜드
Priority to KR1020200086483A priority Critical patent/KR102412957B1/en
Priority to PCT/KR2021/008626 priority patent/WO2022014942A1/en
Publication of KR20220008447A publication Critical patent/KR20220008447A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102412957B1 publication Critical patent/KR102412957B1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/318Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
    • A61B5/346Analysis of electrocardiograms
    • A61B5/349Detecting specific parameters of the electrocardiograph cycle
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/318Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
    • A61B5/346Analysis of electrocardiograms
    • A61B5/349Detecting specific parameters of the electrocardiograph cycle
    • A61B5/363Detecting tachycardia or bradycardia
    • 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
    • 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
    • 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
    • A61B5/7285Specific aspects of physiological measurement analysis for synchronising or triggering a physiological measurement or image acquisition with a physiological event or waveform, e.g. an ECG signal
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06NCOMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N3/00Computing arrangements based on biological models
    • G06N3/02Neural networks
    • G06N3/08Learning methods
    • GPHYSICS
    • G16INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16HHEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H50/00ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics
    • G16H50/20ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics for computer-aided diagnosis, e.g. based on medical expert systems

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Abstract

The present invention relates to a cardiac disease diagnosis apparatus using an electrocardiogram based on deep learning and a method thereof. According to the present invention, the cardiac disease diagnosis apparatus using an electrocardiogram based on deep learning comprises: an input unit receiving electrocardiogram data; a property extraction unit analyzing the electrocardiogram data to extract n properties for diagnosing the cardiac disease; a determination model generation unit generating identification codes for the n properties for each diagnosis of the cardiac disease, and generating n determination models determining each property by learning the generated identification codes; a diagnosis model generation unit generating a diagnosis model learning values determined from the determination models to derive a diagnosis of the cardiac disease; and a control unit using the determination models and the diagnosis model to output diagnosis results for electrocardiogram data to be diagnosed. According to the present invention, a deep learning algorithm is used to learn electrocardiogram data for each property, and learned models are used to derive a diagnosis of cardiac disease to improve diagnosis accuracy and suggest reasons for the diagnosis to improve diagnosis reliability.

Description

딥러닝 기반 심전도를 이용한 심장 질환 진단 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR CARDIAC DISEASES DIAGNOSES USING ELECTROCARDIOGRAM BASED ON DEEP LEARNING AND METHOD THEREOF} Heart disease diagnosis device and method using deep learning-based electrocardiogram

본 발명은 딥러닝 기반 심전도를 이용한 심장 질환 진단 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 딥러닝 알고리즘을 이용하여 심전도 데이터를 특성별로 학습하고, 학습된 모델을 이용하여 심장 질환의 진단명을 도출하는 딥러닝 기반 심전도를 이용한 심장 질환 진단 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for diagnosing heart disease using a deep learning-based electrocardiogram, and more particularly, by using a deep learning algorithm to learn electrocardiogram data for each characteristic, and to derive a diagnosis name for heart disease using the learned model To a device for diagnosing a heart disease using an electrocardiogram based on deep learning and a method therefor.

세계보건기구에 따르면, 심혈관계 질환(cardiovascular disease)은 오늘날 사망 원인 중 가장 큰 원인으로 꼽힌다. 1770만 명이 넘는 사람들이 심혈관계 질환으로 사망했으며, 이는 전체 사망자의 약 31%에 해당하고, 이 중 75% 이상이 저소득 및 중간 소득 국가에서 발생한다.According to the World Health Organization, cardiovascular disease is the leading cause of death today. More than 17.7 million people have died from cardiovascular disease, accounting for about 31% of all deaths, and more than 75% of these deaths occur in low- and middle-income countries.

심혈관계 질환 중 대표적 유형인 부정맥은 정상적인 심장 리듬에서 불규칙적인 변화를 나타내는 질환으로, 이러한 부정맥에는 심장 세동(atrial fibrillation), 조기 수축(premature contraction), 심실 세동(ventricular fibrillation) 및 빈맥(tachycardia) 등이 포함된다. 비록 단일 부정맥 심장 박동이 생명에 심각한 영향을 미치지 않을 수도 있지만, 지속적인 부정맥 박동은 치명적인 상황을 초래할 수 있으므로 평소에 관리 및 예방 차원으로 심장 박동을 지속적으로 모니터링 하는 것이 중요하다.Arrhythmia, a representative type of cardiovascular disease, is a disease that shows irregular changes in normal heart rhythm. This is included. Although a single arrhythmic heartbeat may not seriously affect life, a continuous arrhythmic heartbeat can lead to a fatal situation, so it is important to continuously monitor the heartbeat as a routine management and preventive measure.

부정맥과 관상동맥질환(심장동맥질환)의 진단에 많은 검사들이 이용되고 있으나, 그 중에서도 심전도(Electrocardiogram : ECG)를 이용한 검사는 많은 장점을 가지며 임상에서 가장 많이 사용되는 검사이다.Although many tests are used for the diagnosis of arrhythmias and coronary artery disease (cardiovascular disease), among them, the electrocardiogram (ECG) test has many advantages and is the most used test in clinical practice.

심전도는 심장에서 발생하는 전기적인 신호(심전도 신호)를 측정하여 심박동과 관련된 전위를 신체 표면에서 도형으로 기록한 것으로, 이 기록지를 판독하여 심장에서부터 전극까지의 전도계통의 이상 유무를 확인하여 질환 유무를 판별한다.The electrocardiogram measures the electrical signal (electrocardiogram signal) generated by the heart and records the potential related to the heartbeat on the surface of the body as a graphic. to determine

일반적으로 부정맥은 질환이 있다(1) 없다(0)로 진단하는 것이 아니라, 정상이 아닌 것으로 판단된 경우, 즉, 부정맥으로 판단된 경우 부정맥의 종류까지 구분해야하므로, 최근에는 딥러닝을 활용한 심전도 분석과 인공지능 모델이 개발되어 부정맥 진단에 이용되고 있다.In general, arrhythmia is not diagnosed as having a disease (1) or not (0), but when it is judged to be abnormal, that is, when it is judged as an arrhythmia, the type of arrhythmia must also be distinguished. ECG analysis and artificial intelligence models have been developed and are being used to diagnose arrhythmias.

도 1은 종래의 부정맥 진단을 위한 인공지능 모델을 설명하기 위해 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a conventional artificial intelligence model for diagnosing arrhythmias.

도 1에서와 같이, 심전도 데이터를 입력하면 다양한 부정맥을 한번에 분류하는 방식의 알고리즘으로, 자세히는 인공지능 알고리즘을 이용하여 전체 심전도를 정상, 비정상1(심방세동), 비정상2(심방분리), 비정상3(무수축), 비정상4(심실세동, 비정상5(심실빈맥), ?? N으로 구분하는 방식이 개발되었다.As shown in Fig. 1, it is an algorithm that classifies various arrhythmias at once when ECG data is input. A method of classifying 3 (asystole), abnormal 4 (ventricular fibrillation, abnormal 5 (ventricular tachycardia), and ??N was developed.

그러나, 이와 같이 전체 심전도 데이터를 한꺼번에 분리하는 방식은 정확도가 떨어지는 문제점이 있었다.However, this method of separating the entire electrocardiogram data at once has a problem in that the accuracy is lowered.

본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1109738호(2012. 02. 24. 공고)에 개시되어 있다.The technology that is the background of the present invention is disclosed in Korean Patent No. 10-1109738 (published on February 24, 2012).

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 딥러닝 알고리즘을 이용하여 심전도 데이터를 특성별로 학습하고, 학습된 모델을 이용하여 심장 질환의 진단명을 도출하는 딥러닝 기반 심전도를 이용한 심장 질환 진단 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to learn electrocardiogram data by characteristics using a deep learning algorithm, and to derive a diagnosis name of a heart disease using the learned model. Provide a heart disease diagnosis apparatus and method using deep learning-based electrocardiogram it is to do

이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 딥러닝 기반 심전도를 이용한 심장 질환 진단 장치는, 심전도 데이터를 입력받는 입력부; 상기 심전도 데이터를 분석하여 상기 심장 질환을 진단하기 위한 n개의 특성을 추출하는 특성 추출부; 상기 심장 질환의 진단명별로 상기 n개의 특성에 대한 각각의 식별코드를 생성하고, 생성된 식별코드를 학습하여 각 특성을 판단하는 n개의 판단 모델을 생성하는 판단 모델 생성부; 상기 판단 모델로부터 판단된 값을 각각 학습하여 상기 심장 질환의 진단명을 도출하는 진단 모델을 생성하는 진단 모델 생성부; 및 상기 판단 모델과 상기 진단 모델을 이용하여 진단받고자 하는 심전도 데이터에 대한 진단 결과를 출력하는 제어부를 포함한다.In accordance with an embodiment of the present invention for achieving this technical task, there is provided an apparatus for diagnosing a heart disease using an electrocardiogram based on deep learning, comprising: an input unit for receiving electrocardiogram data; a characteristic extracting unit that analyzes the electrocardiogram data and extracts n characteristics for diagnosing the heart disease; a decision model generation unit generating each identification code for the n characteristics for each diagnosis name of the heart disease, and generating n judgment models for determining each characteristic by learning the generated identification code; a diagnostic model generator for generating a diagnostic model for deriving a diagnosis name of the heart disease by learning values determined from the judgment model; and a controller for outputting a diagnosis result for the electrocardiogram data to be diagnosed using the judgment model and the diagnosis model.

이때, 상기 판단 모델 생성부는 각 진단명에 대응하는 값을 가지도록 각 특성마다 이진(binary) 값으로 구분되는 두 가지의 식별코드를 생성하고, 동일한 식별코드를 클러스터링하여 각 특성별로 두 개의 그룹으로 구분하고, 딥러닝 알고리즘을 이용하여 상기 구분된 두 그룹의 이진 값을 학습하여 각 특성을 구분해내는 상기 판단 모델을 생성할 수 있다.In this case, the judgment model generating unit generates two identification codes divided into binary values for each characteristic so as to have a value corresponding to each diagnosis name, and clusters the same identification code into two groups for each characteristic. And, by learning the binary values of the two groups divided by using a deep learning algorithm, it is possible to generate the judgment model for classifying each characteristic.

또한, 상기 제어부는 상기 진단받고자 하는 심전도 데이터와 상기 데이터에 대한 진단 결과를 저장부에 저장하고, 상기 판단 모델 생성부는 딥러닝 알고리즘을 이용하여 상기 저장된 상기 심전도 데이터와 상기 진단 결과를 학습할 수 있다.In addition, the control unit may store the electrocardiogram data to be diagnosed and a diagnosis result for the data in a storage unit, and the judgment model generator may learn the stored electrocardiogram data and the diagnosis result using a deep learning algorithm. .

또한, 상기 입력부는 나이 및 성별을 포함하는 환자 정보를 더 입력받고, 상기 판단 모델 생성부는 심전도 데이터의 환자 정보를 더 학습하여 상기 판단 모델을 생성할 수 있다.In addition, the input unit may further receive patient information including age and gender, and the determination model generator may generate the determination model by further learning patient information of the electrocardiogram data.

또한, 상기 제어부는 상기 진단받고자 하는 심전도 데이터에 대한 진단명 및 진단 이유를 출력할 수 있다.Also, the controller may output a diagnosis name and diagnosis reason for the electrocardiogram data to be diagnosed.

또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 딥러닝 기반 심전도를 이용한 심장 질환 진단 방법은, 심장 질환 진단 장치는 심전도 데이터를 입력받는 단계; 상기 심전도 데이터를 분석하여 상기 심장 질환을 진단하기 위한 n개의 특성을 추출하는 단계; 상기 심장 질환의 진단명별로 상기 n개의 특성에 대한 각각의 식별코드를 생성하는 단계; 상기 생성된 식별코드를 학습하여 각 특성을 판단하는 n개의 판단 모델을 생성하는 단계; 상기 판단 모델로부터 판단된 값을 각각 학습하여 상기 심장 질환의 진단명을 도출하는 진단 모델을 생성하는 단계; 및 상기 판단 모델과 상기 진단 모델을 이용하여 진단받고자 하는 심전도 데이터에 대한 진단 결과를 출력하는 단계를 포함한다.Further, according to another embodiment of the present invention, there is provided a method for diagnosing a heart disease using an electrocardiogram based on deep learning, the method comprising: receiving, by an apparatus for diagnosing a heart disease, electrocardiogram data; extracting n characteristics for diagnosing the heart disease by analyzing the electrocardiogram data; generating each identification code for the n characteristics for each diagnosis name of the heart disease; generating n judgment models for judging each characteristic by learning the generated identification code; generating a diagnostic model for deriving a diagnosis name of the heart disease by learning values determined from the judgment model; and outputting a diagnosis result for the electrocardiogram data to be diagnosed using the judgment model and the diagnosis model.

이와 같이 본 발명에 따르면, 딥러닝 알고리즘을 이용하여 심전도 데이터를 특성별로 학습하고, 학습된 모델을 이용하여 심장 질환의 진단명을 도출함으로써 진단 정확도가 향상되고, 진단의 이유를 함께 제시할 수 있어 진단 신뢰도를 향상시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, by using a deep learning algorithm to learn electrocardiogram data by characteristics, and by deriving a diagnosis name of a heart disease using the learned model, diagnosis accuracy is improved, and the reason for diagnosis can be presented together. reliability can be improved.

또한 본 발명에 따르면, 진단 결과를 정상과 비정상(부정맥)과 같이 이진법적으로 분류하는 것이 아니라 정상, 부정맥 종류1, 부정맥 종류2, 부정맥 종류3, ??N과 같이 다변량으로 분류할 수 있어 정확한 진단 결과를 제시할 수 있다.In addition, according to the present invention, the diagnosis result can be classified into multivariate such as normal, arrhythmia type 1, arrhythmia type 2, arrhythmia type 3, ??N rather than binary classification like normal and abnormal (arrhythmia). Diagnostic results can be presented.

또한 본 발명에 따르면, 데이터로만 판단하여 자동으로 특징을 추출하는 딥러닝 방식으로 학습 모델을 학습하므로 객관적이고 정확한 진단이 가능하고, 다양한 생체신호를 학습하여 다양한 질환을 진단하는데 유용하게 활용될 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, an objective and accurate diagnosis is possible because a learning model is learned by a deep learning method that automatically extracts features by judging only by data, and it can be usefully utilized for diagnosing various diseases by learning various bio-signals. It works.

도 1은 종래의 부정맥 진단을 위한 인공지능 모델을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 딥러닝 기반 심전도를 이용한 심장 질환 진단 장치를 나타낸 블록구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 딥러닝 기반 심전도를 이용한 심장 질환 진단 방법의 동작 흐름을 도시한 순서도이다.
도 4는 도 3의 S300 단계에서 진단명별 각 특성에 대한 식별코드를 생성하는 과정을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 5는 도 3의 S400 단계에서 생성된 판단 모델을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 심장 질환 진단 결과를 출력하는 과정을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
1 is a diagram illustrating a conventional artificial intelligence model for diagnosing arrhythmias.
2 is a block diagram illustrating an apparatus for diagnosing a heart disease using an electrocardiogram based on deep learning according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating an operation flow of a method for diagnosing a heart disease using an electrocardiogram based on deep learning according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a process of generating an identification code for each characteristic for each diagnosis name in step S300 of FIG. 3 .
FIG. 5 is a diagram illustrating a decision model generated in step S400 of FIG. 3 .
6 is a diagram illustrating a process of outputting a heart disease diagnosis result according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of the lines or the size of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation.

또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In addition, the terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to intentions or customs of users and operators. Therefore, definitions of these terms should be made based on the content throughout this specification.

먼저, 도 2를 통해 본 발명의 실시 예에 따른 딥러닝 기반 심전도를 이용한 심장 질환 진단 장치에 대하여 설명한다.First, an apparatus for diagnosing a heart disease using an electrocardiogram based on deep learning according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2 .

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 딥러닝 기반 심전도를 이용한 심장 질환 진단 장치를 나타낸 블록구성도이다.2 is a block diagram illustrating an apparatus for diagnosing a heart disease using an electrocardiogram based on deep learning according to an embodiment of the present invention.

도 2에서와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 딥러닝 기반 심전도를 이용한 심장 질환 진단 장치(100)는, 입력부(110), 특성 추출부(120), 판단 모델 생성부(130), 진단 모델 생성부(140), 제어부(150) 및 저장부(160)를 포함한다.As shown in FIG. 2 , the apparatus 100 for diagnosing a heart disease using an electrocardiogram based on deep learning according to an embodiment of the present invention includes an input unit 110 , a characteristic extraction unit 120 , a judgment model generation unit 130 , and a diagnosis model generation. It includes a unit 140 , a control unit 150 , and a storage unit 160 .

먼저, 입력부(110)는 심전도 데이터를 입력받는다.First, the input unit 110 receives electrocardiogram data.

12전극을 기본으로 하는 심전도는 약 10초 동안 측정되는데, 10초 동안 측정된 심전도 신호는 각 전극 마다 5000개의 숫자로 저장이 되고, 각 전극에 대해 5000개의 숫자를 연속적인 선으로 이으면 한 장의 심전도 그림으로 출력된다.The ECG based on 12 electrodes is measured for about 10 seconds, and the ECG signal measured for 10 seconds is stored as 5000 numbers for each electrode. It is output as an electrocardiogram picture.

이때, 심전도 그림을 생성하는 6만개의 숫자(5000*12전극)를 백데이터(또는 원천데이터)라고 하는데, 본 발명의 실시예에서는 이 백데이터를 심전도 데이터로 입력받을 수 있다.At this time, the 60,000 numbers (5000*12 electrodes) that generate the electrocardiogram are called back data (or source data), and in the embodiment of the present invention, this back data can be input as electrocardiogram data.

본 발명의 실시 예에서는 12유도 방식으로 심전도 신호를 측정하는 것을 예시로 들어 설명하였으나, 이 외에도 6유도 방식, 손목 시계형이나 패치 등과 같은 단유도 방식 등 다양한 전극 조합을 이용하여 심전도 신호가 측정될 수도 있다. 측정 시간 또한 얻고자 하는 신호에 따라 가감되어 설정되는 것이 바람직하다.The embodiment of the present invention has been described as an example of measuring the ECG signal in the 12-guide method, but in addition to this, the ECG signal is measured using various electrode combinations such as the 6-guide method and the single-guide method such as a wrist watch type or patch. may be It is preferable that the measurement time is also increased or decreased according to the signal to be obtained.

이때, 입력부(110)는 나이 및 성별을 포함하는 환자 정보를 더 입력받을 수도 있다.In this case, the input unit 110 may further receive patient information including age and gender.

그리고 특성 추출부(120)는 입력받은 심전도 데이터를 분석하여 심장 질환을 진단하기 위한 n개의 특성을 추출한다.In addition, the characteristic extraction unit 120 extracts n characteristics for diagnosing a heart disease by analyzing the received electrocardiogram data.

이때, 특성 추출부(120)는 오토인코더(Auto-encoder)를 이용하여 심전도 데이터에 포함된 특성을 추출할 수도 있지만 이에 한정하는 것은 아니다.In this case, the characteristic extraction unit 120 may extract characteristics included in the electrocardiogram data using an auto-encoder, but is not limited thereto.

여기서 오토인코더 방법은 비지도 학습을 이용한 기계 학습 방법으로 심전도 신호를 예를 들어서 설명하자면, 12*5000개 숫자의 심전도 데이터가 입력되면 입력된 값과 동일한 값을 가지도록 출력되는 방법이다. 즉, 똑같은 심전도가 입력되고 출력된다. 대신 중간층에서는 이보다 훨씬 작은 개수의 층으로 중간 층을 만들게 되고, 입력한 심전도 데이터와 똑같은 심전도 데이터가 나오도록 기계학습을 시키는 방법이다. 이 방법은 큰 데이터를 몇 개의 숫자로 요약했다가 다시 원래 데이터로 돌려놓는 것으로, 전체 심전도 데이터가 몇 개의 특성값들로 요약되었다가 다시 그 특성값을 사용하여 원래의 심전도 데이터를 재구성하도록 하는 것이다.Here, the autoencoder method is a machine learning method using unsupervised learning. To explain the ECG signal as an example, when 12*5000 ECG data is input, it is output to have the same value as the input value. That is, the same electrocardiogram is input and output. Instead, in the middle layer, the middle layer is made with a much smaller number of layers, and machine learning is performed so that the ECG data identical to the input ECG data is output. This method summarizes large data into a few numbers and returns it back to the original data, so that the entire ECG data is summarized into a few characteristic values, and then the original ECG data is reconstructed using the characteristic values again. .

그리고 판단 모델 생성부(130)는 심장 질환의 진단명별로 n개의 특성에 대한 각각의 식별코드를 생성하고, 생성된 식별코드를 학습하여 각 특성을 판단하는 n개의 판단 모델을 생성한다.In addition, the decision model generating unit 130 generates identification codes for n characteristics for each diagnosis name of heart disease, and generates n judgment models for determining each characteristic by learning the generated identification codes.

자세히는, 각 진단명에 대응하는 값을 가지도록 각 특성마다 이진(binary) 값으로 구분되는 두 가지의 식별코드를 생성하고, 동일한 식별코드를 클러스터링하여 각 특성별로 두 개의 그룹으로 구분하고, 딥러닝 알고리즘을 이용하여 구분된 그룹의 이진 값을 학습하여 각 특성을 구분해내는 판단 모델을 생성한다.In detail, two identification codes divided by binary values are generated for each characteristic to have a value corresponding to each diagnosis name, and the same identification code is clustered to classify each characteristic into two groups, deep learning By learning the binary values of the divided groups using an algorithm, a judgment model that distinguishes each characteristic is created.

여기서, 딥러닝 알고리즘은 순환 신경망(Recurrent Neural Network, RNN) 알고리즘 또는 합성곱 신경망(Convolutional Neural Network, CNN) 알고리즘을 포함하는 인공신경망(Artificial Neural Network, ANN) 등의 신경망 모델을 기반으로 하고, 여기에 랜덤포레스트, SVM(Support vector machine), LDA(Linear discriminant analysis), QDA(Quadratic discriminant analysis), K-NN(K-nearest neighbor), K-means 등의 다양한 기계학습 방법을 함께 적용할 수도 있다.Here, the deep learning algorithm is based on a neural network model such as an artificial neural network (ANN) including a recurrent neural network (RNN) algorithm or a convolutional neural network (CNN) algorithm, and here Various machine learning methods such as random forest, support vector machine (SVM), linear discriminant analysis (LDA), quadratic discriminant analysis (QDA), K-nearest neighbor (K-NN), and K-means can be applied together. .

또한, 판단 모델 생성부(130)는 입력부(110)를 통해 입력받은 심전도 데이터의 환자 정보를 더 학습하여 판단 모델을 생성할 수도 있다.Also, the decision model generating unit 130 may generate a decision model by further learning patient information of the electrocardiogram data received through the input unit 110 .

그리고 진단 모델 생성부(140)는 판단 모델로부터 판단된 값을 각각 학습하여 심장 질환의 진단명을 도출하는 진단 모델을 생성한다.In addition, the diagnostic model generator 140 generates a diagnostic model for deriving a diagnosis name of a heart disease by learning values determined from the judgment model, respectively.

그리고 제어부(150)는 판단 모델과 진단 모델을 이용하여 진단받고자 하는 심전도 데이터에 대한 진단 결과를 출력한다.Then, the controller 150 outputs the diagnosis result for the electrocardiogram data to be diagnosed using the judgment model and the diagnosis model.

이때 제어부(150)는 진단받고자 하는 심전도 데이터의 노이즈를 필터링하거나, 노이즈 필터링 없이 신호 데이터를 판단 모델에 입력할 수 있다. In this case, the controller 150 may filter the noise of the electrocardiogram data to be diagnosed, or may input the signal data into the judgment model without noise filtering.

또한, 제어부(150)는 진단받고자 하는 심전도 데이터에 대한 진단명 및 진단 이유를 출력할 수 있다.Also, the controller 150 may output a diagnosis name and a diagnosis reason for the electrocardiogram data to be diagnosed.

마지막으로 저장부(160)는 제어부(150)로부터 진단된 진단 결과와, 해당 심전도 데이터를 저장한다.Finally, the storage unit 160 stores the diagnosis result diagnosed by the control unit 150 and the corresponding electrocardiogram data.

따라서, 판단 모델 생성부(130)는 딥러닝 알고리즘을 이용하여 저장부(160) 저장된 심전도 데이터와 진단 결과를 더 학습할 수도 있다.Accordingly, the decision model generator 130 may further learn the ECG data and the diagnosis result stored in the storage 160 using a deep learning algorithm.

이하에서는 도 3 내지 도 6을 통해 본 발명의 실시 예에 따른 딥러닝 기반 심전도를 이용한 심장 질환 진단 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method for diagnosing a heart disease using an electrocardiogram based on deep learning according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 6 .

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 딥러닝 기반 심전도를 이용한 심장 질환 진단 방법의 동작 흐름을 도시한 순서도로서, 이를 참조하여 본 발명의 구체적인 동작을 설명한다.3 is a flowchart illustrating an operation flow of a method for diagnosing a heart disease using a deep learning-based electrocardiogram according to an embodiment of the present invention. A detailed operation of the present invention will be described with reference to this.

본 발명의 실시 예에 따르면, 먼저 심장 질환 진단 장치(100)의 입력부(110)가 심전도 데이터를 입력받는다(S100).According to an embodiment of the present invention, first, the input unit 110 of the heart disease diagnosis apparatus 100 receives electrocardiogram data (S100).

이때, 입력부(110)는 나이 및 성별을 포함하는 환자 정보를 더 입력받을 수도 있다.In this case, the input unit 110 may further receive patient information including age and gender.

그 다음 특성 추출부(120)가 S100 단계에서 입력받은 심전도 데이터를 분석하여 심장 질환을 진단하기 위한 n개의 특성을 추출한다(S200).Then, the characteristic extraction unit 120 analyzes the electrocardiogram data received in step S100 to extract n characteristics for diagnosing a heart disease (S200).

그 다음 판단 모델 생성부(130)가 심장 질환의 진단명별로 n개의 특성에 대한 각각의 식별코드를 생성한다(S300).Next, the decision model generating unit 130 generates identification codes for n characteristics for each diagnosis name of heart disease (S300).

이때, 판단 모델 생성부(130)는 각 진단명에 대응하는 값을 가지도록 각 특성마다 이진(binary) 값으로 구분되는 두 가지의 식별코드를 생성할 수 있다.In this case, the decision model generating unit 130 may generate two identification codes divided into binary values for each characteristic so as to have a value corresponding to each diagnosis name.

도 4는 도 3의 S300 단계에서 진단명별 각 특성에 대한 식별코드를 생성하는 과정을 설명하기 위해 도시한 도면이다.FIG. 4 is a diagram illustrating a process of generating an identification code for each characteristic for each diagnosis name in step S300 of FIG. 3 .

도 4에서와 같이 판단 모델 생성부(130)는 S100 단계에서 입력받은 심전도 데이터를 분석하여 심장 질환의 진단명과 특성 추출부(120)에서 추출된 각 특성에 대응하는 식별코드를 생성하여 레이블링 하는 것이 바람직하다. 이때 식별코드는 이해의 편의를 위해 A 내지 Z로 표시하였으나, 이에 한정하는 것은 아니다.4, the judgment model generating unit 130 analyzes the electrocardiogram data received in step S100 to generate and label the diagnosis name of heart disease and an identification code corresponding to each characteristic extracted by the characteristic extraction unit 120. desirable. In this case, the identification codes are indicated by A to Z for convenience of understanding, but the present invention is not limited thereto.

그 다음 판단 모델 생성부(130)가 S300 단계에서 생성된 식별코드를 학습하여 각 특성을 판단하는 n개의 판단 모델을 생성한다(S400).Then, the decision model generating unit 130 generates n judgment models for determining each characteristic by learning the identification code generated in step S300 (S400).

이때, 판단 모델 생성부(130)는 동일한 식별코드를 클러스터링하여 각 특성별로 두 개의 그룹으로 구분하고, 딥러닝 알고리즘을 이용하여 구분된 두 그룹의 이진 값을 학습하여 각 특성을 구분해내는 판단 모델을 생성할 수 있다.At this time, the decision model generating unit 130 classifies the same identification code into two groups for each characteristic by clustering the same identification code, and a decision model for classifying each characteristic by learning the binary values of the two groups divided using a deep learning algorithm. can create

도 5는 도 3의 S400 단계에서 생성된 판단 모델을 설명하기 위해 도시한 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating a decision model generated in step S400 of FIG. 3 .

도 5에서와 같이, 특성 1을 예시로 들어 설명하자면, 특성1의 식별코드가 A인 군과 특성 1의 식별코드가 B인 두 개의 그룹으로 나누고, 이에 따라서 각 식별코드의 이진 값을 딥러닝 알고리즘을 이용하여 학습시켜서 특성 1을 구분해내는 특성 1에 대한 판단 모델을 생성한다. 이때, 생성된 판단 모델은 심장 질환을 진단하는 모델이 아니고 특성 1을 판단하는 모델이다.As shown in FIG. 5 , to describe characteristic 1 as an example, the identification code of characteristic 1 is divided into two groups, the group in which the identification code is A, and the identification code of characteristic 1 is B, and accordingly, the binary value of each identification code is deep learning A judgment model for characteristic 1 that distinguishes characteristic 1 by learning it using an algorithm is generated. In this case, the generated judgment model is not a model for diagnosing a heart disease, but a model for judging the characteristic 1.

그 다음 진단 모델 생성부(140)가 S400 단계에서 생성된 판단 모델로부터 판단된 값을 각각 학습하여 심장 질환의 진단명을 도출하는 진단 모델을 생성한다(S500).Next, the diagnostic model generating unit 140 generates a diagnostic model for deriving a diagnosis name of a heart disease by learning values determined from the judgment model generated in step S400 ( S500 ).

마지막으로 제어부(150)가 S400 단계에서 생성된 판단 모델과 S500 단계에서 생성된 진단 모델을 이용하여 진단받고자 하는 심전도 데이터에 대한 진단 결과를 출력한다(S600).Finally, the controller 150 outputs a diagnosis result for the electrocardiogram data to be diagnosed using the judgment model generated in step S400 and the diagnostic model generated in step S500 ( S600 ).

S600 단계에서 제어부(150)는 진단받고자 하는 심전도 데이터에 대한 진단명 및 진단 이유를 출력할 수도 있다.In step S600, the controller 150 may output a diagnosis name and diagnosis reason for the electrocardiogram data to be diagnosed.

예를 들어, 심전도 데이터에 대한 진단 결과가 심방세동으로 인한 부정맥일 때, 제어부(150)는 단순하게 진단명만 판독하여 출력하지 않고, "심방세동, 그 이유는 불규칙한 특징을 가지고 있고, Pwave가 보이지 않으며 맥박수가 50과 100 사이이기 때문이다" 와 같이 진단 이유를 포함한 판독문을 함께 출력할 수도 있다.For example, when the diagnosis result for the electrocardiogram data is arrhythmia due to atrial fibrillation, the control unit 150 does not simply read and output only the diagnosis name, but says "Atrial fibrillation, the reason has irregular characteristics, and Pwave is not visible. and because the pulse rate is between 50 and 100."

따라서, 진단하는 의사나 환자의 니즈를 충족시킬 수 있어 장치의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Accordingly, it is possible to satisfy the needs of a diagnosing doctor or patient, thereby improving the reliability of the device.

이때, 제어부(150)는 진단받고자 하는 심전도 데이터와 해당 데이터에 대한 진단 결과를 저장부(160)에 저장할 수도 있다.In this case, the controller 150 may store electrocardiogram data to be diagnosed and a diagnosis result for the data in the storage 160 .

판단 모델 생성부(130)는 딥러닝 알고리즘을 이용하여 저장부(160)에 저장된 심전도 데이터와 해당 심전도 데이터의 진단 결과를 더 학습할 수도 있다.The decision model generator 130 may further learn the electrocardiogram data stored in the storage 160 and the diagnosis result of the electrocardiogram data by using a deep learning algorithm.

즉, 판단 모델 생성부(130)는 판단 결과를 출력함과 동시에 해당 심전도 데이터를 학습함으로써 판단 모델의 정확도를 향상시킬 수 있다.That is, the determination model generator 130 may improve the accuracy of the determination model by outputting the determination result and simultaneously learning the corresponding electrocardiogram data.

또한, 판단 모델 생성부(130)는 심전도 데이터의 환자 정보를 더 학습할 수도 있다.Also, the decision model generating unit 130 may further learn patient information of the electrocardiogram data.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 심장 질환 진단 결과를 출력하는 과정을 설명하기 위해 도시한 도면이다.6 is a diagram illustrating a process of outputting a heart disease diagnosis result according to an embodiment of the present invention.

도 6에서와 같이, 제어부(150)는 진단받고자 하는 심전도 데이터를 판단 모델 생성부(130)에서 생성된 판단 모델에 입력하여, 각 판단 모델에서 판단된 각각의 판단 값이 진단 모델 생성부(140)에서 생성된 진단 모델을 통해 출력되면, 출력된 진단 결과를 이용하여 해당 심전도 데이터에 대한 진단 결과를 도출할 수 있다.As shown in FIG. 6 , the controller 150 inputs electrocardiogram data to be diagnosed into the judgment model generated by the judgment model generator 130 , and each judgment value determined by each judgment model is converted into the diagnosis model generator 140 . ), a diagnosis result for the corresponding electrocardiogram data can be derived using the output diagnosis result.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 딥러닝 기반 심전도를 이용한 심장 질환 진단 장치 및 그 방법은 딥러닝 알고리즘을 이용하여 심전도 데이터를 특성별로 학습하고, 학습된 모델을 이용하여 심장 질환의 진단명을 도출함으로써 진단 정확도가 향상되고, 진단의 이유를 함께 제시할 수 있어 진단 신뢰도를 향상시킬 수 있다.As described above, the apparatus and method for diagnosing heart disease using an electrocardiogram based on deep learning according to an embodiment of the present invention learns electrocardiogram data by characteristics using a deep learning algorithm, and uses the learned model to diagnose heart disease Diagnosis accuracy is improved by deriving the

또한 본 발명의 실시 예에 따르면, 진단 결과를 정상과 비정상(부정맥)과 같이 이진법적으로 분류하는 것이 아니라 정상, 부정맥 종류1, 부정맥 종류2, 부정맥 종류3, ??N과 같이 다변량으로 분류할 수 있어 정확한 진단 결과를 제시할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the diagnostic results are not classified binaryly, such as normal and abnormal (arrhythmia), but multivariate, such as normal, arrhythmia type 1, arrhythmia type 2, arrhythmia type 3, ??N. Therefore, accurate diagnostic results can be presented.

또한 본 발명의 실시 예에 따르면, 데이터로만 판단하여 자동으로 특징을 추출하는 딥러닝 방식으로 학습 모델을 학습하므로 객관적이고 정확한 진단이 가능하고, 다양한 생체신호를 학습하여 다양한 질환을 진단하는데 유용하게 활용될 수 있는 효과가 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, an objective and accurate diagnosis is possible because the learning model is learned by a deep learning method that automatically extracts features by judging only by data, and it is useful for diagnosing various diseases by learning various biosignals can have an effect.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. will be. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the following claims.

100 : 심장 질환 진단 장치 110 : 입력부
120 : 특성 추출부 130 : 판단 모델 생성부
140 : 진단 모델 생성부 150 : 제어부
160 : 저장부
100: heart disease diagnosis device 110: input unit
120: characteristic extraction unit 130: judgment model generation unit
140: diagnostic model generation unit 150: control unit
160: storage

Claims (10)

딥러닝 기반 심전도를 이용한 심장 질환 진단 장치에 있어서,
심전도 데이터를 입력받는 입력부;
상기 심전도 데이터를 분석하여 상기 심장 질환을 진단하기 위한 n개의 특성을 추출하는 특성 추출부;
상기 심장 질환의 진단명별로 상기 n개의 특성에 대한 각각의 식별코드를 생성하고, 생성된 식별코드를 학습하여 각 특성을 판단하는 n개의 판단 모델을 생성하는 판단 모델 생성부;
상기 판단 모델로부터 판단된 값을 각각 학습하여 상기 심장 질환의 진단명을 도출하는 진단 모델을 생성하는 진단 모델 생성부; 및
상기 판단 모델과 상기 진단 모델을 이용하여 진단받고자 하는 심전도 데이터에 대한 진단 결과를 출력하는 제어부를 포함하는 심장 질환 진단 장치.
In a heart disease diagnosis device using deep learning-based electrocardiogram,
an input unit for receiving electrocardiogram data;
a characteristic extracting unit that analyzes the electrocardiogram data and extracts n characteristics for diagnosing the heart disease;
a judgment model generation unit for generating identification codes for the n characteristics for each diagnosis name of the heart disease, and generating n judgment models for judging each characteristic by learning the generated identification codes;
a diagnostic model generator for generating a diagnostic model for deriving a diagnosis name of the heart disease by learning values determined from the judgment model; and
and a controller outputting a diagnosis result for the electrocardiogram data to be diagnosed using the judgment model and the diagnosis model.
제1항에 있어서,
상기 판단 모델 생성부는,
각 진단명에 대응하는 값을 가지도록 각 특성마다 이진(binary) 값으로 구분되는 두 가지의 식별코드를 생성하고, 동일한 식별코드를 클러스터링하여 각 특성별로 두 개의 그룹으로 구분하고, 딥러닝 알고리즘을 이용하여 상기 구분된 두 그룹의 이진 값을 학습하여 각 특성을 구분해내는 상기 판단 모델을 생성하는 심장 질환 진단 장치.
According to claim 1,
The judgment model generation unit,
To have a value corresponding to each diagnosis name, generate two identification codes that are divided into binary values for each characteristic, cluster the same identification code into two groups for each characteristic, and use a deep learning algorithm to learn the binary values of the two groups and generate the judgment model for classifying each characteristic.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 진단받고자 하는 심전도 데이터와 상기 데이터에 대한 진단 결과를 저장부에 저장하고,
상기 판단 모델 생성부는,
딥러닝 알고리즘을 이용하여 상기 저장된 상기 심전도 데이터와 상기 진단 결과를 학습하는 심장 질환 진단 장치.
According to claim 1,
The control unit is
storing the electrocardiogram data to be diagnosed and a diagnosis result for the data in a storage unit;
The judgment model generation unit,
A heart disease diagnosis apparatus for learning the stored electrocardiogram data and the diagnosis result using a deep learning algorithm.
제1항에 있어서,
상기 입력부는,
나이 및 성별을 포함하는 환자 정보를 더 입력받고,
상기 판단 모델 생성부는,
심전도 데이터의 환자 정보를 더 학습하여 상기 판단 모델을 생성하는 심장 질환 진단 장치.
According to claim 1,
The input unit,
receiving more patient information including age and gender;
The judgment model generation unit,
A heart disease diagnosis apparatus for generating the judgment model by further learning patient information of the electrocardiogram data.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 진단받고자 하는 심전도 데이터에 대한 진단명 및 진단 이유를 출력하는 심장 질환 진단 장치.
According to claim 1,
The control unit is
A heart disease diagnosis apparatus for outputting a diagnosis name and a diagnosis reason for the electrocardiogram data to be diagnosed.
딥러닝 기반 심전도를 이용한 심장 질환 진단 방법에 있어서,
심장 질환 진단 장치는 심전도 데이터를 입력받는 단계;
상기 심전도 데이터를 분석하여 상기 심장 질환을 진단하기 위한 n개의 특성을 추출하는 단계;
상기 심장 질환의 진단명별로 상기 n개의 특성에 대한 각각의 식별코드를 생성하는 단계;
상기 생성된 식별코드를 학습하여 각 특성을 판단하는 n개의 판단 모델을 생성하는 단계;
상기 판단 모델로부터 판단된 값을 각각 학습하여 상기 심장 질환의 진단명을 도출하는 진단 모델을 생성하는 단계; 및
상기 판단 모델과 상기 진단 모델을 이용하여 진단받고자 하는 심전도 데이터에 대한 진단 결과를 출력하는 단계를 포함하는 심장 질환 진단 방법.
In a method for diagnosing heart disease using deep learning-based electrocardiogram,
The heart disease diagnosis apparatus may include: receiving electrocardiogram data;
extracting n characteristics for diagnosing the heart disease by analyzing the electrocardiogram data;
generating each identification code for the n characteristics for each diagnosis name of the heart disease;
generating n judgment models for judging each characteristic by learning the generated identification code;
generating a diagnostic model for deriving a diagnosis name of the heart disease by learning values determined from the judgment model; and
and outputting a diagnosis result for the electrocardiogram data to be diagnosed using the judgment model and the diagnosis model.
제6항에 있어서,
상기 판단 모델을 생성하는 단계는,
각 진단명에 대응하는 값을 가지도록 각 특성마다 이진(binary) 값으로 구분되는 두 가지의 식별코드를 생성하고, 동일한 식별코드를 클러스터링하여 각 특성별로 두 개의 그룹으로 구분하고, 딥러닝 알고리즘을 이용하여 상기 구분된 두 그룹의 이진 값을 학습하여 각 특성을 구분해내는 상기 판단 모델을 생성하는 심장 질환 진단 방법.
7. The method of claim 6,
The step of generating the judgment model comprises:
To have a value corresponding to each diagnosis name, generate two identification codes that are divided into binary values for each characteristic, cluster the same identification code into two groups for each characteristic, and use a deep learning algorithm A heart disease diagnosis method for generating the judgment model for classifying each characteristic by learning the binary values of the two groups.
제6항에 있어서,
상기 진단받고자 하는 심전도 데이터와 상기 데이터에 대한 진단 결과를 저장하는 단계를 더 포함하고,
상기 판단 모델을 생성하는 단계는,
딥러닝 알고리즘을 이용하여 상기 저장된 상기 심전도 데이터와 상기 진단 결과를 학습하는 심장 질환 진단 방법.
7. The method of claim 6,
Further comprising the step of storing the electrocardiogram data to be diagnosed and a diagnosis result for the data,
The step of generating the judgment model comprises:
A heart disease diagnosis method for learning the stored electrocardiogram data and the diagnosis result using a deep learning algorithm.
제6항에 있어서,
상기 입력받는 단계는,
나이 및 성별을 포함하는 환자 정보를 더 입력받고,
상기 판단 모델을 생성하는 단계는,
심전도 데이터의 환자 정보를 더 학습하여 상기 판단 모델을 생성하는 심장 질환 진단 방법.
7. The method of claim 6,
The step of receiving the input is
receiving more patient information including age and gender;
The step of generating the judgment model comprises:
A heart disease diagnosis method for generating the judgment model by further learning patient information from electrocardiogram data.
제6항에 있어서,
상기 진단 결과를 출력하는 단계는,
상기 진단받고자 하는 심전도 데이터에 대한 진단명 및 진단 이유를 출력하는 심장 질환 진단 방법.
7. The method of claim 6,
The step of outputting the diagnosis result comprises:
A heart disease diagnosis method for outputting a diagnosis name and a diagnosis reason for the electrocardiogram data to be diagnosed.
KR1020200086483A 2020-07-14 2020-07-14 Apparatus for cardiac diseases diagnoses using electrocardiogram based on deep learning and method thereof KR102412957B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200086483A KR102412957B1 (en) 2020-07-14 2020-07-14 Apparatus for cardiac diseases diagnoses using electrocardiogram based on deep learning and method thereof
PCT/KR2021/008626 WO2022014942A1 (en) 2020-07-14 2021-07-07 Heart disease diagnosis device using deep-learning-based electrocardiogram, and method therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200086483A KR102412957B1 (en) 2020-07-14 2020-07-14 Apparatus for cardiac diseases diagnoses using electrocardiogram based on deep learning and method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220008447A true KR20220008447A (en) 2022-01-21
KR102412957B1 KR102412957B1 (en) 2022-06-24

Family

ID=79554924

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200086483A KR102412957B1 (en) 2020-07-14 2020-07-14 Apparatus for cardiac diseases diagnoses using electrocardiogram based on deep learning and method thereof

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102412957B1 (en)
WO (1) WO2022014942A1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023022516A1 (en) 2021-08-17 2023-02-23 주식회사 메디컬에이아이 Method for generating multiple pieces of standard electrocardiogram data on basis of deep learning algorithm
KR20230127577A (en) * 2022-02-25 2023-09-01 성균관대학교산학협력단 Method and device for prediction of ventricular arrhythmias using convolutional neural network
WO2024038932A1 (en) 2022-08-18 2024-02-22 주식회사 메디컬에이아이 Method for ecg reading service providing
WO2024085306A1 (en) * 2022-10-18 2024-04-25 (의)삼성의료재단 Electrocardiogram signal processing method and electrocardiogram signal processing apparatus for classifying electrocardiogram signals into determined reference range by using variational autoencoder, and computer program
WO2024101954A1 (en) * 2022-11-11 2024-05-16 주식회사 메디컬에이아이 Electronic device for diagnosing disease of user on basis of biological signal, and control method therefor

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060117546A (en) * 2005-05-11 2006-11-17 인하대학교 산학협력단 Apparatus and method for a cardiac diseases diagnoses based on ecg using neural network
KR101538916B1 (en) * 2014-09-26 2015-07-24 (주)와이브레인 Method for predicting change of user characteristics using egg data
KR20190114694A (en) * 2018-03-30 2019-10-10 삼성에스디에스 주식회사 Method for learning and analyzing time series data by using artificial intelligence

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102180135B1 (en) * 2018-10-12 2020-11-17 계명대학교 산학협력단 System and method of implementing ecg pattern simulation biometric signals according to cardiovascular disease type
KR102156087B1 (en) * 2019-01-03 2020-09-15 인하대학교 산학협력단 Prediction of paroxysmal atrial fibrillation from normal electrocardiogram using deep neural network

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060117546A (en) * 2005-05-11 2006-11-17 인하대학교 산학협력단 Apparatus and method for a cardiac diseases diagnoses based on ecg using neural network
KR101538916B1 (en) * 2014-09-26 2015-07-24 (주)와이브레인 Method for predicting change of user characteristics using egg data
KR20190114694A (en) * 2018-03-30 2019-10-10 삼성에스디에스 주식회사 Method for learning and analyzing time series data by using artificial intelligence

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023022516A1 (en) 2021-08-17 2023-02-23 주식회사 메디컬에이아이 Method for generating multiple pieces of standard electrocardiogram data on basis of deep learning algorithm
KR20230127577A (en) * 2022-02-25 2023-09-01 성균관대학교산학협력단 Method and device for prediction of ventricular arrhythmias using convolutional neural network
WO2024038932A1 (en) 2022-08-18 2024-02-22 주식회사 메디컬에이아이 Method for ecg reading service providing
WO2024085306A1 (en) * 2022-10-18 2024-04-25 (의)삼성의료재단 Electrocardiogram signal processing method and electrocardiogram signal processing apparatus for classifying electrocardiogram signals into determined reference range by using variational autoencoder, and computer program
WO2024101954A1 (en) * 2022-11-11 2024-05-16 주식회사 메디컬에이아이 Electronic device for diagnosing disease of user on basis of biological signal, and control method therefor

Also Published As

Publication number Publication date
KR102412957B1 (en) 2022-06-24
WO2022014942A1 (en) 2022-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102412957B1 (en) Apparatus for cardiac diseases diagnoses using electrocardiogram based on deep learning and method thereof
US11134880B2 (en) Automatic method to delineate or categorize an electrocardiogram
US10758139B2 (en) Automatic method to delineate or categorize an electrocardiogram
EP3367897A1 (en) An automatic method to delineate or categorize an electrocardiogram
US11331034B2 (en) Automatic method to delineate or categorize an electrocardiogram
Jones et al. Improving ECG classification interpretability using saliency maps
Khaled et al. Employing time-domain methods and poincaré plot of heart rate variability signals to detect congestive heart failure
CN115281688A (en) Cardiac hypertrophy multi-label detection system based on multi-mode deep learning
KR20230001096A (en) Classification method of atrial fibrillation and congestive heart failure using a convolutional artificial neural network
Xie et al. Research on heartbeat classification algorithm based on CART decision tree
Natesan et al. Classification of multi-lead ECG signals to predict myocardial infarction using CNN
Vijayakumar et al. ECG noise classification using deep learning with feature extraction
Reddy et al. Imle-net: An interpretable multi-level multi-channel model for ecg classification
Subramanyan et al. A novel deep neural network for detection of Atrial Fibrillation using ECG signals
Alwan et al. Methods for improved discrimination between ventricular fibrillation and tachycardia
De Marco et al. Classification of premature ventricular contraction using deep learning
KR102412593B1 (en) Apparatus for cardiac diseases classification using electrocardiogram based on deep learning and method thereof
Wang et al. Interpatient heartbeat classification using modified residual attention network with two-phase training and assistant decision
Hua et al. An interpretable model for ECG data based on bayesian neural networks
Han et al. Automatic detection of ECG cable interchange by analyzing both morphology and interlead relations
Ye et al. Explainable prediction of cardiac arrhythmia using machine learning
CN116473569A (en) Electrocardiogram data processing method, system and storage medium
Nandanwar et al. ECG Signals-Early detection of Arrhythmia using Machine Learning approaches
Prabhakararao et al. Multi-Label ECG Classification using Temporal Convolutional Neural Network
Janbhasha et al. GAN-Based Data Imbalance Techniques for ECG Synthesis to Enhance Classification Using Deep Learning Techniques and Evaluation

Legal Events

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