KR20220021975A - System for providing non-face-to-face neurological disease screening service - Google Patents

System for providing non-face-to-face neurological disease screening service Download PDF

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KR20220021975A
KR20220021975A KR1020200102233A KR20200102233A KR20220021975A KR 20220021975 A KR20220021975 A KR 20220021975A KR 1020200102233 A KR1020200102233 A KR 1020200102233A KR 20200102233 A KR20200102233 A KR 20200102233A KR 20220021975 A KR20220021975 A KR 20220021975A
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Abstract

The present invention relates to a system for providing a non-face-to-face neurological disease diagnosis service to increase classification accuracy and efficiency by type of neurological diseases. According to the present invention, the system comprises: a user terminal using a camera to take a diagnosis image including a user's face and providing diagnosis request information including the captured diagnosis image; and a diagnosis service providing server using a neurological disease diagnosis model to detect the user's face in the diagnosed image and extract an eyeball region when the diagnosis request information is received, extracting a pupil position from the extracted eyeball region to track gaze direction information, using the tracked gaze direction information and eye movement analysis information to diagnose a neurological disease state, and providing a diagnosis result of the neurological disease state to the user terminal. The neurological disease diagnosis model uses a clinical database collecting and storing clinical data on neurological diseases including dementia and Parkinson's disease to form an artificial intelligence (AI)-based neural network to classify the neurological diseases through image preprocessing and learning and inputs the diagnosed image to the AI-based neural network to output diagnosis results including types of neurological diseases and matching probabilities for each type.

Description

비대면 신경학적 질환 검진 서비스 제공 시스템{System for providing non-face-to-face neurological disease screening service}System for providing non-face-to-face neurological disease screening service

본 발명은 인공지능에 기반하여 신경학적 질환 종류 및 확률을 포함한 진단 결과를 제공하는 비대면 신경학적 질환 검진 서비스 제공 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a non-face-to-face neurological disease screening service providing system that provides diagnostic results including types and probabilities of neurological diseases based on artificial intelligence.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 일 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The content described in this section merely provides background information on an embodiment of the present invention and does not constitute the prior art.

인구 노령화에 따라 국내 노인성 치매 환자 수는 2018년 기준 75만 명 이상으로 예상되고 있으며, 치매 유병률은 65세 이상 노인 중 10%에 달하는 것으로 보고되고 있다. 또한, 중앙치매센터의 2017 연차보고서에 따르면, 80세 이상 노인은 4명 중 1명, 85세 이상 노인은 2.5명 중 1명으로 치매는 이미 국내에서 매우 흔한 질병이 되었고, 치매부담의 경우에 치매환자 1인당 연간 관리비용은 2054만원으로 추정되었으며, 국가 치매관리비용은 13조 6천억 원으로 GDP의 약 0.8%를 차지하는 것으로 집계되었다. 이러한 사회적 비용을 줄이기 위하여 치매를 조기 진단하는 시스템은 반드시 필요한 기술이다. Due to the aging of the population, the number of patients with senile dementia in Korea is expected to exceed 750,000 as of 2018, and the prevalence of dementia is reported to reach 10% of those aged 65 and over. In addition, according to the 2017 Annual Report of the Central Dementia Center, 1 in 4 people aged 80 and over and 1 in 2.5 people over 85 years old, dementia has already become a very common disease in Korea. The annual management cost per dementia patient was estimated at 20.54 million won, and the national dementia management cost was 13.6 trillion won, accounting for about 0.8% of GDP. In order to reduce these social costs, a system for early diagnosis of dementia is an essential technology.

그러나 임상의학적 치매 검사는 치매가 이미 진행하여 뇌 위축 등이 관찰될 때에 진단이 확정되므로 조기 치료 시기를 놓치는 경우가 종종 발생하고 있다. However, in clinical clinical dementia tests, the diagnosis is confirmed when dementia has already progressed and brain atrophy is observed, so early treatment is often missed.

영국의 연구진들이 눈의 움직임을 분석하여 조기 치매 환자를 예측하는 연구를 수행하고 있으며, 이는 타우(tau) 단백질이 치매 초기에 뇌간의 청반(locus ceruleus)에 침착하여 단속적 운동(saccadic movement)과 관련된 시냅스 기능을 저하시킨다는 기전에 착안한 연구이다. 상기한 연구는 눈의 움직임을 추적하는 특정한 센서를 비롯해 별도의 장비를 필요로 하며, 일상생활 중에 꾸준한 추적 관찰이 어렵다는 한계점이 있다. Researchers in the UK are conducting a study to predict patients with early dementia by analyzing eye movement, which indicates that tau protein is deposited in the locus ceruleus of the brainstem in the early stages of dementia and is related to saccadic movement. This is a study focusing on the mechanism of lowering synaptic function. The above study requires a specific sensor for tracking eye movement and additional equipment, and has a limitation in that it is difficult to continuously follow and observe during daily life.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따라 치매, 파킨슨병 등의 신경학적 질환을 진단하기 위한 동공 움직임 분석에 대한 임상 데이터들을 수집하여 기계 학습을 통해 신경학적 질환의 종류별 분류 정확도와 효율성을 향상시킬 수 있도록 하는 것에 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention collects clinical data for pupil movement analysis for diagnosing neurological diseases such as dementia and Parkinson's disease according to an embodiment of the present invention and uses machine learning to diagnose neurological diseases. The purpose is to improve the classification accuracy and efficiency by type.

다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.However, the technical task to be achieved by the present embodiment is not limited to the technical task as described above, and other technical tasks may exist.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서 본 발명의 일 실시예에 따른 비대면 신경학적 질환 검진 서비스 제공 시스템은, 카메라를 이용하여 사용자 얼굴을 포함한 피진단 영상을 촬영하고, 상기 촬영된 피진단 영상을 포함한 진단요청정보를 제공하는 사용자 단말; 및 상기 진단요청정보가 수신되면, 신경학적 질환 진단 모델을 이용하여 상기 피진단 영상에서 사용자 얼굴을 검출하여 안구 위치 영역을 추출하고, 상기 추출된 안구 위치 영역에서 동공 위치를 추출하여 시선 방향 정보를 추적하며, 상기 추적된 시선 방향 정보와 안구 움직임 분석 정보를 이용하여 신경학적 질환 상태를 진단하고, 상기 신경학적 질환 상태에 대한 진단 결과를 상기 사용자 단말에 제공하는 진단 서비스 제공 서버를 포함하되, 상기 신경학적 질환 진단 모델은, 치매, 파킨슨병을 포함한 신경학적 질환에 대한 임상 데이터를 수집하여 저장한 임상 데이터베이스를 이용하여 이미지 전처리 및 학습을 통해 신경학적 질환을 분류하기 위한 인공지능 기반의 신경망(Neural Network)을 구성하고, 상기 인공지능 기반의 신경망에 상기 피진단 영상을 입력하여 신경학적 질환의 종류, 종류별 일치 확률을 포함한 진단 결과를 출력하는 것이다. As a technical means for achieving the above technical problem, the system for providing a non-face-to-face neurological disease diagnosis service according to an embodiment of the present invention uses a camera to capture an image to be diagnosed including a user's face, and the photographed to be diagnosed a user terminal providing diagnosis request information including an image; and when the diagnosis request information is received, the user's face is detected from the image to be diagnosed using the neurological disease diagnosis model to extract the eye position region, and the pupil position is extracted from the extracted eye position region to obtain gaze direction information. and a diagnostic service providing server that tracks, diagnoses a neurological disease state using the tracked gaze direction information and eye movement analysis information, and provides a diagnosis result for the neurological disease state to the user terminal, wherein the The neurological disease diagnosis model collects and stores clinical data on neurological diseases including dementia and Parkinson's disease, and uses an artificial intelligence-based neural network to classify neurological diseases through image preprocessing and learning. Network) and inputting the image to be diagnosed to the artificial intelligence-based neural network, and outputting a diagnosis result including a type of neurological disease and a matching probability for each type.

상기 진단요청정보는, 사용자의 나이, 성별, 증상, 문진 데이터 중에서 어느 하나 이상의 기초 정보를 포함하는 것이다. The diagnosis request information includes at least one basic information of the user's age, gender, symptoms, and questionnaire data.

상기 진단 서비스 제공 서버는 상기 사용자 단말에 신경학적 질환 검진용 어플리케이션을 제공하고, 상기 사용자 단말은 신경학적 질환 검진용 어플리케이션을 통해 화면에 표적을 출현시키고, 사용자가 표적의 움직임에 따라 안구를 움직이는 시선 주시 작업과, 표적이 정지된 상태에서 표적의 반대방향으로 안구를 움직이는 반대방향 시선 주시 작업을 적어도 1회 이상 수행하도록 하고, 상기 신경학적 질환 진단 모델은 상기 시선 주시 작업과 반대방향 시선 주시 작업을 통해 안구 움직임을 좌표화하고, 상기 좌표화한 안구 움직임을 통해 안구의 이동 시간과 이동 속도를 추출하여 안구 움직임 분석 정보를 산출하는 것이다. The diagnosis service providing server provides an application for screening a neurological disease to the user terminal, and the user terminal displays a target on the screen through the application for screening a neurological disease, and the user moves the eye according to the movement of the target. The gaze task and the opposite gaze gaze operation of moving the eyeball in the opposite direction to the target while the target is stationary are performed at least once or more, and the neurological disease diagnosis model performs the gaze gaze operation opposite to the gaze gaze operation The eye movement is coordinated through the coordinated eye movement, and the movement time and movement speed of the eyeball are extracted through the coordinated eye movement to calculate the eye movement analysis information.

상기 신경학적 질환 진단 모델은 상기 안구의 이동 시간과 이동 속도를 이용한 안구 변동성과 동공 위치 정보를 포함한 안구 움직임 분석 정보를 산출하고, 상기 안구 변동성이 기설정된 임계치 이상 변화할 경우에 정상 범주에서 벗어나 신경학적 질환이 있다고 판단하는 것이다. The neurological disease diagnosis model calculates eye movement analysis information including eye variability and pupil position information using the movement time and movement speed of the eyeball, and when the eye variability changes by more than a preset threshold, it deviates from the normal range It is determined that there is a medical condition.

상기 신경학적 질환 진단 모델은, 머신러닝 기반의 알고리즘을 통해 피진단 영상에서 사용자 얼굴을 인식하고, 상기 인식된 사용자 얼굴에서 안구 위치를 검출하기 위해 안구를 구성하는 랜드마크들을 추출하고, 이미지 프로세싱을 통해 눈의 랜드마크에서 동공 위치와 눈의 중앙 위치를 추출하여 안구 움직임을 추적하는 것이다. The neurological disease diagnosis model recognizes the user's face in the image to be diagnosed through a machine learning-based algorithm, extracts landmarks constituting the eyeball to detect the eyeball position from the recognized user's face, and performs image processing Through this method, the pupil position and the central position of the eye are extracted from the landmark of the eye to track the eye movement.

전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 본 발명은 사용자가 스마트폰 등의 사용자 단말에 장착된 카메라를 이용해 사용자 얼굴을 포함한 피진단 영상을 촬영하여 전송하면, 인공지능 기반의 신경학적 질환 진단 모델에서 임상 데이터베이스로부터 신경학적 질환 종류를 조기 진단하여 사용자에게 제공할 수 있고, 특정 신경학적 질환으로 판별될 경우에 사용자 동의하에 전문가 단말과 진단 결과와 사용자 정보를 공유하여 사용자별 맞춤 의료서비스를 효율적으로 제공할 수 있다. According to the above-described problem solving means of the present invention, the present invention provides an artificial intelligence-based neurological disease diagnosis model when a user captures and transmits an image to be diagnosed including a user's face using a camera mounted on a user terminal such as a smartphone. can provide users with early diagnosis of neurological disease types from the clinical database, and when a specific neurological disease is identified, the diagnosis result and user information are shared with an expert terminal with the user's consent to efficiently provide customized medical services for each user can provide

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 비대면 신경학적 질환 검진 서비스 제공 시스템을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 신경학적 질환 진단 모델의 질환 검출 과정을 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 신경학적 질환 진단 모델을 통해 동공을 추출하는 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비대면 신경학적 질환 진단 시스템의 피진단 영상에서 안구 움직임을 분석하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 5는 도 4의 안구 움직임 분석 결과를 그래프로 도시한 것이다.
도 6은 치매 환자의 안구 움직임을 설명하는 그래프이다.
도 7은 파킨슨병 환자의 안구 움직임을 설명하는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 신경학적 질환 진단 모델에서 제공하는 진단 결과를 설명하는 예시도이다.
1 is a view for explaining a non-face-to-face neurological disease examination service providing system according to an embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining a disease detection process of a neurological disease diagnosis model according to an embodiment of the present invention.
3 is an exemplary diagram of extracting a pupil through a neurological disease diagnosis model according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining a process of analyzing an eye movement in an image to be diagnosed in a non-face-to-face neurological disease diagnosis system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing the results of the eye movement analysis of FIG. 4 .
6 is a graph illustrating eye movements of a dementia patient.
7 is a graph illustrating eye movement of a Parkinson's disease patient.
8 is an exemplary view for explaining a diagnosis result provided by a neurological disease diagnosis model according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement them. However, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Throughout the specification, when a part is "connected" with another part, this includes not only the case of being "directly connected" but also the case of being "electrically connected" with another element interposed therebetween. . In addition, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated, and one or more other features However, it is to be understood that the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded in advance.

본 명세서에서 ‘단말’은 휴대성 및 이동성이 보장된 무선 통신 장치일 수 있으며, 예를 들어 스마트 폰, 태블릿 PC 또는 노트북 등과 같은 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치일 수 있다. 또한, ‘단말’은 네트워크를 통해 다른 단말 또는 서버 등에 접속할 수 있는 PC 등의 유선 통신 장치인 것도 가능하다. 또한, 네트워크는 단말들 및 서버들과 같은 각각의 노드 상호 간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 근거리 통신망(LAN: Local Area Network), 광역 통신망(WAN: Wide Area Network), 인터넷 (WWW: World Wide Web), 유무선 데이터 통신망, 전화망, 유무선 텔레비전 통신망 등을 포함한다. In the present specification, a 'terminal' may be a wireless communication device with guaranteed portability and mobility, for example, any type of handheld-based wireless communication device such as a smart phone, tablet PC, or notebook computer. In addition, the 'terminal' may be a wired communication device such as a PC that can connect to another terminal or server through a network. In addition, the network refers to a connection structure capable of exchanging information between each node, such as terminals and servers, and includes a local area network (LAN), a wide area network (WAN), and the Internet (WWW). : World Wide Web), wired and wireless data networks, telephone networks, and wired and wireless television networks.

무선 데이터 통신망의 일례에는 3G, 4G, 5G, 3GPP(3rd Generation Partnership Project), LTE(Long Term Evolution), WIMAX(World Interoperability for Microwave Access), 와이파이(Wi-Fi), 블루투스 통신, 적외선 통신, 초음파 통신, 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication), 라이파이(LiFi) 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다.Examples of wireless data communication networks include 3G, 4G, 5G, 3rd Generation Partnership Project (3GPP), Long Term Evolution (LTE), World Interoperability for Microwave Access (WIMAX), Wi-Fi, Bluetooth communication, infrared communication, ultrasound Communication, Visible Light Communication (VLC), LiFi, and the like are included, but are not limited thereto.

이하의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 상세한 설명이며, 본 발명의 권리 범위를 제한하는 것이 아니다. 따라서 본 발명과 동일한 기능을 수행하는 동일 범위의 발명 역시 본 발명의 권리 범위에 속할 것이다.The following examples are detailed descriptions to help the understanding of the present invention, and do not limit the scope of the present invention. Accordingly, an invention of the same scope performing the same function as the present invention will also fall within the scope of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 비대면 신경학적 질환 검진 서비스 제공 시스템을 설명하는 도면이다.1 is a view for explaining a non-face-to-face neurological disease examination service providing system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 신경학적 질환 검진 서비스 제공 시스템은 사용자 단말(100), 진단 서비스 제공 서버(200), 전문가 단말(300)을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다. Referring to FIG. 1 , the neurological disease examination service providing system includes, but is not limited to, a user terminal 100 , a diagnosis service providing server 200 , and an expert terminal 300 .

사용자 단말(100)은 카메라를 이용하여 사용자 얼굴을 포함한 피진단 영상을 촬영하고, 촬영된 피진단 영상과 진단요청정보를 진단 서비스 제공 서버(200)로 전송한다. 여기서 사용자 단말(100)은 사용자의 인지 능력 정도에 따라 사용자 본인이 소지한 단말이 될 수 있고, 보호자가 소지한 단말이 될 수도 있다. The user terminal 100 captures an image to be diagnosed including the user's face using a camera, and transmits the photographed image to be diagnosed and diagnosis request information to the diagnosis service providing server 200 . Here, the user terminal 100 may be a terminal possessed by the user or a terminal possessed by a guardian according to the degree of the user's cognitive ability.

이때, 진단요청정보는 사용자의 나이, 성별, 증상, 문진 데이터 중에서 어느 하나 이상의 기초 정보를 포함할 수 있다. 문진 데이터는 음성 인식 기술이나 손끝(또는 손가락) 검출 기술 등을 이용하여 간단한 질의-응답 형태로 인지 능력이나 증상을 확인할 수 있는 데이터가 될 수 있다. 이러한 문진 데이터는 텍스트 입력이나 동공 움직임 추출 등을 이용한 질의-응답 형태 등 다양한 형태로 수집 가능하다. In this case, the diagnosis request information may include any one or more basic information among the user's age, gender, symptoms, and questionnaire data. The questionnaire data may be data that can confirm cognitive ability or symptoms in a simple question-and-answer format using voice recognition technology or fingertip (or finger) detection technology. Such questionnaire data can be collected in various forms, such as a question-and-answer format using text input or pupil movement extraction.

진단 서비스 제공 서버(200)는 사용자 단말(100)로부터 진단요청정보가 수신되면, 신경학적 질환 진단 모델을 이용하여 피진단 영상에서 사용자 얼굴을 검출하여 안구 위치 영역을 추출하고, 추출된 안구 위치 영역에서 동공 위치를 추출하여 시선 방향 정보를 추적하며, 추적된 시선 방향 정보와 안구 움직임 분석 정보를 이용하여 신경학적 질환 상태를 진단하고, 신경학적 질환 상태에 대한 진단 결과를 사용자 단말(100)에 제공한다. 진단 서비스 제공 서버(200)는 사용자 단말(100)에 비대면 신경학적 질환 진단을 위한 어플리케이션을 제공할 수 있고, 사용자 단말(100)과 해당 어플리케이션을 통해 실시간 정보를 주고받을 수 있다. When the diagnosis request information is received from the user terminal 100, the diagnosis service providing server 200 detects the user's face from the image to be diagnosed using the neurological disease diagnosis model, extracts the eyeball location area, and extracts the extracted eye location area. extracts the pupil position from , and tracks the gaze direction information, diagnoses a neurological disease state using the tracked gaze direction information and eye movement analysis information, and provides the diagnosis result for the neurological disease state to the user terminal 100 do. The diagnosis service providing server 200 may provide an application for non-face-to-face neurological disease diagnosis to the user terminal 100 , and may exchange real-time information with the user terminal 100 through the application.

이러한 진단 서비스 제공 서버(200)는 일반적인 의미의 서버용 컴퓨터 본체일 수 있고, 그 외에 서버 역할을 수행할 수 있는 다양한 형태의 장치로 구현될 수 있다. 구체적으로, 진단 서비스 제공 서버(200)는 통신 모듈(미도시), 메모리(미도시), 프로세서(미도시) 및 데이터베이스(미도시)를 포함하는 컴퓨팅 장치에 구현될 수 있다.The diagnostic service providing server 200 may be a computer body for a server in a general sense, or may be implemented as various types of devices capable of performing a server role. Specifically, the diagnosis service providing server 200 may be implemented in a computing device including a communication module (not shown), a memory (not shown), a processor (not shown), and a database (not shown).

전문가 단말(300)은 신경학적 질환과 관련된 전문 지식을 가진 사람이 관리하는 것으로서, 신경학적 질환 진단 모델의 진단 결과와 치료요청정보를 종합하여 환자별 맞춤형 의료 서비스를 제공할 수 있고, 진단 서비스 제공 서버(200)에 의해 사용자 단말(100)과 화상 채팅, 문자 채팅, 메일 등 다양한 소통 방식으로 전문 지식을 제공할 수 있다. 치료요청정보는 사용자의 나이, 성별, 증상, 문진 데이터 중에서 어느 하나 이상의 기초 정보를 포함할 수 있다. The expert terminal 300 is managed by a person with specialized knowledge related to a neurological disease, and can provide customized medical services for each patient by synthesizing the diagnosis results of the neurological disease diagnosis model and treatment request information, and provides diagnostic services The server 200 may provide expert knowledge with the user terminal 100 in various communication methods such as video chatting, text chatting, and mail. The treatment request information may include any one or more basic information among the user's age, gender, symptoms, and questionnaire data.

즉, 사용자 단말(100)은 진단 결과에 기초하여 전문 진단 또는 치료를 위한 치료요청정보를 진단 서비스 제공 서버(200)로 전송하고, 진단 서비스 제공 서버(200)는 치료요청정보에 따라 전문가 단말(300)에 진단 결과와 치료요청정보를 전송하고, 기 설정된 시간에 사용자 단말(100)과 전문가 단말(300) 간의 치료 연계를 위한 일대일 채팅창을 제공할 수 있다. 이때, 치료요청정보에는 사용자의 나이, 성별, 증상, 치료 형태(예를 들어, 방문 치료, 온라인 치료 등), 정보 공개 여부 등의 내용을 포함할 수 있다. 한편, 진단 서비스 제공 서버(200)는 사용자 단말(100)의 기초 정보와 전문가 단말(300)의 전문 분야 정보 등을 데이터베이스에 저장하고, 진단 결과에 따른 신경학적 질환 종류에 적합한 전문가 단말(300)을 해당 사용자 단말(100)에 배정하고, 배정된 전문가 단말(300)에만 사용자 단말(100)의 기초 정보를 비롯한 신경학적 질환의 진단 결과를 제공한다. That is, the user terminal 100 transmits treatment request information for professional diagnosis or treatment to the diagnosis service providing server 200 based on the diagnosis result, and the diagnosis service providing server 200 sends the diagnosis service providing server 200 to the expert terminal ( 300), the diagnosis result and treatment request information may be transmitted, and a one-to-one chatting window may be provided for treatment linkage between the user terminal 100 and the expert terminal 300 at a preset time. In this case, the treatment request information may include the user's age, gender, symptoms, treatment type (eg, visit treatment, online treatment, etc.), whether information is disclosed or not. On the other hand, the diagnosis service providing server 200 stores the basic information of the user terminal 100 and the specialized field information of the expert terminal 300 in a database, and the expert terminal 300 suitable for the type of neurological disease according to the diagnosis result. is assigned to the user terminal 100 , and only the assigned expert terminal 300 provides the diagnosis result of a neurological disease including basic information of the user terminal 100 .

상기에서, 사용자 단말(100) 및 전문가 단말(300)은 휴대폰이나 TV, PDA, 태블릿 PC, PC, 노트북 PC 및 기타 사용자 단말 장치 등으로 구현될 수 있다. In the above, the user terminal 100 and the expert terminal 300 may be implemented as a mobile phone, a TV, a PDA, a tablet PC, a PC, a notebook PC, and other user terminal devices.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 신경학적 질환 진단 모델의 질환 검출 과정을 설명하는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 신경학적 질환 진단 모델을 통해 동공을 추출하는 예시도이다.2 is a diagram for explaining a disease detection process of a neurological disease diagnosis model according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an exemplary view of extracting a pupil through a neurological disease diagnosis model according to an embodiment of the present invention. am.

도 2 및 도 3을 참조하면, 신경학적 질환 진단 모델은 치매, 파킨슨병을 포함한 신경학적 질환에 대한 안구 움직임 관련한 임상 데이터를 수집하여 저장한 임상 데이터베이스(250)를 이용하여 이미지 전처리 및 학습을 통해 신경학적 질환을 분류하기 위한 인공지능 기반의 신경망(Neural Network)을 구성하고, 인공지능 기반의 신경망에 피진단 영상을 입력하여 신경학적 질환의 종류, 종류별 일치 확률을 포함한 진단 결과를 출력한다. 2 and 3 , the neurological disease diagnosis model collects and stores clinical data related to eye movement for neurological diseases including dementia and Parkinson's disease through image preprocessing and learning using the clinical database 250 . An artificial intelligence-based neural network is configured to classify neurological diseases, and a diagnostic image is input to the artificial intelligence-based neural network to output diagnosis results including types of neurological diseases and matching probabilities for each type.

인공지능 기반의 신경망은 서포트 벡터 머신(Support Vector Machine, SVM), 컨볼루션 신경망(Convolutional Neural Networks, CNN), 순환 신경망(Recurrent Neural Networks, RNN), 장기-단기 기억 신경망(Long-Short Term Memory, LSTM) 등의 특징 추출 기반의 분류 모델을 사용할 수 있다. Artificial intelligence-based neural networks include Support Vector Machine (SVM), Convolutional Neural Networks (CNN), Recurrent Neural Networks (RNN), Long-Short Term Memory, A classification model based on feature extraction such as LSTM) can be used.

신경학적 질환 진단 모델은 크게 머신러닝 기반의 알고리즘을 통해 피진단 영상에서 사용자 얼굴을 인식하는 얼굴 인식 과정, 인식된 사용자 얼굴에서 안구 위치를 검출하기 위해 안구를 구성하는 랜드마크들을 추출하는 랜드마크 추출 과정, 이미지 프로세싱을 통해 눈의 랜드마크에서 동공과 눈의 중앙 위치를 추출하는 안구 움직임 추적 과정으로 이루어진다.The neurological disease diagnosis model is largely a face recognition process that recognizes a user's face from an image to be diagnosed through a machine learning-based algorithm, and landmark extraction that extracts landmarks constituting the eyeball to detect the position of the eyeball from the recognized user's face It consists of an eye movement tracking process that extracts the pupil and the center position of the eye from the landmark of the eye through image processing.

먼저, 얼굴 인식 과정에서는 HoG((Histogram of Oriented Gradients) 특징 및 SVM 기반의 얼굴 인식 알고리즘을 이용하여 빠른 속도, 적은 리소스 요구량, 높은 정확도를 가지고 효율적인 얼굴 인식 기능을 수행한다. SVM을 이용한 HOG 기반의 얼굴 검출 방식은 입력되는 피진단 영상에서 관심 객체(즉, 사용자 얼굴 부위)의 특징을 추출하고, 추출된 특징 데이터를 이용하여 SVM 학습 및 분류기를 생성하고, 이렇게 생성된 분류기를 통해 입력 영상에서 관심 객체의 특징과 유사한 객체를 추출함으로써 관심 객체를 탐색하는 것으로서, 관심 객체를 자동으로 찾아가기 때문에 넓은 영역에서 수동으로 관심 객체를 탐색하는데 소요되는 시간과 노력을 줄일 수 있다. First, in the face recognition process, using HoG (Histogram of Oriented Gradients) features and SVM-based face recognition algorithm, efficient face recognition is performed with high speed, low resource requirements, and high accuracy. The face detection method extracts the features of the object of interest (that is, the user's face part) from the input diagnostic image, generates SVM learning and a classifier using the extracted feature data, and uses the generated classifier to extract the features of interest from the input image. As an object of interest is searched by extracting an object similar to the characteristic of the object, the time and effort required to manually search the object of interest in a wide area can be reduced because the object of interest is automatically found.

다음, 랜드마크 추출 과정에서는 얼굴 인식 과정에서 인식된 얼굴에서 눈의 위치를 인식하기 위해 얼굴 랜드마크 추출 알고리즘을 사용한다. 이때, 얼굴 랜드마크 추출 알고리즘은 Regression Tree 기반의 기계학습 알고리즘으로 밀리 초 단위의 속도와 높은 정확도를 가지고, 인식된 얼굴로부터 68개의 랜드마크를 추출하는데, 37번부터 42번, 43번부터 48번 랜드마크가 각각 왼쪽 및 오른쪽 눈에 해당하는 랜드마크가 된다. 안구 움직임 추적 과정에서는 추출된 랜드마크로부터 컨벡스 헐(Convex Hull) 알고리즘을 통해 눈의 영역을 특정한다. Next, in the landmark extraction process, a facial landmark extraction algorithm is used to recognize the position of the eyes in the face recognized in the face recognition process. At this time, the face landmark extraction algorithm is a regression tree-based machine learning algorithm that extracts 68 landmarks from the recognized face with millisecond speed and high accuracy. The landmark becomes the landmark corresponding to the left and right eyes, respectively. In the eye movement tracking process, the eye area is specified from the extracted landmark through the Convex Hull algorithm.

도 3에 도시된 바와 같이, 추출된 눈 영역에서 동공을 추출하는 과정은 임계(Threshold) 값을 기반으로 하는 마스킹(Masking)을 통해 수행한다. 즉, 신경학적 질환 진단 모델은 입력되는 피진단 영상이 조명이나 촬영 각도, 촬영 장소 등에 따른 환경 변화에 대응하기 위하여 임계값을 설정할 수 있고, 설정된 임계값에 기초하여 눈 영역에서 동공과 동공이 아닌 부분을 구분할 수 있다. As shown in FIG. 3 , the process of extracting the pupil from the extracted eye region is performed through masking based on a threshold value. That is, the neurological disease diagnosis model can set a threshold value in order to respond to environmental changes according to the lighting, shooting angle, and shooting location of an inputted image to be diagnosed, and based on the set threshold value, the pupil and non-pupil in the eye region parts can be separated.

따라서, 신경학적 질환 진단 모델은 적응적 임계(Adaptive Threshold) 기법을 적용하여 외부 환경과 조명 등의 변화에서도 최적의 동공 추출과 안구 움직임 분석이 가능하다. 눈으로부터 동공 부분이 추출되면 눈의 중심점 위치(X)와 동공의 중심점 위치(+)에 대한 상대 위치를 통하여 시선 방향 정보를 추적할 수 있고, 추적된 동공의 위치는 실시간으로 데이터베이스에 저장하여, 추후 이를 임상데이터로 활용할 수 있다.Therefore, the neurological disease diagnosis model applies the adaptive threshold technique, enabling optimal pupil extraction and eye movement analysis even under changes in external environment and lighting. When the pupil part is extracted from the eye, the gaze direction information can be tracked through the relative position of the central point position (X) of the eye and the central point position (+) of the pupil, and the tracked pupil position is stored in a database in real time, This can be used as clinical data in the future.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비대면 신경학적 질환 진단 시스템의 피진단 영상에서 안구 움직임을 분석하는 과정을 설명하는 도면이고, 도 5는 도 4의 안구 움직임 분석 결과를 그래프로 도시한 것이다. 도 6은 치매 환자의 안구 움직임을 설명하는 그래프이고, 도 7은 파킨슨병 환자의 안구 움직임을 설명하는 그래프이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 신경학적 질환 진단 모델에서 제공하는 진단 결과를 설명하는 예시도이다.4 is a view for explaining a process of analyzing an eye movement in an image to be diagnosed in a non-face-to-face neurological disease diagnosis system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a graph illustrating the result of the eye movement analysis of FIG. 4 . will be. 6 is a graph illustrating eye movement of a patient with dementia, FIG. 7 is a graph illustrating eye movement of a patient with Parkinson's disease, and FIG. 8 is a diagnosis result provided by a neurological disease diagnosis model according to an embodiment of the present invention. It is an example diagram to explain.

도 4 및 도 5를 참조하면, 진단 서비스 제공 서버(200)는 신경학적 질환 진단 어플리케이션을 통해 사용자가 일정 횟수 이상을 사용자 단말(100)의 카메라를 응시하면서 화면의 좌우방향으로 기설정된 위치의 점을 따라 눈을 움직이도록 훈련한다. 4 and 5 , the diagnosis service providing server 200 provides a point at a preset position in the left and right direction of the screen while the user gazes at the camera of the user terminal 100 a certain number of times or more through the neurological disease diagnosis application. Train your eyes to follow them.

일례로, 진단 서비스 제공 서버(200)는 왼쪽 끝에 점을 정지시킨 상태에서 화면(또는 음성)으로 반대편을 주시하도록 하는 시선 주시 작업을 수행하고, 이때 왼쪽 끝에서 오른쪽 끝을 주시하는 반대방향 시선 주시 작업을 수행하여 반대방향으로 동공 움직임까지의 이동 시간과 안구 운동 속도를 측정한다. 상기한 작업과 반대로, 진단 서비스 제공 서버(200)는 오른쪽 끝에 점을 정지시킨 상태에서 반대편을 주시하도록 하는 시선 주시 작업, 오른쪽 끝에서 왼쪽 끝을 주시하는 반대방향 시선 주시 작업을 수행하여 이동 시간과 안구 운동 속도를 측정한다. 이렇게 측정된 안구 움직임을 좌표화하여 표 1과 같이 나타낼 수 있고, 좌표화한 눈의 움직임을 통해 추출된 안구의 이동 시간과 안구 운동 속도를 이용해 안구 변동성과 동공 위치 정보를 포함한 안구 움직임 분석 정보를 추출할 수 있다. As an example, the diagnostic service providing server 200 performs a gaze gaze operation to gaze at the opposite side with a screen (or voice) while the dot is stopped at the left end, and at this time, the opposite gaze gaze from the left end to the right end By performing the task, the movement time to the pupil movement in the opposite direction and the eye movement speed are measured. Contrary to the above operation, the diagnostic service providing server 200 performs a gaze gaze operation to gaze at the opposite side while the point is stopped at the right end, and a gaze gaze operation in the opposite direction to gaze from the right end to the left end to increase movement time and Measure the eye movement speed. The measured eye movements can be coordinated and expressed as shown in Table 1, and eye movement analysis information including eye variability and pupil position information can be obtained using the eye movement time and eye movement speed extracted through coordinated eye movement. can be extracted.

표적target 좌안(x, y)Left eye (x, y) 우안(x, y)right eye (x, y) 오른쪽 끝right end +1+1 00 +1+1 00 중간middle 00 00 00 00 왼쪽 끝left end -1-One 00 -1-One 00 중앙 위above the center 00 +1+1 00 +1+1 중앙 아래below the center 00 -1-One 00 -1-One

도 6에 도시된 바와 같이, 사용자 단말(100)의 화면 상에서 점이나 그림 등의 표적의 움직임에 따른 시선 주시 작업과 반대방향 시선 주시 작업을 통해 치매 환자의 안구 움직임을 살펴보면, 전두엽 억제 기능의 저하로 사용자 자신도 모르게 동공이 표적을 따라가거나, 반대방향을 주시하는데 소정의 지연시간이 발생하게 됨을 알 수 있다. As shown in FIG. 6 , when looking at the eye movements of the dementia patient through the gaze gaze task according to the movement of a target such as a point or a picture on the screen of the user terminal 100 and the gaze gaze task in the opposite direction, a decrease in the prefrontal inhibition function As a result, it can be seen that a predetermined delay time occurs when the pupil follows the target or gazes in the opposite direction without the user's knowledge.

여기서, Saccade는 현재 주시하고 있는 물체에서 다른 물체로 시선을 신속하게 옮기는 기능을 담당하며, 주위 환경을 탐색하거나, 책을 읽는 것과 같은 일상 활동에서 가장 중요한 역할을 하는 공액(conjugate) 안구 운동이다. Saccade의 기능은 안구 운동 범위, 속도, 잠복기, 정확도로 평가하는데, 안구 운동 범위(ocular excursion)는 젊은 성인에서 최대 수평 안구 운동 범위는 50도 정도이다. 수직 방향의 안구 운동 범위는 나이가 들면서 점차 감소하여 젊었을 때는 45도(상방, 43도; 하방, 47도), 고령에서는 33도 정도이다. 잠복기 목표물이 나타나고 나서 Saccade가 발생하기까지 걸리는 시간으로 정상인에서는 200ms 내외이다. 잠복기는 나이가 들면서 중추신경계에서의 처리 시간(processing time)이 늦어지기 때문에 증가한다. 새로운 표적이 나타나기 전에 현재 주시하고 있는 물체를 시야에서 없애면, 새로운 표적에 대한 Saccade의 잠복기가 단축된다. Here, saccade is a conjugate eye movement that plays the most important role in daily activities, such as exploring the surrounding environment or reading a book, responsible for the function of quickly moving the gaze from the currently focused object to another object. The function of the saccade is evaluated by the range of eye movement, speed, latency, and accuracy. The maximum horizontal range of eye movement in young adults is about 50 degrees. The vertical eye movement range gradually decreases with age, reaching 45 degrees (upper, 43 degrees; downward, 47 degrees) when young and about 33 degrees in older adults. Incubation period The time it takes from the appearance of the target to the occurrence of saccade is around 200ms in normal people. The incubation period increases with age because the processing time in the central nervous system is delayed. If you remove the object you are currently looking at before the new target appears, the latency of the saccade to the new target is shortened.

따라서, 신경학적 질환 진단 모델은 뇌종양, 뇌졸중 및 기타 신경계질환의 상황에서 한정된 두 개 공간에서의 신생물 혹은 출혈의 증가와 뇌부종의 동반은 뇌내 압력이 증가하게 되고, 결국 증가된 뇌내 압력은 뇌신경 3, 4, 6번의 기능장애를 유발하여 눈의 움직임을 제한하게 되어 양옆, 위아래, 양쪽 사선으로의 점 이동을 쫓아가지 못하게 되는 것을 점수화하여 뇌종양, 뇌졸중 등 신경계 질환을 스크리닝 할 수 있다. Therefore, the neurological disease diagnosis model is that in the context of brain tumor, stroke, and other neurological diseases, an increase in neoplasia or hemorrhage and cerebral edema in the limited two spaces results in an increase in intracranial pressure. , 4, and 6 dysfunction, restricting eye movement, and scoring the inability to follow the point movement in both sides, up and down, and both oblique lines can be used to screen for neurological diseases such as brain tumors and strokes.

신경학적 질환 진단 모델은 파킨슨병이 뇌내 도파민의 부족으로 인하여 근육의 떨림이 발생하고, 그로 인해 초기부터 눈의 움직임에서 떨림이 관찰되므로, 사용자 단말(100)의 화면상의 점을 눈이 쫓아 움직일 때에 변동성(variability)이 소정의 값 이상일 때에 파킨슨병으로 스크리닝한다. In the neurological disease diagnosis model, in Parkinson's disease, muscle tremor occurs due to a lack of dopamine in the brain. Parkinson's disease is screened when the variability is above a predetermined value.

도 7에 도시된 바와 같이, 파킨슨병 환자의 경우에, 안구 움직임 분석 정보를 통해 안구 움직임을 기록해보면 안구 움직임이 선형-원형으로 연속되지 않고 계단 형태로 끊어지고 변동성이 발생한다. 따라서, 파킨슨병의 경우에, 신경학적 질환 진단 모델은 시선 주시 작업을 수행하는 과정에서 안구의 떨림이 지속되고, 반대 방향 시선 주시 작업 과정에서 안구 운동 변동성이 소정 이상 변화하여 질병을 스크리닝 할 수 있다.As shown in FIG. 7 , in the case of a Parkinson's disease patient, when eye movements are recorded through eye movement analysis information, the eye movements are not continuous in a linear-circular manner, but are cut off in a step form and variability occurs. Therefore, in the case of Parkinson's disease, the neurological disease diagnosis model can screen for diseases because eye tremors are sustained in the process of performing the gaze-gaze task, and eye movement variability changes more than predetermined in the process of gaze-gaze in the opposite direction. .

신경학적 질환 진단 모델은 경도 인지장애 및 치매의 경우에 아밀로이드 베타와 타우 단백질이 뇌의 특정 부위에 침착되는데, 특히 초기에 타우단백질은 뇌간의 청반핵 부위에 침착이 되고, 청반핵 부위는 동공 운동과 시야 주시의 기능을 담당하여 눈의 움직임과 동공 운동, 반대편 주시 작업을 통해 소정의 시간 이상을 기준으로 반대편 주시 작업 성공 여부와 동공의 크기 변화와 얼굴 혈류 변화를 통한 스트레스 지수를 점수화 하여 경도인지장애 및 치매로 스크리닝 한다.Neurological disease diagnosis model shows that in the case of mild cognitive impairment and dementia, amyloid beta and tau proteins are deposited in specific regions of the brain. Responsible for the function of gaze and visual field gaze, and based on eye movement, pupil movement, and contralateral gaze task, the success or failure of the contralateral gaze task based on a predetermined time or longer, and the stress index through changes in pupil size and facial blood flow are scored for mild recognition. Screened for disability and dementia.

시선이 특정 물체를 따라 움직이고 있을 때, 시야 주시 중추인 뇌간의 청반핵은 특정 물체의 움직임에 안구 운동을 고정하게 되어 언어지시(청각 혹은 시각)에 따라 작업을 중단하고 반대방향을 주시하기 위해서는 뇌간의 청반핵에 대한 전두엽의 억제성 신호전달이 필요함 그런데 치매 등의 신경계질환이 진행한 경우 억제성 신호전달이 늦어지게 되어 반대 방향 주시 작업에 소정의 시간 지연이 발생하게 되어 질병을 스크리닝 할 수 있다. When the gaze is moving along a specific object, the locus nuclei of the brainstem, the center of visual observation, fix the eye movement to the movement of a specific object. Inhibitory signal transduction of the frontal lobe is required for the locus nuclei of the brain .

이와 같이, 신경학적 질환 진단 모델은 인공 지능 기술을 이용하여 피진단 영상에 대한 질환 종류, 확률 등을 추론한 후에 이를 시각화하여 진단 결과로 사용자 단말(100)에 제공한다. 즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 신경학적 질환 진단 모델은 사용자 단말(100)로 개인정보 보호 처리가 된 사용자 얼굴 영상에서 안구 움직임 범위를 표시하고, 치매 확률 82%, 파킨슨병 확률 11%, 기타 안구 진탕 확률 7%를 표시하고, 의사와 일대일 상담하기 또는 다시 진단하기를 선택할 수 있도록 하는 사전 진단 결과를 제공한다. As such, the neurological disease diagnosis model uses artificial intelligence technology to infer the disease type, probability, etc. from the image to be diagnosed, then visualizes it and provides the diagnosis result to the user terminal 100 . That is, as shown in FIG. 8, the neurological disease diagnosis model displays the eye movement range in the user's face image that has been subjected to personal information protection processing with the user terminal 100, and the probability of dementia is 82%, the probability of Parkinson's disease is 11%, Others indicate a 7% chance of concussion and provide a pre-diagnosis result that allows you to choose to consult your doctor one-on-one or rediagnose.

이와 같이, 본 발명은 스마트폰 등의 사용자 단말(100)의 카메라를 통해 촬영된 피진단 영상에서 안구의 위치와 안구 움직임을 정확히 추출하고, 사용자 단말(100)의 화면에 표시된 표적의 움직임에 대응되는 안구의 움직임을 기록하여 정상인과 치매 환자를 구분할 수 있다. As described above, the present invention accurately extracts the position of the eyeball and the eye movement from the image to be diagnosed taken through the camera of the user terminal 100 such as a smartphone, and responds to the movement of the target displayed on the screen of the user terminal 100 By recording the movement of the eye, it is possible to distinguish normal people from dementia patients.

한편, 본 발명은 사용자 단말(100)의 전면 또는 후면에 장착된 카메라를 통해 사용자 얼굴, 손가락에서 광용적맥파와 심박수를 추출하고, 추출된 광용적맥파와 심박수를 통해 교감/부교감 신경의 변화율을 계산하여 정상인과 치매환자를 구분할 수도 있다. On the other hand, in the present invention, the LPT wave and heart rate are extracted from the user's face and fingers through a camera mounted on the front or rear side of the user terminal 100 , and the rate of change of sympathetic/parasympathetic nerves is measured through the extracted LPT wave and heart rate. It is also possible to differentiate between normal and dementia patients by calculation.

또한, 진단 서비스 제공 서버(200)는 사용자의 동의하에 시선 방향 정보와 안구 움직임 분석 정보 등의 임상 데이터를 구축하여 그룹 간의 차이를 자기부호화기 등으로 차원 축소된 데이터로 SVM으로 분류하는 분류 모델로부터 시계열 데이터를 추출하여 RNN, LSTM에 적용하여 조기치매 진단을 수행할 수 있다. In addition, the diagnosis service providing server 200 builds clinical data such as gaze direction information and eye movement analysis information with the user's consent, and classifies differences between groups into SVM as dimensionally reduced data using a self-encoder, etc. Time series from a classification model Early dementia diagnosis can be performed by extracting data and applying it to RNN and LSTM.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 이러한 기록 매체는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함하며, 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 포함하며, 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다.The embodiments of the present invention described above may also be implemented in the form of a recording medium including instructions executable by a computer, such as a program module executed by a computer. Such recording media includes computer-readable media, and computer-readable media can be any available media that can be accessed by a computer, and includes both volatile and nonvolatile media, removable and non-removable media. Computer readable media also includes computer storage media, which include volatile and nonvolatile embodied in any method or technology for storage of information, such as computer readable instructions, data structures, program modules, or other data. , including both removable and non-removable media.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustration, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a dispersed form, and likewise components described as distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention. do.

100 : 사용자 단말
200 : 진단 서비스 제공 서버
300 : 전문가 단말
100: user terminal
200: diagnostic service providing server
300: expert terminal

Claims (5)

카메라를 이용하여 사용자 얼굴을 포함한 피진단 영상을 촬영하고, 상기 촬영된 피진단 영상을 포함한 진단요청정보를 제공하는 사용자 단말; 및
상기 진단요청정보가 수신되면, 신경학적 질환 진단 모델을 이용하여 상기 피진단 영상에서 사용자 얼굴을 검출하여 안구 위치 영역을 추출하고, 상기 추출된 안구 위치 영역에서 동공 위치를 추출하여 시선 방향 정보를 추적하며, 상기 추적된 시선 방향 정보와 안구 움직임 분석 정보를 이용하여 신경학적 질환 상태를 진단하고, 상기 신경학적 질환 상태에 대한 진단 결과를 상기 사용자 단말에 제공하는 진단 서비스 제공 서버를 포함하되,
상기 신경학적 질환 진단 모델은,
치매, 파킨슨병을 포함한 신경학적 질환에 대한 임상 데이터를 수집하여 저장한 임상 데이터베이스를 이용하여 이미지 전처리 및 학습을 통해 신경학적 질환을 분류하기 위한 인공지능 기반의 신경망(Neural Network)을 구성하고, 상기 인공지능 기반의 신경망에 상기 피진단 영상을 입력하여 신경학적 질환의 종류, 종류별 일치 확률을 포함한 진단 결과를 출력하는 것인, 비대면 신경학적 질환 검진 서비스 제공 시스템.
a user terminal for photographing an image to be diagnosed including the user's face using a camera and providing diagnosis request information including the photographed image to be diagnosed; and
When the diagnosis request information is received, the user's face is detected from the image to be diagnosed using the neurological disease diagnosis model to extract the eye position region, and the pupil position is extracted from the extracted eye position region to track the gaze direction information. and a diagnosis service providing server that diagnoses a neurological disease state using the tracked gaze direction information and eye movement analysis information, and provides a diagnosis result for the neurological disease state to the user terminal,
The neurological disease diagnosis model,
Constructing an artificial intelligence-based neural network to classify neurological diseases through image preprocessing and learning using a clinical database that collects and stores clinical data on neurological diseases, including dementia and Parkinson’s, and A non-face-to-face neurological disease diagnosis service providing system that inputs the diagnosed image to an artificial intelligence-based neural network and outputs a diagnosis result including a type of neurological disease and a matching probability for each type.
제1항에 있어서,
상기 진단요청정보는,
사용자의 나이, 성별, 증상, 문진 데이터 중에서 어느 하나 이상의 기초 정보를 포함하는 것인, 비대면 신경학적 질환 검진 서비스 제공 시스템.
According to claim 1,
The diagnosis request information is
A non-face-to-face neurological disease screening service providing system that includes any one or more basic information of the user's age, gender, symptoms, and questionnaire data.
제1항에 있어서,
상기 진단 서비스 제공 서버는 상기 사용자 단말에 신경학적 질환 검진용 어플리케이션을 제공하고,
상기 사용자 단말은 신경학적 질환 검진용 어플리케이션을 통해 화면에 표적을 출현시키고, 사용자가 표적의 움직임에 따라 안구를 움직이는 시선 주시 작업과, 표적이 정지된 상태에서 표적의 반대방향으로 안구를 움직이는 반대방향 시선 주시 작업을 적어도 1회 이상 수행하도록 하고,
상기 신경학적 질환 진단 모델은 상기 시선 주시 작업과 반대방향 시선 주시 작업을 통해 안구 움직임을 좌표화하고, 상기 좌표화한 안구 움직임을 통해 안구의 이동 시간과 이동 속도를 추출하여 안구 움직임 분석 정보를 산출하는 것인, 비대면 신경학적 질환 검진 서비스 제공 시스템.
According to claim 1,
The diagnosis service providing server provides an application for neurological disease examination to the user terminal,
The user terminal makes the target appear on the screen through the application for neurological disease screening, and the user moves the eyeball according to the movement of the target in the opposite direction of the gaze-gaze operation and the target in the opposite direction of the target when the target is stopped. to perform the gaze-gaze task at least once,
The neurological disease diagnosis model coordinates eye movements through the gaze-gaze task and the opposite-direction gaze-gaze task, and extracts the movement time and movement speed of the eyeball through the coordinated eye movement to calculate eye movement analysis information. A non-face-to-face neurological disease screening service providing system.
제3항에 있어서,
상기 신경학적 질환 진단 모델은 상기 안구의 이동 시간과 이동 속도를 이용한 안구 변동성과 동공 위치 정보를 포함한 안구 움직임 분석 정보를 산출하고, 상기 안구 변동성이 기설정된 임계치 이상 변화할 경우에 정상 범주에서 벗어나 신경학적 질환이 있다고 판단하는 것인, 비대면 신경학적 질환 검진 서비스 제공 시스템.
4. The method of claim 3,
The neurological disease diagnosis model calculates eye movement analysis information including eye variability and pupil position information using the movement time and movement speed of the eyeball, and when the eye variability changes by more than a preset threshold, it deviates from the normal range. A non-face-to-face neurological disease screening service providing system that determines that there is a medical disease.
제1항에 있어서,
상기 신경학적 질환 진단 모델은,
머신러닝 기반의 알고리즘을 통해 피진단 영상에서 사용자 얼굴을 인식하고, 상기 인식된 사용자 얼굴에서 안구 위치를 검출하기 위해 안구를 구성하는 랜드마크들을 추출하고, 이미지 프로세싱을 통해 눈의 랜드마크에서 동공 위치와 눈의 중앙 위치를 추출하여 안구 움직임을 추적하는 것인, 비대면 신경학적 질환 검진 서비스 제공 시스템.
According to claim 1,
The neurological disease diagnosis model,
Recognizes the user's face in the image to be diagnosed through a machine learning-based algorithm, extracts landmarks constituting the eyeball to detect the eyeball position from the recognized user's face, and uses image processing to position the pupil from the landmark of the eye A non-face-to-face neurological disease screening service providing system that tracks eye movements by extracting the central position of the and eye.
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