KR20220097724A - Cardiovascular disease prediction system using A.I.-based cardiovascular disease prediction model for patients with SDB - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a cardiovascular disease prediction system that predicts a future cardiovascular disease of a sleep breathing disorder patient by applying an electrocardiogram and a cardiovascular disease risk factor of the sleep breathing disorder patient to an artificial intelligence-based cardiovascular disease prediction model. In the cardiovascular disease prediction system, an operation processing part comprises: a signal-processed electrocardiogram feature extraction part; an artificial intelligence-based electrocardiogram feature extraction part; a CVD risk factor loading part; and a cardiovascular disease (CVD) prediction part.

Description

수면호흡장애 환자의 인공지능 기반 심혈관질환 예측 모델을 이용한 심혈관질환 예측시스템{Cardiovascular disease prediction system using A.I.-based cardiovascular disease prediction model for patients with SDB}Cardiovascular disease prediction system using A.I.-based cardiovascular disease prediction model for patients with SDB}

본 발명은 수면호흡장애 환자의 향후의 심혈관 질환을 예측하기 위한 심전도와 심혈관질환 위험인자(CVD risk factor)를 이용한 인공지능(artificial intelligence, A.I.) 기반의 알고리즘인 심혈관질환 예측 모델과, 이를 적용한 심혈관질환 예측 시스템에 관한 것이다.The present invention provides a cardiovascular disease prediction model, which is an artificial intelligence (A.I.)-based algorithm using electrocardiogram and CVD risk factors, for predicting future cardiovascular disease in patients with sleep breathing disorder, and a cardiovascular disease prediction model using the same It relates to a disease prediction system.

수면호흡장애(sleep-disordered breathing, SDB)는 수면 중 상기도의 부분적 또는 완전한 폐쇄로 무호흡 혹은 저호흡의 환기 장애를 일으킨다. 수면호흡장애는 전 인구의 2~4% 정도로 알려져 있으며, 우리나라에서도 3.2~4.5%로 알려져 있는 매우 흔한 질병이다. 수면 중 반복적으로 발생하는 수면 무호흡-저호흡은 반복적인 저산소혈증, 재산소화, 흉강압의 급격한 변화, 중추신경계의 각성을 일으키며, 이는 심혈관계의 급성 스트레스 인자로 작용한다. 따라서 수면호흡장애를 장기적으로 치료하지 않고 방치하면 고혈압, 심부전, 심근경색, 부정맥, 뇌졸증 등의 발생이 높아져 심혈관질환으로 인한 사망위험을 증가시킨다. Sleep-disordered breathing (SDB) is a partial or complete obstruction of the upper airway during sleep, resulting in apnea or hypoventilation of ventilation. Sleep breathing disorder is known to be 2-4% of the total population, and is a very common disease known to be 3.2-4.5% in Korea. Sleep apnea-hypoxia that occurs repeatedly during sleep causes repeated hypoxemia, reoxygenation, rapid changes in thoracic pressure, and arousal of the central nervous system, which acts as an acute stress factor in the cardiovascular system. Therefore, if sleep and breathing disorders are left untreated for a long time, the occurrence of hypertension, heart failure, myocardial infarction, arrhythmia, and stroke increases, which increases the risk of death from cardiovascular disease.

수면호흡장애(SDB)를 진단하기 위해, 일반적으로 수면다원검사를 행한다. 수면다원검사는 수면 중 발생하는 여러 가지 비정상적인 상태를 진단하려고 여러 기구를 이용하여 수면 중 상태를 기록, 분석하는 검사이다. 수면다원검사에는 수면 중 질환들을 진단하기 위하여 다각적인 검사 장비들이 동원되는데, 뇌기능 상태를 알기 위한 뇌파 검사(EEG), 눈 움직임을 보기 위한 안전도 검사(EOG), 근육 상태를 알기 위한 근전도 검사(EMG), 심장 리듬을 보기 위한 심전도(ECG), 전체적인 상태를 보기 위한 비디오 촬영 등을 같이 시행하면서 대개 하룻밤 정도 수면을 취하면서 검사하는 방법이다.To diagnose sleep breathing disorder (SDB), polysomnography is usually performed. Polysomnography is a test that records and analyzes sleep states using various instruments to diagnose various abnormal conditions that occur during sleep. Polysomnography uses a variety of test equipment to diagnose diseases during sleep. Electroencephalography (EEG) to determine the state of brain function, safety test (EOG) to check eye movements, and electromyography to determine muscle status (EMG), an electrocardiogram (ECG) to check the heart rhythm, and video recording to see the overall condition, it is a method to test while sleeping, usually overnight.

국립심폐혈연구(the National Heart Lung & Blood Institute, NHLBI)에서는 수면호흡장애와 심혈관질환 간의 관련성을 확인하기 위해 다기관 코호트 연구(the Sleep Heart Health Study, SHHS)를 수행하였다. Gottlieb 등은 SHHS를 통해 수면호흡장애와 관상동맥질환, 심부전 간의 관련성을 알아보는 전향적 연구에서, 중증 수면호흡장애 환자는 정상인에 비해 관상동맥질환과 심부전 발생 확률이 각각 68%, 58% 더 높은 것으로 보고하였다. 또한, Redline 등은 SHHS의 전향적 연구를 통해 수면호흡장애와 뇌졸중의 관련성을 알아보았으며, 경증-중증도의 수면호흡장애 환자는 허혈성 뇌졸중과 높은 관련성을 보인다고 보고하였다. 이외에도 콜레스테롤, 혈압, 비만, 흡연, 심전도 등 심혈관질환의 예측 인자에 대한 연구가 활발히 진행되었다. Auer 등은 심전도 파형은 심혈관질환과 관련성이 있으며, 심전도 이상(ECG abnormality)는 관상동맥질환을 예측 인자로 활용될 수 있다고 보고하였다. 그러나 이전의 연구들은 한가지 질환을 대상으로 분석하거나, 질병의 발병률(morbidity)이나 사망률(mortality)과 같은 그룹 단위의 분석만 이루어졌다. 또한 심혈관질환 예측변수(CVD predictor)가 실제 향후에 발생할 심혈관질환을 예측할 수 있는지에 대한 유용성 평가는 이루어지지 않았다.The National Heart Lung & Blood Institute (NHLBI) conducted a multicenter cohort study (the Sleep Heart Health Study, SHHS) to determine the association between sleep breathing disorders and cardiovascular disease. Gottlieb et al. reported a prospective study examining the relationship between sleep and breathing disorders, coronary artery disease, and heart failure through SHHS reported to be In addition, Redline et al. investigated the relationship between sleep breathing disorder and stroke through a prospective study of SHHS, and reported that patients with mild-to-severe sleep breathing disorder showed a high correlation with ischemic stroke. In addition, studies on predictors of cardiovascular diseases such as cholesterol, blood pressure, obesity, smoking, and electrocardiogram have been actively conducted. Auer et al. reported that the ECG waveform is related to cardiovascular disease, and that ECG abnormality can be used as a predictor of coronary artery disease. However, in previous studies, only one disease was analyzed or group-based analysis such as disease morbidity or mortality was performed. Also, the usefulness of the cardiovascular disease predictor (CVD predictor) has not been evaluated whether it can actually predict future cardiovascular disease.

따라서, 심혈관질환 예측변수(CVD predictor)로 실제 향후에 발생할 심혈관질환을 예측하는 심혈관질환 예측 시스템이 요망된다.Therefore, there is a need for a cardiovascular disease prediction system that predicts cardiovascular diseases that will actually occur in the future as a cardiovascular disease predictor (CVD predictor).

최근에는 개인맞춤의학(personalized medicine)에 대한 관심이 높아지고 있으며, 여러분야에서 인공지능 및 빅데이터와 같은 기술을 적용하여 개인 맞춤형 질환 진단 및 예측을 할 수 있다는 가능성을 제시하고 있다. Recently, interest in personalized medicine is increasing, and technology such as artificial intelligence and big data is applied in various fields to suggest the possibility of personalized disease diagnosis and prediction.

본 발명에서는 수면호흡장애 환자의 향후(예를들어 향후 10년 내)의 심혈관 질환, 예를들어 관상동맥심장병(coronary heart disease), 심부전(heart failure), 뇌졸중(stroke)을 예측하기 위한 심전도와 심혈관질환 위험인자(CVD risk factor)를 이용한 인공지능 기반의 알고리즘인 심혈관질환 예측 모델과, 이를 적용한 심혈관질환 예측 시스템을 제안한다.In the present invention, electrocardiogram and electrocardiogram for predicting future (for example, within the next 10 years) cardiovascular disease, for example, coronary heart disease, heart failure, and stroke in patients with sleep and breathing disorders We propose a cardiovascular disease prediction model, which is an artificial intelligence-based algorithm using CVD risk factors, and a cardiovascular disease prediction system to which it is applied.

선행기술로 국내 등록특허 제10-1839910호는, 대상의 나이, 당뇨병, 고혈압, 흡연, 관상동맥질환 가족력, 혈압, 콜레스테롤 레벨, 백혈구 수치, 크레아틴 레벨, 당화혈색소 레벨, 및 심방세동 인자들에 대해 각 측정값을 획득하는 단계; 획득된 각 측정값에 대응하는 위험 예측점수를 각 인자에 부여하는 단계; 그리고 각 인자의 위험 예측점수를 합산한 총점을 예측기간 내에 심혈관질환 발병의 확률에 매칭시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 심혈관질환 위험인자를 사용한 심혈관질환 위험의 예측 방법에 관한 것이다. 국내 등록특허 제10-1839910호의 경우, 단지, 심혈관질환 위험인자에 따른 예측점수를 합산하여 심혈관질환 위험을 예측하는 것으로, 정확도에 다소 문제가 있다.As a prior art, Korean Patent Registration No. 10-1839910 discloses a subject's age, diabetes, hypertension, smoking, family history of coronary artery disease, blood pressure, cholesterol level, white blood cell level, creatine level, glycated hemoglobin level, and atrial fibrillation factors. obtaining each measurement value; assigning a risk prediction score corresponding to each acquired measurement value to each factor; And it relates to a method of predicting cardiovascular disease risk using cardiovascular disease risk factors comprising the; matching the total score by adding the risk prediction scores of each factor to the probability of developing cardiovascular disease within the prediction period. In the case of Korean Patent Registration No. 10-1839910, it only predicts the cardiovascular disease risk by adding up the predicted scores according to the cardiovascular disease risk factors, and there is some problem in accuracy.

본 발명은 수면호흡장애 환자의 심전도와 심혈관질환 위험인자(CVD risk factor)를 인공지능 기반의 심혈관질환 예측 모델에 적용하여, 수면호흡장애 환자의 향후의 심혈관 질환을 예측하는 심혈관질환 예측 시스템을 제공하는 것이다.The present invention provides a cardiovascular disease prediction system that predicts future cardiovascular disease of sleep breathing disorder patients by applying electrocardiogram and CVD risk factors of patients with sleep breathing disorder to an artificial intelligence-based cardiovascular disease prediction model will do

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 수면다원검사시 검출된 심전도 신호 및 심혈관질환 위험인자(CVD risk factor)를 이용하여 심혈관질환의 발생을 예측하는 연산처리부를 포함하는, 심혈관질환 예측시스템에 있어서, 연산처리부는, 상기 심전도(ECG) 신호로부터, STTc(ST-segment and T-wave (ST-T) changes) 세그먼트를 포함하는 시간도메인 심전도 파라미터를 검출하고, 저주파수대 고주파수 대역 강도비(PLF/PHF ratio)를 포함하는 주파수도메인 심전도 파라미터를 검출하고, 검출된 시간도메인 심전도 파라미터 및 주파수도메인 심전도 파라미터의 평균 및 표준편차를, '신호처리된 심전도 특징'으로서 메모리부에 저장하는, 신호처리된 심전도 특징 추출부; 기 학습된 CNN 기반의 인공지능 모델에, 30초 동안의 심전도 신호를 입력하고, 상기 CNN 기반의 인공지능 모델에서 플래튼 계층(flatten layer)의 각 노드의 결과를의 평균과 표준편차를 구하여, '인공지능 기반의 심전도 특징'으로서 메모리부에 저장하는, 인공지능 기반의 심전도 특징 추출부; 메모리부에 저장된 CVD 위험인자를 읽어들이는, CVD 위험인자 로딩부; 서보트 벡터 머신(SVM)들을 포함하여 이루어진 심혈관질환(CVD) 예측 모델을 포함하되, 신호처리된 심전도 특징, 인공지능 기반의 심전도 특징 및 CVD 위험인자를 포함하는 심전도 특징을, 심혈관질환 예측 모델에 입력하고, 심혈관질환 예측 모델로부터 향후 심혈관질환이 발생할 지 여부 및, 심혈관질환이 발생한다면 관상동맥심장병(coronary heart disease, CHD), 심부전(heart failure, HF), 뇌졸중(stroke) 중 어느 질병이 발생할 지를 심혈관질환 예측결과로서 출력하는, 심혈관질환(CVD) 예측부;를 포함하는 것을 특징한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a cardiovascular disease prediction system, including an arithmetic processing unit for predicting the occurrence of cardiovascular disease using an electrocardiogram signal and CVD risk factor detected during polysomnography. In the calculation processing unit, from the electrocardiogram (ECG) signal, STTc (ST-segment and T-wave (ST-T) changes) to detect a time domain electrocardiogram parameters including segments, and low-frequency to high-frequency band intensity ratio (PLF) /PHF ratio), detects a frequency domain ECG parameter, and stores the average and standard deviation of the detected time domain ECG parameter and the frequency domain ECG parameter as 'signal processed ECG characteristics' in the memory unit. ECG feature extraction unit; An electrocardiogram signal for 30 seconds is input to the pre-trained CNN-based artificial intelligence model, and the average and standard deviation of the results of each node of the flatten layer in the CNN-based artificial intelligence model are obtained, an artificial intelligence-based electrocardiogram feature extraction unit, which is stored in the memory unit as 'artificial intelligence-based electrocardiogram features'; a CVD risk factor loading unit that reads the CVD risk factor stored in the memory unit; Including a cardiovascular disease (CVD) prediction model including servo vector machines (SVM), signal-processed ECG characteristics, AI-based ECG characteristics, and ECG characteristics including CVD risk factors are added to the cardiovascular disease prediction model From the cardiovascular disease prediction model, whether or not cardiovascular disease will occur in the future It is characterized in that it comprises a; cardiovascular disease (CVD) prediction unit for outputting the information as a cardiovascular disease prediction result.

심혈관질환(CVD) 예측부는, 기 학습된 제1 서보트 벡터 머신으로 이루어져, 향후 심혈관질환이 발생할 것인지, 아닌지를 판별하고, 만약 심혈관질환이 발생하지 않는다고 판별하면 심혈관질환이 발생하지 않음을 나타내는 값을 심혈관질환(CVD) 예측 값으로 출력하는, 심혈관질환 발생 판별부; 심혈관질환 발생 판별부에서 향후 심혈관질환이 발생할 것으로 판별된 경우, 1대1(OvO, One-Vs-One) 다중 클래스 분류기를 이용하여, 향후 발생될 심혈관질환으로서 관상동맥심장병(coronary heart disease, CHD), 심부전(heart failure, HF), 뇌졸중(stroke) 중 하나를 선택하여 심혈관질환(CVD) 예측 값으로 출력하는, 세부 질환 판별부;를 포함한다.The cardiovascular disease (CVD) prediction unit consists of a pre-learned first servot vector machine, and determines whether or not a cardiovascular disease will occur in the future. a cardiovascular disease (CVD) predictive value, the cardiovascular disease occurrence determination unit; If cardiovascular disease is determined to occur in the future by the cardiovascular disease identification unit, using a one-to-one (OvO, One-Vs-One) multi-class classifier, coronary heart disease (CHD) as a future cardiovascular disease ), heart failure (HF), and stroke (stroke) to select one of the cardiovascular disease (CVD) predictive value output, a detailed disease discrimination unit; includes a.

세부 질환 판별부는, 관상동맥심장병, 심부전 중의 하나를 판별하기 위해 기 학습된 서보트 벡터 머신으로, 관상동맥심장병, 심부전 중의 하나를 선택하여 제2서보트 벡터 머신의 결과로서 출력하는, 제2서보트 벡터 머신; 관상동맥심장병과 뇌졸중(stroke) 중의 하나를 판별하기 위해 기 학습된 서보트 벡터 머신으로, 관상동맥심장병과 뇌졸중 중의 하나를 선택하여 제3서보트 벡터 머신의 결과로서 출력하는, 제3서보트 벡터 머신; 심부전과 뇌졸중 중의 하나를 판별하기 위해 기 학습된 서보트 벡터 머신으로, 심부전과 뇌졸중 중의 하나를 선택하여 제4서보트 벡터 머신의 결과로서 출력하는, 제4서보트 벡터 머신; 제2서보트 벡터 머신의 결과, 제3서보트 벡터 머신의 결과, 제4서보트 벡터 머신의 결과로 부터, 관상동맥심장병, 심부전, 뇌졸중 각각이, 선택된 횟수를 카운트하여 출력하는 투표부;를 포함한다.The detailed disease discrimination unit is a servo vector machine that has already been learned to discriminate one of coronary heart disease and heart failure, and selects one of coronary heart disease and heart failure and outputs it as a result of the second servo vector machine. boat vector machine; A third servo vector machine that is pre-trained to discriminate between coronary heart disease and stroke, and selects one of coronary heart disease and stroke and outputs it as a result of the third servo vector machine machine; a fourth-servo vector machine that is pre-learned to discriminate one of heart failure and stroke, and selects one of heart failure and stroke and outputs it as a result of the fourth-servo vector machine; A voting unit that counts and outputs the selected number of times each of coronary heart disease, heart failure, and stroke from the results of the second-servo vector machine, the third-servo vector machine, and the fourth-servo vector machine; include

상기 투표부는 관상동맥심장병, 심부전, 뇌졸중 선택된 횟수가 가장 많은 질병에 대한 값이, 심혈관질환(CVD) 예측 값으로 출력하도록 이루어진다.The voting unit is configured to output a value for a disease having the highest number of selected coronary heart disease, heart failure, and stroke as a cardiovascular disease (CVD) predicted value.

제1 서보트 벡터 머신의 입력벡터는, 플래튼 계층(flatten layer)의 15번째노드의 결과의 평균, STTc 세그먼트의 평균, BMI 지수, 수축기 혈압, AHI 지수, 플래튼 계층(flatten layer)의 11번째노드의 결과의 표준편차, 저주파수대 고주파수 대역 강도비(PLF/PHF ratio)의 평균, 요통기능 장애지수(ODI), 흡연정도, 플래튼 계층(flatten layer)의 12번째노드의 결과의 평균, 플래튼 계층(flatten layer)의 1번째노드의 결과의 평균, 플래튼 계층(flatten layer)의 7번째노드의 결과의 표준편차, 저주파수대 고주파수 대역 강도비(PLF/PHF ratio)의 표준편차, STTc 세그먼트의 표준편차, 저주파수 대역 강도(PLF)의 평균, 플래튼 계층(flatten layer)의 3번째노드의 결과의 평균 중 11개의 심전도 특징을 포함한다.The input vector of the first servo vector machine is the average of the results of the 15th node of the flatten layer, the average of the STTc segment, the BMI index, the systolic blood pressure, the AHI index, and 11 of the flatten layer. The standard deviation of the results of the second node, the average of the low-frequency to high-frequency band intensity ratio (P LF /P HF ratio), the low back pain dysfunction index (ODI), the smoking level, the results of the 12th node of the flatten layer Average, the average of the results of the first node of the flatten layer, the standard deviation of the results of the 7th node of the flatten layer, the low-frequency to high-frequency band intensity ratio (P LF /P HF ratio) Among the standard deviation, the standard deviation of the STTc segment, the mean of the low frequency band intensity (P LF ), and the mean of the result of the third node of the flatten layer, 11 ECG features are included.

제2서보트 벡터 머신의 입력벡터는, 플래튼 계층(flatten layer)의 4번째노드의 결과의 평균, HDL 콜레스테롤 지수, 저주파수 대역 강도(PLF)의 평균, 플래튼 계층(flatten layer)의 10번째노드의 결과의 평균, 저주파수대 고주파수 대역 강도비(PLF/PHF ratio)의 표준편차, 플래튼 계층(flatten layer)의 12번째노드의 결과의 표준편차, AHI 지수 중 6개의 심전도 특징을 포함한다.The input vector of the second servo vector machine is the average of the results of the 4th node of the flatten layer, the HDL cholesterol index, the average of the low frequency band intensity (P LF ), and 10 of the flatten layer The average of the results of the th node, the standard deviation of the low-frequency to high-frequency band intensity ratio (P LF /P HF ratio), the standard deviation of the results of the 12th node of the flatten layer, and 6 electrocardiographic characteristics of the AHI index include

제3서보트 벡터 머신는, 플래튼 계층(flatten layer)의 10번째노드의 결과의 평균, STTc 세그먼트의 평균, 저주파수대 고주파수 대역 강도비(PLF/PHF ratio)의 평균, 확장기 혈압, HDL 콜레스테롤 지수, 저주파수 대역 강도(PLF)의 평균, BMI 지수 중 3개를 포함한다.The third servo vector machine is the average of the results of the 10th node of the flatten layer, the average of the STTc segment, the average of the low-frequency to high-frequency band intensity ratio (P LF /P HF ratio), diastolic blood pressure, HDL cholesterol Includes three of the index, the average of the low frequency band strength (P LF ), and the BMI index.

제4서보트 벡터 머신의 입력벡터는, HDL 콜레스테롤 지수, 플래튼 계층(flatten layer)의 3번째노드의 결과의 평균, 저주파수 대역 강도(PLF)의 표준편차, 콜레스테롤 지수, AHI 지수, 플래튼 계층(flatten layer)의 2번째노드의 결과의 평균, 수축기 혈압, 고주파수 대역 강도(PHF)의 표준편차, 플래튼 계층(flatten layer)의 4번째노드의 결과의 평균, 흡연정도, 플래튼 계층(flatten layer)의 6번째노드의 결과의 표준편차 중 7개를 포함한다.The input vector of the fourth servo vector machine is the HDL cholesterol index, the average of the results of the third node of the flatten layer, the standard deviation of the low frequency band intensity (P LF ), the cholesterol index, the AHI index, the platen Mean of the results of the 2nd node of the flatten layer, systolic blood pressure, standard deviation of high frequency band intensity (P HF ), the average of the results of the 4th node of the flatten layer, smoking degree, platen layer It contains 7 of the standard deviations of the result of the 6th node of the (flatten layer).

또한, 본 발명은, 수면다원검사시 검출된 심전도 신호 및 심혈관질환 위험인자(CVD risk factor)를 이용하여 심혈관질환의 발생을 예측하는 연산처리부를 포함하는, 심혈관질환 예측시스템의 구동방법에 있어서, 연산처리부는 상기 심전도(ECG) 신호로부터, STTc(ST-segment and T-wave (ST-T) changes) 세그먼트를 포함하는 시간도메인 심전도 파라미터를 검출하고, 저주파수대 고주파수 대역 강도비(PLF/PHF ratio)를 포함하는 주파수도메인 심전도 파라미터를 검출하고, 검출된 시간도메인 심전도 파라미터 및 주파수도메인 심전도 파라미터의 평균 및 표준편차를, '신호처리된 심전도 특징'으로서 메모리부에 저장하는, 신호처리된 심전도 특징 추출단계; 연산처리부는, 기 학습된 CNN 기반의 인공지능 모델에, 30초 동안의 심전도 신호를 입력하고, 상기 CNN 기반의 인공지능 모델에서 플래튼 계층(flatten layer)의 각 노드의 결과를의 평균과 표준편차를 구하여, '인공지능 기반의 심전도 특징'으로서 메모리부에 저장하는, 인공지능 기반의 심전도 특징 추출단계; 연산처리부는, 메모리부에 저장된 CVD 위험인자를 읽어들이는, CVD 위험인자 로딩단계; 연산처리부는, 서보트 벡터 머신(SVM)들을 포함하여 이루어진 심혈관질환(CVD) 예측 모델을 이용하되, 심전도 특징 추출단계에서 구하여진 신호처리된 심전도 특징과, 인공지능 기반의 심전도 특징 추출단계에서 구하여진 인공지능 기반의 심전도 특징과, CVD 위험인자 로딩단계에서 읽어들인 CVD 위험인자를 포함하는 심전도 특징을, 심혈관질환 예측 모델에 입력하고, 심혈관질환 예측 모델로부터 출력된 결과를, 향후 심혈관질환이 발생할 지 여부 및, 심혈관질환이 발생한다면 관상동맥심장병(coronary heart disease, CHD), 심부전(heart failure, HF), 뇌졸중(stroke) 중 어느 질병이 발생할 지에 대한 심혈관질환 예측결과로서 출력하는, 심혈관질환(CVD) 예측단계;를 포함하는 것을 특징한다. In addition, the present invention provides a method of driving a cardiovascular disease prediction system, comprising a calculation processing unit for predicting the occurrence of cardiovascular disease using an electrocardiogram signal and CVD risk factor detected during polysomnography, The operation processing unit detects, from the electrocardiogram (ECG) signal, a time domain electrocardiogram parameter including a STTc (ST-segment and T-wave (ST-T) changes) segment, and a low-frequency to high-frequency band intensity ratio (PLF/PHF ratio) ), and storing the average and standard deviation of the detected time domain ECG parameter and the frequency domain ECG parameter as 'signal processed ECG characteristics' in the memory unit, extracting signal-processed ECG features step; The operation processing unit inputs an electrocardiogram signal for 30 seconds to the previously learned CNN-based artificial intelligence model, and calculates the average and standard results of each node of the flatten layer in the CNN-based artificial intelligence model. An artificial intelligence-based ECG feature extraction step of obtaining the deviation and storing it in the memory unit as 'artificial intelligence-based ECG features'; The arithmetic processing unit, the CVD risk factor loading step of reading the CVD risk factor stored in the memory unit; The arithmetic processing unit uses a cardiovascular disease (CVD) prediction model including servo vector machines (SVM), and obtains the signal-processed ECG characteristics obtained in the ECG feature extraction step and the AI-based ECG characteristic extraction step. The ECG characteristics based on artificial intelligence and the ECG characteristics including the CVD risk factors read in the CVD risk factor loading stage are input into the cardiovascular disease prediction model, and the results output from the cardiovascular disease prediction model Cardiovascular disease ( CVD) predicting step; characterized in that it includes.

심혈관질환(CVD) 예측단계는, 연산처리부가, 기 학습된 제1 서보트 벡터 머신에, STTc 세그먼트의 평균을 포함하는 심전도 특징을 입력벡터로서 입력하고, 제1 서보트 벡터 머신의 출력값을, 향후 심혈관질환이 발생할 것인지 여부를 판별한 값으로 출력하되, 만약 제1 서보트 벡터 머신의 출력값이 심혈관질환이 발생하지 않는다고 판별하면 심혈관질환이 발생하지 않음을 나타내는 값을 심혈관질환(CVD) 예측 값으로 출력하는, 심혈관질환 발생 판별단계; 연산처리부가, 심혈관질환 발생 판별부에서 향후 심혈관질환이 발생할 것으로 판별된 경우, 1대1(OvO, One-Vs-One) 다중 클래스 분류기를 이용하여, 향후 발생될 심혈관질환으로서 관상동맥심장병(coronary heart disease, CHD), 심부전(heart failure, HF), 뇌졸중(stroke) 중 하나를 선택하여 심혈관질환(CVD) 예측 값으로 출력하는, 세부 질환 판별단계;를 포함한다.In the cardiovascular disease (CVD) prediction step, the arithmetic processing unit inputs an electrocardiogram characteristic including the average of STTc segments to the previously learned first servo vector machine as an input vector, and outputs the output value of the first servo vector machine, The value that determines whether or not cardiovascular disease will occur in the future is output. If the output value of the first servot vector machine determines that cardiovascular disease does not occur, the value indicating that cardiovascular disease does not occur is the cardiovascular disease (CVD) predicted value. outputting as, cardiovascular disease occurrence determination step; When the calculation processing unit determines that a cardiovascular disease will occur in the future, the cardiovascular disease occurrence determination unit uses a one-to-one (OvO, One-Vs-One) multi-class classifier, heart disease, CHD), heart failure (HF), and stroke (stroke) selected one of the cardiovascular disease (CVD) predictive value output, detailed disease identification step; includes.

세부 질환 판별단계는, 연산처리부가, 저주파수 대역 강도(PLF)의 평균을 포함하는 심전도 특징을, 기 학습된 제2서보트 벡터 머신에 입력하고, 제2서보트 벡터 머신으로터, 제2서보트 벡터 머신의 결과값으로, 관상동맥심장병, 심부전 중의 하나가 출력되는, 제2서보트 벡터 머신 연산단계; 연산처리부가, 저주파수 대역 강도(PLF)의 평균을 포함하는 심전도 특징을, 기 학습된 제3서보트 벡터 머신에 입력하고, 제3서보트 벡터 머신으로터, 제3서보트 벡터 머신의 결과값으로, 관상동맥심장병과 뇌졸중 중의 하나가 출력되는, 제3서보트 벡터 머신 연산단계; 연산처리부가, 저주파수 대역 강도(PLF)의 표준편차를 포함하는 심전도 특징을, 기 학습된 제4서보트 벡터 머신에 입력하고, 제4서보트 벡터 머신으로터, 제4서보트 벡터 머신의 결과값으로, 심부전과 뇌졸중 중의 하나가 출력되는, 제4서보트 벡터 머신; 연산처리부가, 제2서보트 벡터 머신의 결과값, 제3서보트 벡터 머신의 결과값, 제4서보트 벡터 머신의 결과값으로 부터, 관상동맥심장병, 심부전, 뇌졸중 각각이, 선택된 횟수를 카운트하여, 관상동맥심장병, 심부전, 뇌졸중별로 카운트된 값을 출력하는 투표단계;를 포함한다.In the detailed disease identification step, the operation processing unit inputs the electrocardiogram characteristics including the average of the low frequency band intensity (P LF ) into the pre-learned second servo vector machine, and from the second servo vector machine, the second a second servo vector machine calculation step in which one of coronary heart disease and heart failure is output as a result of the servo vector machine; The arithmetic processing unit inputs the electrocardiogram characteristics including the average of the low frequency band intensities (P LF ) into the pre-learned third servo vector machine, and the result of the third servo vector machine from the third servo vector machine a third servo vector machine calculation step in which one of coronary heart disease and stroke is output as a value; The arithmetic processing unit inputs the electrocardiogram characteristics including the standard deviation of the low frequency band intensity (P LF ) to the pre-learned fourth servo vector machine, and from the fourth servo vector machine to the fourth servo vector machine. a fourth-servo vector machine in which one of heart failure and stroke is output as a result value; The arithmetic processing unit counts the number of times each of coronary heart disease, heart failure and stroke is selected from the result value of the second serve vector machine, the result value of the third serve vector machine, and the result value of the fourth serve vector machine and a voting step of outputting the counted values for each coronary heart disease, heart failure, and stroke.

투표단계에서 연산처리부는 관상동맥심장병, 심부전, 뇌졸중에, 카운트 값이 가장 많은 질병값을, 심혈관질환(CVD) 예측 값으로 출력한다. In the voting stage, the calculation processing unit outputs the disease value with the most count values for coronary heart disease, heart failure, and stroke as cardiovascular disease (CVD) prediction values.

또한, 본 발명은 심혈관질환 예측시스템의 구동방법에 대한 컴퓨터 프로그램 소스를 저장하는 기록매체를 특징으로 한다.In addition, the present invention features a recording medium storing a computer program source for a method of driving a cardiovascular disease prediction system.

본 발명의 심혈관질환 예측 시스템은 수면호흡장애 환자의 심전도와 심혈관질환 위험인자(CVD risk factor)를 인공지능 기반의 심혈관질환 예측 모델에 적용하여, 수면호흡장애 환자의 향후의 심혈관 질환을 예측한다.The cardiovascular disease prediction system of the present invention predicts the future cardiovascular disease of the sleep breathing disorder patient by applying the electrocardiogram and CVD risk factor of the sleep breathing disorder patient to an artificial intelligence-based cardiovascular disease prediction model.

이를 통해, 수면호흡장애 환자의 심전도와 심혈관질환 위험인자(CVD risk factor)를 이용하여 향후 10년 안에 심혈관 질환, 즉, 관상동맥심장병, 심부전, 뇌졸중의 발생 여부를 예측할 수 있으며, 수면호흡장애 환자의 동반될 질환을 예측을 통해 개인맞춤형 의료 서비스를 가능하게 할 수 있다.Through this, it is possible to predict the occurrence of cardiovascular diseases, ie, coronary heart disease, heart failure, and stroke, within the next 10 years using the electrocardiogram and CVD risk factors of patients with sleep breathing disorder. It is possible to enable personalized medical services by predicting the accompanying diseases of

도 1은 본 발명의 수면호흡장애 환자의 인공지능 기반 심혈관질환 예측 모델을 이용한 심혈관질환 예측시스템의 구성을 개략적으로 설명하는 블럭도이다,
도 2는 본 발명의 심혈관질환(CVD) 예측 모델을 나타낸다.
1 is a block diagram schematically illustrating the configuration of a cardiovascular disease prediction system using an artificial intelligence-based cardiovascular disease prediction model of a patient with sleep breathing disorder of the present invention;
2 shows a cardiovascular disease (CVD) prediction model of the present invention.

이하 본 발명의 수면호흡장애 환자의 인공지능 기반 심혈관질환 예측 모델을 이용한 심혈관질환 예측시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the cardiovascular disease prediction system using the artificial intelligence-based cardiovascular disease prediction model of the sleep respiratory disorder patient of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 수면호흡장애 환자의 인공지능 기반 심혈관질환 예측 모델을 이용한 심혈관질환 예측시스템의 구성을 개략적으로 설명하는 블럭도이다,1 is a block diagram schematically illustrating the configuration of a cardiovascular disease prediction system using an artificial intelligence-based cardiovascular disease prediction model of a patient with sleep breathing disorder of the present invention;

데이터 입력부(100)는 심전도 검출부(110)와 심혈관질환 위험인자 데이터 입력부(160)를 포함하여 이루어진다.The data input unit 100 includes an electrocardiogram detector 110 and a cardiovascular disease risk factor data input unit 160 .

심전도 검출부(110)는 심전도 센서부(120), 신호 전처리부(130), A/D 변환부(150)를 포함하여 이루어진다.The electrocardiogram detector 110 includes an electrocardiogram sensor unit 120 , a signal preprocessor 130 , and an A/D converter 150 .

심전도 센서부(120)는 수면호흡장애 환자의 심전도 신호를 검출하고, 신호 전처리부(130)는 심전도 센서부(120)로부터 검출된 심전도 신호에서 잡음을 제거하고 증폭하는 신호 전처리를 행하고, A/D 변환부(150)는 신호 전처리부(130)에서 신호 전처리된 심전도 신호를 디지탈 신호로 변환한다.The electrocardiogram sensor unit 120 detects an electrocardiogram signal of a patient with sleep breathing disorder, and the signal preprocessor 130 performs signal preprocessing to remove noise and amplify the electrocardiogram signal detected from the electrocardiogram sensor unit 120, and A / The D converter 150 converts the electrocardiogram signal preprocessed by the signal preprocessor 130 into a digital signal.

심혈관질환 위험인자 데이터 입력부(160)은 심혈관질환 위험인자 데이터를 입력하는 수단이다. The cardiovascular disease risk factor data input unit 160 is a means for inputting cardiovascular disease risk factor data.

심전도 검출부(110)는 수면다원검사장비에 구비된 심전도 검출장치 및 심혈관질환 위험인자 데이터 입력장치 일 수 있다. The electrocardiogram detector 110 may be an electrocardiogram detector and a cardiovascular disease risk factor data input device provided in the polysomnography equipment.

여기서, 심전도 신호는 수면다원검사를 위해 하루 밤 동안 검출된 심전도 신호일 수 있다. Here, the electrocardiogram signal may be an electrocardiogram signal detected during the night for polysomnography.

연산처리부(200)는 데이터 입력부(100)로부터 입력된 심전도 데이터 및 심혈관질환 위험인자 데이터를 메모리부(310)에 저장한다. 연산처리부는 컴퓨터로 이루어진다.The calculation processing unit 200 stores the electrocardiogram data and cardiovascular disease risk factor data input from the data input unit 100 in the memory unit 310 . The arithmetic processing unit is made up of a computer.

신호처리된 심전도(ECG) 특징 추출부(210), 인공지능 기반의 심전도 특징(AI-based ECG features) 추출부(220), CVD 위험인자 로딩부(230), 심혈관질환(CVD) 예측부(250)을 포함한다.Signal-processed electrocardiogram (ECG) feature extraction unit 210, AI-based ECG features extraction unit 220, CVD risk factor loading unit 230, cardiovascular disease (CVD) prediction unit ( 250).

신호처리된 심전도(ECG) 특징 추출부(210)는 QTc, STTc 세그먼트, SDNN, RMSSD, 초저주파수 대역 강도(PVLF), 저주파수 대역 강도(PLF), 고주파수 대역 강도(PHF)를 구하고, 저주파수대 고주파수 대역 강도비(PLF/PHF ratio)의 각기의 평균과 표준편차를 구하여, 신호처리된 ECG 특징(signal processing-based ECG features, SP-based ECG features)'라 함)로서 메모리부(310)에 저장한다. The signal-processed electrocardiogram (ECG) feature extraction unit 210 obtains QTc, STTc segment, SDNN, RMSSD, ultra-low-frequency band intensity (PVLF), low-frequency band intensity (PLF), high-frequency band intensity (PHF), and low-frequency high-frequency The average and standard deviation of each of the band intensity ratios (PLF/PHF ratio) are obtained and stored in the memory unit 310 as signal processing-based ECG features (referred to as 'SP-based ECG features'). do.

인공지능 기반의 심전도 특징(AI-based ECG features) 추출부(220)는 30초 동안의 심전도 신호가 입력 신호를, 상기 CNN 기반의 인공지능 모델(즉, 인공지능 기반의 심전도 특징을 추출하기 위한 인공지능 모델)에 입력하고, 상기 CNN 기반의 인공지능 모델(즉, 심전도 특징을 추출하기 위한 인공지능 모델)은, 플래튼 계층(flatten layer, 평활화 계층)의 각 노드의 결과를 구하고, 이 결과들의 각각의 평균과 표준편차를 구하여, 인공지능 기반의 심전도 특징(AI-based ECG features)으로서 메모리부(310)에 저장한다. The AI-based ECG features extraction unit 220 is an ECG signal for 30 seconds as an input signal, and the CNN-based AI model (that is, for extracting AI-based ECG features) artificial intelligence model), and the CNN-based artificial intelligence model (that is, an artificial intelligence model for extracting electrocardiogram features) obtains the result of each node of the flatten layer (flatten layer, smoothing layer), and this result The average and standard deviation of each are obtained and stored in the memory unit 310 as AI-based ECG features.

CVD 위험인자 로딩부(230)는 메모리부(310)에 저장된 CVD 위험인자를 읽어들인다.The CVD risk factor loading unit 230 reads the CVD risk factor stored in the memory unit 310 .

심혈관질환(CVD) 예측부(250)는 심혈관질환(CVD) 예측 모델로 이루어진다. The cardiovascular disease (CVD) prediction unit 250 includes a cardiovascular disease (CVD) prediction model.

심혈관질환(CVD) 예측 모델은, 특징을 추출하기 위한 과정을 거친후, 서보트 벡터 머신(Support vector machine, SVM) 모델을 통해 10년 안에 관상동맥심장병(coronary heart disease, CHD), 심부전(heart failure, HF), 뇌졸중(stroke)의 발생 여부를 예측하여, 예측결과를 출력부(320)으로 출력한다.The cardiovascular disease (CVD) predictive model, after undergoing a process to extract features, uses a support vector machine (SVM) model to predict coronary heart disease (CHD), heart failure (heart) within 10 years. Failure, HF) or stroke occurrence is predicted, and the prediction result is output to the output unit 320 .

이하, 본 발명의 연산처리부의 구동을 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation of the arithmetic processing unit of the present invention will be described in detail.

본 발명에서 수면다원검사시 수반되어 검출되는 심전도 및 심혈관질환 위험인자(CVD risk factor)를 이용하여 향후의 심혈관질환을 예측한다.In the present invention, future cardiovascular disease is predicted by using the electrocardiogram and CVD risk factor detected accompanying polysomnography.

심혈관질환의 예측모델을 개발하기 위해 신호처리 기반의 심전도 특징, 인공지능 기반의 심전도 특징, CVD 위험인자를 추출하였다. To develop a predictive model for cardiovascular disease, signal processing-based ECG characteristics, AI-based ECG characteristics, and CVD risk factors were extracted.

실험시에는, 심전도 신호는 베이즈라인 스터디(baseline study)의 수면다원검사 데이터를 사용하였으며, 수면개시(sleep onset)부터 수면종료(sleep end)까지의 수면 중 심전도를 분석하였다. During the experiment, polysomnography data from the baseline study were used for the electrocardiogram signal, and the electrocardiogram during sleep from sleep onset to sleep end was analyzed.

1.5~20 Hz의 대역통과 필터를 사용하여 기저선 변동과 전원 잡음을 제거한 후, 적응 문턱치 알고리즘과 형태학적 방법을 이용하여 QRS 컴플렉스(QRS complex)와 T파(T wave)를 검출하였다. After removing baseline fluctuations and power source noise using a bandpass filter of 1.5 to 20 Hz, QRS complex and T wave were detected using the adaptive threshold algorithm and morphological method.

일반적으로, 심전도 신호에서 QRS 컴플렉스(즉, R파)는 전의 R 피크후에 소정 문턱치(적응 문턱치)를 초과하는 시점으로부터 소정 문턱치(적응 문턱치)를 보다 작아지는 시간간격 동안의 최대값을 검출하여 R 피크(R 포인트, R 점)로 하고, R 피크의 바로 전의 최소값을 Q 포인트(Q 점)로 검출하고, R 피크의 바로 후의 최소값을 S 포인트(S 점)로 검출한다. 또한, S 포인트의 다음의 피크를 T 포인트(T 점)으로 검출한다. 심전도 신호에서 QRS 컴플렉스와 T파 검출방법은 널리 알려져 있어 보다 상세한 설명은 생략한다. In general, the QRS complex (i.e., R wave) in the ECG signal exceeds a predetermined threshold (adaptive threshold) after the previous R peak. Let it be a peak (R point, R point), the minimum value immediately before the R peak is detected as a Q point (Q point), and the minimum value immediately after the R peak is detected as an S point (S point). Further, the peak following the S point is detected as the T point (T point). Since the QRS complex and the T wave detection method in the ECG signal are widely known, a detailed description thereof will be omitted.

ECG(심전도)의 P,Q,R,S,T의 특징점을 검출한 이후, 시간 도메인상 심전도 특징 파라미터인, QTc(corrected QT interval, 보정된 QT 간격)와 STTc 세그먼트(STTc segment, ST-segment and T-wave (ST-T) changes, ST 세그먼트와 T파 변화)를 계산한다.After detecting the characteristic points of P, Q, R, S, T of ECG (electrocardiogram), QTc (corrected QT interval) and STTc segment (STTc segment, ST-segment) which are ECG characteristic parameters in the time domain and T-wave (ST-T) changes.

QTc는 수학식 1에 의해 구한다.QTc is obtained by Equation (1).

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, Ti, Qi, Ri는 각각 i번째(즉, i번째 주기)의 T 포인트(T wave), Q 포인트(Q wave), R 포인트의 시점을 나타내며, Ri+1은 i+1번째의 R 포인트의 시점을 나타낸다.Here, Ti, Qi, and Ri represent the time points of the i-th (ie, the i-th period) of the T point (T wave), the Q point (Q wave), and the R point, respectively, and Ri+1 is the i+1th R Indicates the point of time.

STTc 세그먼트는 수학식 2에 의해 구한다.The STTc segment is obtained by Equation (2).

Figure pat00002
Figure pat00002

여기서 J포인트는 QRS 콤플렉스가 ST 세그먼트를 만나는 지점을 말한다.Here, the J point refers to the point where the QRS complex meets the ST segment.

RR 간격을 수학식으로 나타내면 수학식 3과 같다.The RR interval is expressed as Equation (3).

Figure pat00003
Figure pat00003

이 때 Ri-1은 i-1번째(즉, i-1번째 주기)의 심전도의 R 포인트 시점이고, fs는 심전도 신호의 샘플링 주파수 이다.In this case, Ri-1 is the R point time point of the i-1th (ie, the i-1th cycle) ECG, and fs is the sampling frequency of the ECG signal.

심박변이도를 계산하기 위해 RR의 이소성 비트를 제거하였고, 이 신호를 NN(normal-to normal RR)으로 정의하였다. To calculate the heart rate variability, the ectopic bit of RR was removed, and this signal was defined as NN (normal-to normal RR).

즉, R 피크(즉, 정상적인 R피크)와, 연이은 전 R 피크(즉, 연이은 전 정상적인 R피크)의 시간간격을 계산하고, 이를 NN 간격으로 한다.That is, the time interval between the R peak (ie, the normal R peak) and the consecutive previous R peaks (ie, the consecutive normal R peaks) is calculated, and this is the NN interval.

또한, 시간 도메인상 심전도 특징 파라미터로서, 전체 RR 간격의 표준편차(SDNN)과 인접한 RR간격의 차이를 제곱한 값의 평균의 제곱근(RMSSD)을 더 구할 수 있다.In addition, as an electrocardiogram characteristic parameter in the time domain, the square root of the mean (RMSSD) of the squared difference between the standard deviation (SDNN) of the entire RR interval and the adjacent RR interval may be further obtained.

전체 RR 간격의 표준편차(SDNN)는 수학식 4와 같이 구해진다.The standard deviation (SDNN) of the entire RR interval is obtained as in Equation (4).

Figure pat00004
Figure pat00004

여기서, N은 총 심박수이고, meanRRI는 평균 RR간격을 말하며, I(i)는 i번째 RR간격을 말한다. Here, N is the total heart rate, meanRRI is the average RR interval, and I(i) is the i-th RR interval.

인접한 RR간격의 차이를 제곱한 값의 평균의 제곱근(RMSSD)은 수학식 5와 같이 구해진다.The square root of the mean (RMSSD) of the squared difference between adjacent RR intervals is obtained as in Equation 5.

Figure pat00005
Figure pat00005

여기서, I(i+1)는 i+1번째 RR간격을 말한다. Here, I(i+1) refers to the i+1th RR interval.

심박변이도 분석은 계산된 NN을 등간격으로 보간한 뒤, 4 Hz로 재샘플링(resampling) 하였다. 즉, 각 RR 간격 내의 샘플 수가 기 설정된 소정 갯수보다 작은 경우, 0으로 채우는 보간을 행하고, 이렇게 보간이 행하여진 심전도를 4 Hz로 리샘플링(재 샘플링)을 행한다. For heart rate variability analysis, calculated NNs were interpolated at equal intervals and then resampled at 4 Hz. That is, when the number of samples in each RR interval is smaller than a predetermined number, interpolation is performed to fill in zeros, and the electrocardiogram interpolated in this way is re-sampling (re-sampling) at 4 Hz.

재샘플링된 신호는 30초 단위로 고속 푸리에 변환(fast Fourier transform, FFT)을 수행 후, FFT에 제곱을 취해 전력 스펙트럼 밀도(power spectrum density, PSD)를 계산하였다. 즉, 주파수 분석을 위해, 보간 및 재샘플링된 심전도에서 고속푸리에변환(fast Fourier transform, FFT)을 수행한다. The resampled signal was subjected to a fast Fourier transform (FFT) every 30 seconds, and then the power spectrum density (PSD) was calculated by taking the square of the FFT. That is, for frequency analysis, fast Fourier transform (FFT) is performed on the interpolated and resampled ECG.

주파수영역 특징들을 계산하기 위해 사용된 각 주파수 대역은 초저주파(very low frequency, VLF: 0~0.04 Hz), 저주파(low frequency, LF: 0.04~0.15 Hz), 고주파(high frequency, HF: 0.15~0.4 Hz)이다. Each frequency band used to calculate the frequency domain features is very low frequency (VLF: 0~0.04 Hz), low frequency (LF: 0.04~0.15 Hz), high frequency (HF: 0.15~) 0.4 Hz).

주파수 도메인상 심전도 특징 파라미터를 검출하기 위해, 주파수 도메인상 심전도 특징 파라미터인 초저주파수 대역 강도(PVLF), 저주파수 대역 강도(PLF), 고주파수 대역 강도(PHF)를 구하고, 저주파수대 고주파수 대역 강도비(PLF/PHF ratio)를 검출한다. 주파수 대역 강도(PLF), 고주파수 대역 강도(PHF)를 구하고, 저주파수대 고주파수 대역 강도비(PLF/PHF ratio)를 구하는 방법은 국내 등록특허 제10-0493714호 등에 널리 알려져 있으므로 상세한 설명은 생략한다.In order to detect the ECG characteristic parameter in the frequency domain, the ultra-low frequency band intensity (P VLF ), the low-frequency band intensity (P LF ), and the high-frequency band intensity (P HF ), which are the ECG characteristic parameters in the frequency domain, are obtained, and the low-frequency high-frequency band intensity is obtained. Detect the ratio (P LF /P HF ratio). The method of obtaining the frequency band intensity (P LF ), the high frequency band intensity (P HF ), and the low-frequency to high-frequency band intensity ratio (P LF /P HF ratio) is widely known in Korean Patent Registration No. 10-0493714 and the like, so detailed description is omitted.

QTc, STTc 세그먼트, SDNN, RMSSD의 시간 도메인상 심전도 특징 파라미터와, 초저주파수 대역 강도(PVLF), 저주파수 대역 강도(PLF), 고주파수 대역 강도(PHF)를 구하고, 저주파수대 고주파수 대역 강도비(PLF/PHF ratio)의 주파수 도메인상 심전도 특징 파라미터의 각기의 평균과 표준편차를 구하면, 18개의 심전도 특징 파라미터(이를 설명의 편의상 '신호처리된 ECG 특징(signal processing-based ECG features, SP-based ECG features)'라 함)를 검출한 것이 된다.EKG characteristic parameters in the time domain of QTc, STTc segment, SDNN, and RMSSD, ultra-low-frequency band intensity (P VLF ), low-frequency band intensity (P LF ), and high-frequency band intensity (P HF ) are obtained, and the low-frequency to high-frequency band intensity ratio is obtained. When the average and standard deviation of each ECG characteristic parameter in the frequency domain of (P LF /P HF ratio) are obtained, 18 ECG characteristic parameters (for convenience of explanation, 'signal processing-based ECG features, SP -based ECG features)) is detected.

본 발명의 심혈관질환(CVD) 예측 모델의 입력으로 사용된 신호처리된 ECG 특징을 표 1에 나타내었다.Table 1 shows the signal-processed ECG characteristics used as input to the cardiovascular disease (CVD) prediction model of the present invention.

Figure pat00006
Figure pat00006

즉, 신호처리 기반의 심전도 특징을 추출하고, 각 특징별(즉, QTc, STTc 세그먼트, SDNN, RMSSD, PVLF, PLF, PHF, PLF/PHF ratio)로 전체 수면 동안의 평균과 표준편차를 구하여, '신호처리된 ECG 특징(SP-based ECG features)'으로서 메모리부에 저장한다. 이 과정을 신호처리된 ECG 특징 추출단계라 할 수 있다.That is, signal processing-based ECG characteristics are extracted, and each characteristic (ie, QTc, STTc segment, SDNN, RMSSD, P VLF , P LF , P HF , P LF /P HF ratio), calculates the average and standard deviation during the entire sleep period, and stores it in the memory unit as 'signal-processed ECG features (SP-based ECG features)'. This process can be referred to as the signal-processed ECG feature extraction step.

다음은 인공지능 기반의 심전도 특징(AI-based ECG features)을 추출하기 위해 CNN (convolutional neural network) 기반의 인공지능 모델(즉, 심전도 특징을 추출하기위한 인공지능 모델)을 설계하였다. 모델은, 30초 동안의 심전도 신호를 입력받고, 배치 정규화(batch normalization)를 거친다. 이후 3층 구조로 이루어진 합성곱 계층(convolution layer)과 풀링 계층(pooling layer)을 통해 특징을 추출한다. 이렇게 학습한 CNN 모델의 플래튼 계층(flatten layer, 평활화 계층)의 노드에서 추출한 AI 기반의 특징들을 각 전체 하룻밤 수면시간 동안 평균과 표준편차를 계산하였다. Next, a convolutional neural network (CNN)-based artificial intelligence model (ie, an artificial intelligence model for extracting ECG features) was designed to extract AI-based ECG features. The model receives an electrocardiogram signal for 30 seconds and undergoes batch normalization. Thereafter, features are extracted through a convolution layer and a pooling layer having a three-layer structure. The average and standard deviation of the AI-based features extracted from the nodes of the flatten layer (smoothing layer) of the CNN model learned in this way were calculated for the entire overnight sleep time.

즉, 30초 동안의 심전도 신호가 입력 신호를, 상기 CNN 기반의 인공지능 모델(즉, 인공지능 기반의 심전도 특징을 추출하기 위한 인공지능 모델)에 입력하고, 상기 CNN 기반의 인공지능 모델(즉, 심전도 특징을 추출하기 위한 인공지능 모델)은, 플래튼 계층(flatten layer, 평활화 계층)의 각 노드의 추출결과를 출력한다. 그리고, 이 추출결과(15개의 데이터)들의 각각의 평균과 표준편차를 구하고, 이렇게 구하여진 데이터를 '인공지능 기반의 심전도 특징(AI-based ECG features)'로서 메모리부에 저장한다. 이 과정을 인공지능 기반의 심전도 특징 추출단계라 할 수 있다. 여기서 '인공지능 기반의 심전도 특징(AI-based ECG features)'의 데이터부는, 총 30개의 데이터이다.That is, the ECG signal for 30 seconds inputs the input signal to the CNN-based AI model (that is, an AI model for extracting ECG features based on artificial intelligence), and the CNN-based AI model (that is, , an artificial intelligence model for extracting ECG features) outputs the extraction result of each node of the flatten layer (smoothing layer). Then, the average and standard deviation of each of the extraction results (15 pieces of data) are calculated, and the obtained data is stored in the memory unit as 'AI-based ECG features'. This process can be referred to as the AI-based ECG feature extraction step. Here, the data part of 'AI-based ECG features' is a total of 30 pieces of data.

표 2는 본 발명의 심혈관질환(CVD) 예측 모델의 입력으로 사용된 인공지능 기반의 심전도 특징을 나타낸다.Table 2 shows the AI-based ECG characteristics used as input to the cardiovascular disease (CVD) prediction model of the present invention.

Figure pat00007
Figure pat00007

본 발명에서는, 신호처리된 ECG 특징(SP-based ECG features)과 인공지능 기반의 심전도 특징(AI-based ECG features)의 심전도 특징 외에, 추가적으로 대표적인 심혈관질환(CVD) 위험인자도, CVD 예측 모델의 입력으로 사용한다.In the present invention, in addition to the ECG characteristics of signal-processed ECG features (SP-based ECG features) and AI-based ECG features, in addition to the representative cardiovascular disease (CVD) risk factors, Use as input.

본 발명에서 사용한 CVD 위험인자(clinical CVD risk fator)로서, 흡연 정도, 고혈압 정도(수축기 혈압, 확장기 혈압), 콜레스테롤 정도(콜레스테롤 지수, HDL 콜레스테롤 지수)비만 정도(BMI지수), 나이(age), 성별(gender), 수면 호흡 장애(SDB) 정도(AHI 지수, 수면무호흡지수), 요통기능 장애지수(ODI)로 총 10개의 데이터를 사용한다.As CVD risk factors used in the present invention, smoking level, hypertension level (systolic blood pressure, diastolic blood pressure), cholesterol level (cholesterol index, HDL cholesterol index) obesity level (BMI index), age, A total of 10 data are used for gender, sleep breathing disorder (SDB) degree (AHI index, sleep apnea index), and low back pain dysfunction index (ODI).

표 3은 본 발명의 심혈관질환(CVD) 예측 모델의 입력으로 사용된 CVD 위험인자를 나타낸다.Table 3 shows the CVD risk factors used as input to the cardiovascular disease (CVD) prediction model of the present invention.

Figure pat00008
Figure pat00008

즉, 수면다원검사시 등에 얻어져 메모리부에 기 저장된 상기 CVD 위험인자를 연산처리부가 읽어들인다. 이과정을 CVD 위험인자단계라 할 수 있다.That is, the arithmetic processing unit reads the CVD risk factor obtained during polysomnography and the like and stored in advance in the memory unit. This process can be referred to as the CVD risk factor step.

이렇게 하여, 본 발명에서 심혈관질환(CVD) 예측 모델에 사용되는 입력은 18개의 신호처리된 심전도 특징과, 30개의 인공지능 기반의 심전도 특징과 10개의 CVD 위험인자로, 총 58개입력 특징 데이터를 가진다. In this way, the inputs used in the cardiovascular disease (CVD) prediction model in the present invention are 18 signal-processed ECG characteristics, 30 AI-based ECG characteristics, and 10 CVD risk factors, a total of 58 input characteristic data. have

다음으로, 이들 특징 데이터를 통계분석, 즉, 2개의 독립 표본 t-검정(independent sample t-test)과 카이-제곱 검정(chi-square tests )을 통해 클래스 간의 각 특성이 p- 값 <0.05인, 유의하게 다른 입력 데이터로 사용될 특징 데이터를 선택한다. 이과정을 특징 선별단계라 할 수 있다.Next, these feature data were analyzed statistically, i.e., two independent sample t-tests and chi-square tests, where each feature between classes had a p-value <0.05. , select the feature data to be used as significantly different input data. This process can be referred to as the feature selection step.

경우에 따라서는, 특징 선별단계는 실험단계에서 선별하여, 제품출하시에 정해져 있을 수 있다.In some cases, the feature selection step may be selected at the experimental stage and determined at the time of product shipment.

본 발명에서, 특징을 추출하기 위한 과정을 거친후, 서보트 벡터 머신(Support vector machine, SVM)을 이용하는 심혈관질환(CVD) 예측 모델을 통해 10년 안에 관상동맥심장병(coronary heart disease, CHD), 심부전(heart failure, HF), 뇌졸중(stroke)의 발생 여부를 예측한다. In the present invention, after undergoing a process for extracting features, coronary heart disease (CHD) within 10 years through a cardiovascular disease (CVD) prediction model using a support vector machine (SVM), It predicts the occurrence of heart failure (HF) and stroke.

도 2는 본 발명의 심혈관질환(CVD) 예측 모델을 나타낸다.2 shows a cardiovascular disease (CVD) prediction model of the present invention.

심혈관질환(CVD) 예측 모델을 설명하기에 앞서, 도 2의 심혈관질환(CVD) 예측 모델 내의 각 서보트 벡터 머신에 입력으로서 적용되는 심전도 특징 데이터를 나타낸다.Before describing the cardiovascular disease (CVD) prediction model, ECG characteristic data applied as an input to each servot vector machine in the cardiovascular disease (CVD) prediction model of FIG. 2 is shown.

Figure pat00009
Figure pat00009

심혈관질환 발생 판별부(710)는, 제1 서보트 벡터 머신(SVM_CVD)으로 이루어지며, 특징 선별단계에서 선별된 심전도 특징 데이터 또는 주어진 심전도 특징 데이터를 입력하고, 이로부터 향후 심혈관질환이 발생할 것인지(CVD) 즉, 아닌지(CVD-free)를 판별한다. 만약 심혈관질환 발생 판별부(710)가 심혈관질환이 발생하지 않는다고 판별하면 심혈관질환이 발생하지 않음을 나타내는 값(즉, CVD-free의 값)을 출력하고, 이는 심혈관질환(CVD) 예측 모델의 최종결과로 출력된다.The cardiovascular disease occurrence determination unit 710 is made of the first servo vector machine (SVM_CVD), and inputs the ECG characteristic data selected in the characteristic selection step or the given ECG characteristic data, and determines whether a cardiovascular disease will occur in the future ( CVD), that is, whether or not (CVD-free) is determined. If the cardiovascular disease occurrence determining unit 710 determines that cardiovascular disease does not occur, it outputs a value indicating that cardiovascular disease does not occur (ie, CVD-free value), which is the final result of the cardiovascular disease (CVD) prediction model. output as a result.

제1 서보트 벡터 머신(SVM_CVD)의 입력벡터는, 플래튼 계층(flatten layer)의 15번째노드의 결과의 평균, STTc 세그먼트의 평균, BMI 지수, 수축기 혈압, AHI 지수, 플래튼 계층(flatten layer)의 11번째노드의 결과의 표준편차, 저주파수대 고주파수 대역 강도비(PLF/PHF ratio)의 평균, 요통기능 장애지수(ODI), 흡연정도, 플래튼 계층(flatten layer)의 12번째노드의 결과의 평균, 플래튼 계층(flatten layer)의 1번째노드의 결과의 평균, 플래튼 계층(flatten layer)의 7번째노드의 결과의 표준편차, 저주파수대 고주파수 대역 강도비(PLF/PHF ratio)의 표준편차, STTc 세그먼트의 표준편차, 저주파수 대역 강도(PLF)의 평균, 플래튼 계층(flatten layer)의 3번째노드의 결과의 평균일 수 있다.The input vector of the first servo vector machine (SVM_CVD) is the average of the results of the 15th node of the flatten layer, the average of the STTc segment, the BMI index, the systolic blood pressure, the AHI index, the flatten layer ), the standard deviation of the results of the 11th node, the average of the low-frequency to high-frequency band intensity ratio (P LF /P HF ratio), the low back pain dysfunction index (ODI), the smoking level, the 12th node of the flatten layer The average of the results of , the average of the results of the first node of the flatten layer, the standard deviation of the results of the 7th node of the flatten layer, and the low-frequency to high-frequency band intensity ratio (P LF /P HF ratio), the standard deviation of the STTc segment, the average of the low frequency band intensity (P LF ), and the average of the results of the third node of the flatten layer.

이들 데이터의 평균과 표준편차는, 각 전체 하룻밤 수면시간 동안 평균과 표준편차이다.The mean and standard deviation of these data are the mean and standard deviation for each total night's sleep.

일반적으로, 서보트 벡터 머신(Support vector machine, SVM)은 일반화 기능(generalizing capability)을 최대화하는 것을 목표로 한다. 각 클래스의 대표적인 특징 벡터를 사용하여 카테고리간에 최대 마진이 있는 최적화된 결정 초평면(optimized decision hyperplane)을 검색한다. 서보트 벡터 머신는 널리 알려져 있는 분류기로 상세한 설명은 생략한다.In general, a support vector machine (SVM) aims to maximize its generalizing capability. Using the representative feature vectors of each class, we search for an optimized decision hyperplane with maximum margin between categories. The servo vector machine is a well-known classifier, and a detailed description thereof will be omitted.

심혈관질환 발생 판별부(710)에서 향후 심혈관질환이 발생할 것(CVD)으로 판별된 경우, 세부 질환 판별부(720)는, 1대1(OvO, One-Vs-One) 다중 클래스 분류기를 이용하여, 향후 발생될 심혈관질환으로서 관상동맥심장병(coronary heart disease, CHD), 심부전(heart failure, HF), 뇌졸중(stroke) 중 하나를 선택하여 출력한다. 세부 질환 판별부(720)는, 제2서보트 벡터 머신(SVM_C-H)(721), 제3서보트 벡터 머신(SVM_C-S)(722), 제4서보트 벡터 머신(SVM_H-S)(723)의 3개의 서보트 벡터 머신으로 이루어진다.When the cardiovascular disease occurrence determination unit 710 determines that a cardiovascular disease will occur in the future (CVD), the detailed disease determination unit 720 uses a one-to-one (OvO, One-Vs-One) multi-class classifier to , Select one of coronary heart disease (CHD), heart failure (HF), and stroke as the cardiovascular disease that will occur in the future and print it out. The detailed disease determination unit 720 includes a second serve vector machine (SVM_C-H) 721 , a third serve vector machine (SVM_C-S) 722 , and a fourth serve vector machine (SVM_H-S). It consists of 3 servot vector machines of (723).

제2서보트 벡터 머신(SVM_C-H)(721)는 관상동맥심장병(coronary heart disease, CHD), 심부전(heart failure, HF) 중의 하나를 판별하기 위한 수단으로, 관상동맥심장병(coronary heart disease, CHD), 심부전(heart failure, HF) 중의 하나를 선택한 결과(심혈관질환(CVD) 예측결과 후보)를 출력한다.The second servo vector machine (SVM_C-H) 721 is a means for determining one of coronary heart disease (CHD), heart failure (HF), coronary heart disease (coronary heart disease, CHD) and heart failure (HF), the result (cardiovascular disease (CVD) prediction result candidate) is output.

제2서보트 벡터 머신(SVM_C-H)(721)의 입력벡터는, 플래튼 계층(flatten layer)의 4번째노드의 결과의 평균, HDL 콜레스테롤 지수, 저주파수 대역 강도(PLF)의 평균, 플래튼 계층(flatten layer)의 10번째노드의 결과의 평균, 저주파수대 고주파수 대역 강도비(PLF/PHF ratio)의 표준편차, 플래튼 계층(flatten layer)의 12번째노드의 결과의 표준편차, AHI 지수를 포함할 수 있다.The input vector of the second servo vector machine (SVM_C-H) 721 is the average of the results of the fourth node of the flatten layer, the HDL cholesterol index, the average of the low frequency band intensity (P LF ), the flat The average of the results of the 10th node of the flatten layer, the standard deviation of the low-frequency to high-frequency band intensity ratio (P LF /P HF ratio), the standard deviation of the results of the 12th node of the flatten layer, It may include an AHI index.

제3서보트 벡터 머신(SVM_C-S)(722)는 관상동맥심장병(coronary heart disease, CHD)과 뇌졸중(stroke) 중의 하나를 판별하기 위한 수단으로, 관상동맥심장병(coronary heart disease, CHD)과 뇌졸중(stroke) 중의 하나를 선택한 결과( 심혈관질환(CVD) 예측결과 후보)를 출력한다.The third servo vector machine (SVM_C-S) 722 is a means for discriminating one of coronary heart disease (CHD) and stroke, coronary heart disease (CHD) and A result of selecting one of the strokes (cardiovascular disease (CVD) prediction result candidate) is output.

제3서보트 벡터 머신(SVM_C-S)(722)의 입력벡터는, 플래튼 계층(flatten layer)의 10번째노드의 결과의 평균, STTc 세그먼트의 평균, 저주파수대 고주파수 대역 강도비(PLF/PHF ratio)의 평균, 확장기 혈압, HDL 콜레스테롤 지수, 저주파수 대역 강도(PLF)의 평균, BMI 지수를 포함할 수 있다.The input vector of the third servo vector machine (SVM_C-S) 722 is the average of the results of the 10th node of the flatten layer, the average of the STTc segment, and the low-frequency to high-frequency band intensity ratio (P LF / The average of P HF ratio), the diastolic blood pressure, the HDL cholesterol index, the average of the low frequency band intensity (P LF ), and the BMI index may be included.

제4서보트 벡터 머신(SVM_H-S)(723)는 심부전(heart failure, HF), 뇌졸중(stroke) 중의 하나를 판별하기 위한 수단으로, 심부전(heart failure, HF), 뇌졸중(stroke) 중의 하나를 선택한 결과(심혈관질환(CVD) 예측결과 후보)를 출력한다.The fourth servo vector machine (SVM_H-S) 723 is a means for determining one of heart failure (HF) and stroke, and one of heart failure (HF) and stroke. Outputs the selected result (cardiovascular disease (CVD) prediction result candidate).

제4서보트 벡터 머신(SVM_H-S)(723)의 입력벡터는, HDL 콜레스테롤 지수, 플래튼 계층(flatten layer)의 3번째노드의 결과의 평균, 저주파수 대역 강도(PLF)의 표준편차, 콜레스테롤 지수, AHI 지수, 플래튼 계층(flatten layer)의 2번째노드의 결과의 평균, 수축기 혈압, 고주파수 대역 강도(PHF)의 표준편차, 플래튼 계층(flatten layer)의 4번째노드의 결과의 평균, 흡연정도, 플래튼 계층(flatten layer)의 6번째노드의 결과의 표준편차를 포함할 수 있다.The input vector of the fourth servo vector machine (SVM_H-S) 723 is the HDL cholesterol index, the average of the results of the third node of the flatten layer, the standard deviation of the low frequency band intensity (P LF ), Cholesterol index, AHI index, mean of the results of the second node of the flatten layer, systolic blood pressure, the standard deviation of the high frequency band intensity (P HF ), the results of the fourth node of the flatten layer The mean, smoking level, and standard deviation of the result of the 6th node of the flatten layer may be included.

투표부(770)으로, 제2서보트 벡터 머신(SVM_C-H)(721)의 결과, 제3서보트 벡터 머신(SVM_C-S)(722)의 결과, 제4서보트 벡터 머신(SVM_H-S)(723)의 결과로 부터, 관상동맥심장병(coronary heart disease, CHD), 심부전(heart failure, HF), 뇌졸중(stroke)이 각각 선택된 횟수를 카운트하여 출력한다. 그리고 제일 많이 선택된 횟수를 가지는 질병이 향후 10년내에 발생할 수 있는 질환으로서 최종적인 결과로 출력한다.To the voting unit 770 , the result of the second serve vector machine (SVM_C-H) 721, the result of the third serve vector machine (SVM_C-S) 722, and the fourth serve vector machine (SVM_H-) S) From the result of 723, the number of times each of coronary heart disease (CHD), heart failure (HF), and stroke is selected is counted and output. And the disease with the most selected number of times is the disease that can occur within the next 10 years, and the final result is output.

다시말해, 심혈관질환(CVD) 예측 모델은, 특징을 추출하기 위한 과정을 거친후, 서보트 벡터 머신(Support vector machine, SVM) 모델을 통해 10년 안에 관상동맥심장병(coronary heart disease, CHD), 심부전(heart failure, HF), 뇌졸중(stroke)의 발생 여부를 예측한다. 이를 위해 먼저 CVD와 CVD-free를 예측하는 SVM (SVM_CVD)을 거쳐 CVD로 분류된 경우, CHD, HF, stroke를 분류하기 위한 1대1(OvO, One-Vs-One) 다중 클래스 분류기를 거친다. OvO는 K개의 타겟 클래스가 존재하는 경우, 이 중 2개의 클래스 조합을 선택하여 K(K-1)/2개의 이진 클래스 분류를 통해 가장 많은 판별값을 얻은 클래스를 선택하는 방법으로, 널리 알려진 방법으로, 상세한 설명은 생력한다.In other words, the cardiovascular disease (CVD) predictive model, after undergoing a process for extracting features, uses a support vector machine (SVM) model to predict coronary heart disease (CHD), It predicts the occurrence of heart failure (HF) and stroke. To do this, first go through CVD and SVM (SVM_CVD) that predicts CVD-free, and if classified as CVD, it goes through a one-to-one (OvO, One-Vs-One) multi-class classifier to classify CHD, HF, and stroke. OvO is a well-known method for selecting the class with the most discriminant values through K(K-1)/2 binary class classification by selecting a combination of two classes among K target classes. As such, a detailed description survives.

본 명세서는 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자이면 충분히 인식하고 유추할 수 있는 내용은 그 상세한 기재를 생략하였으며, 본 명세서에 기재된 구체적인 예시들 이외에 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 구성을 변경하지 않는 범위 내에서 보다 다양한 변형이 가능하다. 따라서 본 발명은 본 명세서에서 구체적으로 설명하고 예시한 것과 다른 방식으로도 실시될 수 있으며, 이는 본 발명의 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자이면 이해할 수 있는 사항이다.In this specification, the detailed description of the contents that can be sufficiently recognized and inferred by those of ordinary skill in the technical field of the present invention is omitted, and the technical spirit or essential configuration of the present invention is changed in addition to the specific examples described in the present specification More various modifications are possible within the range not to do so. Therefore, the present invention may be practiced in a manner different from that specifically described and illustrated in this specification, which will be understood by those of ordinary skill in the art of the present invention.

100: 데이터 입력부 110: 심전도 검출부
120: 심전도 센서부 130: 신호 전처리부
150: A/D 변환부 160: 심혈관질환 위험인자 데이터 입력부
210: 신호처리된 심전도 특징 추출부
220: 인공지능기반의 심전도 특징추출부
230: CVD 위험인자 로딩부 250: 심혈관질환 예측부
310: 메모리부 320: 출력부
100: data input unit 110: electrocardiogram detection unit
120: electrocardiogram sensor unit 130: signal pre-processing unit
150: A/D conversion unit 160: Cardiovascular disease risk factor data input unit
210: signal-processed electrocardiogram feature extraction unit
220: artificial intelligence-based electrocardiogram feature extraction unit
230: CVD risk factor loading unit 250: cardiovascular disease prediction unit
310: memory unit 320: output unit

Claims (19)

수면다원검사시 검출된 심전도 신호 및 심혈관질환 위험인자(CVD risk factor)를 이용하여 심혈관질환의 발생을 예측하는 연산처리부를 포함하는, 심혈관질환 예측시스템에 있어서,
연산처리부는,
상기 심전도(ECG) 신호로부터, STTc(ST-segment and T-wave (ST-T) changes) 세그먼트를 포함하는 시간도메인 심전도 파라미터를 검출하고, 저주파수대 고주파수 대역 강도비(PLF/PHF ratio)를 포함하는 주파수도메인 심전도 파라미터를 검출하고, 검출된 시간도메인 심전도 파라미터 및 주파수도메인 심전도 파라미터의 평균 및 표준편차를, '신호처리된 심전도 특징'으로서 메모리부에 저장하는, 신호처리된 심전도 특징 추출부;
기 학습된 CNN 기반의 인공지능 모델에, 30초 동안의 심전도 신호를 입력하고, 상기 CNN 기반의 인공지능 모델에서 플래튼 계층(flatten layer)의 각 노드의 결과를의 평균과 표준편차를 구하여, '인공지능 기반의 심전도 특징'으로서 메모리부에 저장하는, 인공지능 기반의 심전도 특징 추출부;
메모리부에 저장된 CVD 위험인자를 읽어들이는, CVD 위험인자 로딩부;
서보트 벡터 머신(SVM)들을 포함하여 이루어진 심혈관질환(CVD) 예측 모델을 포함하되, 신호처리된 심전도 특징, 인공지능 기반의 심전도 특징 및 CVD 위험인자를 포함하는 심전도 특징을, 심혈관질환 예측 모델에 입력하고, 심혈관질환 예측 모델로부터 향후 심혈관질환이 발생할 지 여부 및, 심혈관질환이 발생한다면 관상동맥심장병(coronary heart disease, CHD), 심부전(heart failure, HF), 뇌졸중(stroke) 중 어느 질병이 발생할 지를 심혈관질환 예측결과로서 출력하는, 심혈관질환(CVD) 예측부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 심혈관질환 예측시스템.
In the cardiovascular disease prediction system, comprising an arithmetic processing unit for predicting the occurrence of cardiovascular disease using the electrocardiogram signal and CVD risk factor detected during polysomnography,
arithmetic processing unit,
From the electrocardiogram (ECG) signal, time domain electrocardiogram parameters including ST-segment and T-wave (ST-T) changes (STTc) segments are detected, and a low-frequency to high-frequency band intensity ratio (PLF/PHF ratio) is included. a signal-processed electrocardiogram feature extracting unit that detects a frequency domain electrocardiogram parameter, and stores the average and standard deviation of the detected time domain electrocardiogram parameter and the frequency domain electrocardiogram parameter as 'signal processed electrocardiogram features' in the memory unit;
An electrocardiogram signal for 30 seconds is input to the pre-trained CNN-based artificial intelligence model, and the average and standard deviation of the results of each node of the flatten layer in the CNN-based artificial intelligence model are obtained, an artificial intelligence-based electrocardiogram feature extraction unit, which is stored in the memory unit as 'artificial intelligence-based electrocardiogram features';
a CVD risk factor loading unit that reads the CVD risk factor stored in the memory unit;
Including a cardiovascular disease (CVD) prediction model including servo vector machines (SVM), signal-processed ECG characteristics, AI-based ECG characteristics, and ECG characteristics including CVD risk factors are added to the cardiovascular disease prediction model From the cardiovascular disease prediction model, whether or not cardiovascular disease will occur in the future a cardiovascular disease (CVD) prediction unit that outputs the information as a cardiovascular disease prediction result;
A cardiovascular disease prediction system comprising a.
제1항에 있어서, 심혈관질환(CVD) 예측부는,
기 학습된 제1 서보트 벡터 머신으로 이루어져, 향후 심혈관질환이 발생할 것인지, 아닌지를 판별하고, 만약 심혈관질환이 발생하지 않는다고 판별하면 심혈관질환이 발생하지 않음을 나타내는 값을 심혈관질환(CVD) 예측 값으로 출력하는, 심혈관질환 발생 판별부;
심혈관질환 발생 판별부에서 향후 심혈관질환이 발생할 것으로 판별된 경우, 1대1(OvO, One-Vs-One) 다중 클래스 분류기를 이용하여, 향후 발생될 심혈관질환으로서 관상동맥심장병(coronary heart disease, CHD), 심부전(heart failure, HF), 뇌졸중(stroke) 중 하나를 선택하여 심혈관질환(CVD) 예측 값으로 출력하는, 세부 질환 판별부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 심혈관질환 예측시스템.
The method of claim 1, wherein the cardiovascular disease (CVD) prediction unit,
It consists of a pre-learned first servot vector machine to determine whether or not cardiovascular disease will occur in the future. Cardiovascular disease occurrence determination unit that outputs as;
If cardiovascular disease is determined to occur in the future by the cardiovascular disease identification unit, using a one-to-one (OvO, One-Vs-One) multi-class classifier, coronary heart disease (CHD) as a future cardiovascular disease ), heart failure (HF), and stroke (stroke) selected one of the cardiovascular disease (CVD) predicted value, the detailed disease discrimination unit;
A cardiovascular disease prediction system comprising a.
제2항에 있어서, 세부 질환 판별부는
관상동맥심장병, 심부전 중의 하나를 판별하기 위해 기 학습된 서보트 벡터 머신으로, 관상동맥심장병, 심부전 중의 하나를 선택하여 제2서보트 벡터 머신의 결과로서 출력하는, 제2서보트 벡터 머신;
관상동맥심장병과 뇌졸중(stroke) 중의 하나를 판별하기 위해 기 학습된 서보트 벡터 머신으로, 관상동맥심장병과 뇌졸중 중의 하나를 선택하여 제3서보트 벡터 머신의 결과로서 출력하는, 제3서보트 벡터 머신;
심부전과 뇌졸중 중의 하나를 판별하기 위해 기 학습된 서보트 벡터 머신으로, 심부전과 뇌졸중 중의 하나를 선택하여 제4서보트 벡터 머신의 결과로서 출력하는, 제4서보트 벡터 머신;
을 포함하는 것을 특징으로 하는, 심혈관질환 예측시스템.
The method of claim 2, wherein the detailed disease discrimination unit
a second servo vector machine pre-trained for discriminating one of coronary heart disease and heart failure, wherein one of the coronary heart disease and heart failure is selected and outputted as a result of the second servo vector machine;
A third servo vector machine that is pre-trained to discriminate between coronary heart disease and stroke, and selects one of coronary heart disease and stroke and outputs it as a result of the third servo vector machine machine;
a fourth-servo vector machine that is pre-learned to discriminate one of heart failure and stroke, and selects one of heart failure and stroke and outputs it as a result of the fourth-servo vector machine;
A cardiovascular disease prediction system comprising a.
제3항에 있어서, 세부 질환 판별부는
제2서보트 벡터 머신의 결과, 제3서보트 벡터 머신의 결과, 제4서보트 벡터 머신의 결과로 부터, 관상동맥심장병, 심부전, 뇌졸중 각각이, 선택된 횟수를 카운트하여 출력하는 투표부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 심혈관질환 예측시스템.
The method of claim 3, wherein the detailed disease discrimination unit
a voting unit that counts and outputs the number of times each of coronary heart disease, heart failure, and stroke is selected from the results of the second-servo vector machine, the third-servo vector machine, and the fourth-servo vector machine;
A cardiovascular disease prediction system, characterized in that it further comprises.
제5항에 있어서,
투표부는 관상동맥심장병, 심부전, 뇌졸중 선택된 횟수가 가장 많은 질병에 대한 값이, 심혈관질환(CVD) 예측 값으로 출력하는 것을 특징으로 하는, 심혈관질환 예측시스템.
6. The method of claim 5,
A cardiovascular disease prediction system, characterized in that the voting unit outputs the values for diseases with the highest number of selected coronary heart disease, heart failure, and stroke as cardiovascular disease (CVD) prediction values.
제5항에 있어서,
제1 서보트 벡터 머신의 입력벡터는, 플래튼 계층(flatten layer)의 15번째노드의 결과의 평균, STTc 세그먼트의 평균, BMI 지수, 수축기 혈압, AHI 지수, 플래튼 계층(flatten layer)의 11번째노드의 결과의 표준편차, 저주파수대 고주파수 대역 강도비(PLF/PHF ratio)의 평균, 요통기능 장애지수(ODI), 흡연정도, 플래튼 계층(flatten layer)의 12번째노드의 결과의 평균, 플래튼 계층(flatten layer)의 1번째노드의 결과의 평균, 플래튼 계층(flatten layer)의 7번째노드의 결과의 표준편차, 저주파수대 고주파수 대역 강도비(PLF/PHF ratio)의 표준편차, STTc 세그먼트의 표준편차, 저주파수 대역 강도(PLF)의 평균, 플래튼 계층(flatten layer)의 3번째노드의 결과의 평균 중 11개의 심전도 특징을 포함하는 것을 특징으로 하는, 심혈관질환 예측시스템.
6. The method of claim 5,
The input vector of the first servo vector machine is the average of the results of the 15th node of the flatten layer, the average of the STTc segment, the BMI index, the systolic blood pressure, the AHI index, and 11 of the flatten layer. The standard deviation of the results of the second node, the average of the low-frequency to high-frequency band intensity ratio (P LF /P HF ratio), the low back pain dysfunction index (ODI), the smoking level, the results of the 12th node of the flatten layer Average, the average of the results of the first node of the flatten layer, the standard deviation of the results of the 7th node of the flatten layer, the low-frequency to high-frequency band intensity ratio (P LF /P HF ratio) Cardiovascular disease prediction, characterized by including 11 electrocardiogram features among standard deviation, standard deviation of STTc segment, mean of low frequency band intensity (P LF ), and mean of the result of the third node of the flatten layer system.
제5항에 있어서,
제2서보트 벡터 머신의 입력벡터는, 플래튼 계층(flatten layer)의 4번째노드의 결과의 평균, HDL 콜레스테롤 지수, 저주파수 대역 강도(PLF)의 평균, 플래튼 계층(flatten layer)의 10번째노드의 결과의 평균, 저주파수대 고주파수 대역 강도비(PLF/PHF ratio)의 표준편차, 플래튼 계층(flatten layer)의 12번째노드의 결과의 표준편차, AHI 지수 중 6개의 심전도 특징을 포함하는 것을 특징으로 하는, 심혈관질환 예측시스템.
6. The method of claim 5,
The input vector of the second servo vector machine is the average of the results of the 4th node of the flatten layer, the HDL cholesterol index, the average of the low frequency band intensity (P LF ), and 10 of the flatten layer The average of the results of the th node, the standard deviation of the low-frequency to high-frequency band intensity ratio (P LF /P HF ratio), the standard deviation of the results of the 12th node of the flatten layer, and 6 electrocardiographic characteristics of the AHI index A cardiovascular disease prediction system, characterized in that it comprises.
제5항에 있어서,
제3서보트 벡터 머신는, 플래튼 계층(flatten layer)의 10번째노드의 결과의 평균, STTc 세그먼트의 평균, 저주파수대 고주파수 대역 강도비(PLF/PHF ratio)의 평균, 확장기 혈압, HDL 콜레스테롤 지수, 저주파수 대역 강도(PLF)의 평균, BMI 지수 중 3개를 포함하는 것을 특징으로 하는, 심혈관질환 예측시스템.
6. The method of claim 5,
The third servo vector machine is the average of the results of the 10th node of the flatten layer, the average of the STTc segment, the average of the low-frequency to high-frequency band intensity ratio (P LF /P HF ratio), diastolic blood pressure, HDL cholesterol A cardiovascular disease prediction system, characterized in that it includes three of the index, the average of the low frequency band intensity (P LF ), and the BMI index.
제6항에 있어서,
제4서보트 벡터 머신의 입력벡터는, HDL 콜레스테롤 지수, 플래튼 계층(flatten layer)의 3번째노드의 결과의 평균, 저주파수 대역 강도(PLF)의 표준편차, 콜레스테롤 지수, AHI 지수, 플래튼 계층(flatten layer)의 2번째노드의 결과의 평균, 수축기 혈압, 고주파수 대역 강도(PHF)의 표준편차, 플래튼 계층(flatten layer)의 4번째노드의 결과의 평균, 흡연정도, 플래튼 계층(flatten layer)의 6번째노드의 결과의 표준편차 중 7개를 포함하는 것을 특징으로 하는, 심혈관질환 예측시스템.
7. The method of claim 6,
The input vector of the fourth servo vector machine is the HDL cholesterol index, the average of the results of the third node of the flatten layer, the standard deviation of the low frequency band intensity (P LF ), the cholesterol index, the AHI index, the platen Mean of the results of the 2nd node of the flatten layer, systolic blood pressure, standard deviation of high frequency band intensity (P HF ), the average of the results of the 4th node of the flatten layer, smoking degree, platen layer (Flatten layer) characterized in that it includes 7 of the standard deviation of the result of the 6th node, cardiovascular disease prediction system.
수면다원검사시 검출된 심전도 신호 및 심혈관질환 위험인자(CVD risk factor)를 이용하여 심혈관질환의 발생을 예측하는 연산처리부를 포함하는, 심혈관질환 예측시스템의 구동방법에 있어서,
연산처리부는 상기 심전도(ECG) 신호로부터, STTc(ST-segment and T-wave (ST-T) changes) 세그먼트를 포함하는 시간도메인 심전도 파라미터를 검출하고, 저주파수대 고주파수 대역 강도비(PLF/PHF ratio)를 포함하는 주파수도메인 심전도 파라미터를 검출하고, 검출된 시간도메인 심전도 파라미터 및 주파수도메인 심전도 파라미터의 평균 및 표준편차를, '신호처리된 심전도 특징'으로서 메모리부에 저장하는, 신호처리된 심전도 특징 추출단계;
연산처리부는, 기 학습된 CNN 기반의 인공지능 모델에, 30초 동안의 심전도 신호를 입력하고, 상기 CNN 기반의 인공지능 모델에서 플래튼 계층(flatten layer)의 각 노드의 결과를의 평균과 표준편차를 구하여, '인공지능 기반의 심전도 특징'으로서 메모리부에 저장하는, 인공지능 기반의 심전도 특징 추출단계;
연산처리부는, 메모리부에 저장된 CVD 위험인자를 읽어들이는, CVD 위험인자 로딩단계;
연산처리부는, 서보트 벡터 머신(SVM)들을 포함하여 이루어진 심혈관질환(CVD) 예측 모델을 이용하되, 심전도 특징 추출단계에서 구하여진 신호처리된 심전도 특징과, 인공지능 기반의 심전도 특징 추출단계에서 구하여진 인공지능 기반의 심전도 특징과, CVD 위험인자 로딩단계에서 읽어들인 CVD 위험인자를 포함하는 심전도 특징을, 심혈관질환 예측 모델에 입력하고, 심혈관질환 예측 모델로부터 출력된 결과를, 향후 심혈관질환이 발생할 지 여부 및, 심혈관질환이 발생한다면 관상동맥심장병(coronary heart disease, CHD), 심부전(heart failure, HF), 뇌졸중(stroke) 중 어느 질병이 발생할 지에 대한 심혈관질환 예측결과로서 출력하는, 심혈관질환(CVD) 예측단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 심혈관질환 예측시스템의 구동방법.
In the driving method of a cardiovascular disease prediction system, comprising a calculation processing unit for predicting the occurrence of cardiovascular disease using an electrocardiogram signal and CVD risk factor detected during polysomnography,
The operation processing unit detects, from the electrocardiogram (ECG) signal, a time domain electrocardiogram parameter including a STTc (ST-segment and T-wave (ST-T) changes) segment, and a low-frequency to high-frequency band intensity ratio (PLF/PHF ratio) ), and storing the average and standard deviation of the detected time domain ECG parameter and the frequency domain ECG parameter in the memory unit as 'signal processed ECG characteristics', extracting signal-processed ECG features step;
The operation processing unit inputs an electrocardiogram signal for 30 seconds to the previously learned CNN-based artificial intelligence model, and calculates the average and standard results of each node of the flatten layer in the CNN-based artificial intelligence model. An artificial intelligence-based ECG feature extraction step of obtaining a deviation and storing it in a memory unit as 'artificial intelligence-based ECG features';
The arithmetic processing unit, the CVD risk factor loading step of reading the CVD risk factor stored in the memory unit;
The arithmetic processing unit uses a cardiovascular disease (CVD) prediction model including servo vector machines (SVM), and obtains the signal-processed ECG characteristics obtained in the ECG feature extraction step and the AI-based ECG characteristic extraction step. The ECG characteristics based on artificial intelligence and the ECG characteristics including the CVD risk factors read in the CVD risk factor loading stage are input into the cardiovascular disease prediction model, and the results output from the cardiovascular disease prediction model Cardiovascular disease ( CVD) prediction step;
A method of driving a cardiovascular disease prediction system, characterized in that it comprises a.
제10항에 있어서, 심혈관질환(CVD) 예측단계는,
연산처리부가, 기 학습된 제1 서보트 벡터 머신에, STTc 세그먼트의 평균을 포함하는 심전도 특징을 입력벡터로서 입력하고, 제1 서보트 벡터 머신의 출력값을, 향후 심혈관질환이 발생할 것인지 여부를 판별한 값으로 출력하되, 만약 제1 서보트 벡터 머신의 출력값이 심혈관질환이 발생하지 않는다고 판별하면 심혈관질환이 발생하지 않음을 나타내는 값을 심혈관질환(CVD) 예측 값으로 출력하는, 심혈관질환 발생 판별단계;
연산처리부가, 심혈관질환 발생 판별부에서 향후 심혈관질환이 발생할 것으로 판별된 경우, 1대1(OvO, One-Vs-One) 다중 클래스 분류기를 이용하여, 향후 발생될 심혈관질환으로서 관상동맥심장병(coronary heart disease, CHD), 심부전(heart failure, HF), 뇌졸중(stroke) 중 하나를 선택하여 심혈관질환(CVD) 예측 값으로 출력하는, 세부 질환 판별단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 심혈관질환 예측시스템의 구동방법.
11. The method of claim 10, wherein the cardiovascular disease (CVD) prediction step,
The arithmetic processing unit inputs an electrocardiogram characteristic including the average of STTc segments to the previously learned first servo vector machine as an input vector, and determines whether or not cardiovascular disease will occur in the future by using the output value of the first servo vector machine A cardiovascular disease occurrence determination step in which a value indicating that cardiovascular disease does not occur is output as a cardiovascular disease (CVD) predicted value if the output value of the first servo vector machine determines that cardiovascular disease does not occur ;
When the calculation processing unit determines that a cardiovascular disease will occur in the future, the cardiovascular disease occurrence determination unit uses a one-to-one (OvO, One-Vs-One) multi-class classifier, heart disease (CHD), heart failure (HF), and stroke (stroke) selected one of the cardiovascular disease (CVD) predictive value, a detailed disease identification step;
A method of driving a cardiovascular disease prediction system, characterized in that it comprises a.
제11항에 있어서, 세부 질환 판별단계는
연산처리부가, 저주파수 대역 강도(PLF)의 평균을 포함하는 심전도 특징을, 기 학습된 제2서보트 벡터 머신에 입력하고, 제2서보트 벡터 머신으로터, 제2서보트 벡터 머신의 결과값으로, 관상동맥심장병, 심부전 중의 하나가 출력되는, 제2서보트 벡터 머신 연산단계;
연산처리부가, 저주파수 대역 강도(PLF)의 평균을 포함하는 심전도 특징을, 기 학습된 제3서보트 벡터 머신에 입력하고, 제3서보트 벡터 머신으로터, 제3서보트 벡터 머신의 결과값으로, 관상동맥심장병과 뇌졸중 중의 하나가 출력되는, 제3서보트 벡터 머신 연산단계;
연산처리부가, 저주파수 대역 강도(PLF)의 표준편차를 포함하는 심전도 특징을, 기 학습된 제4서보트 벡터 머신에 입력하고, 제4서보트 벡터 머신으로터, 제4서보트 벡터 머신의 결과값으로, 심부전과 뇌졸중 중의 하나가 출력되는, 제4서보트 벡터 머신;
을 포함하는 것을 특징으로 하는, 심혈관질환 예측시스템의 구동방법.
The method of claim 11, wherein the detailed disease identification step
The arithmetic processing unit inputs the electrocardiogram characteristics including the average of the low frequency band intensity (P LF ) into the pre-learned second serve vector machine, and the result of the second serve vector machine from the second serve vector machine a second servo vector machine calculation step, in which one of coronary heart disease and heart failure is output as a value;
The arithmetic processing unit inputs the electrocardiogram characteristics including the average of the low frequency band intensities (P LF ) into the pre-learned third servo vector machine, and the result of the third servo vector machine from the third servo vector machine a third servo vector machine calculation step in which one of coronary heart disease and stroke is output as a value;
The arithmetic processing unit inputs the electrocardiogram characteristics including the standard deviation of the low frequency band intensity (P LF ) to the pre-learned fourth servo vector machine, and from the fourth servo vector machine to the fourth servo vector machine. a fourth-servo vector machine in which one of heart failure and stroke is output as a result value;
A method of driving a cardiovascular disease prediction system, characterized in that it comprises a.
제12항에 있어서, 세부 질환 판별단계는
연산처리부가, 제2서보트 벡터 머신의 결과값, 제3서보트 벡터 머신의 결과값, 제4서보트 벡터 머신의 결과값으로 부터, 관상동맥심장병, 심부전, 뇌졸중 각각이, 선택된 횟수를 카운트하여, 관상동맥심장병, 심부전, 뇌졸중별로 카운트된 값을 출력하는 투표단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 심혈관질환 예측시스템의 구동방법.
The method of claim 12, wherein the detailed disease identification step is
The arithmetic processing unit counts the number of times each of coronary heart disease, heart failure and stroke is selected from the result value of the second serve vector machine, the result value of the third serve vector machine, and the result value of the fourth serve vector machine a voting step of outputting counted values for each coronary heart disease, heart failure, and stroke;
A method of driving a cardiovascular disease prediction system, characterized in that it further comprises.
제13항에 있어서,
투표단계에서 연산처리부는 관상동맥심장병, 심부전, 뇌졸중에, 카운트 값이 가장 많은 질병값을, 심혈관질환(CVD) 예측 값으로 출력하는 것을 특징으로 하는, 심혈관질환 예측시스템의 구동방법.
14. The method of claim 13,
In the voting step, the calculation processing unit outputs the disease value with the highest count value for coronary heart disease, heart failure, and stroke as a cardiovascular disease (CVD) prediction value.
제13항에 있어서,
제1 서보트 벡터 머신의 입력벡터는, 플래튼 계층(flatten layer)의 15번째노드의 결과의 평균, STTc 세그먼트의 평균, BMI 지수, 수축기 혈압, AHI 지수, 플래튼 계층(flatten layer)의 11번째노드의 결과의 표준편차, 저주파수대 고주파수 대역 강도비(PLF/PHF ratio)의 평균, 요통기능 장애지수(ODI), 흡연정도, 플래튼 계층(flatten layer)의 12번째노드의 결과의 평균, 플래튼 계층(flatten layer)의 1번째노드의 결과의 평균, 플래튼 계층(flatten layer)의 7번째노드의 결과의 표준편차, 저주파수대 고주파수 대역 강도비(PLF/PHF ratio)의 표준편차, STTc 세그먼트의 표준편차, 저주파수 대역 강도(PLF)의 평균, 플래튼 계층(flatten layer)의 3번째노드의 결과의 평균 중 11개의 심전도 특징을 포함하는 것을 특징으로 하는, 심혈관질환 예측시스템의 구동방법.
14. The method of claim 13,
The input vector of the first servo vector machine is the average of the results of the 15th node of the flatten layer, the average of the STTc segment, the BMI index, the systolic blood pressure, the AHI index, and 11 of the flatten layer. The standard deviation of the results of the second node, the average of the low-frequency to high-frequency band intensity ratio (P LF /P HF ratio), the low back pain dysfunction index (ODI), the smoking level, the results of the 12th node of the flatten layer Average, the average of the results of the first node of the flatten layer, the standard deviation of the results of the 7th node of the flatten layer, the low-frequency to high-frequency band intensity ratio (P LF /P HF ratio) Cardiovascular disease prediction, characterized by including 11 electrocardiogram features among standard deviation, standard deviation of STTc segment, mean of low frequency band intensity (P LF ), and mean of the result of the third node of the flatten layer How the system works.
제13항에 있어서,
제2서보트 벡터 머신의 입력벡터는, 플래튼 계층(flatten layer)의 4번째노드의 결과의 평균, HDL 콜레스테롤 지수, 저주파수 대역 강도(PLF)의 평균, 플래튼 계층(flatten layer)의 10번째노드의 결과의 평균, 저주파수대 고주파수 대역 강도비(PLF/PHF ratio)의 표준편차, 플래튼 계층(flatten layer)의 12번째노드의 결과의 표준편차, AHI 지수 중 6개의 심전도 특징을 포함하는 것을 특징으로 하는, 심혈관질환 예측시스템의 구동방법.
14. The method of claim 13,
The input vector of the second servo vector machine is the average of the results of the 4th node of the flatten layer, the HDL cholesterol index, the average of the low frequency band intensity (P LF ), and 10 of the flatten layer The average of the results of the th node, the standard deviation of the low-frequency to high-frequency band intensity ratio (P LF /P HF ratio), the standard deviation of the results of the 12th node of the flatten layer, and 6 electrocardiographic characteristics of the AHI index A method of driving a cardiovascular disease prediction system, comprising:
제13항에 있어서,
제3서보트 벡터 머신는, 플래튼 계층(flatten layer)의 10번째노드의 결과의 평균, STTc 세그먼트의 평균, 저주파수대 고주파수 대역 강도비(PLF/PHF ratio)의 평균, 확장기 혈압, HDL 콜레스테롤 지수, 저주파수 대역 강도(PLF)의 평균, BMI 지수 중 3개를 포함하는 것을 특징으로 하는, 심혈관질환 예측시스템의 구동방법.
14. The method of claim 13,
The third servo vector machine is the average of the results of the 10th node of the flatten layer, the average of the STTc segment, the average of the low-frequency to high-frequency band intensity ratio (P LF /P HF ratio), diastolic blood pressure, HDL cholesterol A method of driving a cardiovascular disease prediction system, characterized in that it includes three of an index, an average of the low frequency band intensity (P LF ), and a BMI index.
제13항에 있어서,
제4서보트 벡터 머신의 입력벡터는, HDL 콜레스테롤 지수, 플래튼 계층(flatten layer)의 3번째노드의 결과의 평균, 저주파수 대역 강도(PLF)의 표준편차, 콜레스테롤 지수, AHI 지수, 플래튼 계층(flatten layer)의 2번째노드의 결과의 평균, 수축기 혈압, 고주파수 대역 강도(PHF)의 표준편차, 플래튼 계층(flatten layer)의 4번째노드의 결과의 평균, 흡연정도, 플래튼 계층(flatten layer)의 6번째노드의 결과의 표준편차 중 7개를 포함하는 것을 특징으로 하는, 심혈관질환 예측시스템의 구동방법.
14. The method of claim 13,
The input vector of the fourth servo vector machine is the HDL cholesterol index, the average of the results of the third node of the flatten layer, the standard deviation of the low frequency band intensity (P LF ), the cholesterol index, the AHI index, the platen Mean of the results of the 2nd node of the flatten layer, systolic blood pressure, standard deviation of high frequency band intensity (P HF ), the average of the results of the 4th node of the flatten layer, smoking degree, platen layer A method of driving a cardiovascular disease prediction system, characterized in that it includes 7 of the standard deviation of the result of the 6th node of the (flatten layer).
제10항 내지 제18힝 중 어느 한 항의 심혈관질환 예측시스템의 구동방법에 대한 컴퓨터 프로그램 소스를 저장하는 기록매체.A recording medium for storing a computer program source for the driving method of the cardiovascular disease prediction system according to any one of claims 10 to 18.
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