KR20230036487A - System for diagnosing and explaining cardiac disorder based on explainable artificial intelligence deep learning - Google Patents

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Abstract

According to the present invention, disclosed is an XAI deep learning-based heart disease diagnosing and interpreting system, which can diagnose a heart disease and provide a reason for diagnosis using an explainable neural network model. The XAI deep learning-based heart disease diagnosing and interpreting system, comprises: an XAI deep learning model unit (110) constructed to use a heart disease and electrocardiogram data determining the heart disease, as learning data, having one or more corresponding interpretation modules for interpreting one or more characteristics determining a diagnosis of the heart disease, and deriving the diagnosis of the heart disease and determination characteristics of the diagnosed heart disease; an input unit (120) for receiving the electrocardiogram data to provide the same for the XAI deep learning model unit (110); and an output unit (130) for outputting the diagnosis of the heart disease and the determination characteristics of the diagnosed heart disease by using the electrocardiogram data from the input unit (120) as an input, by the XAI deep learning model unit (110).

Description

XAI 딥러닝 기반 심장질환 진단 및 해석 시스템{SYSTEM FOR DIAGNOSING AND EXPLAINING CARDIAC DISORDER BASED ON EXPLAINABLE ARTIFICIAL INTELLIGENCE DEEP LEARNING}XAI deep learning based heart disease diagnosis and interpretation system {SYSTEM FOR DIAGNOSING AND EXPLAINING CARDIAC DISORDER BASED ON EXPLAINABLE ARTIFICIAL INTELLIGENCE DEEP LEARNING}

본 발명은, 설명가능한 신경망 모델에 의해 심장질환의 진단 및 진단 이유를 제공하여서 진단의 정확성 및 해석성을 높여 임상 실습에 적용할 수 있는, XAI 딥러닝 기반 심장질환 진단 및 해석 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a heart disease diagnosis and interpretation system based on XAI deep learning, which can be applied to clinical practice by increasing the accuracy and interpretability of diagnosis by providing reasons for diagnosis and diagnosis of heart disease by an explainable neural network model.

주지하는 바와 같이, 심전도의 개발 이후, 심전도 관련 지식은 기하급수적으로 확대되었고, 심전도 검사에서 심장의 전기적 기능에 대한 정보를 얻고 부정맥, 관상동맥질환, 심근질환 등 다양한 심장질환을 진단할 수 있다.As is well known, since the development of electrocardiography, knowledge related to electrocardiography has expanded exponentially, and information on the electrical function of the heart can be obtained from electrocardiography, and various heart diseases such as arrhythmia, coronary artery disease, and myocardial disease can be diagnosed.

한편, 심전도의 AI 알고리즘에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, AI 알고리즘에 의해 심부전을 감지하고, 부정맥 리듬 중 심방세동을 예측하거나, 성별을 결정하기도 한다.Meanwhile, research on AI algorithms for electrocardiograms is being actively conducted, and AI algorithms detect heart failure, predict atrial fibrillation among arrhythmia rhythms, or determine gender.

이와 같이, 인간의 한계를 극복하여, AI 알고리즘에 의해 심전도 파형의 미묘한 변화를 감지할 수 있고, 더 나아가 심전도 해석을 향상시킬 수도 있다.In this way, by overcoming human limitations, AI algorithms can detect subtle changes in electrocardiogram waveforms, and furthermore, electrocardiogram interpretation can be improved.

심방세동은 질병률과 사망률 상승의 주요 원인이며, 시기적절한 진단과 치료가 중요한데, 심전도와 산소포화도 곡선과 같은 생체신호를 이용한 진단 알고리즘의 성능을 향상시키기 위해 AI 알고리즘 사용하지만, AI 알고리즘은 인간이 이해할 수 있는 방식으로 예측을 설명하지 않는 블랙박스로서, 투명성과 해석성이 떨어져 신뢰도가 낮은 문제점이 있다.Atrial fibrillation is a major cause of rising morbidity and mortality, and timely diagnosis and treatment are important. AI algorithms are used to improve the performance of diagnostic algorithms using biosignals such as electrocardiograms and oxygen saturation curves, but AI algorithms are not understandable by humans. As a black box that does not explain predictions in a possible way, it has a problem of low reliability due to poor transparency and interpretability.

또한, 종래의 딥러닝 구조에서는 신경망이 하나의 단위로 되어있어서 심장질환의 유무, 심장질환의 종류 또는 심장질환의 정도 등의 판단의 내용만을 확인할 수 있는 한계가 있다.In addition, in the conventional deep learning structure, since the neural network is a unit, there is a limit in confirming only the contents of the judgment such as the presence or absence of heart disease, the type of heart disease, or the degree of heart disease.

이에, 투명성과 해석성의 결여로 딥러닝모델을 신뢰할 수 없어서, 심장질환의 진단명과 진단이유를 함께 제시할 수 있는, 정확성과 해석성이 향상된 설명 가능한 인공지능 모델을 구축할 수 있는 기술이 요구된다.Therefore, since the deep learning model cannot be trusted due to lack of transparency and interpretability, a technology capable of constructing an explainable artificial intelligence model with improved accuracy and interpretability that can present the diagnosis and reason for heart disease together is required. .

한국 등록특허공보 제10-2156087호 (딥러닝을 이용한 정상동율동 심전도 상태에서의 발작성 심방세동 예측방법, 2020.09.15)Korean Patent Registration No. 10-2156087 (Method for predicting paroxysmal atrial fibrillation in normal sinus rhythm electrocardiogram condition using deep learning, 2020.09.15) 한국 공개특허공보 제10-2021-0066322호 (심방세동 예측시스템 및 예측방법, 2021.06.07)Korean Patent Publication No. 10-2021-0066322 (Atrial Fibrillation Prediction System and Prediction Method, 2021.06.07)

본 발명의 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는, 설명가능한 신경망 모델에 의해 심장질환의 진단 및 진단 이유를 제공하여서 진단의 정확성 및 해석성을 높여 임상 실습에 적용할 수 있는, XAI 딥러닝 기반 심장질환 진단 및 해석 시스템을 제공하는 데 있다.The technical problem to be achieved by the spirit of the present invention is to provide diagnosis and reasons for diagnosis of heart disease by an explainable neural network model, thereby increasing the accuracy and interpretability of diagnosis, which can be applied to clinical practice, XAI deep learning-based heart disease diagnosis. and an interpretation system.

전술한 목적을 달성하고자, 본 발명의 실시예는, 심장질환 및 심장질환을 결정하는 심전도 데이터를 학습 데이터로 사용하고, 심장질환의 진단명을 판단하는 하나 이상의 특성을 해석하는 하나 이상의 해당 해석모듈을 구비하여, 심장질환의 진단명 및 진단된 심장질환의 판단 특성을 도출하도록 구축된, XAI 딥러닝 모델부; 심전도 데이터를 입력받아 상기 XAI 딥러닝 모델부로 제공하는 입력부; 및 상기 XAI 딥러닝 모델부에 의해, 상기 입력부로부터의 심전도 데이터를 입력으로 하여 심장질환의 진단명 및 진단된 심장질환의 판단 특성을 출력하는 출력부;를 포함하는, XAI 딥러닝 기반 심장질환 진단 및 해석 시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, an embodiment of the present invention uses one or more corresponding analysis modules that use heart disease and electrocardiogram data for determining heart disease as learning data and analyze one or more characteristics for determining the diagnosis of heart disease. An XAI deep learning model unit configured to derive the diagnosis of heart disease and the judgment characteristics of the diagnosed heart disease; an input unit receiving electrocardiogram data and providing the data to the XAI deep learning model unit; And an output unit for outputting the diagnosis of heart disease and the characteristics of the diagnosed heart disease by taking the electrocardiogram data from the input unit as input by the XAI deep learning model unit; XAI deep learning-based heart disease diagnosis and analysis system.

여기서, 상기 심장질환은 심방세동이고, 상기 해석모듈은 상기 심방세동의 판단 특성을 해석할 수 있다.Here, the heart disease is atrial fibrillation, and the analysis module may analyze the judgment characteristics of the atrial fibrillation.

또한, 상기 해석모듈은 상기 심전도 데이터로부터 심장박동의 불규칙성을 해석하는 불규칙성 해석모듈, P파의 부재를 해석하는 P파 해석모듈, 및 상기 불규칙성 해석모듈과 상기 P파 해석모듈의 출력값을 결합하여 상기 심방세동을 판단하는 앙상블 모듈로 구성될 수 있다.In addition, the analysis module combines an irregularity analysis module for analyzing heartbeat irregularities from the electrocardiogram data, a P wave analysis module for analyzing the absence of a P wave, and an output value of the irregularity analysis module and the P wave analysis module. It may be composed of an ensemble module that determines atrial fibrillation.

또한, 상기 불규칙성 해석모듈 또는 상기 P파 해석모듈은, 제1잔여블록 내지 제4 잔여블록과, 제1FC레이어 및 제2FC레이어를 포함하며, 상기 제1잔여블록 내지 제4잔여블록에는 2개의 컨벌루션 레이어와 2개의 배치 정규화 레이어가 각각 반복되어 구성되고, 상기 제4잔여블록은 플래튼 레이어에 연결되고, 상기 플래튼 레이어는 상기 제1FC레이어에 연결되고, 상기 제2FC레이어는 단일 출력 노드에 연결되고, 상기 단일 출력 노드는, 시그모이드 활성화 함수에 의해, 심장박동의 불규칙성의 제1확률 및 P파의 부재의 제2확률을 각각 출력하고, 상기 앙상블 모듈은 상기 제1확률 및 상기 제2확률을 결합하여 상기 심방세동의 존재확률을 출력하여서, 상기 심방세동의 존재를 예측하고, 예측된 상기 심방세동의 판단 특성을 해석할 수 있다.In addition, the irregularity analysis module or the P-wave analysis module includes first to fourth residual blocks, a first FC layer and a second FC layer, and the first to fourth residual blocks include two convolutions. layer and two batch normalization layers are each repeated, and the fourth residual block is connected to a platen layer, the platen layer is connected to the first FC layer, and the second FC layer is connected to a single output node. The single output node outputs a first probability of heartbeat irregularity and a second probability of absence of P wave, respectively, by a sigmoid activation function, and the ensemble module outputs the first probability and the second probability. By combining the probabilities and outputting the probability of existence of atrial fibrillation, the existence of atrial fibrillation can be predicted, and the predicted judgment characteristics of atrial fibrillation can be analyzed.

한편, 상기 심전도 데이터는 단일유도, 6유도 또는 12유도 심전도 데이터일 수 있다.Meanwhile, the ECG data may be single-lead, 6-lead, or 12-lead ECG data.

또한, 상기 입력부는 상기 심전도 데이터의 노이즈를 제거하고 정규화하는 전처리모듈을 포함할 수 있다.In addition, the input unit may include a pre-processing module for removing noise and normalizing the electrocardiogram data.

또한, 상기 XAI 딥러닝 모델부의 검증 데이터는, 상기 학습 데이터와 동일한 진단집단으로부터 일정 비율로 추출된 내부 검증 데이터와, 상기 학습 데이터와 상이한 진단집단으로부터 추출된 외부 검증 데이터로 구성될 수 있다.In addition, the verification data of the XAI deep learning model unit may be composed of internal verification data extracted from the same diagnostic group as the training data at a certain rate and external verification data extracted from a diagnostic group different from the training data.

또한, 상기 출력부는 상기 진단된 심장질환의 판단 특성에 상응하는 치료법을 제공할 수 있다.In addition, the output unit may provide a treatment corresponding to the characteristics of the diagnosed heart disease.

또한, 상기 XAI 딥러닝 모델부는 NBDT 모델일 수 있다.In addition, the XAI deep learning model unit may be a NBDT model.

본 발명에 의하면, 설명가능한 신경망 모델에 의해 심장질환의 진단 및 진단 이유를 제공하여서 진단의 정확성 및 해석성을 높여 임상 실습에 적용할 수 있도록 하고, 내외부 검증 데이터를 활용하여 모델의 정확도를 높일 수 있고, 진단 이유에 따른 해당 치료법을 제공하도록 할 수 있고, 심전도 데이터를 이용하여 심방세동 이외에 다양한 심장질환을 진단하도록 할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, diagnosis of heart disease and reasons for diagnosis are provided by an explainable neural network model to increase the accuracy and interpretability of diagnosis so that it can be applied to clinical practice, and the accuracy of the model can be increased by utilizing internal and external verification data. There is an effect of providing a corresponding treatment according to a diagnosis reason, and diagnosing various heart diseases other than atrial fibrillation using electrocardiogram data.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 XAI 딥러닝 기반 심장질환 진단 및 해석 시스템의 개략적인 구성도를 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 XAI 딥러닝 기반 심장질환 진단 및 해석 시스템의 XAI 딥러닝 모델부를 예시한 것이다.
도 3은 도 2의 XAI 딥러닝 모델부의 구축을 위한 심전도 데이터의 데이터셋 테이블을 예시한 것이다.
도 4는 도 1의 XAI 딥러닝 기반 심장질환 진단 및 해석 시스템에 의한 진단 및 해석 과정의 흐름도를 도시한 것이다.
1 shows a schematic configuration diagram of a heart disease diagnosis and interpretation system based on XAI deep learning according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 illustrates an XAI deep learning model unit of the XAI deep learning based heart disease diagnosis and interpretation system of FIG. 1 .
FIG. 3 illustrates a dataset table of electrocardiogram data for the construction of the XAI deep learning model unit of FIG. 2 .
FIG. 4 is a flowchart of a diagnosis and analysis process by the XAI deep learning-based heart disease diagnosis and interpretation system of FIG. 1 .

이하, 첨부된 도면을 참조로 전술한 특징을 갖는 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention having the above-described characteristics will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시예에 의한 XAI 딥러닝 기반 심장질환 진단 및 해석 시스템은, 심장질환 및 심장질환을 결정하는 심전도 데이터를 학습 데이터로 사용하고, 심장질환의 진단명을 판단하는 하나 이상의 특성을 해석하는 하나 이상의 해당 해석모듈을 구비하여, 심장질환의 진단명 및 진단된 심장질환의 판단 특성을 도출하도록 구축된, XAI 딥러닝 모델부(110), 심전도 데이터를 입력받아 XAI 딥러닝 모델부(110)로 제공하는 입력부(120), 및 XAI 딥러닝 모델부(110)에 의해, 입력부(120)로부터의 심전도 데이터를 입력으로 하여 심장질환의 진단명 및 진단된 심장질환의 판단 특성을 출력하는 출력부(130)를 포함하여, 설명가능한 신경망 모델에 의해 심장질환의 진단 및 진단 이유를 제공하는 것을 요지로 한다.The XAI deep learning-based heart disease diagnosis and interpretation system according to an embodiment of the present invention uses heart disease and electrocardiogram data for determining heart disease as learning data, and analyzes one or more characteristics for determining the diagnosis of heart disease. The XAI deep learning model unit 110, constructed to derive the diagnosis of heart disease and the judgment characteristics of the diagnosed heart disease, with the above analysis module, receives electrocardiogram data and provides it to the XAI deep learning model unit 110 An output unit 130 that outputs the diagnosis of heart disease and the judgment characteristics of the diagnosed heart disease by taking the electrocardiogram data from the input unit 120 as input by the input unit 120 and the XAI deep learning model unit 110 Including, it is a gist to provide diagnosis and diagnosis reasons of heart disease by an explainable neural network model.

이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 전술한 구성의 XAI 딥러닝 기반 심장질환 진단 및 해석 시스템을 구체적으로 상술하면 다음과 같다.Hereinafter, referring to FIGS. 1 to 4, the XAI deep learning-based heart disease diagnosis and interpretation system of the above configuration is specifically described as follows.

우선, XAI 딥러닝 모델부(110)는, 심장질환 및 심장질환을 결정하는 생체신호 중 디지털방식으로 저장된 심전도(ECG;electrocardiogram) 데이터를 학습 데이터(train data)로 사용하고, 심장질환의 진단명을 판단하는 하나 이상의 특성을 해석하는 하나 이상의 해당 해석모듈을 구비하여, 심장질환의 진단명 및 진단된 심장질환의 판단 특성을 도출하도록 구축되어서, 진단명뿐만 아니라 해당 심장질환 진단의 판단 기준, 판단 이유 또는 판단 근거를 함께 제시하도록 할 수 있다.First of all, the XAI deep learning model unit 110 uses digitally stored electrocardiogram (ECG) data among heart disease and biosignals for determining heart disease as training data, and uses the diagnosis of heart disease as training data. It is constructed to derive the diagnosis of heart disease and the judgment characteristics of the diagnosed heart disease by having one or more corresponding analysis modules for interpreting one or more characteristics to be judged, and thus determining not only the diagnosis name but also the judgment criteria, reason for judgment, or judgment of the diagnosis of the heart disease. You may be asked to provide evidence.

여기서, XAI 딥러닝 모델부(110)는 모델 구축을 위한 학습 데이터 또는 모델의 유효성 검증을 위한 검증 데이터(validation data)로 단일유도(lead Ⅰ), 6유도(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,VL,VR,VF) 또는 12유도 심전도 데이터 등의 다양한 형식의 심전도 데이터를 사용할 수 있다.Here, the XAI deep learning model unit 110 uses single lead I and six leads (I, II, III, VL, VR) as training data for model construction or validation data for validating the model. ,VF) or 12-lead ECG data, etc., can be used in various formats.

또한, XAI 딥러닝 모델부(110)의 검증 데이터는, 학습 데이터와 동일한 진단집단으로부터 일정 비율로 추출된 내부 검증 데이터와, 학습 데이터와 상이한 진단집단으로부터 추출된 외부 검증 데이터로 구성되어서, 외부 검증 데이터를 통해 과적합(overfitting) 문제를 해결하여 모델의 정확도를 검증하도록 할 수 있다.In addition, the verification data of the XAI deep learning model unit 110 is composed of internal verification data extracted from the same diagnostic group as the training data at a certain rate and external verification data extracted from a diagnostic group different from the training data, and external verification The overfitting problem can be solved through the data to verify the accuracy of the model.

예컨대, 도 3의 <표 1>을 참고하면, 샘플링 레이트(sampling rate)가 400Hz인 21,837개의 12유도 ECG가 포함된 PTB-XL ECG 데이터 세트와, 샘플링 레이트가 500Hz인 10,605개의 12유도 ECG가 포함된 Chapman ECG 데이터 세트와, 샘플링 레이트가 300Hz인 8,528개의 단일유도 ECG가 포함된 PhysioNet ECG 데이터 세트와, 샘플링 레이트가 500Hz인 128,399개의 12유도 ECG가 포함된 Sejong ECG 데이터 세트가 예시되어 있으며, 본 실시예에서의 모델 구축시에, Sejong ECG 데이터 세트의 모집단으로부터 무작위로 9 : 1의 비율로 분할하여 학습 데이터와 내부 검증 데이터를 선택하고, 외부 검증 데이터로는 PTB-XL ECG 데이터 세트와 Chapman ECG 데이터 세트와 PhysioNet ECG 데이터 세트를 선택할 수 있다.For example, referring to <Table 1> in FIG. 3, a PTB-XL ECG data set including 21,837 12-lead ECGs with a sampling rate of 400 Hz and 10,605 12-lead ECGs with a sampling rate of 500 Hz are included. The Chapman ECG data set with a sample rate of 300 Hz, the PhysioNet ECG data set containing 8,528 single-lead ECGs with a sampling rate of 300 Hz, and the Sejong ECG data set containing 128,399 12-lead ECGs with a sampling rate of 500 Hz are exemplified. When constructing the model in the example, training data and internal verification data are selected by randomly splitting at a ratio of 9:1 from the population of the Sejong ECG data set, and PTB-XL ECG data set and Chapman ECG data are selected as external verification data. Sets and PhysioNet ECG data sets can be selected.

본 실시예에서, XAI 딥러닝 모델부(110)는 신경망의 정확도에 근접하도록 하면서 높은 수준의 해석가능성(interpretability)을 유지하도록 신경망(neural network)과 의사결정트리(decision tree)가 결합된 NBDT(Neural-Backed Decision Tree) 모델일 수 있다.In this embodiment, the XAI deep learning model unit 110 is a NBDT (a neural network and a decision tree) combined to maintain a high level of interpretability while approaching the accuracy of the neural network. Neural-Backed Decision Tree) model.

한편, 심장질환은 심방세동(Atrial fibrillation)이고, 해석모듈은 심방세동의 특성을 분류하는 모듈로서, 심방세동으로 진단하게 된 기준, 이유 또는 근거의 판단 특성을 해석하도록 할 수 있다.Meanwhile, the heart disease is atrial fibrillation, and the analysis module is a module for classifying the characteristics of atrial fibrillation, and can analyze criteria, reasons, or grounds for determining atrial fibrillation.

참고로, 심방세동은 심방의 규칙적인 수축이 소실되고 불규칙한 잔떨림이 발생하여 빠른 맥의 형태로 불규칙한 맥박을 일으키는 부정맥 질환으로서, 심전도 검사에서, 동방결절에서 정상적인 전기적 자극이 시작되는 것을 의미하는, 정상적 P파가 나타나지 않고 불규칙한 선으로만 나타난다.For reference, atrial fibrillation is an arrhythmia disease that causes irregular pulses in the form of fast pulses due to loss of regular contraction of the atria and irregular tremors. A normal P wave does not appear, only irregular lines appear.

이에, 해석모듈은 심방세동의 판단 특성인 심장박동의 불규칙성 및 P파의 부재를 식별하기 위해서, 도 2를 참고하면, 심전도 데이터로부터 심장박동의 불규칙성을 해석하는 불규칙성 해석모듈(111), P파의 부재를 해석하는 P파 해석모듈(112), 및 불규칙성 해석모듈(111)과 P파 해석모듈(112)의 출력값을 결합하여 심방세동의 존재확률을 판단하는 앙상블 모듈(ensemble module)(113)로 구성될 수 있다.Accordingly, in order to identify the irregularity of heartbeat and the absence of P wave, which are the characteristics of atrial fibrillation, the analysis module, referring to FIG. 2, analyzes the irregularity of heartbeat from electrocardiogram data. A P wave analysis module 112 for analyzing the absence of, and an ensemble module 113 for determining the existence probability of atrial fibrillation by combining the output values of the irregularity analysis module 111 and the P wave analysis module 112. may consist of

구체적으로, 불규칙성 해석모듈(111) 또는 P파 해석모듈(112)은, 각각 학습 수행을 보다 쉽도록 하는 제1잔여블록(residual block) 내지 제4 잔여블록과, 컨벌루션(convolution)과 맥스 풀링(Max Pooling) 프로세스의 결과를 취하여 심전도 데이터 이미지를 정의된 라벨로 분류하는 제1FC레이어(Fully Connected layer) 및 제2FC레이어를 포함할 수 있다.Specifically, the irregularity analysis module 111 or the P-wave analysis module 112, respectively, the first residual block to the fourth residual block to make learning easier, convolution and max pooling ( A fully connected layer and a second FC layer that classify electrocardiogram data images into defined labels by taking results of Max Pooling process.

여기서, 도 2에 확대 도시된 바와 같이, 제1잔여블록 내지 제4잔여블록에는 2개의 컨벌루션 레이어(CONV;convolution layer)와, 학습을 더 빨리 수행하거나 극소적 최적해(local optimum) 문제에 빠지는 가능성을 줄이기 위한 2개의 배치 정규화 레이어(BN;Batch Normalization layer)가 각각 반복되어 구성될 수 있다.Here, as shown enlarged in FIG. 2, the first to fourth residual blocks have two convolution layers (CONV) and the possibility of performing learning faster or falling into a local optimum problem. Two batch normalization layers (BN) to reduce , may be configured by repeating each.

또한, 제4잔여블록은 단일 벡터로 변환하는 플래튼 레이어(flatten layer)에 연결되고, 플래튼 레이어는 제1FC레이어에 연결되고, 제2FC레이어는 단일 출력 노드에 연결되고, 단일 출력 노드는, 이전 레이어에 대한 가중 합의 크기에 따라 활성 여부를 결정하는 시그모이드 활성화 함수(sigmoid activation function)에 의해, 심장박동의 불규칙성의 제1확률 및 P파의 부재의 제2확률을 각각 출력할 수 있다.In addition, the fourth residual block is connected to a flatten layer that converts into a single vector, the flatten layer is connected to the first FC layer, the second FC layer is connected to a single output node, and the single output node is connected to, The first probability of heartbeat irregularity and the second probability of absence of P wave can be output by a sigmoid activation function that determines activation according to the size of the weighted sum for the previous layer. .

마지막으로, 앙상블 모듈(113)은 제1확률 및 제2확률을 결합하여 심방세동의 존재확률을 출력하여서, 심방세동의 존재를 예측하고, 예측된 심방세동의 판단 특성을 해석할 수 있다.Finally, the ensemble module 113 may combine the first probability and the second probability to output a probability of existence of atrial fibrillation, thereby predicting the existence of atrial fibrillation and interpreting characteristics of the predicted atrial fibrillation.

한편, XAI 딥러닝 모델부(110)는, 앞서 언급한 심방세동에 한정되지 않고, 심근증, 선천성 심장병, 판막 질환, 심부전증, 심낭 질환, 고혈압, 동맥 경화증 또는 관상동맥 질환 등의 다양한 심장질환에 적용하여서, 2D 진단 데이터, 3D 진단 데이터 또는 파형 등의 셍체신호를 제공하는 심전도 데이터의 형상을 추출하고 분석하여 심장질환을 진단하기 위한 N개의 특성을 오토인코더(auto encoder)에 의해 추출하고, 특성의 조합에 따른 심장질환의 해당 진단명을 학습하여, 예측 변수인 심전도 데이터에 따른 예측 결과인 진단명을 도출하도록 할 수도 있다.On the other hand, the XAI deep learning model unit 110 is not limited to the aforementioned atrial fibrillation, but is applied to various heart diseases such as cardiomyopathy, congenital heart disease, valve disease, heart failure, pericardial disease, hypertension, arteriosclerosis or coronary artery disease Thus, by extracting and analyzing the shape of electrocardiogram data providing body signals such as 2D diagnostic data, 3D diagnostic data or waveforms, N characteristics for diagnosing heart disease are extracted by an auto encoder, and the characteristics The corresponding diagnosis of heart disease according to the combination may be learned to derive a diagnosis as a prediction result according to electrocardiogram data as a predictor variable.

다음, 입력부(120)는 심장질환의 진단명 및 판단 특성을 예측하고자 하는 심전도 데이터를 입력받아 XAI 딥러닝 모델부(110)로 제공한다.Next, the input unit 120 receives the electrocardiogram data to predict the diagnosis name and judgment characteristics of heart disease and provides it to the XAI deep learning model unit 110 .

한편, 입력부(120)는 심전도 데이터의 노이즈를 제거하고 정규화하는 전처리모듈(121)을 포함할 수 있다.Meanwhile, the input unit 120 may include a pre-processing module 121 that removes noise and normalizes ECG data.

예컨대, 전처리모듈(121)은 10초 동안 디지털로 저장된 12유도 심전도 데이터 중 시작 부분과 끝 부분의 각 1초씩 제거하여 아티팩트(artifact)를 제거하여 보다 양질의 심전도 데이터를 확보하도록 할 수 있다.For example, the pre-processing module 121 may remove artifacts by removing 1 second each from the beginning and the end of 12-lead ECG data stored digitally for 10 seconds to secure ECG data of higher quality.

다음, 출력부(130)는, XAI 딥러닝 모델부(110)에 의해, 입력부(120)로부터의 예측 변수인 심전도 데이터를 입력으로 하여, 예측 결과인 심장질환의 진단명 및 진단된 심장질환의 판단 특성을 출력하여서, 진단명의 가능성, 및 해당 진단명으로 판단하게 된 기준, 이유 또는 근거를 확인하도록 한다.Next, the output unit 130 receives the electrocardiogram data, which is a predictor variable from the input unit 120, as input by the XAI deep learning model unit 110, and determines the diagnosis of heart disease as a prediction result and the diagnosed heart disease By outputting the characteristics, it is possible to confirm the possibility of a diagnosis and the criterion, reason or basis for determining the diagnosis.

즉, 출력부(130)는 심방세동이 없다고 진단한 결과와 함께 심장박동이 규칙적이어서인지 P파가 존재하여서인지 제시하거나, 심방세동이 있다고 진단한 결과와 함께 심장박동이 불규칙적이어서인지 P파가 부재하여서인지 제시하도록 할 수 있다.That is, the output unit 130 presents whether the heartbeat is regular or the P wave exists together with the diagnosis result of not having atrial fibrillation, or presents the P wave because the heartbeat is irregular along with the diagnosis result of having atrial fibrillation. It can be suggested because it is absent.

또한, 출력부(130)는 진단된 심장질환의 판단 특성, 예컨대 심장박동의 불규칙성 또는 P파의 부재에 상응하는 치료법을 제공할 수도 있다.In addition, the output unit 130 may provide a treatment corresponding to the judgment characteristic of the diagnosed heart disease, for example, irregular heartbeat or absence of a P wave.

도 4는 도 1의 XAI 딥러닝 기반 심장질환 진단 및 해석 시스템에 의한 진단 및 해석 과정의 흐름도를 도시한 것으로서, 이를 참조하여, 간략히 상술하면 다음과 같다.Figure 4 shows a flow chart of the diagnosis and interpretation process by the XAI deep learning-based heart disease diagnosis and interpretation system of Figure 1, with reference to this, briefly described in detail as follows.

우선, XAI 딥러닝 모델부 구축 단계(S110)에서는, 심장질환 및 심장질환을 결정하는 생체신호 중 디지털방식으로 저장된 심전도 데이터를 학습 데이터로 사용하고, 심장질환의 진단명을 판단하는 하나 이상의 특성을 해석하는 하나 이상의 해당 해석모듈을 구비하여, 심장질환의 진단명 및 진단된 심장질환의 판단 특성을 도출하도록 XAI 딥러닝 모델부(110)를 구축하여서, 진단명뿐만 아니라 해당 심장질환 진단의 판단 기준, 판단 이유 또는 판단 근거를 함께 제시하도록 할 수 있다.First, in the XAI deep learning model unit construction step (S110), digitally stored electrocardiogram data among biosignals that determine heart disease and heart disease are used as learning data, and one or more characteristics for determining the diagnosis of heart disease are analyzed. XAI deep learning model unit 110 is built to derive the diagnosis of heart disease and the characteristics of the diagnosed heart disease by providing one or more analysis modules that Or, the basis for judgment may be presented together.

여기서, 모델 구축을 위한 학습 데이터 또는 모델의 유효성 검증을 위한 검증 데이터로 단일유도(lead Ⅰ), 6유도(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,VL,VR,VF) 또는 12유도 심전도 데이터 등의 다양한 형식의 심전도 데이터를 사용할 수 있다.Here, various types of data such as single lead (lead I), six leads (I, II, III, VL, VR, VF) or 12 lead ECG data are used as learning data for model construction or verification data for validating the model. ECG data are available.

또한, 검증 데이터는, 학습 데이터와 동일한 진단집단으로부터 일정 비율로 추출된 내부 검증 데이터와, 학습 데이터와 상이한 진단집단으로부터 추출된 외부 검증 데이터로 구성되어서, 외부 검증 데이터를 통해 과적합 문제를 해결하여 모델의 정확도를 검증하도록 할 수 있다.In addition, the verification data is composed of internal verification data extracted at a certain ratio from the same diagnostic group as the learning data and external verification data extracted from a diagnostic group different from the training data, thereby solving the overfitting problem through the external verification data. It can be used to verify the accuracy of the model.

한편, 심장질환은 심방세동이고, 해석모듈은 심방세동의 특성을 분류하는 모듈로서, 심방세동으로 진단하게 된 기준, 이유 또는 근거의 판단 특성을 해석하도록 할 수 있다.On the other hand, the heart disease is atrial fibrillation, and the analysis module is a module for classifying the characteristics of atrial fibrillation, and it is possible to analyze the criteria, reasons, or judgment characteristics of the basis for the diagnosis of atrial fibrillation.

참고로, 심방세동은 심방의 규칙적인 수축이 소실되고 불규칙한 잔떨림이 발생하여 빠른 맥의 형태로 불규칙한 맥박을 일으키는 부정맥 질환으로서, 심전도 검사에서, 동방결절에서 정상적인 전기적 자극이 시작되는 것을 의미하는, 정상적 P파가 나타나지 않고 불규칙한 선으로만 나타난다.For reference, atrial fibrillation is an arrhythmia disease that causes irregular pulses in the form of fast pulses due to loss of regular contraction of the atria and irregular tremors. A normal P wave does not appear, only irregular lines appear.

이에, 해석모듈은 심방세동의 판단 특성인 심장박동의 불규칙성 및 P파의 부재를 식별하기 위해서, 도 2를 참고하면, 심전도 데이터로부터 심장박동의 불규칙성을 해석하는 불규칙성 해석모듈(111), P파의 부재를 해석하는 P파 해석모듈(112), 및 불규칙성 해석모듈(111)과 P파 해석모듈(112)의 출력값을 결합하여 심방세동의 존재확률을 판단하는 앙상블 모듈(113)로 구성될 수 있다.Accordingly, in order to identify the irregularity of heartbeat and the absence of P wave, which are the characteristics of atrial fibrillation, the analysis module, referring to FIG. 2, analyzes the irregularity of heartbeat from electrocardiogram data. It may be composed of a P wave analysis module 112 for analyzing the absence of, and an ensemble module 113 for determining the existence probability of atrial fibrillation by combining the output values of the irregularity analysis module 111 and the P wave analysis module 112. there is.

구체적으로, 불규칙성 해석모듈(111) 또는 P파 해석모듈(112)은, 각각 학습수행을 보다 쉽도록 하는 제1잔여블록 내지 제4 잔여블록과, 컨벌루션과 맥스 풀링 프로세스의 결과를 취하여 심전도 데이터 이미지를 정의된 라벨로 분류하는 제1FC레이어 및 제2FC레이어를 포함할 수 있다.Specifically, the irregularity analysis module 111 or the P wave analysis module 112 takes the results of the first to fourth residual blocks and the convolution and max pooling processes, respectively, which make learning easier, to obtain an electrocardiogram data image It may include a 1st FC layer and a 2nd FC layer that classify into defined labels.

여기서, 도 2에 확대 도시된 바와 같이, 제1잔여블록 내지 제4잔여블록에는 2개의 컨벌루션 레이어와, 학습을 더 빨리 수행하거나 극소적 최적해 문제에 빠지는 가능성을 줄이기 위한 2개의 배치 정규화 레이어가 각각 반복되어 구성될 수 있다.Here, as shown enlarged in FIG. 2, each of the first to fourth residual blocks includes two convolutional layers and two batch normalization layers to perform learning faster or to reduce the possibility of falling into a local optimization problem. It can be configured repeatedly.

또한, 제4잔여블록은 단일 벡터로 변환하는 플래튼 레이어에 연결되고, 플래튼 레이어는 제1FC레이어에 연결되고, 제2FC레이어는 단일 출력 노드에 연결되고, 단일 출력 노드는, 이전 레이어에 대한 가중 합의 크기에 따라 활성 여부를 결정하는 시그모이드 활성화 함수에 의해, 심장박동의 불규칙성의 제1확률 및 P파의 부재의 제2확률을 각각 출력할 수 있다.In addition, the fourth residual block is connected to a platen layer that converts into a single vector, the platen layer is connected to the first FC layer, the second FC layer is connected to a single output node, and the single output node is connected to the previous layer. A first probability of heartbeat irregularity and a second probability of absence of a P wave may be respectively output by a sigmoid activation function that determines whether or not to activate according to the magnitude of the weighted sum.

마지막으로, 앙상블 모듈(113)은 제1확률 및 제2확률을 결합하여 심방세동의 존재확률을 출력하여서, 심방세동의 존재를 예측하고, 예측된 심방세동의 판단 특성을 해석할 수 있다.Finally, the ensemble module 113 may combine the first probability and the second probability to output a probability of existence of atrial fibrillation, thereby predicting the existence of atrial fibrillation and interpreting characteristics of the predicted atrial fibrillation.

한편, XAI 딥러닝 모델부(110)는, 앞서 언급한 심방세동에 한정되지 않고, 심근증, 선천성 심장병, 판막 질환, 심부전증, 심낭 질환, 고혈압, 동맥 경화증 또는 관상동맥 질환 등의 다양한 심장질환에 적용하여서, 심전도 데이터를 분석하여 심장질환을 진단하기 위한 N개의 특성을 추출하고, 특성의 조합에 따른 심장질환의 해당 진단명을 학습하여, 예측 변수인 심전도 데이터에 따른 예측 결과인 진단명을 도출하도록 할 수도 있다.On the other hand, the XAI deep learning model unit 110 is not limited to the aforementioned atrial fibrillation, but is applied to various heart diseases such as cardiomyopathy, congenital heart disease, valve disease, heart failure, pericardial disease, hypertension, arteriosclerosis or coronary artery disease Thus, by analyzing the electrocardiogram data, N characteristics for diagnosing heart disease are extracted, and the corresponding diagnosis of heart disease according to the combination of characteristics is learned, and the prediction result according to the electrocardiogram data, which is a predictor variable, can be derived. there is.

이후, 시험 데이터 입력 단계(S120)에서는, 심장질환의 진단명 및 판단 특성을 예측하고자 하는 예측 변수인 심전도 데이터를 입력받아 XAI 딥러닝 모델부(110)로 제공한다.Thereafter, in the test data input step (S120), electrocardiogram data, which is a predictor variable to predict the diagnosis and judgment characteristics of heart disease, is received and provided to the XAI deep learning model unit 110.

한편, 시험 데이터 입력 단계(S120)는 전처리모듈(121)에 의해 심전도 데이터의 노이즈를 제거하고 정규화하는 전처리 단계(S121)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the test data input step ( S120 ) may further include a preprocessing step ( S121 ) of normalizing and removing noise of the electrocardiogram data by the preprocessing module 121 .

예컨대, 전처리 단계(S121)에서는, 10초 동안 디지털로 저장된 12유도 심전도 데이터 중 시작 부분과 끝 부분의 각 1초씩 제거하여 아티팩트를 제거하여 보다 양질의 심전도 데이터를 확보하도록 할 수 있다.For example, in the preprocessing step (S121), artifacts may be removed by removing 1 second each of the start and end parts of the 12-lead ECG data stored digitally for 10 seconds to secure ECG data of higher quality.

이후, 예측 결과 출력 단계(S130)에서는, XAI 딥러닝 모델부(110)에 의해, 입력부(120)로부터의 예측 변수인 심전도 데이터를 입력으로 하여, 심장박동의 불규칙성과 P파의 부재를 판단하여, 예측 결과인 심장질환의 진단명 및 진단된 심장질환의 판단 특성을 출력하여서, 진단명의 가능성, 및 해당 진단명으로 판단하게 된 기준, 이유 또는 근거를 확인하도록 한다.Thereafter, in the prediction result output step (S130), the XAI deep learning model unit 110 uses the electrocardiogram data, which is a predictor variable from the input unit 120, as an input to determine the irregularity of the heartbeat and the absence of a P wave. , the prediction result of the diagnosis of heart disease and the judgment characteristics of the diagnosed heart disease are output to confirm the possibility of the diagnosis and the criterion, reason or basis for determining the diagnosis.

즉, 예측 결과 출력 단계(S130)에서는, 심방세동이 없다고 진단한 결과와 함께 심장박동이 규칙적이어서인지 P파가 존재하여서인지 제시하거나, 심방세동이 있다고 진단한 결과와 함께 심장박동이 불규칙적이어서인지 P파가 부재하여서인지 제시하도록 할 수 있다.That is, in the prediction result output step (S130), whether the heartbeat is regular or the P wave is presented together with the diagnosis result of no atrial fibrillation, or whether the heartbeat is irregular together with the diagnosis result of atrial fibrillation. It can be suggested that the P wave is absent.

이후, 치료법 제공 단계(S140)에서는, 출력부(130)를 통해, 심방세동 등의 진단된 심장질환의 판단 특성, 예컨대 심장박동의 불규칙성 또는 P파의 부재에 상응하는 치료법을 제공하도록 할 수 있다.Thereafter, in the treatment providing step (S140), through the output unit 130, a treatment corresponding to the judgment characteristics of the diagnosed heart disease such as atrial fibrillation, for example, irregular heartbeat or absence of a P wave, may be provided. .

또한, 앞서 언급한 XAI 딥러닝 기반 심장질환 진단 및 해석 시스템에 의한 진단 및 해석 방법을 수행하는 컴퓨터판독가능한 기록 매체에 저장된 컴퓨터 소프트웨어를 제공할 수 있다.In addition, it is possible to provide computer software stored in a computer-readable recording medium that performs the diagnosis and interpretation method by the above-mentioned XAI deep learning-based heart disease diagnosis and interpretation system.

따라서, 전술한 바와 같은 XAI 딥러닝 기반 심장질환 진단 및 해석 시스템의 구성에 의해서, 설명가능한 신경망 모델에 의해 심장질환의 진단 및 진단 이유를 제공하여서 진단의 정확성 및 해석성을 높여 임상 실습에 적용할 수 있도록 하고, 내외부 검증 데이터를 활용하여 모델의 정확도를 높일 수 있고, 진단 이유에 따른 해당 치료법을 제공하도록 할 수 있고, 심전도 데이터를 이용하여 심방세동 이외에 다양한 심장질환을 진단하도록 할 수 있다.Therefore, by the configuration of the heart disease diagnosis and interpretation system based on XAI deep learning as described above, diagnosis of heart disease and diagnosis reasons are provided by an explainable neural network model, thereby increasing the accuracy and interpretability of diagnosis and applying it to clinical practice. It is possible to increase the accuracy of the model by utilizing internal and external verification data, to provide a corresponding treatment according to the reason for diagnosis, and to diagnose various heart diseases other than atrial fibrillation using electrocardiogram data.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only one of the most preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical spirit of the present invention, so various equivalents that can replace them at the time of this application. It should be understood that there may be waters and variations.

110 : XAI 딥러닝 모델부 111 : 불규칙성 해석모듈
112 : P파 해석모듈 113 : 앙상블 모듈
120 : 입력부 121 : 전처리모듈
130 : 출력부
S110 : XAI 딥러닝 모델부 구축 단계
S120 : 시험 데이터 입력 단계
S121 : 전처리 단계
S130 : 예측 결과 출력 단계
S140 : 치료법 제공 단계
110: XAI deep learning model unit 111: irregularity analysis module
112: P wave analysis module 113: ensemble module
120: input unit 121: preprocessing module
130: output unit
S110: XAI deep learning model building step
S120: Test data input step
S121: pre-processing step
S130: Prediction result output step
S140: Treatment provision step

Claims (9)

심장질환 및 심장질환을 결정하는 심전도 데이터를 학습 데이터로 사용하고, 심장질환의 진단명을 판단하는 하나 이상의 특성을 해석하는 하나 이상의 해당 해석모듈을 구비하여, 심장질환의 진단명 및 진단된 심장질환의 판단 특성을 도출하도록 구축된, XAI 딥러닝 모델부;
심전도 데이터를 입력받아 상기 XAI 딥러닝 모델부로 제공하는 입력부; 및
상기 XAI 딥러닝 모델부에 의해, 상기 입력부로부터의 심전도 데이터를 입력으로 하여 심장질환의 진단명 및 진단된 심장질환의 판단 특성을 출력하는 출력부;를 포함하는,
XAI 딥러닝 기반 심장질환 진단 및 해석 시스템.
Heart disease and electrocardiogram data for determining heart disease are used as learning data, and one or more corresponding analysis modules are provided to interpret one or more characteristics for determining the diagnosis of heart disease, thereby determining the diagnosis of heart disease and the diagnosed heart disease. Built to derive the characteristics, XAI deep learning model unit;
an input unit receiving electrocardiogram data and providing the data to the XAI deep learning model unit; and
An output unit for outputting a diagnosis name of a heart disease and a judgment characteristic of the diagnosed heart disease by taking the electrocardiogram data from the input unit as an input by the XAI deep learning model unit;
XAI deep learning based heart disease diagnosis and interpretation system.
제1항에 있어서,
상기 심장질환은 심방세동이고, 상기 해석모듈은 상기 심방세동의 판단 특성을 해석하는 것을 특징으로 하는,
XAI 딥러닝 기반 심장질환 진단 및 해석 시스템.
According to claim 1,
Characterized in that the heart disease is atrial fibrillation, and the analysis module analyzes the judgment characteristics of the atrial fibrillation,
XAI deep learning based heart disease diagnosis and interpretation system.
제2항에 있어서,
상기 해석모듈은 상기 심전도 데이터로부터 심장박동의 불규칙성을 해석하는 불규칙성 해석모듈, P파의 부재를 해석하는 P파 해석모듈, 및 상기 불규칙성 해석모듈과 상기 P파 해석모듈의 출력값을 결합하여 상기 심방세동을 판단하는 앙상블 모듈로 구성되는 것을 특징으로 하는,
XAI 딥러닝 기반 심장질환 진단 및 해석 시스템.
According to claim 2,
The analysis module combines an irregularity analysis module for analyzing heartbeat irregularities from the electrocardiogram data, a P wave analysis module for analyzing the absence of a P wave, and output values of the irregularity analysis module and the P wave analysis module to determine atrial fibrillation. Characterized in that it consists of an ensemble module that determines
XAI deep learning based heart disease diagnosis and interpretation system.
제3항에 있어서,
상기 불규칙성 해석모듈 또는 상기 P파 해석모듈은, 제1잔여블록 내지 제4 잔여블록과, 제1FC레이어 및 제2FC레이어를 포함하며,
상기 제1잔여블록 내지 제4잔여블록에는 2개의 컨벌루션 레이어와 2개의 배치 정규화 레이어가 각각 반복되어 구성되고, 상기 제4잔여블록은 플래튼 레이어에 연결되고, 상기 플래튼 레이어는 상기 제1FC레이어에 연결되고, 상기 제2FC레이어는 단일 출력 노드에 연결되고, 상기 단일 출력 노드는, 시그모이드 활성화 함수에 의해, 심장박동의 불규칙성의 제1확률 및 P파의 부재의 제2확률을 각각 출력하고,
상기 앙상블 모듈은 상기 제1확률 및 상기 제2확률을 결합하여 상기 심방세동의 존재확률을 출력하여서,
상기 심방세동의 존재를 예측하고, 예측된 상기 심방세동의 판단 특성을 해석하는 것을 특징으로 하는,
XAI 딥러닝 기반 심장질환 진단 및 해석 시스템.
According to claim 3,
The irregularity analysis module or the P-wave analysis module includes a first residual block to a fourth residual block, a first FC layer and a second FC layer,
Two convolutional layers and two batch normalization layers are repeated in the first to fourth residual blocks, respectively, and the fourth residual block is connected to a platen layer, and the platen layer is connected to the first FC layer. , and the second FC layer is connected to a single output node, and the single output node outputs a first probability of heartbeat irregularity and a second probability of absence of P wave, respectively, by a sigmoid activation function. do,
The ensemble module combines the first probability and the second probability to output the existence probability of atrial fibrillation,
Characterized in that predicting the presence of the atrial fibrillation and interpreting the judgment characteristics of the predicted atrial fibrillation,
XAI deep learning based heart disease diagnosis and interpretation system.
제1항에 있어서,
상기 심전도 데이터는 단일유도, 6유도 또는 12유도 심전도 데이터인 것을 특징으로 하는,
XAI 딥러닝 기반 심장질환 진단 및 해석 시스템.
According to claim 1,
Characterized in that the electrocardiogram data is single-lead, 6-lead or 12-lead ECG data,
XAI deep learning based heart disease diagnosis and interpretation system.
제1항에 있어서,
상기 입력부는 상기 심전도 데이터의 노이즈를 제거하고 정규화하는 전처리모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는,
XAI 딥러닝 기반 심장질환 진단 및 해석 시스템.
According to claim 1,
Characterized in that the input unit includes a pre-processing module for removing noise and normalizing the electrocardiogram data,
XAI deep learning based heart disease diagnosis and interpretation system.
제1항에 있어서,
상기 XAI 딥러닝 모델부의 검증 데이터는, 상기 학습 데이터와 동일한 진단집단으로부터 일정 비율로 추출된 내부 검증 데이터와, 상기 학습 데이터와 상이한 진단집단으로부터 추출된 외부 검증 데이터로 구성되는 것을 특징으로 하는,
XAI 딥러닝 기반 심장질환 진단 및 해석 시스템.
According to claim 1,
Characterized in that the verification data of the XAI deep learning model unit consists of internal verification data extracted at a certain rate from the same diagnostic group as the training data and external verification data extracted from a diagnostic group different from the training data,
XAI deep learning based heart disease diagnosis and interpretation system.
제1항에 있어서,
상기 출력부는 상기 진단된 심장질환의 판단 특성에 상응하는 치료법을 제공하는 것을 특징으로 하는,
XAI 딥러닝 기반 심장질환 진단 및 해석 시스템.
According to claim 1,
Characterized in that the output unit provides a treatment corresponding to the judgment characteristics of the diagnosed heart disease,
XAI deep learning based heart disease diagnosis and interpretation system.
제1항에 있어서,
상기 XAI 딥러닝 모델부는 NBDT 모델인 것을 특징으로 하는,
XAI 딥러닝 기반 심장질환 진단 및 해석 시스템.
According to claim 1,
Characterized in that the XAI deep learning model unit is an NBDT model,
XAI deep learning based heart disease diagnosis and interpretation system.
KR1020210119396A 2021-09-07 2021-09-07 System for diagnosing and explaining cardiac disorder based on explainable artificial intelligence deep learning KR102571244B1 (en)

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