KR20230050067A - System and method for automatically evaluating complexity of infant movement - Google Patents

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KR20230050067A
KR20230050067A KR1020210133324A KR20210133324A KR20230050067A KR 20230050067 A KR20230050067 A KR 20230050067A KR 1020210133324 A KR1020210133324 A KR 1020210133324A KR 20210133324 A KR20210133324 A KR 20210133324A KR 20230050067 A KR20230050067 A KR 20230050067A
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Abstract

A method and a system for automatically evaluating the complexity of infant movement are provided. According to one embodiment of the present invention, the method for automatically evaluating the complexity of infant movement provides the steps of: i) providing movement images photographing movement of a plurality of infants lying on their backs; ii) inputting the image into a pose prediction model to provide position coordinates of each joint of the plurality of infants; iii) providing a joint angle and a joint angular velocity of the joint using each position coordinate; and iv) calculating the complexity of each joint angle and each joint angular velocity with sample entropy (SE). In the step of providing the position coordinates of each joint, each joint is one or more joints selected from the group consisting of left shoulder, right shoulder, left elbow, right elbow, left wrist, right wrist, left hip, right hip, left knee, right knee, left ankle, and right ankle.

Description

영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 방법 및 시스템 {SYSTEM AND METHOD FOR AUTOMATICALLY EVALUATING COMPLEXITY OF INFANT MOVEMENT}Method and system for automatic evaluation of movement complexity of infants

본 발명은 움직임 복잡도 자동 평가 방법 및 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 영유아의 움직임의 복잡도를 자동으로 평가하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method and system for automatically evaluating motion complexity. More particularly, the present invention relates to systems and methods for automatically assessing the complexity of movements of infants and toddlers.

발달 장애는 정신이나 신체적인 발달이 나이만큼 이루어지지 않은 상태를 말한다. 지적장애, 뇌성마비, 다운 증후군 등의 염색체 장애, ADHD(attention deficit hyperactivity disorder, 주의력 결핍 과잉행동장애) 등이 발달장애로 분류된다. 이 중에서 뇌성마비는 출생전, 출생시 또는 출생후 뇌가 미성숙한 시기에 뇌의 병변에 의해 발생하는 운동 기능 장애를 말한다.  뇌성 마비는 단일 질병이 아니라 다양한 원인과 병변을 포함하는 임상 증후군이며 비진행성이다.A developmental disability refers to a state in which mental or physical development has not been achieved according to age. Intellectual disability, chromosomal disorders such as cerebral palsy, Down syndrome, and attention deficit hyperactivity disorder (ADHD) are classified as developmental disabilities. Among them, cerebral palsy refers to motor dysfunction caused by brain lesions before birth, at birth, or when the brain is immature after birth. Cerebral palsy is not a single disease, but a clinical syndrome involving multiple causes and lesions, and is non-progressive.

영유아의 뇌성마비를 조기에 발견하려면 고위험 지표의 식별이 중요하다. 영유아에서 감지할 수 있는 위험을 조기에 발견하면 조기에 개입해 고위험 유아의 신경 발달 결과를 개선할 수 있다. 초기 태아기부터 시작하여 만삭 후 첫 반년까지 지속되는 영유아의 자발적인 움직임은 발달 중인 신경계의 완전성을 반영할 수 있다.Identification of high-risk markers is important for early detection of cerebral palsy in infants and young children. Early detection of detectable risk in infants and young children enables early intervention to improve neurodevelopmental outcomes in high-risk infants. Beginning in early fetal life and continuing through the first half of term, infants' voluntary movements may reflect the integrity of the developing nervous system.

한국등록특허 제1,440,098호Korea Patent No. 1,440,098

영유아의 움직임의 복잡도를 자동으로 평가하는 방법을 제공하고자 한다. 또한, 영유아의 움직임의 복잡도를 자동으로 평가하는 시스템을 제공하고자 한다.It is intended to provide a method for automatically evaluating the complexity of movements of infants and toddlers. In addition, it is intended to provide a system that automatically evaluates the complexity of movements of infants and toddlers.

본 발명의 일 실시예에 따른 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 방법은, i) 바로 누운 복수의 영유아들의 움직임 영상을 촬영한 이미지를 제공하는 단계, ii) 이미지를 포즈 예측 모델에 입력해 복수의 영유아들의 각 관절의 위치 좌표를 제공하는 단계, iii) 각 위치 좌표를 이용하여 관절의 관절 각도 및 관절 각속도를 제공하는 단계, 및 iv) 각 관절 각도 및 각 관절 각속도의 복잡도를 샘플 엔트로피(sample entropy, SE)로 연산하는 단계를 포함한다. 각 관절의 위치 좌표를 제공하는 단계에서, 각 관절은 좌측 어깨, 우측 어깨, 좌측 팔꿈치, 우측 팔꿈치, 좌측 손목, 우측 손목, 좌측 고관절, 우측 고관절, 좌측 무릎, 우측 무릎, 좌측 발목 및 우측 발목으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 관절이다.A method for automatically evaluating motion complexity of infants according to an embodiment of the present invention includes i) providing an image obtained by photographing motion images of a plurality of infants lying supine, ii) inputting the image to a pose prediction model to determine the Providing the position coordinates of each joint, iii) providing the joint angle and joint angular velocity of the joint using each position coordinate, and iv) calculating the complexity of each joint angle and each joint angular velocity by sample entropy (SE ). In the step of providing position coordinates of each joint, each joint is divided into left shoulder, right shoulder, left elbow, right elbow, left wrist, right wrist, left hip joint, right hip joint, left knee, right knee, left ankle, and right ankle. It is one or more joints selected from the group consisting of

본 발명의 일 실시예에 따른 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 방법은, i) 기저장된 복수의 영유아들의 검진 데이터들을 로딩하여 복수의 영유아들을 제1 그룹과 제2 그룹으로 분류하는 단계, ii) 제1 그룹과 제2 그룹에서 각각 복잡도를 추출하는 단계, 및 iii) 복잡도로부터 제1 그룹과 제2 그룹간의 상관 계수를 연산하는 단계를 더 포함할 수 있다.A method for automatically evaluating motion complexity of infants according to an embodiment of the present invention includes: i) loading pre-stored examination data of a plurality of infants and young children and classifying a plurality of infants and young children into a first group and a second group; ii) a first group The method may further include extracting complexities from each group and the second group, and iii) calculating a correlation coefficient between the first group and the second group from the complexities.

본 발명의 일 실시예에 따른 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 방법은 위치 좌표를 제공하는 단계 후에 각 위치 좌표에는 0부터 1까지의 신뢰도가 할당되고 신뢰도가 기설정치 이하로 할당된 위치 좌표는 삭제하는 단계를 더 포함할 수 있다. 기설정치는 0.25 내지 0.75일 수 있다.In the method for automatically evaluating motion complexity of infants and young children according to an embodiment of the present invention, after the step of providing position coordinates, a reliability of 0 to 1 is assigned to each position coordinate and deleting the position coordinates assigned a reliability of less than a preset value. may further include. The preset value may be 0.25 to 0.75.

본 발명의 일 실시예에 따른 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 방법은 위치 좌표를 삭제하는 단계 후에 위치 좌표 중 미싱 데이터(missing data)는 스무딩(smoothing) 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method for automatically evaluating the motion complexity of infants and young children according to an embodiment of the present invention may further include, after the step of deleting the position coordinates, a step of smoothing missing data among the position coordinates.

복잡도를 연산하는 단계에서, 각 관절 각도는 우측 어깨, 우측 팔꿈치, 좌측 고관절, 좌측 무릎 및 우측 무릎으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 관절 각도이고, 각 관절 각속도는 좌측 어깨, 우측 어깨, 우측 팔꿈치, 좌측 고관절, 우측 고관절, 좌측 무릎, 및 우측 무릎으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 관절 각속도일 수 있다.In the step of calculating the complexity, each joint angle is one or more joint angles selected from the group consisting of a right shoulder, a right elbow, a left hip joint, a left knee, and a right knee, and each joint angular velocity is a left shoulder, a right shoulder, a right elbow, and a left knee. It may be the angular velocity of one or more joints selected from the group consisting of a hip joint, a right hip joint, a left knee, and a right knee.

본 발명의 일 실시예에 따른 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 방법은 i) 바로 누운 복수의 영유아들의 움직임 영상을 촬영한 이미지를 제공하는 단계, ii) 이미지를 포즈 예측 모델에 입력해 복수의 영유아들의 각 좌측 어깨, 우측 어깨, 좌측 팔꿈치, 우측 팔꿈치, 좌측 손목, 우측 손목, 좌측 고관절, 우측 고관절, 좌측 무릎, 우측 무릎, 좌측 발목 및 우측 발목으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 관절들의 위치 좌표를 제공하는 단계, iii) 각 위치 좌표를 이용하여 관절의 관절 각도 또는 관절 각속도를 제공하는 단계, iv) 기저장된 복수의 영유아들의 검진 데이터들을 로딩하여 복수의 영유아들을 제1 그룹과 제2 그룹으로 분류하는 단계, 및 v) 제1 그룹과 제2 그룹에서 각각 상호 다른 관절들 조합의 관절 각도 또는 관절 각속도에서 상관 계수를 연산하는 단계를 포함한다.A method for automatically evaluating motion complexity of infants according to an embodiment of the present invention includes the steps of i) providing images of motion images of a plurality of infants lying supine, ii) inputting the images into a pose prediction model to determine each of the plurality of infants and young children Providing position coordinates of one or more joints selected from the group consisting of left shoulder, right shoulder, left elbow, right elbow, left wrist, right wrist, left hip joint, right hip joint, left knee, right knee, left ankle, and right ankle , iii) providing joint angles or angular velocities of joints using each position coordinate, iv) classifying a plurality of infants into a first group and a second group by loading pre-stored examination data of a plurality of infants and young children, and v) calculating correlation coefficients from joint angles or joint angular velocities of different combinations of joints in the first group and the second group, respectively.

상관 계수를 연산하는 단계에서, 관절 각도의 각 관절들의 조합은, 좌측 고관절 및 우측 고관절의 조합, 좌측 무릎과 우측 무릎의 조합, 좌측 발목과 우측 발목의 조합, 좌측 고관절과 좌측 어깨의 조합, 우측 고관절과 우측 어깨의 조합, 좌측 어깨와 좌측 팔꿈치의 조합, 우측 어깨와 우측 팔꿈치의 조합, 좌측 고관절과 좌측 무릎의 조합, 그리고 우측 고관절과 우측 무릎의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 조합일 수 있다. 좀더 바람직하게는, 각 관절들의 조합은, 좌측 고관절 및 우측 고관절의 조합, 좌측 고관절 및 좌측 어깨의 조합, 그리고 좌측 어깨 및 좌측 팔꿈치의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 조합일 수 있다.In the step of calculating the correlation coefficient, the combination of each joint of the joint angle is a combination of a left hip joint and a right hip joint, a combination of a left knee and a right knee, a combination of a left ankle and a right ankle, a combination of a left hip joint and a left shoulder, and a right It may be one or more combinations selected from the group consisting of a combination of a hip joint and a right shoulder, a combination of a left shoulder and a left elbow, a combination of a right shoulder and a right elbow, a combination of a left hip joint and a left knee, and a combination of a right hip joint and a right knee. . More preferably, the combination of each joint may be one or more combinations selected from the group consisting of a combination of a left hip joint and a right hip joint, a combination of a left hip joint and a left shoulder, and a combination of a left shoulder and a left elbow.

본 발명의 일 실시예에 따른 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 시스템은, i) 바로 누운 복수의 영유아들의 움직임 영상을 촬영하는 영유아 촬영부, ii) 영유아 촬영부와 연결되어 복수의 영유아들의 각 관절의 위치 좌표와 각 위치 좌표를 이용해 각 관절의 관절 각도 및 관절 각속도를 제공하고, 각 관절 각도 및 각 관절 각속도의 복잡도를 샘플 엔트로피(sample entropy, SE)로 연산하는 연산부, 및 iii) 연산부와 연결되고, 복수의 영유아들의 검진 데이터들을 저장하는 데이터베이스부를 포함한다. 각 관절은 좌측 어깨, 우측 어깨, 좌측 팔꿈치, 우측 팔꿈치, 좌측 고관절, 우측 고관절, 좌측 무릎, 우측 무릎, 좌측 손목, 우측 손목, 좌측 발목 및 우측 발목으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 관절이다.The system for automatically evaluating the motion complexity of infants according to an embodiment of the present invention includes i) an infant photographing unit for capturing motion images of a plurality of infants lying supine, ii) connected to the infant photographing unit, and the position of each joint of a plurality of infants and young children An arithmetic unit that provides joint angles and joint angular velocities of each joint using coordinates and angular positional coordinates, and computes the complexity of each joint angle and each joint angular velocity as sample entropy (SE), and iii) Connected to a calculating unit, A database unit for storing examination data of a plurality of infants and young children is included. Each joint is one or more joints selected from the group consisting of a left shoulder, a right shoulder, a left elbow, a right elbow, a left hip joint, a right hip joint, a left knee, a right knee, a left wrist, a right wrist, a left ankle, and a right ankle.

연산부는 데이터들을 로딩하여 복수의 영유아들을 제1 그룹과 제2 그룹으로 분류하고, 제1 그룹과 제2 그룹에서 각각 복잡도를 추출하여 제1 그룹과 제2 그룹간의 상관 계수를 연산할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 시스템은 연산부와 연결되어 상관 계수를 출력하는 출력부를 더 포함할 수 있다.The calculation unit may load the data, classify the plurality of infants into a first group and a second group, extract complexities from each of the first group and the second group, and calculate a correlation coefficient between the first group and the second group. The system for automatically evaluating motion complexity of infants and young children according to an embodiment of the present invention may further include an output unit that is connected to the operation unit and outputs a correlation coefficient.

본 발명의 일 실시예에 따른 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 시스템은, i) 바로 누운 복수의 영유아들의 움직임 영상을 촬영하는 영유아 촬영부, ii) 영유아 촬영부와 연결되어 복수의 영유아들의 각 좌측 어깨, 우측 어깨, 좌측 팔꿈치, 우측 팔꿈치, 좌측 손목, 우측 손목, 좌측 고관절, 우측 고관절, 좌측 무릎, 우측 무릎, 좌측 발목 및 우측 발목으로 이루어진 관절들의 위치 좌표와 각 위치 좌표를 이용해 각 관절의 관절 각도 및 관절 각속도를 연산하는 연산부, 및 iii) 연산부와 연결되고, 복수의 영유아들의 검진 데이터들을 저장하는 데이터베이스부를 포함한다. 연산부는, 검진 데이터들을 로딩하여 복수의 영유아들을 제1 그룹과 제2 그룹으로 분류하고, 제1 그룹과 제2 그룹에서 각각 상호 다른 관절들 조합의 관절 각도 또는 관절 각속도에서 상관 계수를 연산한다.The system for automatically evaluating the motion complexity of infants according to an embodiment of the present invention includes: i) an infant photographing unit for photographing motion images of a plurality of infants lying supine, ii) each left shoulder of a plurality of infants and young children connected to the infant photographing unit, The joint angle and A calculation unit for calculating joint angular velocity, and iii) a database unit connected to the calculation unit and storing examination data of a plurality of infants and toddlers. The calculation unit loads the examination data, classifies a plurality of infants into a first group and a second group, and calculates a correlation coefficient from joint angles or joint angular velocities of different combinations of joints in the first group and the second group.

관절 각도에서 관절들의 조합은 좌측 고관절 및 우측 고관절의 조합, 좌측 무릎과 우측 무릎의 조합, 좌측 발목과 우측 발목의 조합, 좌측 고관절과 좌측 어깨의 조합, 우측 고관절과 우측 어깨의 조합, 좌측 어깨와 좌측 팔꿈치의 조합, 우측 어깨와 우측 팔꿈치의 조합, 좌측 고관절과 좌측 무릎의 조합, 그리고 우측 고관절과 우측 무릎의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 조합일 수 있다. 좀더 바람직하게는, 관절들의 조합은, 좌측 고관절 및 우측 고관절의 조합, 좌측 고관절 및 좌측 어깨의 조합, 그리고 좌측 어깨 및 좌측 팔꿈치의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 조합일 수 있다.The combinations of joints in the joint angle are the combination of left hip joint and right hip joint, the combination of left knee and right knee, the combination of left ankle and right ankle, the combination of left hip and left shoulder, the combination of right hip and right shoulder, the combination of left shoulder and It may be one or more combinations selected from the group consisting of a combination of a left elbow, a combination of a right shoulder and a right elbow, a combination of a left hip and a left knee, and a combination of a right hip and a right knee. More preferably, the combination of joints may be one or more combinations selected from the group consisting of a combination of a left hip joint and a right hip joint, a combination of a left hip joint and a left shoulder, and a combination of a left shoulder and a left elbow.

미숙아의 자발 움직임을 정량적으로 분석하기 위한 자동 표준화 방법을 통해 확립된 정량적 평가를 기반으로 조기 신경 발달에 따른 자발적 움직임을 분석할 수 있다. 즉, 영아의 자발적 움직임의 복잡도를 자동으로 평가할 수 있다. 그 결과, 임상의는 임상 환경에서 사지 복잡성 및 사지 간 동기화를 포함한 중요한 시공간 변수의 정량적 평가를 기반으로 더 쉽게 해석할 수 있다. 또한, 딥러닝 알고리즘을 사용해 초미숙아의 자발적인 움직임에 대한 정량적 평가가 가능하므로, 발달장애, 예를 들면 뇌성마비를 조기에 발견해 고위험 지표를 식별할 수 있다. 그 결과, 조기 개입으로 고위험 유아의 신경 발달 결과를 개선시킬 수 있다.Based on the quantitative evaluation established through the automatic standardization method for quantitatively analyzing the spontaneous movements of premature infants, the spontaneous movements according to early neural development can be analyzed. That is, the complexity of the infant's voluntary movements can be automatically evaluated. As a result, it is easier for clinicians to interpret based on quantitative assessments of important spatiotemporal variables including limb complexity and interlimb synchronization in the clinical setting. In addition, since it is possible to quantitatively evaluate the voluntary movements of ultra-premature infants using a deep learning algorithm, it is possible to identify high-risk indicators by detecting developmental disorders, such as cerebral palsy, at an early stage. As a result, early intervention may improve neurodevelopmental outcomes in high-risk infants.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 방법의 개략적인 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 방법의 개략적인 순서도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 방법의 개략적인 순서도이다.
도 4는 도 3의 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 방법의 개략적인 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 개략적인 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 시스템이다.
1 is a schematic conceptual diagram of a method for automatically evaluating motion complexity of infants and toddlers according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic flowchart of a method for automatically evaluating motion complexity of infants and young children according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic flowchart of a method for automatically evaluating motion complexity of infants and young children according to another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic conceptual diagram of the method for automatically evaluating motion complexity of infants and young children of FIG. 3 .
5 is a schematic diagram of an automatic evaluation system for motion complexity of infants and toddlers according to an embodiment of the present invention.

여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is intended only to refer to specific embodiments and is not intended to limit the present invention. As used herein, the singular forms also include the plural forms unless the phrases clearly indicate the opposite. As used herein, the meaning of "comprising" specifies specific characteristics, regions, integers, steps, operations, elements, and/or components, and other specific characteristics, regions, integers, steps, operations, elements, elements, and/or groups. does not exclude the presence or addition of

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.Although not defined differently, all terms including technical terms and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms defined in commonly used dictionaries are additionally interpreted as having meanings consistent with related technical literature and currently disclosed content, and are not interpreted in ideal or very formal meanings unless defined.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 방법의 개념도를 개략적으로 나타낸다. 도 1의 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 방법은 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 방법을 다른 형태로도 변형할 수 있다.1 schematically shows a conceptual diagram of a method for automatically evaluating motion complexity of infants and young children according to an embodiment of the present invention. The method for automatically evaluating motion complexity of infants and young children of FIG. 1 is only for exemplifying the present invention, and the present invention is not limited thereto. Therefore, the automatic evaluation method for infants' movement complexity can be modified in other forms.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는 먼저 영유아의 영상을 촬영한 이미지를 제공한다. 그리고 포즈 예측 모델을 이용해 이미지로부터 위치 좌표를 취득한다. 다음으로, 위치 좌표를 전처리 계산하여 관절 각도 및 관절 각속도를 취득한다. 즉, 도 1의 어깨(S), 팔꿈치(E), 손목(W), 고관절(H), 무릎(K) 및 발목(A)의 관절 각도 및 관절 각속도를 취득한다. As shown in FIG. 1, in one embodiment of the present invention, first, an image obtained by capturing an image of an infant or toddler is provided. Then, position coordinates are obtained from the image using a pose prediction model. Next, joint angles and joint angular velocities are acquired by pre-processing the positional coordinates. That is, the joint angles and joint angular velocities of the shoulder (S), elbow (E), wrist (W), hip joint (H), knee (K), and ankle (A) in FIG. 1 are acquired.

관절 각도는 해당 관절과 인접한 두 관절의 위치 좌표가 이루는 각도로 정의된다. 어깨 관절 각도, 해당 어깨 관절 사이의 각도, 반대쪽 어깨 관절, 한쪽 팔꿈치 관절, 팔꿈치 관절 각도, 해당 팔꿈치 관절과 2개의 인접한 어깨 및 손목 관절 사이의 각도, 고관절 각도, 대응하는 고관절, 반대쪽의 고관절과 일측의 무릎 관절 사이의 각도, 무릎 관절 각도, 해당 무릎 관절과 두 개의 인접한 고관절 및 발목 관절 사이의 각도가 이에 해당된다. The joint angle is defined as an angle formed by positional coordinates of the corresponding joint and two adjacent joints. Shoulder joint angle, angle between corresponding shoulder joints, opposite shoulder joint, one elbow joint, elbow joint angle, angle between corresponding elbow joint and two adjacent shoulder and wrist joints, hip joint angle, corresponding hip joint, opposite hip joint and one side The angle between the knee joints, the knee joint angle, and the angle between the corresponding knee joint and two adjacent hip and ankle joints correspond to this.

예를 들면, 우측 어깨 각도는 우측 어깨 중심, 좌측 어깨, 및 우측 팔꿈치가 이루는 각도를 의미한다. 좌측 어깨 각도는 좌측 어깨 중심, 우측 어깨, 및 좌측 팔꿈치가 이루는 각도를 의미한다. 우측 팔꿈치 각도는 우측 팔꿈치 중심, 우측 어깨, 및 우측 손목이 이루는 각도를 의미한다. 좌측 팔꿈치 각도는 좌측 팔꿈치 중심, 좌측 어깨, 및 좌측 손목이 이루는 각도를 의미한다. 우측 고관절 각도는 우측 고관절 중심, 좌측 고관절, 및 우측 무릎이 이루는 각도를 의미한다. 좌측 고관절 각도는 좌측 고관절 중심, 우측 고관절, 및 좌측 무릎이 이루는 각도를 의미한다. 우측 무릎 각도는 우측 무릎 중심, 우측 고관절, 및 우측 발목이 이루는 각도를 의미한다. 좌측 무릎 각도는 좌측 무릎 중심, 좌측 고관절, 좌측 발목이 이루는 각도를 의미한다.For example, the right shoulder angle means an angle formed by the center of the right shoulder, the left shoulder, and the right elbow. The left shoulder angle means an angle formed by the center of the left shoulder, the right shoulder, and the left elbow. The right elbow angle means an angle formed by the center of the right elbow, the right shoulder, and the right wrist. The left elbow angle means an angle formed by the center of the left elbow, the left shoulder, and the left wrist. The right hip joint angle refers to an angle formed by the center of the right hip joint, the left hip joint, and the right knee. The left hip joint angle refers to an angle formed by the center of the left hip joint, the right hip joint, and the left knee. The right knee angle means an angle formed by the center of the right knee, the right hip joint, and the right ankle. The left knee angle refers to the angle formed by the center of the left knee, the left hip joint, and the left ankle.

특히, 다양한 관절들 중 이러한 관절들의 관절 각도는 위치 좌표에 비해 카메라의 높이, 틸트/롤 각도, 방향에 덜 영향을 받을 수 있다. 또한, 관절 각도는 임상의가 쉽게 해석할 수 있는 이점이 있어서 이용하기에 좋다.In particular, among various joints, the joint angles of these joints may be less affected by the height, tilt/roll angle, and direction of the camera than position coordinates. In addition, the joint angle has the advantage that clinicians can easily interpret it, so it is good to use.

한편, 영유아들의 검진 데이터들을 이용하여 영유아들을 제1 그룹 및 제2 그룹으로 나눌 수 있다. 예를 들면, 실험 데이터의 신뢰성을 검증하기 위해 이미 검증된 HINE(Hammersmith Infant Neurological Examinations, 해머스미스 영유아 신경 검진) 점수를 사용할 수 있다. HINE는 경험 많은 물리치료사 또는 물리치료사에 의해 평가된 점수로서, 교정 연령 4개월의 영유아의 신경학적 결과를 평가하기 위해 사용한다. HINE은 뇌신경 기능, 자세, 움직임, 긴장도, 반사 및 반응을 포함한 5개의 검사 섹션으로 구성되며, 0 내지 78의 점수 범위를 가진다. 즉, 5개의 섹션들을 개별적으로 평가한 후 합한 총점을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 관련하여 교정 연령 3개월 내지 4개월의 영유아의 HINE 점수는 62.5 내지 69 정도이다. 한편, 3개월의 영유아의 HINE 점수가 40 내지 60, 좀더 구체적으로 56 미만이면 뇌성마비 가능성이 높다. 이러한 HINE 점수를 감안해 기설정치를 기준으로 2개의 그룹으로 분류한다. 예를 들면, HINE 점수 60을 기준으로 나눈다. 따라서 영유아를 HINE 점수에 따라 60보다 작은 제1 그룹과 60 이상인 제2 그룹으로 분류한다.Meanwhile, infants and young children may be divided into a first group and a second group using examination data of infants and young children. For example, the previously validated Hammersmith Infant Neurological Examinations (HINE) score can be used to verify the reliability of experimental data. HINE is a score evaluated by experienced physical therapists or physical therapists, and is used to evaluate the neurological outcome of infants and toddlers at the corrected age of 4 months. The HINE consists of five test sections including cranial nerve function, posture, movement, tone, reflexes and reactions, and has a score range of 0 to 78. That is, the total score is provided after the five sections are individually evaluated and then summed. In relation to one embodiment of the present invention, the HINE scores of infants of 3 to 4 months of corrected age are about 62.5 to 69. On the other hand, if the HINE score of a 3-month-old infant is 40 to 60, more specifically less than 56, the possibility of cerebral palsy is high. Considering these HINE scores, they are classified into two groups based on the preset values. For example, divide by the HINE score of 60. Therefore, infants are classified into a first group with a score of less than 60 and a second group with a score of 60 or more according to the HINE score.

그리고 관절 각도 및 관절 각속도로부터 상관 계수 또는 복잡도 등의 파라미터를 추출한다. 이외에, 최대값, 최소값, 평균값 또는 표준편차를 파라미터로 사용할 수도 있다. 파라미터는 제1 그룹과 제2 그룹에서 각각 추출되어 상관 계수를 계산한다. 상관 계수가 기설정치보다 작아서 0에 가까울수록 제1 그룹과 제2 그룹이 관계가 없다는 것을 의미한다. 즉, 정상적인 영유아인 제2 그룹에 비해 제1 그룹과의 차이가 많으므로, 제1 그룹은 비정상적인 상태, 예를 들면 뇌성마비 가능성이 높다는 것을 의미한다. 이러한 방법을 통하여 영유아의 뇌성마비 가능성을 진단한다. 이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 기본적인 개념을 도 2를 통해 좀더 상세하게 설명한다.Then, parameters such as correlation coefficient or complexity are extracted from the joint angle and joint angular velocity. In addition, the maximum value, minimum value, average value or standard deviation may be used as parameters. Parameters are extracted from each of the first group and the second group to calculate a correlation coefficient. When the correlation coefficient is smaller than the preset value and closer to 0, it means that there is no relationship between the first group and the second group. That is, since the difference between the first group and the first group is greater than that of the second group, which is normal infants and toddlers, it means that the first group has a high possibility of an abnormal condition, for example, cerebral palsy. Through this method, the possibility of cerebral palsy in infants is diagnosed. The basic concept according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 2 .

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 방법을 개략적으로 나타낸다. 도 2의 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 방법은 영유아의 자발적 움직임의 복잡도를 자동으로 평가하여 이루어진다. 한편, 도 2의 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 방법은 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 도 2의 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 방법을 다르게 변형할 수 있다.2 schematically shows a method for automatically evaluating motion complexity of infants and toddlers according to an embodiment of the present invention. The method of automatically evaluating the motion complexity of infants and young children of FIG. 2 is performed by automatically evaluating the complexity of voluntary movements of infants and young children. Meanwhile, the method for automatically evaluating motion complexity of infants and young children of FIG. 2 is only for exemplifying the present invention, and the present invention is not limited thereto. Therefore, the method of automatically evaluating motion complexity of infants and young children of FIG. 2 may be modified differently.

도 2에 도시한 바와 같이, 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 방법은, 영유아들의 움직임 영상을 촬영한 이미지를 제공하는 단계(S10), 이미지를 포즈 예측 모델에 입력해 영유아들의 각 관절의 위치 좌표를 제공하는 단계(S20), 위치 좌표를 이용하여 관절 각도 및 관절 각속도를 제공하는 단계(S30), 그리고 각 관절 각도 및 각 관절 각속도의 복잡도를 샘플 엔트로피(SE)로 연산하는 단계들을 포함한다. 이외에, 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 방법은 다른 단계들을 더 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, the method for automatically evaluating the motion complexity of infants includes providing an image obtained by taking motion images of infants and young children (S10), inputting the image into a pose prediction model, and providing position coordinates of each joint of infants and young children. (S20), providing joint angles and joint angular velocities using positional coordinates (S30), and calculating the complexity of each joint angle and each joint angular velocity as sample entropy (SE). In addition, the method for automatically evaluating motion complexity of infants and young children may further include other steps.

먼저, 단계(S10)에서는 영유아들의 움직임 영상을 촬영한 이미지를 제공한다. 즉, 도 1의 좌측에 도시한 바와 같이, 바로 누워서 움직임에 제약이 없는 영유아들의 자발적인 움직임 영상을 촬영한다. 뇌성마비를 진단하므로, 영유아는 미숙아 또는 조산아일 수 있다. 촬영 시간은 3분 내지 5분일 수 있다. 촬영 시간이 너무 짧은 경우, 위치 좌표 추출에 필요한 충분한 시간을 확보할 수 없다. 또한, 분석 효율성을 고려시 촬영 시간은 5분을 넘지 않는 것이 바람직하다.First, in step S10, an image of motion images of infants and young children is provided. That is, as shown on the left side of FIG. 1, an image of spontaneous movement of infants who lie down and have no movement restrictions is taken. Since cerebral palsy is diagnosed, infants and young children may be premature or premature. The imaging time may be 3 to 5 minutes. If the shooting time is too short, sufficient time required for position coordinate extraction cannot be secured. In addition, considering the analysis efficiency, it is preferable that the shooting time does not exceed 5 minutes.

단계(S20)에서는 단계(S10)에서의 이미지를 포즈 예측 모델에 입력해 영유아들의 각 관절의 위치 좌표를 제공한다. 포즈 예측 모델로서 자세 추정 알고리즘인 AlphaPose를 사용할 수 있다. AlphaPose는 CNN(Convolutional Neural Network) 아키텍쳐 기반으로 사전 훈련된 포즈 추정 모델이다. Alphapose는 복수의 영유아들의 자세를 실시간으로 추정할 수 있고, 위치 좌표를 추출한다. Alphapose를 통해 머리, 몸통, 팔, 다리에 대한 시공간 데이터를 자동으로 획득한다. 좀더 구체적으로, 어깨, 팔꿈치, 손목, 엉덩이, 무릎 및 발목의 6개 관절이 각각 좌우로 위치하므로, 총 12개 관절의 위치 좌표를 양쪽에서 자동으로 추출한다.In step S20, the image in step S10 is input to the pose prediction model to provide positional coordinates of each joint of infants and toddlers. AlphaPose, a posture estimation algorithm, can be used as a pose prediction model. AlphaPose is a pre-trained pose estimation model based on CNN (Convolutional Neural Network) architecture. Alphapose can estimate the postures of multiple infants in real time and extracts the positional coordinates. The spatio-temporal data for the head, torso, arms, and legs are automatically acquired through Alphapose. More specifically, since six joints of the shoulder, elbow, wrist, hip, knee, and ankle are located left and right, respectively, position coordinates of a total of 12 joints are automatically extracted from both sides.

포즈 예측 모델은 이미지의 각 프레임에서 0부터 1까지의 신뢰도를 할당하여 각 관절의 위치 좌표를 생성한다. 신뢰 수준이 기설정치 미만인 위치 좌표는 측정 오류로 간주되어 위치 좌표에서 제거된다. 즉, 신뢰도가 기설정치 이하로 할당된 위치 좌표는 삭제를 통한 노이즈 제거로 전체적인 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 여기서, 기설정치는 0.25 내지 0.75일 수 있다. 기설정치가 너무 작은 경우, 노이즈가 위치 좌표에 많이 포함될 수 있다. 또한, 기설정치가 너무 큰 경우, 위치 좌표 데이터가 너무 적어 신뢰도에 문제가 될 수 있다. 따라서 기설정치를 전술한 범위로 조절한다.The pose prediction model assigns a confidence score from 0 to 1 in each frame of the image to generate position coordinates of each joint. Position coordinates whose confidence level is less than the preset value are regarded as measurement errors and are removed from the position coordinates. That is, the overall reliability can be improved by removing noise through deletion of the location coordinates assigned with a reliability of less than the preset value. Here, the preset value may be 0.25 to 0.75. If the preset value is too small, a lot of noise may be included in the position coordinates. In addition, if the preset value is too large, the location coordinate data is too small, which may cause a problem in reliability. Therefore, the preset value is adjusted within the above range.

한편, 위치 좌표를 삭제한 후에 위치 좌표 중 미싱 데이터(missing data)는 스무딩(smoothing) 처리할 수 있다. 이러한 방법을 통해 위치 좌표를 완벽에 가깝게 처리한다.Meanwhile, after deleting the location coordinates, missing data among the location coordinates may be smoothed. Through this method, position coordinates are processed close to perfection.

다음으로, 단계(S30)에서는 위치 좌표를 이용하여 관절 각도 및 관절 각속도를 제공한다. 관절 각도와 관절 각속도는 위치 좌표 자체 또는 인접 관절 사이의 길이보다 영유아에 대한 카메라 거리 또는 시야의 변화에 덜 민감하다. 이러한 이유로 운동학적 분석 관점에서 관절 각도와 관절 각속도를 기본 데이터로 사용하는 것이 바람직하다. 관절 각도는 프레임 단위로 제공된다. 관절 각도는 누락 데이터 및 노이즈 감소 처리를 위해 국부적으로 가중된 평활화 방법으로 보간된다. 관절 각속도는 관절 각도와 유한 차이의 시퀀스로 대칭 차이 지수를 사용해 근사화된다.Next, in step S30, joint angles and joint angular velocities are provided using the positional coordinates. Joint angles and joint angular velocities are less sensitive to changes in camera distance or field of view for infants than the position coordinates themselves or the lengths between adjacent joints. For this reason, it is desirable to use joint angles and joint angular velocities as basic data in terms of kinematic analysis. Joint angles are provided on a frame-by-frame basis. Joint angles are interpolated with a locally weighted smoothing method for missing data and noise reduction processing. The joint angular velocity is approximated using a symmetric difference exponent as a sequence of joint angles and finite differences.

단계(S40)에서는 각 관절 각도 및 각 관절 각속도의 복잡도를 샘플 엔트로피(SE)로 연산한다.In step S40, the complexity of each joint angle and each joint angular velocity is calculated as sample entropy (SE).

복잡도는 영유아의 사지 운동을 정량화하기 위해 사용한 파라미터이다. 복잡도는 뇌성 마비에 대한 고위험 유아를 감지하는 잠재적 후보가 될 수 있다. 만삭의 태아의 움직임의 복잡성은 초기 신경 발달과 관련이 있다. 따라서 상지와 하지 모두에서 관절 운동의 복잡성 지수를 통해 영유아의 뇌성 마비를 감지할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 복잡도로서 샘플 엔트로피(sample entropy, SE)를 사용한다. 샘플 엔트로피는 시계열 데이터에 대한 신호 규칙성의 정도로서, 영유아의 사지 운동의 복잡성을 정량화하기 위해 사용한다. 샘플 엔트로피는 아래의 방법으로 계산할 수 있다.Complexity is a parameter used to quantify limb movement in infants and young children. Complexity could be a potential candidate for detecting infants at high risk for cerebral palsy. The complexity of movements of the full-term fetus is related to early neural development. Therefore, cerebral palsy in infants and young children can be detected through the index of joint movement complexity in both upper and lower limbs. In one embodiment of the present invention, sample entropy (SE) is used as complexity. Sample entropy is the degree of signal regularity for time series data, and is used to quantify the complexity of limb movement in infants and young children. Sample entropy can be calculated in the following way.

첫째로, x: vi = [xi , xi+1 , … , xi+m1]에서 추출된 m개의 연속 데이터 포인트로 임베딩 벡터를 구성한다. 예를 들면, 각 관절의 관절 각도와 관절 각속도가 이에 해당된다. 여기서, m은 임베딩 차원이다. 둘째로, 각 i (1≤i≤Nm)에 대해 복잡도인 Ci m은 아래의 수학식 1로 정의된다.First, x: vi = [x i , x i+1 , … , x i+m1 ] to construct an embedding vector with m consecutive data points. For example, the joint angle and joint angular velocity of each joint correspond to this. where m is the embedding dimension. Second, the complexity C i m for each i (1≤i≤Nm) is defined by Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, r은 공차값이고, r=εσX이다. ε는 스케일링 파라미터이고, σX는 x의 표준편차이다. 그리고 Θ과 || v i - v j ||1은 각각 아래의 수학식 2 및 수학식 3으로 정의된다.Here, r is the tolerance value, and r=εσ X. ε is the scaling parameter, and σ X is the standard deviation of x. and Θ and || v i - v j || 1 is defined by Equation 2 and Equation 3 below, respectively.

[수학식 2][Equation 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

[수학식 3][Equation 3]

Figure pat00003
Figure pat00003

셋째로, 모든 임베딩 벡터를 평균화하여 아래의 수학식 4에서 Um을 얻고, Um+1은 아래의 수학식 5로 정의된다.Thirdly, U m is obtained in Equation 4 below by averaging all embedding vectors, and U m+1 is defined by Equation 5 below.

[수학식 4][Equation 4]

Figure pat00004
Figure pat00004

[수학식 5][Equation 5]

Figure pat00005
Figure pat00005

그 결과, x의 샘플 엔트로피(SampEn)는 아래의 수학식 6과 같이 계산된다. As a result, the sample entropy (SampEn) of x is calculated as shown in Equation 6 below.

[수학식 6][Equation 6]

SampEn = - ln (Um+1/Um)SampEn = - ln (U m+1 /U m )

위 방법에 따라 복잡도를 계산하여 사용할 수 있다.Complexity can be calculated and used according to the above method.

도 1에는 도시하지 않았지만, 복수의 영유아들을 그 검진 데이터에 따라 제1 그룹 및 제2 그룹으로 분류할 수 있다. 예를 들면, 영유아들의 HINE 데이터들을 로딩해 영유아들을 HINE를 기준으로 제1 그룹과 제2 그룹으로 분류한다. HINE 점수가 기설정치보다 작으면 제1 그룹으로 분류하고, 기설정치 이상이면 제2 그룹으로 분류한다. 예를 들면, 기설정치는 60일 수 있다. HINE 점수가 낮으면, 영유아의 뇌성마비 가능성이 높다. 또한, HINE 점수가 높으면, 영유아의 뇌성마비 가능성이 낮다. 영유아들을 HINE 점수에 따라 제1 그룹 및 제2 그룹으로 나눈 후에 각 그룹별로 관절 각도와 관절 각속도를 구한 후 이들을 상호 비교한다. 만약, 제1 그룹 및 제2 그룹에서 관절 각도와 관절 각속도에 큰 차이가 나타난다면 제1 그룹이 제2 그룹에 정상적이지 않다는 것을 의미하므로 이를 통해 뇌성마비 여부를 진단할 수 있다.Although not shown in FIG. 1 , a plurality of infants and young children may be classified into a first group and a second group according to the examination data. For example, HINE data of infants and young children are loaded and infants are classified into a first group and a second group based on HINE. If the HINE score is less than a preset value, it is classified as a first group, and if it is more than a preset value, it is classified as a second group. For example, the preset value may be 60. If the HINE score is low, the likelihood of cerebral palsy in infants and young children is high. In addition, when the HINE score is high, the possibility of cerebral palsy in infants and young children is low. After dividing the infants into the first group and the second group according to the HINE scores, the joint angles and joint angular velocities of each group are obtained and compared with each other. If there is a large difference in joint angle and joint angular velocity between the first group and the second group, it means that the first group is not normal to the second group, so whether or not cerebral palsy can be diagnosed through this.

그리고 제1 그룹과 제2 그룹에서 상관 계수 또는 복잡도 이외에 각각 관절 각도 및 관절 각속도의 최대값, 최소값, 평균값, 표준편차를 파라미터로 추출할 수 있다. 영유아의 자발적 운동 중 사지간 동기화 및 복잡성은 뇌 기능 장애의 특징이면서 발달 장애와 관련이 있다. 따라서 운동학적 분석을 위해 이러한 파라미터들이 활용된다.In addition to the correlation coefficient or complexity, the maximum value, minimum value, average value, and standard deviation of the joint angle and joint angular velocity may be extracted as parameters in the first group and the second group, respectively. Interlimb synchronization and complexity during voluntary movements in infants and young children are hallmarks of brain dysfunction and are associated with developmental disabilities. Therefore, these parameters are utilized for kinematic analysis.

전술한 최대값, 최소값, 평균값, 표준편차, 상관 계수 또는 복잡도 등의 파라미터로부터 제1 그룹과 제2 그룹간의 상관 계수를 연산할 수 있다. 상관 계수는 피어슨 상관 계수일 수 있으며, P 값으로 나타낸다.A correlation coefficient between the first group and the second group may be calculated from parameters such as the maximum value, minimum value, average value, standard deviation, correlation coefficient, or complexity. The correlation coefficient may be a Pearson correlation coefficient and is represented by a P value.

상관 계수는 두 변수 사이의 통계적 관계를 표현하기 위해 특정한 상관 관계의 정도를 수치적으로 나타낸 계수이다. 상관 계수의 모든 값은 -1 내지 +1의 범위에 있고, ±1은 정도가 가장 센 잠재적 일치를 나타내며, 0은 정도가 가장 센 불일치를 나타낸다. 분산을 이용해 아래의 수학식 7에 의해 상관 계수를 구한다.A correlation coefficient is a coefficient that numerically represents the degree of a specific correlation in order to express a statistical relationship between two variables. All values of the correlation coefficient range from -1 to +1, with ±1 representing the strongest potential agreement and 0 representing the strongest potential disagreement. The correlation coefficient is obtained by Equation 7 below using the variance.

[수학식 7][Equation 7]

Figure pat00006
Figure pat00006

관절 각도 및 관절 각속도에 있어서 어깨, 팔꿈치, 손목, 엉덩이, 무릎 및 발목의 조합(x, y)의 제1 그룹 및 제2 그룹의 상관 계수를 구해 뇌성마비 가능성을 진단할 수 있다.In joint angles and joint angular velocities, the possibility of cerebral palsy can be diagnosed by obtaining correlation coefficients of the first group and the second group of combinations (x, y) of the shoulder, elbow, wrist, hip, knee, and ankle.

제1 그룹 및 제2 그룹간의 P값이 기설정치 미만인 경우, 예를 들면 P값이 0.05 미만인 경우, 정상적인 제2 그룹의 영유아에 비해 제1 그룹의 영유아는 비정상적인 상태임을 의미한다. 예를 들면, 제1 그룹의 영유아의 뇌성마비의 가능성이 높다고 진단할 수 있다. 반대로, 제1 그룹 및 제2 그룹간의 P값이 기설정치 이상인 경우, 예를 들면 P값이 0.05 이상인 경우, 제1 그룹의 영유아들의 뇌성마비 가능성은 낮다고 볼 수 있다. 이 경우, 다시 영유아들을 다르게 제1 그룹 및 제2 그룹으로 분류한 후 전술한 과정을 반복해 상관계수를 도출함으로써 제1 그룹의 복잡도가 낮은지 여부를 판단할 수 있다.If the P value between the first group and the second group is less than a preset value, for example, if the P value is less than 0.05, it means that the infants of the first group are abnormal compared to the normal infants of the second group. For example, it can be diagnosed that the infants and young children of the first group are highly likely to have cerebral palsy. Conversely, when the P value between the first group and the second group is greater than or equal to the preset value, for example, when the P value is greater than or equal to 0.05, the possibility of cerebral palsy in the infants and toddlers in the first group may be regarded as low. In this case, it is possible to determine whether or not the complexity of the first group is low by classifying the infants into the first group and the second group differently, and then repeating the above process to derive a correlation coefficient.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 방법을 개략적으로 나타낸다. 도 3의 움직임 복잡도 자동 평가 방법은 도 2의 움직임 복잡도 자동 평가 방법과 유사하므로, 동일한 부분에는 동일한 도면 부호를 사용하며, 그 상세한 설명을 생략한다.3 schematically illustrates a method for automatically evaluating motion complexity of infants and toddlers according to another embodiment of the present invention. Since the automatic motion complexity estimation method of FIG. 3 is similar to the motion complexity automatic estimation method of FIG. 2 , like reference numerals are used for the same parts, and detailed description thereof is omitted.

도 3에 도시한 바와 같이, 움직임 복잡도 자동 평가 방법은, 영유아들의 움직임 영상을 촬영한 이미지를 제공하는 단계(S10), 이미지를 포즈 예측 모델에 입력해 영유아들의 각 관절의 위치 좌표를 제공하는 단계(S20), 위치 좌표를 이용하여 관절 각도 및 관절 각속도를 제공하는 단계(S30), 영유아들의 검진 데이터들을 로딩해 영유아들을 제1 그룹과 제2 그룹으로 분류하는 단계(S42), 그리고 제1 그룹과 제2 그룹에서 각각 상호 다른 관절들 조합의 관절 각도 또는 관절 각속도의 상관 관계를 연산하는 단계(S52)를 포함한다. 이외에, 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 방법은 다른 단계들을 더 포함할 수 있다.As shown in FIG. 3, the method for automatically evaluating motion complexity includes providing an image obtained by capturing motion images of infants (S10), inputting the image into a pose prediction model, and providing position coordinates of each joint of infants and young children. (S20), providing joint angles and joint angular velocities using positional coordinates (S30), classifying infants into first and second groups by loading examination data of infants (S42), and first group and calculating a correlation between joint angles or joint angular velocities of different combinations of joints in the second group (S52). In addition, the method for automatically evaluating motion complexity of infants and young children may further include other steps.

단계(S42)에서는 검진 데이터들을 로딩해 복수의 영유아들을 제1 그룹 및 제2 그룹으로 분류할 수 있다. 예를 들면, 영유아들의 HINE 데이터들을 로딩해 영유아들을 HINE를 기준으로 제1 그룹과 제2 그룹으로 분류한다. HINE 점수가 기설정치보다 작으면 제1 그룹으로 분류하고, 기설정치 이상이면 제2 그룹으로 분류한다. 예를 들면, 기설정치는 60일 수 있다.In step S42, a plurality of infants and toddlers may be classified into a first group and a second group by loading examination data. For example, HINE data of infants and young children are loaded and infants are classified into a first group and a second group based on HINE. If the HINE score is less than a preset value, it is classified as a first group, and if it is more than a preset value, it is classified as a second group. For example, the preset value may be 60.

다음으로, 단계(S52)에서는 제1 그룹과 제2 그룹에서 각각 상호 다른 관절들 조합의 관절 각도 또는 관절 각속도의 상관 관계를 연산한다. 즉, 좌측 어깨, 우측 어깨, 좌측 팔꿈치, 우측 팔꿈치, 좌측 손목, 우측 손목, 좌측 고관절, 우측 고관절, 좌측 무릎, 우측 무릎, 좌측 발목 및 우측 발목의 12개 관절들 중에서 2개의 상이한 관절들을 각각 제1 그룹 및 제2 그룹에서 선택해 조합한다. 그리고 그 조합의 관절 각도 또는 관절 각속도의 상관 계수를 구한다. 이 경우, 총 조합의 수는 56개이다. 상관 계수는 피어슨 상관 계수로서 P값을 나타낸다.Next, in step S52, a correlation between joint angles or joint angular velocities of different combinations of joints in the first group and the second group is calculated. That is, two different joints among the 12 joints of the left shoulder, right shoulder, left elbow, right elbow, left wrist, right wrist, left hip joint, right hip joint, left knee, right knee, left ankle, and right ankle are each controlled. Select and combine from Group 1 and Group 2. Then, the correlation coefficient of the joint angle or joint angular velocity of the combination is obtained. In this case, the total number of combinations is 56. The correlation coefficient represents a P value as a Pearson correlation coefficient.

도 3에는 도시하지 않았지만, 상관 계수에 따라 제1 그룹의 영유아의 뇌성마비 가능성을 추정할 수 있다. 즉, P값이 기설정치 미만인 경우, 예를 들면 P값이 0.05 미만인 경우, 정상적인 제2 그룹의 영유아에 비해 제1 그룹의 영유아는 비정상적인 상태임을 의미한다. 그 결과, 제1 그룹의 영유아의 뇌성마비의 가능성이 높다고 추정할 수 있다. 반대로, 제1 그룹 및 제2 그룹간의 P값이 기설정치 이상인 경우, 예를 들면 P값이 0.05 이상인 경우, 제1 그룹의 영유아들의 뇌성마비 가능성은 낮다고 볼 수 있다. 이러한 방법을 통해 뇌성마비의 판단 기준이라고 할 수 있는 영유아의 사지의 동기화 정도를 판단할 수 있다.Although not shown in FIG. 3 , it is possible to estimate the possibility of cerebral palsy in infants and toddlers of the first group according to the correlation coefficient. That is, when the P value is less than the predetermined value, for example, when the P value is less than 0.05, it means that the infants of the first group are in an abnormal condition compared to the infants of the second group who are normal. As a result, it can be estimated that the possibility of cerebral palsy in infants and young children of the first group is high. Conversely, when the P value between the first group and the second group is greater than or equal to the preset value, for example, when the P value is greater than or equal to 0.05, the possibility of cerebral palsy in the infants and toddlers in the first group may be regarded as low. Through this method, it is possible to determine the degree of synchronization of the limbs of infants, which can be said to be the criterion for determining cerebral palsy.

도 4는 도 3의 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 방법의 개념을 개략적으로 나타낸다. 도 4의 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 방법은 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.FIG. 4 schematically illustrates the concept of the method for automatically evaluating motion complexity of infants and young children of FIG. 3 . The method for automatically evaluating motion complexity of infants and young children of FIG. 4 is merely for exemplifying the present invention, and the present invention is not limited thereto.

도 4에 도시한 바와 같이, 각각 관절 각도 및 관절 각속도에 대해 각각 제1 그룹 및 제2 그룹에서 상이한 관절들을 한 쌍으로 조합해 관절 각도 또는 관절 각속도의 상관계수들을 도출한다. 예를 들면, 제1 그룹 및 제2 그룹에서 각각 좌측 고관절 및 우측 고관절의 조합, 좌측 무릎과 우측 무릎의 조합, 좌측 발목과 우측 발목의 조합, 좌측 고관절과 좌측 어깨의 조합, 우측 고관절과 우측 어깨의 조합, 좌측 어깨와 좌측 팔꿈치의 조합, 우측 어깨와 우측 팔꿈치의 조합, 좌측 고관절과 좌측 무릎의 조합, 또는 우측 고관절과 우측 무릎의 조합을 고려할 수 있다. 이들 조합들은 낮은 상관계수를 가지므로, 발달 장애 등의 판단에 필요한 지표로서 활용될 수 있다. 더욱 바람직하게는, 이러한 조합들 중에서 좌측 고관절 및 우측 고관절의 조합, 좌측 고관절 및 좌측 어깨의 조합, 또는 좌측 어깨 및 좌측 팔꿈치의 조합을 이용할 수 있다. 그 결과, 영유아의 사지의 동기화 정도를 고려해 영유아의 뇌성마비 가능성을 진단할 수 있다.As shown in FIG. 4 , correlation coefficients of joint angles and joint angular velocities are derived by combining different joints in a pair in the first group and the second group, respectively, for joint angles and joint angular velocities, respectively. For example, in the first group and the second group, a combination of a left hip joint and a right hip joint, a combination of a left knee and a right knee, a combination of a left ankle and a right ankle, a combination of a left hip joint and a left shoulder, a combination of a right hip joint and a right shoulder, respectively. A combination of a left shoulder and a left elbow, a combination of a right shoulder and a right elbow, a combination of a left hip and a left knee, or a combination of a right hip and a right knee may be considered. Since these combinations have low correlation coefficients, they can be used as indicators necessary for determining developmental disabilities. More preferably, among these combinations, a combination of a left hip joint and a right hip joint, a combination of a left hip joint and a left shoulder, or a combination of a left shoulder and a left elbow may be used. As a result, the possibility of cerebral palsy in infants and young children can be diagnosed considering the degree of synchronization of the limbs of infants and young children.

현재, 자발적인 영유아 운동을 평가하기 위한 일반 운동 평가(general movement assessment, GMA)는 신생아 자기 공명 영상과 해머스미스 영아 신경 검사(HINE)와 함께 뇌성 마비의 조기 발견을 위해 주로 사용된다. GMA는 자발적인 영아 움직임의 비디오 녹화를 사용하여 표준화된 운동 평가이다. GMA에서의 비정상적인 몸부림과 안절부절 못하는 움직임이 부정적인 신경 발달 결과의 위험 증가를 나타낸다. 그러나 영유아의 자발적 움직임에 대한 GMA는 정성적 또는 반정량적 방식으로 수행되며 평가자의 기술과 경험에 따라 다르다. 또한, GMA를 수행하려면 양질의 교육 과정이 필요하며 이는 임상 환경에서 일상적인 관행으로 사용하는데 제한이 있었다.Currently, general movement assessment (GMA) to assess voluntary infant movement is mainly used for early detection of cerebral palsy, along with neonatal magnetic resonance imaging and Hammersmith infant neurological examination (HINE). The GMA is a standardized motor assessment using video recordings of spontaneous infant movements. Abnormal writhing and restless movements in the GMA represent an increased risk of negative neurodevelopmental outcomes. However, GMA of voluntary movements in infants and young children is performed in a qualitative or semi-quantitative manner and depends on the skill and experience of the rater. In addition, performing GMA requires a quality training course, which has limited its use as routine practice in a clinical setting.

본 발명의 일 실시예에서는 이러한 주관적인 GMA의 문제점을 개선하여 좀더 객관적인 방법으로 정확하게 영유아의 비정상 여부를 추정한다. 이는 평가자에 따라 그 결과를 달리하는 GMA와는 대조된다.In one embodiment of the present invention, the problem of subjective GMA is improved to accurately estimate whether an infant is abnormal in a more objective way. This is in contrast to GMA, where the results differ depending on the evaluator.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 시스템(100)을 개략적으로 나타낸다. 도 1의 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 시스템은 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 시스템(100)을 다른 형태로도 변형할 수 있다.5 schematically shows a system 100 for automatically evaluating motion complexity of infants and toddlers according to an embodiment of the present invention. The automatic evaluation system for motion complexity of infants and young children of FIG. 1 is only for exemplifying the present invention, and the present invention is not limited thereto. Accordingly, the automatic evaluation system 100 for motion complexity of infants and young children may be modified in other forms.

도 5의 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 시스템(100)은 영유아 촬영부(10), 연산부(20), 데이터베이스부(30) 및 출력부(40)를 포함한다. 이외에, 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 시스템(100)은 다른 유닛을 더 포함할 수 있다. 도 5의 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 시스템(100)은 도 2 또는 도 3의 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 방법을 수행하기 위한 것이다.The system 100 for automatically evaluating motion complexity of infants and young children of FIG. 5 includes an infant photographing unit 10 , a calculation unit 20 , a database unit 30 and an output unit 40 . In addition, the system 100 for automatically evaluating motion complexity of infants and toddlers may further include other units. The automatic infant motion complexity evaluation system 100 of FIG. 5 is for performing the automatic infant motion complexity evaluation method of FIG. 2 or 3 .

영유아 촬영부(10)는 바로 누운 영유아들의 움직임 영상을 자동으로 촬영한다. 연산부(20)는 영유아 촬영부(10)와 전기적으로 연결된다. 연산부는 영유아들의 각 관절의 위치 좌표와 이를 이용해 각 관절의 관절 각도 및 관절 각속도를 계산한다. 한편, 데이터베이스부(30)는 연산부(20)와 전기적으로 연결된다. 데이터베이스부(30)는 영유아들의 검진 데이터들을 저장한다. 검진 데이터들은 HINE 데이터를 포함할 수 있다.The infant photographing unit 10 automatically captures motion images of infants and toddlers lying down. The calculation unit 20 is electrically connected to the infant photographing unit 10 . The calculation unit calculates the position coordinates of each joint of infants and young children and the joint angle and joint angular velocity of each joint. Meanwhile, the database unit 30 is electrically connected to the calculation unit 20 . The database unit 30 stores examination data of infants and toddlers. Examination data may include HINE data.

연산부(20)는 데이터베이스부(30)로부터 영유아들의 검진 데이터들을 로딩하여 영유아들을 제1 그룹 및 제2 그룹으로 분류한다. 예를 들면, 연산부(20)는 HINE 데이터들을 로딩하여 영유아들을 HINE를 기준으로 제1 그룹 및 제2 그룹으로 분류한다. 제1 그룹은 영유아들의 HINE가 제1 기설정치 미만이고, 제2 그룹은 HINE가 제1 기설정치 이상이다. 그리고 제1 그룹과 제2 그룹에서 각각 각 관절 각도 및 각 관절 각속도의 복잡도 등의 파라미터를 추출한다. 이외에, 파라미터는 최대값, 최소값, 평균값 또는 표준편차를 더 포함할 수 있다. 파라미터로부터 제1 그룹과 제2 그룹간의 상관 계수를 연산한다. 연산부(20)는 상관 계수가 제2 기설정치보다 작은 경우, 제1 그룹의 복수의 영유아의 뇌성마비 가능성이 높은 것으로 추정한다. 반대로, 연산부(20)는 상관 계수가 제2 기설정치 이상인 경우, 제1 그룹의 복수의 영유아의 뇌성마비 가능성이 낮은 것으로 추정한다.The calculation unit 20 loads the examination data of infants and young children from the database unit 30 and classifies the infants into a first group and a second group. For example, the calculation unit 20 loads HINE data and classifies infants into a first group and a second group based on HINE. In the first group, the HINE of the infants is less than the first preset value, and in the second group, the HINE is equal to or greater than the first preset value. Then, parameters such as complexity of each joint angle and each joint angular velocity are extracted from the first group and the second group, respectively. In addition, the parameter may further include a maximum value, a minimum value, an average value, or a standard deviation. A correlation coefficient between the first group and the second group is calculated from the parameters. When the correlation coefficient is smaller than the second preset value, the calculation unit 20 estimates that the possibility of cerebral palsy is high among the plurality of infants and toddlers in the first group. Conversely, when the correlation coefficient is greater than or equal to the second predetermined value, the calculation unit 20 estimates that the possibility of cerebral palsy in the plurality of infants and toddlers in the first group is low.

본 발명의 다른 실시예에서는 연산부(20)가 도 3의 단계(S52)를 실시할 수도 있다. 이 경우, 제1 그룹과 제2 그룹에서 각각 상호 다른 관절들 조합의 관절 각도 또는 관절 각속도의 상관 계수를 연산한다.In another embodiment of the present invention, the calculation unit 20 may perform step S52 of FIG. 3 . In this case, correlation coefficients of joint angles or joint angular velocities of different combinations of joints in the first group and the second group are calculated.

한편, 얻어진 상관 계수는 출력부(40)를 통해 출력된다. 출력부(40)는 디스플레이일 수 있다. 출력부(40)는 영유아 촬영부(10), 연산부(20), 및 데이터베이스부(30)와 각각 연결되므로, 영유아 영상, 연산 과정, 검진 데이터들을 함께 출력할 수 있다.Meanwhile, the obtained correlation coefficient is output through the output unit 40 . The output unit 40 may be a display. Since the output unit 40 is connected to the infant photographing unit 10, the calculation unit 20, and the database unit 30, respectively, it can output images of infants and young children, calculation processes, and examination data together.

이하의 실험예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 다른 형태로도 본 발명을 변형할 수 있다.The following experimental examples are only for exemplifying the present invention, and the present invention is not limited thereto. Accordingly, the present invention may be modified in other forms as well.

실험예Experimental example

피실험 대상 영유아Subject infants and toddlers

재태 연령이 32주 미만이거나 출생 체중이 1500g 미만인 2곳의 상급 병원의 신생아 중환자실에 입원한 미숙아들을 대상으로 하였다. 재태 연령은 마지막 월경 날짜로 결정하고 임신 첫 번째 또는 두 번째의 3분기 초기에 초음파 검사로 확인했다. 유전적 증후군, 주요 선천성 기형 또는 심혈관 지원이 필요한 것으로 정의되는 의학적으로 불안정한 상태, 활동성 패혈증 또는 자발적 움직임의 이미지 획득시 외과적 병리가 있는 영유아들은 실험 대상에서 제외하였다.Premature infants admitted to the neonatal intensive care unit of two tertiary hospitals with a gestational age of less than 32 weeks or a birth weight of less than 1500 g were enrolled. Gestational age was determined by the date of the last menstrual period and confirmed by ultrasound in the first or second trimester of pregnancy. Infants and young children with genetic syndromes, major congenital anomalies or medically unstable conditions defined as requiring cardiovascular support, active sepsis, or surgical pathology at the time of image acquisition of spontaneous movement were excluded from the study.

임상 정보clinical information

성별, 재태 연령, 출생 체중, 1분/5분 Apgar 점수, 산전 스테로이드 사용, 자간전증 이력, 환기 사용, 기관지폐 이형성증 중증도13, 및 패혈증 이력을 포함한 영유아 출생 데이터를 포함한 주산기 및 출생 후 영유아의 임상 정보를 얻었다. 발작 병력 및 조산 망막증의 존재 여부와 뇌초음파 검사는 매주 시행하였다. 두개내 출혈도 분류하였다. 출생 체중이 1000g이고 재태 연령이 29주 미만인 영유아 또는 만삭 연령의 뇌초음파에서 심한 심실 출혈이 있는 영유아는 뇌자기 공명 영상을 실시하였다.Perinatal and postnatal clinical trials of infants and young children, including infant birth data including sex, gestational age, birth weight, 1/5 minute Apgar score, prenatal steroid use, history of preeclampsia, ventilation use, bronchopulmonary dysplasia severity13, and history of sepsis. got the information Seizure history, presence of retinopathy of prematurity, and brain ultrasonography were performed weekly. Intracranial hemorrhage was also classified. Brain magnetic resonance imaging was performed for infants with a birth weight of 1000 g and a gestational age of less than 29 weeks or full-term infants with severe ventricular hemorrhage on brain ultrasonography.

영상 녹화video recording

월경 후 연령 40±1주로 간주되는 기간의 등가 연령에서 GMA의 표준 프로토콜에 따라 조산아의 자발 운동 영상을 자동 기록했다. 자발적 운동의 비디오 녹화 조건으로서, 영유아는 반듯이 누워 있고, 벌거벗고, 완전히 깨어 있지만 울거나 야단치는 것처럼 동요하지 않는다. 또한, 중성 온도에서 편안하고 조용하며 방해받지 않는 상태이어야 한다. 녹화 장면에 포함된 손가락과 발가락을 포함하여 신체와 모든 팔다리를 자유롭게 움직인다. 영상 촬영은 필요시 스마트폰 카메라 등을 사용할 수도 있으며, 연속 2분 이상 3~5분 동안 녹화한다. 녹화 영상이 위 조건에 부합하지 않는다고 판단되는 경우, 기간연령 내에서 반복적으로 녹화하였다. 녹화된 영상은 자동 편집되어 3~5분 분량의 시퀀스로 합쳐졌다.Spontaneous movement images of preterm infants were automatically recorded according to the standard protocol of the GMA at the equivalent age of a period considered 40±1 weeks postmenstrual age. As a condition for video recording of spontaneous movements, infants are supine, naked, fully awake but not agitated, such as crying or scolding. It should also be comfortable, quiet and undisturbed at neutral temperatures. Move the body and all limbs freely, including fingers and toes included in the recorded scene. For video recording, a smartphone camera can be used if necessary, and it is recorded for 3 to 5 minutes for at least 2 minutes in a row. If it was determined that the recorded video did not meet the above conditions, it was repeatedly recorded within the age range. The recorded footage was automatically edited and put together into a three to five minute sequence.

영유아의 움직임 인식 및 운동학적 분석Movement recognition and kinematic analysis of infants and toddlers

AlphaPose를 이용해 자발적 움직임의 영유아를 촬영한 이미지에서 어깨, 팔꿈치, 손목, 엉덩이, 무릎, 발목 등 12개 관절의 위치 좌표를 양쪽에서 자동으로 추출했다. 각 프레임에서 0에서 1까지의 신뢰 수준으로 각 관절의 위치 좌표를 생성하였고, 신뢰 수준이 0.5 미만인 위치 좌표는 측정 오류로 간주되어 자동으로 제거되었다. 관절 각도는 프레임 단위로 획득되었으며 누락 데이터 처리 및 노이즈 감소를 위해 국부적으로 가중된 평활화 방법으로 보간되었다. 관절 각속도는 유한 차이의 시퀀스로 대칭 차분 지수를 사용하여 근사되었다.Using AlphaPose, the location coordinates of 12 joints, including the shoulder, elbow, wrist, hip, knee, and ankle, were automatically extracted from both sides of the image taken of the infant in voluntary movement. Position coordinates of each joint were generated at each frame with a confidence level of 0 to 1, and position coordinates with a confidence level of less than 0.5 were considered measurement errors and automatically removed. Joint angles were acquired frame by frame and interpolated with a locally weighted smoothing method for missing data handling and noise reduction. Joint angular velocities were approximated using symmetric difference exponents as sequences of finite differences.

관절각과 관절 각속도의 시계열 자료를 전처리한 후 영유아별로 최대값, 최소값, 평균값, 및 표준편차값을 계산하였다. 자발 운동 중 사지간 동기화 및 복잡성은 뇌 기능 장애의 특징이며 발달 장애와 관련이 있어서 운동학적 분석을 위해 조사되었다. 미숙아에서 사지 운동의 복잡성을 정량화하기 위해 계열 데이터에 대한 신호 규칙성의 정도인 샘플 엔트로피를 채택했다. 관절 각도와 관절 각속도의 사지간 동기화는 두 쌍의 데이터 사이의 의존도 측정인 피어슨 상관 계수를 포함하는 유사성 지수를 사용하여 정량화하였다.After preprocessing the time series data of joint angles and joint angular velocities, maximum, minimum, average, and standard deviation values were calculated for each infant. Interlimb synchronization and complexity during voluntary movements are hallmarks of brain dysfunction and are associated with developmental disabilities, so they were investigated for kinematic analysis. To quantify the complexity of limb movement in preterm infants, we adopted sample entropy, which is the degree of signal regularity for series data. Interlimb synchronization of joint angles and joint angular velocities was quantified using a similarity index including Pearson's correlation coefficient, which is a measure of dependence between two pairs of data.

해머스미스 영유아 신경 검진Hammersmith Infant Neurological Screening

해머스미스 영유아 신경 검진(HINE)을 실시하였다. HINE은 교정 연령 4개월 영아의 신경학적 결과를 평가하는 데 활용했다. 영유아의 뇌신경 기능, 자세, 움직임, 긴장도, 반사 및 반응을 포함한 5개의 검사 섹션을 개별적으로 평가한 후 총점을 부여해 HINE 데이터를 저장했다. 이 정보를 통해 65명의 영유아들을 HINE 점수 60 미만의 제1 그룹과 60 이상의 제2 그룹의 2개의 그룹으로 나누었다.The Hammersmith Infant Neurological Examination (HINE) was performed. HINE was used to evaluate neurological outcomes in infants at 4 months of corrected age. Five test sections, including infants' cranial nerve function, posture, movement, tension, reflexes, and reactions, were evaluated individually, and then a total score was assigned and the HINE data was saved. Based on this information, 65 infants were divided into two groups: the first group with HINE score less than 60 and the second group with HINE score of 60 or more.

실험 결과Experiment result

관절 각도, 관절 각속도 및 HINE와 영유아 복잡도 사이의 교정계수 측정 결과Measurement results of joint angles, joint angular velocities, and correction coefficients between HINE and infant complexity

아래의 표 1는 영유아 65명에 대한 각 관절별 관절 각도 및 관절 각속도의 교정계수 및 P값을 나타낸다. 교정계수는 관절 각도 및 관절 각속도에 있어서 HINE와 영유아 복잡도 사이의 교정값이다. 별표(*)는 P값이 0.05 미만임을 의미하므로, 이에 해당되는 부위이면 제1 그룹과 제2 그룹의 차이가 커서 제1 그룹의 뇌성마비 가능성이 높다고 진단할 수 있음을 의미한다.Table 1 below shows the correction coefficients and P values of joint angles and joint angular velocities for each joint for 65 infants and toddlers. The correction factor is the correction value between HINE and infant complexity in joint angle and joint angular velocity. Since the asterisk (*) means that the P value is less than 0.05, it means that the difference between the first group and the second group is large, so that the first group is highly likely to have cerebral palsy.

측정대상measurement target 부위part 교정계수correction factor P값P value 관절 각도joint angle 우측 어깨right shoulder 0.2880.288 0.020*0.020* 좌측 어깨left shoulder 0.2770.277 0.026*0.026* 우측 팔꿈치right elbow 0.2060.206 0.0990.099 좌측 팔꿈치left elbow 0.2340.234 0.0600.060 우측 고관절right hip joint 0.2270.227 0.0690.069 좌측 고관절left hip joint 0.3120.312 0.012*0.012* 우측 무릎right knee 0.2460.246 0.048*0.048* 좌측 무릎left knee 0.3150.315 0.011*0.011* 관절 각속도joint angular velocity 우측 어깨right shoulder 0.2670.267 0.032*0.032* 좌측 어깨left shoulder 0.2790.279 0.024*0.024* 우측 팔꿈치right elbow 0.2440.244 0.0510.051 좌측 팔꿈치left elbow 0.2640.264 0.034*0.034* 우측 고관절right hip joint 0.2810.281 0.023*0.023* 좌측 고관절left hip joint 0.3700.370 0.002*0.002* 우측 무릎right knee 0.2280.228 0.0680.068 좌측 무릎left knee 0.3860.386 0.001*0.001*

복잡도 측정 결과Complexity measurement results

표 2에 기재한 바와 같이, 제1 그룹 및 제2 그룹으로 나누어 영유아들의 복잡도를 측정한 결과, P값이 0.05 미만인 경우 관절 각도에서는 우측 어깨, 우측 팔꿈치, 좌측 고관절, 좌측 무릎, 및 우측 무릎에 해당되었다. 또한, 관절 각속도에서는 좌측 어깨, 우측 어깨, 우측 팔꿈치, 좌측 고관절, 우측 고관절, 좌측 무릎, 및 우측 무릎에서 P값이 0.05 미만이었다. 따라서 복잡도를 파라미터로 사용하는 경우, 이들 관절에서 영유아들의 뇌성마비 가능성이 있다고 진단할 수 있었다.As shown in Table 2, as a result of measuring the complexity of infants by dividing them into the first group and the second group, when the P value is less than 0.05, the right shoulder, right elbow, left hip joint, left knee, and right knee in the joint angle it was applicable In addition, in joint angular velocity, the P value was less than 0.05 in the left shoulder, right shoulder, right elbow, left hip joint, right hip joint, left knee, and right knee. Therefore, when complexity was used as a parameter, it was possible to diagnose the possibility of cerebral palsy in infants at these joints.

측정대상measurement target 부위part HINE<60
(16명)
HINE<60
(16 people)
HINE≥60
(44명)
HINE≥60
(44 people)
P값P value
관절 각도joint angle 우측 어깨right shoulder 0.050±0.0310.050±0.031 0.074±0.0380.074±0.038 0.025*0.025* 좌측 어깨left shoulder 0.056±0.0360.056±0.036 0.074±0.0380.074±0.038 0.0830.083 우측 팔꿈치right elbow 0.042±0.0280.042±0.028 0.064±0.0380.064±0.038 0.048*0.048* 좌측 팔꿈치left elbow 0.049±0.0350.049±0.035 0.065±0.0400.065±0.040 0.1060.106 우측 고관절right hip joint 0.049±0.0300.049±0.030 0.068±0.0390.068±0.039 0.0530.053 좌측 고관절left hip joint 0.046±0.0250.046±0.025 0.069±0.0300.069±0.030 0.009*0.009* 우측 무릎right knee 0.043±0.0300.043±0.030 0.062±0.0330.062±0.033 0.014*0.014* 좌측 무릎left knee 0.043±0.0220.043±0.022 0.064±0.0300.064±0.030 0.008*0.008* 관절 각속도joint angular velocity 우측 어깨right shoulder 0.122±0.0680.122±0.068 0.166±0.0720.166±0.072 0.041*0.041* 좌측 어깨left shoulder 0.121±0.0690.121±0.069 0.168±0.0690.168±0.069 0.031*0.031* 우측 팔꿈치right elbow 0.100±0.0680.100±0.068 0.148±0.0780.148±0.078 0.027*0.027* 좌측 팔꿈치left elbow 0.113±0.0780.113±0.078 0.154±0.0810.154±0.081 0.0570.057 우측 고관절right hip joint 0.122±0.0630.122±0.063 0.160±0.0630.160±0.063 0.029*0.029* 좌측 고관절left hip joint 0.112±0.0450.112±0.045 0.163±0.0600.163±0.060 0.003*0.003* 우측 무릎right knee 0.108±0.0650.108±0.065 0.140±0.0570.140±0.057 0.023*0.023* 좌측 무릎left knee 0.095±0.0520.095±0.052 0.146±0.0620.146±0.062 0.003*0.003*

관절각도의 최대값, 최소값, 평균값, 표준편차 측정 결과Maximum value, minimum value, average value, standard deviation measurement result of joint angle

측정한 관절 각도의 최대, 평균, 최소 및 표준 편차를 양측 상지 및 하지별로 아래의 표 3에 나타내었다. 오른쪽 팔꿈치 관절 각도의 최대값(156.85±26.97 vs 174.88±14.42, P=0.009), 오른쪽 팔꿈치 관절 각도의 평균값(70.01±29.66 vs 90.91±27.1, P=0.014), 우측 어깨 관절 각도의 표준편차(13.31±2.96 vs 15.38±3.19, P=0.021) 및 좌측 어깨 관절 각도의 표준편차(14.06±8.63 대 16.57±4.25, P=0.009)에 HINE<60 및 HINE≥60의 영유아 사이에 의미있는 차이가 있었다.The maximum, average, minimum, and standard deviation of the measured joint angles are shown in Table 3 below for each upper and lower limb on both sides. Maximum value of right elbow joint angle (156.85±26.97 vs 174.88±14.42, P=0.009), mean value of right elbow joint angle (70.01±29.66 vs 90.91±27.1, P=0.014), standard deviation of right shoulder joint angle (13.31 There were significant differences between infants with HINE <60 and HINE ≥60 in ±2.96 vs 15.38±3.19, P=0.021) and standard deviation of left shoulder joint angle (14.06±8.63 vs 16.57±4.25, P=0.009).

측정대상measurement target 부위part HINE<60
(16명)
HINE<60
(16 people)
HINE≥60
(49명)
HINE≥60
(49 people)
P값P value
우측 어깨right shoulder 최대값max value 172.16±8.03172.16±8.03 176.33±4.35176.33±4.35 0.0970.097 평균값medium 135.22±19.35135.22±19.35 140.59±10.01140.59±10.01 0.3010.301 최소값minimum 97.01±22.3197.01±22.31 93.24±29.0893.24±29.08 0.9760.976 표준편차Standard Deviation 13.31±2.9613.31±2.96 15.38±3.1915.38±3.19 0.021*0.021* 좌측 어깨left shoulder 최대값max value 170.22±10.57170.22±10.57 176.49±2.56176.49±2.56 0.0740.074 평균값medium 131.6±15.43131.6±15.43 139.5±10.35139.5±10.35 0.0700.070 최소값minimum 93.95±34.5893.95±34.58 90.43±31.4290.43±31.42 0.7380.738 표준편차Standard Deviation 14.06±8.6314.06±8.63 16.57±4.2516.57±4.25 0.009*0.009* 우측 팔꿈치right elbow 최대값max value 156.85±26.97156.85±26.97 174.88±14.42174.88±14.42 0.009*0.009* 평균값medium 70.01±29.6670.01±29.66 90.91±27.190.91±27.1 0.011*0.011* 최소값minimum 6.72±11.96.72±11.9 10.6±13.8510.6±13.85 0.4110.411 표준편차Standard Deviation 34.22±11.1534.22±11.15 38.41±7.8338.41±7.83 0.1790.179 좌측 팔꿈치left elbow 최대값max value 164.31±27.13164.31±27.13 172.4±13.93172.4±13.93 0.2170.217 평균값medium 74.94±31.1974.94±31.19 90.81±27.3990.81±27.39 0.0560.056 최소값minimum 4.97±10.654.97±10.65 9.86±17.719.86±17.71 0.3940.394 표준편차Standard Deviation 37.22±12.0437.22±12.04 38.46±9.0738.46±9.07 0.6630.663 우측 고관절right hip joint 최대값max value 173.85±8.57173.85±8.57 174.71±6.95174.71±6.95 0.5220.522 평균값medium 125.86±20.58125.86±20.58 128.87±15.28128.87±15.28 0.5340.534 최소값minimum 77.25±23.977.25±23.9 73.86±21.4873.86±21.48 0.6050.605 표준편차Standard Deviation 21.3±7.9421.3±7.94 21.72±5.1321.72±5.13 0.8030.803 좌측 고관절left hip joint 최대값max value 171.91±9.43171.91±9.43 174.04±10.77174.04±10.77 0.3850.385 평균값medium 131.2±31.8131.2±31.8 130.92±15.1130.92±15.1 0.3220.322 최소값minimum 72.13±37.2472.13±37.24 77.37±23.9577.37±23.95 0.8430.843 표준편차Standard Deviation 18.14±4.8818.14±4.88 20.13±6.3920.13±6.39 0.2230.223 우측 무릎right knee 최대값max value 172.48±12.92172.48±12.92 178.05±5.53178.05±5.53 0.1610.161 평균값medium 118.42±25.09118.42±25.09 116.11±23.44116.11±23.44 0.7370.737 최소값minimum 44.87±22.6744.87±22.67 40.47±20.2640.47±20.26 0.4670.467 표준편차Standard Deviation 29.24±8.3629.24±8.36 32.23±7.0132.23±7.01 0.1620.162 좌측 무릎left knee 최대값max value 173.02±23.2173.02±23.2 177.13±6.53177.13±6.53 0.6480.648 평균값medium 100.77±33.74100.77±33.74 114.63±22.88114.63±22.88 0.1410.141 최소값minimum 37.63±25.6437.63±25.64 47.98±21.247.98±21.2 0.1130.113 표준편차Standard Deviation 25.98±9.6125.98±9.61 30.35±6.8530.35±6.85 0.0500.050

관절 각속도의 최대값, 최소값, 평균, 표준편차 측정결과Maximum, minimum, average, and standard deviation measurement results of joint angular velocity

측정한 관절 각속도의 최대, 평균, 최소 및 표준 편차를 양측 상지 및 하지별로 아래의 표 4에 나타내었다. 우측 어깨 관절 각속도의 최대값은 두 그룹 사이에 의미있는 차이가 있었다. (34.55±16.41 vs 48.2±24.26, P=0.027) 그리고 우측 어깨 관절 각속도의 최소값도 두 그룹 사이에 의미있는 차이가 있었다. (-35.08±16.39 vs -46.72±22.79, P=0.048). 우측 고관절의 관절 각속도의 평균값은 두 그룹 사이에서 의미있는 차이를 나타내었다. (-0.14±0.15 vs 0.03±0.17, P=0.001) 또한, 우측 무릎의 관절 각속도의 평균값도 두 그룹 사이에서 의미있는 차이를 나타내었다. (0.16±0.31 vs -0.05±0.26, P=0.018). 그리고 우측 팔꿈치의 관절 각속도의 표준편차는 두 그룹 간에 의미있는 차이를 보였다. (17.53±8.94 vs 24.62±9.31, P=0.017) 우측 무릎의 관절 각속도의 표준편차도 두 그룹간에 의미있는 차이를 보였다. (14.97±8.1 vs 20.79±8.62, P=0.022)The maximum, average, minimum, and standard deviation of the measured joint angular velocity are shown in Table 4 below for each upper and lower extremity on both sides. The maximum value of the right shoulder joint angular velocity was significantly different between the two groups. (34.55±16.41 vs 48.2±24.26, P=0.027) And there was a significant difference between the two groups in the minimum angular velocity of the right shoulder joint. (-35.08±16.39 vs -46.72±22.79, P=0.048). The average value of the joint angular velocity of the right hip joint showed a significant difference between the two groups. (-0.14±0.15 vs 0.03±0.17, P=0.001) Also, the average value of joint angular velocity of the right knee showed a significant difference between the two groups. (0.16±0.31 vs -0.05±0.26, P=0.018). And the standard deviation of the joint angular velocity of the right elbow showed a significant difference between the two groups. (17.53±8.94 vs 24.62±9.31, P=0.017) The standard deviation of joint angular velocity of the right knee also showed a significant difference between the two groups. (14.97±8.1 vs 20.79±8.62, P=0.022)

측정대상measurement target 부위part HINE<60
(16명)
HINE<60
(16 people)
HINE≥60
(49명)
HINE≥60
(49 people)
P값P value
우측 어깨right shoulder 최대값max value 34.55±16.4134.55±16.41 48.2±24.2648.2±24.26 0.027*0.027* 평균값medium -0.03±0.1-0.03±0.1 -0.01±0.18-0.01±0.18 0.7100.710 최소값minimum -35.08±16.39-35.08±16.39 -46.72±22.79-46.72±22.79 0.048*0.048* 표준편차Standard Deviation 7.81±3.657.81±3.65 10.83±4.8710.83±4.87 0.017*0.017* 좌측 어깨left shoulder 최대값max value 41.13±32.1741.13±32.17 47.71±26.0447.71±26.04 0.1520.152 평균값medium -0.03±0.22-0.03±0.22 0.02±0.150.02±0.15 0.7960.796 최소값minimum -39.9±30.06-39.9±30.06 -48.42±25.06-48.42±25.06 0.1200.120 표준편차Standard Deviation 9.06±6.699.06±6.69 11.32±5.3611.32±5.36 0.1060.106 우측 팔꿈치right elbow 최대값max value 74.25±30.7974.25±30.79 96.11±31.8296.11±31.82 0.0510.051 평균값medium 0.03±0.280.03±0.28 0.02±0.420.02±0.42 0.9410.941 최소값minimum -74.4±35.05-74.4±35.05 -93.49±33.4-93.49±33.4 0.0540.054 표준편차Standard Deviation 17.53±8.9417.53±8.94 24.62±9.3124.62±9.31 0.017*0.017* 좌측 팔꿈치left elbow 최대값max value 79.59±37.5679.59±37.56 93.79±32.7293.79±32.72 0.1510.151 평균값medium 0.17±0.280.17±0.28 0.0±0.360.0±0.36 0.0780.078 최소값minimum -76.55±35.89-76.55±35.89 -94.63±31.19-94.63±31.19 0.0570.057 표준편차Standard Deviation 19.55±10.7619.55±10.76 23.95±9.7723.95±9.77 0.1330.133 우측 고관절right hip joint 최대값max value 47.1±26.3347.1±26.33 57.43±22.3657.43±22.36 0.1290.129 평균값medium -0.14±0.15-0.14±0.15 0.03±0.170.03±0.17 0.001*0.001* 최소값minimum -46.95±27.95-46.95±27.95 -55.75±21.94-55.75±21.94 0.1980.198 표준편차Standard Deviation 10.9±5.6810.9±5.68 14.03±5.614.03±5.6 0.0800.080 좌측 고관절left hip joint 최대값max value 53.81±35.3753.81±35.37 54.85±21.0954.85±21.09 0.9120.912 평균값medium 0.02±0.120.02±0.12 0.05±0.170.05±0.17 0.1610.161 최소값minimum -48.59±28.45-48.59±28.45 -49.2±18.71-49.2±18.71 0.9370.937 표준편차Standard Deviation 10.47±5.6810.47±5.68 12.85±5.2312.85±5.23 0.1960.196 우측 무릎right knee 최대값max value 63.82±30.1263.82±30.12 78.72±29.1378.72±29.13 0.0830.083 평균값medium 0.16±0.310.16±0.31 -0.05±0.26-0.05±0.26 0.010*0.010* 최소값minimum -66.07±30.16-66.07±30.16 -80.37±29.69-80.37±29.69 0.1000.100 표준편차Standard Deviation 14.97±8.114.97±8.1 20.79±8.6220.79±8.62 0.022*0.022* 좌측 무릎left knee 최대값max value 66.31±35.566.31±35.5 72.53±25.9672.53±25.96 0.4510.451 평균값medium 0.04±0.190.04±0.19 -0.06±0.24-0.06±0.24 0.1530.153 최소값minimum -67.7±35.3-67.7±35.3 -75.87±25.39-75.87±25.39 0.3160.316 표준편차Standard Deviation 14.98±7.7814.98±7.78 19.46±7.7519.46±7.75 0.049*0.049*

관절 각도의 제1 그룹과 제2 그룹의 상관 계수의 비교 결과Comparison result of correlation coefficients of the first group and the second group of joint angles

표 5에서 괄호안은 ± 편차를 의미하고, 행과 열은 각각 제1 그룹 및 제2 그룹에서 선택한 관절들의 조합을 나타낸다. 제1 그룹 및 제2 그룹에서 각각 상이한 관절들을 선택해 조합하며, 상호 동일한 관절들은 선택하지 않아 N/A(not available, 해당없음)으로 표시한다. 표 5에는 이러한 관절들의 조합에 대한 관절 각도의 제1 그룹과 제2 그룹의 상관 계수를 나타낸다. In Table 5, parentheses mean ± deviation, and rows and columns indicate combinations of joints selected from the first group and the second group, respectively. Different joints are selected and combined in the first group and the second group, and mutually identical joints are not selected and displayed as N/A (not available). Table 5 shows correlation coefficients of the first group and the second group of joint angles for combinations of these joints.

표 5에 기재한 바와 같이, 관절 각도의 상관 계수는 0.2-0.4 범위 내에서 대부분의 상지와 하지 관절에서 HINE 점수와 의미있는 양의 상관 관계를 나타냈다. 또한, 표 5에 굵은 글씨로 표시한 좌측 고관절 및 우측 고관절의 조합, 좌측 고관절 및 좌측 어깨의 조합, 그리고 좌측 팔꿈치 및 좌측 어깨의 조합에서 P값이 0.05 미만인 것으로 나타났다. 따라서 이 조합에서 제1 그룹과 제2 그룹 사이에 의미있는 차이가 있는 것으로 확인되었다.As shown in Table 5, the correlation coefficient of joint angle showed a significant positive correlation with the HINE score in most upper and lower extremity joints within the range of 0.2-0.4. In addition, it was found that the P value was less than 0.05 in the combination of the left hip joint and the right hip joint, the combination of the left hip joint and the left shoulder joint, and the combination of the left elbow and left shoulder joint indicated in bold in Table 5. Therefore, it was confirmed that there was a significant difference between the first group and the second group in this combination.

우측
어깨
right
shoulder
우측
팔꿈치
right
elbow
우측
고관절
right
hip joint
우측
무릎
right
knee
좌측
어깨
left side
shoulder
좌측
팔꿈치
left side
elbow
좌측
고관절
left side
hip joint
좌측
무릎
left side
knee
우측
어깨
right
shoulder
NANA 0.14 (0.43)
vs
0.06 (0.34), 0.469
0.14 (0.43)
vs
0.06 (0.34), 0.469
0.01 (0.23)
vs
-0.05 (0.21),
0.342
0.01 (0.23)
vs
-0.05 (0.21),
0.342
0.03 (0.22)
vs
0.05 (0.19),
0.831
0.03 (0.22)
vs
0.05 (0.19),
0.831
0.22 (0.29)
vs
0.20 (0.21),
0.839
0.22 (0.29)
vs
0.20 (0.21),
0.839
0.06 (0.29)
vs
0.02 (0.23),
0.581
0.06 (0.29)
vs
0.02 (0.23),
0.581
-0.1 (0.21)
vs
-0.07 (0.21),
0.551
-0.1 (0.21)
vs
-0.07 (0.21),
0.551
0.07 (0.24)
vs
0.10 (0.19),
0.682
0.07 (0.24)
vs
0.10 (0.19),
0.682
우측
팔꿈치
right
elbow
0.14 (0.43)
vs
0.06 (0.34), 0.469
0.14 (0.43)
vs
0.06 (0.34), 0.469
NANA 0.1 (0.25)
vs
0.03 (0.21),
0.220
0.1 (0.25)
vs
0.03 (0.21),
0.220
-0.09 (0.24)
vs
-0.01 (0.18),
0.150
-0.09 (0.24)
vs
-0.01 (0.18),
0.150
0.09 (0.20)
vs
0.03 (0.19),
0.314
0.09 (0.20)
vs
0.03 (0.19),
0.314
0.21 (0.27)
vs
0.15 (0.25),
0.373
0.21 (0.27)
vs
0.15 (0.25),
0.373
0.05 (0.21)
vs
0.03 (0.21),
0.777
0.05 (0.21)
vs
0.03 (0.21),
0.777
-0.02 (0.22)
vs
-0.04 (0.19),
0.707
-0.02 (0.22)
vs
-0.04 (0.19),
0.707
우측
고관절
right
hip joint
0.01 (0.23)
vs
-0.05 (0.21),
0.342
0.01 (0.23)
vs
-0.05 (0.21),
0.342
0.1 (0.25)
vs
0.03 (0.21),
0.220
0.1 (0.25)
vs
0.03 (0.21),
0.220
NANA 0.77 (0.28)
vs
-0.83 (0.11),
0.831
0.77 (0.28)
vs
-0.83 (0.11),
0.831
0.06 (0.19)
vs
-0.01 (0.18),
0.205
0.06 (0.19)
vs
-0.01 (0.18),
0.205
0.14 (0.19)
vs
0.11 (0.24),
0.663
0.14 (0.19)
vs
0.11 (0.24),
0.663
0.06 (0.35)0.06 (0.35)
vsvs
0.27 (0.26),0.27 (0.26),
0.0160.016
-0.22 (0.28)
vs
-0.3 (0.21),
0.238
-0.22 (0.28)
vs
-0.3 (0.21),
0.238
우측
무릎
right
knee
0.03 (0.22)
vs
0.05 (0.19),
0.831
0.03 (0.22)
vs
0.05 (0.19),
0.831
-0.09 (0.24)
vs
-0.01 (0.18),
0.150
-0.09 (0.24)
vs
-0.01 (0.18),
0.150
-0.77 (0.28)
vs
-0.83 (0.11),
0.831
-0.77 (0.28)
vs
-0.83 (0.11),
0.831
NANA 0.02 (0.23)
vs
0.02 (0.19),
0.446
0.02 (0.23)
vs
0.02 (0.19),
0.446
-0.15 (0.16)
vs
-0.13 (0.2),
0.769
-0.15 (0.16)
vs
-0.13 (0.2),
0.769
-0.21 (0.32)
vs
-0.30 (0.23),
0.484
-0.21 (0.32)
vs
-0.30 (0.23),
0.484
0.29 (0.27)
vs
0.29 (0.22),
0.615
0.29 (0.27)
vs
0.29 (0.22),
0.615
좌측
어깨
left side
shoulder
0.22 (0.29)
vs
0.20 (0.21),
0.839
0.22 (0.29)
vs
0.20 (0.21),
0.839
0.09 (0.2)
vs
0.03 (0.19),
0.314
0.09 (0.2)
vs
0.03 (0.19),
0.314
0.06 (0.19)
vs
-0.01 (0.18),
0.205
0.06 (0.19)
vs
-0.01 (0.18),
0.205
0.02 (0.23)
vs
0.02 (0.19),
0.446
0.02 (0.23)
vs
0.02 (0.19),
0.446
NANA 0.23 (0.27)0.23 (0.27)
vsvs
0.08 (0.34),0.08 (0.34),
0.0290.029
0.16 (0.23)0.16 (0.23)
vsvs
0.00 (0.19),0.00 (0.19),
0.0100.010
0.08 (0.24) vs
0.02 (0.16),
0.257
0.08 (0.24) vs.
0.02 (0.16),
0.257
좌측
팔꿈치
left side
elbow
0.06 (0.29)
vs
0.02 (0.23),
0.581
0.06 (0.29)
vs
0.02 (0.23),
0.581
0.21 (0.27)
vs
0.15 (0.25),
0.373
0.21 (0.27)
vs
0.15 (0.25),
0.373
0.14 (0.19)
vs
0.11 (0.24),
0.663
0.14 (0.19)
vs
0.11 (0.24),
0.663
-0.15 (0.16)
vs
-0.13 (0.2),
0.769
-0.15 (0.16)
vs
-0.13 (0.2),
0.769
0.23 (0.27)0.23 (0.27)
vsvs
0.08 (0.34),0.08 (0.34),
0.0290.029
NANA -0.04 (0.22)
vs
0.06 (0.22),
0.116
-0.04 (0.22)
vs
0.06 (0.22),
0.116
0.00 (0.2)
vs
-0.04 (0.22),
0.507
0.00 (0.2)
vs
-0.04 (0.22),
0.507
좌측
고관절
left side
hip joint
-0.1 (0.21)
vs
-0.07 (0.21),
0.551
-0.1 (0.21)
vs
-0.07 (0.21),
0.551
0.05 (0.21)
vs
0.03 (0.21),
0.777
0.05 (0.21)
vs
0.03 (0.21),
0.777
0.06 (0.35)0.06 (0.35)
vsvs
0.27 (0.26),0.27 (0.26),
0.0160.016
-0.21 (0.32)
vs
-0.3 (0.23),
0.484
-0.21 (0.32)
vs
-0.3 (0.23),
0.484
0.16 (0.23)0.16 (0.23)
vsvs
0.0 (0.19),0.0 (0.19),
0.0100.010
-0.04 (0.22)
vs
0.06 (0.22),
0.116
-0.04 (0.22)
vs
0.06 (0.22),
0.116
NANA 0.66 (0.24)
vs
-0.75 (0.24),
0.117
0.66 (0.24)
vs
-0.75 (0.24),
0.117
좌측
무릎
left side
knee
0.07 (0.24)
vs
0.1 (0.19),
0.682
0.07 (0.24)
vs
0.1 (0.19),
0.682
0.02 (0.22)
vs
-0.04 (0.19),
0.707
0.02 (0.22)
vs
-0.04 (0.19),
0.707
-0.22 (0.28)
vs
-0.3 (0.21),
0.238
-0.22 (0.28)
vs
-0.3 (0.21),
0.238
0.29 (0.27)
vs
0.29 (0.22),
0.615
0.29 (0.27)
vs
0.29 (0.22),
0.615
0.08 (0.24) vs
0.02 (0.16),
0.257
0.08 (0.24) vs.
0.02 (0.16),
0.257
0.00 (0.20)
vs
-0.04 (0.22),
0.507
0.00 (0.20)
vs
-0.04 (0.22),
0.507
-0.66 (0.24)
vs
-0.75 (0.24),
0.117
-0.66 (0.24)
vs
-0.75 (0.24),
0.117
NANA

관절 각속도의 제1 그룹과 제2 그룹의 상관 계수의 비교 결과Comparison result of correlation coefficients of the first group and the second group of joint angular velocities

표 6에서 괄호안은 ± 편차를 의미하고, 행과 열은 각각 제1 그룹 및 제2 그룹에서 선택한 관절들의 조합을 나타낸다. 제1 그룹 및 제2 그룹에서 각각 상이한 관절들을 선택해 조합하며, 상호 동일한 관절들은 선택하지 않아 N/A(not available, 해당없음)으로 표시한다. 표 6에는 이러한 관절들의 조합에 대한 관절 각속도의 제1 그룹과 제2 그룹의 상관 계수를 나타낸다. In Table 6, parentheses mean ± deviation, and rows and columns indicate combinations of joints selected from the first group and the second group, respectively. Different joints are selected and combined in the first group and the second group, and mutually identical joints are not selected and displayed as N/A (not available). Table 6 shows correlation coefficients of the first group and the second group of joint angular velocities for combinations of these joints.

표 6에 기재한 바와 같이, 관절 각속도의 상관 계수는 일부 데이터가 0.2-0.4 범위 내에서 HINE 점수와 의미있는 양의 상관 관계를 나타냈다. 괄호안은 ± 편차를 의미한다. 이 조합에서 제1 그룹과 제2 그룹 사이에 P값이 0.05 미만인 발견되지 않았다. As listed in Table 6, the correlation coefficient of joint angular velocity showed a significant positive correlation with the HINE score within the range of 0.2–0.4 for some data. Parentheses mean ± deviation. No P values less than 0.05 were found between the first and second groups in this combination.

우측
어깨
right
shoulder
우측
팔꿈치
right
elbow
우측
고관절
right
hip joint
우측
무릎
right
knee
좌측
어깨
left side
shoulder
좌측
팔꿈치
left side
elbow
좌측
고관절
left side
hip joint
좌측
무릎
left side
knee
우측
어깨
right
shoulder
N/AN/A 0.13 (0.38)
vs
0.12 (0.24),
0.896
0.13 (0.38)
vs
0.12 (0.24),
0.896
-0.04 (0.11)
vs
-0.07 (0.1),
0.278
-0.04 (0.11)
vs
-0.07 (0.1),
0.278
0.05 (0.12)
vs
0.08 (0.1),
0.349
0.05 (0.12)
vs
0.08 (0.1),
0.349
0.19 (0.24)
vs
0.17 (0.14),
0.726
0.19 (0.24)
vs
0.17 (0.14),
0.726
0.09 (0.17)
vs
0.04 (0.16),
0.361
0.09 (0.17)
vs
0.04 (0.16),
0.361
-0.05 (0.14)
vs
-0.05 (0.12),
0.920
-0.05 (0.14)
vs
-0.05 (0.12),
0.920
-0.03 (0.19)
vs
0.04 (0.11),
0.139
-0.03 (0.19)
vs
0.04 (0.11),
0.139
우측
팔꿈치
right
elbow
0.13 (0.38)
vs
0.12 (0.24),
0.896
0.13 (0.38)
vs
0.12 (0.24),
0.896
N/AN/A 0.05 (0.15)
vs
0.02 (0.14),
0.472
0.05 (0.15)
vs
0.02 (0.14),
0.472
-0.02 (0.18)
vs
0.00 (0.13),
0.575
-0.02 (0.18)
vs
0.00 (0.13),
0.575
0.10 (0.12)
vs
0.07 (0.14),
0.273
0.10 (0.12)
vs
0.07 (0.14),
0.273
0.19 (0.18)
vs
0.10 (0.15),
0.128
0.19 (0.18)
vs
0.10 (0.15),
0.128
-0.03 (0.16)
vs
-0.02 (0.12),
0.916
-0.03 (0.16)
vs
-0.02 (0.12),
0.916
0.04 (0.16) vs
0.00 (0.14),
0.275
0.04 (0.16) vs.
0.00 (0.14),
0.275
우측
고관절
right
hip joint
-0.04 (0.11)
vs
-0.07 (0.1),
0.278
-0.04 (0.11)
vs
-0.07 (0.1),
0.278
0.05 (0.15)
vs
0.02 (0.14),
0.472
0.05 (0.15)
vs
0.02 (0.14),
0.472
N/AN/A -0.76 (0.24)
vs
-0.81 (0.13),
0.670
-0.76 (0.24)
vs
-0.81 (0.13),
0.670
0.01 (0.12)
vs
0.00 (0.13),
0.686
0.01 (0.12)
vs
0.00 (0.13),
0.686
0.03 (0.13)
vs
0.02 (0.14),
0.819
0.03 (0.13)
vs
0.02 (0.14),
0.819
0.18 (0.23)
vs
0.26 (0.22),
0.179
0.18 (0.23)
vs
0.26 (0.22),
0.179
-0.26 (0.20)
vs
-0.25 (0.2),
0.841
-0.26 (0.20)
vs
-0.25 (0.2),
0.841
우측
무릎
right
knee
0.05 (0.12)
vs
0.08 (0.10),
0.349
0.05 (0.12)
vs
0.08 (0.10),
0.349
-0.02 (0.18)
vs
0.0 (0.13),
0.575
-0.02 (0.18)
vs
0.0 (0.13),
0.575
-0.76 (0.24)
vs
-0.81 (0.13),
0.670
-0.76 (0.24)
vs
-0.81 (0.13),
0.670
N/AN/A 0.01 (0.11)
vs
0.00 (0.11),
0.779
0.01 (0.11)
vs
0.00 (0.11),
0.779
-0.03 (0.12)
vs
-0.04 (0.15),
0.835
-0.03 (0.12)
vs
-0.04 (0.15),
0.835
-0.25 (0.20)
vs
-0.26 (0.21),
0.891
-0.25 (0.20)
vs
-0.26 (0.21),
0.891
0.31 (0.17)
vs
0.22 (0.20),
0.114
0.31 (0.17)
vs
0.22 (0.20),
0.114
좌측
어깨
left side
shoulder
0.19 (0.24)
vs
0.17 (0.14),
0.726
0.19 (0.24)
vs
0.17 (0.14),
0.726
0.10 (0.12)
vs
0.07 (0.14),
0.273
0.10 (0.12)
vs
0.07 (0.14),
0.273
0.01 (0.12)
vs
0.00 (0.13),
0.686
0.01 (0.12)
vs
0.00 (0.13),
0.686
0.01 (0.11)
vs
0.00 (0.11),
0.779
0.01 (0.11)
vs
0.00 (0.11),
0.779
N/AN/A 0.26 (0.26)
vs
0.12 (0.26),
0.060
0.26 (0.26)
vs
0.12 (0.26),
0.060
-0.04 (0.15)
vs
-0.02 (0.13),
0.657
-0.04 (0.15)
vs
-0.02 (0.13),
0.657
0.03 (0.13)
vs
0.03 (0.11),
0.901
0.03 (0.13)
vs
0.03 (0.11),
0.901
좌측
팔꿈치
left side
elbow
0.09 (0.17)
vs
0.04 (0.16),
0.361
0.09 (0.17)
vs
0.04 (0.16),
0.361
0.19 (0.18)
vs
0.10 (0.15),
0.128
0.19 (0.18)
vs
0.10 (0.15),
0.128
0.03 (0.13)
vs
0.02 (0.14),
0.819
0.03 (0.13)
vs
0.02 (0.14),
0.819
-0.03 (0.12)
vs
-0.04 (0.15),
0.835
-0.03 (0.12)
vs
-0.04 (0.15),
0.835
0.26 (0.26)
vs
0.12 (0.26),
0.060
0.26 (0.26)
vs
0.12 (0.26),
0.060
N/AN/A -0.03 (0.13)
vs
0.04 (0.15),
0.110
-0.03 (0.13)
vs
0.04 (0.15),
0.110
0.06 (0.18)
vs
-0.03 (0.12),
0.057
0.06 (0.18)
vs
-0.03 (0.12),
0.057
좌측
고관절
left side
hip joint
0.05 (0.14)
vs
-0.05 (0.12),
0.920
0.05 (0.14)
vs
-0.05 (0.12),
0.920
-0.03 (0.16)
vs
-0.02 (0.12),
0.916
-0.03 (0.16)
vs
-0.02 (0.12),
0.916
0.18 (0.23)
vs
0.26 (0.22),
0.179
0.18 (0.23)
vs
0.26 (0.22),
0.179
-0.25 (0.20)
vs
-0.26 (0.21),
0.891
-0.25 (0.20)
vs
-0.26 (0.21),
0.891
-0.04 (0.15)
vs
-0.02 (0.13),
0.657
-0.04 (0.15)
vs
-0.02 (0.13),
0.657
-0.03 (0.13)
vs
0.04 (0.15),
0.110
-0.03 (0.13)
vs
0.04 (0.15),
0.110
N/AN/A -0.66 (0.25)
vs
-0.73 (0.26),
0.196
-0.66 (0.25)
vs
-0.73 (0.26),
0.196
좌측
무릎
left side
knee
-0.03 (0.19)
vs
0.04 (0.11),
0.139
-0.03 (0.19)
vs
0.04 (0.11),
0.139
0.04 (0.16) vs
0.0 (0.14),
0.275
0.04 (0.16) vs.
0.0 (0.14),
0.275
-0.26 (0.20)
vs
-0.25 (0.20),
0.841
-0.26 (0.20)
vs
-0.25 (0.20),
0.841
0.31 (0.17)
vs
0.22 (0.20),
0.114
0.31 (0.17)
vs
0.22 (0.20),
0.114
0.03 (0.13) vs
0.03 (0.11),
0.901
0.03 (0.13) vs.
0.03 (0.11),
0.901
0.06 (0.18)
vs
-0.03 (0.12),
0.057
0.06 (0.18)
vs
-0.03 (0.12),
0.057
-0.66 (0.25)
vs
-0.73 (0.26),
0.196
-0.66 (0.25)
vs
-0.73 (0.26),
0.196
N/AN/A

영유아의 자발적인 움직임은 척수와 뇌간의 중심 패턴 생성기 네트워크에 의해 내생적으로 생성된다. 이 네트워크는 신체의 단순한 움직임을 초래할 수 있으나 뇌의 발달 동안 서브판 및 피질판 등의 척추 상부 구조 운동으로 조절될 수 있으며, 이는 운동 복잡성을 유발한다. 그러나 자발적 움직임의 비정상적인 패턴은 결핍이 특징으로서, 서브판, 피질판 및/또는 결합 섬유의 손상 또는 기능 장애로 인해 발생한다.Voluntary movements in infants and young children are endogenously generated by central pattern generator networks in the spinal cord and brainstem. This network can result in simple movements of the body, but during brain development it can be controlled by movements of spinal superstructures such as the subplate and cortical plate, which leads to motor complexity. However, abnormal patterns of voluntary movement are characterized by deficiencies, resulting from damage or dysfunction of the sublamina, cortical lamina, and/or connective fibers.

복잡성의 감소는 뇌성마비와 밀접하게 관련된다. 따라서 위 실험예와 같이 조산아의 자발적인 움직임을 객관적으로 측정하기 위해 공간적 및 시간적 가변성을 의미하는 복잡성을 정량적인 측정의 핵심 지표로 사용할 수 있다. 복잡성의 감소는 태아 또는 신생아의 손상을 나타내며 움직이는 기간 동안 정상 및 비정상 자발적 움직임을 구별하는 중요한 특성 중 하나로 간주된다. 특히, 양측 하지의 움직임은 발달 지연의 위험과 관련된다.A decrease in complexity is closely related to cerebral palsy. Therefore, complexity, which means spatial and temporal variability, can be used as a key index for quantitative measurement in order to objectively measure the voluntary movements of premature infants as in the above experimental example. Decreased complexity indicates fetal or neonatal impairment and is considered one of the important characteristics distinguishing between normal and abnormal spontaneous movements during the moving period. In particular, bilateral lower extremity movement is associated with a risk of developmental delay.

피어슨 상관 계수의 유사성은 복잡성의 결과와 일치하지 않는다. 사지간 또는 사지내 운동의 유사도가 비동기 운동의 특징이라고 가정할 수 있다. 그러나 피어슨 상관 계수에 의한 유사도 지수는 정상적인 움직임을 배제하기 위한 측정이 아니다.The similarity of Pearson's correlation coefficient does not match the result of complexity. It can be hypothesized that the similarity of inter-limb or intra-limb movement is characteristic of asynchronous movement. However, the similarity index based on Pearson's correlation coefficient is not a measure for excluding normal motion.

본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 설명하였지만, 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.Although the present invention has been described as described above, those working in the art to which the present invention belongs will readily understand that various modifications and variations are possible without departing from the concept and scope of the claims described below.

10. 영유아 촬영부
20. 연산부
40. 출력부
30. 데이터베이스부
100. 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 시스템
10. Infant & Toddler Photography Department
20. Calculation unit
40. Output
30. Database section
100. Automatic evaluation system for movement complexity in infants and young children

Claims (14)

바로 누운 복수의 영유아들의 움직임 영상을 촬영한 이미지를 제공하는 단계,
상기 이미지를 포즈 예측 모델에 입력해 상기 복수의 영유아들의 각 관절의 위치 좌표를 제공하는 단계,
상기 각 위치 좌표를 이용하여 관절의 관절 각도 및 관절 각속도를 제공하는 단계, 및
상기 각 관절 각도 및 상기 각 관절 각속도의 복잡도를 샘플 엔트로피(sample entropy, SE)로 연산하는 단계
를 포함하고,
상기 각 관절의 위치 좌표를 제공하는 단계에서, 상기 각 관절은 좌측 어깨, 우측 어깨, 좌측 팔꿈치, 우측 팔꿈치, 좌측 손목, 우측 손목, 좌측 고관절, 우측 고관절, 좌측 무릎, 우측 무릎, 좌측 발목 및 우측 발목으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 관절인 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 방법.
Providing an image obtained by photographing motion images of a plurality of infants lying supine;
Providing positional coordinates of each joint of the plurality of infants by inputting the image to a pose prediction model;
Providing joint angles and joint angular velocities of the joints using the angular position coordinates; and
Calculating complexity of each joint angle and each joint angular velocity as sample entropy (SE)
including,
In the step of providing the positional coordinates of each joint, the respective joints are left shoulder, right shoulder, left elbow, right elbow, left wrist, right wrist, left hip joint, right hip joint, left knee, right knee, left ankle, and right A method for automatic evaluation of motion complexity in infants, which is one or more joints selected from the group consisting of the ankle.
제1항에서,
기저장된 상기 복수의 영유아들의 검진 데이터들을 로딩하여 상기 복수의 영유아들을 제1 그룹과 제2 그룹으로 분류하는 단계,
상기 제1 그룹과 상기 제2 그룹에서 각각 상기 복잡도를 추출하는 단계, 및
상기 복잡도로부터 상기 제1 그룹과 상기 제2 그룹간의 상관 계수를 연산하는 단계
를 더 포함하는 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 방법.
In paragraph 1,
Classifying the plurality of infants into a first group and a second group by loading previously stored examination data of the plurality of infants and young children;
extracting the complexity from each of the first group and the second group; and
Calculating a correlation coefficient between the first group and the second group from the complexity
Method for automatically assessing movement complexity of infants and toddlers further comprising a.
제1항에서,
상기 위치 좌표를 제공하는 단계 후에 상기 각 위치 좌표에는 0부터 1까지의 신뢰도가 할당되고 상기 신뢰도가 기설정치 이하로 할당된 위치 좌표는 삭제하는 단계를 더 포함하고, 상기 기설정치는 0.25 내지 0.75인 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 방법.
In paragraph 1,
After the step of providing the location coordinates, a reliability of 0 to 1 is assigned to each location coordinate and deleting the location coordinates to which the reliability is less than a preset value, wherein the preset value is 0.25 to 0.75. A method for automatic assessment of movement complexity in infants and young children.
제3항에서,
상기 위치 좌표를 삭제하는 단계 후에 상기 위치 좌표 중 미싱 데이터(missing data)는 스무딩(smoothing) 처리하는 단계를 더 포함하는 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 방법.
In paragraph 3,
After the step of deleting the position coordinates, missing data among the position coordinates is smoothed.
제1항에서,
상기 복잡도를 연산하는 단계에서, 상기 각 관절 각도는 우측 어깨, 우측 팔꿈치, 좌측 고관절, 좌측 무릎 및 우측 무릎으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 관절 각도이고, 상기 각 관절 각속도는 좌측 어깨, 우측 어깨, 우측 팔꿈치, 좌측 고관절, 우측 고관절, 좌측 무릎, 및 우측 무릎으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 관절 각속도인 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 방법.
In paragraph 1,
In the step of calculating the complexity, each joint angle is one or more joint angles selected from the group consisting of a right shoulder, a right elbow, a left hip joint, a left knee, and a right knee, and each joint angular velocity is a left shoulder, a right shoulder, and a right knee. A method for automatically evaluating motion complexity in infants, which is the angular velocity of one or more joints selected from the group consisting of an elbow, a left hip joint, a right hip joint, a left knee, and a right knee.
바로 누운 복수의 영유아들의 움직임 영상을 촬영한 이미지를 제공하는 단계,
상기 이미지를 포즈 예측 모델에 입력해 상기 복수의 영유아들의 각 좌측 어깨, 우측 어깨, 좌측 팔꿈치, 우측 팔꿈치, 좌측 손목, 우측 손목, 좌측 고관절, 우측 고관절, 좌측 무릎, 우측 무릎, 좌측 발목 및 우측 발목으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 관절들의 위치 좌표를 제공하는 단계,
상기 각 위치 좌표를 이용하여 관절의 관절 각도 또는 관절 각속도를 제공하는 단계,
기저장된 상기 복수의 영유아들의 검진 데이터들을 로딩하여 상기 복수의 영유아들을 제1 그룹과 제2 그룹으로 분류하는 단계, 및
상기 제1 그룹과 상기 제2 그룹에서 각각 상호 다른 관절들 조합의 관절 각도 또는 관절 각속도에서 상관 계수를 연산하는 단계
를 포함하는 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 방법.
Providing an image obtained by photographing motion images of a plurality of infants lying supine;
By inputting the image into a pose prediction model, the left shoulder, right shoulder, left elbow, right elbow, left wrist, right wrist, left hip joint, right hip joint, left knee, right knee, left ankle, and right ankle of each of the plurality of infants and toddlers Providing positional coordinates of one or more joints selected from the group consisting of;
Providing a joint angle or joint angular velocity of a joint using the angular position coordinates;
classifying the plurality of infants into a first group and a second group by loading previously stored examination data of the plurality of infants and young children; and
Calculating a correlation coefficient from joint angles or joint angular velocities of different combinations of joints in the first group and the second group, respectively.
A method for automatically assessing movement complexity in infants and toddlers, including a.
제6항에서,
상기 상관 계수를 연산하는 단계에서,
상기 관절 각도의 상기 관절들 조합은, 좌측 고관절 및 우측 고관절의 조합, 좌측 무릎과 우측 무릎의 조합, 좌측 발목과 우측 발목의 조합, 좌측 고관절과 좌측 어깨의 조합, 우측 고관절과 우측 어깨의 조합, 좌측 어깨와 좌측 팔꿈치의 조합, 우측 어깨와 우측 팔꿈치의 조합, 좌측 고관절과 좌측 무릎의 조합, 그리고 우측 고관절과 우측 무릎의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 조합인 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 방법.
In paragraph 6,
In the step of calculating the correlation coefficient,
The combination of the joints of the joint angle is a combination of a left hip joint and a right hip joint, a combination of a left knee and a right knee, a combination of a left ankle and a right ankle, a combination of a left hip joint and a left shoulder, a combination of a right hip joint and a right shoulder, A method for automatically evaluating movement complexity in infants, which is one or more combinations selected from the group consisting of a combination of the left shoulder and left elbow, a combination of the right shoulder and right elbow, a combination of the left hip joint and the left knee, and a combination of the right hip joint and the right knee.
제7항에서,
상기 관절들 조합은, 좌측 고관절 및 우측 고관절의 조합, 좌측 고관절 및 좌측 어깨의 조합, 그리고 좌측 어깨 및 좌측 팔꿈치의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 조합인 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 방법.
In paragraph 7,
The combination of the joints is one or more combinations selected from the group consisting of a combination of a left hip joint and a right hip joint, a combination of a left hip joint and a left shoulder, and a combination of a left shoulder and a left elbow.
바로 누운 복수의 영유아들의 움직임 영상을 촬영하는 영유아 촬영부,
상기 영유아 촬영부와 연결되어 상기 복수의 영유아들의 각 관절의 위치 좌표와 상기 각 위치 좌표를 이용해 각 관절의 관절 각도 및 관절 각속도를 제공하고, 상기 각 관절 각도 및 상기 각 관절 각속도의 복잡도를 샘플 엔트로피(sample entropy, SE)로 연산하는 연산부, 및
상기 연산부와 연결되고, 상기 복수의 영유아들의 검진 데이터들을 저장하는 데이터베이스부
를 포함하고,
상기 각 관절은 좌측 어깨, 우측 어깨, 좌측 팔꿈치, 우측 팔꿈치, 좌측 손목, 우측 손목, 좌측 고관절, 우측 고관절, 좌측 무릎, 우측 무릎, 좌측 발목 및 우측 발목으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 관절인 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 시스템.
An infant filming unit that photographs motion images of a plurality of infants lying supine;
It is connected to the infant photographing unit to provide joint angles and joint angular velocities of each joint using position coordinates of each joint of the plurality of infants and young children and each position coordinate, and the complexity of each joint angle and each joint angular velocity is calculated as sample entropy. A calculation unit that calculates with (sample entropy, SE), and
A database unit connected to the calculation unit and storing examination data of the plurality of infants and young children
including,
Each of the above joints is one or more joints selected from the group consisting of a left shoulder, a right shoulder, a left elbow, a right elbow, a left wrist, a right wrist, a left hip joint, a right hip joint, a left knee, a right knee, a left ankle, and a right ankle. Movement Complexity Automatic Rating System.
제9항에서,
상기 연산부는 상기 데이터들을 로딩하여 상기 복수의 영유아들을 제1 그룹과 제2 그룹으로 분류하고, 상기 제1 그룹과 상기 제2 그룹에서 각각 상기 복잡도를 추출하여 상기 제1 그룹과 상기 제2 그룹간의 상관 계수를 연산하는 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 시스템.
In paragraph 9,
The calculation unit loads the data, classifies the plurality of infants into a first group and a second group, extracts the complexity from each of the first group and the second group, and calculates the distance between the first group and the second group. An automatic assessment system for motion complexity in infants and young children that calculates correlation coefficients.
제10항에서,
상기 연산부와 연결되어 상기 상관 계수를 출력하는 출력부를 더 포함하는 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 시스템.
In paragraph 10,
An automatic evaluation system for motion complexity of infants and young children further comprising an output unit connected to the operation unit and outputting the correlation coefficient.
바로 누운 복수의 영유아들의 움직임 영상을 촬영하는 영유아 촬영부,
상기 영유아 촬영부와 연결되어 상기 복수의 영유아들의 각 좌측 어깨, 우측 어깨, 좌측 팔꿈치, 우측 팔꿈치, 좌측 손목, 우측 손목, 좌측 고관절, 우측 고관절, 좌측 무릎, 우측 무릎, 좌측 발목 및 우측 발목으로 이루어진 관절들의 위치 좌표와 상기 각 위치 좌표를 이용해 상기 각 관절의 관절 각도 및 관절 각속도를 연산하는 연산부, 및
상기 연산부와 연결되고, 상기 복수의 영유아들의 검진 데이터들을 저장하는 데이터베이스부
를 포함하고,
상기 연산부는, 상기 검진 데이터들을 로딩하여 상기 복수의 영유아들을 제1 그룹과 제2 그룹으로 분류하고, 상기 제1 그룹과 상기 제2 그룹에서 각각 상호 다른 관절들 조합의 관절 각도 또는 관절 각속도에서 상관 계수를 연산하는 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 시스템.
An infant filming unit that photographs motion images of a plurality of infants lying supine;
It is connected to the infant photographing unit and consists of a left shoulder, a right shoulder, a left elbow, a right elbow, a left wrist, a right wrist, a left hip joint, a right hip joint, a left knee, a right knee, a left ankle, and a right ankle of each of the plurality of infants. A calculation unit for calculating joint angles and joint angular velocities of each joint using the positional coordinates of the joints and the respective positional coordinates; and
A database unit connected to the calculation unit and storing examination data of the plurality of infants and young children
including,
The calculation unit loads the examination data, classifies the plurality of infants into a first group and a second group, and correlates joint angles or joint angular velocities of different combinations of joints in the first group and the second group. An automatic evaluation system for infants' movement complexity that calculates coefficients.
제12항에서,
상기 관절 각도에서 상기 관절들 조합은 좌측 고관절 및 우측 고관절의 조합, 좌측 무릎과 우측 무릎의 조합, 좌측 발목과 우측 발목의 조합, 좌측 고관절과 좌측 어깨의 조합, 우측 고관절과 우측 어깨의 조합, 좌측 어깨와 좌측 팔꿈치의 조합, 우측 어깨와 우측 팔꿈치의 조합, 좌측 고관절과 좌측 무릎의 조합, 그리고 우측 고관절과 우측 무릎의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 조합인 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 시스템.
In paragraph 12,
The combination of the joints in the joint angle is a combination of a left hip joint and a right hip joint, a combination of a left knee and a right knee, a combination of a left ankle and a right ankle, a combination of a left hip joint and a left shoulder, a combination of a right hip joint and a right shoulder, a left An automatic evaluation system for infants' movement complexity that is one or more combinations selected from the group consisting of a combination of a shoulder and a left elbow, a combination of a right shoulder and a right elbow, a combination of a left hip and a left knee, and a combination of a right hip and a right knee.
제13항에서,
상기 관절들 조합은, 좌측 고관절 및 우측 고관절의 조합, 좌측 고관절 및 좌측 어깨의 조합, 그리고 좌측 어깨 및 좌측 팔꿈치의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 조합인 영유아의 움직임 복잡도 자동 평가 시스템.
In paragraph 13,
The combination of the joints is one or more combinations selected from the group consisting of a combination of a left hip joint and a right hip joint, a combination of a left hip joint and a left shoulder, and a combination of a left shoulder and a left elbow.
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