KR20230118746A - A glaucoma prediction system in normal intraocular pressure - Google Patents
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Abstract
본 발명은 망막신경절세포정보 및 교세포정보가 저장되고, 망막신경절세포정보 및 교세포정보의 각각을 환자, 실험군에 포함된 정상대조군, 안압하강제 불규칙 점안군 및 안압하강제 규칙 점안군으로 분류하는 빅데이터부, 빅데이터부로부터 전송되는 망막신경절세포정보 및 교세포정보를 영상처리하는 영상처리부, 영상처리부로부터 전송되는 망막신경절세포정보 및 교세포정보를 딥러닝하여 환자 및 실험군에 대한 망막신경절세포수 및 활성화된 교세포수를 분석하는 딥러닝부, 환자의 안압을 실시간으로 측정하는 안압 측정부, 안압 측정부에서 실시간으로 측정되는 환자의 안압을 기반으로 환자의 안압 변동폭을 연산하는 안압 변동폭 연산부, 실험군에 대한 망막신경절세포수와 환자에 대한 망막신경절세포수, 실험군에 대한 활성화된 교세포수와 환자에 대한 활성화된 교세포수를 비교하여 환자의 안구에 대한 녹내장 발생 가능성을 예측하는 녹내장 예측부 및 녹내장 예측부로부터 전송되는 녹내장 예측정보를 출력하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 정상 안압 시 녹내장 예측 시스템을 제공한다.In the present invention, retinal ganglion cell information and glial cell information are stored, and each of the retinal ganglion cell information and glial cell information is classified into a patient, a normal control group included in the experimental group, an intraocular pressure-lowering drug irregular eye drop group, and an eye pressure-lowering drug regular eye drop group. The data unit, the image processing unit that processes the retinal ganglion cell information and glial cell information transmitted from the big data unit, and the retinal ganglion cell information and glial cell information transmitted from the image processing unit are deep-learned to count and activate retinal ganglion cells for patients and experimental groups. A deep learning unit that analyzes the number of glial cells, an intraocular pressure measurement unit that measures the patient's intraocular pressure in real time, an intraocular pressure fluctuation range calculation unit that calculates the patient's intraocular pressure fluctuation range based on the patient's intraocular pressure measured in real time by the intraocular pressure measurement unit, From the glaucoma prediction unit and the glaucoma prediction unit that predict the possibility of glaucoma in the patient's eye by comparing the number of retinal ganglion cells, the number of retinal ganglion cells in the patient, the number of activated glial cells in the experimental group and the number of activated glial cells in the patient. Provided is a system for predicting glaucoma during normal intraocular pressure, comprising an output unit for outputting transmitted glaucoma prediction information.
Description
본 발명은 정상 안압 시 녹내장 예측 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 안구가 정상 안압을 가질 경우에 발생되는 녹내장을 예측하기 위한 정상 안압 시 녹내장 예측 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a system for predicting glaucoma at normal intraocular pressure, and more particularly, to a system for predicting glaucoma at normal intraocular pressure for predicting glaucoma occurring when an eyeball has normal intraocular pressure.
녹내장은 안압의 상승으로 인해 시신경이 눌리거나 혈액 공급에 장애가 생겨 시신경의 기능에 이상을 초래하는 질환이다. 시신경은 눈으로 받아들인 빛을 뇌로 전달하여 '보게 하는' 신경이므로 여기에 장애가 생기면 시야결손이 나타나고 말기에는 시력을 상실하게 된다.Glaucoma is a disease in which the optic nerve is compressed due to an increase in intraocular pressure or blood supply is disturbed, resulting in abnormal function of the optic nerve. Since the optic nerve transmits the light received by the eyes to the brain and 'sees' the nerve, if there is a disorder here, visual field defects appear and in the end, vision is lost.
이러한 녹내장은 말기에 이르기까지 별다른 증상이 나타나지 않으므로 정기적인 안압검사 및 안저검사(Funduscopy)를 통해 녹내장을 조기에 발견하여 치료하는 것이 매우 중요하다.Since such glaucoma does not show any symptoms until the final stage, it is very important to detect and treat glaucoma at an early stage through regular intraocular pressure and funduscopy.
녹내장은 눈의 시각정보를 뇌에 전달해주는 시신경이 손상되면서 시야가 서서히 좁아지는 질환이다. 녹내장은 안압은 보통 21mmHg까지 정도를 정상안압 기준으로 보고 있으며 높은 안압은 녹내장의 가장 중요한 위험인자이다.Glaucoma is a disease that gradually narrows the field of vision due to damage to the optic nerve that transmits visual information from the eye to the brain. In glaucoma, intraocular pressure is usually considered to be up to 21 mmHg, and high intraocular pressure is the most important risk factor for glaucoma.
하지만 정상안압 범위에서도 안압에 의한 녹내장성 시신경 변화가 생길 수 있으며 한국을 비롯한 아시아에서는 안압이 높은 녹내장이 많은 서양 다른 국가들과 달리 정상안압녹내장이 원발개방각녹내장의 80% 가까이 차지하고 있다. However, glaucomatous optic nerve changes due to intraocular pressure can occur even within the normal intraocular pressure range, and in Asia, including Korea, normal tension glaucoma accounts for nearly 80% of primary open angle glaucoma, unlike other Western countries where there are many high intraocular pressure glaucoma.
이와 관련하여 시신경은 눈에서 뇌로 연결되어 있는데 눈에서 시신경유두라는 곳에서 모여서 눈 밖으로 빠져나가는데 이때 체처럼 구멍이 숭숭 뚫려 있는 사상판이라는 결합조직을 통과하게 된다. 안압이 높을 때 사상판이 취약해서 눌리고 압착되거나 뒤로 밀리게 되며 사상판의 구멍이 변형되게 되어 사상판 구멍을 통과하는 시신경이 그 사이에 끼이고 눌리게 된다. 이로 인해 시신경의 축삭흐름은 방해를 받게 되어 신경영양인자 등의 이동이 저하되어 시신경 세포는 죽게 된다. 정상안압녹내장에서는 시신경유두의 사상판 또는 시신경유두주위 공막 등 눈을 지지하는 결합조직이 약해서 상대적으로 높지 않은 안압에 시신경이 취약하거나 저혈압, 혈관 연축, 자율신경계이상 등 전신적인 혈류장애 등이 녹내장성 시신경 손상에 기여했을 것으로 추정되고 있다.In this regard, the optic nerve is connected from the eye to the brain. It gathers at a place called the optic disc in the eye and passes out of the eye. When the intraocular pressure is high, the filamentous plate becomes vulnerable and is pressed, compressed or pushed back, and the hole in the filamentous plate is deformed, so that the optic nerve passing through the hole in the filamentous plate is pinched and compressed between them. As a result, the axon flow of the optic nerve is disturbed, and the movement of neurotrophic factors, etc., is reduced, and the optic nerve cells die. In normal tension glaucoma, the connective tissue supporting the eye, such as the optic disc of the optic disc or the sclera around the optic disc, is weak, so the optic nerve is vulnerable to relatively high intraocular pressure, or systemic blood flow disorders such as hypotension, vasospasm, and autonomic nervous system abnormalities are glaucomatous. It is believed to have contributed to optic nerve damage.
이에 따라 안압의 변동성이 크면 녹내장의 진행도 빠르다는 연구들이 있다. 정상안압녹내장에서 안압이 정상이어도 정상대조군보다 안압의 변동성이 증가되어 있고 자세에 따른 안압의 변화도 크다는 보고들이 있다. 안압의 변동성이 녹내장성 손상을 증가시키는 명확한 기전은 밝혀져 있지 않으나 불안정한 안관류(ocular perfusion)를 유발하여 약한 정도의 허혈-재관류 손상 (ischemic reperfusion injury)를 야기할 수 있다고 추정되고 있다.Accordingly, there are studies that show that the progression of glaucoma is rapid when the variability of intraocular pressure is large. In normal-tension glaucoma, even if the IOP is normal, there are reports that the variability of IOP is higher than that of the normal control group, and the change in IOP according to posture is also greater. Although the clear mechanism by which intraocular pressure variability increases glaucomatous damage is not known, it is assumed that it may induce unstable ocular perfusion and cause mild ischemic reperfusion injury.
이에 따라 정상안압녹내장 모델은 명확히 구축되어 있지 않으며 시신경 손상 모델로 시신경 분쇄모델(optic nerve crush model) 또는 허혈성 재관류 손상(ischemic/reperfusion injury), 흥분 독성 아미노산(excitotoxic amino acid) 등의 주입을 통해 시신경 손상을 유발하는 동물 모델이 있으나 대부분 급격한 손상 모델로서 만성 안압상승으로 유발되는 녹내장성 시신경 유두의 변화를 동반하지 않아 녹내장 모델로서 한계가 있다.Accordingly, a normal tension glaucoma model has not been clearly established, and as an optic nerve injury model, an optic nerve crush model, ischemic/reperfusion injury, or injection of excitotoxic amino acid is used to treat the optic nerve. Although there are animal models that induce damage, most of them are rapid damage models and do not accompany changes in the glaucomatous optic disc caused by chronic intraocular pressure elevation, so there are limitations as a glaucoma model.
따라서, 정상 안압 시에도 발생하는 녹내장을 예측하거나 녹내장의 발생 가능성을 측정할 수 있는 기술개발이 필요한 실정이다.Therefore, it is necessary to develop a technology capable of predicting glaucoma occurring even under normal intraocular pressure or measuring the possibility of glaucoma occurring.
(특허문헌 1) 공개특허공보 제10-2019-0082149호(2019.07.09.)(Patent Document 1) Patent Publication No. 10-2019-0082149 (2019.07.09.)
상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 안압하강제의 점안으로 인한 안압의 변동성, 시신경세포수 및 활성화된 교세포수를 기반으로 환자의 안구의 녹내장 발생 가능성을 예측하는 정상 안압 시 녹내장 예측 시스템을 제공하는 것이다.An object of the present invention to solve the above problems is to predict glaucoma at normal intraocular pressure, which predicts the possibility of glaucoma in the patient's eye based on the variability of intraocular pressure due to the instillation of an intraocular pressure lowering agent, the number of optic nerve cells, and the number of activated glial cells. to provide the system.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the above-mentioned technical problem, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. There will be.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 망막신경절세포정보 및 교세포정보가 저장되고, 상기 망막신경절세포정보 및 상기 교세포정보의 각각을 환자, 실험군에 포함된 정상대조군, 안압하강제 불규칙 점안군 및 안압하강제 규칙 점안군으로 분류하는 빅데이터부; 상기 빅데이터부로부터 전송되는 상기 망막신경절세포정보 및 상기 교세포정보를 영상처리하는 영상처리부; 상기 영상처리부로부터 전송되는 상기 망막신경절세포정보 및 상기 교세포정보를 딥러닝하여 상기 환자 및 상기 실험군에 대한 망막신경절세포수 및 활성화된 교세포수를 분석하는 딥러닝부; 상기 환자의 안압을 실시간으로 측정하는 안압 측정부; 상기 안압 측정부에서 실시간으로 측정되는 상기 환자의 안압을 기반으로 상기 환자의 안압 변동폭을 연산하는 안압 변동폭 연산부; 상기 실험군에 대한 망막신경절세포수와 상기 환자에 대한 망막신경절세포수, 상기 실험군에 대한 활성화된 교세포수와 상기 환자에 대한 활성화된 교세포수를 비교하여 상기 환자의 안구에 대한 녹내장 발생 가능성을 예측하는 녹내장 예측부; 및 상기 녹내장 예측부로부터 전송되는 녹내장 예측정보를 출력하는 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정상 안압 시 녹내장 예측 시스템을 제공한다.The configuration of the present invention for achieving the above object is to store retinal ganglion cell information and glial cell information, and to store each of the retinal ganglion cell information and glial cell information in patients, normal control groups included in the experimental group, and irregular points in the intraocular pressure lowering agent. Big data unit classifying eye group and intraocular pressure lowering rule eye drops group; an image processing unit for image processing the retinal ganglion cell information and the glial cell information transmitted from the big data unit; a deep learning unit for deep learning the retinal ganglion cell information and the glial cell information transmitted from the image processing unit to analyze the number of retinal ganglion cells and the number of activated glial cells for the patient and the experimental group; an intraocular pressure measurement unit for measuring the intraocular pressure of the patient in real time; an intraocular pressure fluctuation calculation unit configured to calculate an intraocular pressure fluctuation range of the patient based on the patient's intraocular pressure measured in real time by the intraocular pressure measuring unit; Predicting the possibility of glaucoma in the eye of the patient by comparing the number of retinal ganglion cells for the experimental group and the number of retinal ganglion cells for the patient, the number of activated glial cells for the experimental group and the number of activated glial cells for the patient glaucoma prediction unit; and an output unit configured to output the glaucoma prediction information transmitted from the glaucoma prediction unit.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 빅데이터부는, 상기 정상대조군의 망막신경절세포정보 및 교세포정보가 저장되는 제1 데이터베이스; 상기 안압하강제 불규칙 점안군의 망막신경절세포정보 및 교세포정보가 저장되는 제2 데이터베이스; 및 상기 안압하강제 규칙 점안군의 망막신경절세포정보 및 교세포정보가 저장되는 제3 데이터베이스;를 포함하고, 상기 망막신경절세포정보는 Brn3a 및 DAPI로 염색한 시신경세포 및 DNA 산화에 대한 이미지를 포함하고, 상기 교세포정보는 시신경 유두에 있는 교세포가 활성화된 이미지를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the big data unit may include: a first database storing retinal ganglion cell information and glial cell information of the normal control group; a second database storing retinal ganglion cell information and glial cell information of the intraocular pressure lowering agent irregular eye drop group; and a third database in which retinal ganglion cell information and glial cell information of the eye drop group are stored, wherein the retinal ganglion cell information includes images of optic nerve cells and DNA oxidation stained with Brn3a and DAPI, , The glial cell information may include an image in which glial cells in the optic disc are activated.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 딥러닝부는 상기 영상처리된 망막신경절세포정보 및 상기 영상처리된 교세포정보를 딥러닝하여 상기 시신경세포의 기준 및 상기 활성화된 교세포의 기준을 설정한 후 상기 망막신경절세포수 및 상기 활성화된 교세포수를 파악하여 상기 녹내장 예측부로 전송하는 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the deep learning unit performs deep learning on the image-processed retinal ganglion cell information and the image-processed glial cell information to set the optic nerve cell standard and the activated glial cell standard, and then the retinal ganglion cell information. The number of cells and the number of activated glial cells may be identified and transmitted to the glaucoma prediction unit.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 환자의 안압이 21mmHg보다 작거나 같으면서 상기 환자의 안압 변동폭이 0.6mmHg 내지 0.8mmHg보다 크거나 같을 경우, 상기 녹내장 예측부는 상기 환자의 활성화된 교세포수와 상기 실험군의 활성화된 교세포수를 비교한 후 상기 환자의 망막신경절세포수와 상기 실험군의 망막신경절세포수를 비교하여 상기 환자의 녹내장 발생 가능성을 예측하는 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, when the intraocular pressure of the patient is less than or equal to 21 mmHg and the fluctuation range of the patient's intraocular pressure is greater than or equal to 0.6 mmHg to 0.8 mmHg, the glaucoma prediction unit calculates the number of activated glial cells of the patient and the experimental group. After comparing the number of activated glial cells, the possibility of developing glaucoma in the patient may be predicted by comparing the number of retinal ganglion cells of the patient with the number of retinal ganglion cells of the experimental group.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 녹내장 예측부는 상기 환자의 활성화된 교세포수가 상기 불규칙 점안군의 교세포 활성화 수치보다 크거나 같을 경우, 상기 환자의 망막신경절세포수와 상기 실험군의 망막신경절세포수를 비교하는 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the glaucoma prediction unit compares the number of retinal ganglion cells of the patient with the number of retinal ganglion cells of the experimental group when the number of activated glial cells of the patient is greater than or equal to the number of activated glial cells of the irregular eye drop group. It can be characterized as doing.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 녹내장 예측부는 상기 환자의 망막신경절세포수가 상기 불규칙 점안군의 망막신경절세포수보다 작을 경우, 상기 환자의 녹내장 발생 가능성이 있는 것으로 판단하여 상기 환자의 녹내장 발생 가능성이 있음을 알리는 녹내장 예측정보를 생성한 후 상기 출력부로 전송하는 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the glaucoma prediction unit determines that the patient has a possibility of developing glaucoma when the number of retinal ganglion cells of the patient is smaller than the number of retinal ganglion cells of the irregular eye drop group, and determines that the patient has a possibility of developing glaucoma. It may be characterized in that glaucoma prediction information notifying that there is a problem is generated and then transmitted to the output unit.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 녹내장 예측부는 상기 환자의 망막신경절세포수가 상기 정상대조군의 망막신경절세포수 또는 상기 규칙 점안군의 망막신경질세포수보다 크거나 같을 경우, 상기 환자의 녹내장 발생 가능성이 없는 것으로 판단하여 상기 환자의 녹내장 발생 가능성이 없음을 알리는 녹내장 예측정보를 생성한 후 상기 출력부로 전송하는 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the glaucoma predictor predicts the possibility of developing glaucoma in the patient when the number of retinal ganglion cells of the patient is greater than or equal to the number of retinal ganglion cells in the normal control group or the number of retinal nerve cells in the regular eye drop group. It is determined that there is no glaucoma, and glaucoma prediction information indicating that there is no possibility of glaucoma occurring in the patient may be generated and then transmitted to the output unit.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 녹내장 예측부는 상기 환자의 활성화된 교세포수가 상기 정상대조군의 교세포 활성화 수치 또는 상기 규칙 점안군의 교세포 활성화수보다 작을 경우, 상기 환자의 안압변동의 영향이 있을 가능성이 적은 것으로 판단하여 상기 환자의 녹내장 발생 가능성이 적음을 알리는 녹내장 예측정보를 생성한 후 상기 출력부로 전송하는 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the glaucoma prediction unit, when the number of activated glial cells of the patient is smaller than the number of activated glial cells of the normal control group or the number of activated glial cells of the regular eye drop group, is likely to be affected by intraocular pressure fluctuations of the patient. It may be characterized in that glaucoma prediction information informing that the possibility of occurrence of glaucoma of the patient is low is generated by determining that the glaucoma is low, and then transmitted to the output unit.
본 발명의 실시예에 있어서, 망막 촬영시 상기 정상대조군의 망막신경절세포수는 15개이고, 상기 안압하강제 불규칙 점안군의 망막신경절세포수는 10개이며, 상기 안압하강제 규칙 점안군의 망막신경절세포수는 14개인 것을 특징으로 할 수 있다.In the embodiment of the present invention, during retinal imaging, the number of retinal ganglion cells in the normal control group was 15, the number of retinal ganglion cells in the irregular eye drop group was 10, and the retinal ganglion cells in the regular eye drop group. The number of cells may be 14.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 정상대조군의 활성화된 교세포의 이미지 강도는 6이고, 상기 안압하강제 불규칙 점안군의 활성화된 교세포의 이미지 강도는 11이며, 상기 안압하강제 규칙 점안군의 활성화된 교세포의 이미지 강도는 4인 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the image intensity of the activated glial cells of the normal control group is 6, the image intensity of the activated glial cells of the irregular eye drop group of the IOP-lowering agent is 11, and the image intensity of the activated glial cells of the IOP-lowering agent regular eye drop group is 6. The image intensity of glial cells may be characterized as being 4.
상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 안압하강제의 점안으로 인한 안압의 변동성, 시신경세포수 및 활성화된 교세포수를 기반으로 환자의 안구의 녹내장 발생 가능성을 예측함으로써 미리 안구를 관리할 수 있을 뿐만 아니라 녹내장에 대한 신속한 대응이 가능하다.The effect of the present invention according to the configuration as described above is to manage the eye in advance by predicting the possibility of glaucoma in the eye of the patient based on the variability of intraocular pressure due to the instillation of the intraocular pressure lowering agent, the number of optic nerve cells and the number of activated glial cells. In addition, rapid response to glaucoma is possible.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above effects, and should be understood to include all effects that can be inferred from the detailed description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 정상 안압 시 녹내장 예측 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 정상 안압 시 녹내장 예측 시스템에서 사용되는 안압의 변동성을 확인하기 위한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 정상 안압 시 녹내장 예측 시스템에서 사용되는 안압의 변동성과 관련된 세표자연사(apoptosis)를 확인하기 위한 이미지이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 정상 안압 시 녹내장 예측 시스템에서 안압의 변동성 증가를 확인하기 위한 예비실험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 정상 안압 시 녹내장 예측 시스템에서 망막신경절세포수의 감소를 확인하기 위한 이미지이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 정상 안압 시 녹내장 예측 시스템에서 망막신경절세포수의 감소를 확인하기 위한 실험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 정상 안압 시 녹내장 예측 시스템에서 시신경유두의 교세포가 활성화된 정도를 나타낸 이미지이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 정상 안압 시 녹내장 예측 시스템에서 시신경유두의 교세포가 활성화된 정도를 실험한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 정상 안압 시 녹내장 예측 시스템에 구비된 녹내장 예측부가 정상안압녹내장을 판단하는 과정을 나타낸 순서도이다.1 is a block diagram showing a system for predicting glaucoma under normal intraocular pressure according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph for confirming intraocular pressure variability used in a system for predicting glaucoma at normal intraocular pressure according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an image for confirming apoptosis associated with intraocular pressure variability used in the system for predicting glaucoma under normal intraocular pressure according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing results of a preliminary experiment for confirming an increase in intraocular pressure variability in the system for predicting glaucoma at normal intraocular pressure according to an embodiment of the present invention.
5 is an image for confirming a decrease in the number of retinal ganglion cells in the system for predicting glaucoma under normal intraocular pressure according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph showing experimental results for confirming a decrease in the number of retinal ganglion cells in the system for predicting glaucoma under normal intraocular pressure according to an embodiment of the present invention.
7 is an image showing the degree of activation of glial cells of the optic disc in the system for predicting glaucoma under normal intraocular pressure according to an embodiment of the present invention.
8 is a graph showing the results of experiments on the degree of activation of glial cells of the optic disc in the system for predicting glaucoma under normal intraocular pressure according to an embodiment of the present invention.
9 is a flowchart illustrating a process of determining normal tension glaucoma by a glaucoma prediction unit included in the system for predicting normal tension glaucoma according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be embodied in many different forms and, therefore, is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected (connected, contacted, combined)" with another part, this is not only "directly connected", but also "indirectly connected" with another member in between. "Including cases where In addition, when a part "includes" a certain component, it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in this specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "include" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 정상 안압 시 녹내장 예측 시스템을 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram showing a system for predicting glaucoma under normal intraocular pressure according to an embodiment of the present invention.
정상 안압 시 녹내장 예측 시스템(100)는 빅데이터부(110), 영상처리부(120), 딥러닝부(130), 녹내장 예측부(160) 및 출력부(170)를 포함한다.The system for predicting glaucoma during normal
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 정상 안압 시 녹내장 예측 시스템에서 사용되는 안압의 변동성을 확인하기 위한 그래프이다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 정상 안압 시 녹내장 예측 시스템에서 사용되는 안압의 변동성과 관련된 세표자연사(apoptosis)를 확인하기 위한 이미지이다.2 is a graph for confirming intraocular pressure variability used in a system for predicting glaucoma at normal intraocular pressure according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is an image for confirming apoptosis associated with intraocular pressure variability used in the system for predicting glaucoma under normal intraocular pressure according to an embodiment of the present invention.
일반적으로 안압에 변동이 생길 경우, 녹내장이 발생할 가능성이 있다고 알려져 있고, 이를 기반으로 한 종래의 안압 녹내장 모델에서는 서양인의 안구에서 안구의 변동을 통해 녹내장의 발생 가능성을 예측하였다.In general, it is known that there is a possibility of glaucoma when intraocular pressure changes, and based on this, a conventional intraocular pressure glaucoma model predicts the possibility of glaucoma through ocular fluctuations in the eye of a Westerner.
그러나, 아시아계인의 경우에는 정상 안압인 경우에도 녹내장이 발생하는 경우가 빈번하므로 종래의 안압 녹내장 모델로는 녹내장의 발생 가능성을 예측할 수가 없었다.However, since glaucoma frequently occurs in Asians even with normal intraocular pressure, the possibility of glaucoma cannot be predicted using conventional intraocular pressure glaucoma models.
이에 따라 본 발명에서는 녹내장이 발생한 안구의 안압을 낮추기 위해 사용되는 안압하강제를 점안한 후 안구의 변동성을 확인하였으며, 이와 관련된 결과가 도 2 및 도 3에 도시된다.Accordingly, in the present invention, the intraocular pressure lowering agent used to lower the intraocular pressure of the eyeball with glaucoma was instilled and the variability of the eyeball was confirmed, and the results related thereto are shown in FIGS. 2 and 3 .
도 2는 당뇨 쥐 모델에서 안압의 변동성을 확인한 결과로서, 도 2에 도시된 바와 같이 당뇨 쥐 모델에서 안압의 변동성 증가를 확인할 수 있었다.2 is a result of confirming the variability of intraocular pressure in the diabetic rat model, and as shown in FIG. 2, it was confirmed that the variability of the intraocular pressure increased in the diabetic rat model.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이 정상대조군(Normal control)에서는 세포자연사(apoptosis)를 발견할 수 없었던 반면(도 3의 좌측), 당뇨병(diabetes)이 있는 쥐 모델에서는 RGC의 세포자연사(apoptosis)를 확인(도 3의 중앙)할 수 있었으며, 안압하강제의 복합 점안 후 쥐 모델에서는 세포자연사(apoptosis)가 감소함을 확인하였다.In addition, as shown in FIG. 3, apoptosis was not found in the normal control group (left side of FIG. 3), whereas in the rat model with diabetes, apoptosis of RGC It was confirmed (center of FIG. 3), and it was confirmed that apoptosis was reduced in the rat model after complex instillation of the intraocular pressure lowering agent.
즉, 당뇨에서는 자율신경이상과 혈관의 자기조절(autoregulation)이 저하되어 있을 수 있어 안압 변동 외에 다른 요인이 망막신경절세포사에 영향을 주었을 수 있기 때문에 본 발명에서는 전신질환이 없는 쥐 모델에서 정상 안압 시 녹내장 예측 시스템(100)를 제공하고자 한다.In other words, since autonomic nerve abnormalities and vascular autoregulation may be reduced in diabetes, factors other than intraocular pressure fluctuations may have affected retinal ganglion cell death. It is intended to provide a system for predicting glaucoma (100).
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 정상 안압 시 녹내장 예측 시스템에서 안압의 변동성 증가를 확인하기 위한 예비실험 결과를 나타낸 그래프이다.4 is a graph showing results of a preliminary experiment for confirming an increase in intraocular pressure variability in the system for predicting glaucoma under normal intraocular pressure according to an embodiment of the present invention.
도 4는 정상쥐에서 안압하강제의 불규칙 점안을 통해 안압의 변동성 증가를 확인하기 위한 예비실험 결과로서, 도 4에 도시된 바와 같이 실제로 예비연구로 쥐 동물모델에서 일주일에 3일 불규칙적으로 안압하강제를 점안하였더니 안압하강제를 점안하지 않는 정상대조군이나 안압하강제를 규칙적으로 점안한 군보다 안압의 표준편차가 크게 나타났다.Figure 4 is a preliminary experiment result for confirming the increase in intraocular pressure variability through irregular instillation of an intraocular pressure lowering agent in normal rats. When forced instillation, the standard deviation of intraocular pressure was larger than that of the normal control group that did not use IOP-lowering medication or the group that applied IOP-lowering medication regularly.
상기한 실험을 통해 안압하강제를 불규칙적으로 점안할 시 안압의 변동성이 커짐을 확인하였다.Through the above experiment, it was confirmed that the variability of intraocular pressure increased when intraocular pressure lowering agent was applied irregularly.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 정상 안압 시 녹내장 예측 시스템에서 망막신경절세포수의 감소를 확인하기 위한 이미지이다. 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 정상 안압 시 녹내장 예측 시스템에서 망막신경절세포수의 감소를 확인하기 위한 실험 결과를 나타낸 그래프이다. 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 정상 안압 시 녹내장 예측 시스템에서 시신경유두의 교세포가 활성화된 정도를 나타낸 이미지이다. 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 정상 안압 시 녹내장 예측 시스템에서 시신경유두의 교세포가 활성화된 정도를 실험한 결과를 나타낸 그래프이다.5 is an image for confirming a decrease in the number of retinal ganglion cells in the system for predicting glaucoma under normal intraocular pressure according to an embodiment of the present invention. 6 is a graph showing experimental results for confirming a decrease in the number of retinal ganglion cells in the system for predicting glaucoma under normal intraocular pressure according to an embodiment of the present invention. 7 is an image showing the degree of activation of glial cells of the optic disc in the system for predicting glaucoma under normal intraocular pressure according to an embodiment of the present invention. 8 is a graph showing the results of experiments on the degree of activation of glial cells of the optic disc in the system for predicting glaucoma under normal intraocular pressure according to an embodiment of the present invention.
빅데이터부(110)는 망막신경절세포정보 및 교세포정보가 저장되고, 망막신경절세포정보 및 교세포정보의 각각을 환자, 실험군에 포함된 정상대조군, 안압하강제 불규칙 점안군 및 안압하강제 규칙 점안군으로 분류한다.The
여기서, 망막신경절세포정보는 도 5에 도시된 Merge, Brn3a 및 DAPI로 염색한 시신경세포 및 DNA 산화에 대한 이미지를 포함한다.Here, the retinal ganglion cell information includes images of optic nerve cells and DNA oxidation stained with Merge, Brn3a, and DAPI shown in FIG. 5 .
구체적으로 도 5에는 실험군에 포함된 정상대조군, 안압하강제 불규칙 점안군 및 안압하강제 규칙 점안군에 대한 각각의 시신경세포를 각각 Merge, Brn3a 및 DAPI로 염색한 이미지가 도시되어 있다.Specifically, FIG. 5 shows images of Merge, Brn3a, and DAPI-stained optic nerve cells for the normal control group, the irregular eye drops group, and the regular eye drop eye drops group included in the experimental group.
도 5를 참조하면, 안압강하제 불규칙 점안군의 시신경세포수(망막시경절세포수)가 정상대조군 및 안압하강제 규칙 점안군의 시신경세포수(망막시경절세포수)보다 감소함을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 5 , it can be confirmed that the number of optic nerve cells (number of retinal ganglion cells) in the irregular eye drops group was lower than that of the normal control group and the regular eye drops group.
이와 관련하여 도 6을 참조하면, 시신경세포를 염색한 Brn3a를 염색하였을 시 불규칙적으로 안약을 점안해서 정상안압 변동모델을 만든 쥐에서 시신경세포(망막시경절세포수)의 수가 다른 군(정상대조군 및 안압하강제 규칙 점안군)에 비해 유의하게 적음을 확인할 수 있다.In this regard, referring to FIG. 6, when staining Brn3a, which stains optic nerve cells, the number of optic nerve cells (retinal ganglion cell number) was different in the rats in which eyedrops were instilled irregularly to create a normal intraocular pressure fluctuation model (normal control group and intraocular pressure). It can be confirmed that it is significantly less than that of the lowering agent rule eye drop group).
또한, 도 7을 참조하면, 교세포정보는 시신경 유두에 있는 교세포가 활성화된 이미지를 포함한다.Also, referring to FIG. 7 , glial cell information includes an image in which glial cells in the optic disc are activated.
도 7에는 정상대조군, 안압하강제 불규칙 점안군 및 안압하강제 규칙 점안군에 대한 교세포의 활성화 정도를 시각적으로 도시하고 있다.FIG. 7 visually shows the degree of activation of glial cells in the normal control group, the irregular intraocular pressure lowering agent instillation group, and the intraocular pressure lowering agent regular instillation group.
도 7 및 도 8을 참조하면, 일반적으로 녹내장에서 망막신경절세포의 손상은 주로 시신경 유두에서 일어나는 것으로 사료되고 있으며 시신경 유두의 사상판이 압축되고 뒤로 밀리고 교세포의 일종인 별아교세포의 활성화가 관찰된다.Referring to FIGS. 7 and 8 , it is generally believed that retinal ganglion cell damage in glaucoma occurs mainly in the optic nerve head, and the optic disc of the optic nerve head is compressed and pushed back, and activation of astrocytes, a type of glial cells, is observed.
도 7에 도시된 정상안압녹내장 쥐 모델에서는 사상판이 없으나 사상판에 해당하는 부위에 사람의 별아교세포가 위치하고 있으며 안압하강제의 불규칙 점안을 통한 정상안압녹내장 모델에서 시신경 유두의 교세포 활성화를 면역화학염색을 통해 확인하였다.In the normal tension glaucoma mouse model shown in FIG. 7 , there is no deformed plate, but human astrocytes are located in the portion corresponding to the deformed plate, and immunochemical staining shows glial cell activation of the optic disc in the normal tension glaucoma model through irregular instillation of an intraocular pressure lowering agent. confirmed through
상기한 망막신경절세포정보 및 교세포정보가 저장되는 빅데이터부(110)는 제1 데이터베이스(111), 제2 데이터베이스(112) 및 제3 데이터베이스(113)를 포함한다.The
제1 데이터베이스(111)는 정상대조군의 망막신경절세포정보 및 교세포정보가 저장된다.The
제2 데이터베이스(112)는 안압하강제 불규칙 점안군의 망막신경절세포정보 및 교세포정보가 저장된다.The
제3 데이터베이스(113)는 안압하강제 규칙 점안군의 망막신경절세포정보 및 교세포정보가 저장된다.The
또한, 데이터베이스부(110)는 환자의 망막신경절세포정보 및 교세포정보가 저장되는 제4 데이터베이스(미도시)를 더 포함할 수 있다.In addition, the
상기한 제1 내지 제4 데이터베이스(111, 112, 113)는 실험군 및 환자의 망막신경절세포정보 및 교세포정보를 영상처리부(120)로 전송한다.The first to
영상처리부(120)는 빅데이터부(110)로부터 전송되는 망막신경절세포정보 및 교세포정보를 영상처리한다.The
구체적으로 영상처리부(120)는 실험군 및 환자의 망막신경절세포(시신경세포)와 주변 조직 간의 구분을 명확하게 하고, Merge, Brn3a 및 DAPI가 염색된 실험군 및 환자의 망막신경절세포(시신경세포)가 시각적으로 잘 보이도록 하기 위한 영상처리를 수행한다.Specifically, the
또한, 영상처리부(120)는 실험군 및 환자의 교세포와 주변 조직 간의 구분을 명확하게 하고, 실험군 및 환자의 활성화된 교세포가 시각적으로 잘 보이도록 하기 위한 영상처리를 수행한다.In addition, the
상기한 영상처리부(120)는 영상처리된 실험군 및 환자의 망막신경절세포정보 및 교세포정보를 딥러닝부(130)로 전송한다.The
딥러닝부(130)는 영상처리부(120)로부터 전송되는 영상처리된 망막신경절세포정보 및 교세포정보를 딥러닝하여 시신경세포(망막신경절세포)의 기준 및 활성화된 교세포의 기준을 설정한 후 환자 및 실험군에 대한 망막신경절세포수 및 활성화된 교세포수를 분석한 후 분석된 결과를 파악하여 녹내장 예측부(160)로 전송한다.The
도 6을 참조하면, 정상대조군의 망막신경절세포수(시신경세포수)는 15개이고, 안압하강제 불규칙 점안군의 망막신경절세포수(시신경세포수)는 10개이며, 안압하강제 규칙 점안군의 망막신경절세포수(시신경세포수)는 14개이다.Referring to FIG. 6, the number of retinal ganglion cells (optic nerve cells) of the normal control group was 15, the number of retinal ganglion cells (optic nerve cells) of the irregular eye drops group was 10, and the number of retinal ganglion cells (optic nerve cells) of the regular eye drop group The number of retinal ganglion cells (optic nerve cells) is 14.
또한, 도 8을 참조하면, 정상대조군의 활성화된 교세포수는 6개이고, 안압하강제 불규칙 점안군의 활성화된 교세포수는 11개이며, 안압하강제 규칙 점안군의 활성화된 교세포수는 4개이다.Also, referring to FIG. 8 , the number of activated glial cells in the normal control group was 6, the number of activated glial cells in the irregular eye drops group was 11, and the number of activated glia cells in the regular eye drop group was 4.
상기한 딥러닝부(130)는 영상처리된 망막신경절세포정보 및 영상처리된 교세포정보를 딥러닝하여 망막시신경세포(시신경세포)의 기준 및 활성화된 교세포의 기준을 설정한 후 망막시신경세포수(시신경세포수) 및 활성화된 교세포수를 파악하여 녹내장 예측부(160)로 전송한다.The
안압 측정부(140)는 환자의 안압을 실시간으로 측정한다.The intraocular
또한, 안압 측정부(140)는 실시간으로 측정된 환자의 안압을 안압 변동폭 연산부(150) 및 녹내장 예측부(160)로 전송한다.In addition, the intraocular
안압 변동폭 연산부(150)는 안압 측정부(140)로부터 실시간으로 전송되는 환자의 다수의 안압을 연산하여 환자의 안압 변동폭에 대한 표준편차를 연산한다.The intraocular pressure fluctuation
상기한 안압 변동폭 연산부(150)는 환자의 안압 변동폭을 녹내장 예측부(160)로 전송한다.The intraocular pressure
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 정상 안압 시 녹내장 예측 시스템에 구비된 녹내장 예측부가 정상안압녹내장을 판단하는 과정을 나타낸 순서도이다.9 is a flowchart illustrating a process of determining normal tension glaucoma by a glaucoma prediction unit included in the system for predicting normal tension glaucoma according to an embodiment of the present invention.
녹내장 예측부(160)는 환자의 안압과 기설정된 안압을 비교한 후 환자의 안압 변동폭과 기설정된 안압 변동폭을 비교하고, 환자의 활성화된 교세포수와 실험군의 활성화된 교세포수를 비교한 후 환자의 망막신경절세포수와 실험군의 망막신경절세포수를 비교하여 환자의 녹내장 발생 가능성을 예측한다.The
여기서, 기설정된 안압은 21mmHg이고, 기설정된 안압 변동폭은 0.6mmHg 내지 0.8mmHg이다.Here, the preset intraocular pressure is 21 mmHg, and the preset intraocular pressure fluctuation range is 0.6 mmHg to 0.8 mmHg.
도 9를 참조하면, 녹내장 예측부(160)는 환자의 안압이 21mmHg보다 작거나 같으면서 상기 환자의 안압 변동폭이 0.6mmHg 내지 0.8mmHg보다 크거나 같을 경우, 환자의 활성화된 교세포수와 실험군의 활성화된 교세포수를 비교한다.Referring to FIG. 9 , the
구체적으로 녹내장 예측부(160)는 도 9에 도시된 바와 같이 환자의 활성화된 교세포수가 불규칙 점안군의 교세포 활성화 수치보다 크거나 같을 경우, 환자의 망막신경절세포수와 실험군의 망막신경절세포수를 비교한다.Specifically, as shown in FIG. 9 , the
다음, 전술한 바에 이어서, 도 9를 참조하면, 녹내장 예측부(160)는 환자의 망막신경절세포수가 불규칙 점안군의 망막신경절세포수보다 작을 경우, 환자의 녹내장 발생 가능성이 있는 것으로 판단하여 환자의 녹내장 발생 가능성이 있음을 알리는 녹내장 예측정보를 생성한 후 출력부(170)로 전송한다.Next, following the above, referring to FIG. 9 , the
한편, 녹내장 예측부(160)는 환자의 망막신경절세포수가 정상대조군의 망막신경절세포수 또는 규칙 점안군의 망막신경질세포수보다 크거나 같을 경우, 환자의 녹내장 발생 가능성이 없는 것으로 판단하여 환자의 녹내장 발생 가능성이 없음을 알리는 녹내장 예측정보를 생성한 후 출력부(170)로 전송한다.Meanwhile, the
다른 한편, 녹내장 예측부(160)는 환자의 활성화된 교세포수가 정상대조군의 교세포 활성화 수치 또는 규칙 점안군의 교세포 활성화수보다 작을 경우, 환자의 안압변동의 영향이 있을 가능성이 적은 것으로 판단하여 환자의 녹내장 발생 가능성이 적음을 알리는 녹내장 예측정보를 생성한 후 출력부(170)로 전송한다.On the other hand, when the number of activated glial cells of the patient is smaller than the number of activated glial cells of the normal control group or the number of activated glial cells of the regular eye drop group, the
출력부(170)는 녹내장 예측부(160)로부터 전송되는 녹내장 예측정보를 출력하고, 이에 따라 술자는 출력부(170)로부터 출력된 녹내장 예측정보를 기반으로 환자의 수술 일정, 수술 방향 등을 결정한다.The
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustrative purposes, and those skilled in the art can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
100: 정상 안압 시 녹내장 예측 시스템
110: 빅데이터부
111: 제1 데이터베이스
112: 제2 데이터베이스
113: 제3 데이터베이스
120: 영상처리부
130: 딥러닝부
140: 안압 측정부
150: 안압 변동폭 연산부
160: 녹내장 예측부
170: 출력부100: glaucoma prediction system at normal intraocular pressure
110: big data unit
111: first database
112: second database
113 third database
120: image processing unit
130: deep learning unit
140: intraocular pressure measuring unit
150: intraocular pressure fluctuation range calculation unit
160: glaucoma prediction unit
170: output unit
Claims (10)
상기 빅데이터부로부터 전송되는 상기 망막신경절세포정보 및 상기 교세포정보를 영상처리하는 영상처리부;
상기 영상처리부로부터 전송되는 상기 망막신경절세포정보 및 상기 교세포정보를 딥러닝하여 상기 환자 및 상기 실험군에 대한 망막신경절세포수 및 활성화된 교세포수를 분석하는 딥러닝부;
상기 환자의 안압을 실시간으로 측정하는 안압 측정부;
상기 안압 측정부에서 실시간으로 측정되는 상기 환자의 안압을 기반으로 상기 환자의 안압 변동폭을 연산하는 안압 변동폭 연산부;
상기 실험군에 대한 망막신경절세포수와 상기 환자에 대한 망막신경절세포수, 상기 실험군에 대한 활성화된 교세포수와 상기 환자에 대한 활성화된 교세포수를 비교하여 상기 환자의 안구에 대한 녹내장 발생 가능성을 예측하는 녹내장 예측부; 및
상기 녹내장 예측부로부터 전송되는 녹내장 예측정보를 출력하는 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정상 안압 시 녹내장 예측 시스템.
Retinal ganglion cell information and glial cell information are stored, and each of the retinal ganglion cell information and glial cell information is classified into a patient, a normal control group included in the experimental group, an intraocular pressure-lowering drug irregular eye drop group, and an eye pressure-lowering drug regular eye drop group. Big data wealth;
an image processing unit for image processing the retinal ganglion cell information and the glial cell information transmitted from the big data unit;
a deep learning unit for deep learning the retinal ganglion cell information and the glial cell information transmitted from the image processing unit to analyze the number of retinal ganglion cells and the number of activated glial cells for the patient and the experimental group;
an intraocular pressure measurement unit for measuring the intraocular pressure of the patient in real time;
an intraocular pressure fluctuation calculation unit configured to calculate an intraocular pressure fluctuation range of the patient based on the patient's intraocular pressure measured in real time by the intraocular pressure measuring unit;
Predicting the possibility of glaucoma in the eye of the patient by comparing the number of retinal ganglion cells for the experimental group and the number of retinal ganglion cells for the patient, the number of activated glial cells for the experimental group and the number of activated glial cells for the patient glaucoma prediction unit; and
The system for predicting glaucoma at normal intraocular pressure, comprising: an output unit for outputting the glaucoma prediction information transmitted from the glaucoma predictor.
상기 빅데이터부는,
상기 정상대조군의 망막신경절세포정보 및 교세포정보가 저장되는 제1 데이터베이스;
상기 안압하강제 불규칙 점안군의 망막신경절세포정보 및 교세포정보가 저장되는 제2 데이터베이스; 및
상기 안압하강제 규칙 점안군의 망막신경절세포정보 및 교세포정보가 저장되는 제3 데이터베이스;를 포함하고,
상기 망막신경절세포정보는 Brn3a 및 DAPI로 염색한 시신경세포 및 DNA 산화에 대한 이미지를 포함하고,
상기 교세포정보는 시신경 유두에 있는 교세포가 활성화된 이미지를 포함하는 것을 특징으로 하는 정상 안압 시 녹내장 예측 시스템.
According to claim 1,
The big data unit,
a first database storing retinal ganglion cell information and glial cell information of the normal control group;
a second database storing retinal ganglion cell information and glial cell information of the intraocular pressure lowering agent irregular eye drop group; and
A third database in which retinal ganglion cell information and glial cell information of the intraocular pressure lowering rule eye drop group are stored;
The retinal ganglion cell information includes images of optic nerve cells and DNA oxidation stained with Brn3a and DAPI,
The glial cell information includes an image in which glial cells in the optic nerve head are activated.
상기 딥러닝부는 상기 영상처리된 망막신경절세포정보 및 상기 영상처리된 교세포정보를 딥러닝하여 상기 시신경세포의 기준 및 상기 활성화된 교세포의 기준을 설정한 후 상기 망막신경절세포수 및 상기 활성화된 교세포수를 파악하여 상기 녹내장 예측부로 전송하는 것을 특징으로 하는 정상 안압 시 녹내장 예측 시스템.
According to claim 2,
The deep learning unit performs deep learning on the image-processed retinal ganglion cell information and the image-processed glial cell information to set the optic nerve cell standard and the activated glial cell standard, and then the number of retinal ganglion cells and the number of activated glial cells. A system for predicting glaucoma during normal intraocular pressure, characterized in that for identifying and transmitting to the glaucoma predicting unit.
상기 환자의 안압이 21mmHg보다 작거나 같으면서 상기 환자의 안압 변동폭이 0.6mmHg 내지 0.8mmHg보다 크거나 같을 경우, 상기 녹내장 예측부는 상기 환자의 활성화된 교세포수와 상기 실험군의 활성화된 교세포수를 비교한 후 상기 환자의 망막신경절세포수와 상기 실험군의 망막신경절세포수를 비교하여 상기 환자의 녹내장 발생 가능성을 예측하는 것을 특징으로 하는 정상 안압 시 녹내장 예측 시스템.
According to claim 3,
When the intraocular pressure of the patient is less than or equal to 21 mmHg and the fluctuation range of the patient's intraocular pressure is greater than or equal to 0.6 mmHg to 0.8 mmHg, the glaucoma prediction unit compares the number of activated glial cells of the patient with the number of activated glial cells of the experimental group, and then The system for predicting glaucoma under normal intraocular pressure, characterized in that for predicting the possibility of glaucoma in the patient by comparing the number of retinal ganglion cells of the patient and the number of retinal ganglion cells in the experimental group.
상기 녹내장 예측부는 상기 환자의 활성화된 교세포수가 상기 불규칙 점안군의 교세포 활성화 수치보다 크거나 같을 경우, 상기 환자의 망막신경절세포수와 상기 실험군의 망막신경절세포수를 비교하는 것을 특징으로 하는 정상 안압 시 녹내장 예측 시스템.
According to claim 4,
The glaucoma prediction unit compares the number of retinal ganglion cells of the patient with the number of retinal ganglion cells of the experimental group when the number of activated glial cells of the patient is greater than or equal to the number of activated glial cells of the irregular eye drop group at the time of normal intraocular pressure, characterized in that Glaucoma Prediction System.
상기 녹내장 예측부는 상기 환자의 망막신경절세포수가 상기 불규칙 점안군의 망막신경절세포수보다 작을 경우, 상기 환자의 녹내장 발생 가능성이 있는 것으로 판단하여 상기 환자의 녹내장 발생 가능성이 있음을 알리는 녹내장 예측정보를 생성한 후 상기 출력부로 전송하는 것을 특징으로 하는 정상 안압 시 녹내장 예측 시스템.
According to claim 5,
The glaucoma prediction unit determines that the patient has a possibility of developing glaucoma when the number of retinal ganglion cells of the patient is smaller than the number of retinal ganglion cells of the irregular eye drop group, and generates glaucoma prediction information indicating that the patient has a possibility of developing glaucoma. The system for predicting glaucoma during normal intraocular pressure, characterized in that for transmitting to the output unit after.
상기 녹내장 예측부는 상기 환자의 망막신경절세포수가 상기 정상대조군의 망막신경절세포수 또는 상기 규칙 점안군의 망막신경질세포수보다 크거나 같을 경우, 상기 환자의 녹내장 발생 가능성이 없는 것으로 판단하여 상기 환자의 녹내장 발생 가능성이 없음을 알리는 녹내장 예측정보를 생성한 후 상기 출력부로 전송하는 것을 특징으로 하는 정상 안압 시 녹내장 예측 시스템.
According to claim 6,
The glaucoma prediction unit determines that the patient has no possibility of developing glaucoma when the number of retinal ganglion cells of the patient is greater than or equal to the number of retinal ganglion cells of the normal control group or the number of retinal nerve cells of the regular eye drop group. A system for predicting glaucoma during normal intraocular pressure, characterized in that for generating glaucoma prediction information indicating that there is no possibility of occurrence and then transmitting it to the output unit.
상기 녹내장 예측부는 상기 환자의 활성화된 교세포수가 상기 정상대조군의 교세포 활성화 수치 또는 상기 규칙 점안군의 교세포 활성화수보다 작을 경우, 상기 환자의 안압변동의 영향이 있을 가능성이 적은 것으로 판단하여 상기 환자의 녹내장 발생 가능성이 적음을 알리는 녹내장 예측정보를 생성한 후 상기 출력부로 전송하는 것을 특징으로 하는 정상 안압 시 녹내장 예측 시스템.
According to claim 4,
When the number of activated glial cells of the patient is smaller than the number of activated glial cells of the normal control group or the number of activated glial cells of the regular eye drop group, the glaucoma prediction unit determines that the effect of the intraocular pressure fluctuation of the patient is less likely, and determines the glaucoma of the patient. A system for predicting glaucoma during normal intraocular pressure, characterized in that for generating glaucoma prediction information informing that the possibility of occurrence is low, and then transmitting the glaucoma prediction information to the output unit.
망막 촬영시 상기 정상대조군의 망막신경절세포수는 15개이고, 상기 안압하강제 불규칙 점안군의 망막신경절세포수는 10개이며, 상기 안압하강제 규칙 점안군의 망막신경절세포수는 14개인 것을 특징으로 하는 정상 안압 시 녹내장 예측 시스템.
According to claim 1,
During retinal imaging, the number of retinal ganglion cells in the normal control group was 15, the number of retinal ganglion cells in the irregular eye drop group was 10, and the number of retinal ganglion cells in the regular eye drop group was 14. A system for predicting glaucoma under normal intraocular pressure.
상기 정상대조군의 활성화된 교세포의 이미지 강도는 6이고, 상기 안압하강제 불규칙 점안군의 활성화된 교세포의 이미지 강도는 11이며, 상기 안압하강제 규칙 점안군의 활성화된 교세포의 이미지 강도는 4인 것을 특징으로 하는 정상 안압 시 녹내장 예측 시스템.According to claim 1,
The image intensity of the activated glial cells of the normal control group is 6, the image intensity of the activated glial cells of the IOP-lowering drug irregular eye drop group is 11, and the image intensity of the activated glial cells of the IOP-lowering drug regular eye drop group is 4 Characterized glaucoma prediction system at normal intraocular pressure.
Priority Applications (2)
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