KR20240014128A - 인공지능-신속항원키트 융복합 기반 개인 또는 집단 면역 추이 예측 분석 장치 및 그 동작방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시 예에 따른 의료 정보 서비스 제공 장치는, 체외 진단 키트의 테스트를 수행하는 사용자 영상 정보를 수집하는 영상 정보 수집부; 상기 사용자 영상 정보로부터 획득되는 테스트 결과 이미지를 이용하여, 인공지능 기반 시각 진단 결과를 출력하는 시각 진단 처리부; 상기 사용자 영상 정보로부터 상기 체외 진단 키트의 테스트 과정 관찰에 의한 검증 데이터를 출력하는 검증 처리부; 및 상기 검증 데이터와 상기 시각 진단 결과를 이용하여, 사용자 단말로 의료 정보 서비스를 제공하는 서비스 제공부를 포함하되, 체외 진단 키트의 시각 인공지능 진단 결과를 누적 및 통계 분석하여, 각 개인 또는 집단의 면역 추이 예측 분석 서비스를 처리하고, 이에 따른 의료 정보를 사용자 단말 또는 의료 기관 서버로 제공하는 개인 면역 추이 예측 분석 서비스부 또는 집단 면역 예측 분석 서비스부를 더 포함한다.
Description
본 발명은 스마트폰 및 태블릿PC에서 취득되는 영상에서 테스트 키트 검사 결과를 누적 통계 분석하여 개인 또는 집단의 면역 추이 예측 분석 서비스를 제공하는 인공지능-신속항원키트 융복합 기반 개인 또는 집단 면역 추이 예측 분석 서비스 제공 장치 및 그 동작방법에 관한 것이다.
4차 산업혁명 시대가 도래하며, 인공지능 기술 발달이 가속화되면서 다양한영상 데이터를 활용 목적에 따라 정밀하게 가공하고 처리할 수 있으며, 안면인식 이나 동작 인식 등 신체 정보가 포함된 영상에 대한 식별을 기초로 하는 응용 기술도 등장하고 있다.
COVID-19 와 같은 감염병의 발현으로 인해, 위와 같은 영상 식별기술을 활용하여 공공장소에 대한 출입자 정보를 특정하는 영상 검역 보조 또는 방역 연계 시스템도 다양한 형태로 보급되고 있다.
한편, COVID-19, SARS-CoV-2 등 감염병에 대한 정밀한 진단을 위해 유전자 증폭 검사 기반의 RT-PCR(실시간 중합효소 연쇄반응) 테스트키트가 활용되고 있으나, 결과 도출까지 상당한 시간이 소요되어, 일상적 검역 목적으로는 항원 신속 테스트 키트가 높은 수준의 정확도를 나타내는 효과적인 의료기기로 제시되고 있다.
특히, 일상 환경에서의 검역을 위해 앞서 설명된 영상 식별 기술과 접목된 적외선 카메라 기반 체온계 등 열 측정 장치가 출입인의 바이러스 감염에 의한 열감을 특정하기 위해 방역장비로서 보급되어 왔으나, 무증상 및 경증 환자에 대해서는 적용하기 어려운 점과 이러한 장치에 대한 제조사별 성능 편차로 인한 검역 오류의 가능성의 문제가 발생하고 있는 반면, 항원 신속 테스트키트는 기술적인 측면에서 발생할 수 있는 오차가 미미하며 비용 측면에서도 고성능 전자 장비 보급보다 경제성이 높은 것으로 평가받는다.
그러나 처리 정보를 디지털 데이터로서 규격화하여 체계적으로 관리 할 수 있는 전자 장비와 달리, 항원 신속 테스트키트는 일회적 사용 특성에 따라 그 결과를 일정하게 공유하기 어려우며, 시각 인지를 통해 판단하여야 하므로 사용자의 의도나 오인에 따라 그 결과 해석 및 활용에 오류가 발생할 수 있다.
예를 들어, 테스트 키트의 진단 과정에서는, 제품의 다양성으로 인해 같은 질병의 테스트 키트라도 사용법이 동일하지 않아 매번 파악하기 어렵고, 이용 과정에서의 실수가 있을 수 있으며, 검체를 채취한 사람이 동일인인지 여부 조차도 알 수가 없어 진단 결과를 신뢰하기 어려운 문제점이 있다.
나아가, 시각으로 판단하는 대부분의 체외 진단 테스트 기기의 결과는 사람에 의해 단지 양성 또는 음성만을 판별할 수 있는 반면에, 같은 양성이라 하더라도 실제 질병이나 감염 정도는 상이할 수 있는 문제점도 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점들을 해결하고자 안출된 것으로, 인공지능 신경망 학습을 기반으로 하여, 보다 정량화되고 세분화된 체외 진단 키트의 시각 인공지능 진단 결과를 제공할 수 있으며, 이러한 시각 인공지능 진단 결과를 이용한 의료 정보 및 기타 부가 서비스를 제공할 수 있고, 신뢰성 향상을 위해 그 결과를 인증할 수 있는 테스트 인증 프로세스도 함께 제공함에 따라, 다양한 의료 서비스 및 방역 시스템을 개선할 수 있는 체외 진단 키트의 시각 인공지능 진단 기반 의료 정보 서비스 제공 장치 및 그 동작 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 스마트폰 및 태블릿PC에서 취득되는 영상에서 테스트 키트 검사 결과를 누적 통계 분석하여 개인 또는 집단의 면역 추이 예측 분석 서비스를 제공하는 인공지능-신속항원키트 융복합 기반 면역 추이 예측 분석 장치 및 그 동작방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 장치는, 의료 정보 서비스 제공 장치에 있어서, 체외 진단 키트의 테스트를 수행하는 사용자 영상 정보를 수집하는 영상 정보 수집부; 상기 사용자 영상 정보로부터 획득되는 테스트 결과 이미지를 이용하여, 인공지능 기반 시각 진단 결과를 출력하는 시각 진단 처리부; 상기 사용자 영상 정보로부터 상기 체외 진단 키트의 테스트 과정 관찰에 의한 검증 데이터를 출력하는 검증 처리부; 및 상기 검증 데이터와 상기 시각 진단 결과를 이용하여, 사용자 단말로 의료 정보 서비스를 제공하는 서비스 제공부를 포함하되, 체외 진단 키트의 시각 인공지능 진단 결과를 누적 및 통계 분석하여, 각 개인 또는 집단의 면역 추이 예측 분석 서비스를 처리하고, 이에 따른 의료 정보를 사용자 단말 또는 의료 기관 서버로 제공하는 개인 면역 추이 예측 분석 서비스부 및 집단 면역 예측 분석 서비스부를 더 포함한다.
또한, 상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 방법은, 의료 정보 서비스 제공 장치의 동작 방법에 있어서, 체외 진단 키트의 테스트를 수행하는 사용자 영상 정보를 수집하는 단계; 상기 사용자 영상 정보로부터 획득되는 테스트 결과 이미지를 이용하여, 인공지능 기반 시각 진단 결과를 출력하는 단계; 상기 사용자 영상 정보로부터 상기 체외 진단 키트의 테스트 과정 관찰에 의한 검증 데이터를 출력하는 단계; 및 상기 검증 데이터와 상기 시각 진단 결과를 이용하여, 사용자 단말로 의료 정보 서비스를 제공하는 단계를 포함하되, 체외 진단 키트의 시각 인공지능 진단 결과를 누적 및 통계 분석하여, 각 개인 또는 집단의 면역 추이 예측 분석 서비스를 처리하고, 이에 따른 의료 정보를 사용자 단말 또는 의료 기관 서버로 제공하는 개인 면역 추이 예측 분석 서비스단계 또는 집단 면역 예측 분석 서비스단계를 더 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 인공지능 신경망 학습을 기반으로 하여, 보다 정량화되고 세분화된 체외 진단 키트의 시각 인공지능 진단 결과를 제공할 수 있으며, 이러한 시각 인공지능 진단 결과를 이용한 의료 정보 및 기타 부가 서비스를 제공할 수 있고, 신뢰성 향상을 위해 그 결과를 인증할 수 있는 테스트 인증 프로세스도 함께 제공함에 따라, 다양한 의료 서비스 및 방역 시스템을 개선할 수 있는 체외 진단 키트의 시각 인공지능 진단 기반 의료 정보 서비스 제공 장치 및 그 동작 방법을 제공할 수 있다.
또한 본 발명의 면역 추이 예측 분석 서비스 제공장치는, 체외 진단 키트의 시각 인공지능 진단 결과를 누적 및 통계 분석하여, 각 개인 또는 집단의 면역 추이 예측 분석 서비스를 처리하고, 이에 따른 의료 정보를 사용자 단말 또는 의료 기관 서버로 제공하는 개인 면역 추이 예측 분석 서비스 및 집단 면역 예측 분석 서비스를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전체 시스템을 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 제공 장치를 보다 구체적으로 도시한 블록도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 프로세스를 보다 구체적으로 설명하기 위한 도면들이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 제공 장치를 보다 구체적으로 도시한 블록도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 프로세스를 보다 구체적으로 설명하기 위한 도면들이다.
이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시예들 뿐만 아니라 특정 실시예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
따라서, 예를 들어, 본 명세서의 블럭도는 본 발명의 원리를 구체화하는 예시적인 회로의 개념적인 관점을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이와 유사하게, 모든 흐름도, 상태 변환도, 의사 코드 등은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 실질적으로 나타낼 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부를 불문하고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.
프로세서 또는 이와 유사한 개념으로 표시된 기능 블럭을 포함하는 도면에 도시된 다양한 소자의 기능은 전용 하드웨어뿐만 아니라 적절한 소프트웨어와 관련하여 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어의 사용으로 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 상기 기능은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서 또는 복수의 개별적 프로세서에 의해 제공될 수 있고, 이들 중 일부는 공유될 수 있다.
또한 프로세서, 제어 또는 이와 유사한 개념으로 제시되는 용어의 명확한 사용은 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어를 배타적으로 인용하여 해석되어서는 아니되고, 제한 없이 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 롬(ROM), 램(RAM) 및 비 휘발성 메모리를 암시적으로 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 주지관용의 다른 하드웨어도 포함될 수 있다.
본 명세서의 청구범위에서, 상세한 설명에 기재된 기능을 수행하기 위한 수단으로 표현된 구성요소는 예를 들어 상기 기능을 수행하는 회로 소자의 조합 또는 펌웨어/마이크로 코드 등을 포함하는 모든 형식의 소프트웨어를 포함하는 기능을 수행하는 모든 방법을 포함하는 것으로 의도되었으며, 상기 기능을 수행하도록 상기 소프트웨어를 실행하기 위한 적절한 회로와 결합된다. 이러한 청구범위에 의해 정의되는 본 발명은 다양하게 열거된 수단에 의해 제공되는 기능들이 결합되고 청구항이 요구하는 방식과 결합되기 때문에 상기 기능을 제공할 수 있는 어떠한 수단도 본 명세서로부터 파악되는 것과 균등한 것으로 이해되어야 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전체 시스템을 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 먼저 본 발명의 실시 예에 따른 시스템은, 시각 인공지능 진단 기반 서비스 제공 장치(100), 사용자 단말(200) 및 의료 기관 서버(300)를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 시각 인공지능 진단 기반 서비스 제공 장치(100)는, 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 제공을 위해, 사용자 단말(200) 및 의료 기관 서버(300) 각각과 유/무선 네트워크를 통해 연결될 수 있으며, 상호간 통신을 수행할 수 있다.
여기서 상기 각 네트워크는 근거리 통신망(Local Area Network; LAN), 광역 통신망(Wide Area Network; WAN), 부가가치 통신망(Value Added Network; VAN), 개인 근거리 무선통신(Personal Area Network; PAN), 이동 통신망(mobile radiocommunication network) 또는 위성 통신망 등과 같은 모든 종류의 유/무선 네트워크로 구현될 수 있다.
그리고, 사용자 단말(200)은, 체외 진단 키트의 테스트 과정 및 결과를 촬영하며, 이를 사용자 영상 정보로 가공하여 시각 인공지능 진단 기반 서비스 제공 장치(100)로 업로드하고, 시각 인공지능 진단 기반 서비스 제공 장치(100) 또는 의료 기관 서버(300)로부터 상기 사용자 영상 정보에 대응하는 의료 정보 서비스를 제공받아 출력할 수 있다.
사용자 단말(200)이 단말 장치인 경우에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 스마트 패드(smart pad), PDA(Personal Digital Assistants) 중 어느 하나의 개별적 기기일 수 있으며, 본 발명의 실시 예에 따른 시각 인공지능 진단 기반 서비스 제공 장치(100)로부터 제공되는 의료 정보 서비스를 제공받아 출력하는 디스플레이 장치일 수 있다.
한편, 의료 기관 서버(300)는, 별도로 운영되는 다양한 의료 기관 플랫폼 서버들이 예시될 수 있으며, 헬스케어 서버, 병원 서버, 약국 서버, 돌봄 기관 서버, 보호소 서버, 방역 기관 서버 등의 다양한 기관의 서버로서, 의료 정보 서비스에 따른 필요한 의료 정보를 제공할 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 시각 인공지능 진단 기반 서비스 제공 장치(100)는, 사용자 단말(200)로부터, 체외 진단 키트의 테스트를 수행하는 사용자 영상 정보를 수집하며, 상기 사용자 영상 정보로부터 획득되는 테스트 결과 이미지를 이용하여, 인공지능 기반 시각 진단 결과를 획득하고, 상기 사용자 영상 정보로부터 상기 체외 진단 키트의 테스트 과정 관찰에 의한 검증 데이터를 획득하며, 상기 검증 데이터와 상기 시각 진단 결과를 이용하여, 사용자 단말(200)로 의료 정보 서비스를 제공할 수 있고, 이에 기초한 상기 검증 데이터와 상기 시각 진단 결과를 의료 기관 서버(300)로 전달하여, 관련 의료 정보 서비스에 따른 서비스 데이터가 사용자 단말(200)로 제공될 수 있도록 한다.
여기서, 상기 사용자 영상 정보는 상기 체외 진단 키트의 테스트에 대응하는 검증 처리를 가능하게 하는 바, 이를 위해 상기 사용자 영상 정보에는 사용자 식별 정보, 사용 시간 정보, 위치 정보, 키트 식별 정보가 포함될 수 있으며, 단계적 판독이 가능하도록 각 시간 구간별로 구분되어 구성될 수 있다.
그리고, 상기 검증 데이터는 상기 사용자 영상 정보로부터 단계적 판독에 따른 사용자 검증이 이루어질 수 있는 바, 상기 검증 데이터는, 예를 들어 제1 시간에 대응하는 상기 체외 진단 키트의 개봉 과정 검증 정보와, 제2 시간에 대응하는 상기 체외 진단 키트의 접촉 과정 검증 정보와, 제3 시간에 대응하는 상기 체외 진단 키트의 테스트 결과 확인 검증 정보를 포함할 수 있다.
예를 들어 상기 사용자 영상 정보는, 테스트 전 개봉 과정에 대한 10초의 영상과, 접촉과정에 따른 테스트를 수행하는 10초의 영상과, 15분 후의 진단 키트를 촬영한 10초의 영상을 포함할 수 있는 바, 검증 데이터는 각 단계별 정상적 검사 과정이 진행되었는지를 확인하는 신뢰성 데이터를 포함할 수 있다.
또한, 검증 데이터는 상기 사용자 영상 정보로부터 식별되는 인물 인식 정보를 이용하여, 상기 개봉 과정 검증 정보와, 상기 접촉 과정 검증 정보와, 상기 테스트 결과 확인 검증 정보에 대응하여 식별되는 사용자가 동일인인지 여부를 검증하는 사용자 검증 결과 데이터를 포함할 수도 있다.
그리고, 시각 인공지능 진단 기반 서비스 제공 장치(100)는, 검증 데이터와 함께 상기 체외 진단 키트의 시각 인공지능 기반의 정량화된 분석을 가능하게 하는 바, 이는 일반 사용자가 양성, 음성 등으로만 구분하던 기존 방식의 문제점을 해결하고, 양성이라 하더라도 그 정도를 시각화된 특징 정보에 따라 세분화하여 결정할 수 있도록 하는 진단 서비스를 제공할 수 있으며, 이러한 인공지능 진단 과정에 대하여는 보다 구체적으로 후술하도록 한다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 제공 장치를 보다 구체적으로 도시한 블록도이며, 도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 프로세스를 보다 구체적으로 설명하기 위한 도면들이다.
먼저 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 시각 인공지능 진단 기반 서비스 제공 장치(100)는, 영상 정보 수집부, 인공지능 기반 시각 진단 처리부, 진단 키트 테스트 과정 관찰 검증 처리부, 서비스 제공부 및 기관 연동부를 포함한다.
먼저 영상 정보 수집부는, 사용자 단말(200)로부터 체외 진단 키트의 테스트를 수행하는 사용자 영상 정보를 수집한다.
그리고, 인공지능 기반 시각 진단 처리부는, 상기 사용자 영상 정보로부터 획득되는 테스트 결과 이미지를 이용하여, 인공지능 기반 시각 진단 결과를 출력한다.
그리고 진단 키트 테스트 과정 관찰 검증 처리부는, 상기 사용자 영상 정보로부터 상기 체외 진단 키트의 테스트 과정 관찰에 의한 검증 데이터를 출력한다.
그리고, 서비스 제공부는, 상기 검증 데이터와 상기 시각 진단 결과를 이용하여, 사용자 단말로 의료 정보 서비스를 제공한다.
전술한 바와 같이, 상기 검증 데이터는, 제1 시간에 대응하는 상기 체외 진단 키트의 개봉 과정 검증 정보와, 제2 시간에 대응하는 상기 체외 진단 키트의 접촉 과정 검증 정보와, 제3 시간에 대응하는 상기 체외 진단 키트의 테스트 결과 확인 검증 정보를 포함할 수 있다.
또한 진단 키트 테스트 과정 관찰 검증 처리부는, 상기 사용자 영상 정보로부터 식별되는 인물 인식 정보를 이용하여, 상기 개봉 과정 검증 정보와, 상기 접촉 과정 검증 정보와, 상기 테스트 결과 확인 검증 정보에 대응하여 식별되는 사용자가 동일인인지 여부를 검증한 사용자 검증 결과 데이터를 출력할 수 있다.
그리고, 기관 연동부는, 상기 검증 데이터와 상기 시각 진단 결과를 의료 기관 서버(300)로 제공하여 관련 기관의 의료 서비스가 제공되도록 처리할 수 있다.
한편, 서비스 제공부는, 의료 정보 기반의 다양한 서비스 데이터를 구성하여, 사용자 단말(200)로 제공할 수 있다.
이를 위해, 서비스 제공부는 테스트 과정 인증 서비스부, 키트 정보 식별 서비스부, 분별잠혈 검사 서비스부, 대장암 검사 서비스부, 성병 검사 서비스부, 심근경색 예후 판별 서비스부, 소변 분석 서비스부, 결과 정량화 서비스부, 개인 면역 추이 예측 분석 서비스부, 집단 면역 예측 분석 서비스부 중 적어도 하나를 포함하여, 다양한 진단 키트의 시각 인공지능 분석 기반의 의료 정보 서비스를 제공할 수 있다.
먼저 테스트 과정 인증 서비스부는, 사용자 단말(200)의 사용자 영상 정보로부터 수집되는 멀티모달 정보를 이용하여, 인공지능 분석 기반의 테스트 인증 정보를 가공하고, 테스트 인증 정보를 이용한 테스트 과정의 신뢰성 인증 서비스를 제공할 수 있다.
이를 위해, 테스트 과정 인증 서비스부는, 사용자 단말(200)에서 취득되는 영상, 음성(두 가지 이상의 데이터 소스: 멀티모달)을 활용하여, 테스트 과정 주요 단계별로 지시문에 따라 정상적으로 동작이 수행되었는지 인증할 수 있다.
보다 구체적으로, 테스트 과정 인증 서비스부는, (1) 시각 인공지능으로 검사자, 검사환경(장소), 검체 채취도구, 테스트 키트 인식 및 추적하고, (2) 음성 인공지능으로 검사자 추정(대상자, 위치)하며, (3) 검사자 식별은 손 상태 및 동작, 안면 상태인식 및 동작, 지문 정보를 활용할 수 있고 (4) 테스트 지시문을 읽었는지 안구(눈동자) 추적을 수행할 수 있다.
이에 따라 테스트 과정 인증 서비스부는, 사용자 부주의 또는 미숙지에 따른 테스트 결과 오차를 줄이고, 고의적 결과 조작 행동을 감지하여 테스트 유효성을 나타내는 신뢰성 인증 데이터를, 의료 기관 서버(300) 또는 사용자 단말(200)로 제공할 수 있다.
한편, 키트 정보 식별 서비스부는, 사용자 단말(200)의 사용자 영상 정보로부터 테스트키트(항원/항체 신속진단키트 등) 외관을 시각 인공지능으로 식별하고, 제품의 제조사 및 진단/분석 목적을 특정하여, 이에 대응하는 가이드 정보를 사용자 단말(200)로 제공할 수 있다.
이를 위해, 키트 정보 식별 서비스부는, (1) 시각 인공지능 1차 모델로 테스트키트의 외관(윤곽, 텍스트 등 내부정보) 식별하고, (2) 2차적으로 동일 외관 테스트키트를 제한적으로 판별하며, (3) 자동 식별 정보와 UDI(제품 바코드) 시스템상 고유 정보를 비교하여 그 결과를 사용자 단말(200)로 제공할 수 있다.
이에 따라, 키트 정보 식별 서비스부는, 시각 인공지능-항원키트 융복합 체외진단 시스템이 범용적으로 활용될 수 있도록, 제조사별 편차가 있는 제품을 다양하게 인식하고 진단가능 질병 범위를 넓힐 수 있게 한다.
한편, 분별잠혈 검사 서비스부는, 사용자 단말(200)의 사용자 영상 정보로부터 분변잠혈 검출용 테스트키트 검사 결과를 시각 인공지능으로 판독하며, 양성자에 대한 대장내시경 검사 필요 여부를 건강보험공단 등의 의료 기관 서버(300)로 전송할 수 있다.
이를 위해, 분별잠혈 검사 서비스부는, (1) 시각 인공지능을 활용하여 분별잠혈 검출 테스트키트 검사 결과를 판독하며, (2) 2차적으로 동일 테스트키트 판별을 수행하고, (3) 자동 식별 정보와 UDI(제품 바코드) 시스템상 고유 정보 비교를 수행할 수 있다.
분별잠혈 검사는 대장암 1차 검진 방법으로 유용하며, 국내에서는 50세 이상의 경우 건강보험공단이 매년 검사비용 지원하되 필요 여부를 현장에서 임의 수기하여 의료비용이 과다 발생하므로, 본 발명의 분별잠혈 검사 서비스부는 이러한 의료 비용 등을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.
나아가, 대장암 검사 서비스부는 상기 분별잠혈 검사 서비스부의 검사 결과를 이용하여, 대장암 진단 결과를 획득하여 사용자 단말(200)로 제공할 수 있다.
한편, 이러한 진단 검사 서비스는 키트 종류에 따라 각각 다양한 서비스 프로세스를 구현하는 데 이용될 수 있다.
먼저, 성병 검사 서비스부는, (1) 시각 인공지능을 활용하여 성병 검출 테스트키트 검사 결과를 판독하며, (2) 2차적으로 동일 테스트키트 판별을 수행하고, (3) 자동 식별 정보와 UDI(제품 바코드) 시스템상 고유 정보 비교를 수행하여, 그 결과에 기초한 성병 검사 결과 정보를 사용자 단말(200) 또는 의료 기관 서버(300)로 제공할 수 있다.
또한, 심근경색 예후 판별 서비스부는 (1) 시각 인공지능을 활용하여 심근경색 테스트키트 검사 결과를 판독하며, (2) 2차적으로 동일 테스트키트 판별을 수행하고, (3) 자동 식별 정보와 UDI(제품 바코드) 시스템상 고유 정보 비교를 수행하여, 그 결과에 기초한 성병 검사 결과 정보를 사용자 단말(200) 또는 의료 기관 서버(300)로 제공할 수 있다.
또한, 소변 분석 서비스부는 (1) 시각 인공지능 1차 모델로 테스트키트 외관(윤곽, 텍스트 등 내부정보) 식별, (2) 2차적으로 테스트키트 전후 결과 상태 판별, (3) 시각 인공지능 3차 모델로 소변의 색상, 혼탁도 등 물리적 특성을 구분, (4) 특수 화합물이 도포된 검사지를 활용하여, 소변을 묻힐 때 화학반응 결과로서 표시되는 색상, 모양 특징을 시각 인공지능으로 관찰하여 (2), (3)과 결합하여 상태 정밀 판독하는 소변 분석 서비스를 제공할 수 있다.
또한, 약물 복용여부 검출 서비스부는, (1) 시각 인공지능 1차 모델로 테스트키트 외관(윤곽, 텍스트 등 내부정보) 식별하고, (2) 2차적으로 동일 테스트키트 검사 결과 상태 판별함으로써, 간단하고 신속하게 진단 키트를 이용하여 약물 복용 검사를 실시 할 수 있는 효과가 있다.
한편, 결과 정량화 서비스부는, 체외 진단 키트의 시각 인공지능 진단 결과를 이용하여, 양성, 음성이 아닌 단계적으로 정량화된 질병 감염 정도를 산출하여, 사용자 단말(200) 또는 의료 기관 서버(300)로 제공할 수 있다. 예를 들어 결과 정량화 서비스부는 체외 진단 키트의 시각 인공지능 인식 결과로부터 30% 양성, 70% 양성 등 정량화된 감염 정도를 예측할 수 있는 것이다.
그리고, 개인 면역 추이 예측 분석 서비스부 및 집단 면역 예측 분석 서비스부는, 체외 진단 키트의 시각 인공지능 진단 결과를 누적 및 통계 분석하여, 각 개인 또는 집단의 면역 추이 예측 분석 서비스를 처리하고, 이에 따른 의료 정보를 사용자 단말(200) 또는 의료 기관 서버(300)로 제공할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 시스템 구현 예로서, 본 발명의 실시 예에 따른 시각 인공지능 진단 기반 서비스 제공 장치(100)는, 전송 및 관리, 결과 영상 판독, 검증 및 활용을 위한 서비스 소프트웨어와, 네트워크 프로토콜과, 서비스 제공을 위한 솔루션 처리 시스템으로 구성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 감염병 스크리닝 및 감염병 신속 진단 보조 기반 방역 지원 솔루션을 제공할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 체외 진단 키트의 시각 인공지능 진단 알고리즘을 도시한 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명의 실시 예에 따른 인공지능 기반 시각 진단 처리부는, 체외 진단 키트의 시각 인공지능 진단 프로세스를 수행할 수 있으며, 진단 프로세스는, 항원 종류 판별 단계와, 원본 입력 영상을 정규화하는 단계와, 정규화된 입력 영상을 전체로서 활용하거나 특정 영역만을 활용할 것을 결정하는 영역 특정 단계와, 결과 영상에 대해 시각 인공지능을 활용하여 분석하는 단계와, 시각 인공지능에 의한 분석 결과 및 그 결과 연관정보의 유효성을 검증하는 단계와, 유효성 검증에 따라 결과치 원본을 출력하거나, 이에 대해 기타 데이터와의 결합 및 후처리를 통해 가공된 결과치를 출력하는 상태 출력 단계로 구성될 수 있다. 이러한 출력 결과치는 인증 데이터로 구성되어 방역 관계 기관의 인증PC로 전송될 수 있다.
상기 항원 종류 판별 단계는 항원 신속 테스트키트 영상에 표시된 텍스트, QR코드 또는 문양을 시각 인공지능 알고리즘을 통해 자동적으로 식별하여 판별할 수 있다.
그리고, 상기 정규화하는 단계는, 디지털 영상 필터를 이용하여 잡음을 감소시키고, 화이트 밸런싱, 색온도 조절, 각도 교정, 왜곡 교정, 크기 보정, 흐림 보정을 통해 입력 영상을 정규화하는 전처리 과정을 포함한다.
또한, 상기 영역 특정 단계는, 사용자의 기기 조작에 의한 별도의 수동 입력 또는 인공 지능의 자동화된 판단에 의한 영상 부분영역을 단일 또는 복수 개로 영상 내 특정 영역을 지정하며, 전체 영역에 대해 사전 설정된 영상필터에 의한 특징점을 저장하여 시각 인공지능 진단 알고리즘에 이용되게 할 수 있다.
한편, 상기 분석하는 단계는, 특정된 영상의 개수에 따라 동일 수의 컨볼루셔널 뉴럴 네트워크 기반 학습 모델을 활용하여 각 진단결과를 독립적으로 식별할 수 있으며, 상기 검증하는 단계는 상기 독립적 식별 결과의 출력치가 지정된 무효 범주에 해당되는 지 여부와 항원 테스트키트 영상 촬영 전후 시점 및 저장된 영상정보의 특이점을 바탕으로 유효성을 검증하는 프로세스를 수행할 수 있다.
한편, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 인공지능 자동 판독 기반 표준화된 진단 솔루션의 처리과정을 도시한 것으로, 도 5에 도시된 바와 같이 보정이 필요한 경우 사용자 단말(200)를 통해 가이드가 제공될 수 있으며, 각 진단 테스트 결과는 표준화된 과정에 의해 정규화 처리되어 각 영상 부분영역이 단일 또는 복수 개로 영상 내 특정 영역이 지정되어 분석 처리될 수 있다.
또한, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 진단 키트 테스트 과정 관찰 검증 과정을 도시한 것으로, 도 6에 도시된 바와 같이 각각의 사용자 단말(200)을 통해 제공되는 스텝별 검사환경, 테스트 키트, 검사자, 검체 각각에 대한 사용자 영상 정보 수집과 검증 데이터 구성을 통해, 체외 진단 키트 테스트의 검사 신뢰도를 산출할 수 있도록 한다.
그리고, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 정량화 프로세스를 설명하기 위한 것으로, 인플루엔자 A, B, COV-19 를 모두 검출 가능한 3중 멀티 진단 키트와 같은 체외 진단 키트에 대하여 사용자 영상 정보가 수집되면, 각 진단 대상별 양성도가 그 색상 인식에 따라 단계적으로 구분되어 출력될 수 있다. 이에 따라, 단순 양성, 음성이 아닌 정량화된 각 질병별 감염도가 예측 구성될 수 있는 바, 보다 정확한 진단 및 대응을 가능하게 한다.
상술한 본 발명에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상기 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
Claims (2)
- 의료 정보 서비스 제공 장치에 있어서,
체외 진단 키트의 테스트를 수행하는 사용자 영상 정보를 수집하는 영상 정보 수집부;
상기 사용자 영상 정보로부터 획득되는 테스트 결과 이미지를 이용하여, 인공지능 기반 시각 진단 결과를 출력하는 시각 진단 처리부;
상기 사용자 영상 정보로부터 상기 체외 진단 키트의 테스트 과정 관찰에 의한 검증 데이터를 출력하는 검증 처리부; 및
상기 검증 데이터와 상기 시각 진단 결과를 이용하여, 사용자 단말로 의료 정보 서비스를 제공하는 서비스 제공부를 포함하되,
체외 진단 키트의 시각 인공지능 진단 결과를 누적 및 통계 분석하여, 각 개인 또는 집단의 면역 추이 예측 분석 서비스를 처리하고, 이에 따른 의료 정보를 사용자 단말 또는 의료 기관 서버로 제공하는 개인 면역 추이 예측 분석 서비스부 또는 집단 면역 예측 분석 서비스부를 더 포함하는
의료 정보 서비스 제공 장치. - 의료 정보 서비스 제공 장치의 동작 방법에 있어서,
체외 진단 키트의 테스트를 수행하는 사용자 영상 정보를 수집하는 단계;
상기 사용자 영상 정보로부터 획득되는 테스트 결과 이미지를 이용하여, 인공지능 기반 시각 진단 결과를 출력하는 단계;
상기 사용자 영상 정보로부터 상기 체외 진단 키트의 테스트 과정 관찰에 의한 검증 데이터를 출력하는 단계; 및
상기 검증 데이터와 상기 시각 진단 결과를 이용하여, 사용자 단말로 의료 정보 서비스를 제공하는 단계를 포함하되,
체외 진단 키트의 시각 인공지능 진단 결과를 누적 및 통계 분석하여, 각 개인 또는 집단의 면역 추이 예측 분석 서비스를 처리하고, 이에 따른 의료 정보를 사용자 단말 또는 의료 기관 서버로 제공하는 개인 면역 추이 예측 분석 서비스단계 또는 집단 면역 예측 분석 서비스단계를 더 포함하는
의료 정보 서비스 제공 방법.
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