WO2015186963A1 - 생물학적 뇌연령 산출 장치 및 그 산출 방법 - Google Patents

생물학적 뇌연령 산출 장치 및 그 산출 방법 Download PDF

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brain
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thickness
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서상원
성준경
김창수
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사회복지법인 삼성생명공익재단
고려대학교 산학협력단
연세대학교 산학협력단
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Definitions

  • the present invention relates to a technique for calculating a biological brain age, and more particularly, an apparatus and method for measuring the cortical thickness of each region in a brain MRI image of a test subject and comparing the same with normal control information to calculate the biological brain age. It is about.
  • results of blood tests and urine tests can be used by the users by presenting the normal values, but there are no standardized indicators for the brain indicators.
  • the present invention has been proposed to solve the above-mentioned conventional problems, the purpose of the biological brain age calculation device according to the present invention is to measure the cortical thickness of each area in the MRI brain image of the test subject,
  • the present invention provides a device that calculates and provides a biological brain age of a subject as a mathematical indicator according to thickness.
  • Another object is to further include the brain age information, to store and manage the age-specific brain thickness information, brain disease characteristic information, the test subject basic information, MRI brain image information, health questionnaire information for calculating the brain age.
  • Another object is to further include a brain disease prediction unit, to predict and provide specific brain disease information according to the brain age of the test subject.
  • Another purpose is to derive risk lifestyle factors according to specific brain disease information predicted for each subject and to provide life guide information for prevention.
  • the purpose of the biological brain age calculation method according to the present invention is to receive the basic information of the subject, health questionnaire information, MRI brain image, and to measure the brain cortex thickness information for each area to calculate and provide the brain age of the subject.
  • Another purpose is to apply the cortical thickness of the test subject to the regression equation in which the degree of brain atrophy according to the age and the cortical thickness is estimated by a statistical method in calculating the brain age of the test subject.
  • the biological brain age calculation apparatus includes an image information input unit for inputting an MRI brain image of a test subject, a brain age calculation control unit for controlling a biological brain age calculation task of the test subject based on the MRI brain image, the MRI brain Brain Brain thickness measurement unit for measuring the thickness of the brain cortex for each area in the image and brain age calculation unit for calculating the biological brain age of the test subject by matching the measured brain cortex thickness in the normal range of age, characterized in that it comprises a do.
  • the biological brain age calculation apparatus is connected to the brain age calculation control unit, brain thickness information by age of the normal control group, brain thickness violation area information by brain disease, basic information of the test subject, the MRI brain of the test subject
  • the brain age information unit may further include at least one of the image information and the health questionnaire information of the test subject.
  • the biological brain age calculation apparatus is connected to the brain age calculation control unit, characterized in that it further comprises a test subject information input unit for inputting the basic information and health questionnaire information of the test subject.
  • the biological brain age calculation apparatus is connected to the brain age calculation control unit, further comprising a brain disease prediction unit for providing specific brain disease information predicted according to the brain age of the test subject calculated by the brain age calculator. Characterized in that.
  • the brain disease predicting unit derives an individual lifestyle factor that causes deterioration of brain thickness on the health questionnaire of the test subject according to the predicted specific brain disease information. It is characterized by providing information on life guidelines for the prevention of certain brain diseases.
  • the biological brain age calculation method comprises the steps of (a) inputting the basic information and health questionnaire information of the subject using the subject information input unit, (b) the MRI brain of the subject using the image information input unit Inputting an image, (c) measuring the cortical thickness for each region in the MRI brain image by using the brain thickness measuring unit, and (d) using the brain age calculator, measuring the cortical thickness measured by the age-specific brain. Matching the normal range of thickness, and calculating the biological brain age of the test subject.
  • the biological brain age calculation apparatus measures the thickness of the brain cortex for each region in the MRI brain image of the test subject, the biological brain age of the test subject according to the measured thickness of the brain cortex as a mathematical indicator By calculating, it is possible to provide an accurate brain health state to the test subjects during the medical examination, and further has an effect of enabling the prevention of brain diseases by utilizing for early brain health examination.
  • the test subjects can actively improve their lifestyle to prevent brain disease. There is.
  • the biological brain age calculation method can calculate and provide the biological brain age of the test subject by receiving the basic information of the subject, health questionnaire information, MRI brain image and measuring the cortical thickness information for each region, and health At the time of examination, it is effective to provide prediction and diagnostic information for degenerative brain disease.
  • Another object is to calculate the brain age of the subject by applying the brain cortex thickness of the subject to the regression equation applying the degree of brain atrophy according to the age and the cortical thickness by the estimation statistical method.
  • the brain age data can be used to consult the exact brain health status.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the biological brain age calculation apparatus according to the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing the relationship between age and brain cortex thickness according to male, female, integrated gender in calculating the biological brain age according to the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an embodiment of individual brain age calculation in the relationship between age and brain cortex thickness in the biological brain age calculation apparatus according to the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an embodiment of a calculation result display unit in a biological brain age calculation apparatus according to the present invention.
  • Figure 5 is a flow chart showing the overall flow of the biological brain age calculation method according to the present invention.
  • FIG. 6 is a flow chart showing the detailed flow of the step S60 in the biological brain age calculation method according to the present invention.
  • FIG. 1 is a view showing the overall configuration of the biological brain age calculation apparatus according to the present invention, the image information input unit 10, brain age calculation control unit 20, test subject information input unit 30, brain thickness measurement unit 40 , Brain age calculation unit 50, brain disease prediction unit 60, brain age information unit 70 and the calculation result display unit 80.
  • the image information input unit 10 inputs an MRI brain image of a test subject, and the MRI brain image according to the present invention preferably inputs an image for checking a cortical state for each brain region of the test subject, and the image information input unit
  • the MRI brain image information input at 10 is transmitted to the brain age calculation control unit 20.
  • the brain age calculation control unit 20 controls the biological brain age calculation task of the test subject based on the MRI brain image, the MRI brain image information is transferred, the brain thickness measurement unit 40 to the brain for each region You will be asked to calculate cortical thickness.
  • the test subject information input unit 30 is connected to the brain age calculation control unit 20 to input basic test information and health questionnaire information of the test subject, and the MRI brain image input through the test subject information input unit 30.
  • the test subjects can be identified, and the health questionnaire information prepared by the test subjects can be used for information on brain diseases that can occur later.
  • the basic information includes at least one or more of a test subject's name, age, gender, BMI, health insurance card number, and educational attainment information
  • the health questionnaire information includes the usual lifestyle or past illness of the test subject. It includes information that can identify your current health status.
  • the brain thickness measurement unit 40 is connected to the brain age calculation control unit 20 to measure the cortical thickness for each region in the MRI brain image, and calculate the total average brain thickness and region-specific brain thickness of the test subject.
  • the total average brain thickness and the area-specific brain thickness may be transmitted to the brain age calculation control unit 20.
  • the brain age calculation unit 50 is connected to the brain age calculation control unit 20, matching the measured brain cortex thickness to the normal range of brain thickness by age, to calculate the biological brain age of the test subject, the present invention
  • the brain age calculation unit 50 calculates the brain age of the test subject by applying the brain cortex thickness of the test subject to the regression equation that is applied to the degree of brain atrophy according to the age and the cortical thickness by a statistical method.
  • MRI photographed by subjects of the normal control group by age, the average brain thickness and the brain thickness by region can be calculated, the brain thickness by age of the normal control group can be calculated, in the embodiment of the present invention, the average of 2500 subjects
  • a graph as shown in (c) of FIG. 2 may be derived, and as shown in (a) and (b) of FIG. 2, average brain thickness information may be derived according to gender.
  • the brain disease predicting unit 60 is connected to the brain age calculating control unit 20 and provides specific brain disease information predicted according to the brain age of the test subject calculated by the brain age calculating unit.
  • the brain age is calculated by matching the age and cerebral cortex thickness information of the normal control, as shown in Figure 3, the person with a low brain thickness A and the person with a high brain thickness B at the same age
  • the A person was found to have low education level, high BMI, high blood pressure, diabetes, alcohol, and a lot of cigarettes, and the B person had high education level, BMI was appropriate, high blood pressure, There is no diabetes, alcohol and tobacco do not appear, according to the current degree of brain atrophy can provide degenerative brain disease information.
  • the brain disease predicting unit 60 derives individual lifestyle factors that cause deterioration of brain thickness on the health questionnaire of the test subject according to the predicted specific brain disease information, and guides life for preventing a specific brain disease. Information may be provided through the calculation result display unit 80.
  • the calculation result display unit 80 is connected to the brain age calculation control unit 20, and displays the brain age calculation process of the test subject to the outside, in the embodiment of the present invention, as shown in FIG. Name, gender, age, and test date are displayed, and brain age calculation results and brain disease prediction information are displayed.
  • the brain age information unit 70 is connected to the brain age calculation control unit 20, the brain thickness information by age, gender, and education of the normal control group, brain thickness violation area information by brain disease, basic information of the test subject, At least one of the MRI brain image information of the test subject and the health questionnaire information of the test subject is stored.
  • the biological brain age calculation apparatus measures the thickness of the brain cortex for each region in the MRI brain image of the test subject, the biological brain age of the test subject according to the measured thickness of the brain cortex as a mathematical indicator By calculating, there is an effect that can provide an accurate brain health state to the test subjects during the health examination, and furthermore, it is effective to enable the prevention of brain diseases by utilizing for early brain health examination.
  • the basic information input in step S10 includes at least one or more of a test subject's name, age, gender, BMI, health insurance card number, and educational attainment information. Information about your current health status, including your usual lifestyle and past illnesses.
  • the step of storing the brain thickness information by age, sex, and educational attainment and the brain thickness violation area information by brain disease in the brain age information unit are preceded. .
  • the step S20 of inputting the MRI brain image of the test subject by using the image information input unit 10 is performed, and the area of the MRI brain image by the brain thickness measurement unit 40 is performed.
  • Measuring the cortical thickness (S30), and using the brain age calculation unit 50, by matching the measured brain cortex thickness to the normal brain thickness by age range, biological brain age of the test subject The calculating step S40 is performed.
  • the step S40 calculates the brain age of the test subject by applying the brain cortex thickness of the test subject to the regression equation applied by the statistical method to estimate the degree of brain atrophy according to age and brain cortex thickness.
  • step S50 if degenerative brain disease information exists in step S50, the predicted brain disease information is provided (S60).
  • step S60 the specific brain disease information is derived (S61) to be predicted, and according to the predicted specific brain disease information, the individual causes the deterioration of the brain thickness on the health questionnaire of the test subject.
  • step S70 of displaying the calculated brain age of the test subject and the predicted specific brain disease information is performed on the calculation result display unit 80, and the brain age calculated from the brain age information unit 70 is predicted.
  • a step of storing specific brain disease information is performed (S80).
  • applying the biological brain age calculation method according to the present invention receives the basic information of the subject, health questionnaire information, MRI brain images and by measuring the area of brain cortex thickness by area to measure the biological brain age of the subject It can be calculated and provided, and can provide the effect of providing prediction and diagnostic information for degenerative brain diseases during health examinations.

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Abstract

본 발명은 검사 대상자의 뇌 MRI 영상에서 영역별 뇌피질 두께를 측정하고, 이를 정상 대조군 정보와 비교하여 생물학적 뇌연령을 산출하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 검사 대상자의 MRI 뇌 영상을 입력하는 영상정보 입력부, 상기 MRI 뇌 영상을 기반으로 상기 검사 대상자의 생물학적 뇌연령 산출 작업을 제어하는 뇌연령 산출 제어부, 상기 MRI 뇌 영상에서 영역별 뇌피질 두께를 측정하는 뇌두께 측정부 및 측정된 상기 뇌피질 두께를 연령별 뇌두께 정상 범위에 매칭하여, 상기 검사 대상자의 생물학적 뇌연령을 산출하는 뇌연령 산출부를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

Description

생물학적 뇌연령 산출 장치 및 그 산출 방법
본 발명은 생물학적 뇌연령을 산출하는 기술에 관한 것으로, 더 상세하게는 검사 대상자의 뇌 MRI 영상에서 영역별 뇌피질 두께를 측정하고, 이를 정상 대조군 정보와 비교하여 생물학적 뇌연령을 산출하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 뇌영상에 대한 구체적인 정량적 정보를 제시하는 수준에서는 기술로 개시된 바가 있다. 그러나 종래기술은 주로 연구용으로 사용 그룹의 평균값을 가지고 이용되고 있으며, 현재까지 각 개인에게 건강검진의 차원에서 개인 뇌의 뇌위축 정보를 정량적으로 제시하는 방법은 실시되지 않고 있는 실정이다.
건강검진에서 MRI가 촬영되어도 현재 뇌질환이 발견되지 않으면 굳이 검사 대상자에 현재 뇌 건강 상태에 관한 정보를 제공하지 않으므로 사용자에게 정량적인 정보가 구체적으로 전달되지 않는 문제점이 있다.
예를 들어 혈액검사와 소변검사 등의 결과 수치는 정상대비 수치를 제시하여 사용자들이 이용할 수 있으나 뇌지표에 관하여는 표준화된 지표가 존재하지 않는다.
또한 환자의 진단에 있어서도 구체적인 지표를 사용하여 진단하기 보다는 촬영된 이미지의 정성적 판단에 의존하고 있음에 따라 건강검진 시, 본인의 현재 뇌 건강 상태나 향후 뇌질환에 관한 정량화된 정보를 전혀 제공하지 못하고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명에 따른 생물학적 뇌연령 산출 장치의 목적은 검사 대상자의 MRI 뇌 영상에서 영역별 뇌피질 두께를 측정하고, 측정된 뇌피질의 두께에 따라 검사 대상자의 생물학적 뇌연령을 수학적 지표로 산출하여 제공하는 장치를 제공하는데 있다.
다른 목적은, 뇌연령 정보부를 더 포함하여, 뇌연령 산출을 위한 연령별 뇌두께 정보, 뇌질환 특성 정보, 검사 대상자의 기본 정보, MRI 뇌 영상 정보, 건강문진표 정보를 저장 관리하는데 있다.
또 다른 목적은, 뇌질환 예측부를 더 포함하여, 검사 대상자의 뇌 연령에 따른 특정 뇌질환 정보를 예측하여 제공하는데 있다.
또 다른 목적은, 검사 대상자별로 예측된 특정 뇌질환 정보에 따른 위험 생활습관인자를 도출하고, 예방을 위한 생활 지침 정보를 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 생물학적 뇌연령 산출 방법의 목적은 검사 대상자의 기본 정보, 건강 문진표 정보, MRI 뇌 영상을 입력받고 영역별 뇌피질 두께 정보를 측정하여 검사 대상자의 뇌연령을 산출하여 제공하는데 있다.
다른 목적은, 검사 대상자의 뇌연령 산출에 있어서, 연령과 뇌피질 두께에 따른 뇌 위축 정도를 추정 통계학적 방법으로 적용한 회귀식에 검사 대상자의 뇌피질 두께를 적용하는데 있다.
본 발명에 따른 생물학적 뇌연령 산출 장치는 검사 대상자의 MRI 뇌 영상을 입력하는 영상정보 입력부, 상기 MRI 뇌 영상을 기반으로 상기 검사 대상자의 생물학적 뇌연령 산출 작업을 제어하는 뇌연령 산출 제어부, 상기 MRI 뇌 영상에서 영역별 뇌피질 두께를 측정하는 뇌두께 측정부 및 측정된 상기 뇌피질 두께를 연령별 뇌두께 정상 범위에 매칭하여, 상기 검사 대상자의 생물학적 뇌연령을 산출하는 뇌연령 산출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 생물학적 뇌연령 산출 장치는 뇌연령 산출 제어부와 연결되어, 정상 대조군의 연령별 뇌두께 정보, 뇌질환별 뇌두께 침범 영역 정보, 상기 검사 대상자의 기본 정보, 상기 검사 대상자의 MRI 뇌 영상 정보, 상기 검사 대상자의 건강문진표 정보 중 적어도 어느 하나 이상의 정보를 저장하는 뇌연령 정보부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 생물학적 뇌연령 산출 장치는 뇌연령 산출 제어부와 연결되어, 검사 대상자의 기본 정보 및 건강문진표 정보를 입력하는 검사 대상자 정보 입력부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 생물학적 뇌연령 산출 장치는 뇌연령 산출 제어부와 연결되어, 상기 뇌연령 산출부에서 산출된 검사 대상자의 뇌연령에 따른 예측되는 특정 뇌질환 정보를 제공하는 뇌질환 예측부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 생물학적 뇌연령 산출 장치에 있어서, 뇌질환 예측부는 예측된 상기 특정 뇌질환 정보에 따라 상기 검사 대상자의 건강 문진표 상에서의 뇌두께의 악화를 초래하는 개인별 생활습관인자를 도출하고, 특정 뇌질환 예방을 위한 생활 지침 정보를 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 생물학적 뇌연령 산출 방법은 (a) 검사 대상자 정보 입력부를 이용하여, 검사 대상자의 기본 정보 및 건강문진표 정보를 입력하는 단계, (b) 영상정보 입력부를 이용하여, 검사 대상자의 MRI 뇌 영상을 입력하는 단계, (c) 뇌두께 측정부를 이용하여, 상기 MRI 뇌 영상에서 영역별 뇌피질 두께를 측정하는 단계 및 (d) 뇌연령 산출부를 이용하여, 측정된 상기 뇌피질 두께를 연령별 뇌두께 정상 범위에 매칭하여, 상기 검사 대상자의 생물학적 뇌연령을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 생물학적 뇌연령 산출 장치는 검사 대상자의 MRI 뇌 영상에서 영역별 뇌피질 두께를 측정하고, 측정된 뇌피질의 두께에 따라 검사 대상자의 생물학적 뇌연령을 수학적 지표로 산출함으로써, 건강검진 시, 검사 대상자에 정확한 뇌건강 상태를 제공할 수 있으며, 나아가 조기 뇌건강 검진에 활용하여 뇌질환 예방을 가능하게 하는 효과가 있다.
또한, 뇌연령 산출을 위한 연령별 뇌두께 정보, 뇌질환 특성 정보, 검사 대상자의 기본 정보, MRI 뇌 영상 정보, 건강문진표 정보를 체계적으로 관리할 수 있는 효과가 있다.
또한, 검사 대상자의 뇌 연령에 따른 특정 뇌질환 정보를 예측함으로써, 현재 뇌두께에 따라 향후 발병할 수 있는 뇌질환에 대해 경각심을 갖고 예방을 위한 노력을 할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 검사 대상자별로 예측된 특정 뇌질환 정보에 따른 위험 생활습관인자를 도출하고, 예방을 위한 생활 지침 정보를 제공함으로써, 검사 대상자가 뇌질환 예방을 위해 적극적으로 생활 습관을 개선할 수 있도록 하는 효과가 있다.
본 발명에 따른 생물학적 뇌연령 산출 방법은 검사 대상자의 기본 정보, 건강 문진표 정보, MRI 뇌 영상을 입력받고 영역별 뇌피질 두께 정보를 측정함으로써 검사 대상자의 생물학적 뇌연령을 산출하여 제공할 수 있으며, 건강검진 시, 퇴행성 뇌질환질환의 예측 및 진단 정보를 제공할 수 있는 효과가 있다.
다른 목적은, 검사 대상자의 뇌연령 산출에 있어서, 연령과 뇌피질 두께에 따른 뇌 위축 정도를 추정 통계학적 방법으로 적용한 회귀식에 검사 대상자의 뇌피질 두께를 적용함으로써, 정확한 뇌연령 산출이 가능하고, 산출된 뇌연령 자료로 정확한 뇌건강 상태를 상담할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 생물학적 뇌연령 산출 장치의 전체 구성을 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 생물학적 뇌연령 산출에 있어서, 남성, 여성, 통합 성별에 따른 연령과 뇌피질 두께의 연관 관계를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 생물학적 뇌연령 산출 장치에 있어서, 연령과 뇌피질 두께와의 관계에 있어서 개인별 뇌연령 산출의 실시예를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 생물학적 뇌연령 산출 장치에 있어서, 산출결과 표시부의 일실시예를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 생물학적 뇌연령 산출 방법의 전체 흐름을 나타내는 흐름도.
도 6은 본 발명에 따른 생물학적 뇌연령 산출 방법에 있어서, S60 단계의 상세 흐름을 나타내는 흐름도.
이하, 본 발명에 따른 생물학적 뇌연령 산출 장치 및 그 산출 방법을 실시하기 위한 구체적인 내용을 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 생물학적 뇌연령 산출 장치의 전체 구성을 나타내는 도면으로, 영상정보 입력부(10), 뇌연령 산출 제어부(20), 검사 대상자 정보 입력부(30), 뇌두께 측정부(40), 뇌연령 산출부(50), 뇌질환 예측부(60), 뇌연령 정보부(70) 및 산출결과 표시부(80)를 포함한다.
상기 영상정보 입력부(10)는 검사 대상자의 MRI 뇌 영상을 입력하며, 본 발명에 따른 MRI 뇌 영상은 검사 대상자의 뇌 영역별로 피질 상태를 확인할 수 있는 영상이 입력되는 것이 바람직하며, 상기 영상정보 입력부(10)에서 입력된 MRI 뇌 영상 정보는 상기 뇌연령 산출 제어부(20)에 전송된다.
상기 뇌연령 산출 제어부(20)는 상기 MRI 뇌 영상을 기반으로 상기 검사 대상자의 생물학적 뇌연령 산출 작업을 제어하며, 상기 MRI 뇌 영상 정보가 전달되며, 상기 뇌두께 측정부(40)에 영역별 뇌피질 두께 산출 작업을 요청하게 된다.
상기 검사 대상자 정보 입력부(30)는 상기 뇌연령 산출 제어부(20)와 연결되어, 검사 대상자의 기본 정보 및 건강문진표 정보를 입력하며, 이러한 검사 대상자 정보 입력부(30)를 통해 입력된 MRI 뇌 영상의 검사 대상자에 관한 식별이 가능하며, 검사 대상자가 작성한 건강문진표 정보를 이용하여, 추후 발병할 수 있는 뇌질환 정보에 활용할 수 있는 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 기본 정보는 검사 대상자의 이름, 나이, 성별, BMI, 의료보험증번호, 학력 정보 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하며, 상기 건강문진표 정보는 검사 대상자의 평소 생활 습관이나 과거 병명을 포함한 현재의 건강 상태를 확인할 수 있는 정보를 말한다.
상기 뇌두께 측정부(40)는 상기 뇌연령 산출 제어부(20)와 연결되어, 상기 MRI 뇌 영상에서 영역별 뇌피질 두께를 측정하며, 검사 대상자의 전체 평균 뇌두께와 영역별 뇌두께를 산출할 수 있으며, 산출된 전체 평균 뇌두께와 영역별 뇌두께는 상기 뇌연령 산출 제어부(20)에 전달한다.
상기 뇌연령 산출부(50)는 상기 뇌연령 산출 제어부(20)와 연결되어, 측정된 상기 뇌피질 두께를 연령별 뇌두께 정상 범위에 매칭하여, 상기 검사 대상자의 생물학적 뇌연령을 산출하며, 본 발명에 있어서, 상기 뇌연령 산출부(50)는 연령과 뇌피질 두께에 따른 뇌 위축 정도를 추정 통계학적 방법으로 적용한 회귀식에 검사 대상자의 뇌피질 두께를 적용하여 검사 대상자의 뇌연령을 산출한다.
즉, 연령별 정상 대조군의 피험자를 대상으로 MRI를 촬영하여, 평균 뇌두께 및 영역별 뇌두께를 산출하고, 정상 대조군의 연령별 뇌두께가 산출할 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 총 피험자 2500명의 평균 뇌두께 값으로 도 2의 (c)와 같은 그래프를 도출할 수 있으며, 이는 도 2의 (a) 및 (b)와 같이, 성별에 따라 평균 뇌두께 정보를 도출할 수 있다.
상기 뇌질환 예측부(60)는 상기 뇌연령 산출 제어부(20)와 연결되어, 상기 뇌연령 산출부에서 산출된 검사 대상자의 뇌연령에 따른 예측되는 특정 뇌질환 정보를 제공한다.
즉, 본 발명에 있어서, 도 3과 같이 정상 대조군의 연령 및 뇌피질 두께 정보에 매칭하여 뇌연령을 산출하며, 동일한 연령에 뇌두께 수치가 낮은 A인 사람과 뇌두께 수치가 높은 B인 사람을 비교하면 A인 사람은 건강문진표 정보를 통해 교육 수준이 낮고, BMI가 높고 고혈압, 당뇨가 있고 술, 담배를 많이 하는 것으로 확인되었으며, B인 사람은 교육 수준이 높고 BMI가 적정한 수준이며, 고혈압, 당뇨가 없으며, 술, 담배를 하지 않는 것으로 나타났으며, 현재의 뇌위축 정도에 따라 발병 가능한 퇴행성 뇌질환 정보를 제공할 수 있는 것이다.
이처럼 상기 뇌질환 예측부(60)는 예측된 상기 특정 뇌질환 정보에 따라 상기 검사 대상자의 건강 문진표 상에서의 뇌두께의 악화를 초래하는 개인별 생활습관인자를 도출하고, 특정 뇌질환 예방을 위한 생활 지침 정보를 상기 산출 결과 표시부(80)를 통해 제공할 수 있는 것이다.
상기 산출 결과 표시부(80)는 상기 뇌연령 산출 제어부(20)와 연결되어, 검사 대상자의 뇌연령 산출 과정을 외부에 표시하며, 본 발명의 실시예에서는 도 4와 같이, 검사 대상자의 기본 정보인 이름, 성별, 나이, 검사일이 표시되고, 뇌연령 산출결과와 뇌질환 예측 정보를 표시하도록 하였다.
또한, 검사 결과에 대해 생물학적 뇌연령의 수치정보를 리포트하고, 생활습관의 고려를 위해 뇌연령과 관련이 되는 인자 및 사람에게 맞춤형으로 가능성 있는 위험인자 및 보호인자를 제시하고, 정상범위로부터 벗어나는 수치를 알려줄 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예와 같이, 몸무게가 작고 술을 많이 하는 사람에게 당신의 현재 뇌연령은 60세로 당신의 실제 연령 55세보다 5세가 많게 나옵니다. 당신의 뇌연령에 노화를 가지고 올 가능성이 높은 위험인자는 몸무게가 작고, 술을 많이 하는 습관입니다라는 문구로 검사 대상자가 본인의 뇌연령 산출 결과를 보다 쉽게 이해할 수 있도록 하였다.
상기 뇌연령 정보부(70)는 상기 뇌연령 산출 제어부(20)와 연결되어, 정상 대조군의 연령별, 성별, 학력별 뇌두께 정보, 뇌질환별 뇌두께 침범 영역 정보, 상기 검사 대상자의 기본 정보, 상기 검사 대상자의 MRI 뇌 영상 정보, 상기 검사 대상자의 건강문진표 정보 중 적어도 어느 하나 이상의 정보를 저장한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 생물학적 뇌연령 산출 장치는 검사 대상자의 MRI 뇌 영상에서 영역별 뇌피질 두께를 측정하고, 측정된 뇌피질의 두께에 따라 검사 대상자의 생물학적 뇌연령을 수학적 지표로 산출함으로써, 건강검진 시, 검사 대상자에 정확한 뇌건강 상태를 제공할 수 있는 효과가 있으며, 나아가 조기 뇌건강 검진에 활용하여 뇌질환 예방을 가능하게 하는 효과가 있다.
도 5는 본 발명에 따른 생물학적 뇌연령 산출 방법의 전체 흐름을 나타내는 도면으로, 검사 대상자 정보 입력부(30)를 이용하여, 검사 대상자의 기본 정보 및 건강문진표 정보를 입력하는 단계(S10)를 수행하며, 본 발명의 실시예에서 상기 S10 단계에서 입력되는 기본 정보는 검사 대상자의 이름, 나이, 성별, BMI, 의료보험증번호, 학력 정보 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하며, 상기 건강문진표 정보는 검사 대상자의 평소 생활 습관이나 과거 병명을 포함한 현재의 건강 상태를 확인할 수 있는 정보이다.
본 발명에 따른 생물학적 뇌연령 산출 방법에 있어서, 도면에는 표시하지 않았지만 상기 뇌연령 정보부에 정상 대조군의 연령별, 성별, 학력별 뇌두께 정보와 뇌질환별 뇌두께 침범 영역 정보를 저장하는 단계를 선행된다.
다음으로, 상기 영상정보 입력부(10)를 이용하여, 검사 대상자의 MRI 뇌 영상을 입력하는 단계(S20)를 수행하고, 상기 뇌두께 측정부(40)를 이용하여, 상기 MRI 뇌 영상에서 영역별 뇌피질 두께를 측정하는 단계(S30)를 수행하며, 상기 뇌연령 산출부(50)를 이용하여, 측정된 상기 뇌피질 두께를 연령별 뇌두께 정상 범위에 매칭하여, 상기 검사 대상자의 생물학적 뇌연령을 산출하는 단계(S40)를 수행한다.
본 발명에 있어서, 상기 S40 단계는 연령과 뇌피질 두께에 따른 뇌 위축 정도를 추정 통계학적 방법으로 적용한 회귀식에 검사 대상자의 뇌피질 두께를 적용하여 검사 대상자의 뇌연령을 산출한다.
다음으로, 상기 뇌질환 예측부(60)를 통해 상기 S40 단계에서 산출된 뇌연령과 상기 S10 단계에서 입력된 검사 대상자의 기본 정보와 건강문진표 정보를 통해 향후 발병 가능한 퇴행성 뇌질환 정보가 존재하는지 여부를 판단하는 단계(S50)를 수행하고, 상기 S50 단계에서 퇴행성 뇌질환 정보가 존재할 경우, 예측된 뇌질환 정보를 제공하는 단계(S60)를 수행한다.
상기 S60 단계는 도 6에 도시된 바와 같이, 예측되는 특정 뇌질환 정보를 도출(S61)하고, 예측된 상기 특정 뇌질환 정보에 따라 상기 검사 대상자의 건강 문진표 상에서의 뇌두께의 악화를 초래하는 개인별 생활습관인자를 도출하는 단계(S63) 및 특정 뇌질환 예방을 위한 생활 지침 정보를 제공하는 단계(S65)를 수행한다.
다음으로, 산출결과 표시부(80)에 검사 대상자의 산출된 뇌연령과 예측되는 특정 뇌질환 정보를 표시하는 단계(S70)를 수행하고, 상기 뇌연령 정보부(70)에 산출된 뇌연령과 예측되는 특정 뇌질환 정보를 저장하는 단계(S80)를 수행한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 생물학적 뇌연령 산출 방법을 적용하면 검사 대상자의 기본 정보, 건강 문진표 정보, MRI 뇌 영상을 입력받고 영역별 뇌피질 두께 정보를 측정함으로써 검사 대상자의 생물학적 뇌연령을 산출하여 제공할 수 있으며, 건강검진 시, 퇴행성 뇌질환질환의 예측 및 진단 정보를 제공할 수 있는 효과를 누릴 수 있다.
이상 본 발명의 실시예로 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상이 상기 실시예로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 다양한 생물학적 뇌연령 산출 장치 및 그 산출 방법으로 구현할 수 있다.

Claims (13)

  1. 검사 대상자의 MRI 뇌 영상을 입력하는 영상정보 입력부;
    상기 MRI 뇌 영상을 기반으로 상기 검사 대상자의 생물학적 뇌연령 산출 작업을 제어하는 뇌연령 산출 제어부;
    상기 MRI 뇌 영상에서 영역별 뇌피질 두께를 측정하는 뇌두께 측정부 및
    측정된 상기 뇌피질 두께를 연령별 뇌두께 정상 범위에 매칭하여, 상기 검사 대상자의 생물학적 뇌연령을 산출하는 뇌연령 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 생물학적 뇌연령 산출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 뇌연령 산출 제어부와 연결되어, 정상 대조군의 연령별 뇌두께 정보, 뇌질환별 뇌두께 침범 영역 정보, 상기 검사 대상자의 기본 정보, 상기 검사 대상자의 MRI 뇌 영상 정보, 상기 검사 대상자의 건강문진표 정보 중 적어도 어느 하나 이상의 정보를 저장하는 뇌연령 정보부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생물학적 뇌연령 산출 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 뇌연령 산출 제어부와 연결되어, 검사 대상자의 기본 정보 및 건강문진표 정보를 입력하는 검사 대상자 정보 입력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생물학적 뇌연령 산출 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 뇌연령 산출부는
    연령과 뇌피질 두께에 따른 뇌 위축 정도를 추정 통계학적 방법으로 적용한 회귀식에 검사 대상자의 뇌피질 두께를 적용하여 검사 대상자의 뇌연령을 산출하는 것을 특징으로 하는 생물학적 뇌연령 산출 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 뇌연령 산출 제어부와 연결되어, 상기 뇌연령 산출부에서 산출된 검사 대상자의 뇌연령에 따른 예측되는 특정 뇌질환 정보를 제공하는 뇌질환 예측부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생물학적 뇌연령 산출 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 뇌질환 예측부는,
    예측된 상기 특정 뇌질환 정보에 따라 상기 검사 대상자의 건강 문진표 상에서의 뇌두께의 악화를 초래하는 개인별 생활습관인자를 도출하고, 특정 뇌질환 예방을 위한 생활 지침 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 생물학적 뇌연령 산출 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 뇌연령 산출 제어부와 연결되어, 검사 대상자의 뇌연령 산출 과정을 외부에 표시하는 산출결과 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생물학적 뇌연령 산출 장치.
  8. (a) 검사 대상자 정보 입력부를 이용하여, 검사 대상자의 기본 정보 및 건강문진표 정보를 입력하는 단계;
    (b) 영상정보 입력부를 이용하여, 검사 대상자의 MRI 뇌 영상을 입력하는 단계;
    (c) 뇌두께 측정부를 이용하여, 상기 MRI 뇌 영상에서 영역별 뇌피질 두께를 측정하는 단계 및
    (d) 뇌연령 산출부를 이용하여, 측정된 상기 뇌피질 두께를 연령별 뇌두께 정상 범위에 매칭하여, 상기 검사 대상자의 생물학적 뇌연령을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 생물학적 뇌연령 산출 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 (d) 단계는,
    연령과 뇌피질 두께에 따른 뇌 위축 정도를 추정 통계학적 방법으로 적용한 회귀식에 검사 대상자의 뇌피질 두께를 적용하여 검사 대상자의 뇌연령을 산출하는 단계인 것을 특징으로 하는 생물학적 뇌연령 산출 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 (d) 단계 이후에,
    (e) 뇌질환 예측부를 이용하여, 상기 (d) 단계에서 산출된 검사 대상자의 뇌연령에 따른 예측되는 특정 뇌질환 정보를 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생물학적 뇌연령 산출 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 (e) 단계는,
    (e-1) 예측된 상기 특정 뇌질환 정보에 따라 상기 검사 대상자의 건강 문진표 상에서의 뇌두께의 악화를 초래하는 개인별 생활습관인자를 도출하는 단계 및
    (e-2) 특정 뇌질환 예방을 위한 생활 지침 정보를 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생물학적 뇌연령 산출 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 (e) 단계 이후에,
    (g) 산출결과 표시부에 검사 대상자의 산출된 뇌연령과 예측되는 특정 뇌질환 정보를 표시하는 단계 및
    (g) 상기 뇌연령 정보부에 산출된 뇌연령과 예측되는 특정 뇌질환 정보를 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생물학적 뇌연령 산출 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 (a) 단계 이전에,
    (g) 뇌연령 정보부를 이용하여, 정상 대조군의 연령별, 성별, 학력별 뇌두께 정보와 뇌질환별 뇌두께 침범 영역 정보를 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생물학적 뇌연령 산출 방법.
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