WO2023282405A1 - Method for calculating optimal stimulation position using artificial intelligence model, electrode model simulation method, server, and computer program - Google Patents

Method for calculating optimal stimulation position using artificial intelligence model, electrode model simulation method, server, and computer program Download PDF

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WO2023282405A1
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model
electrode
optimal
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coordinate data
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PCT/KR2021/018145
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김동현
고봉석
민대규
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뉴로핏 주식회사
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Definitions

  • Various embodiments of the present invention relate to a method for calculating an optimal magnetic pole position using an artificial intelligence model, a server, and a computer program.
  • invasive brain stimulation which treats diseases by applying electrical signals directly into the brain
  • invasive brain stimulation techniques such as deep brain stimulation (DBS) are being used to treat neurological symptoms such as hand tremors in Parkinson's disease.
  • DBS deep brain stimulation
  • non-invasive brain stimulation which is less expensive and less risky, has recently been in the limelight.
  • Non-invasive brain stimulation does not require a procedure that injures nerve tissue like surgery, guarantees improved stability, and has the advantage of not requiring hospitalization.
  • non-invasive brain stimulation applies sufficient brain stimulation by repeating a single treatment procedure performed in a relatively short time dozens of times, it is also a great advantage that there is no device to be always carried or managed.
  • Representative examples of such non-invasive brain stimulation include transcranial magnetic stimulation (TMS) and transcranial DC stimulation (tDCS).
  • TMS transcranial magnetic stimulation
  • tDCS transcranial DC stimulation
  • This non-invasive brain stimulation technique has the function of enhancing or inhibiting the activity of brain nerve cells, so it can be used not only for rehabilitation treatment of brain diseases such as stroke, but also for depression, epilepsy, dementia, Parkinson's, tic disorder, tinnitus, addiction, and chronic pain. It has been reported to be effective for many brain neurological diseases such as , anxiety disorders and sleep disorders.
  • a scalp model is implemented, and the position is slightly changed based on the initial starting position on the scalp model to create many candidate positions on the head, and then a test is performed at each candidate position. There is a way to select the optimal location through .
  • a human head is an unstructured surface, it may be difficult to continuously change or move coordinates on a head model corresponding to a corresponding head in order to select a location of a stimulus.
  • the corresponding position may be the skull rather than the scalp, and thus may not be an appropriate position for disposing the electrode.
  • a head model is obtained based on MRI information of each user, a spherical coordinate system fitted to the head model is obtained, and various stimuli are based on this.
  • a method for calculating an optimal stimulation position using an artificial intelligence model according to an embodiment of the present invention to solve the above problems includes generating a head model based on user diagnostic information, and a spherical model based on the head model. generating, identifying a plurality of transcriptional coordinate data corresponding to each of a plurality of spherical coordinate data related to the spherical model, and processing the plurality of transcriptional coordinate data as an input of an optimal positioning model to obtain optimal magnetic pole position information.
  • the method may include obtaining, wherein the plurality of transcriptional coordinate data is data related to orthogonal coordinates that can be expressed on the head model.
  • the user diagnostic information is information based on the generation of the head model, and includes medical image information on the brain or head of the user, and the head model includes three information related to the brain or head of the actual user. It is a dimensional brain map model, and the spherical model is implemented through at least a part of a three-dimensional sphere model having a specific radius, and the plurality of spherical coordinate data is data related to spherical coordinates that can be expressed in the spherical model. can be done with
  • the generating of the head model based on the user diagnostic information may include obtaining one or more brain region images by processing the user diagnostic information as an input of an image region classification model; and generating the head model based on the preprocessed one or more brain region images, wherein the image region classification model is a convolutional neural network (CNN)-based neural network model, and includes a plurality of It may be characterized in that learning is performed through learning data including learning input data related to user diagnostic information of and learning output data related to brain region classification information corresponding to each user diagnostic information.
  • CNN convolutional neural network
  • the generating of the spherical model based on the user diagnosis information may include developing one or more spheres based on the central point of the head model, and determining the relationship between the surface of the one or more spheres and the head model among the developed one or more spheres.
  • the method may include identifying a first sphere having a minimum surface distance and having a maximum radius, and generating the spherical model based on the identified first sphere.
  • the optimal positioning model derives brain activity prediction information corresponding to each of the plurality of transcriptional coordinate data, and derives each of the derived brain activity prediction information and the reference brain corresponding to each of the plurality of transcriptional coordinate data. Identifying optimal transcriptional coordinate data whose loss function related to the difference with each activity information is less than or equal to a predetermined reference value, and outputting the optimal stimulation position information based on the identified optimal transcriptional coordinates data can do.
  • the method may include determining whether at least two or more spherical coordinate data among the plurality of spherical coordinate data overlap and indicate a point on the head model, and determining whether the at least two or more spherical coordinate data indicate the head image
  • a step of modifying some of the at least two or more spherical coordinate data may be included.
  • the modifying of some of the at least two or more spherical coordinate data may include removing at least one of the at least two or more spherical coordinate data indicating overlapping points on the head model. or correcting the coordinates of at least one spherical coordinate data among at least two or more spherical coordinate data indicating overlapping points on the head model.
  • the method may include disposing an electrode model at a first position corresponding to the optimal stimulation position information, and gradually moving the electrode model located at the first position to a position corresponding to the optimal stimulation position information.
  • the method may further include performing electrode attachment simulation on the head model by moving the head model, and the first position may be a position in a direction of a normal vector of the optimal stimulation position information.
  • An optimal magnetic pole position calculation server using an artificial intelligence model using an artificial intelligence model according to another embodiment of the present invention for solving the above problems is a processor, a network interface, a memory, and loaded into the memory, A computer program executed by the processor, the computer program including instructions for generating a head model based on user diagnosis information and instructions for generating a spherical model based on the head model, the spherical model An instruction for identifying a plurality of transcriptional coordinate data corresponding to each of a plurality of related spherical coordinate data and an instruction for obtaining optimal magnetic pole position information by processing the plurality of transcriptional coordinate data as an input of an optimal positioning model, wherein the plurality of The transfer coordinate data may be data related to orthogonal coordinates that can be expressed on the head model.
  • a computer program recorded on a computer-readable recording medium for solving the above problems is combined with a computing device to generate a head model based on user diagnostic information; Generating a spherical model based on the head model, a plurality of transcribed coordinate data corresponding to each of a plurality of spherical coordinate data related to the spherical model—the plurality of transcribed coordinate data is at Cartesian coordinates expressible on the head model Characterized in that it is related data—to be stored in a computer-readable recording medium to execute the steps of identifying and processing the plurality of transcriptional coordinate data as inputs of an optimal positioning model to obtain optimal magnetic pole position information.
  • Normal Vector the optimal stimulation position information
  • the method may include obtaining one or more brain region images by processing the user diagnostic information as an input of an image region classification model, performing preprocessing on the one or more brain region images, and performing preprocessing on the one or more brain region images.
  • Generating the head model based on one or more brain region images wherein the image region classification model is a neural network model based on a convolutional neural network (CNN), and learning input data related to a plurality of user diagnostic information and It may be characterized in that learning is performed through learning data including learning output data related to brain region classification information corresponding to each user diagnostic information.
  • CNN convolutional neural network
  • the electrode model includes a first surface contactable with the head model and a second surface corresponding to the first surface, and the coordinates forming each of the first surface and the second surface are: It may be characterized as having directivity in the same direction.
  • the performing of the electrode attachment simulation may include stopping the movement of the electrode model when the first surface and the head model are in contact with each other, and attaching the electrode model to the first surface of the electrode model where the movement is stopped.
  • the method may include calculating a movement distance of each of the plurality of first coordinates and moving each of the plurality of second coordinates related to the second surface based on the movement distance of each of the plurality of first coordinates.
  • the method further includes attaching a candidate electrode model based on an electrode model in contact with the head model, wherein the candidate electrode model is predetermined from the electrode model on the head model. It may be characterized in that it is attached within the separation distance.
  • attaching a candidate electrode model based on an electrode model in contact with the head model may include locating the candidate electrode model based on an attachment position of the electrode model, and an orientation angle of the candidate electrode model. sequentially changing, and obtaining a plurality of direction vectors according to the change in the orientation angle, and the candidate electrode on the head model based on a comparison between the obtained plurality of direction vectors and the first direction vector of the electrode model. A step of determining the attachment direction of the model may be included.
  • the optimal stimulation position information includes one or more optimal stimulation position sub-information
  • the method performs one or more electrode attachment simulations on the head model in correspondence with each of the one or more optimal stimulation position sub-information. identifying whether at least one electrode model overlaps on the head model as a result of the one or more electrode attachment simulations; and modifying at least one optimal stimulation position sub-information based on the identified overlapping electrode model.
  • a server for simulating an electrode model according to another embodiment of the present invention for solving the above problems includes a processor, a network interface, a memory, and a computer program loaded into the memory and executed by the processor.
  • the computer program includes an instruction for arranging an electrode model at a first position based on the head model based on optimal stimulation position information, and the electrode model located at the first position corresponds to the optimal stimulation position information and an instruction for performing an electrode attachment simulation on the head model by gradually moving to a position where the first position is a position in a direction of a normal vector of the optimal stimulation position information.
  • a computer program recorded on a computer-readable recording medium for solving the above-mentioned problems is combined with a computing device, and based on optimal stimulation position information, based on the head model, first arranging an electrode model at a position—the first position being a position in the direction of a normal vector of the optimal magnetic pole position information—and the electrode model located at the first position in the optimal magnetic pole position information It may be stored in a computer-readable recording medium in order to execute a step of gradually moving to a corresponding position and performing electrode attachment simulation on the head model.
  • treatment efficiency through non-invasive brain stimulation can be improved by providing information on optimal stimulation positions corresponding to each user.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an optimal magnetic pole position calculation system using an artificial intelligence model according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a hardware configuration diagram of a server for calculating optimal magnetic pole positions using an artificial intelligence model according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart exemplarily illustrating a method for calculating an optimal magnetic pole position using an artificial intelligence model according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart exemplarily illustrating a process of generating a head model based on user diagnostic information, in various embodiments.
  • FIG. 5 is a flowchart exemplarily illustrating a process of determining an optimum location in various embodiments.
  • FIG. 6 is a flowchart exemplarily illustrating a process of performing electrode attachment simulation in various embodiments.
  • FIG. 7 is an exemplary diagram illustrating a process of obtaining a spherical model based on an MRI image in various embodiments.
  • FIG. 8 shows an exemplary diagram for explaining a spherical model in various embodiments.
  • FIG. 9 is an exemplary view illustrating an electrode model and a spherical model in various embodiments.
  • FIG. 10 is an exemplary view illustrating an electrode placement simulation process in various embodiments.
  • FIG. 11 is an exemplary view illustrating a process of arranging candidate electrodes according to various embodiments.
  • unit or “module” used in the specification means a hardware component such as software, FPGA or ASIC, and "unit” or “module” performs certain roles. However, “unit” or “module” is not meant to be limited to software or hardware.
  • a “unit” or “module” may be configured to reside in an addressable storage medium and may be configured to reproduce one or more processors.
  • a “unit” or “module” may refer to components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, processes, functions, properties, procedures, subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays and variables. Functions provided within components and “units” or “modules” may be combined into smaller numbers of components and “units” or “modules” or may be combined into additional components and “units” or “modules”. can be further separated.
  • spatially relative terms “below”, “beneath”, “lower”, “above”, “upper”, etc. It can be used to easily describe a component's correlation with other components. Spatially relative terms should be understood as including different orientations of elements in use or operation in addition to the orientations shown in the drawings. For example, if you flip a component that is shown in a drawing, a component described as “below” or “beneath” another component will be placed “above” the other component. can Thus, the exemplary term “below” may include directions of both below and above. Components may also be oriented in other orientations, and thus spatially relative terms may be interpreted according to orientation.
  • a computer means any kind of hardware device including at least one processor, and may be understood as encompassing a software configuration operating in a corresponding hardware device according to an embodiment.
  • a computer may be understood as including a smartphone, a tablet PC, a desktop computer, a laptop computer, and user clients and applications running on each device, but is not limited thereto.
  • each step described in this specification is described as being performed by a computer, the subject of each step is not limited thereto, and at least a part of each step may be performed in different devices according to embodiments.
  • the optimal stimulation position calculation method using an artificial intelligence model provides information on the optimal stimulation position corresponding to each of a plurality of users in brain stimulation treatment through non-invasive brain stimulation. can do.
  • a head model may be generated based on user diagnosis information, and a spherical model corresponding to the head model may be generated and provided.
  • the spherical model may be a model in which coordinates are always moved on the user's scalp even in a process of continuously changing or moving coordinates. That is, by providing a spherical model corresponding to each user's head, convenience can be provided in the process of selecting an optimal stimulation position.
  • the present invention has an effect of maximizing brain stimulation efficiency by providing detailed visualization information related to electrode placement by providing simulations of attachment positions of electrodes of various shapes on a three-dimensional head model including a curved surface. there is.
  • the optimal magnetic pole position calculation system using an artificial intelligence model according to an embodiment of the present invention includes an optimal magnetic pole position calculation server 100, a user terminal 200, and an external server 300. ) may be included.
  • the optimal magnetic pole position calculation system using the artificial intelligence model shown in FIG. 1 is according to an embodiment, and its components are not limited to the embodiment shown in FIG. 1, and may be added or changed as necessary. or can be deleted.
  • the optimal magnetic pole position calculation server 100 may generate a head model based on user diagnostic information.
  • the optimal magnetic pole position calculation server 100 may receive user diagnosis information of a user.
  • the user diagnosis information is information based on the generation of the head model, and may be medical image information about the user's brain or head image.
  • the user diagnostic information may be diagnostic information related to Magnetic Resonance Imaging (MRI). That is, the optimal stimulation position calculation server 100 may generate a head model related to the 3D brain map of the user based on the MRI image of the user.
  • MRI Magnetic Resonance Imaging
  • the optimal stimulation position calculation server 100 may obtain one or more brain region images by processing the user's MRI information as an input of a pre-learned classification model.
  • the pre-learned classification model may be an image region classification model that classifies one or more brain region images included in the MRI image of the user as an input.
  • the image region classification model may acquire one or more brain region images related to various physical characteristics of the brain through segmentation of the corresponding MRI image.
  • the pre-learned image region classification model (eg, artificial intelligence model) is composed of one or more network functions, and the one or more network functions may be composed of a set of interconnected computational units, which may be generally referred to as 'nodes'. there is. These 'nodes' may also be referred to as 'neurons'.
  • One or more network functions include at least one or more nodes. Nodes (or neurons) that make up one or more network functions can be interconnected by one or more 'links'.
  • one or more nodes connected through a link may form a relative relationship of an input node and an output node.
  • the concept of an input node and an output node is relative, and any node in an output node relationship with one node may have an input node relationship with another node, and vice versa.
  • the input node to output node relationship can be created around the link. More than one output node can be connected to one input node through a link, and vice versa.
  • the value of the output node may be determined based on data input to the input node.
  • a node interconnecting an input node and an output node may have a weight.
  • the weight may be variable, and may be variable by a user or an algorithm in order to perform a function desired by the artificial intelligence model. For example, when one or more input nodes are interconnected by respective links to one output node, the output node is set to a link corresponding to values input to input nodes connected to the output node and respective input nodes.
  • An output node value may be determined based on the weight.
  • one or more nodes are interconnected through one or more links to form an input node and output node relationship in the AI model.
  • Characteristics of the artificial intelligence model may be determined according to the number of nodes and links in the artificial intelligence model, the relationship between the nodes and links, and the value of weight assigned to each link. For example, when there are two artificial intelligence models having the same number of nodes and links and different weight values between the links, the two artificial intelligence models may be recognized as different from each other.
  • Some of the nodes constituting the artificial intelligence model may constitute one layer based on distances from the first input node.
  • a set of nodes having a distance of n from the first input node may constitute n layers.
  • the distance from the first input node may be defined by the minimum number of links that must be passed through to reach the corresponding node from the first input node.
  • the definition of such a layer is arbitrary for explanation, and the order of a layer in an artificial intelligence model may be defined in a different way from the above.
  • a layer of nodes may be defined by a distance from a final output node.
  • An initial input node may refer to one or more nodes to which data is directly input without going through a link in relation to other nodes among nodes in the artificial intelligence model.
  • an artificial intelligence model network in a relationship between nodes based on a link, it may mean nodes that do not have other input nodes connected by a link.
  • the final output node may refer to one or more nodes that do not have an output node in relation to other nodes among nodes in the artificial intelligence model.
  • the hidden node may refer to nodes constituting an artificial intelligence model other than the first input node and the last output node.
  • An artificial intelligence model according to an embodiment of the present invention may have more nodes of an input layer than nodes of a hidden layer close to an output layer, and the number of nodes decreases as the number of nodes increases from the input layer to the hidden layer.
  • AI models can include one or more hidden layers.
  • a hidden node of a hidden layer may use outputs of previous layers and outputs of neighboring hidden nodes as inputs.
  • the number of hidden nodes for each hidden layer may be the same or different.
  • the number of nodes of the input layer may be determined based on the number of data fields of the input data and may be the same as or different from the number of hidden nodes.
  • Input data input to the input layer may be operated by a hidden node of the hidden layer and may be output by a fully connected layer (FCL) that is an output layer.
  • FCL fully connected layer
  • the artificial intelligence model may be supervised learning using MRI images related to a plurality of users and brain region classification information related to the MRI images as learning data.
  • MRI images related to a plurality of users
  • brain region classification information related to the MRI images as learning data.
  • various learning methods may be applied.
  • supervised learning is a method of generating learning data by labeling specific data and information related to the specific data, and learning using the labeling. It means learning from data.
  • the optimal stimulus position calculation server 100 may generate an image region classification model by performing learning on one or more network functions constituting the artificial intelligence model using the labeled learning data. For example, the optimal stimulus position calculation server 100 inputs each of the learning input data to one or more network functions, and each of the output data calculated by the one or more network functions and the learning output data corresponding to the label of each of the learning input data An error can be derived by comparing each. That is, in learning an image region classification model, training input data may be input to an input layer of one or more network functions, and training output data may be compared with outputs of one or more network functions.
  • the optimal magnetic pole position calculation server 100 may train an artificial intelligence model based on an error between an operation result of one or more network functions for learning input data and learning output data (labels).
  • the optimal magnetic pole position calculation server 100 may adjust the weights of one or more network functions based on the error in a backpropagation method. That is, the optimal stimulus position calculation server 100 may adjust the weight so that the output of one or more network functions is closer to the learning output data based on the error between the calculation result of the one or more network functions for the learning input data and the learning output data. there is.
  • the optimal magnetic pole position calculation server 100 may determine whether to stop learning using verification data when learning of one or more network functions is performed for a predetermined epoch or longer.
  • the predetermined epochs may be part of an overall learning target epoch.
  • Verification data may consist of at least a part of the labeled training data. That is, the optimal stimulus position calculation server 100 performs learning of the artificial intelligence model through the learning data, and after the learning of the artificial intelligence model is repeated at least a predetermined epoch, the learning effect of the artificial intelligence model is increased using the verification data. It may be determined whether or not the level is equal to or greater than a predetermined level.
  • the optimal stimulus position calculation server 100 performs learning with a target number of learning iterations of 10 using 100 learning data, after performing iterative learning 10 times, which is a predetermined epoch, 10 verification Iterative learning is performed three times using the data, and if the change in the output of the artificial intelligence model during the three iterative learning is less than a predetermined level, it is determined that further learning is meaningless and the learning can be terminated.
  • the verification data can be used to determine the completion of learning based on whether the effect of learning per epoch is greater than or less than a certain level in repeated learning of the artificial intelligence model.
  • the above-described number of learning data, verification data, and number of repetitions are only examples, and the present invention is not limited thereto.
  • the optimal magnetic pole position calculation server 100 may generate an artificial intelligence model by testing performance of one or more network functions using test data and determining whether to activate one or more network functions.
  • the test data may be used to verify the performance of the artificial intelligence model and may be composed of at least a part of training data. For example, 70% of the training data can be used for training of an AI model (i.e., learning to adjust weights to output similar results to labels), and 30% of the training data can be used to verify the performance of an AI model. It can be used as test data for
  • the optimum stimulus position calculation server 100 may determine whether to activate the artificial intelligence model according to whether the artificial intelligence model has a predetermined performance or more by inputting test data to the artificial intelligence model for which learning has been completed and measuring an error.
  • the optimal stimulus position calculation server 100 verifies the performance of the learned artificial intelligence model using test data for the learned artificial intelligence model, and if the performance of the learned artificial intelligence model is above a predetermined standard, the corresponding artificial intelligence model can be activated for use in other applications.
  • the optimal magnetic pole position calculation server 100 may disable and discard the AI model when the performance of the AI model that has been trained is below a predetermined standard.
  • the optimal stimulus position calculation server 100 may determine the performance of the generated artificial intelligence model based on factors such as accuracy, precision, and recall.
  • the performance evaluation criteria described above are only examples and the present invention is not limited thereto.
  • the optimal magnetic pole position calculation server 100 can independently train each artificial intelligence model to generate a plurality of artificial intelligence models, evaluate the performance, and evaluate the performance of the artificial intelligence model above a certain level. can use only However, it is not limited thereto.
  • the data structure may include a neural network.
  • the data structure including the neural network may be stored in a computer readable medium.
  • the data structure including the neural network may also include data input to the neural network, weights of the neural network, hyperparameters of the neural network, data acquired from the neural network, an activation function associated with each node or layer of the neural network, and a loss function for learning the neural network.
  • a data structure including a neural network may include any of the components described above.
  • the data structure including the neural network includes data input to the neural network, weights of the neural network, hyperparameters of the neural network, data obtained from the neural network, activation function associated with each node or layer of the neural network, and loss function for training the neural network. It may be configured to include any combination of.
  • the data structure comprising the neural network may include any other information that determines the characteristics of the neural network.
  • the data structure may include all types of data used or generated in the computational process of the neural network, but is not limited to the above.
  • a computer readable medium may include a computer readable recording medium and/or a computer readable transmission medium.
  • a neural network may consist of a set of interconnected computational units, which may generally be referred to as nodes. These nodes may also be referred to as neurons.
  • a neural network includes one or more nodes.
  • the optimal stimulation position calculation server 100 may be connected to the user terminal 200 through the network 400, and a head model associated with a 3D brain map corresponding to an MRI image using an artificial intelligence model. may be generated and provided, and information on an optimal stimulation position for transcranial direct current stimulation (tDCS) treatment on the user's actual head may be provided based on the corresponding head model.
  • the optimal stimulation position calculation server 100 may be a server that provides information about brain stimulation positions in relation to a single channel using two electrodes.
  • the network 400 may refer to a connection structure capable of exchanging information between nodes such as a plurality of terminals and servers.
  • the network 400 includes a local area network (LAN), a wide area network (WAN), a world wide web (WWW), a wired and wireless data communication network, a telephone network, a wired and wireless television communication network, and the like. do.
  • the wireless data communication networks are 3G, 4G, 5G, 3GPP (3rd Generation Partnership Project), 5GPP (5th Generation Partnership Project), LTE (Long Term Evolution), WIMAX (World Interoperability for Microwave Access), Wi-Fi (Wi-Fi) Fi), Internet, LAN (Local Area Network), Wireless LAN (Wireless Local Area Network), WAN (Wide Area Network), PAN (Personal Area Network), RF (Radio Frequency), Bluetooth network, A Near-Field Communication (NFC) network, a satellite broadcasting network, an analog broadcasting network, a Digital Multimedia Broadcasting (DMB) network, and the like are included, but are not limited thereto.
  • NFC Near-Field Communication
  • DMB Digital Multimedia Broadcasting
  • the user terminal 200 may be connected to the optimal magnetic pole position calculation server 100 through the network 400, and the user diagnosis information (eg, MRI image) is transmitted to the optimal magnetic pole position calculation server 100.
  • the user diagnosis information eg, MRI image
  • various types of information eg, head model related to a 3D brain map and information on optimal stimulation positions for tDCS procedure, etc.
  • head model related to a 3D brain map and information on optimal stimulation positions for tDCS procedure, etc. may be provided in response to the provided user diagnostic information.
  • the user terminal 200 is a wireless communication device that ensures portability and mobility, and includes navigation, PCS (Personal Communication System), GSM (Global System for Mobile communications), PDC (Personal Digital Cellular), PHS (Personal Handyphone System) , PDA (Personal Digital Assistant), IMT (International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA (Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA (W-Code Division Multiple Access), Wibro (Wireless Broadband Internet) terminal, smartphone ( It may include all types of handheld-based wireless communication devices such as Smartphone, Smartpad, Tablet PC, etc., but is not limited thereto.
  • PCS Personal Communication System
  • GSM Global System for Mobile communications
  • PDC Personal Digital Cellular
  • PHS Personal Handyphone System
  • PDA Personal Digital Assistant
  • IMT International Mobile Telecommunication
  • CDMA Code Division Multiple Access
  • W-CDMA Wide-Code Division Multiple Access
  • Wibro Wireless Broadband Internet
  • smartphone It may include all types of handheld-based wireless communication devices such as Smartphone, Smartpad, Tablet PC, etc.,
  • the user terminal 200 may be a terminal associated with a user who accesses the server 100 and seeks to obtain an optimal magnetic pole position based on user diagnostic information (eg, MRI image).
  • the user terminal 200 may transmit an MRI image taken or stored by the user terminal 200 to the server 100 .
  • Such a user terminal 200 may be, for example, a terminal associated with a specialist providing transcranial direct current stimulation to a patient based on MRI information.
  • the optimal stimulation position information received from the server 100 can be used as medical assistance information for clearly determining the position of the stimulation.
  • the user terminal 200 has a display, so it can receive a user's input and provide an arbitrary type of output to the user.
  • the user of the user terminal 200 is a medical expert, and may mean a doctor, nurse, clinical pathologist, medical imaging expert, etc., and may be a technician who repairs a medical device, but is not limited thereto.
  • the external server 300 may be connected to the optimal magnetic pole position calculation server 100 through the network 400, and a method in which the server 100 calculates the optimal magnetic pole position using an artificial intelligence model It is possible to provide various information/data required to perform the operation, or to receive, store, and manage result data derived from performing a method for calculating the optimal position of a magnetic pole using an artificial intelligence model.
  • the external server 100 may be a storage server provided separately outside the server 100, but is not limited thereto. Referring to FIG. 2, the hardware configuration of the server 100 that performs the optimal magnetic pole position calculation method using an artificial intelligence model will be described.
  • FIG. 2 is a hardware configuration diagram of an optimal magnetic pole position calculation server using an artificial intelligence model according to another embodiment of the present invention.
  • an optimal magnetic pole position calculation server 100 (hereinafter referred to as “server 100”) according to another embodiment of the present invention includes one or more processors 110 and a computer executed by the processor 110. It may include a memory 120 for loading the program 151 , a bus 130 , a communication interface 140 and a storage 150 for storing the computer program 151 .
  • server 100 includes one or more processors 110 and a computer executed by the processor 110. It may include a memory 120 for loading the program 151 , a bus 130 , a communication interface 140 and a storage 150 for storing the computer program 151 .
  • FIG. 2 only components related to the embodiment of the present invention are shown. Therefore, those skilled in the art to which the present invention pertains can know that other general-purpose components may be further included in addition to the components shown in FIG. 2 .
  • the processor 110 controls the overall operation of each component of the server 100.
  • the processor 110 includes a Central Processing Unit (CPU), a Micro Processor Unit (MPU), a Micro Controller Unit (MCU), a Graphic Processing Unit (GPU), or any type of processor well known in the art of the present invention. It can be.
  • CPU Central Processing Unit
  • MPU Micro Processor Unit
  • MCU Micro Controller Unit
  • GPU Graphic Processing Unit
  • the processor 110 may read a computer program stored in the memory 120 and process data for an artificial intelligence model according to an embodiment of the present invention. According to an embodiment of the present invention, the processor 110 may perform an operation for learning a neural network.
  • the processor 110 is used for neural network learning, such as processing input data for learning in deep learning (DL), extracting features from input data, calculating errors, and updating neural network weights using backpropagation. calculations can be performed.
  • DL deep learning
  • a CPU, a GPGPU, and a TPU may process learning of a network function.
  • the CPU and GPGPU can process learning of network functions and data classification using network functions.
  • the learning of a network function and data classification using a network function may be processed by using processors of a plurality of computing devices together.
  • a computer program executed in a computing device according to an embodiment of the present invention may be a CPU, GPGPU or TPU executable program.
  • network functions may be used interchangeably with artificial neural networks and neural networks.
  • a network function may include one or more neural networks, and in this case, an output of the network function may be an ensemble of outputs of one or more neural networks.
  • the processor 110 may read the computer program stored in the memory 120 and provide an image region classification model according to an embodiment of the present invention. According to an embodiment of the present disclosure, the processor 110 may classify the video image into one or more brain region images. According to an embodiment of the present invention, the processor 110 may perform calculations for training an image region classification model.
  • the processor 110 may normally process the overall operation of the server 100 .
  • the processor 110 provides or processes appropriate information or functions to a user or user terminal by processing signals, data, information, etc. input or output through the components described above or by running an application program stored in the memory 120. can do.
  • the processor 110 may perform an operation for at least one application or program for executing a method according to embodiments of the present invention
  • the server 100 may include one or more processors.
  • the processor 110 may temporarily and/or permanently store signals (or data) processed in the processor 110 (RAM: Random Access Memory, not shown) and ROM (ROM: Read -Only Memory, not shown) may be further included.
  • the processor 110 may be implemented in the form of a system on chip (SoC) including at least one of a graphics processing unit, RAM, and ROM.
  • SoC system on chip
  • Memory 120 stores various data, commands and/or information. Memory 120 may load computer program 151 from storage 150 to execute methods/operations according to various embodiments of the present invention. When the computer program 151 is loaded into the memory 120, the processor 110 may perform the method/operation by executing one or more instructions constituting the computer program 151.
  • the memory 120 may be implemented as a volatile memory such as RAM, but the technical scope of the present disclosure is not limited thereto.
  • the bus 130 provides a communication function between components of the server 100 .
  • the bus 130 may be implemented in various types of buses such as an address bus, a data bus, and a control bus.
  • the communication interface 140 supports wired and wireless Internet communication of the server 100 . Also, the communication interface 140 may support various communication methods other than Internet communication. To this end, the communication interface 140 may include a communication module well known in the art. In some embodiments, communication interface 140 may be omitted.
  • the storage 150 may non-temporarily store the computer program 151 .
  • the storage 150 may store various information necessary to provide the optimal magnetic pole position calculating process using the artificial intelligence model. there is.
  • the storage 150 may be a non-volatile memory such as read only memory (ROM), erasable programmable ROM (EPROM), electrically erasable programmable ROM (EEPROM), flash memory, or the like, a hard disk, a removable disk, or a device well known in the art. It may be configured to include any known type of computer-readable recording medium.
  • ROM read only memory
  • EPROM erasable programmable ROM
  • EEPROM electrically erasable programmable ROM
  • flash memory or the like, a hard disk, a removable disk, or a device well known in the art. It may be configured to include any known type of computer-readable recording medium.
  • Computer program 151 may include one or more instructions that when loaded into memory 120 cause processor 110 to perform methods/operations in accordance with various embodiments of the invention. That is, the processor 110 may perform the method/operation according to various embodiments of the present disclosure by executing the one or more instructions.
  • the computer program 151 may include generating a head model based on user diagnosis information, generating a spherical model based on the head model, and a plurality of spherical coordinates corresponding to each of a plurality of spherical coordinate data related to the spherical model.
  • Performing an optimal stimulation position calculation method using an artificial intelligence model including the step of identifying transcriptional coordinate data of and processing a plurality of transcriptional coordinate data as inputs of an optimal positioning model to obtain optimal stimulation position information It may contain one or more instructions to do so.
  • Steps of a method or algorithm described in connection with an embodiment of the present invention may be implemented directly in hardware, implemented in a software module executed by hardware, or implemented by a combination thereof.
  • a software module may include random access memory (RAM), read only memory (ROM), erasable programmable ROM (EPROM), electrically erasable programmable ROM (EEPROM), flash memory, hard disk, removable disk, CD-ROM, or It may reside in any form of computer readable recording medium well known in the art to which the present invention pertains.
  • Components of the present invention may be implemented as a program (or application) to be executed in combination with a computer, which is hardware, and stored in a medium.
  • Components of the present invention may be implemented as software programming or software elements, and similarly, embodiments may include various algorithms implemented as data structures, processes, routines, or combinations of other programming constructs, such as C, C++ , Java (Java), can be implemented in a programming or scripting language such as assembler (assembler).
  • Functional aspects may be implemented in an algorithm running on one or more processors.
  • FIGS. 3 to 11 a method of calculating an optimal magnetic pole position using an artificial intelligence model performed by the server 100 will be described.
  • FIG. 3 is a flowchart exemplarily illustrating a method for calculating an optimal magnetic pole position using an artificial intelligence model according to another embodiment of the present invention.
  • server 100 may obtain user diagnostic information.
  • the user diagnostic information is information that is a basis for generating the head model 330, and may include medical image information about the user's brain or head.
  • the user diagnosis information may be a magnetic resonance image (ie, an MRI image) obtained by capturing the head portion including the brain of the object. That is, the user diagnosis information in the present invention may mean an MRI image including not only the brain but also the skull and scalp of the object.
  • Acquisition of user diagnostic information may be receiving or loading user diagnostic information stored in the memory 120 . Also, obtaining user diagnostic information may be receiving or loading data from another storage medium, another server, or a separate processing module in the same server based on wired/wireless communication means.
  • the server 100 may generate a head model 330 based on user diagnosis information.
  • the head model may refer to a 3D brain map model related to the brain or head image of an actual user.
  • the server 100 may generate the head model 330 related to the 3D brain map model of the user based on the MRI image including the user's brain, skull, and scalp.
  • the server 100 may obtain one or more brain region images 320 by processing the user diagnostic information as an input of an image region classification model.
  • the image region classification model may be a CNN-based neural network model learned through learning data including learning input data related to a plurality of user diagnostic information and learning output data related to brain region classification information corresponding to each user diagnostic information. .
  • the server 100 takes the MRI image 310 as learning input data, and uses one or more brain region (ie, correct answer) images included in the corresponding MRI image 310 as learning output data, and Learning data may be generated by labeling the learning input data and the learning output data.
  • the server 100 may output learning result data by processing the learning input data as an input of one or more network functions.
  • result data may be information about one or more brain region images.
  • the server 100 may derive an error between learning result data output from one or more network functions and learning output data labeled in the learning input data.
  • the server 100 may perform learning on one or more network functions by backpropagating the corresponding error and adjusting the weight of the neural network so that the learning result data becomes similar to the learning output data.
  • an image region classification model may be generated. That is, the image region classification model may classify one or more brain region images in the user's MRI image through the above-described learning.
  • each of the one or more brain region images may be associated with various physical characteristics (eg, white matter, gray matter, cerebrospinal fluid, skull, scalp, etc.) of the brain.
  • the image region classification model may include one or more batch normalization layers, activation layers, and convolution layers, but is not limited thereto.
  • the image region classification model includes a horizontal pipeline composed of a plurality of blocks for extracting high-level features from low-level features of an MRI image, and a vertical pipe for performing segmentation by collecting features extracted from the horizontal pipeline. It may also be configured to perform segmentation of an MRI image of relatively low image quality including lines.
  • the server 100 may perform pre-processing on one or more brain region images 320 .
  • the preprocessing performed by the server 100 may mean preprocessing of removing noise from each brain region image.
  • the server 100 may perform pre-processing for noise removal and pre-processing for hole removal based on maximum chunks.
  • the server 100 may perform noise removal preprocessing based on the maximum chunk. Specifically, the server 100 may perform preprocessing of removing the remaining chunks except for the largest chunk (ie, the largest connected component) in each brain region image. For example, as a result of segmentation of an image region classification model, when several components exist in each image, it may mean that classification accuracy is low. When these low-accuracy classification images are used as a basis for generating a head model that is a three-dimensional mesh model, there is a concern that the accuracy of the generated head model may be somewhat lacking. That is, the server 100 may improve the accuracy of segmentation classification by performing preprocessing to remove the remaining small components except for the largest component on the image through preprocessing to remove noise based on the maximum chunk.
  • the server 100 may improve the accuracy of segmentation classification by performing preprocessing to remove the remaining small components except for the largest component on the image through preprocessing to remove noise based on the maximum chunk.
  • the server 100 may perform preprocessing related to hole removal. Specifically, the server 100 may perform preprocessing to remove holes in each brain region image, that is, to fill in the hole portion. For example, a hole present on each brain region image may be an error generated in a CNN-based segmentation process. Accordingly, the server 100 may improve the accuracy of segmentation classification by performing preprocessing to remove a hole, which is a type of segmentation error. has a contributing effect.
  • the server 100 may generate the head model 330 based on the preprocessed one or more brain region images 320 .
  • the server 100 may generate a 3D brain map based on properties of each of the brain region images classified through the image region classification model. That is, the server 100 may generate a 3D head model 330 composed of a plurality of grids based on each brain region image.
  • the server 100 may obtain information about physical characteristics related to each brain region.
  • the physical characteristics related to each brain region may include at least one of isotropic electrical conductivity and anisotropic electrical conductivity.
  • isotropic electrical conductivity can be obtained by assigning a known electrical conductivity through an experiment to each segmented region.
  • the server 100 may perform stimulation application simulation for applying stimulation to the head model 330 related to the 3D brain map.
  • the stimulation application simulation simulates transcranial direct current stimulation in which an electrode model 430 is placed on one side of the user's head, and electrical stimulation is applied to the user through the corresponding electrode model 430 to stimulate and treat a specific part of the brain. It may be for For example, when a specific electrical stimulus is applied to a point on the head, a propagation state of the specific electrical stimulus in the brain of the subject may be simulated.
  • the server 100 may use the head model 330 and the physical characteristics constituting the head model 330 to simulate a state in which electrical stimulation propagates in the user's brain.
  • electrical stimulation that may be applied to the user's head may include at least one of a magnetic field, an electric field, and a current.
  • a magnetic field is applied to the user's head, a current induced by the magnetic field may propagate to the user's brain.
  • the server 100 may obtain an optimal position for applying electrical stimulation based on the head model 330 of the user. For example, the server 100 identifies several pathways through which electrical stimulation is transmitted from the user's scalp to the stimulation target point through the head model 330, and selects the optimal location for applying electrical stimulation to the head among the corresponding pathways. can explore
  • the optimal position to apply the stimulation may be a point on the scalp where the electrical stimulation applied to the stimulation target point through the electrode model 430 is maximized.
  • the server 100 may perform stimulation application simulation while changing the coordinates little by little using one position as a reference point in order to search for an optimal position to apply the stimulation. As a result of the simulation at various positions, a point on the scalp where electrical stimulation applied to the stimulation target point is maximized can be determined as the optimal stimulation position.
  • the head model 330 is an unstandardized surface (ie, it is necessary to generate the head model 330). If the head of a specific user is an irregular surface), it may be difficult to continuously move the correct coordinates. Specifically, it may be difficult to move the user's head model on the scalp through changes based on the variables of the three-dimensional coordinates, that is, the x, y, and z axes, and thus, performing stimulation application simulation while changing the coordinates little by little Errors may occur in the process.
  • the corresponding position may not be a region on the scalp but a region inside the skull.
  • This may cause an error in determining the optimal stimulation position through stimulation application simulation, and the error may consequently reduce the efficiency of brain disease treatment through transcranial direct current stimulation.
  • the server 100 of the present invention can generate a spherical model 340 based on the user's 3D head model 330 so that the coordinates are always located on the scalp even if the coordinates are continuously changed or moved. . That is, the server 100 creates a spherical model 340 corresponding to the user's head model 330 and sequentially moves the test position based on spherical coordinate data that can be expressed in the spherical model 340, thereby stimulating It is possible to search for the optimal position to apply. In other words, the server 100 may enable continuous coordinate transformation in a stimulus application simulation process for searching for an optimal position of the magnetic pole through generation of the spherical model 340 .
  • the server 100 may generate the spherical model 340 based on the head model 330.
  • the spherical model 340 may be implemented through at least a part of a 3D sphere model having a specific radius.
  • the spherical model 340 may be a model that can be expressed through a plurality of spherical coordinate data.
  • the plurality of spherical coordinate data may be data related to spherical coordinates for theta and pi that can be expressed in a spherical model.
  • the server 100 may develop one or more spheres based on the central point of the head model 330 . Expanding one or more spheres may mean expanding spheres having different radii based on an arbitrary center point. Also, the server 100 may identify a first sphere having the smallest distance between the surface of the sphere and the surface of the head model 330 and the largest radius among one or more deployed spheres. In other words, the server 100 develops spheres having various radii based on an arbitrary center point of the head model 330, and among the developed spheres, the distance from the surface of the head model 330 is minimized, and the radius The first phrase, which is the largest, can be identified.
  • minimizing the distance between the surface of the sphere and the surface of the head model 330 means that the average of the distance difference between all points on the surface of the head model 330 and all points on the surface of the sphere corresponding thereto is minimized.
  • the first sphere has a minimum Root Mean Square Error (RMSE) difference between a point and a point related to the surface of the head model 330 (eg, a point corresponding to the upper hemisphere or a point corresponding to the entire area). At the same time as , it may mean a sphere having a maximum radius.
  • the server 100 may generate the spherical model 340 based on the identified first sphere.
  • the server 100 may identify a sphere having a radius that contacts the first point of the head model 330 inwardly. It may be characterized as a point on the head model 330 at which the radius is maximized based on the virtual center point.
  • the server 100 may generate a sphere model 340 based on the identified sphere. That is, the server 100 may contact a part of the surface of the head model 330 and generate the spherical model 340 based on a sphere having a maximum radius.
  • the server 100 identifies a sphere capable of enclosing the head model 330 and generates a sphere model 340 whose coordinates are always located on the scalp even when the coordinates are continuously changed or moved based on the radius of the sphere.
  • the server 100 may generate the spherical model 340 based on the user's head model 330 through a sphere having the smallest RMS error with the user's head.
  • the spherical model 340 may be implemented through at least a part of a sphere most closely fitted to the user's head.
  • the server 100 may obtain one or more brain region images 320 based on the corresponding MRI image 310.
  • a head model 330 may be generated based on the one or more brain region images 320, and a spherical model 340 may be generated based on the generated head model 330.
  • the spherical model 340 generated through the above process is implemented based on the 3D head model 330 generated in correspondence with the user's MRI image, and is implemented to surround the head model 330.
  • the corresponding head model 330 it is possible to identify movable coordinate data on the user's scalp, that is, on the scalp of the head model 330 .
  • the spherical model 340 as shown in FIG. 8 is generated, continuous coordinate transformation on the user's scalp is possible, and simulation for calculating the optimal position of the magnetic pole can be performed.
  • the spherical model 340 is used, as the variables of the existing coordinates are converted from three (eg, x, y, z) to two ( ⁇ , ⁇ ), continuously converting the coordinates for simulation Convenience can be improved in the process.
  • the server 100 may identify a plurality of transcriptional coordinate data corresponding to each of a plurality of spherical coordinate data related to the spherical model 340 .
  • the plurality of transferred coordinate data may be coordinates on the actual head model 330 transferred at each of a plurality of spherical coordinates. That is, the plurality of transcribed coordinate data may be data related to orthogonal coordinates that can be expressed on the head model 330 .
  • the server 100 identifies spherical coordinate data that can be moved on the scalp by the user even through continuous coordinate transformation through the spherical model 340, and relates to the coordinates transferred on the head model 330 based on the spherical coordinate data. Transfer coordinate data can be identified.
  • the server 100 may obtain optimal magnetic pole position information by processing a plurality of transcriptional coordinate data as an input of an optimal positioning model.
  • the server 100 identifies spherical coordinate data that can be moved on the scalp by the user even through continuous coordinate transformation through the spherical model 340, and optimizes the optimum based on the plurality of transcription data corresponding to the identified spherical coordinate data.
  • Stimulus position information can be obtained. That is, in the present invention, the point where the stimulation position is maximum based on continuous coordinate transformation in the head model 330 is not determined as the optimal stimulation position, but in the spherical model 340 corresponding to the head model 330.
  • Optimum stimulation position information may be information about an optimal position to apply electrical stimulation from the user's scalp to the stimulation target point, as a result of the simulation.
  • the optimal position for applying the electrical stimulation may be a point on the scalp where the electrical stimulation applied to the stimulation target point through the electrode model 430 is maximized.
  • the server 100 may obtain optimal magnetic pole position information based on a plurality of transcribed coordinate data corresponding to a plurality of spherical coordinate data identified through the spherical model 340 .
  • the server 100 may obtain optimal magnetic pole position information by processing a plurality of transcriptional coordinate data as an input of an optimal positioning model.
  • the optimal position determination model may be a model designed to perform an optimization algorithm that outputs optimal magnetic pole position information by taking a plurality of transcribed coordinate data as inputs.
  • the optimal positioning model of the present invention derives brain activity prediction information corresponding to each of a plurality of transcriptional coordinate data, and the difference between each of the derived brain activity prediction information and each reference brain activity corresponding to each of a plurality of transcriptional coordinate data
  • Optimal transfer coordinate data having a loss function related to a predetermined reference value or less may be identified, and optimal stimulation position information may be output based on the identified optimal transfer coordinate data. More specifically, an optimization algorithm performed by the optimal positioning model may be as shown in FIG. 5 .
  • the optimal positioning model may determine an electrode position based on at least one of a plurality of transfer coordinate data (S141).
  • electrode position determination is a region on the scalp for disposing the electrode model 430, and may be related to an initial electrode position.
  • the optimal positioning model may proceed with simulation with the determined electrode position. Specifically, the optimal positioning model may perform stimulation application simulation for applying stimulation to the head model 330 related to the 3D brain map based on the determined initial electrode position (S142). For example, when electrical stimulation is applied to a corresponding electrode location, a state in which a specific electrical stimulation propagates in the brain may be simulated.
  • the optimal positioning model may derive brain activity prediction information according to the simulation results described above (S143).
  • the brain activity prediction information is a value derived from a simulation result of applying electrical stimulation to the determined electrode position, and may include, for example, a value related to an electric field. That is, the brain activity prediction information may be prediction information related to an electric field value generated at a specific point in the brain when electrical stimulation is applied at the determined electrode position. For example, the greater the value of brain activity prediction information generated in response to electrical stimulation, the closer the optimal stimulation position may be.
  • the optimal positioning model may calculate a loss function related to a difference between brain activity prediction information and reference brain activity information.
  • the reference brain activity information is related to an electric field value at a desired point, and may be, for example, a value arbitrarily set by a user.
  • the optimal positioning model may determine whether an end condition is satisfied based on a loss function related to a difference between the derived brain activity prediction information corresponding to the determined point and the reference brain activity information (S145).
  • the optimal positioning model may determine whether an end condition is satisfied based on whether the loss function is equal to or less than a predetermined reference value.
  • the optimal positioning model determines that the end condition is not satisfied and determines a new electrode position as the difference between the brain activity prediction information and the reference brain activity information is large.
  • the spherical coordinate data on the spherical model 340 is moved, and the new electrode position can be determined based on the transferred coordinate data corresponding to the moved spherical coordinate data.
  • the optimal positioning model determines that the end condition is satisfied and determines the position as the optimal electrode position (S146).
  • optimal stimulus position information related to a position where the optimal stimulus is expected to be applied among a plurality of transcriptional coordinate data is obtained. It can be. Accordingly, since optimal stimulation position information with improved accuracy can be obtained through stimulation application simulation, when using transcranial direct current stimulation for the treatment of brain diseases, it is possible to provide high-quality information corresponding to each head for various users. This creates an effect of providing a customized guide, such as assisting in medical procedures, and as a result, it can improve the efficiency of brain disease treatment.
  • the server 100 may determine whether at least two or more spherical coordinate data among a plurality of spherical coordinate data overlap and indicate a point of the head model 330 .
  • the spherical coordinate data may be coordinate data that can be expressed in the spherical model 340 corresponding to the head model 330 so that it can be moved on the user's head even with continuous coordinate transformation. That is, the spherical coordinate data may be spherical coordinate data including the spherical model 340 formed to wrap the inside of the head model 330, and may be displayed based on the spherical coordinate system.
  • each spherical coordinate on the user's head Points indicated by the data may overlap with each other. In other words, they may be different points on the spherical coordinate system, but the transferred positions on the scalp may overlap.
  • efficiency may be reduced in the process of searching for the optimal stimulation position. For example, it is possible to determine whether the end condition is satisfied based on the loss function at the first position, and if the end condition is not satisfied, the second position, which is another point (or position) on the head, is searched for, and the corresponding A stimulation application simulation may be performed at the second location.
  • the first position and the second position may be different points on the spherical coordinate system, but the positions transferred on the scalp may overlap.
  • the efficiency of simulation for obtaining an optimal stimulation position may be reduced.
  • the server 100 determines whether at least two or more spherical coordinate data among a plurality of coordinate data indicate overlapping points of the head model 330, and overlaps the points. At least some of the spherical coordinate data determined to be indicated may be corrected by doing so.
  • the server 100 may determine whether or not at least two or more spherical coordinate data among a plurality of spherical coordinate data indicate overlapping points of the head model 330 based on a plurality of transcriptional coordinate data.
  • the plurality of transferred coordinate data may be coordinates on the actual head model 330 transferred at each of a plurality of spherical coordinates.
  • the plurality of transfer coordinate data may be data related to orthogonal coordinates that can be expressed on the head model 330 . That is, when at least one of the plurality of transferred coordinate data transferred to the head model 330 is matched with two or more spherical coordinate data based on each of the plurality of spherical coordinate data, the server 100 may perform at least two or more transfer coordinate data. It can be determined that the spherical coordinate data points to the same point of the head model 330 .
  • the server 100 indicates that at least two or more spherical coordinate data overlap one point of the head model 330. can be identified as
  • some of the at least two or more spherical coordinate data may be modified.
  • the server 100 may remove at least one spherical coordinate data among at least two or more spherical coordinate data indicating overlapping points on the head model 330 .
  • the server 100 may remove the first spherical coordinate data.
  • the specific description of the above-described transfer coordinate data and spherical coordinate data is only an example, and the present disclosure is not limited thereto.
  • the server 100 removes at least one of the spherical coordinate data corresponding to the same point on the head model 330, thereby performing simulation corresponding to only one spherical coordinate data in the simulation process of acquiring the optimal magnetic pole position. As a result, the overall simulation efficiency can be maximized.
  • the server 100 may correct the coordinates of at least one spherical coordinate data among at least two or more spherical coordinate data indicating overlapping points on the head model 330 .
  • the server 100 adjusts theta or pi of the first spherical coordinate data to obtain the spherical coordinate data.
  • the server 100 adjusts at least one of the spherical coordinate data corresponding to the same point on the head model 330 so as to correct the coordinates so that no overlapping position occurs during the simulation process for obtaining the optimal position of the magnetic pole. Overall simulation efficiency can be maximized.
  • the server 100 may perform electrode attachment simulation in which the electrode model 430 is attached to the head model 330 .
  • the electrode attachment simulation may provide information about a process in which the electrode model 430 contacts or attaches to the head model 330 .
  • visualization information related to how to attach an electrode patch on the user's actual scalp may be provided through the corresponding electrode attachment simulation.
  • the electrode model 430 of the present invention is a three-dimensional model of an electrode patch attached to the scalp of an actual user, and includes a first surface 432 contactable with the head model 330 and a corresponding A second surface 431 corresponding to the first surface 432 may be included.
  • coordinates forming each of the first surface 432 and the second surface 431 may have directivity in the same direction. That is, when the first surface 432 of the electrode model 430 is moved in one direction during the simulation process, the second surface 431 may also be moved in the one direction.
  • the server 100 may arrange the electrode model at the first position corresponding to the optimal stimulation position information.
  • the first position may be a position in the direction of the normal vector (or normal vector) 410 of the optimal magnetic pole position information. That is, the server 100 may place the electrode model 430 at a first position in the direction of the normal vector 410 outside the head from a point on the scalp predicted to apply the optimal stimulus.
  • the electrode model 430 may be positioned at a point (ie, a first position) away from a target point (ie, an optimal stimulation position) in a normal vector direction.
  • the server 100 may gradually move the electrode model 430 located at the first position to a position corresponding to the optimal stimulation position information to perform electrode attachment simulation on the head model 330.
  • the server 100 may stop the movement of the electrode model 430 when the first surface 432 of the electrode model 430 and the head model 330 come into contact.
  • the first surface 432 of the electrode model 430 comes into contact with a point (eg, an optimal stimulation position) of the head model 330, the movement of the electrode model 430 may be stopped.
  • the server 100 may calculate a movement distance of each of a plurality of first coordinates related to the first surface 432 of the electrode model 430 in which movement is stopped. For example, as the electrode model 430 is moved from the first position to a point on the head model, a plurality of first coordinates constituting the first surface (ie, bottom surface) of the corresponding electrode model 430 may be changed. . The server 100 may calculate the movement distance of these first coordinates.
  • the server 100 may move each of the plurality of second coordinates related to the second surface 431 based on the movement distance of each of the plurality of first coordinates. For example, as the electrode model 430 moves from the first position to a point on the head model 330, the plurality of first coordinates constituting the first surface 432 of the corresponding electrode model 430 move in one direction. When moved by '3', the plurality of second coordinates constituting the second surface 431 may also be moved by '3' in the corresponding one direction.
  • the specific numerical description of the movement distance of each surface in the above example is only an example to help understanding of the present disclosure, and the present disclosure is not limited thereto.
  • the server 100 may match each of a plurality of first coordinates with each of a plurality of second coordinates. For example, each of a plurality of first coordinates constituting the first surface 432 and each of a plurality of second coordinates constituting the second surface 431 may be matched to each other based on their relative positions. For a more specific example, the server 100 may match each of a plurality of first coordinates with each of a plurality of second coordinates parallel to each coordinate. That is, coordinates matched with each other may be coordinates located at the shortest distance on a straight line. The server 100 may identify a movement distance of each of the plurality of first coordinates. In addition, the server 100 may move each of the plurality of second coordinates matched to each of the plurality of first coordinates based on the movement distance of each of the plurality of first coordinates.
  • the server 100 may move the second surface 431 by moving each of the second coordinates matched to the first coordinates based on the movement distance of each of the plurality of first coordinates constituting the first surface. there is.
  • the first surface 432 and the second surface 431 may be equally moved.
  • the second coordinates corresponding to the first coordinates move by the distance that the first coordinates constituting the first surface 432 of the electrode model 430 move
  • the second surface 431 moves along the first surface 431. It moves as much as the face 432 is moved.
  • the server 100 may perform an electrode attachment simulation for a process in which the electrode model 430 contacts or attaches to the head model 330 .
  • Visualization information related to how to attach an electrode patch to a region on the user's actual scalp ie, an optimal stimulation position
  • the user may acquire visualization information related to medical assistance through electrode attachment simulation.
  • the server 100 may perform a candidate electrode attachment simulation in which the candidate electrode model 430 is attached based on the electrode model 430 in contact with the head model 330 .
  • the candidate electrode model 430 may be characterized in that it is attached to the head model 330 within a predetermined separation distance from the electrode model 430 .
  • additional electrode patches ie, candidate electrodes
  • the additional electrode patches should be arranged to face the same direction as the electrode patch attached to the head within a limited radius.
  • each electrode patch may be difficult to arrange in the same direction on the scalp, which is an irregular surface.
  • it is easy to define 0 degree as a direction parallel to a specific axis but in the case of three-dimensional coordinates related to x, y, z, 0 degree is defined based on a specific axis It can be difficult to do.
  • the scalp surface is uneven, it may be difficult to attach the additional electrode patch on the scalp surface in a direction consistent with the electrode patch, since the direction may be distorted with a slight change in position.
  • the server 100 may locate the candidate electrode model 430 based on the attachment position of the electrode model 430 . That is, the server 100 may position the candidate electrode model 430 in relation to the attachment position of the electrode model 430 on the head model 330 . For example, the server 100 may locate the candidate electrode model 430 within a predetermined distance from the electrode model 430 .
  • the server 100 may determine the attachment direction of the candidate electrode model 430 based on the attachment shape of the electrode model 430 .
  • the electrode model 430 may be implemented as a hexahedron having a thin thickness.
  • the server 100 may determine the attachment direction of the candidate electrode model 430 based on the direction in which the longest side of the electrode model 430 is formed in the electrode model 430 attached to the head model 330 .
  • the attachment direction of the candidate electrode model 430 may be determined so that the longest side of the electrode model 430 and the longest side of the candidate electrode model 430 are close to parallel.
  • the case in which the first and second surfaces are rectangular is specifically described as an example, but the present disclosure is not limited thereto.
  • the server 100 identifies the attachment direction of the electrode model 430 on the head model 330 and attaches the candidate electrode model 430 based on the identified attachment direction, so that the candidate electrode model is the electrode model 430. ) and can be arranged in a uniform direction.
  • the server 100 may sequentially change the orientation angle of the candidate electrode model 430 and obtain a plurality of direction vectors according to the orientation angle change.
  • the orientation angle may be related to rotation about a point of the head model 330 that is in contact with the candidate electrode model 430 as a central axis when the candidate electrode model 430 contacts the surface of the head model 330.
  • the server 100 may change the orientation angle of the candidate electrode model 430 as shown in FIG. 11 .
  • the candidate electrode model rotates (430a-) on the surface of the head model 330, as shown in FIG. 11(b). 1) It can be.
  • the server 100 may sequentially change the orientation angle of the candidate electrode model 430 from 0 degree to 360 degrees, and may obtain each of a plurality of direction vectors according to each angle change. For example, when the orientation angle of the candidate electrode model 430 is changed to 90 degrees, the server 100 may obtain a direction vector -1 related thereto, and when the orientation angle of the candidate electrode model 430 is changed to 180 degrees. , the server 100 may obtain direction vector-2 related thereto. In this case, direction vector-1 and direction vector-2 may be different from each other.
  • the server 100 may determine the attachment direction of the candidate electrode model 430 on the head model 330 based on a comparison between the obtained plurality of direction vectors and the first direction vector of the electrode model 430 . Specifically, the server 100 may sequentially change the orientation angle from 0 degrees to 360 degrees, obtain each of a plurality of direction vectors according to each angle change, and obtain a plurality of direction vectors of the electrode model 430 among the plurality of direction vectors. A vector most similar to the first direction vector may be identified. In addition, the server 100 may determine the attachment direction of the candidate electrode model 430 based on an orientation angle corresponding to a vector most similar to the first direction vector of the electrode model 430 .
  • the server 100 may obtain a plurality of direction vectors related to the candidate electrode model 430 through a change in orientation angle, and a direction most similar to the first direction vector of the electrode model 430 among the plurality of direction vectors.
  • An attachment direction of the candidate electrode model 430 may be determined based on an orientation angle angle having a vector.
  • the candidate electrode model 430 may be disposed in a uniform direction with the electrode model 430 .
  • the server 100 may arrange the electrode models 430 and the candidate electrode models 430 at uniform intervals and in a uniform direction on the uneven scalp surface.
  • the optimal magnetic pole position information may include one or more optimal magnetic pole position sub information.
  • one or more optimal magnetic pole position sub-information may be output through an optimal position determination model. That is, according to embodiments, there may be several locations on the scalp where electrical stimulation applied to the stimulation target point is maximized. In other words, when one or more stimuli are attached to each of the one or more optimal stimulation position sub-information to apply the stimuli, the efficiency of stimulation transmission can be further improved.
  • the server 100 may perform one or more electrode attachment simulations on the head model 330 in correspondence with each of one or more optimal stimulation position sub-information.
  • Each electrode attachment simulation may be intended to provide information about a process in which each electrode model is contacted or attached to the head model 330 in correspondence with each optimal stimulation position sub-information. For example, visualization information related to how to attach each electrode patch to various regions of the user's actual scalp may be provided through each electrode attachment simulation.
  • the server 100 may identify whether at least one electrode model 430 overlaps on the head model 330 as a result of one or more electrode attachment simulations. For example, one or more electrode models may be overlapped on the head model 330 according to the arrangement size of each electrode model or one or more optimal stimulation position sub-information. Also, the server 100 may modify at least one piece of optimal stimulation position sub-information based on the identified overlapping electrode model. In one embodiment, the server 100 may modify the shape of at least one electrode model based on the identified overlapping electrode model.
  • electrode models overlapping each other may occur in a process of simulating one or more electrode attachments due to the effect of the arrangement size of each electrode model or the distance between optimal positions.
  • the server 100 may modify the optimal stimulation position sub-information so that at least one electrode model among the overlapped electrode models is disposed at a different position.
  • the server 100 may change the shape of at least one electrode model among the overlapping electrode models (eg, reduce the size or change the shape so that they do not overlap each other).
  • the server 100 may perform one or more electrode attachment simulations related to the process of attaching one or more electrode models to the head model 330 .
  • Visualization information related to how to attach each of the electrode patches to various regions on the user's actual scalp ie, each of the optimal stimulation positions
  • the server 100 may predict the possibility of overlapping between electrode models, and when overlapping is expected, provide information on different optimal stimulation positions or change the shape of the electrode models so that interference between electrodes does not occur. there is. Accordingly, the user may obtain information related to a countermeasure for an interference situation that may occur in a process of attaching a plurality of electrode patches.
  • the optimal magnetic pole position calculation method using the above-described artificial intelligence model has been described with reference to the flowchart shown in the drawing.
  • the optimal magnetic pole position calculation method using an artificial intelligence model has been illustrated and described as a series of blocks, but the present invention is not limited to the order of the blocks, and some blocks are shown and described herein. It may be performed in a different order or concurrently.
  • new blocks not described in the present specification and drawings may be added, or some blocks may be deleted or changed.

Abstract

Provided are a method for calculating an optimal stimulation position using an artificial intelligence model, a server, and a computer program. A method for calculating an optimal stimulation position using an artificial intelligence model according to various embodiments of the present invention is performed by a computing device, and may comprise the steps of: generating a head shape model on the basis of user diagnosis information; generating a spherical model on the basis of the head shape model; identifying a plurality of pieces of transfer coordinate data respectively corresponding to a plurality of pieces of spherical coordinate data related to the spherical model; and acquiring optimal stimulation position information by processing the plurality of pieces of transfer coordinate data as inputs to an optimal position determination model, wherein the plurality of pieces of transfer coordinate data are data related to Cartesian coordinates that can be represented on the head shape model.

Description

인공지능 모델을 활용한 최적의 자극 위치 산출 방법, 전극 모델 시뮬레이션 방법, 서버 및 컴퓨터프로그램Optimal stimulation position calculation method using artificial intelligence model, electrode model simulation method, server and computer program
본 발명의 다양한 실시예는 인공지능 모델을 활용한 최적의 자극 위치 산출 방법, 서버 및 컴퓨터프로그램에 관한 것이다.Various embodiments of the present invention relate to a method for calculating an optimal magnetic pole position using an artificial intelligence model, a server, and a computer program.
오늘날, 질환 치료를 위해 다양한 뇌자극 술이 활용되고 있으며, 특히, 뇌 안에 직접 전기신호를 가하여 질환을 치료하는 침습 두뇌자극술(invasive brain stimulation)이 많이 이용되고 있다. 예를 들어, 파킨슨 병의 손떨림과 같은 신경증상을 치료하기 위하여 심부뇌자극술(DBS: Deep Brain Stimulation)과 같은 침습 두뇌자극술이 활용되고 있다.Today, various brain stimulation techniques are being used to treat diseases, and in particular, invasive brain stimulation, which treats diseases by applying electrical signals directly into the brain, is widely used. For example, invasive brain stimulation techniques such as deep brain stimulation (DBS) are being used to treat neurological symptoms such as hand tremors in Parkinson's disease.
이러한 침습 두뇌자극술을 위해서는 전극을 뇌에 삽입하는 수술과정이 필요하므로, 이해득실을 따져 환자가 고통받는 수준이 크고 고통이 경감되는 효과가 분명하다 판단될 때 한하여 시행되는 것이 바람직하다.Since such invasive brain stimulation requires a surgical procedure of inserting electrodes into the brain, it is preferable to perform it only when it is judged that the level of suffering of the patient is high and the effect of reducing pain is clear after considering the gains and losses.
한편, 비용과 위험이 큰 침습 두뇌자극술과 다르게 비용이 덜 들고 위험이 적은 비침습 두뇌자극술이 최근 들어 각광을 받고 있다. On the other hand, unlike invasive brain stimulation, which is expensive and risky, non-invasive brain stimulation, which is less expensive and less risky, has recently been in the limelight.
비침습 두뇌자극술은 수술처럼 신경 조직에 상처를 내는 시술이 필요하지 않아, 향상된 안정성을 담보하며, 입원이 필요치 않다는 장점이 있다. 또한, 비침습 두뇌자극술은 비교적 짧은 시간 이루어지는 단회성 치료 시술을 수십 회 반복하여 충분한 뇌 자극을 인가하는 것이므로, 항상 지니고 다니거나 관리해야 하는 장치가 없다는 것도 큰 장점이다. 이러한 비침습 두뇌자극술로는, 대표적인 예를 들어, 경두개 자기자극술(TMS, Transcranial Magnetic Stimulation) 및 경두개 직류자극술(tDCS, Transcranial DC stimulation) 등이 있다. 이러한 비침습 두뇌자극술은 뇌신경세포의 활성도를 증진시키거나 억제시킬 수 있는 기능을 가지고 있어, 뇌졸중 등 뇌질환의 재활치료 뿐만 아니라, 우울증, 간질, 치매, 파킨슨, 틱장애, 이명, 중독증, 만성통증, 불안장애, 수면장애 등 많은 뇌 신경질환에 효과가 있는 것으로 보고되고 있다. Non-invasive brain stimulation does not require a procedure that injures nerve tissue like surgery, guarantees improved stability, and has the advantage of not requiring hospitalization. In addition, since non-invasive brain stimulation applies sufficient brain stimulation by repeating a single treatment procedure performed in a relatively short time dozens of times, it is also a great advantage that there is no device to be always carried or managed. Representative examples of such non-invasive brain stimulation include transcranial magnetic stimulation (TMS) and transcranial DC stimulation (tDCS). This non-invasive brain stimulation technique has the function of enhancing or inhibiting the activity of brain nerve cells, so it can be used not only for rehabilitation treatment of brain diseases such as stroke, but also for depression, epilepsy, dementia, Parkinson's, tic disorder, tinnitus, addiction, and chronic pain. It has been reported to be effective for many brain neurological diseases such as , anxiety disorders and sleep disorders.
비침습 두뇌자극술을 통해 사용자의 뇌에 자극을 효과적으로 인가하기 위해서는, 사용자의 두피 상 정확한 위치에 전극을 위치시키는 것이 중요하다. 즉, 비침습 두뇌자극술은 뇌 속의 특정부분을 자극해야 하므로, 자극의 정확도가 중요한 요소이며, 이에 따라 정확한 자극을 위하여 전극이, 사용자의 머리의 정확한 지점에 위치될 필요가 있다. 일반적으로, 전극의 위치를 최적화하는 방법으로는, 사용자의 두피 상 다양한 영역에서 자극을 가하고, 해당 자극에 대응하는 자극영향을 측정하는 방법이 있으나, 환자 개개인 각각의 두피 각 영역에 대응하여 전극 테스트를 수행하여야 하므로, 시간 및 비용적인 측면에서 효율적이지 못하다. 이에 따라, 전극의 위치를 최적화하기 위한 시뮬레이션 방법이 존재한다. 구체적으로, 전극의 위치에 대한 최적화 시뮬레이션 방법으로는, 두피 모델을 구현하고, 해당 두피 모델 상에서 처음 시작 위치를 기준으로 위치를 조금씩 변화시켜 머리에 많은 후보위치들을 만들고, 그리고 각 후보위치에서의 테스트를 통해 최적의 위치를 선별하는 방법이 있다. In order to effectively apply stimulation to the user's brain through non-invasive brain stimulation, it is important to position the electrode at an accurate location on the user's scalp. In other words, since non-invasive brain stimulation requires stimulation of a specific part in the brain, the accuracy of stimulation is an important factor, and accordingly, electrodes need to be placed at precise points on the user's head for accurate stimulation. In general, as a method of optimizing the position of the electrode, there is a method of applying stimulation to various areas on the user's scalp and measuring the stimulation effect corresponding to the stimulation, but electrode testing in response to each area of the scalp of each patient must be performed, which is not efficient in terms of time and cost. Accordingly, there is a simulation method for optimizing the position of the electrode. Specifically, as an optimization simulation method for the position of the electrode, a scalp model is implemented, and the position is slightly changed based on the initial starting position on the scalp model to create many candidate positions on the head, and then a test is performed at each candidate position. There is a way to select the optimal location through .
다만, 사람의 두상은 정형화되지 않은 표면이므로, 자극 위치 선별을 위해, 해당 두상에 대응하는 두상 모델 상에서 연속적으로 좌표를 변경 또는 이동시키는 것은 어려울 수 있다. 예를 들어, 전극의 위치를 조금만 옆으로 이동하여도, 해당 위치가 두피가 아닌 두개골일 수 있으므로, 전극을 배치하기 위한 적절한 위치가 아닐 수 있다.However, since a human head is an unstructured surface, it may be difficult to continuously change or move coordinates on a head model corresponding to a corresponding head in order to select a location of a stimulus. For example, even if the position of the electrode is slightly moved laterally, the corresponding position may be the skull rather than the scalp, and thus may not be an appropriate position for disposing the electrode.
따라서, 당 업계에는, 비침습 두뇌자극술을 수행하기 위하여 최적의 자극 위치를 결정하는 과정에서, 연속적으로 좌표를 변경 또는 이동시키더라도 항상 두피상에서 좌표가 위치하도록 하는 모델링 방법에 대한 수요가 존재할 수 있다.Therefore, in the art, there may be a demand for a modeling method in which the coordinates are always located on the scalp even if the coordinates are continuously changed or moved in the process of determining the optimal stimulation location to perform non-invasive brain stimulation. .
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전술한 배경기술에 대응하여 안출된 것으로, 각 사용자의 MRI 정보에 기초하여 두상 모델을 획득하고, 해당 두상 모델에 피팅되는 구형 좌표계를 획득하고, 이에 기반하여 다양한 자극 위치 별 전극 모델 부착 시뮬레이션을 수행함으로써, 각 사용자 별 최적의 자극 위치에 관한 정보를 획득할 수 있도록 인공지능 모델을 활용한 최적의 자극 위치 산출 방법, 전극 모델 시뮬레이션 방법, 서버 및 컴퓨터프로그램을 제공하는 것이다. The problem to be solved by the present invention has been devised in response to the above-described background art. A head model is obtained based on MRI information of each user, a spherical coordinate system fitted to the head model is obtained, and various stimuli are based on this. Provides an optimal stimulation position calculation method using an artificial intelligence model, an electrode model simulation method , a server and a computer program so that information on the optimal stimulation position for each user can be obtained by performing simulation of attaching electrode models for each position. will be.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 모델을 활용한 최적의 자극 위치 산출 방법은, 사용자 진단 정보에 기초하여 두상 모델을 생성하는 단계, 상기 두상 모델에 기초하여 구면 모델을 생성하는 단계, 상기 구면 모델에 관련한 복수의 구면 좌표 데이터 각각에 대응하는 복수의 전사 좌표 데이터를 식별하는 단계 및 상기 복수의 전사 좌표 데이터를 최적 위치 결정 모델의 입력으로 처리하여 최적 자극 위치 정보를 획득하는 단계를 포함하며, 상기 복수의 전사 좌표 데이터는, 상기 두상 모델 상에 표현 가능한 직교 좌표에 관련한 데이터인 것을 특징으로 할 수 있다. A method for calculating an optimal stimulation position using an artificial intelligence model according to an embodiment of the present invention to solve the above problems includes generating a head model based on user diagnostic information, and a spherical model based on the head model. generating, identifying a plurality of transcriptional coordinate data corresponding to each of a plurality of spherical coordinate data related to the spherical model, and processing the plurality of transcriptional coordinate data as an input of an optimal positioning model to obtain optimal magnetic pole position information. The method may include obtaining, wherein the plurality of transcriptional coordinate data is data related to orthogonal coordinates that can be expressed on the head model.
다양한 실시예에서, 상기 사용자 진단 정보는, 상기 두상 모델 생성에 기반이 되는 정보로, 사용자의 뇌 또는 두상에 관한 의료 영상 정보를 포함하며, 상기 두상 모델은, 실제 사용자의 뇌 또는 두상에 관련한 3차원 뇌지도 모델이며, 상기 구면 모델은, 특정 반지름을 갖는 3차원 구 모델의 적어도 일부를 통해 구현되며, 상기 복수의 구면 좌표 데이터는, 상기 구면 모델 내에서 표현 가능한 구면 좌표에 관련한 데이터인 것을 특징으로 할 수 있다. In various embodiments, the user diagnostic information is information based on the generation of the head model, and includes medical image information on the brain or head of the user, and the head model includes three information related to the brain or head of the actual user. It is a dimensional brain map model, and the spherical model is implemented through at least a part of a three-dimensional sphere model having a specific radius, and the plurality of spherical coordinate data is data related to spherical coordinates that can be expressed in the spherical model. can be done with
다양한 실시예에서, 상기 사용자 진단 정보에 기초하여 두상 모델을 생성하는 단계는, 상기 사용자 진단 정보를 이미지 영역 분류 모델의 입력으로 처리하여 하나 이상의 뇌 영역 이미지를 획득하는 단계, 상기 하나 이상의 뇌 영역 이미지에 대한 전처리를 수행하는 단계 및 상기 전처리된 하나 이상의 뇌 영역 이미지에 기초하여 상기 두상 모델을 생성하는 단계를 포함하며, 상기 이미지 영역 분류 모델은, CNN(Convolutional Neural Network) 기반의 신경망 모델로, 복수의 사용자 진단 정보에 관련한 학습 입력 데이터 및 상기 각 사용자 진단 정보에 대응하는 뇌 영역 분류 정보에 관련한 학습 출력 데이터를 포함하는 학습 데이터를 통해 학습되는 것을 특징으로 할 수 있다. In various embodiments, the generating of the head model based on the user diagnostic information may include obtaining one or more brain region images by processing the user diagnostic information as an input of an image region classification model; and generating the head model based on the preprocessed one or more brain region images, wherein the image region classification model is a convolutional neural network (CNN)-based neural network model, and includes a plurality of It may be characterized in that learning is performed through learning data including learning input data related to user diagnostic information of and learning output data related to brain region classification information corresponding to each user diagnostic information.
다양한 실시예에서, 상기 사용자 진단 정보에 기초하여 구면 모델을 생성하는 단계는, 상기 두상 모델의 중심점을 기준으로 하나 이상의 구를 전개시키는 단계, 상기 전개된 하나 이상의 구 중 구의 표면과 상기 두상 모델의 표면의 거리가 최소화되며, 반지름이 최대인 제1구를 식별하는 단계 및 상기 식별된 제1구에 기초하여 상기 구면 모델을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.In various embodiments, the generating of the spherical model based on the user diagnosis information may include developing one or more spheres based on the central point of the head model, and determining the relationship between the surface of the one or more spheres and the head model among the developed one or more spheres. The method may include identifying a first sphere having a minimum surface distance and having a maximum radius, and generating the spherical model based on the identified first sphere.
다양한 실시예에서, 상기 최적 위치 결정 모델은, 상기 복수의 전사 좌표 데이터 각각에 대응하는 뇌 활성도 예측 정보를 도출하고, 도출된 뇌활성도 예측 정보 각각과 상기 복수의 전사 좌표 데이터 각각에 대응하는 기준 뇌 활성도 정보 각각과의 차이에 관련한 손실함수(loss function)가 미리 정해진 기준치 이하인 최적의 전사 좌표 데이터를 식별하고, 식별된 상기 최적의 전사 좌표 데이터에 기반하여 상기 최적 자극 위치 정보를 출력하는 것을 특징으로 할 수 있다. In various embodiments, the optimal positioning model derives brain activity prediction information corresponding to each of the plurality of transcriptional coordinate data, and derives each of the derived brain activity prediction information and the reference brain corresponding to each of the plurality of transcriptional coordinate data. Identifying optimal transcriptional coordinate data whose loss function related to the difference with each activity information is less than or equal to a predetermined reference value, and outputting the optimal stimulation position information based on the identified optimal transcriptional coordinates data can do.
다양한 실시예에서, 상기 방법은, 상기 복수의 구면 좌표 데이터 중 적어도 둘 이상의 구면 좌표 데이터가 상기 두상 모델 상의 일 지점을 중첩하여 지시하는지 여부를 판별하는 단계 및 상기 적어도 둘 이상의 구면 좌표 데이터가 상기 두상 모델 상의 일 지점을 중첩하여 지시하는 경우, 상기 적어도 둘 이상의 구면 좌표 데이터 중 일부에 대한 수정을 수행하는 단계를 포함할 수 있다. In various embodiments, the method may include determining whether at least two or more spherical coordinate data among the plurality of spherical coordinate data overlap and indicate a point on the head model, and determining whether the at least two or more spherical coordinate data indicate the head image In the case of overlapping and indicating a point on the model, a step of modifying some of the at least two or more spherical coordinate data may be included.
다양한 실시예에서, 상기 적어도 둘 이상의 구면 좌표 데이터 중 일부에 대한 수정을 수행하는 단계는, 상기 두상 모델 상의 일 지점을 중첩하여 지시하는 적어도 둘 이상의 구면 좌표 데이터 중 적어도 하나의 구면 좌표 데이터를 제거하는 단계 또는, 상기 두상 모델 상의 일 지점을 중첩하여 지시하는 적어도 둘 이상의 구면 좌표 데이터 중 적어도 하나의 구면 좌표 데이터의 좌표를 보정하는 단계 중 적어도 하나의 단계를 포함할 수 있다.In various embodiments, the modifying of some of the at least two or more spherical coordinate data may include removing at least one of the at least two or more spherical coordinate data indicating overlapping points on the head model. or correcting the coordinates of at least one spherical coordinate data among at least two or more spherical coordinate data indicating overlapping points on the head model.
다양한 실시예에서, 상기 방법은, 상기 최적 자극 위치 정보에 대응하는 제1위치에 전극 모델을 배치시키는 단계 및 상기 제1위치에 위치한 상기 전극 모델을 상기 최적 자극 위치 정보에 대응하는 위치로 점진적으로 이동시켜 상기 두상 모델에 대한 전극 부착 시뮬레이션을 수행하는 단계를 더 포함하며, 상기 제1위치는, 상기 최적 자극 위치 정보의 노멀 벡터(Normal Vector) 방향에 일 위치일 수 있다.In various embodiments, the method may include disposing an electrode model at a first position corresponding to the optimal stimulation position information, and gradually moving the electrode model located at the first position to a position corresponding to the optimal stimulation position information. The method may further include performing electrode attachment simulation on the head model by moving the head model, and the first position may be a position in a direction of a normal vector of the optimal stimulation position information.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 인공지능 모델을 이용한 인공지능 모델을 활용한 최적의 자극 위치 산출 서버는, 프로세서, 네트워크 인터페이스, 메모리 및 상기 메모리에 로드(load)되고, 상기 프로세서에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램을 포함하되, 상기 컴퓨터 프로그램은, 사용자 진단 정보에 기초하여 두상 모델을 생성하는 인스트럭션(instruction) 및 상기 두상 모델에 기초하여 구면 모델을 생성하는 인스트럭션, 상기 구면 모델에 관련한 복수의 구면 좌표 데이터 각각에 대응하는 복수의 전사 좌표 데이터를 식별하는 인스트럭션 및 상기 복수의 전사 좌표 데이터를 최적 위치 결정 모델의 입력으로 처리하여 최적 자극 위치 정보를 획득하는 인스트럭션를 포함하며, 상기 복수의 전사 좌표 데이터는, 상기 두상 모델 상에 표현 가능한 직교 좌표에 관련한 데이터인 것을 특징으로 할 수 있다. An optimal magnetic pole position calculation server using an artificial intelligence model using an artificial intelligence model according to another embodiment of the present invention for solving the above problems is a processor, a network interface, a memory, and loaded into the memory, A computer program executed by the processor, the computer program including instructions for generating a head model based on user diagnosis information and instructions for generating a spherical model based on the head model, the spherical model An instruction for identifying a plurality of transcriptional coordinate data corresponding to each of a plurality of related spherical coordinate data and an instruction for obtaining optimal magnetic pole position information by processing the plurality of transcriptional coordinate data as an input of an optimal positioning model, wherein the plurality of The transfer coordinate data may be data related to orthogonal coordinates that can be expressed on the head model.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록된 컴퓨터프로그램은, 컴퓨팅 장치와 결합되어, 사용자 진단 정보에 기초하여 두상 모델을 생성하는 단계, 상기 두상 모델에 기초하여 구면 모델을 생성하는 단계, 상기 구면 모델에 관련한 복수의 구면 좌표 데이터 각각에 대응하는 복수의 전사 좌표 데이터─상기 복수의 전사 좌표 데이터는, 상기 두상 모델 상에 표현 가능한 직교 좌표에 관련한 데이터인 것을 특징으로 함─를 식별하는 단계 및 상기 복수의 전사 좌표 데이터를 최적 위치 결정 모델의 입력으로 처리하여 최적 자극 위치 정보를 획득하는 단계를 실행시키기 위하여 컴퓨터로 판독가능한 기록매체에 저장될 수 있다.A computer program recorded on a computer-readable recording medium according to another embodiment of the present invention for solving the above problems is combined with a computing device to generate a head model based on user diagnostic information; Generating a spherical model based on the head model, a plurality of transcribed coordinate data corresponding to each of a plurality of spherical coordinate data related to the spherical model—the plurality of transcribed coordinate data is at Cartesian coordinates expressible on the head model Characterized in that it is related data—to be stored in a computer-readable recording medium to execute the steps of identifying and processing the plurality of transcriptional coordinate data as inputs of an optimal positioning model to obtain optimal magnetic pole position information. can
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전극 모델 시뮬레이션 방법은, 최적 자극 위치 정보에 기반하여 두상 모델을 기준으로 제1위치에 전극 모델을 배치시키는 단계 및 상기 제1위치에 위치한 상기 전극 모델을 상기 최적 자극 위치 정보에 대응하는 위치로 점진적으로 이동시켜 상기 두상 모델에 대한 전극 부착 시뮬레이션을 수행하는 단계를 포함하며, 상기 제1위치는, 상기 최적 자극 위치 정보의 노멀 벡터(Normal Vector) 방향에 일 위치인 것을 특징으로 할 수 있다. An electrode model simulation method according to another embodiment of the present invention for solving the above-described problems includes disposing an electrode model at a first position based on a head model based on optimal stimulation position information, and placing the electrode model at the first position. and performing an electrode attachment simulation on the head model by gradually moving the located electrode model to a position corresponding to the optimal stimulation position information, wherein the first position is a normal vector of the optimal stimulation position information ( Normal Vector) direction.
다양한 실시예에서, 상기 방법은, 상기 사용자 진단 정보를 이미지 영역 분류 모델의 입력으로 처리하여 하나 이상의 뇌 영역 이미지를 획득하는 단계, 상기 하나 이상의 뇌 영역 이미지에 대한 전처리를 수행하는 단계 및 상기 전처리된 하나 이상의 뇌 영역 이미지에 기초하여 상기 두상 모델을 생성하는 단계를 더 포함하며, 상기 이미지 영역 분류 모델은, CNN(Convolutional Neural Network) 기반의 신경망 모델로, 복수의 사용자 진단 정보에 관련한 학습 입력 데이터 및 상기 각 사용자 진단 정보에 대응하는 뇌 영역 분류 정보에 관련한 학습 출력 데이터를 포함하는 학습 데이터를 통해 학습되는 것을 특징으로 할 수 있다. In various embodiments, the method may include obtaining one or more brain region images by processing the user diagnostic information as an input of an image region classification model, performing preprocessing on the one or more brain region images, and performing preprocessing on the one or more brain region images. Generating the head model based on one or more brain region images, wherein the image region classification model is a neural network model based on a convolutional neural network (CNN), and learning input data related to a plurality of user diagnostic information and It may be characterized in that learning is performed through learning data including learning output data related to brain region classification information corresponding to each user diagnostic information.
다양한 실시예에서, 상기 전극 모델은, 상기 두상 모델과 접촉 가능한 제1면 및 상기 제1면에 대응하는 제2면을 포함하며, 상기 제1면 및 상기 제2면 각각을 형성하는 좌표들은, 동방향의 지향성을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.In various embodiments, the electrode model includes a first surface contactable with the head model and a second surface corresponding to the first surface, and the coordinates forming each of the first surface and the second surface are: It may be characterized as having directivity in the same direction.
다양한 실시예에서, 상기 전극 부착 시뮬레이션을 수행하는 단계는, 상기 제1면과 상기 두상 모델이 접촉되는 경우, 상기 전극 모델의 이동을 중지하는 단계, 상기 이동이 중지된 전극 모델의 제1면에 관련한 복수의 제1좌표 각각의 이동 거리를 산출하는 단계 및 상기 복수의 제1좌표 각각의 이동 거리에 기반하여 상기 제2면에 관련한 복수의 제2좌표 각각을 이동시키는 단계를 포함할 수 있다. In various embodiments, the performing of the electrode attachment simulation may include stopping the movement of the electrode model when the first surface and the head model are in contact with each other, and attaching the electrode model to the first surface of the electrode model where the movement is stopped. The method may include calculating a movement distance of each of the plurality of first coordinates and moving each of the plurality of second coordinates related to the second surface based on the movement distance of each of the plurality of first coordinates.
다양한 실시예에서, 상기 복수의 제1좌표 각각의 이동 거리에 기반하여 상기 제2면에 관련한 복수의 제2좌표 각각을 이동시키는 단계는, 상기 복수의 제1좌표 각각과 상기 복수의 제2좌표 각각을 매칭시키는 단계, 상기 복수의 제1좌표 각각의 이동 거리를 식별하는 단계 및 상기 복수의 제1좌표 각각의 이동 거리에 기반하여 상기 복수의 제1좌표 각각에 매칭된 상기 복수의 제2좌표 각각을 이동시키는 단계를 포함할 수 있다. In various embodiments, the step of moving each of the plurality of second coordinates related to the second surface based on the movement distance of each of the plurality of first coordinates, the plurality of first coordinates respectively and the plurality of second coordinates Matching each of the plurality of first coordinates, identifying a movement distance of each of the plurality of first coordinates, and matching the plurality of second coordinates to each of the plurality of first coordinates based on the movement distance of each of the plurality of first coordinates It may include moving each one.
다양한 실시예에서, 상기 방법은, 상기 두상 모델과 접촉된 전극 모델을 기준으로 후보 전극 모델을 부착시키는 단계를 더 포함하며, 상기 후보 전극 모델은, 상기 두상 모델 상에, 상기 전극 모델로부터 미리 정해진 이격 거리 이내 부착되는 것을 특징으로 할 수 있다. In various embodiments, the method further includes attaching a candidate electrode model based on an electrode model in contact with the head model, wherein the candidate electrode model is predetermined from the electrode model on the head model. It may be characterized in that it is attached within the separation distance.
다양한 실시예에서, 상기 두상 모델과 접촉된 전극 모델을 기준으로 후보 전극 모델을 부착시키는 단계는, 상기 전극 모델의 부착 위치에 기초하여 상기 후보 전극 모델을 위치시키는 단계, 상기 후보 전극 모델의 orientation angle를 순차적으로 변화시키고, 상기 orientation angle의 변화에 따른 복수의 방향 벡터를 획득하는 단계 및 상기 획득된 복수의 방향 벡터와 상기 전극 모델의 제1방향 벡터의 비교에 기초하여 상기 두상 모델 상에서 상기 후보 전극 모델의 부착 방향으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다. In various embodiments, attaching a candidate electrode model based on an electrode model in contact with the head model may include locating the candidate electrode model based on an attachment position of the electrode model, and an orientation angle of the candidate electrode model. sequentially changing, and obtaining a plurality of direction vectors according to the change in the orientation angle, and the candidate electrode on the head model based on a comparison between the obtained plurality of direction vectors and the first direction vector of the electrode model. A step of determining the attachment direction of the model may be included.
다양한 실시예에서, 상기 최적 자극 위치 정보는, 하나 이상의 최적 자극 위치 서브 정보를 포함하며, 상기 방법은, 상기 하나 이상의 최적 자극 위치 서브 정보 각각에 대응하여 상기 두상 모델에 대한 하나 이상의 전극 부착 시뮬레이션을 수행하는 단계, 상기 하나 이상의 전극 부착 시뮬레이션 결과 상기 두상 모델 상에서 적어도 하나의 전극 모델이 중첩되는지 여부를 식별하는 단계 및 상기 식별된 중첩 전극 모델에 기초하여 적어도 하나의 최적 자극 위치 서브 정보를 수정하는 단계를 포함할 수 있다. In various embodiments, the optimal stimulation position information includes one or more optimal stimulation position sub-information, and the method performs one or more electrode attachment simulations on the head model in correspondence with each of the one or more optimal stimulation position sub-information. identifying whether at least one electrode model overlaps on the head model as a result of the one or more electrode attachment simulations; and modifying at least one optimal stimulation position sub-information based on the identified overlapping electrode model. can include
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 모델을 시뮬레이션 하기 위한 서버는, 프로세서, 네트워크 인터페이스, 메모리 및 상기 메모리에 로드(load)되고, 상기 프로세서에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램을 포함하되, 상기 컴퓨터 프로그램은, 최적 자극 위치 정보에 기반하여 두상 모델을 기준으로 제1위치에 전극 모델을 배치시키는 인스트럭션(instruction) 및 상기 제1위치에 위치한 상기 전극 모델을 상기 최적 자극 위치 정보에 대응하는 위치로 점진적으로 이동시켜 상기 두상 모델에 대한 전극 부착 시뮬레이션을 수행하는 인스트럭션을 포함하며, 상기 제1위치는, 상기 최적 자극 위치 정보의 노멀 벡터(Normal Vector) 방향에 일 위치인 것을 특징으로 할 수 있다. A server for simulating an electrode model according to another embodiment of the present invention for solving the above problems includes a processor, a network interface, a memory, and a computer program loaded into the memory and executed by the processor. However, the computer program includes an instruction for arranging an electrode model at a first position based on the head model based on optimal stimulation position information, and the electrode model located at the first position corresponds to the optimal stimulation position information and an instruction for performing an electrode attachment simulation on the head model by gradually moving to a position where the first position is a position in a direction of a normal vector of the optimal stimulation position information. can
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록된 컴퓨터프로그램은, 컴퓨팅 장치와 결합되어, 최적 자극 위치 정보에 기반하여 두상 모델을 기준으로 제1위치─상기 제1위치는, 상기 최적 자극 위치 정보의 노멀 벡터(Normal Vector) 방향에 일 위치임─에 전극 모델을 배치시키는 단계 및 상기 제1위치에 위치한 상기 전극 모델을 상기 최적 자극 위치 정보에 대응하는 위치로 점진적으로 이동시켜 상기 두상 모델에 대한 전극 부착 시뮬레이션을 수행하는 단계를 실행시키기 위하여 컴퓨터로 판독가능한 기록매체에 저장될 수 있다.A computer program recorded on a computer-readable recording medium according to another embodiment of the present invention for solving the above-mentioned problems is combined with a computing device, and based on optimal stimulation position information, based on the head model, first arranging an electrode model at a position—the first position being a position in the direction of a normal vector of the optimal magnetic pole position information—and the electrode model located at the first position in the optimal magnetic pole position information It may be stored in a computer-readable recording medium in order to execute a step of gradually moving to a corresponding position and performing electrode attachment simulation on the head model.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 사용자 각각에 대응하여 최적의 자극 위치에 대한 정보를 제공함으로써, 비침습 두뇌자극술을 통한 치료 효율을 향상시킬 수 있다.According to various embodiments of the present invention, treatment efficiency through non-invasive brain stimulation can be improved by providing information on optimal stimulation positions corresponding to each user.
또한, 두피 상에서 좌표를 자유롭게 이동시키도록 하는 모델을 제공함으로써, 최적의 자극 위치를 선별하는 과정에서 편의성을 제공할 수 있다. In addition, convenience can be provided in the process of selecting an optimal stimulation position by providing a model that allows coordinates to move freely on the scalp.
추가적으로, 곡면이 포함된 3차원 두상 모델 상에 다양한 형상의 전극의 부착위치에 대한 시뮬레이션을 제공하여, 전극 배치에 관련한 구체적인 시각화 정보를 제공함으로써 뇌 자극 효율을 극대화시키는 효과가 있다. Additionally, it is effective in maximizing brain stimulation efficiency by providing detailed visualization information related to electrode placement by providing simulations of attachment positions of electrodes of various shapes on a three-dimensional head model including curved surfaces.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 모델을 활용한 최적의 자극 위치 산출 시스템을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating an optimal magnetic pole position calculation system using an artificial intelligence model according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인공지능 모델을 활용한 최적의 자극 위치를 산출하기 위한 서버의 하드웨어 구성도이다.2 is a hardware configuration diagram of a server for calculating optimal magnetic pole positions using an artificial intelligence model according to another embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인공지능 모델을 활용한 최적의 자극 위치 산출 방법을 예시적으로 나타낸 순서도이다.3 is a flowchart exemplarily illustrating a method for calculating an optimal magnetic pole position using an artificial intelligence model according to another embodiment of the present invention.
도 4는 다양한 실시예에서, 사용자 진단 정보에 기초하여 두상 모델을 생성하는 과정을 예시적으로 나타낸 순서도이다.4 is a flowchart exemplarily illustrating a process of generating a head model based on user diagnostic information, in various embodiments.
도 5는 다양한 실시예에서, 최적 위치를 결정하는 과정을 예시적으로 나타낸 순서도이다.5 is a flowchart exemplarily illustrating a process of determining an optimum location in various embodiments.
도 6은 다양한 실시예에서, 전극 부착 시뮬레이션을 수행하는 과정을 예시적으로 나타낸 순서도이다.6 is a flowchart exemplarily illustrating a process of performing electrode attachment simulation in various embodiments.
도 7은 다양한 실시예에서, MRI 영상에 기반하여 구면 모델을 획득하는 과정을 예시적으로 나타낸 예시도이다.7 is an exemplary diagram illustrating a process of obtaining a spherical model based on an MRI image in various embodiments.
도 8은 다양한 실시예에서, 구면 모델을 설명하기 위한 예시도를 도시한다. 8 shows an exemplary diagram for explaining a spherical model in various embodiments.
도 9는 다양한 실시예에서, 전극 모델 및 구면 모델을 예시적으로 나타낸 예시도이다.9 is an exemplary view illustrating an electrode model and a spherical model in various embodiments.
도 10은 다양한 실시예에서, 전극 배치 시뮬레이션 과정을 예시적으로 나타낸 예시도이다. 10 is an exemplary view illustrating an electrode placement simulation process in various embodiments.
도 11은 다양한 실시예에서, 후보 전극 배치 과정을 예시적으로 나타낸 예시도이다. 11 is an exemplary view illustrating a process of arranging candidate electrodes according to various embodiments.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Advantages and features of the present invention, and methods of achieving them, will become clear with reference to the detailed description of the following embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, only these embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and are common in the art to which the present invention belongs. It is provided to fully inform the person skilled in the art of the scope of the invention, and the invention is only defined by the scope of the claims.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.Terminology used herein is for describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, singular forms also include plural forms unless specifically stated otherwise in a phrase. As used herein, "comprises" and/or "comprising" does not exclude the presence or addition of one or more other elements other than the recited elements. Like reference numerals throughout the specification refer to like elements, and “and/or” includes each and every combination of one or more of the recited elements. Although "first", "second", etc. are used to describe various components, these components are not limited by these terms, of course. These terms are only used to distinguish one component from another. Accordingly, it goes without saying that the first element mentioned below may also be the second element within the technical spirit of the present invention.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used with meanings commonly understood by those skilled in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in commonly used dictionaries are not interpreted ideally or excessively unless explicitly specifically defined.
명세서에서 사용되는 "부" 또는 “모듈”이라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, "부" 또는 “모듈”은 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 "부" 또는 “모듈”은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. "부" 또는 “모듈”은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 "부" 또는 “모듈”은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 "부" 또는 “모듈”들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 "부" 또는 “모듈”들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 "부" 또는 “모듈”들로 더 분리될 수 있다.The term "unit" or "module" used in the specification means a hardware component such as software, FPGA or ASIC, and "unit" or "module" performs certain roles. However, "unit" or "module" is not meant to be limited to software or hardware. A “unit” or “module” may be configured to reside in an addressable storage medium and may be configured to reproduce one or more processors. Thus, as an example, a “unit” or “module” may refer to components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, processes, functions, properties, procedures, subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays and variables. Functions provided within components and "units" or "modules" may be combined into smaller numbers of components and "units" or "modules" or may be combined into additional components and "units" or "modules". can be further separated.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성요소와 다른 구성요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들어, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있으며, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.The spatially relative terms "below", "beneath", "lower", "above", "upper", etc. It can be used to easily describe a component's correlation with other components. Spatially relative terms should be understood as including different orientations of elements in use or operation in addition to the orientations shown in the drawings. For example, if you flip a component that is shown in a drawing, a component described as "below" or "beneath" another component will be placed "above" the other component. can Thus, the exemplary term “below” may include directions of both below and above. Components may also be oriented in other orientations, and thus spatially relative terms may be interpreted according to orientation.
본 명세서에서, 컴퓨터는 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 모든 종류의 하드웨어 장치를 의미하는 것이고, 실시 예에 따라 해당 하드웨어 장치에서 동작하는 소프트웨어적 구성도 포괄하는 의미로서 이해될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터는 스마트폰, 태블릿 PC, 데스크톱, 노트북 및 각 장치에서 구동되는 사용자 클라이언트 및 애플리케이션을 모두 포함하는 의미로서 이해될 수 있으며, 또한 이에 제한되는 것은 아니다.In this specification, a computer means any kind of hardware device including at least one processor, and may be understood as encompassing a software configuration operating in a corresponding hardware device according to an embodiment. For example, a computer may be understood as including a smartphone, a tablet PC, a desktop computer, a laptop computer, and user clients and applications running on each device, but is not limited thereto.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 명세서에서 설명되는 각 단계들은 컴퓨터에 의하여 수행되는 것으로 설명되나, 각 단계의 주체는 이에 제한되는 것은 아니며, 실시 예에 따라 각 단계들의 적어도 일부가 서로 다른 장치에서 수행될 수도 있다.Although each step described in this specification is described as being performed by a computer, the subject of each step is not limited thereto, and at least a part of each step may be performed in different devices according to embodiments.
여기서, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 인공지능 모델을 활용한 최적의 자극 위치 산출 방법은, 비침습 두뇌자극술을 통한 뇌 자극 치료에서 복수의 사용자 각각에 대응하여 최적의 자극 위치에 대한 정보를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 인공지능 모델을 활용한 최적의 자극 위치 산출 방법은, 사용자 진단 정보에 기초하여 두상 모델을 생성하고, 해당 두상 모델에 대응하는 구면 모델을 생성하여 제공할 수 있다. 여기서 구면 모델은, 연속적인 좌표 변경 또는 이동 과정에서도 항상 사용자의 두피 상에서 좌표가 이동되도록 하는 모델일 수 있다. 즉, 각 사용자의 두상에 대응하는 구면 모델을 제공함으로써, 최적의 자극 위치를 선별하는 과정에서 편의성을 제공할 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명은, 곡면이 포함된 3차원 두상 모델 상에 다양한 형상의 전극의 부착 위치에 대한 시뮬레이션을 제공하여 전극 배치에 관련에 구체적인 시각화 정보를 제공함으로써, 뇌 자극 효율을 극대화시키는 효과가 있다. Here, the optimal stimulation position calculation method using an artificial intelligence model according to various embodiments of the present invention provides information on the optimal stimulation position corresponding to each of a plurality of users in brain stimulation treatment through non-invasive brain stimulation. can do. In addition, in the method for calculating the optimal position of the magnetic pole using the artificial intelligence model of the present invention, a head model may be generated based on user diagnosis information, and a spherical model corresponding to the head model may be generated and provided. Here, the spherical model may be a model in which coordinates are always moved on the user's scalp even in a process of continuously changing or moving coordinates. That is, by providing a spherical model corresponding to each user's head, convenience can be provided in the process of selecting an optimal stimulation position. In addition, the present invention has an effect of maximizing brain stimulation efficiency by providing detailed visualization information related to electrode placement by providing simulations of attachment positions of electrodes of various shapes on a three-dimensional head model including a curved surface. there is.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 모델을 활용한 최적의 자극 위치 산출 시스템을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 모델을 활용한 최적의 자극 위치 산출 시스템은, 최적의 자극 위치 산출 서버(100), 사용자 단말(200) 및 외부 서버(300)를 포함할 수 있다.1 is a diagram illustrating an optimal magnetic pole position calculation system using an artificial intelligence model according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the optimal magnetic pole position calculation system using an artificial intelligence model according to an embodiment of the present invention includes an optimal magnetic pole position calculation server 100, a user terminal 200, and an external server 300. ) may be included.
여기서, 도 1에 도시된 인공지능 모델을 활용한 최적의 자극 위치 산출 시스템은 일 실시예에 따른 것이고, 그 구성 요소가 도 1에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.Here, the optimal magnetic pole position calculation system using the artificial intelligence model shown in FIG. 1 is according to an embodiment, and its components are not limited to the embodiment shown in FIG. 1, and may be added or changed as necessary. or can be deleted.
일 실시예에서, 최적의 자극 위치 산출 서버(100)는 사용자 진단 정보에 기초하여 두상 모델을 생성할 수 있다. 예를 들어, 최적의 자극 위치 산출 서버(100)는 사용자의 사용자 진단 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 사용자 진단 정보는, 두상 모델 생성에 기반이 되는 정보로, 사용자의 뇌 또는 두상에 관한 의료 영상 정보일 수 있다. 예컨대, 사용자 진단 정보는 MRI(Magnetic Resonance Imaging)에 관련한 진단 정보일 수 있다. 즉, 최적의 자극 위치 산출 서버(100)는 사용자의 MRI 영상에 기반하여 해당 사용자의 3차원 뇌지도에 관련한 두상 모델을 생성할 수 있다. In one embodiment, the optimal magnetic pole position calculation server 100 may generate a head model based on user diagnostic information. For example, the optimal magnetic pole position calculation server 100 may receive user diagnosis information of a user. Here, the user diagnosis information is information based on the generation of the head model, and may be medical image information about the user's brain or head image. For example, the user diagnostic information may be diagnostic information related to Magnetic Resonance Imaging (MRI). That is, the optimal stimulation position calculation server 100 may generate a head model related to the 3D brain map of the user based on the MRI image of the user.
구체적으로, 최적의 자극 위치 산출 서버(100)는 사용자의 MRI 정보를 기 학습된 분류 모델의 입력으로 처리하여 하나 이상의 뇌 영역 이미지를 획득할 수 있다. 이 경우, 기 학습된 분류 모델은, 사용자의 MRI 영상을 입력으로하여 해당 MRI 영상에 포함된 하나 이상의 뇌 영역 이미지를 분류하는 이미지 영역 분류 모델일 수 있다. 다시 말해, 이미지 영역 분류 모델은, 사용자의 MRI 영상을 입력으로 하는 경우, 해당 MRI 영상에 대한 세그멘테이션을 통해 뇌의 다양한 물리적 특성 각각에 관련한 하나 이상의 뇌 영역 이미지를 획득할 수 있다. Specifically, the optimal stimulation position calculation server 100 may obtain one or more brain region images by processing the user's MRI information as an input of a pre-learned classification model. In this case, the pre-learned classification model may be an image region classification model that classifies one or more brain region images included in the MRI image of the user as an input. In other words, when an MRI image of a user is input, the image region classification model may acquire one or more brain region images related to various physical characteristics of the brain through segmentation of the corresponding MRI image.
여기서, 기 학습된 이미지 영역 분류 모델(예: 인공지능 모델)은 하나 이상의 네트워크 함수로 구성되며, 하나 이상의 네트워크 함수는 일반적으로 ‘노드’라 지칭될 수 있는 상호 연결된 계산 단위들의 집합으로 구성될 수 있다. 이러한 ‘노드’들은 ‘뉴런(neuron)’들로 지칭될 수도 있다. 하나 이상의 네트워크 함수는 적어도 하나 이상의 노드들을 포함하여 구성된다. 하나 이상의 네트워크 함수를 구성하는 노드(또는 뉴런)들은 하나 이상의 ‘링크’에 의해 상호 연결될 수 있다.Here, the pre-learned image region classification model (eg, artificial intelligence model) is composed of one or more network functions, and the one or more network functions may be composed of a set of interconnected computational units, which may be generally referred to as 'nodes'. there is. These 'nodes' may also be referred to as 'neurons'. One or more network functions include at least one or more nodes. Nodes (or neurons) that make up one or more network functions can be interconnected by one or more 'links'.
인공지능 모델 내에서, 링크를 통해 연결된 하나 이상의 노드들은 상대적으로 입력 노드 및 출력 노드의 관계를 형성할 수 있다. 입력 노드 및 출력 노드의 개념은 상대적인 것으로서, 하나의 노드에 대하여 출력 노드 관계에 있는 임의의 노드는 다른 노드와의 관계에서 입력 노드 관계에 있을 수 있으며, 그 역도 성립할 수 있다. 전술한 바와 같이, 입력 노드 대 출력 노드 관계는 링크를 중심으로 생성될 수 있다. 하나의 입력 노드에 하나 이상의 출력 노드가 링크를 통해 연결될 수 있으며, 그 역도 성립할 수 있다.In an artificial intelligence model, one or more nodes connected through a link may form a relative relationship of an input node and an output node. The concept of an input node and an output node is relative, and any node in an output node relationship with one node may have an input node relationship with another node, and vice versa. As described above, the input node to output node relationship can be created around the link. More than one output node can be connected to one input node through a link, and vice versa.
하나의 링크를 통해 연결된 입력 노드 및 출력 노드 관계에서, 출력 노드는 입력 노드에 입력된 데이터에 기초하여 그 값이 결정될 수 있다. 여기서 입력 노드와 출력 노드를 상호 연결하는 노드는 가중치(weight)를 가질 수 있다. 가중치는 가변적일 수 있으며, 인공지능 모델이 원하는 기능을 수행하기 위해, 사용자 또는 알고리즘에 의해 가변될 수 있다. 예를 들어, 하나의 출력 노드에 하나 이상의 입력 노드가 각각의 링크에 의해 상호 연결된 경우, 출력 노드는 상기 출력 노드와 연결된 입력 노드들에 입력된 값들 및 각각의 입력 노드들에 대응하는 링크에 설정된 가중치에 기초하여 출력 노드 값을 결정할 수 있다.In a relationship between an input node and an output node connected through one link, the value of the output node may be determined based on data input to the input node. Here, a node interconnecting an input node and an output node may have a weight. The weight may be variable, and may be variable by a user or an algorithm in order to perform a function desired by the artificial intelligence model. For example, when one or more input nodes are interconnected by respective links to one output node, the output node is set to a link corresponding to values input to input nodes connected to the output node and respective input nodes. An output node value may be determined based on the weight.
전술한 바와 같이, 인공지능 모델은 하나 이상의 노드들이 하나 이상의 링크를 통해 상호연결 되어 인공지능 모델 내에서 입력 노드 및 출력 노드 관계를 형성한다. 인공지능 모델 내에서 노드들과 링크들의 개수 및 노드들과 링크들 사이의 연관관계, 링크들 각각에 부여된 가중치의 값에 따라, 인공지능 모델의 특성이 결정될 수 있다. 예를 들어, 동일한 개수의 노드 및 링크들이 존재하고, 링크들 사이의 가중치 값이 상이한 두 인공지능 모델이 존재하는 경우, 두 개의 인공지능 모델들은 서로 상이한 것으로 인식될 수 있다.As described above, in the AI model, one or more nodes are interconnected through one or more links to form an input node and output node relationship in the AI model. Characteristics of the artificial intelligence model may be determined according to the number of nodes and links in the artificial intelligence model, the relationship between the nodes and links, and the value of weight assigned to each link. For example, when there are two artificial intelligence models having the same number of nodes and links and different weight values between the links, the two artificial intelligence models may be recognized as different from each other.
인공지능 모델을 구성하는 노드들 중 일부는, 최초 입력 노드로부터의 거리들에 기초하여, 하나의 레이어(layer)를 구성할 수 있다. 예를 들어, 최초 입력 노드로부터 거리가 n인 노드들의 집합은, n 레이어를 구성할 수 있다. 최초 입력 노드로부터 거리는, 최초 입력 노드로부터 해당 노드까지 도달하기 위해 거쳐야 하는 링크들의 최소 개수에 의해 정의될 수 있다. 그러나, 이러한 레이어의 정의는 설명을 위한 임의적인 것으로서, 인공지능 모델 내에서 레이어의 차수는 전술한 것과 상이한 방법으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 노드들의 레이어는 최종 출력 노드로부터 거리에 의해 정의될 수도 있다.Some of the nodes constituting the artificial intelligence model may constitute one layer based on distances from the first input node. For example, a set of nodes having a distance of n from the first input node may constitute n layers. The distance from the first input node may be defined by the minimum number of links that must be passed through to reach the corresponding node from the first input node. However, the definition of such a layer is arbitrary for explanation, and the order of a layer in an artificial intelligence model may be defined in a different way from the above. For example, a layer of nodes may be defined by a distance from a final output node.
최초 입력 노드는 인공지능 모델 내의 노드들 중 다른 노드들과의 관계에서 링크를 거치지 않고 데이터가 직접 입력되는 하나 이상의 노드들을 의미할 수 있다. 또는, 인공지능 모델 네트워크 내에서, 링크를 기준으로 한 노드 간의 관계에 있어서, 링크로 연결된 다른 입력 노드들 가지지 않는 노드들을 의미할 수 있다. 이와 유사하게, 최종 출력 노드는 인공지능 모델 내의 노드들 중 다른 노드들과의 관계에서, 출력 노드를 가지지 않는 하나 이상의 노드들을 의미할 수 있다. 또한, 히든 노드는 최초 입력 노드 및 최후 출력 노드가 아닌 인공지능 모델을 구성하는 노드들을 의미할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 모델은 입력 레이어의 노드가 출력 레이어에 가까운 히든 레이어의 노드보다 많을 수 있으며, 입력 레이어에서 히든 레이어로 진행됨에 따라 노드의 수가 감소하는 형태의 인공지능 모델일 수 있다.An initial input node may refer to one or more nodes to which data is directly input without going through a link in relation to other nodes among nodes in the artificial intelligence model. Alternatively, in an artificial intelligence model network, in a relationship between nodes based on a link, it may mean nodes that do not have other input nodes connected by a link. Similarly, the final output node may refer to one or more nodes that do not have an output node in relation to other nodes among nodes in the artificial intelligence model. Also, the hidden node may refer to nodes constituting an artificial intelligence model other than the first input node and the last output node. An artificial intelligence model according to an embodiment of the present invention may have more nodes of an input layer than nodes of a hidden layer close to an output layer, and the number of nodes decreases as the number of nodes increases from the input layer to the hidden layer. can
인공지능 모델은 하나 이상의 히든 레이어를 포함할 수 있다. 히든 레이어의 히든 노드는 이전의 레이어의 출력과 주변 히든 노드의 출력을 입력으로 할 수 있다. 각 히든 레이어 별 히든 노드의 수는 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다. 입력 레이어의 노드의 수는 입력 데이터의 데이터 필드의 수에 기초하여 결정될 수 있으며 히든 노드의 수와 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다. 입력 레이어에 입력된 입력 데이터는 히든 레이어의 히든 노드에 의하여 연산될 수 있고 출력 레이어인 완전 연결 레이어(FCL: fully connected layer)에 의해 출력될 수 있다.AI models can include one or more hidden layers. A hidden node of a hidden layer may use outputs of previous layers and outputs of neighboring hidden nodes as inputs. The number of hidden nodes for each hidden layer may be the same or different. The number of nodes of the input layer may be determined based on the number of data fields of the input data and may be the same as or different from the number of hidden nodes. Input data input to the input layer may be operated by a hidden node of the hidden layer and may be output by a fully connected layer (FCL) that is an output layer.
다양한 실시예에서, 인공지능 모델은, 복수의 사용자들에 관련한 MRI 영상과 해당 MRI 영상에 관련한 뇌 영역 분류 정보를 학습 데이터로 하여 지도학습(supervised learning)될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 다양한 학습 방법이 적용될 수 있다.In various embodiments, the artificial intelligence model may be supervised learning using MRI images related to a plurality of users and brain region classification information related to the MRI images as learning data. However, it is not limited thereto, and various learning methods may be applied.
여기서, 지도학습은 통상적으로 특정 데이터와 특정 데이터에 연관된 정보를 라벨링하여 학습 데이터를 생성하고, 이를 이용하여 학습시키는 방법으로써, 인과 관계를 가진 두 데이터를 라벨링하여 학습 데이터를 생성하고, 생성된 학습 데이터를 통해 학습하는 방법을 의미한다.Here, supervised learning is a method of generating learning data by labeling specific data and information related to the specific data, and learning using the labeling. It means learning from data.
보다 구체적으로, 최적의 자극 위치 산출 서버(100)는 라벨링된 학습 데이터를 이용하여 인공지능 모델을 구성하는 하나 이상의 네트워크 함수에 대한 학습을 수행하여 이미지 영역 분류 모델을 생성할 수 있다. 예를 들어, 최적의 자극 위치 산출 서버(100)는 학습 입력 데이터 각각을 하나 이상의 네트워크 함수에 입력시키고, 하나 이상의 네트워크 함수로 연산된 출력 데이터 각각과 학습 입력 데이터 각각의 레이블에 해당하는 학습 출력 데이터 각각을 비교하여 오차를 도출할 수 있다. 즉, 이미지 영역 분류 모델의 학습에서 학습 입력 데이터는 하나 이상의 네트워크 함수의 입력 레이어에 입력될 수 있으며, 학습 출력 데이터는 하나 이상의 네트워크 함수의 출력과 비교될 수 있다.More specifically, the optimal stimulus position calculation server 100 may generate an image region classification model by performing learning on one or more network functions constituting the artificial intelligence model using the labeled learning data. For example, the optimal stimulus position calculation server 100 inputs each of the learning input data to one or more network functions, and each of the output data calculated by the one or more network functions and the learning output data corresponding to the label of each of the learning input data An error can be derived by comparing each. That is, in learning an image region classification model, training input data may be input to an input layer of one or more network functions, and training output data may be compared with outputs of one or more network functions.
최적의 자극 위치 산출 서버(100)는 학습 입력 데이터에 대한 하나 이상의 네트워크 함수의 연산 결과와 학습 출력 데이터(레이블)의 오차에 기초하여 인공지능 모델을 학습시킬 수 있다.The optimal magnetic pole position calculation server 100 may train an artificial intelligence model based on an error between an operation result of one or more network functions for learning input data and learning output data (labels).
또한, 최적의 자극 위치 산출 서버(100)는 오차에 기초하여 하나 이상의 네트워크 함수의 가중치를 역전파 방식으로 조정할 수 있다. 즉, 최적의 자극 위치 산출 서버(100)는 학습 입력 데이터에 대한 하나 이상의 네트워크 함수의 연산 결과와 학습 출력 데이터의 오차에 기초하여 하나 이상의 네트워크 함수의 출력이 학습 출력 데이터에 가까워지도록 가중치를 조정할 수 있다.In addition, the optimal magnetic pole position calculation server 100 may adjust the weights of one or more network functions based on the error in a backpropagation method. That is, the optimal stimulus position calculation server 100 may adjust the weight so that the output of one or more network functions is closer to the learning output data based on the error between the calculation result of the one or more network functions for the learning input data and the learning output data. there is.
일 실시예에서, 최적의 자극 위치 산출 서버(100)는 하나 이상의 네트워크 함수의 학습이 사전 결정된 에폭 이상 수행된 경우, 검증 데이터를 이용하여 학습의 중단 여부를 결정할 수 있다. 사전 결정된 에폭은 전체 학습 목표 에폭의 일부일 수 있다.In one embodiment, the optimal magnetic pole position calculation server 100 may determine whether to stop learning using verification data when learning of one or more network functions is performed for a predetermined epoch or longer. The predetermined epochs may be part of an overall learning target epoch.
검증 데이터는 라벨링된 학습 데이터 중 적어도 일부로 구성될 수 있다. 즉 최적의 자극 위치 산출 서버(100)는 학습 데이터를 통해 인공지능 모델의 학습을 수행하며, 인공지능 모델의 학습이 사전결정된 에폭 이상 반복된 후, 검증 데이터를 이용하여 인공지능 모델의 학습 효과가 사전 결정된 수준 이상인지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 최적의 자극 위치 산출 서버(100)는 100개의 학습 데이터를 이용하여 목표 반복 학습 횟수가 10회인 학습을 수행하는 경우, 사전결정된 에폭인 10회의 반복 학습을 수행한 후, 10개의 검증 데이터를 이용하여 3회의 반복 학습을 수행하여, 3회의 반복 학습 동안 인공지능 모델 출력의 변화가 사전결정된 수준 이하인 경우 더 이상의 학습이 무의미한 것으로 판단하고 학습을 종료할 수 있다.Verification data may consist of at least a part of the labeled training data. That is, the optimal stimulus position calculation server 100 performs learning of the artificial intelligence model through the learning data, and after the learning of the artificial intelligence model is repeated at least a predetermined epoch, the learning effect of the artificial intelligence model is increased using the verification data. It may be determined whether or not the level is equal to or greater than a predetermined level. For example, when the optimal stimulus position calculation server 100 performs learning with a target number of learning iterations of 10 using 100 learning data, after performing iterative learning 10 times, which is a predetermined epoch, 10 verification Iterative learning is performed three times using the data, and if the change in the output of the artificial intelligence model during the three iterative learning is less than a predetermined level, it is determined that further learning is meaningless and the learning can be terminated.
즉, 검증 데이터는 인공지능 모델의 반복 학습에서 에폭별 학습의 효과가 일정 이상인지 이하인지 여부에 기초하여 학습의 완료를 결정하는 데 이용될 수 있다. 전술한 학습 데이터, 검증 데이터의 수 및 반복 횟수는 예시일 뿐이며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.That is, the verification data can be used to determine the completion of learning based on whether the effect of learning per epoch is greater than or less than a certain level in repeated learning of the artificial intelligence model. The above-described number of learning data, verification data, and number of repetitions are only examples, and the present invention is not limited thereto.
최적의 자극 위치 산출 서버(100)는 테스트 데이터를 이용하여 하나 이상의 네트워크 함수의 성능을 테스트하여 하나 이상의 네트워크 함수의 활성화 여부를 결정함으로써, 인공지능 모델을 생성할 수 있다. 테스트 데이터는 인공지능 모델의 성능을 검증하기 위하여 사용될 수 있으며, 학습 데이터 중 적어도 일부로 구성될 수 있다. 예를 들어, 학습 데이터 중 70%는 인공지능 모델의 학습(즉, 레이블과 비슷한 결과값을 출력하도록 가중치를 조정하기 위한 학습)을 위해 활용될 수 있으며, 30%는 인공지능 모델의 성능을 검증하기 위한 테스트 데이터로써 활용될 수 있다. 최적의 자극 위치 산출 서버(100)는 학습이 완료된 인공지능 모델에 테스트 데이터를 입력하고 오차를 측정하여 사전 결정된 성능 이상인지 여부에 따라 인공지능 모델의 활성화 여부를 결정할 수 있다.The optimal magnetic pole position calculation server 100 may generate an artificial intelligence model by testing performance of one or more network functions using test data and determining whether to activate one or more network functions. The test data may be used to verify the performance of the artificial intelligence model and may be composed of at least a part of training data. For example, 70% of the training data can be used for training of an AI model (i.e., learning to adjust weights to output similar results to labels), and 30% of the training data can be used to verify the performance of an AI model. It can be used as test data for The optimum stimulus position calculation server 100 may determine whether to activate the artificial intelligence model according to whether the artificial intelligence model has a predetermined performance or more by inputting test data to the artificial intelligence model for which learning has been completed and measuring an error.
최적의 자극 위치 산출 서버(100)는 학습이 완료된 인공지능 모델에 테스트 데이터를 이용하여 학습 완료된 인공지능 모델의 성능을 검증하고 학습 완료된 인공지능 모델의 성능이 사전에 결정된 기준 이상인 경우 해당 인공지능 모델을 다른 어플리케이션에서 사용하도록 활성화할 수 있다. The optimal stimulus position calculation server 100 verifies the performance of the learned artificial intelligence model using test data for the learned artificial intelligence model, and if the performance of the learned artificial intelligence model is above a predetermined standard, the corresponding artificial intelligence model can be activated for use in other applications.
또한, 최적의 자극 위치 산출 서버(100)는 학습 완료된 인공지능 모델의 성능이 사전에 결정된 기준 이하인 경우 해당 인공지능 모델을 비활성화하여 폐기할 수 있다. 예를 들어, 최적의 자극 위치 산출 서버(100)는 정확도(accuracy), 정밀도(precision), 재현율(recall) 등의 요소를 기준으로 하여 생성된 인공지능 모델 모델의 성능을 판단할 수 있다. 전술한 성능 평가 기준은 예시일 뿐이며 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 본 발명의 일 실시예에 따라 최적의 자극 위치 산출 서버(100)는 각각의 인공지능 모델을 독립적으로 학습시켜 복수의 인공지능 모델 모델을 생성할 수 있으며, 성능을 평가하여 일정 성능 이상의 인공지능 모델만을 사용할 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the optimal magnetic pole position calculation server 100 may disable and discard the AI model when the performance of the AI model that has been trained is below a predetermined standard. For example, the optimal stimulus position calculation server 100 may determine the performance of the generated artificial intelligence model based on factors such as accuracy, precision, and recall. The performance evaluation criteria described above are only examples and the present invention is not limited thereto. According to an embodiment of the present invention, the optimal magnetic pole position calculation server 100 can independently train each artificial intelligence model to generate a plurality of artificial intelligence models, evaluate the performance, and evaluate the performance of the artificial intelligence model above a certain level. can use only However, it is not limited thereto.
본 명세서에 걸쳐, 연산 모델, 신경망, 네트워크 함수, 뉴럴 네트워크(neural network)는 동일한 의미로 사용될 수 있다. (이하에서는 신경망으로 통일하여 기술한다.) 데이터 구조는 신경망을 포함할 수 있다. 그리고 신경망을 포함한 데이터 구조는 컴퓨터 판독가능 매체에 저장될 수 있다. 신경망을 포함한 데이터 구조는 또한 신경망에 입력되는 데이터, 신경망의 가중치, 신경망의 하이퍼 파라미터, 신경망으로부터 획득한 데이터, 신경망의 각 노드 또는 레이어와 연관된 활성 함수, 신경망의 학습을 위한 손실 함수를 포함할 수 있다. 신경망을 포함한 데이터 구조는 상기 개시된 구성들 중 임의의 구성 요소들을 포함할 수 있다. 즉 신경망을 포함한 데이터 구조는 신경망에 입력되는 데이터, 신경망의 가중치, 신경망의 하이퍼 파라미터, 신경망으로부터 획득한 데이터, 신경망의 각 노드 또는 레이어와 연관된 활성 함수, 신경망의 트레이닝을 위한 손실 함수 등 전부 또는 이들의 임의의 조합을 포함하여 구성될 수 있다. 전술한 구성들 이외에도, 신경망을 포함한 데이터 구조는 신경망의 특성을 결정하는 임의의 다른 정보를 포함할 수 있다. 또한, 데이터 구조는 신경망의 연산 과정에 사용되거나 발생되는 모든 형태의 데이터를 포함할 수 있으며 전술한 사항에 제한되는 것은 아니다. 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 판독가능 기록 매체 및/또는 컴퓨터 판독가능 전송 매체를 포함할 수 있다. 신경망은 일반적으로 노드라 지칭될 수 있는 상호 연결된 계산 단위들의 집합으로 구성될 수 있다. 이러한 노드들은 뉴런(neuron)들로 지칭될 수도 있다. 신경망은 적어도 하나 이상의 노드들을 포함하여 구성된다.Throughout this specification, computational model, neural network, network function, and neural network may be used interchangeably. (Hereinafter, it is unified and described as a neural network.) The data structure may include a neural network. And the data structure including the neural network may be stored in a computer readable medium. The data structure including the neural network may also include data input to the neural network, weights of the neural network, hyperparameters of the neural network, data acquired from the neural network, an activation function associated with each node or layer of the neural network, and a loss function for learning the neural network. there is. A data structure including a neural network may include any of the components described above. In other words, the data structure including the neural network includes data input to the neural network, weights of the neural network, hyperparameters of the neural network, data obtained from the neural network, activation function associated with each node or layer of the neural network, and loss function for training the neural network. It may be configured to include any combination of. In addition to the foregoing configurations, the data structure comprising the neural network may include any other information that determines the characteristics of the neural network. In addition, the data structure may include all types of data used or generated in the computational process of the neural network, but is not limited to the above. A computer readable medium may include a computer readable recording medium and/or a computer readable transmission medium. A neural network may consist of a set of interconnected computational units, which may generally be referred to as nodes. These nodes may also be referred to as neurons. A neural network includes one or more nodes.
다양한 실시예에서, 최적의 자극 위치 산출 서버(100)는 네트워크(400)를 통해 사용자 단말(200)과 연결될 수 있고, 인공지능 모델을 활용하여 MRI 영상에 대응하는 3차원 뇌 지도에 관련한 두상 모델을 생성하여 제공할 수 있으며, 뿐만 아니라, 해당 두상 모델에 기반하여, 사용자의 실제 두상에서 경두개직류자극법(tDCS) 시술을 위한 최적의 자극 위치에 대한 정보를 제공할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 최적의 자극 위치 산출 서버(100)는 2개의 전극을 활용하는 단채널에 관련하여 뇌 자극 위치에 관한 정보를 제공하는 서버일 수 있다.In various embodiments, the optimal stimulation position calculation server 100 may be connected to the user terminal 200 through the network 400, and a head model associated with a 3D brain map corresponding to an MRI image using an artificial intelligence model. may be generated and provided, and information on an optimal stimulation position for transcranial direct current stimulation (tDCS) treatment on the user's actual head may be provided based on the corresponding head model. According to one embodiment, the optimal stimulation position calculation server 100 may be a server that provides information about brain stimulation positions in relation to a single channel using two electrodes.
여기서, 네트워크(400)는 복수의 단말 및 서버들과 같은 각각의 노드 상호 간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미할 수 있다. 예를 들어, 네트워크(400)는 근거리 통신망(LAN: Local Area Network), 광역 통신망(WAN: Wide Area Network), 인터넷(WWW: World Wide Web), 유무선 데이터 통신망, 전화망, 유무선 텔레비전 통신망 등을 포함한다.Here, the network 400 may refer to a connection structure capable of exchanging information between nodes such as a plurality of terminals and servers. For example, the network 400 includes a local area network (LAN), a wide area network (WAN), a world wide web (WWW), a wired and wireless data communication network, a telephone network, a wired and wireless television communication network, and the like. do.
또한, 여기서, 무선 데이터 통신망은 3G, 4G, 5G, 3GPP(3rd Generation Partnership Project), 5GPP(5th Generation Partnership Project), LTE(Long Term Evolution), WIMAX(World Interoperability for Microwave Access), 와이파이(Wi-Fi), 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network), RF(Radio Frequency), 블루투스(Bluetooth) 네트워크, NFC(Near-Field Communication) 네트워크, 위성 방송 네트워크, 아날로그 방송 네트워크, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 네트워크 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다.In addition, here, the wireless data communication networks are 3G, 4G, 5G, 3GPP (3rd Generation Partnership Project), 5GPP (5th Generation Partnership Project), LTE (Long Term Evolution), WIMAX (World Interoperability for Microwave Access), Wi-Fi (Wi-Fi) Fi), Internet, LAN (Local Area Network), Wireless LAN (Wireless Local Area Network), WAN (Wide Area Network), PAN (Personal Area Network), RF (Radio Frequency), Bluetooth network, A Near-Field Communication (NFC) network, a satellite broadcasting network, an analog broadcasting network, a Digital Multimedia Broadcasting (DMB) network, and the like are included, but are not limited thereto.
일 실시예에서, 사용자 단말(200)은 네트워크(400)를 통해 최적의 자극 위치 산출 서버(100)와 연결될 수 있으며, 최적의 자극 위치 산출 서버(100)로 사용자 진단 정보(예컨대, MRI 영상)를 제공할 수 있고, 제공된 사용자 진단 정보에 대한 응답으로 각종 정보(예: 3차원 뇌지도에 관련한 두상 모델 및 tDCS 시술을 위한 최적의 자극 위치에 대한 정보 등)를 제공받을 수 있다. In one embodiment, the user terminal 200 may be connected to the optimal magnetic pole position calculation server 100 through the network 400, and the user diagnosis information (eg, MRI image) is transmitted to the optimal magnetic pole position calculation server 100. may be provided, and various types of information (eg, head model related to a 3D brain map and information on optimal stimulation positions for tDCS procedure, etc.) may be provided in response to the provided user diagnostic information.
여기서, 사용자 단말(200)은 휴대성과 이동성이 보장되는 무선 통신 장치로서, 네비게이션, PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communications), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet) 단말, 스마트폰(Smartphone), 스마트 패드(Smartpad), 타블렛PC(Tablet PC) 등과 같은 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Here, the user terminal 200 is a wireless communication device that ensures portability and mobility, and includes navigation, PCS (Personal Communication System), GSM (Global System for Mobile communications), PDC (Personal Digital Cellular), PHS (Personal Handyphone System) , PDA (Personal Digital Assistant), IMT (International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA (Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA (W-Code Division Multiple Access), Wibro (Wireless Broadband Internet) terminal, smartphone ( It may include all types of handheld-based wireless communication devices such as Smartphone, Smartpad, Tablet PC, etc., but is not limited thereto.
일 실시예에서, 사용자 단말(200)은 서버(100)에 엑세스하여 사용자 진단 정보(예컨대, MRI 영상)를 기반으로 최적의 자극 위치를 획득하고자 하는 사용자와 관련한 단말일 수 있다. 사용자 단말(200)은 사용자 단말(200)에서 촬영하거나 또는 저장된 MRI 영상을 서버(100)로 전송할 수 있다. 이러한 사용자 단말(200)은 예컨대, MRI 정보를 기반으로 환자에게 경두개직류자극 시술을 제공하는 전문의와 관련한 단말일 수 있다. 사용자 단말(200)이 경두개직류자극 시술을 제공하는 전문의와 관련한 단말인 경우, 서버(100)로부터 수신하는 최적의 자극 위치 정보는, 명확한 자극 위치 결정을 위한 의료 보조 정보로 활용될 수 있다. 사용자 단말(200)은 디스플레이를 구비하고 있어서, 사용자의 입력을 수신하고, 사용자에게 임의의 형태의 출력을 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 사용자 단말(200)의 사용자는 의료 전문가로서, 의사, 간호사, 임상 병리사, 의료 영상 전문가 등을 의미할 수 있으며, 의료 장치를 수리하는 기술자가 될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다In one embodiment, the user terminal 200 may be a terminal associated with a user who accesses the server 100 and seeks to obtain an optimal magnetic pole position based on user diagnostic information (eg, MRI image). The user terminal 200 may transmit an MRI image taken or stored by the user terminal 200 to the server 100 . Such a user terminal 200 may be, for example, a terminal associated with a specialist providing transcranial direct current stimulation to a patient based on MRI information. When the user terminal 200 is a terminal related to a specialist providing transcranial direct current stimulation, the optimal stimulation position information received from the server 100 can be used as medical assistance information for clearly determining the position of the stimulation. The user terminal 200 has a display, so it can receive a user's input and provide an arbitrary type of output to the user. In one embodiment, the user of the user terminal 200 is a medical expert, and may mean a doctor, nurse, clinical pathologist, medical imaging expert, etc., and may be a technician who repairs a medical device, but is not limited thereto.
일 실시예에서, 외부 서버(300)는 네트워크(400)를 통해 최적의 자극 위치 산출 서버(100)와 연결될 수 있으며, 서버(100)가 인공지능 모델을 활용하여 최적의 자극 위치를 산출하는 방법을 수행하는 위해 필요한 각종 정보/데이터를 제공하거나, 인공지능 모델을 활용한 최적의 자극 위치 산출 방법을 수행함에 따라 도출되는 결과 데이터를 제공받아 저장 및 관리할 수 있다. 예를 들어, 외부 서버(100)는 서버(100)의 외부에 별도로 구비되는 저장 서버일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이하 도 2를 참조하여 인공지능 모델을 활용한 최적의 자극 위치 산출 방법을 수행하는 서버(100)의 하드웨어 구성에 대해 설명하도록 한다.In one embodiment, the external server 300 may be connected to the optimal magnetic pole position calculation server 100 through the network 400, and a method in which the server 100 calculates the optimal magnetic pole position using an artificial intelligence model It is possible to provide various information/data required to perform the operation, or to receive, store, and manage result data derived from performing a method for calculating the optimal position of a magnetic pole using an artificial intelligence model. For example, the external server 100 may be a storage server provided separately outside the server 100, but is not limited thereto. Referring to FIG. 2, the hardware configuration of the server 100 that performs the optimal magnetic pole position calculation method using an artificial intelligence model will be described.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인공지능 모델을 활용한 최적의 자극 위치 산출 서버의 하드웨어 구성도이다.2 is a hardware configuration diagram of an optimal magnetic pole position calculation server using an artificial intelligence model according to another embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 최적의 자극 위치 산출 서버(100)(이하, “서버(100)”)는 하나 이상의 프로세서(110), 프로세서(110)에 의하여 수행되는 컴퓨터 프로그램(151)을 로드(Load)하는 메모리(120), 버스(130), 통신 인터페이스(140) 및 컴퓨터 프로그램(151)을 저장하는 스토리지(150)를 포함할 수 있다. 여기서, 도 2에는 본 발명의 실시예와 관련 있는 구성요소들만 도시되어 있다. 따라서, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 기술자라면 도 2에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성 요소들이 더 포함될 수 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 2 , an optimal magnetic pole position calculation server 100 (hereinafter referred to as “server 100”) according to another embodiment of the present invention includes one or more processors 110 and a computer executed by the processor 110. It may include a memory 120 for loading the program 151 , a bus 130 , a communication interface 140 and a storage 150 for storing the computer program 151 . Here, in FIG. 2, only components related to the embodiment of the present invention are shown. Therefore, those skilled in the art to which the present invention pertains can know that other general-purpose components may be further included in addition to the components shown in FIG. 2 .
프로세서(110)는 서버(100)의 각 구성의 전반적인 동작을 제어한다. 프로세서(110)는 CPU(Central Processing Unit), MPU(Micro Processor Unit), MCU(Micro Controller Unit), GPU(Graphic Processing Unit) 또는 본 발명의 기술 분야에 잘 알려진 임의의 형태의 프로세서를 포함하여 구성될 수 있다.The processor 110 controls the overall operation of each component of the server 100. The processor 110 includes a Central Processing Unit (CPU), a Micro Processor Unit (MPU), a Micro Controller Unit (MCU), a Graphic Processing Unit (GPU), or any type of processor well known in the art of the present invention. It can be.
프로세서(110)는 메모리(120)에 저장된 컴퓨터 프로그램을 판독하여 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 모델을 위한 데이터 처리를 수행할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라 프로세서(110)는 신경망의 학습을 위한 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(110)는 딥러닝(DL: deep learning)에서 학습을 위한 입력 데이터의 처리, 입력 데이터에서의 피처 추출, 오차 계산, 역전파(backpropagation)를 이용한 신경망의 가중치 업데이트 등의 신경망의 학습을 위한 계산을 수행할 수 있다.The processor 110 may read a computer program stored in the memory 120 and process data for an artificial intelligence model according to an embodiment of the present invention. According to an embodiment of the present invention, the processor 110 may perform an operation for learning a neural network. The processor 110 is used for neural network learning, such as processing input data for learning in deep learning (DL), extracting features from input data, calculating errors, and updating neural network weights using backpropagation. calculations can be performed.
또한, 프로세서(110)는 CPU, GPGPU, 및 TPU 중 적어도 하나가 네트워크 함수의 학습을 처리할 수 있다. 예를 들어, CPU 와 GPGPU가 함께 네트워크 함수의 학습, 네트워크 함수를 이용한 데이터 분류를 처리할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에서 복수의 컴퓨팅 장치의 프로세서를 함께 사용하여 네트워크 함수의 학습, 네트워크 함수를 이용한 데이터 분류를 처리할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치에서 수행되는 컴퓨터 프로그램은 CPU, GPGPU 또는 TPU 실행가능 프로그램일 수 있다.Also, in the processor 110, at least one of a CPU, a GPGPU, and a TPU may process learning of a network function. For example, the CPU and GPGPU can process learning of network functions and data classification using network functions. In addition, in one embodiment of the present invention, the learning of a network function and data classification using a network function may be processed by using processors of a plurality of computing devices together. In addition, a computer program executed in a computing device according to an embodiment of the present invention may be a CPU, GPGPU or TPU executable program.
본 명세서에서 네트워크 함수는 인공 신경망, 뉴럴 네트워크와 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다. 본 명세서에서 네트워크 함수는 하나 이상의 뉴럴 네트워크를 포함할 수도 있으며, 이 경우 네트워크 함수의 출력은 하나 이상의 뉴럴 네트워크의 출력의 앙상블(ensemble)일 수 있다.In this specification, network functions may be used interchangeably with artificial neural networks and neural networks. In this specification, a network function may include one or more neural networks, and in this case, an output of the network function may be an ensemble of outputs of one or more neural networks.
프로세서(110)는 메모리(120)에 저장된 컴퓨터 프로그램을 판독하여 본 사별의 일 실시예에 따른 이미지 영역 분류 모델을 제공할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따라, 프로세서(110)는 영상 이미지를 하나 이상의 뇌 영역 이미지로 분류할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 프로세서(110)는 이미지 영역 분류 모델을 학습시키기 위한 계산을 수행할 수 있다.The processor 110 may read the computer program stored in the memory 120 and provide an image region classification model according to an embodiment of the present invention. According to an embodiment of the present disclosure, the processor 110 may classify the video image into one or more brain region images. According to an embodiment of the present invention, the processor 110 may perform calculations for training an image region classification model.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는 통상적으로 서버(100)의 전반적인 동작을 처리할 수 있다. 프로세서(110)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(120)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자 또는 사용자 단말에게 적정한 정보 또는, 기능을 제공하거나 처리할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the processor 110 may normally process the overall operation of the server 100 . The processor 110 provides or processes appropriate information or functions to a user or user terminal by processing signals, data, information, etc. input or output through the components described above or by running an application program stored in the memory 120. can do.
또한, 프로세서(110)는 본 발명의 실시예들에 따른 방법을 실행하기 위한 적어도 하나의 애플리케이션 또는 프로그램에 대한 연산을 수행할 수 있으며, 서버(100)는 하나 이상의 프로세서를 구비할 수 있다.Also, the processor 110 may perform an operation for at least one application or program for executing a method according to embodiments of the present invention, and the server 100 may include one or more processors.
다양한 실시예에서, 프로세서(110)는 프로세서(110) 내부에서 처리되는 신호(또는, 데이터)를 일시적 및/또는 영구적으로 저장하는 램(RAM: Random Access Memory, 미도시) 및 롬(ROM: Read-Only Memory, 미도시)을 더 포함할 수 있다. 또한, 프로세서(110)는 그래픽 처리부, 램 및 롬 중 적어도 하나를 포함하는 시스템온칩(SoC: system on chip) 형태로 구현될 수 있다.In various embodiments, the processor 110 may temporarily and/or permanently store signals (or data) processed in the processor 110 (RAM: Random Access Memory, not shown) and ROM (ROM: Read -Only Memory, not shown) may be further included. In addition, the processor 110 may be implemented in the form of a system on chip (SoC) including at least one of a graphics processing unit, RAM, and ROM.
메모리(120)는 각종 데이터, 명령 및/또는 정보를 저장한다. 메모리(120)는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 방법/동작을 실행하기 위하여 스토리지(150)로부터 컴퓨터 프로그램(151)을 로드할 수 있다. 메모리(120)에 컴퓨터 프로그램(151)이 로드되면, 프로세서(110)는 컴퓨터 프로그램(151)을 구성하는 하나 이상의 인스트럭션들을 실행함으로써 상기 방법/동작을 수행할 수 있다. 메모리(120)는 RAM과 같은 휘발성 메모리로 구현될 수 있을 것이나, 본 개시의 기술적 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. Memory 120 stores various data, commands and/or information. Memory 120 may load computer program 151 from storage 150 to execute methods/operations according to various embodiments of the present invention. When the computer program 151 is loaded into the memory 120, the processor 110 may perform the method/operation by executing one or more instructions constituting the computer program 151. The memory 120 may be implemented as a volatile memory such as RAM, but the technical scope of the present disclosure is not limited thereto.
버스(130)는 서버(100)의 구성 요소 간 통신 기능을 제공한다. 버스(130)는 주소 버스(address Bus), 데이터 버스(Data Bus) 및 제어 버스(Control Bus) 등 다양한 형태의 버스로 구현될 수 있다.The bus 130 provides a communication function between components of the server 100 . The bus 130 may be implemented in various types of buses such as an address bus, a data bus, and a control bus.
통신 인터페이스(140)는 서버(100)의 유무선 인터넷 통신을 지원한다. 또한, 통신 인터페이스(140)는 인터넷 통신 외의 다양한 통신 방식을 지원할 수도 있다. 이를 위해, 통신 인터페이스(140)는 본 발명의 기술 분야에 잘 알려진 통신 모듈을 포함하여 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 통신 인터페이스(140)는 생략될 수도 있다.The communication interface 140 supports wired and wireless Internet communication of the server 100 . Also, the communication interface 140 may support various communication methods other than Internet communication. To this end, the communication interface 140 may include a communication module well known in the art. In some embodiments, communication interface 140 may be omitted.
스토리지(150)는 컴퓨터 프로그램(151)을 비 임시적으로 저장할 수 있다. 서버(100)를 통해 인공지능 모델을 활용한 최적의 자극 위치 산출 프로세스를 수행하는 경우, 스토리지(150)는 인공지능 모델을 활용한 최적의 자극 위치 산출 프로세스를 제공하기 위하여 필요한 각종 정보를 저장할 수 있다.The storage 150 may non-temporarily store the computer program 151 . When the optimal magnetic pole position calculation process using the artificial intelligence model is performed through the server 100, the storage 150 may store various information necessary to provide the optimal magnetic pole position calculating process using the artificial intelligence model. there is.
스토리지(150)는 ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리 등과 같은 비휘발성 메모리, 하드 디스크, 착탈형 디스크, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 포함하여 구성될 수 있다.The storage 150 may be a non-volatile memory such as read only memory (ROM), erasable programmable ROM (EPROM), electrically erasable programmable ROM (EEPROM), flash memory, or the like, a hard disk, a removable disk, or a device well known in the art. It may be configured to include any known type of computer-readable recording medium.
컴퓨터 프로그램(151)은 메모리(120)에 로드될 때 프로세서(110)로 하여금 본 발명의 다양한 실시예에 따른 방법/동작을 수행하도록 하는 하나 이상의 인스트럭션들을 포함할 수 있다. 즉, 프로세서(110)는 상기 하나 이상의 인스트럭션들을 실행함으로써, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 상기 방법/동작을 수행할 수 있다. Computer program 151 may include one or more instructions that when loaded into memory 120 cause processor 110 to perform methods/operations in accordance with various embodiments of the invention. That is, the processor 110 may perform the method/operation according to various embodiments of the present disclosure by executing the one or more instructions.
일 실시예에서, 컴퓨터 프로그램(151)은 사용자 진단 정보에 기초하여 두상 모델을 생성하는 단계, 두상 모델에 기초하여 구면 모델을 생성하는 단계, 구면 모델에 관련한 복수의 구면 좌표 데이터 각각에 대응하는 복수의 전사 좌표 데이터를 식별하는 단계 및 복수의 전사 좌표 데이터를 최적의 위치 결정 모델의 입력으로 처리하여 최적 자극 위치 정보를 획득하는 단계를 포함하는 인공지능 모델을 활용한 최적의 자극 위치 산출 방법을 수행하도록 하는 하나 이상의 인스트럭션을 포함할 수 있다.In one embodiment, the computer program 151 may include generating a head model based on user diagnosis information, generating a spherical model based on the head model, and a plurality of spherical coordinates corresponding to each of a plurality of spherical coordinate data related to the spherical model. Performing an optimal stimulation position calculation method using an artificial intelligence model, including the step of identifying transcriptional coordinate data of and processing a plurality of transcriptional coordinate data as inputs of an optimal positioning model to obtain optimal stimulation position information It may contain one or more instructions to do so.
본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다.Steps of a method or algorithm described in connection with an embodiment of the present invention may be implemented directly in hardware, implemented in a software module executed by hardware, or implemented by a combination thereof. A software module may include random access memory (RAM), read only memory (ROM), erasable programmable ROM (EPROM), electrically erasable programmable ROM (EEPROM), flash memory, hard disk, removable disk, CD-ROM, or It may reside in any form of computer readable recording medium well known in the art to which the present invention pertains.
본 발명의 구성 요소들은 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어 실행되기 위해 프로그램(또는 애플리케이션)으로 구현되어 매체에 저장될 수 있다. 본 발명의 구성 요소들은 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있으며, 이와 유사하게, 실시 예는 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 이하, 도 3 내지 도 11 참조하여, 서버(100)에 의해 수행되는 인공지능 모델을 활용한 최적의 자극 위치 산출 방법에 대해 설명하도록 한다.Components of the present invention may be implemented as a program (or application) to be executed in combination with a computer, which is hardware, and stored in a medium. Components of the present invention may be implemented as software programming or software elements, and similarly, embodiments may include various algorithms implemented as data structures, processes, routines, or combinations of other programming constructs, such as C, C++ , Java (Java), can be implemented in a programming or scripting language such as assembler (assembler). Functional aspects may be implemented in an algorithm running on one or more processors. Hereinafter, with reference to FIGS. 3 to 11 , a method of calculating an optimal magnetic pole position using an artificial intelligence model performed by the server 100 will be described.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인공지능 모델을 활용한 최적의 자극 위치 산출 방법을 예시적으로 나타낸 순서도이다.3 is a flowchart exemplarily illustrating a method for calculating an optimal magnetic pole position using an artificial intelligence model according to another embodiment of the present invention.
일 실시예에서, 서버(100)는 사용자 진단 정보를 획득할 수 있다. 여기서 사용자 진단 정보는, 두상 모델(330) 생성의 기반이 되는 정보로, 사용자의 뇌 또는 두상에 관한 의료 영상 정보를 포함할 수 있다. 예컨대, 사용자 진단 정보는 대상체의 뇌를 포함하는 머리 부분을 촬영한 자기공명영상(즉, MRI 영상)일 수 있다. 즉, 본 발명에서의 사용자 진단 정보는, 뇌뿐 아니라, 대상체의 두개골 및 두피를 포함하는 MRI 영상을 의미할 수 있다. In one embodiment, server 100 may obtain user diagnostic information. Here, the user diagnostic information is information that is a basis for generating the head model 330, and may include medical image information about the user's brain or head. For example, the user diagnosis information may be a magnetic resonance image (ie, an MRI image) obtained by capturing the head portion including the brain of the object. That is, the user diagnosis information in the present invention may mean an MRI image including not only the brain but also the skull and scalp of the object.
본 발명의 일 실시예에 따르면 사용자 진단 정보의 획득은, 메모리(120)에 저장된 사용자 진단 정보를 수신하거나, 또는 로딩(loading)하는 것일 수 있다. 또한, 사용자 진단 정보의 획득은, 유/무선 통신 수단에 기초하여 다른 저장 매체, 다른 서버, 동일한 서버 내의 별도 처리 모듈로부터 데이터를 수신하거나 또는 로딩하는 것일 수 있다.Acquisition of user diagnostic information according to an embodiment of the present invention may be receiving or loading user diagnostic information stored in the memory 120 . Also, obtaining user diagnostic information may be receiving or loading data from another storage medium, another server, or a separate processing module in the same server based on wired/wireless communication means.
도 3을 참초하면, S110 단계에서, 서버(100)는 사용자 진단 정보에 기초하여 두상 모델(330)을 생성할 수 있다. 여기서 두상 모델은, 실제 사용자의 뇌 또는 두상에 관련한 3차원 뇌지도 모델을 의미할 수 있다. 다시 말해, 서버(100)는 사용자의 뇌, 두개골 및 두피 등을 포함하는 MRI 영상에 기반하여, 해당 사용자의 3차원 뇌지도 모델에 관련한 두상 모델(330)을 생성할 수 있다. Referring to FIG. 3 , in step S110, the server 100 may generate a head model 330 based on user diagnosis information. Here, the head model may refer to a 3D brain map model related to the brain or head image of an actual user. In other words, the server 100 may generate the head model 330 related to the 3D brain map model of the user based on the MRI image including the user's brain, skull, and scalp.
도 4를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, S111 단계에서, 서버(100)는 사용자 진단 정보를 이미지 영역 분류 모델의 입력으로 처리하여 하나 이상의 뇌 영역 이미지(320)를 획득할 수 있다. 여기서 이미지 영역 분류 모델은 복수의 사용자 진단 정보에 관련한 학습 입력 데이터 및 각 사용자 진단 정보에 대응하는 뇌 영역 분류 정보에 관련한 학습 출력 데이터를 포함하는 학습 데이터를 통해 학습된 CNN 기반의 신경망 모델일 수 있다. In more detail with reference to FIG. 4 , in step S111 , the server 100 may obtain one or more brain region images 320 by processing the user diagnostic information as an input of an image region classification model. Here, the image region classification model may be a CNN-based neural network model learned through learning data including learning input data related to a plurality of user diagnostic information and learning output data related to brain region classification information corresponding to each user diagnostic information. .
구체적인 예를 들어, 서버(100)는, MRI 영상(310)을 학습 입력 데이터로 하며, 해당 MRI 영상(310)에 포함된 하나 이상의 뇌 영역(즉, 정답) 이미지를 학습 출력 데이터로 하고, 그리고 학습 입력 데이터와 학습 출력 데이터를 라벨링함으로써, 학습 데이터를 생성할 수 있다. 서버(100)는 학습 입력 데이터를 하나 이상의 네트워크 함수의 입력으로 처리하여 학습 결과 데이터를 출력할 수 있다. 이 경우, 결과 데이터는 하나 이상의 뇌 영역 이미지에 관한 정보일 수 있다. 서버(100)는 하나 이상의 네트워크 함수로부터 출력된 학습 결과 데이터와 학습 입력 데이터에 라벨링된 학습 출력 데이터 간의 오차를 도출할 수 있다. 서버(100)는 해당 오차를 역전파하여 학습 결과 데이터가 학습 출력 데이터에 유사해지도록 신경망의 가중치를 조정함으로써, 하나 이상의 네트워크 함수에 대한 학습을 수행할 수 있다. 전술한 바와 같은 하나 이상의 네트워크 함수에 대한 학습이 완료됨에 따라 이미지 영역 분류 모델을 생성될 수 있다. 즉, 이미지 영역 분류 모델은 전술한 학습에 의해, 사용자의 MRI 영상에서 하나 이상의 뇌 영역 이미지를 분류할 수 있다. 여기서, 하나 이상의 뇌 영역 이미지 각각은, 뇌의 다양한 물리적 특성(예컨대, 백질, 회백질, 뇌척수액, 두개골, 두피 등) 각각에 관련한 것일 수 있다. For example, the server 100 takes the MRI image 310 as learning input data, and uses one or more brain region (ie, correct answer) images included in the corresponding MRI image 310 as learning output data, and Learning data may be generated by labeling the learning input data and the learning output data. The server 100 may output learning result data by processing the learning input data as an input of one or more network functions. In this case, result data may be information about one or more brain region images. The server 100 may derive an error between learning result data output from one or more network functions and learning output data labeled in the learning input data. The server 100 may perform learning on one or more network functions by backpropagating the corresponding error and adjusting the weight of the neural network so that the learning result data becomes similar to the learning output data. As the learning of one or more network functions as described above is completed, an image region classification model may be generated. That is, the image region classification model may classify one or more brain region images in the user's MRI image through the above-described learning. Here, each of the one or more brain region images may be associated with various physical characteristics (eg, white matter, gray matter, cerebrospinal fluid, skull, scalp, etc.) of the brain.
일 실시예예서, 이미지 영역 분류 모델은, 하나 이상의 배치 정규화(Batch Normalization) 레이어, 활성화(Activation) 레이어 및 컨볼루션(Convolution) 레이어를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In one embodiment, the image region classification model may include one or more batch normalization layers, activation layers, and convolution layers, but is not limited thereto.
또한, 일 실시예에서, 이미지 영역 분류 모델은 MRI 영상의 저 레벨 특성으로부터 고 레벨 특성을 추출하는 복수의 블록으로 구성된 수평 파이프라인과, 수평 파이프라인에서 추출된 특성을 모아 세그멘테이션을 수행하는 수직 파이프라인을 포함하여 상대적으로 화질이 떨어지는 MRI 영상의 세그멘테이션을 수행할 수 있도록 구성될 수도 있다.In addition, in one embodiment, the image region classification model includes a horizontal pipeline composed of a plurality of blocks for extracting high-level features from low-level features of an MRI image, and a vertical pipe for performing segmentation by collecting features extracted from the horizontal pipeline. It may also be configured to perform segmentation of an MRI image of relatively low image quality including lines.
또한, S112 단계에서, 서버(100)는 하나 이상의 뇌 영역 이미지(320)에 대한 전처리를 수행할 수 있다. 서버(100)가 수행하는 전처리는, 각 뇌 영역 이미지에서 노이즈를 제거하는 전처리를 의미할 수 있다. 일 실시예에서, 서버(100)는 최대 청크(chunk)에 기반한 노이즈 제거에 관한 전처리 및 홀 제거에 관한 전처리를 수행할 수 있다. Also, in step S112 , the server 100 may perform pre-processing on one or more brain region images 320 . The preprocessing performed by the server 100 may mean preprocessing of removing noise from each brain region image. In one embodiment, the server 100 may perform pre-processing for noise removal and pre-processing for hole removal based on maximum chunks.
일 실시예에서, 서버(100)는 최대 청크에 기반한 노이즈 제거 전처리를 수행할 수 있다. 구체적으로, 서버(100)는 각 뇌 영역 이미지 내에서 가장 큰 청크(즉, 가장 크게 연결된 구성 요소)를 제외한 나머지 청크를 제거하는 전처리를 수행할 수 있다. 예컨대, 이미지 영역 분류 모델의 세그멘테이션 결과, 각 이미지 내에서 여러 구성요소가 존재하는 경우, 분류의 정확도가 낮음을 의미할 수 있다. 이러한 낮은 정확도의 분류 이미지들이, 3차원 격자(mesh) 모델인 두상 모델 생성에 기반이 되는 경우, 생성된 두상 모델의 정확도가 다소 결여될 우려가 있다. 즉, 서버(100)는 최대 청크에 기반한 노이즈 제거 전처리를 통해, 이미지 상에서 가장 큰 구성요소를 제외하고, 나머지 작은 구성요소들을 제거하는 전처리를 수행함으로써, 세그멘테이션 분류의 정확도를 향상시킬 수 있다.In one embodiment, the server 100 may perform noise removal preprocessing based on the maximum chunk. Specifically, the server 100 may perform preprocessing of removing the remaining chunks except for the largest chunk (ie, the largest connected component) in each brain region image. For example, as a result of segmentation of an image region classification model, when several components exist in each image, it may mean that classification accuracy is low. When these low-accuracy classification images are used as a basis for generating a head model that is a three-dimensional mesh model, there is a concern that the accuracy of the generated head model may be somewhat lacking. That is, the server 100 may improve the accuracy of segmentation classification by performing preprocessing to remove the remaining small components except for the largest component on the image through preprocessing to remove noise based on the maximum chunk.
또한, 서버(100)는 홀 제거에 관련한 전처리를 수행할 수 있다. 구체적으로, 서버(100)는 각 뇌 영역 이미지 내에서 홀(hole)을 제거, 즉, 홀 부분을 채우는 전처리를 수행할 수 있다. 예컨대, 각 뇌 영역 이미지 상에 존재하는 홀은, CNN 기반 세그멘테이션 과정에서 생성되는 오류일 수 있다. 이에 따라, 서버(100)는 세그멘테이션 오류의 일종인 홀(hole)을 제거하는 전처리를 수행함으로써, 세그멘테이션 분류의 정확도를 향상시킬 수 있으며, 추후 분류된 뇌 영역 이미지들을 통한 두상 모델 생성의 정확도 향상에 기여하는 효과가 있다.Also, the server 100 may perform preprocessing related to hole removal. Specifically, the server 100 may perform preprocessing to remove holes in each brain region image, that is, to fill in the hole portion. For example, a hole present on each brain region image may be an error generated in a CNN-based segmentation process. Accordingly, the server 100 may improve the accuracy of segmentation classification by performing preprocessing to remove a hole, which is a type of segmentation error. has a contributing effect.
또한, S113 단계에서, 서버(100)는 전처리된 하나 이상의 뇌 영역 이미지(320)에 기초하여 두상 모델(330)을 생성할 수 있다. 서버(100)는 이미지 영역 분류 모델을 통해 분류되 뇌 영역 이미지들 각각의 성질에 기초하여 3차원 뇌지도를 생성할 수 있다. 즉, 서버(100)는 각 뇌 영역 이미지에 기반하여 복수의 격자로 구성된 3차원 두상 모델(330)을 생성할 수 있다.Also, in step S113 , the server 100 may generate the head model 330 based on the preprocessed one or more brain region images 320 . The server 100 may generate a 3D brain map based on properties of each of the brain region images classified through the image region classification model. That is, the server 100 may generate a 3D head model 330 composed of a plurality of grids based on each brain region image.
일 실시예에서, 서버(100)는 각 뇌 영역에 관련한 물리적 특성에 관한 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 각 뇌 영역에 관련한 물리적 특성은, 등방성 전기전도도(isotropic) 및 비등방성 전기전도도(anisotropic) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예컨대, 등방성 전기전도도는 세그멘테이션된 각 영역에 대하여 실험을 통하여 알려진 전기전도도를 할당함으로써 획득할 수 있다.In one embodiment, the server 100 may obtain information about physical characteristics related to each brain region. Here, the physical characteristics related to each brain region may include at least one of isotropic electrical conductivity and anisotropic electrical conductivity. For example, isotropic electrical conductivity can be obtained by assigning a known electrical conductivity through an experiment to each segmented region.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 서버(100)는 3차원 뇌지도에 관련한 두상 모델(330)에 자극을 인가하기 위한 자극 인가 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 자극 인가 시뮬레이션은, 전극 모델(430)을 사용자의 머리 일 측면에 배치하고, 해당 전극 모델(430)을 통해 전기적 자극을 사용자에게 인가하여 뇌의 특정 부분을 자극하여 치료하는 경두개직류자극술을 시뮬레이션하기 위한 것일 수 있다. 예컨대, 머리의 일 지점에 특정 전기적 자극이 가해지는 경우, 특정 전기적 자극이 대상체의 뇌에서 전파되는 상태를 시뮬레이션할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, the server 100 may perform stimulation application simulation for applying stimulation to the head model 330 related to the 3D brain map. The stimulation application simulation simulates transcranial direct current stimulation in which an electrode model 430 is placed on one side of the user's head, and electrical stimulation is applied to the user through the corresponding electrode model 430 to stimulate and treat a specific part of the brain. it may be for For example, when a specific electrical stimulus is applied to a point on the head, a propagation state of the specific electrical stimulus in the brain of the subject may be simulated.
구체적으로, 서버(100)는 두상 모델(330) 및 해당 두상 모델(330)을 구성하는 물리적 특성을 활용하여 전기적 자극이 사용자의 뇌에서 전파되는 상태를 시뮬레이션할 수 있다. 예컨대, 사용자의 머리에 가해질 수 있는 전기적 자극은, 자기장, 전기장 및 전류 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 머리에 자기장이 가해지는 경우, 사용자의 뇌에는 자기장에 의하여 유도된 전류가 전파될 수 있다. Specifically, the server 100 may use the head model 330 and the physical characteristics constituting the head model 330 to simulate a state in which electrical stimulation propagates in the user's brain. For example, electrical stimulation that may be applied to the user's head may include at least one of a magnetic field, an electric field, and a current. For example, when a magnetic field is applied to the user's head, a current induced by the magnetic field may propagate to the user's brain.
일 실시예에 따르면, 서버(100)는 사용자의 두상 모델(330)에 기반하여 전기적 자극을 가하기 위한 최적의 위치를 획득할 수 있다. 예를 들어, 서버(100)는 두상 모델(330)을 통해 사용자의 두피로부터 자극목표지점까지 전기적 자극이 전달되기 위한 여러 경로들을 파악하고, 해당 경로들 중 머리에 전기적 자극을 가할 최적의 위치를 탐색할 수 있다. 여기서, 자극을 가할 최적의 위치는, 전극 모델(430)을 통해 자극목표지점에 인가되는 전기적 자극이 최대가 되도록 하는 두피상의 일 지점일 수 있다.According to an embodiment, the server 100 may obtain an optimal position for applying electrical stimulation based on the head model 330 of the user. For example, the server 100 identifies several pathways through which electrical stimulation is transmitted from the user's scalp to the stimulation target point through the head model 330, and selects the optimal location for applying electrical stimulation to the head among the corresponding pathways. can explore Here, the optimal position to apply the stimulation may be a point on the scalp where the electrical stimulation applied to the stimulation target point through the electrode model 430 is maximized.
서버(100)는 자극을 가할 최적의 위치를 탐색하기 위하여, 일 위치를 기준점으로 하여 좌표를 조금씩 변경하면서 자극 인가 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 다양한 위치에서의 시뮬레이션 수행 결과, 자극목표지점에 인가되는 전기적 자극이 최대가 되는 두피상의 일 지점을 최적의 자극 위치로 결정할 수 있다.The server 100 may perform stimulation application simulation while changing the coordinates little by little using one position as a reference point in order to search for an optimal position to apply the stimulation. As a result of the simulation at various positions, a point on the scalp where electrical stimulation applied to the stimulation target point is maximized can be determined as the optimal stimulation position.
다만, 전술한 과정을 수행하는 과정에서, 일 위치(즉, 좌표)를 기준점으로 하여 좌표를 조금씩 변경하는 경우, 두상 모델(330)이 정형화되지 않은 표면임에 따라(즉, 두상 모델에 생성에 기반이 되는 특정 사용자의 두상이 정형화되지 않은 표면임), 올바른 좌표의 연속적인 이동이 어려울 수 있다. 구체적으로, 3차원 좌표의 변수, 즉 x, y, z축을 기준으로 하는 변화를 통해서 사용자의 두상 모델의 두피 상에서 이동되도록 하기 어려울 수 있으며, 이에 따라, 좌표를 조금씩 변경하면서 자극 인가 시뮬레이션을 수행하는 과정에서 오류가 발생할 수 있다.However, in the process of performing the above-described process, when the coordinates are changed little by little using one location (ie, coordinates) as a reference point, the head model 330 is an unstandardized surface (ie, it is necessary to generate the head model 330). If the head of a specific user is an irregular surface), it may be difficult to continuously move the correct coordinates. Specifically, it may be difficult to move the user's head model on the scalp through changes based on the variables of the three-dimensional coordinates, that is, the x, y, and z axes, and thus, performing stimulation application simulation while changing the coordinates little by little Errors may occur in the process.
구체적인 예를 들어, 3차원 좌표계에서, 전극이 배치되는 위치를 변화시키기 위해, x축으로 일정 거리만큼 이동시키는 경우, 해당 위치는 두피 상의 일 영역이 아닌, 두개골 내측의 일 영역일 수 있다.For example, in a 3D coordinate system, when the electrode is moved by a predetermined distance in the x-axis to change the position at which the electrode is disposed, the corresponding position may not be a region on the scalp but a region inside the skull.
이는, 자극 인가 시뮬레이션을 통해 최적 자극 위치를 결정하는데 오류를 발생시킬 우려가 있으며, 해당 오류는 결과적으로 경두개직류자극술을 통한 뇌 질환 치료 효율을 저하시킬 수 있다.This may cause an error in determining the optimal stimulation position through stimulation application simulation, and the error may consequently reduce the efficiency of brain disease treatment through transcranial direct current stimulation.
이에 따라, 본 발명의 서버(100)는 사용자의 3차원 두상 모델(330)에 기초하여 연속적으로 좌표를 변경 또는 이동시켜도 항상 두피상에 좌표가 위치하도록 하는 구면 모델(340)을 생성할 수 있다. 즉, 서버(100)는 사용자의 두상 모델(330)에 대응하는 구면 모델(340)을 생성하고, 해당 구면 모델(340)에 표현 가능한 구면 좌표 데이터에 기반하여 테스트 위치를 순차적으로 이동시킴으로써, 자극을 가할 최적의 위치를 탐색할 수 있다. 다시 말해, 서버(100)는 구면 모델(340)의 생성을 통해 최적의 자극 위치 탐색을 위한 자극 인가 시뮬레이션 과정에서 연속적인 좌표 변환을 가능하게 할 수 있다. Accordingly, the server 100 of the present invention can generate a spherical model 340 based on the user's 3D head model 330 so that the coordinates are always located on the scalp even if the coordinates are continuously changed or moved. . That is, the server 100 creates a spherical model 340 corresponding to the user's head model 330 and sequentially moves the test position based on spherical coordinate data that can be expressed in the spherical model 340, thereby stimulating It is possible to search for the optimal position to apply. In other words, the server 100 may enable continuous coordinate transformation in a stimulus application simulation process for searching for an optimal position of the magnetic pole through generation of the spherical model 340 .
보다 자세히 설명하면, S120 단계와 같이, 서버(100)는 두상 모델(330)에 기초하여 구면 모델(340)을 생성할 수 있다. 구면 모델(340)은, 특정 반지름을 갖는 3차원 구 모델의 적어도 일부를 통해 구현될 수 있다. 이러한 구면 모델(340)은, 복수의 구면 좌표 데이터를 통해 표현 가능한 모델일 수 있다. 복수의 구면 좌표 데이터는 구면 모델 내에서 표현 가능한 세타 및 파이에 관한 구면 좌표에 관련한 데이터일 수 있다.More specifically, as in step S120, the server 100 may generate the spherical model 340 based on the head model 330. The spherical model 340 may be implemented through at least a part of a 3D sphere model having a specific radius. The spherical model 340 may be a model that can be expressed through a plurality of spherical coordinate data. The plurality of spherical coordinate data may be data related to spherical coordinates for theta and pi that can be expressed in a spherical model.
구체적으로, 서버(100)는 두상 모델(330)의 중심점을 기준으로 하나 이상의 구를 전개시킬 수 있다. 하나 이상의 구를 전개시키는 것은, 서로 상이한 반지름을 갖는 구를 임의의 중심점을 기준으로 전개하는 것을 의미할 수 있다. 또한, 서버(100)는 전개된 하나 이상의 구 중 구의 표면과 두상 모델(330)의 표면의 거리가 최소화되며, 반지름이 최대인 제1구를 식별할 수 있다. 다시 말해, 서버(100)는, 두상 모델(330)의 임의의 중심점을 기준으로 다양한 반지름을 갖는 구를 전개시키고, 전개된 구들 중 두상 모델(330)의 표면과의 거리가 최소화되며, 반지름이 최대인 제1구를 식별할 수 있다.Specifically, the server 100 may develop one or more spheres based on the central point of the head model 330 . Expanding one or more spheres may mean expanding spheres having different radii based on an arbitrary center point. Also, the server 100 may identify a first sphere having the smallest distance between the surface of the sphere and the surface of the head model 330 and the largest radius among one or more deployed spheres. In other words, the server 100 develops spheres having various radii based on an arbitrary center point of the head model 330, and among the developed spheres, the distance from the surface of the head model 330 is minimized, and the radius The first phrase, which is the largest, can be identified.
일 실시예에서, 구의 표면과 두상 모델(330)의 표면 간의 거리가 최소화되는 것은, 두상 모델(330) 표면의 전체 지점과 이에 대응하는 구 표면의 전체 지점 간의 거리 차이의 평균이 최소화됨을 의미할 수 있다. 즉, 제1구는, 두상 모델(330)의 표면(예컨대, 상반구에 대응하는 지점 또는 전영역에 대응하는 지점)에 관련한 일 지점과의 평균거리의 차(RMSE, Root Mean Square Error)가 최소가 됨과 동시에, 반지름이 최대가 되는 구를 의미할 수 있다. 또한, 서버(100)는 식별된 제1구에 기초하여 구면 모델(340)을 생성할 수 있다. In one embodiment, minimizing the distance between the surface of the sphere and the surface of the head model 330 means that the average of the distance difference between all points on the surface of the head model 330 and all points on the surface of the sphere corresponding thereto is minimized. can That is, the first sphere has a minimum Root Mean Square Error (RMSE) difference between a point and a point related to the surface of the head model 330 (eg, a point corresponding to the upper hemisphere or a point corresponding to the entire area). At the same time as , it may mean a sphere having a maximum radius. Also, the server 100 may generate the spherical model 340 based on the identified first sphere.
추가적인 실시예에 따르면, 서버(100)는 두상 모델(330)의 제1지점을 내측으로 접하는 반지름을 갖는 구를 식별할 수 있다. 두상 모델(330) 상에서 가상의 중심점을 기준으로 반지름이 최대가 되는 지점인 것을 특징으로 할 수 있다. 서버(100)는 식별된 구에 기초하여 구면 모델(340)을 생성할 수 있다. 즉, 서버(100)는 두상 모델(330)의 표면 일부와 접함과 동시에, 반지름이 최대가 되는 구에 기반하여 구면 모델(340)을 생성할 수도 있다.According to an additional embodiment, the server 100 may identify a sphere having a radius that contacts the first point of the head model 330 inwardly. It may be characterized as a point on the head model 330 at which the radius is maximized based on the virtual center point. The server 100 may generate a sphere model 340 based on the identified sphere. That is, the server 100 may contact a part of the surface of the head model 330 and generate the spherical model 340 based on a sphere having a maximum radius.
다시 말해, 서버(100)는 두상 모델(330)을 감쌀 수 있는 구를 식별하고, 해당 구의 반지름에 기반하여 연속적인 좌표 변경 또는 이동에도 항상 두피 상에서 좌표가 위치하는 구면 모델(340)을 생성할 수 있다. 즉, 서버(100)는 사용자의 두상 모델(330)에 기반하여, 사용자의 두상과 RMS 오차가 가장 작은 구를 통해 구면 모델(340)을 생성할 수 있다. 이에 따라, 구면 모델(340)은 사용자의 머리와 가장 근사하게 피팅된 구의 적어도 일부를 통해 구현될 수 있다.In other words, the server 100 identifies a sphere capable of enclosing the head model 330 and generates a sphere model 340 whose coordinates are always located on the scalp even when the coordinates are continuously changed or moved based on the radius of the sphere. can That is, the server 100 may generate the spherical model 340 based on the user's head model 330 through a sphere having the smallest RMS error with the user's head. Accordingly, the spherical model 340 may be implemented through at least a part of a sphere most closely fitted to the user's head.
다시 말해, 도 7에 도시된 바와 같이, 서버(100)는 사용자의 MRI 영상(310)을 수신하는 경우, 해당 MRI 영상(310)에 기반하여 하나 이상의 뇌 영역 이미지(320)를 획득할 수 있으며, 해당 하나 이상의 뇌 영역 이미지(320)에 기반하여 두상 모델(330)을 생성하고, 그리고 생성된 두상 모델(330)에 기반하여 구면 모델(340)을 생성할 수 있다. In other words, as shown in FIG. 7 , when receiving an MRI image 310 of a user, the server 100 may obtain one or more brain region images 320 based on the corresponding MRI image 310. , a head model 330 may be generated based on the one or more brain region images 320, and a spherical model 340 may be generated based on the generated head model 330.
즉, 전술한 과정을 통해 생성된 구면 모델(340)은, 사용자의 MRI 영상에 대응하여 생성된 3차원 두상 모델(330)에 기반하여 구현되는 것이며, 두상 모델(330)을 감싸도록 구현됨에 따라, 해당 두상 모델(330)을 활용하는 경우, 사용자의 두피 상 즉, 두상 모델(330)의 두피 상에서 이동 가능한 좌표 데이터를 식별할 수 있다.That is, the spherical model 340 generated through the above process is implemented based on the 3D head model 330 generated in correspondence with the user's MRI image, and is implemented to surround the head model 330. , When the corresponding head model 330 is used, it is possible to identify movable coordinate data on the user's scalp, that is, on the scalp of the head model 330 .
다시 말해, 도 8에 도시된 바와 같은 구면 모델(340)이 생성됨으로써, 사용자의 두피 상에서 연속적인 좌표 변환이 가능해짐에 따라, 최적의 자극 위치 산출을 위한 시뮬레이션이 가능해질 수 있다. 또한, 구면 모델(340)을 활용하는 경우, 기존 좌표의 변수가 3개(예컨대, x, y, z)에서 2개(θ, Ф)로 변환됨에 따라, 시뮬레이션을 위해 좌표를 연속적으로 변환시키는 과정에서 편의성이 향상될 수 있다.In other words, since the spherical model 340 as shown in FIG. 8 is generated, continuous coordinate transformation on the user's scalp is possible, and simulation for calculating the optimal position of the magnetic pole can be performed. In addition, when the spherical model 340 is used, as the variables of the existing coordinates are converted from three (eg, x, y, z) to two (θ, Ф), continuously converting the coordinates for simulation Convenience can be improved in the process.
또한, S130 단계에서, 서버(100)는 구면 모델(340)에 관련한 복수의 구면 좌표 데이터 각각에 대응하는 복수의 전사 좌표 데이터를 식별할 수 있다. 여기서, 복수의 전사 좌표 데이터는, 복수의 구면 좌표 각각에서 전사된 실제 두상 모델(330) 상의 좌표일 수 있다. 즉, 복수의 전사 좌표 데이터는, 두상 모델(330) 상에서 표현 가능한 직교 좌표에 관련한 데이터일 수 있다. 서버(100)는 구면 모델(340)을 통해 연속적인 좌표 변환에도 사용자에 두피 상에서 이동 가능한 구면 좌표 데이터들을 식별하고, 해당 구면 좌표 데이터들에 기반하여 두상 모델(330) 상에 전사한 좌표에 관련한 전사 좌표 데이터들을 식별할 수 있다.Also, in step S130 , the server 100 may identify a plurality of transcriptional coordinate data corresponding to each of a plurality of spherical coordinate data related to the spherical model 340 . Here, the plurality of transferred coordinate data may be coordinates on the actual head model 330 transferred at each of a plurality of spherical coordinates. That is, the plurality of transcribed coordinate data may be data related to orthogonal coordinates that can be expressed on the head model 330 . The server 100 identifies spherical coordinate data that can be moved on the scalp by the user even through continuous coordinate transformation through the spherical model 340, and relates to the coordinates transferred on the head model 330 based on the spherical coordinate data. Transfer coordinate data can be identified.
S140 단계에서, 서버(100)는 복수의 전사 좌표 데이터를 최적 위치 결정 모델의 입력으로 처리하여 최적 자극 위치 정보를 획득할 수 있다. 다시 말해, 서버(100)는 구면 모델(340)을 통해 연속적인 좌표 변환에도 사용자에 두피 상에서 이동 가능한 구면 좌표 데이터들을 식별하고, 식별된 구면 좌표 데이터들에 대응하는 복수의 전사 데이터에 기반하여 최적 자극 위치 정보를 획득할 수 있다. 즉, 본 발명은, 두상 모델(330)에서 연속적인 좌표 변환에 기반하여 자극 위치가 최대인 지점을 최적 자극 위치로 결정하는 것이 아닌, 두상 모델(330)에 대응하는 구면 모델(340)에서의 좌표 변환에 기반하여 최적 자극 위치를 결정하는 것을 특징으로 할 수 있다. 최적 자극 위치 정보는, 시뮬레이션 수행 결과, 사용자의 두피로부터 자극목표지점까지 전기적 자극을 가할 최적의 위치에 대한 정보일 수 있다. 예컨대, 전기적 자극을 가할 최적의 위치는, 전극 모델(430)을 통해 자극목표지점에 인가되는 전기적 자극이 최대가 되도록 하는 두피상의 일 지점일 수 있다.In step S140, the server 100 may obtain optimal magnetic pole position information by processing a plurality of transcriptional coordinate data as an input of an optimal positioning model. In other words, the server 100 identifies spherical coordinate data that can be moved on the scalp by the user even through continuous coordinate transformation through the spherical model 340, and optimizes the optimum based on the plurality of transcription data corresponding to the identified spherical coordinate data. Stimulus position information can be obtained. That is, in the present invention, the point where the stimulation position is maximum based on continuous coordinate transformation in the head model 330 is not determined as the optimal stimulation position, but in the spherical model 340 corresponding to the head model 330. It may be characterized in that the optimal stimulation position is determined based on the coordinate transformation. Optimum stimulation position information may be information about an optimal position to apply electrical stimulation from the user's scalp to the stimulation target point, as a result of the simulation. For example, the optimal position for applying the electrical stimulation may be a point on the scalp where the electrical stimulation applied to the stimulation target point through the electrode model 430 is maximized.
즉, 서버(100)는 구면 모델(340)을 통해 식별한 복수의 구면 좌표 데이터에 대응하는 복수의 전사 좌표 데이터에 기반하여 최적 자극 위치 정보를 획득할 수 있다. 서버(100)는 복수의 전사 좌표 데이터를 최적 위치 결정 모델의 입력으로 처리하여 최적 자극 위치 정보를 획득할 수 있다.That is, the server 100 may obtain optimal magnetic pole position information based on a plurality of transcribed coordinate data corresponding to a plurality of spherical coordinate data identified through the spherical model 340 . The server 100 may obtain optimal magnetic pole position information by processing a plurality of transcriptional coordinate data as an input of an optimal positioning model.
구체적으로, 최적 위치 결정 모델은 복수의 전사 좌표 데이터들을 입력으로 하여 최적 자극 위치 정보를 출력하는 최적화 알고리즘을 수행하도록 설계된 모델일 수 있다. 본 발명의 최적 위치 결정 모델은, 복수의 전사 좌표 데이터 각각에 대응하는 뇌 활성도 예측 정보를 도출하고, 도출된 뇌 활성도 예측 정보 각각과 복수의 전사 좌표 데이터 각각에 대응하는 기준 뇌 활성도 각각과의 차이에 관련한 손실함수(loss function)가 미리 정해진 기준치 이하인 최적의 전사 좌표 데이터를 식별하고, 식별된 최적의 전사 좌표 데이터에 기반하여 최적 자극 위치 정보를 출력할 수 있다. 보다 구체적으로, 최적 위치 결정 모델이 수행하는 최적화 알고리즘은 도 5에 도시된 바와 같을 수 있다.Specifically, the optimal position determination model may be a model designed to perform an optimization algorithm that outputs optimal magnetic pole position information by taking a plurality of transcribed coordinate data as inputs. The optimal positioning model of the present invention derives brain activity prediction information corresponding to each of a plurality of transcriptional coordinate data, and the difference between each of the derived brain activity prediction information and each reference brain activity corresponding to each of a plurality of transcriptional coordinate data Optimal transfer coordinate data having a loss function related to a predetermined reference value or less may be identified, and optimal stimulation position information may be output based on the identified optimal transfer coordinate data. More specifically, an optimization algorithm performed by the optimal positioning model may be as shown in FIG. 5 .
도 5를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 최적 위치 결정 모델은, 복수의 전사 좌표 데이터들 중 적어도 하나에 기반하여 전극 위치를 결정할 수 있다(S141). 여기서, 전극 위치 결정은, 전극 모델(430)을 배치시키기 위한 두피 상의 일 영역으로, 초기 전극 위치에 관련한 것일 수 있다.In more detail with reference to FIG. 5 , the optimal positioning model may determine an electrode position based on at least one of a plurality of transfer coordinate data (S141). Here, electrode position determination is a region on the scalp for disposing the electrode model 430, and may be related to an initial electrode position.
최적 위치 결정 모델은, 초기 전극 위치를 결정한 경우, 결정한 전극 위치로 시뮬레이션을 진행할 수 있다. 구체적으로, 최적 위치 결정 모델은, 결정된 초기 전극 위치에 기반하여 3차원 뇌지도에 관련한 두상 모델(330)에 자극을 인가하기 위한 자극 인가 시뮬레이션을 수행할 수 있다(S142). 예컨대, 해당 전극 위치에 전기적 자극이 가해지는 경우, 특정 전기적 자극이 뇌에서 전파되는 상태가 시뮬레이션될 수 있다.When the initial electrode position is determined, the optimal positioning model may proceed with simulation with the determined electrode position. Specifically, the optimal positioning model may perform stimulation application simulation for applying stimulation to the head model 330 related to the 3D brain map based on the determined initial electrode position (S142). For example, when electrical stimulation is applied to a corresponding electrode location, a state in which a specific electrical stimulation propagates in the brain may be simulated.
또한, 최적 위치 결정 모델은, 전술한 시뮬레이션 결과에 따라 뇌 활성도 예측 정보를 도출할 수 있다(S143). 여기서 뇌 활성도 예측 정보는, 결정된 전극 위치로 전기적 자극을 인가하는 시뮬레이션 결과 도출되는 값으로, 예컨대, 전기장에 관련한 값을 포함할 수 있다. 즉, 뇌 활성도 예측 정보는, 결정된 전극 위치에서 전기적 자극을 인가함에 따라 뇌의 특정 지점에서 발생하는 전기장 값에 관련한 예측 정보일 수 있다. 예컨대, 전기적 자극에 대응하여 발생되는 뇌 활성도 예측 정보의 값이 클수록 최적의 자극 위치에 가까울 수 있다.In addition, the optimal positioning model may derive brain activity prediction information according to the simulation results described above (S143). Here, the brain activity prediction information is a value derived from a simulation result of applying electrical stimulation to the determined electrode position, and may include, for example, a value related to an electric field. That is, the brain activity prediction information may be prediction information related to an electric field value generated at a specific point in the brain when electrical stimulation is applied at the determined electrode position. For example, the greater the value of brain activity prediction information generated in response to electrical stimulation, the closer the optimal stimulation position may be.
또한, 최적 위치 결정 모델은, 뇌 활성도 예측 정보와 기준 뇌 활성도 정보와의 차이에 관련한 손실함수를 계산할 수 있다. 여기서 기준 뇌 활성도 정보는, 원하는 지점의 전기장 값에 관련한 것으로 예컨대, 사용자에 의해 임의로 설정된 값을 수 있다.In addition, the optimal positioning model may calculate a loss function related to a difference between brain activity prediction information and reference brain activity information. Here, the reference brain activity information is related to an electric field value at a desired point, and may be, for example, a value arbitrarily set by a user.
또한, 최적 위치 결정 모델은, 결정된 지점에 대응하는 도출된 뇌 활성도 예측 정보와 기준 뇌 활성도 정보의 차이에 관련한 손실함수에 기반하여 종료 조건을 충족하는지 여부를 판별할 수 있다(S145). 최적 위치 결정 모델은, 손실함수가 미리 정해진 기준치 이하인지 여부에 기초하여 종료 조건을 충족하는지 여부를 판별할 수 있다.In addition, the optimal positioning model may determine whether an end condition is satisfied based on a loss function related to a difference between the derived brain activity prediction information corresponding to the determined point and the reference brain activity information (S145). The optimal positioning model may determine whether an end condition is satisfied based on whether the loss function is equal to or less than a predetermined reference value.
보다 구체적으로, 손실함수가 미리 정해진 기준치를 초과하는 경우, 최적 위치 결정 모델은, 뇌 활성도 예측 정보와 기준 뇌 활성도 정보의 차이가 크게 나타남에 따라, 종료 조건을 충족하지 못한다고 판별하여 새로운 전극 위치를 탐색할 수 있다. 예를 들어, 최초 위치에 관련한 구면 좌표 데이터에 기초하여, 구면 모델(340) 상의 구면 좌표 데이터를 이동시키고, 해당 이동된 구면 좌표 데이터에 대응하는 전사 좌표 데이터를 기반으로 새로운 전극 위치가 결정될 수 있다. More specifically, when the loss function exceeds a predetermined reference value, the optimal positioning model determines that the end condition is not satisfied and determines a new electrode position as the difference between the brain activity prediction information and the reference brain activity information is large. can explore For example, based on the spherical coordinate data related to the initial position, the spherical coordinate data on the spherical model 340 is moved, and the new electrode position can be determined based on the transferred coordinate data corresponding to the moved spherical coordinate data. .
또한, 손실함수가 미리 정해진 기준치 이하인 경우, 최적 위치 결정 모델은, 종료 조건을 충족하는 것으로 판단하여 해당 위치를 최적 전극 위치로 결정할 수 있다(S146).In addition, when the loss function is equal to or less than a predetermined reference value, the optimal positioning model determines that the end condition is satisfied and determines the position as the optimal electrode position (S146).
즉, 전술한 바와 같이, 손실함수가 최소화되는 방식으로 진행되는 최적화 알고리즘이 반복하여 수행됨에 따라, 복수의 전사 좌표 데이터들 중 최적의 자극을 인가할 것으로 예상되는 위치에 관련한 최적 자극 위치 정보가 획득될 수 있다. 이에 따라, 자극 인가 시뮬레이션을 통해 향상된 정확도의 최적 자극 위치 정보를 획득할 수 있으므로, 뇌 질환 치료를 위해 경두개직류자극술을 활용하고자 하는 경우, 다양한 사용자 별 각각의 두상에 대응하는 양질의 정보 제공을 통해 의료 시술을 보조하는 등 맞춤형 가이드를 제공하는 효과를 발생시키며, 이는 결과적으로 뇌 질환 치료의 효율을 향상시킬 수 있다. That is, as described above, as the optimization algorithm, which proceeds in a manner in which the loss function is minimized, is repeatedly performed, optimal stimulus position information related to a position where the optimal stimulus is expected to be applied among a plurality of transcriptional coordinate data is obtained. It can be. Accordingly, since optimal stimulation position information with improved accuracy can be obtained through stimulation application simulation, when using transcranial direct current stimulation for the treatment of brain diseases, it is possible to provide high-quality information corresponding to each head for various users. This creates an effect of providing a customized guide, such as assisting in medical procedures, and as a result, it can improve the efficiency of brain disease treatment.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 서버(100)는 복수의 구면 좌표 데이터 중 적어도 둘 이상의 구면 좌표 데이터가 두상 모델(330)의 일 지점을 중첩하여 지시하는지 여부를 판별할 수 있다. 예컨대, 구면 좌표 데이터는, 연속적인 좌표 변환에도, 사용자의 두상 위에서 이동할 수 있도록 두상 모델(330)에 대응하는 구면 모델(340)에서 표현 가능한 좌표 데이터일 수 있다. 즉, 구면 좌표 데이터는, 두상 모델(330)의 내측으로 감싸도록 형성되는 구면 모델(340)을 포함된 구면 좌표 데이터일 수 있으며, 구면 좌표계에 기반하여 표시될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the server 100 may determine whether at least two or more spherical coordinate data among a plurality of spherical coordinate data overlap and indicate a point of the head model 330 . For example, the spherical coordinate data may be coordinate data that can be expressed in the spherical model 340 corresponding to the head model 330 so that it can be moved on the user's head even with continuous coordinate transformation. That is, the spherical coordinate data may be spherical coordinate data including the spherical model 340 formed to wrap the inside of the head model 330, and may be displayed based on the spherical coordinate system.
이러한 복수의 구면 좌표 데이터들은, 구면 모델(340)에 기반한 것이므로, 항상 사용자의 두피 상에서만 이동할 수 있으나, 해당 구면 좌표 데이터들에 기반하여 전극을 부착시키고자 하는 경우, 사용자의 두상 상에서 각 구면 좌표 데이터들이 지시하는 일 지점은 서로 중첩될 수 있다. 다시 말해, 구면 좌표계상에서는 서로 다른 지점일 수 있으나, 두피 상에서 전사한 위치가 겹쳐질 수 있다. Since these plurality of spherical coordinate data are based on the spherical model 340, they can always be moved only on the user's scalp, but if electrodes are to be attached based on the corresponding spherical coordinate data, each spherical coordinate on the user's head Points indicated by the data may overlap with each other. In other words, they may be different points on the spherical coordinate system, but the transferred positions on the scalp may overlap.
구면 좌표계상에서는 서로 다른 지점이나, 두피 상에서 전사한 위치가 겹쳐지는 경우, 최적 자극 위치 탐색 과정에서 효율 저하를 야기시킬 수 있다. 구체적인 예를 들어, 제1 위치에서 손실함수에 기반하여 종료 조건의 충족 여부를 결정할 수 있으며, 종료 조건이 충족되지 않는 경우, 두상 상의 다른 일 지점(또는 위치)인 제2 위치가 탐색되고, 해당 제2 위치에서 자극 인가 시뮬레이션이 수행될 수 있다. 이 경우, 제1 위치가 제2 위치는 구면 좌표계 상에서 서로 다른 지점일 수 있으나, 두피 상에서 전사한 위치가 겹쳐질 수 있다. 이는 결과적으로 동일한 지점에 관련한 자극 인가 시뮬레이션이 재차 수행되게 하는 것이므로, 최적의 자극 위치를 획득하는 시뮬레이션의 효율을 저하시킬 수 있다. When different points on the spherical coordinate system or transferred positions on the scalp overlap, efficiency may be reduced in the process of searching for the optimal stimulation position. For example, it is possible to determine whether the end condition is satisfied based on the loss function at the first position, and if the end condition is not satisfied, the second position, which is another point (or position) on the head, is searched for, and the corresponding A stimulation application simulation may be performed at the second location. In this case, the first position and the second position may be different points on the spherical coordinate system, but the positions transferred on the scalp may overlap. As a result, since stimulation application simulation in relation to the same point is performed again, the efficiency of simulation for obtaining an optimal stimulation position may be reduced.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 서버(100)는 복수의 좌표 데이터 중 적어도 둘 이상의 구면 좌표 데이터가 두상 모델(330)의 일 지점을 중첩하여 지시하는지 여부를 판별하고, 일 지점을 중첩하여 지시하는 것으로 판별된 구면 좌표 데이터들 중 적어도 일부를 수정할 수 있다.Accordingly, the server 100 according to an embodiment of the present invention determines whether at least two or more spherical coordinate data among a plurality of coordinate data indicate overlapping points of the head model 330, and overlaps the points. At least some of the spherical coordinate data determined to be indicated may be corrected by doing so.
보다 자세히 설명하면, 서버(100)는 복수의 전사 좌표 데이터를 기반으로 복수의 구면 좌표 데이터 중 적어도 둘 이상의 구면 좌표 데이터가 두상 모델(330)의 일 지점을 중첩하여 지시하는지 여부를 판별할 수 있다. 복수의 전사 좌표 데이터는, 복수의 구면 좌표 각각에서 전사된 실제 두상 모델(330) 상의 좌표일 수 있다. 복수의 전사 좌표 데이터는, 두상 모델(330) 상에서 표현 가능한 직교 좌표에 관련한 데이터일 수 있다. 즉, 복수의 구면 좌표 데이터 각각을 기준으로 두상 모델(330)에 전사한 복수의 전사 좌표 데이터 중 적어도 하나의 전사 좌표 데이터가 둘 이상의 구면 좌표 데이터와 매칭되는 경우, 서버(100)는 적어도 둘 이상의 구면 좌표 데이터가 두상 모델(330)의 동일한 일 지점을 지시하는 것으로 판별할 수 있다. More specifically, the server 100 may determine whether or not at least two or more spherical coordinate data among a plurality of spherical coordinate data indicate overlapping points of the head model 330 based on a plurality of transcriptional coordinate data. . The plurality of transferred coordinate data may be coordinates on the actual head model 330 transferred at each of a plurality of spherical coordinates. The plurality of transfer coordinate data may be data related to orthogonal coordinates that can be expressed on the head model 330 . That is, when at least one of the plurality of transferred coordinate data transferred to the head model 330 is matched with two or more spherical coordinate data based on each of the plurality of spherical coordinate data, the server 100 may perform at least two or more transfer coordinate data. It can be determined that the spherical coordinate data points to the same point of the head model 330 .
즉, 전술한 바와 같이, 구면 좌표계상에서는 서로 다른 지점이나, 두피 상에서 전사한 위치가 겹쳐지는 경우, 서버(100)는 적어도 둘 이상의 구면 좌표 데이터가 두상 모델(330)의 일 지점을 중첩하여 지시하는 것으로 판별할 수 있다. That is, as described above, when different points on the spherical coordinate system or transferred positions on the scalp overlap, the server 100 indicates that at least two or more spherical coordinate data overlap one point of the head model 330. can be identified as
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 적어도 둘 이상의 구면 좌표 데이터가 두상 모델(330) 상의 일 지점을 중첩하여 지시하는 경우, 적어도 둘 이상의 구면 좌표 데이터 중 일부에 대한 수정을 수행할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when the at least two or more spherical coordinate data overlap and indicate a point on the head model 330, some of the at least two or more spherical coordinate data may be modified.
구체적으로, 서버(100)는 두상 모델(330) 상의 일 지점을 중첩하여 지시하는 적어도 둘 이상의 구면 좌표 데이터 중 적어도 하나의 구면 좌표 데이터를 제거할 수 있다. 예를 들어, 제1 전사 좌표 데이터에 대응하는 구면 좌표 데이터가 제1 구면 좌표 데이터 및 제2 구면 좌표 데이터인 경우, 서버(100)는 제1 구면 좌표 데이터를 제거할 수 있다. 전술한 전사 좌표 데이터 및 구면 좌표 데이터에 대한 구체적인 기재는 예시일 뿐, 본 개시는 이에 제한되지 않는다.Specifically, the server 100 may remove at least one spherical coordinate data among at least two or more spherical coordinate data indicating overlapping points on the head model 330 . For example, when the spherical coordinate data corresponding to the first transfer coordinate data is the first spherical coordinate data and the second spherical coordinate data, the server 100 may remove the first spherical coordinate data. The specific description of the above-described transfer coordinate data and spherical coordinate data is only an example, and the present disclosure is not limited thereto.
즉, 서버(100)는 두상 모델(330) 상의 동일한 지점에 대응하는 구면 좌표 데이터 중 적어도 하나를 제거함으로써, 최적의 자극 위치를 획득하는 시뮬레이션 과정에서, 하나의 구면 좌표 데이터에 대응하는 시뮬레이션만 수행되도록 할 수 있어, 전체적이 시뮬레이션 효율을 극대화시킬 수 있다.That is, the server 100 removes at least one of the spherical coordinate data corresponding to the same point on the head model 330, thereby performing simulation corresponding to only one spherical coordinate data in the simulation process of acquiring the optimal magnetic pole position. As a result, the overall simulation efficiency can be maximized.
다른 실시예에 따르면, 서버(100)는 두상 모델(330) 상의 일 지점을 중첩하여 지시하는 적어도 둘 이상의 구면 좌표 데이터 중 적어도 하나의 구면 좌표 데이터의 좌표를 보정할 수 있다. 예를 들어, 제1 전사 좌표 데이터에 대응하는 구면 좌표 데이터가 제1 구면 좌표 데이터 및 제2 구면 좌표 데이터인 경우, 서버(100)는 제1 구면 좌표 데이터의 세타 또는 파이를 조정하여 구면 좌표 데이터를 생성할 수 있다. 전술한 전사 좌표 데이터 및 구면 좌표 데이터에 대한 구체적인 기재는 예시일 뿐, 본 개시는 이에 제한되지 않는다.According to another embodiment, the server 100 may correct the coordinates of at least one spherical coordinate data among at least two or more spherical coordinate data indicating overlapping points on the head model 330 . For example, when the spherical coordinate data corresponding to the first transfer coordinate data is the first spherical coordinate data and the second spherical coordinate data, the server 100 adjusts theta or pi of the first spherical coordinate data to obtain the spherical coordinate data. can create The specific description of the above-described transfer coordinate data and spherical coordinate data is only an example, and the present disclosure is not limited thereto.
즉, 서버(100)는 최적의 자극 위치를 획득하는 시뮬레이션 과정에서, 겹치는 위치가 생기지 않도록 좌표를 수정하도록 두상 모델(330) 상의 동일한 지점에 대응하는 구면 좌표 데이터 중 적어도 하나의 좌표를 조정함으로써, 전체적이 시뮬레이션 효율을 극대화시킬 수 있다.That is, the server 100 adjusts at least one of the spherical coordinate data corresponding to the same point on the head model 330 so as to correct the coordinates so that no overlapping position occurs during the simulation process for obtaining the optimal position of the magnetic pole. Overall simulation efficiency can be maximized.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 서버(100)는 두상 모델(330) 상에 전극 모델(430)을 부착시키는 전극 부착 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 전극 부착 시뮬레이션은, 전극 모델(430)이 두상 모델(330)에 접촉 또는 부착되는 과정에 대한 정보를 제공하기 위한 것일 수 있다. 예컨대, 해당 전극 부착 시뮬레이션을 통해 사용자의 실제 두피 상에 전극 패치를 어떻게 부착시켜야 하는지에 관련한 시각화정보를 제공받을 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the server 100 may perform electrode attachment simulation in which the electrode model 430 is attached to the head model 330 . The electrode attachment simulation may provide information about a process in which the electrode model 430 contacts or attaches to the head model 330 . For example, visualization information related to how to attach an electrode patch on the user's actual scalp may be provided through the corresponding electrode attachment simulation.
본 발명의 전극 모델(430)은, 도 9에 도시된 바와 같이, 실제 사용자의 두피에 부착되는 전극 패치를 3차원 모델링한 것으로, 두상 모델(330)과 접촉 가능한 제1면(432) 및 해당 제1면(432)에 대응하는 제2면(431)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1면(432) 및 제2면(431) 각각을 형성하는 좌표들은 동방향의 지향성을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다. 즉, 시뮬레이션 과정에서 전극 모델(430)의 제1면(432)이 일 방향으로 이동되는 경우, 제2면(431) 또한, 상기 일 방향으로 이동될 수 있다.As shown in FIG. 9, the electrode model 430 of the present invention is a three-dimensional model of an electrode patch attached to the scalp of an actual user, and includes a first surface 432 contactable with the head model 330 and a corresponding A second surface 431 corresponding to the first surface 432 may be included. In one embodiment, coordinates forming each of the first surface 432 and the second surface 431 may have directivity in the same direction. That is, when the first surface 432 of the electrode model 430 is moved in one direction during the simulation process, the second surface 431 may also be moved in the one direction.
구체적으로, 도 6에 도시된 바와 같이, S210 단계에서 서버(100)는 최적 자극 위치 정보에 대응하는 제1위치에 전극 모델을 배치시킬 수 있다. 여기서, 제1위치는 최적 자극 위치 정보의 노멀 벡터(또는 법선 벡터)(410) 방향에 일 위치일 수 있다. 즉, 서버(100)는 최적의 자극을 인가할 것으로 예측된 두피 상 일 지점으로부터 두상의 바깥 쪽 노멀 벡터(410) 방향인 제1위치에 전극 모델(430)을 배치시킬 수 있다. 다시 말해, 타겟하고자 하는 일 지점(즉 최적 자극 위치)에서 노멀 벡터 방향으로 떨어진 일 지점(즉, 제1위치)에 전극 모델(430)을 위치시킬 수 있다.Specifically, as shown in FIG. 6 , in step S210 , the server 100 may arrange the electrode model at the first position corresponding to the optimal stimulation position information. Here, the first position may be a position in the direction of the normal vector (or normal vector) 410 of the optimal magnetic pole position information. That is, the server 100 may place the electrode model 430 at a first position in the direction of the normal vector 410 outside the head from a point on the scalp predicted to apply the optimal stimulus. In other words, the electrode model 430 may be positioned at a point (ie, a first position) away from a target point (ie, an optimal stimulation position) in a normal vector direction.
또한, 단계 S220에서 서버(100)는 제1위치에 위치한 전극 모델(430)을 최적 자극 위치 정보에 대응하는 위치로 점진적으로 이동시켜 두상 모델(330)에 대한 전극 부착 시뮬레이션을 수행할 수 있다.In addition, in step S220, the server 100 may gradually move the electrode model 430 located at the first position to a position corresponding to the optimal stimulation position information to perform electrode attachment simulation on the head model 330.
보다 자세히 설명하면, 서버(100)는 전극 모델(430)의 제1면(432)과 두상 모델(330)이 접촉되는 경우, 해당 전극 모델(430)의 이동을 중지시킬 수 있다. 다시 말해, 전극 모델(430)의 제1면(432)이 두상 모델(330)의 일 지점(예컨대, 최적 자극 위치)과 접촉되는 경우, 전극 모델(430)의 이동은 중단될 수 있다. More specifically, the server 100 may stop the movement of the electrode model 430 when the first surface 432 of the electrode model 430 and the head model 330 come into contact. In other words, when the first surface 432 of the electrode model 430 comes into contact with a point (eg, an optimal stimulation position) of the head model 330, the movement of the electrode model 430 may be stopped.
또한, 서버(100)는 이동이 중지된 전극 모델(430)의 제1면(432)에 관련한 복수의 제1좌표 각각의 이동거리를 산출할 수 있다. 예컨대, 전극 모델(430)이 제1위치에서 두상 모델의 일 지점까지 이동됨에 따라, 해당 전극 모델(430)의 제1면(즉, 밑면)을 구성하는 복수의 제1좌표들이 변화될 수 있다. 서버(100)는 이러한 제1좌표들의 이동거리를 산출할 수 있다. In addition, the server 100 may calculate a movement distance of each of a plurality of first coordinates related to the first surface 432 of the electrode model 430 in which movement is stopped. For example, as the electrode model 430 is moved from the first position to a point on the head model, a plurality of first coordinates constituting the first surface (ie, bottom surface) of the corresponding electrode model 430 may be changed. . The server 100 may calculate the movement distance of these first coordinates.
또한, 서버(100)는 복수의 제1좌표 각각의 이동 거리에 기반하여 제2면(431)에 관련한 복수의 제2좌표 각각을 이동시킬 수 있다. 예컨대, 전극 모델(430)이 제1위치에서 두상 모델(330)의 일 지점까지 이동됨에 따라, 해당 전극 모델(430)의 제1면(432)을 구성하는 복수의 제1좌표들이 일 방향으로 '3'만큼 이동되는 경우, 제2면(431)을 구성하는 복수의 제2좌표들 또한 해당 일 방향으로 '3'만큼 이동될 수 있다. 전술한 예시에서 각 면의 이동 거리에 대한 구체적인 수치적 기재는 본 개시의 이해를 돕기 위한 예시일 뿐, 본 개시는 이에 제한되지 않는다. In addition, the server 100 may move each of the plurality of second coordinates related to the second surface 431 based on the movement distance of each of the plurality of first coordinates. For example, as the electrode model 430 moves from the first position to a point on the head model 330, the plurality of first coordinates constituting the first surface 432 of the corresponding electrode model 430 move in one direction. When moved by '3', the plurality of second coordinates constituting the second surface 431 may also be moved by '3' in the corresponding one direction. The specific numerical description of the movement distance of each surface in the above example is only an example to help understanding of the present disclosure, and the present disclosure is not limited thereto.
보다 구체적으로, 서버(100)는 복수의 제1좌표 각각과 복수의 제2좌표 각각을 매칭시킬 수 있다. 예를 들어, 제1면(432)을 구성하는 복수의 제1좌표 각각과 제2면(431)을 구성하는 복수의 제2좌표 각각은, 상대적인 위치에 기반하여 서로 매칭될 수 있다. 보다 구체적인 예를 들어, 서버(100)는 복수의 제1좌표 각각에, 각 좌표와 평행한 복수의 제2좌표 각각을 매칭시킬 수 있다. 즉, 서로 매칭된 좌표들은 직선 거리 상 최단 거리에 위치한 좌표들일 수 있다. 서버(100)는 복수의 제1좌표 각각의 이동 거리를 식별할 수 있다. 또한, 서버(100)는 복수의 제1좌표 각각의 이동 거리에 기반하여 복수의 제1좌표 각각에 매칭된 복수의 제2좌표 각각을 이동시킬 수 있다.More specifically, the server 100 may match each of a plurality of first coordinates with each of a plurality of second coordinates. For example, each of a plurality of first coordinates constituting the first surface 432 and each of a plurality of second coordinates constituting the second surface 431 may be matched to each other based on their relative positions. For a more specific example, the server 100 may match each of a plurality of first coordinates with each of a plurality of second coordinates parallel to each coordinate. That is, coordinates matched with each other may be coordinates located at the shortest distance on a straight line. The server 100 may identify a movement distance of each of the plurality of first coordinates. In addition, the server 100 may move each of the plurality of second coordinates matched to each of the plurality of first coordinates based on the movement distance of each of the plurality of first coordinates.
즉, 서버(100)는 제1면을 구성하는 복수의 제1좌표 각각의 이동 거리에 기반하여 각 제1좌표에 매칭된 제2좌표 각각을 이동시킴으로써, 제2면(431)을 이동시킬 수 있다.That is, the server 100 may move the second surface 431 by moving each of the second coordinates matched to the first coordinates based on the movement distance of each of the plurality of first coordinates constituting the first surface. there is.
이에 따라, 전극 모델(430)이 두상 모델(330)의 일 표면에 접촉하는 것에 대응하여, 제1면(432)과 제2면(431)이 동일하게 이동될 수 있다. 다시 말해, 전극 모델(430)의 제1면(432)을 구성하는 제1좌표들이 이동한 거리만큼 각 제1좌표들에 대응하는 제2좌표들이 이동함으로써, 제2면(431)이 제1면(432)이 이동된 만큼 이동하게 된다.Accordingly, in response to the contact of the electrode model 430 with one surface of the head model 330, the first surface 432 and the second surface 431 may be equally moved. In other words, as the second coordinates corresponding to the first coordinates move by the distance that the first coordinates constituting the first surface 432 of the electrode model 430 move, the second surface 431 moves along the first surface 431. It moves as much as the face 432 is moved.
전술한 과정을 통해 서버(100)는 전극 모델(430)이 두상 모델(330)에 접촉 또는 부착되는 과정에 대한 전극 부착 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 이러한, 전극 부착 시뮬레이션을 통해 사용자의 실제 두피 상 일 영역(즉, 최적의 자극 위치)에 전극 패치를 어떻게 부착시켜야 하는지에 관련한 시각화정보를 제공받을 수 있다. 즉, 사용자는 전극 부착 시뮬레이션을 통해 의료 보조에 관련한 시각화 정보를 획득할 수 있다.Through the above process, the server 100 may perform an electrode attachment simulation for a process in which the electrode model 430 contacts or attaches to the head model 330 . Visualization information related to how to attach an electrode patch to a region on the user's actual scalp (ie, an optimal stimulation position) may be provided through the electrode attachment simulation. That is, the user may acquire visualization information related to medical assistance through electrode attachment simulation.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 서버(100)는 두상 모델(330)과 접촉된 전극 모델(430)을 기준으로 후보 전극 모델(430)을 부착시키는 후보 전극 부착 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 후보 전극 모델(430)은 두상 모델(330) 상에 전극 모델(430)로부터 미리 정해진 이격 거리 이내 부착되는 것을 특징으로 할 수 있다. 예컨대, 경두개직류자극술의 경우 인가하고자 하는 자극의 크기 및 방향 등에 따라, 두피에 미리 부착된 전극 패치 이외에 추가적인 전극 패치들(즉, 후보 전극)이 배치될 수 있다. 이 경우, 추가적인 전극 패치들은 두상에 부착된 전극 패치와 제한된 반경 이내에 동일한 방향을 지향하도록 배치되어야 한다. 예컨대, 비정형한 표면인 두피 상에서 각 전극 패치를 동일한 방향으로 배치시키는 것을 어려울 수 있다. 구체적으로, x, y에 관련한 2차원 좌표의 경우, 0도를 특정 축에 평행한 방향으로 정의하기는 쉬우나, x, y, z에 관련한 3차원 좌표의 경우, 특정 축을 기준으로 0도를 정의하기 어려울 수 있다. 다시 말해, 두피 표면이 울퉁불퉁 함에 따라, 조금의 위치 변화에 따라 방향이 틀어질 수 있으므로, 두피 표면 상에 추가 전극 패치를 전극 패치와 일관된 방향으로 부착하는 것은 어려울 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the server 100 may perform a candidate electrode attachment simulation in which the candidate electrode model 430 is attached based on the electrode model 430 in contact with the head model 330 . The candidate electrode model 430 may be characterized in that it is attached to the head model 330 within a predetermined separation distance from the electrode model 430 . For example, in the case of transcranial direct current stimulation, additional electrode patches (ie, candidate electrodes) may be disposed in addition to electrode patches previously attached to the scalp, depending on the magnitude and direction of stimulation to be applied. In this case, the additional electrode patches should be arranged to face the same direction as the electrode patch attached to the head within a limited radius. For example, it may be difficult to arrange each electrode patch in the same direction on the scalp, which is an irregular surface. Specifically, in the case of two-dimensional coordinates related to x, y, it is easy to define 0 degree as a direction parallel to a specific axis, but in the case of three-dimensional coordinates related to x, y, z, 0 degree is defined based on a specific axis It can be difficult to do. In other words, as the scalp surface is uneven, it may be difficult to attach the additional electrode patch on the scalp surface in a direction consistent with the electrode patch, since the direction may be distorted with a slight change in position.
본 발명의 일 실시예에서, 서버(100)는 전극 모델(430)의 부착 위치에 기초하여 후보 전극 모델(430)을 위치시킬 수 있다. 즉, 서버(100)는 두상 모델(330) 상에서 전극 모델(430)의 부착 위치에 관련하여 후보 전극 모델(430)을 위치시킬 수 있다. 예컨대, 서버(100)는 전극 모델(430)로부터 미리 정해진 간격 이내에 후보 전극 모델(430)을 위치시킬 수 있다. In one embodiment of the present invention, the server 100 may locate the candidate electrode model 430 based on the attachment position of the electrode model 430 . That is, the server 100 may position the candidate electrode model 430 in relation to the attachment position of the electrode model 430 on the head model 330 . For example, the server 100 may locate the candidate electrode model 430 within a predetermined distance from the electrode model 430 .
일 실시예에서, 서버(100)는 전극 모델(430)의 부착 형태에 기반하여 후보 전극 모델(430)의 부착 방향을 결정할 수 있다. 구체적인 예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이 전극 모델(430)은 얇은 두께를 가진 육면체로 구현될 수 있다. 서버(100)는 두상 모델(330) 상에 부착된 전극 모델(430)에서, 해당 전극 모델(430)의 가장 긴 변이 형성된 방향을 기준으로 후보 전극 모델(430)의 부착 방향을 결정할 수 있다. 다시 말해, 전극 모델(430)에서 가장 긴 변과 후보 전극 모델(430)의 긴 변이 평행에 가깝도록 후보 전극 모델(430)의 부착 방향을 결정할 수 있다. 전술한 설명에서는 제1면 및 제2면이 사각형인 경우를 특정하여 예시적으로 설명하나, 본 개시는 이에 제한되지 않는다. In one embodiment, the server 100 may determine the attachment direction of the candidate electrode model 430 based on the attachment shape of the electrode model 430 . As a specific example, as shown in FIG. 9 , the electrode model 430 may be implemented as a hexahedron having a thin thickness. The server 100 may determine the attachment direction of the candidate electrode model 430 based on the direction in which the longest side of the electrode model 430 is formed in the electrode model 430 attached to the head model 330 . In other words, the attachment direction of the candidate electrode model 430 may be determined so that the longest side of the electrode model 430 and the longest side of the candidate electrode model 430 are close to parallel. In the foregoing description, the case in which the first and second surfaces are rectangular is specifically described as an example, but the present disclosure is not limited thereto.
즉, 서버(100)가 두상 모델(330) 상에서 전극 모델(430)의 부착 방향을 식별하고, 식별된 부착 방향을 기반으로 후보 전극 모델(430)을 부착함으로써, 후보 전극 모델이 전극 모델(430)과 균일한 방향으로 배치될 수 있다.That is, the server 100 identifies the attachment direction of the electrode model 430 on the head model 330 and attaches the candidate electrode model 430 based on the identified attachment direction, so that the candidate electrode model is the electrode model 430. ) and can be arranged in a uniform direction.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 서버(100)는 후보 전극 모델(430)의 orientation angle를 순차적으로 변화시키고, orientation angle의 변화에 따른 복수의 방향 벡터를 획득할 수 있다. 여기서, orientation angle은, 후보 전극 모델(430)이 두상 모델(330)의 표면에 접촉되는 경우, 후보 전극 모델(430)과 맞닿은 두상 모델(330)의 일 지점을 중심축으로 하는 회전에 관련한 것일 수 있다. 구체적인 예를 들어, 서버(100)는 도 11에 도시된 바와 같이, 후보 전극 모델(430)의 orientation angle을 변화시킬 수 있다. 예컨대, 서버(100)가 후보 전극 모델(430)의 orientation angle을 변화시킴에 따라, 도 11의 (b)에 도시된 바와 같이, 두상 모델(330)의 표면 상에서 후보전극모델이 회전(430a-1)될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the server 100 may sequentially change the orientation angle of the candidate electrode model 430 and obtain a plurality of direction vectors according to the orientation angle change. Here, the orientation angle may be related to rotation about a point of the head model 330 that is in contact with the candidate electrode model 430 as a central axis when the candidate electrode model 430 contacts the surface of the head model 330. can For a specific example, the server 100 may change the orientation angle of the candidate electrode model 430 as shown in FIG. 11 . For example, as the server 100 changes the orientation angle of the candidate electrode model 430, the candidate electrode model rotates (430a-) on the surface of the head model 330, as shown in FIG. 11(b). 1) It can be.
즉, 서버(100)는 후보 전극 모델(430)의 orientation angle을 0도부터 360도까지 순차적으로 변화시킬 수 있으며, 각 각도 변화에 따른 복수의 방향 벡터 각각을 획득할 수 있다. 예컨대, 후보 전극 모델(430)의 orientation angle이 90도로 변화되는 경우, 서버(100)는 이에 관련한 방향 벡터-1을 획득할 수 있으며, 후보 전극 모델(430)의 orientation angle이 180도로 변화되는 경우, 서버(100)는 이에 관련한 방향 벡터-2를 획득할 수 있다. 이 경우, 방향 벡터-1와 방향 벡터-2는 서로 상이할 수 있다. That is, the server 100 may sequentially change the orientation angle of the candidate electrode model 430 from 0 degree to 360 degrees, and may obtain each of a plurality of direction vectors according to each angle change. For example, when the orientation angle of the candidate electrode model 430 is changed to 90 degrees, the server 100 may obtain a direction vector -1 related thereto, and when the orientation angle of the candidate electrode model 430 is changed to 180 degrees. , the server 100 may obtain direction vector-2 related thereto. In this case, direction vector-1 and direction vector-2 may be different from each other.
또한, 서버(100)는 획득된 복수의 방향 벡터와 전극 모델(430)의 제1방향 벡터의 비교에 기초하여 두상 모델(330) 상에서 후보 전극 모델(430)의 부착 방향으로 결정할 수 있다. 구체적으로, 서버(100)는 orientation angle을 0도부터 360도까지 순차적으로 변화시킬 수 있으며, 각 각도 변화에 따른 복수의 방향 벡터 각각을 획득하고, 해당 복수의 방향 벡터 중 전극 모델(430)의 제1 방향 벡터와 가장 유사한 벡터를 식별할 수 있다. 또한, 서버(100)는 전극 모델(430)의 제1 방향 벡터와 가장 유사한 벡터에 대응하는 orientation angle에 기초하여 후보 전극 모델(430)의 부착 방향을 결정할 수 있다. Also, the server 100 may determine the attachment direction of the candidate electrode model 430 on the head model 330 based on a comparison between the obtained plurality of direction vectors and the first direction vector of the electrode model 430 . Specifically, the server 100 may sequentially change the orientation angle from 0 degrees to 360 degrees, obtain each of a plurality of direction vectors according to each angle change, and obtain a plurality of direction vectors of the electrode model 430 among the plurality of direction vectors. A vector most similar to the first direction vector may be identified. In addition, the server 100 may determine the attachment direction of the candidate electrode model 430 based on an orientation angle corresponding to a vector most similar to the first direction vector of the electrode model 430 .
즉, 서버(100)는 orientation angle 변화를 통해 후보 전극 모델(430)에 관련한 복수의 방향 벡터를 획득할 수 있으며, 해당 복수의 방향 벡터 중 전극 모델(430)의 제1 방향 벡터와 가장 유사한 방향 벡터를 가진 orientation angle 각도에 기반하여 후보 전극 모델(430)의 부착 방향을 결정할 수 있다. 이에 따라, 후보 전극 모델(430)은 전극 모델(430)과 균일한 방향으로 배치될 수 있다. 전술한 과정을 통해 서버(100)는 울퉁불퉁한 두피 표면 상에서 전극 모델(430)과 균일한 간격 및 균일한 방향으로 후보 전극 모델(430)을 배치시킬 수 있다. That is, the server 100 may obtain a plurality of direction vectors related to the candidate electrode model 430 through a change in orientation angle, and a direction most similar to the first direction vector of the electrode model 430 among the plurality of direction vectors. An attachment direction of the candidate electrode model 430 may be determined based on an orientation angle angle having a vector. Accordingly, the candidate electrode model 430 may be disposed in a uniform direction with the electrode model 430 . Through the above-described process, the server 100 may arrange the electrode models 430 and the candidate electrode models 430 at uniform intervals and in a uniform direction on the uneven scalp surface.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 최적 자극 위치 정보는, 하나 이상의 최적 자극 위치 서브 정보를 포함할 수 있다. 예컨대, 최적 위치 결정 모델을 통해 하나 이상의 최적 자극 위치 서브 정보를 출력될 수 있다. 즉, 실시예에 따라, 자극목표지점에 인가되는 전기적 자극이 최대가 되도록 하는 두피 상의 위치는 여러 곳 일 수 있다. 다시 말해, 하나 이상의 최적 자극 위치 서브 정보 각각에 하나 이상의 자극이 부착되어 자극을 인가하는 경우, 자극 전달의 효율이 보다 향상될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the optimal magnetic pole position information may include one or more optimal magnetic pole position sub information. For example, one or more optimal magnetic pole position sub-information may be output through an optimal position determination model. That is, according to embodiments, there may be several locations on the scalp where electrical stimulation applied to the stimulation target point is maximized. In other words, when one or more stimuli are attached to each of the one or more optimal stimulation position sub-information to apply the stimuli, the efficiency of stimulation transmission can be further improved.
이를 위해, 서버(100)는 하나 이상의 최적 자극 위치 서브 정보 각각에 대응하여 두상 모델(330)에 하나 이상의 전극 부착 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 각 전극 부착 시뮬레이션은, 각 전극 모델이 각 최적 자극 위치 서브 정보에 대응하여 두상 모델(330)에 접촉 또는 부착되는 과정에 대한 정보를 제공하기 위한 것일 수 있다. 예컨대, 각 전극 부착 시뮬레이션을 통해 사용자의 실제 두피 여러 영역 상에 각각의 전극 패치를 어떻게 부착시켜야 하는지에 관련한 시각화정보를 제공받을 수 있다.To this end, the server 100 may perform one or more electrode attachment simulations on the head model 330 in correspondence with each of one or more optimal stimulation position sub-information. Each electrode attachment simulation may be intended to provide information about a process in which each electrode model is contacted or attached to the head model 330 in correspondence with each optimal stimulation position sub-information. For example, visualization information related to how to attach each electrode patch to various regions of the user's actual scalp may be provided through each electrode attachment simulation.
일 실시예에 따르면, 서버(100)는 하나 이상의 전극 부착 시뮬레이션 결과 두상 모델(330) 상에서 적어도 하나의 전극 모델(430)이 중첩하는지 여부를 식별할 수 있다. 예컨대, 전극 모델 각각의 배치 크기 또는 하나 이상의 최적 자극 위치 서브 정보에 따라, 두상 모델(330) 상에서 하나 이상의 전극 모델은 중첩될 수 있다. 또한, 서버(100)는 식별된 중첩 전극 모델에 기초하여 적어도 하나의 최적 자극 위치 서브 정보를 수정할 수 있다. 일 실시예에서, 서버(100)는 식별된 중첩 전극 모델에 기초하여 적어도 하나의 전극 모델의 구비 형상을 수정할 수 있다. According to an embodiment, the server 100 may identify whether at least one electrode model 430 overlaps on the head model 330 as a result of one or more electrode attachment simulations. For example, one or more electrode models may be overlapped on the head model 330 according to the arrangement size of each electrode model or one or more optimal stimulation position sub-information. Also, the server 100 may modify at least one piece of optimal stimulation position sub-information based on the identified overlapping electrode model. In one embodiment, the server 100 may modify the shape of at least one electrode model based on the identified overlapping electrode model.
다시 말해, 각 전극 모델의 배치 크기 또는 최적의 위치들 간의 거리 영향으로 인해, 하나 이상의 전극 부착 시뮬레이션 과정에서, 서로 중첩되는 전극 모델이 발생할 수 있다. 이 경우, 서버(100)는 중첩된 전극 모델 중 적어도 하나의 전극 모델이 다른 위치에 배치되도록 최적 자극 위치 서브 정보를 수정할 수 있다. 또한, 서버(100)는, 중첩된 전극 모델 중 적어도 하나의 전극 모델의 형상을 변경(예컨대, 서로 중첩되지 않도록 크기를 줄이거나 또는 형태를 변경)할 수 있다. In other words, electrode models overlapping each other may occur in a process of simulating one or more electrode attachments due to the effect of the arrangement size of each electrode model or the distance between optimal positions. In this case, the server 100 may modify the optimal stimulation position sub-information so that at least one electrode model among the overlapped electrode models is disposed at a different position. In addition, the server 100 may change the shape of at least one electrode model among the overlapping electrode models (eg, reduce the size or change the shape so that they do not overlap each other).
전술한 과정을 통해 서버(100)는 하나 이상의 전극 모델이 두상 모델(330)에 부착되는 과정에 관련한 하나 이상의 전극 부착 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 이러한, 전극 부착 시뮬레이션을 통해 사용자의 실제 두피 상 다양한 영역(즉, 최적의 자극 위치들 각각)에 전극 패치들 각각을 어떻게 부착시켜야 하는지에 관련한 시각화정보를 제공받을 수 있다. 또한, 서버(100)는 각 전극 모델 간의 중첩 가능성을 예측하고, 중첩될 것으로 예상되는 경우, 각 전극 간의 간섭이 발생하지 않도록 상이한 최적 자극 위치에 대한 정보를 제공하거나, 전극 모델의 형상을 변경할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 복수의 전극 패치 부착 과정에서 발생할 수 있는 간섭 상황에 대한 대응 방안에 관련한 정보를 획득할 수 있다.Through the above process, the server 100 may perform one or more electrode attachment simulations related to the process of attaching one or more electrode models to the head model 330 . Visualization information related to how to attach each of the electrode patches to various regions on the user's actual scalp (ie, each of the optimal stimulation positions) may be provided through the electrode attachment simulation. In addition, the server 100 may predict the possibility of overlapping between electrode models, and when overlapping is expected, provide information on different optimal stimulation positions or change the shape of the electrode models so that interference between electrodes does not occur. there is. Accordingly, the user may obtain information related to a countermeasure for an interference situation that may occur in a process of attaching a plurality of electrode patches.
전술한 인공지능 모델을 활용한 최적의 자극 위치 산출 방법은 도면에 도시된 순서도를 참조하여 설명하였다. 간단한 설명을 위해 인공지능 모델을 활용한 최적의 자극 위치 산출 방법은 일련의 블록들로 도시하여 설명하였으나, 본 발명은 상기 블록들의 순서에 한정되지 않고, 몇몇 블록들은 본 명세서에 도시되고 시술된 것과 상이한 순서로 수행되거나 또는 동시에 수행될 수 있다. 또한, 본 명세서 및 도면에 기재되지 않은 새로운 블록이 추가되거나, 일부 블록이 삭제 또는 변경된 상태로 수행될 수 있다.The optimal magnetic pole position calculation method using the above-described artificial intelligence model has been described with reference to the flowchart shown in the drawing. For a brief description, the optimal magnetic pole position calculation method using an artificial intelligence model has been illustrated and described as a series of blocks, but the present invention is not limited to the order of the blocks, and some blocks are shown and described herein. It may be performed in a different order or concurrently. In addition, new blocks not described in the present specification and drawings may be added, or some blocks may be deleted or changed.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. you will be able to understand Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

Claims (20)

  1. 컴퓨팅 장치에서 수행되는 방법에 있어서,In a method performed on a computing device,
    사용자 진단 정보에 기초하여 두상 모델을 생성하는 단계;generating a head model based on user diagnosis information;
    상기 두상 모델에 기초하여 구면 모델을 생성하는 단계;generating a spherical model based on the head model;
    상기 구면 모델에 관련한 복수의 구면 좌표 데이터 각각에 대응하는 복수의 전사 좌표 데이터를 식별하는 단계; 및identifying a plurality of transcriptional coordinate data corresponding to each of a plurality of spherical coordinate data associated with the spherical model; and
    상기 복수의 전사 좌표 데이터를 최적 위치 결정 모델의 입력으로 처리하여 최적 자극 위치 정보를 획득하는 단계; 를 포함하며,obtaining optimal magnetic pole position information by processing the plurality of transcriptional coordinate data as an input of an optimal positioning model; Including,
    상기 복수의 전사 좌표 데이터는,The plurality of transcriptional coordinate data,
    상기 두상 모델 상에 표현 가능한 직교 좌표에 관련한 데이터인 것을 특징으로 하는,Characterized in that the data related to orthogonal coordinates that can be expressed on the head model,
    인공지능 모델을 활용한 최적의 자극 위치 산출 방법.A method for calculating the optimal stimulation position using an artificial intelligence model.
  2. 제1항에 있어서,According to claim 1,
    상기 사용자 진단 정보는,The user diagnostic information,
    상기 두상 모델 생성에 기반이 되는 정보로, 사용자의 뇌 또는 두상에 관한 의료 영상 정보를 포함하며,Information based on the generation of the head model, including medical image information on the user's brain or head;
    상기 두상 모델은,The head model,
    실제 사용자의 뇌 또는 두상에 관련한 3차원 뇌지도 모델이며,It is a 3D brain map model related to the brain or head of an actual user,
    상기 구면 모델은,The spherical model,
    특정 반지름을 갖는 3차원 구 모델의 적어도 일부를 통해 구현되며,It is implemented through at least a part of a three-dimensional sphere model having a specific radius,
    상기 복수의 구면 좌표 데이터는,The plurality of spherical coordinate data,
    상기 구면 모델 내에서 표현 가능한 구면 좌표에 관련한 데이터인 것을 특징으로 하는,Characterized in that the data related to spherical coordinates that can be expressed in the spherical model,
    인공지능 모델을 활용한 최적의 자극 위치 산출 방법.A method for calculating the optimal stimulation position using an artificial intelligence model.
  3. 제1항에 있어서,According to claim 1,
    상기 사용자 진단 정보에 기초하여 두상 모델을 생성하는 단계는,Generating a head model based on the user diagnostic information includes:
    상기 사용자 진단 정보를 이미지 영역 분류 모델의 입력으로 처리하여 하나 이상의 뇌 영역 이미지를 획득하는 단계:Acquiring one or more brain region images by processing the user diagnostic information as an input of an image region classification model:
    상기 하나 이상의 뇌 영역 이미지에 대한 전처리를 수행하는 단계; 및performing pre-processing on the one or more brain region images; and
    상기 전처리된 하나 이상의 뇌 영역 이미지에 기초하여 상기 두상 모델을 생성하는 단계; 를 포함하며,generating the head model based on the preprocessed one or more brain region images; Including,
    상기 이미지 영역 분류 모델은,The image region classification model,
    CNN(Convolutional Neural Network) 기반의 신경망 모델로, 복수의 사용자 진단 정보에 관련한 학습 입력 데이터 및 상기 각 사용자 진단 정보에 대응하는 뇌 영역 분류 정보에 관련한 학습 출력 데이터를 포함하는 학습 데이터를 통해 학습되는 것을 특징으로 하는,A convolutional neural network (CNN)-based neural network model that learns through learning data including learning input data related to a plurality of user diagnostic information and learning output data related to brain region classification information corresponding to each user diagnostic information. characterized by,
    인공지능 모델을 활용한 최적의 자극 위치 산출 방법.A method for calculating the optimal stimulation position using an artificial intelligence model.
  4. 제3항에 있어서,According to claim 3,
    상기 사용자 진단 정보에 기초하여 구면 모델을 생성하는 단계는,Generating a spherical model based on the user diagnosis information,
    상기 두상 모델의 중심점을 기준으로 하나 이상의 구를 전개시키는 단계; developing one or more spheres based on the central point of the head model;
    상기 전개된 하나 이상의 구 중 구의 표면과 상기 두상 모델의 표면의 거리가 최소화되며, 반지름이 최대인 제1구를 식별하는 단계; 및identifying a first sphere having a maximum radius and a minimum distance between a surface of the sphere and a surface of the head model among the one or more developed spheres; and
    상기 식별된 제1구에 기초하여 상기 구면 모델을 생성하는 단계; 를 포함하는,generating the spherical model based on the identified first sphere; including,
    인공지능 모델을 활용한 최적의 자극 위치 산출 방법.A method for calculating the optimal stimulation position using an artificial intelligence model.
  5. 제1항에 있어서,According to claim 1,
    상기 최적 위치 결정 모델은,The optimal positioning model,
    상기 복수의 전사 좌표 데이터 각각에 대응하는 뇌 활성도 예측 정보를 도출하고, 도출된 뇌활성도 예측 정보 각각과 상기 복수의 전사 좌표 데이터 각각에 대응하는 기준 뇌 활성도 정보 각각과의 차이에 관련한 손실함수(loss function)가 미리 정해진 기준치 이하인 최적의 전사 좌표 데이터를 식별하고, 식별된 상기 최적의 전사 좌표 데이터에 기반하여 상기 최적 자극 위치 정보를 출력하는 것을 특징으로 하는,Deriving brain activity prediction information corresponding to each of the plurality of transcriptional coordinate data, and a loss function related to the difference between each of the derived brain activity prediction information and each of the reference brain activity information corresponding to each of the plurality of transcriptional coordinate data function) identifies optimal transcriptional coordinate data that is less than or equal to a predetermined reference value, and outputs the optimal stimulation position information based on the identified optimal transcriptional coordinate data.
    인공지능 모델을 활용한 최적의 자극 위치 산출 방법.A method for calculating the optimal stimulation position using an artificial intelligence model.
  6. 제1항에 있어서,According to claim 1,
    상기 방법은,The method,
    상기 복수의 구면 좌표 데이터 중 적어도 둘 이상의 구면 좌표 데이터가 상기 두상 모델 상의 일 지점을 중첩하여 지시하는지 여부를 판별하는 단계; 및determining whether at least two or more spherical coordinate data among the plurality of spherical coordinate data overlap and indicate a point on the head model; and
    상기 적어도 둘 이상의 구면 좌표 데이터가 상기 두상 모델 상의 일 지점을 중첩하여 지시하는 경우, 상기 적어도 둘 이상의 구면 좌표 데이터 중 일부에 대한 수정을 수행하는 단계; modifying some of the at least two or more spherical coordinate data when the at least two or more spherical coordinate data overlap and indicate a point on the head model;
    를 포함하는,including,
    인공지능 모델을 활용한 최적의 자극 위치 산출 방법.A method for calculating the optimal stimulation position using an artificial intelligence model.
  7. 제6항에 있어서,According to claim 6,
    상기 적어도 둘 이상의 구면 좌표 데이터 중 일부에 대한 수정을 수행하는 단계는,The step of correcting some of the at least two or more spherical coordinate data,
    상기 두상 모델 상의 일 지점을 중첩하여 지시하는 적어도 둘 이상의 구면 좌표 데이터 중 적어도 하나의 구면 좌표 데이터를 제거하는 단계; 또는,removing at least one spherical coordinate data among at least two or more spherical coordinate data indicating overlapping points on the head model; or,
    상기 두상 모델 상의 일 지점을 중첩하여 지시하는 적어도 둘 이상의 구면 좌표 데이터 중 적어도 하나의 구면 좌표 데이터의 좌표를 보정하는 단계; correcting the coordinates of at least one spherical coordinate data among at least two or more spherical coordinate data indicating overlapping points on the head model;
    중 적어도 하나의 단계를 포함하는,Including at least one step of
    인공지능 모델을 활용한 최적의 자극 위치 산출 방법.A method for calculating the optimal stimulation position using an artificial intelligence model.
  8. 제1항에 있어서,According to claim 1,
    상기 방법은,The method,
    상기 최적 자극 위치 정보에 대응하는 제1위치에 전극 모델을 배치시키는 단계; 및arranging an electrode model at a first position corresponding to the information on the optimal position of the magnetic pole; and
    상기 제1위치에 위치한 상기 전극 모델을 상기 최적 자극 위치 정보에 대응하는 위치로 점진적으로 이동시켜 상기 두상 모델에 대한 전극 부착 시뮬레이션을 수행하는 단계; 를 더 포함하며,performing electrode attachment simulation on the head model by gradually moving the electrode model located at the first position to a position corresponding to the optimal stimulation position information; Including more,
    상기 제1위치는,The first position is
    상기 최적 자극 위치 정보의 노멀 벡터(Normal Vector) 방향에 일 위치인,A position in the direction of the normal vector of the optimal stimulus position information,
    인공지능 모델을 활용한 최적의 자극 위치 산출 방법.A method for calculating the optimal stimulation position using an artificial intelligence model.
  9. 프로세서;processor;
    네트워크 인터페이스;network interface;
    메모리; 및Memory; and
    상기 메모리에 로드(load)되고, 상기 프로세서에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램을 포함하되,A computer program loaded into the memory and executed by the processor,
    상기 컴퓨터 프로그램은,The computer program,
    사용자 진단 정보에 기초하여 두상 모델을 생성하는 인스트럭션(instruction);instructions for generating a head model based on user diagnosis information;
    상기 두상 모델에 기초하여 구면 모델을 생성하는 인스트럭션;instructions for generating a spherical model based on the head model;
    상기 구면 모델에 관련한 복수의 구면 좌표 데이터 각각에 대응하는 복수의 전사 좌표 데이터를 식별하는 인스트럭션; 및instructions for identifying a plurality of transcribed coordinate data corresponding to each of a plurality of spherical coordinate data related to the spherical model; and
    상기 복수의 전사 좌표 데이터를 최적 위치 결정 모델의 입력으로 처리하여 최적 자극 위치 정보를 획득하는 인스트럭션; 를 포함하며,an instruction for obtaining optimal magnetic pole position information by processing the plurality of transcriptional coordinate data as an input of an optimal positioning model; Including,
    상기 복수의 전사 좌표 데이터는, The plurality of transcriptional coordinate data,
    상기 두상 모델 상에 표현 가능한 직교 좌표에 관련한 데이터인 것을 특징으로 하는, Characterized in that the data related to orthogonal coordinates that can be expressed on the head model,
    인공지능 모델을 활용하여 최적의 자극 위치를 산출하는 서버.A server that calculates the optimal stimulation location using an artificial intelligence model.
  10. 컴퓨팅 장치와 결합되어, Combined with a computing device,
    사용자 진단 정보에 기초하여 두상 모델을 생성하는 단계; generating a head model based on user diagnosis information;
    상기 두상 모델에 기초하여 구면 모델을 생성하는 단계; generating a spherical model based on the head model;
    상기 구면 모델에 관련한 복수의 구면 좌표 데이터 각각에 대응하는 복수의 전사 좌표 데이터─상기 복수의 전사 좌표 데이터는, 상기 두상 모델 상에 표현 가능한 직교 좌표에 관련한 데이터인 것을 특징으로 함─를 식별하는 단계; 및Identifying a plurality of transferred coordinate data corresponding to each of a plurality of spherical coordinate data related to the spherical model, characterized in that the plurality of transferred coordinate data is data related to Cartesian coordinates that can be expressed on the head model. ; and
    상기 복수의 전사 좌표 데이터를 최적 위치 결정 모델의 입력으로 처리하여 최적 자극 위치 정보를 획득하는 단계; 를 실행시키기 위하여 컴퓨터로 판독가능한 기록매체에 저장된,obtaining optimal magnetic pole position information by processing the plurality of transcriptional coordinate data as an input of an optimal positioning model; Stored in a computer-readable recording medium to execute,
    컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록된 컴퓨터프로그램.A computer program recorded on a computer-readable recording medium.
  11. 컴퓨팅 장치에서 수행되는 방법에 있어서,In a method performed on a computing device,
    최적 자극 위치 정보에 기반하여 두상 모델을 기준으로 제1위치에 전극 모델을 배치시키는 단계; 및arranging an electrode model at a first position with respect to the head model based on the optimal stimulation position information; and
    상기 제1위치에 위치한 상기 전극 모델을 상기 최적 자극 위치 정보에 대응하는 위치로 점진적으로 이동시켜 상기 두상 모델에 대한 전극 부착 시뮬레이션을 수행하는 단계; 를 포함하며, performing electrode attachment simulation on the head model by gradually moving the electrode model located at the first position to a position corresponding to the optimal stimulation position information; Including,
    상기 제1위치는,The first position is
    상기 최적 자극 위치 정보의 노멀 벡터(Normal Vector) 방향에 일 위치인 것을 특징으로 하는,Characterized in that it is a position in the direction of the normal vector of the optimal stimulus position information,
    전극 모델 시뮬레이션 방법.Electrode model simulation method.
  12. 제11항에 있어서,According to claim 11,
    상기 방법은,The method,
    상기 사용자 진단 정보를 이미지 영역 분류 모델의 입력으로 처리하여 하나 이상의 뇌 영역 이미지를 획득하는 단계:Acquiring one or more brain region images by processing the user diagnostic information as an input of an image region classification model:
    상기 하나 이상의 뇌 영역 이미지에 대한 전처리를 수행하는 단계; 및performing pre-processing on the one or more brain region images; and
    상기 전처리된 하나 이상의 뇌 영역 이미지에 기초하여 상기 두상 모델을 생성하는 단계; 를 더 포함하며,generating the head model based on the preprocessed one or more brain region images; Including more,
    상기 이미지 영역 분류 모델은,The image region classification model,
    CNN(Convolutional Neural Network) 기반의 신경망 모델로, 복수의 사용자 진단 정보에 관련한 학습 입력 데이터 및 상기 각 사용자 진단 정보에 대응하는 뇌 영역 분류 정보에 관련한 학습 출력 데이터를 포함하는 학습 데이터를 통해 학습되는 것을 특징으로 하는,A convolutional neural network (CNN)-based neural network model that learns through learning data including learning input data related to a plurality of user diagnostic information and learning output data related to brain region classification information corresponding to each user diagnostic information. characterized by,
    전극 모델 시뮬레이션 방법.Electrode model simulation method.
  13. 제11항에 있어서,According to claim 11,
    상기 전극 모델은, The electrode model,
    상기 두상 모델과 접촉 가능한 제1면; 및a first surface contactable with the head model; and
    상기 제1면에 대응하는 제2면;a second surface corresponding to the first surface;
    을 포함하며,Including,
    상기 제1면 및 상기 제2면 각각을 형성하는 좌표들은, 동방향의 지향성을 갖는 것을 특징으로 하는, Characterized in that the coordinates forming each of the first surface and the second surface have directivity in the same direction,
    전극 모델 시뮬레이션 방법.Electrode model simulation method.
  14. 제13항에 있어서,According to claim 13,
    상기 전극 부착 시뮬레이션을 수행하는 단계는,The step of performing the electrode attachment simulation,
    상기 제1면과 상기 두상 모델이 접촉되는 경우, 상기 전극 모델의 이동을 중지하는 단계;stopping the movement of the electrode model when the first surface and the head model are in contact with each other;
    상기 이동이 중지된 전극 모델의 제1면에 관련한 복수의 제1좌표 각각의 이동 거리를 산출하는 단계; 및calculating a movement distance of each of a plurality of first coordinates related to the first surface of the electrode model in which the movement is stopped; and
    상기 복수의 제1좌표 각각의 이동 거리에 기반하여 상기 제2면에 관련한 복수의 제2좌표 각각을 이동시키는 단계; moving each of the plurality of second coordinates related to the second surface based on the movement distance of each of the plurality of first coordinates;
    를 포함하는,including,
    전극 모델 시뮬레이션 방법. Electrode model simulation method.
  15. 제14항에 있어서,According to claim 14,
    상기 복수의 제1좌표 각각의 이동 거리에 기반하여 상기 제2면에 관련한 복수의 제2좌표 각각을 이동시키는 단계는,The step of moving each of the plurality of second coordinates related to the second surface based on the movement distance of each of the plurality of first coordinates,
    상기 복수의 제1좌표 각각과 상기 복수의 제2좌표 각각을 매칭시키는 단계;matching each of the plurality of first coordinates with each of the plurality of second coordinates;
    상기 복수의 제1좌표 각각의 이동 거리를 식별하는 단계; 및identifying a movement distance of each of the plurality of first coordinates; and
    상기 복수의 제1좌표 각각의 이동 거리에 기반하여 상기 복수의 제1좌표 각각에 매칭된 상기 복수의 제2좌표 각각을 이동시키는 단계; 를 포함하는,moving each of the plurality of second coordinates matched with each of the plurality of first coordinates based on the movement distance of each of the plurality of first coordinates; including,
    전극 모델 시뮬레이션 방법.Electrode model simulation method.
  16. 제11항에 있어서,According to claim 11,
    상기 방법은,The method,
    상기 두상 모델과 접촉된 전극 모델을 기준으로 후보 전극 모델을 부착시키는 단계;attaching a candidate electrode model based on an electrode model in contact with the head model;
    를 더 포함하며, Including more,
    상기 후보 전극 모델은,The candidate electrode model,
    상기 두상 모델 상에, 상기 전극 모델로부터 미리 정해진 이격 거리 이내 부착되는 것을 특징으로 하는,Characterized in that it is attached within a predetermined distance from the electrode model on the head model,
    전극 모델 시뮬레이션 방법.Electrode model simulation method.
  17. 제16항에 있어서,According to claim 16,
    상기 두상 모델과 접촉된 전극 모델을 기준으로 후보 전극 모델을 부착시키는 단계는,The step of attaching a candidate electrode model based on the electrode model in contact with the head model,
    상기 전극 모델의 부착 위치에 기초하여 상기 후보 전극 모델을 위치시키는 단계; locating the candidate electrode model based on the attachment position of the electrode model;
    상기 후보 전극 모델의 orientation angle를 순차적으로 변화시키고, 상기 orientation angle의 변화에 따른 복수의 방향 벡터를 획득하는 단계; sequentially changing orientation angles of the candidate electrode models and acquiring a plurality of direction vectors according to the orientation angle changes;
    상기 획득된 복수의 방향 벡터와 상기 전극 모델의 제1방향 벡터의 비교에 기초하여 상기 두상 모델 상에서 상기 후보 전극 모델의 부착 방향으로 결정하는 단계; determining an attachment direction of the candidate electrode model on the head model based on a comparison between the obtained plurality of direction vectors and a first direction vector of the electrode model;
    를 포함하는,including,
    전극 모델 시뮬레이션 방법.Electrode model simulation method.
  18. 제11항에 있어서,According to claim 11,
    상기 최적 자극 위치 정보는, The optimal stimulation position information,
    하나 이상의 최적 자극 위치 서브 정보를 포함하며, one or more optimal pole position sub-information;
    상기 방법은,The method,
    상기 하나 이상의 최적 자극 위치 서브 정보 각각에 대응하여 상기 두상 모델에 대한 하나 이상의 전극 부착 시뮬레이션을 수행하는 단계;performing at least one electrode attachment simulation on the head model in correspondence with each of the at least one optimal stimulation position sub-information;
    상기 하나 이상의 전극 부착 시뮬레이션 결과 상기 두상 모델 상에서 적어도 하나의 전극 모델이 중첩되는지 여부를 식별하는 단계; 및identifying whether at least one electrode model overlaps on the head model as a result of the simulation of attaching the one or more electrodes; and
    상기 식별된 중첩 전극 모델에 기초하여 적어도 하나의 최적 자극 위치 서브 정보를 수정하는 단계; 를 포함하는,modifying at least one optimal magnetic pole position sub-information based on the identified overlapping electrode model; including,
    전극 모델 시뮬레이션 방법.Electrode model simulation method.
  19. 프로세서;processor;
    네트워크 인터페이스;network interface;
    메모리; 및Memory; and
    상기 메모리에 로드(load)되고, 상기 프로세서에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램을 포함하되,A computer program loaded into the memory and executed by the processor,
    상기 컴퓨터 프로그램은,The computer program,
    컴퓨팅 장치에서 수행되는 방법에 있어서,In a method performed on a computing device,
    최적 자극 위치 정보에 기반하여 두상 모델을 기준으로 제1위치에 전극 모델을 배치시키는 인스트럭션(instruction); 및an instruction for arranging an electrode model at a first position with respect to the head model based on information on optimal stimulation positions; and
    상기 제1위치에 위치한 상기 전극 모델을 상기 최적 자극 위치 정보에 대응하는 위치로 점진적으로 이동시켜 상기 두상 모델에 대한 전극 부착 시뮬레이션을 수행하는 인스트럭션; 을 포함하며,instructions for performing electrode attachment simulation on the head model by gradually moving the electrode model located at the first position to a position corresponding to the optimal stimulation position information; Including,
    상기 제1위치는,The first position is
    상기 최적 자극 위치 정보의 노멀 벡터(Normal Vector) 방향에 일 위치인 것을 특징으로 하는,Characterized in that it is a position in the direction of the normal vector of the optimal stimulus position information,
    전극 모델을 시뮬레이션 하기 위한 서버.Server for simulating electrode models.
  20. 컴퓨팅 장치와 결합되어, Combined with a computing device,
    최적 자극 위치 정보에 기반하여 두상 모델을 기준으로 제1위치─상기 제1위치는, 상기 최적 자극 위치 정보의 노멀 벡터(Normal Vector) 방향에 일 위치임─에 전극 모델을 배치시키는 단계; 및arranging an electrode model at a first position with reference to the head model based on optimal stimulation position information, wherein the first position is a position in a direction of a normal vector of the optimal stimulation position information; and
    상기 제1위치에 위치한 상기 전극 모델을 상기 최적 자극 위치 정보에 대응하는 위치로 점진적으로 이동시켜 상기 두상 모델에 대한 전극 부착 시뮬레이션을 수행하는 단계; 를 실행시키기 위하여 컴퓨터로 판독가능한 기록매체에 저장된,performing electrode attachment simulation on the head model by gradually moving the electrode model located at the first position to a position corresponding to the optimal stimulation position information; Stored in a computer-readable recording medium to execute,
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115830105A (en) * 2023-02-14 2023-03-21 华科精准(北京)医疗科技有限公司 Electrode positioning device of electrode slice and electroencephalogram monitoring navigation system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012155152A (en) * 2011-01-26 2012-08-16 Nagoya Institute Of Technology Virtual neurosurgical operation simulator
KR20180051750A (en) * 2016-11-08 2018-05-17 (주)와이브레인 System for personalized brain wave screening using induced resonance effect from brain region and methods
KR20190028900A (en) * 2017-09-11 2019-03-20 뉴로핏 주식회사 Method and program for navigating tms stimulation
KR20200106602A (en) * 2019-03-05 2020-09-15 뉴로핏 주식회사 Method and apparatus for brain image correction using brain structure
KR20200138111A (en) * 2019-01-31 2020-12-09 뉴로핏 주식회사 Method, device and program for providing position information based on 10-20 system
KR20210011471A (en) * 2019-03-05 2021-02-01 뉴로핏 주식회사 Method and apparatus for brain image correction using brain structure

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012155152A (en) * 2011-01-26 2012-08-16 Nagoya Institute Of Technology Virtual neurosurgical operation simulator
KR20180051750A (en) * 2016-11-08 2018-05-17 (주)와이브레인 System for personalized brain wave screening using induced resonance effect from brain region and methods
KR20190028900A (en) * 2017-09-11 2019-03-20 뉴로핏 주식회사 Method and program for navigating tms stimulation
KR20200138111A (en) * 2019-01-31 2020-12-09 뉴로핏 주식회사 Method, device and program for providing position information based on 10-20 system
KR20200106602A (en) * 2019-03-05 2020-09-15 뉴로핏 주식회사 Method and apparatus for brain image correction using brain structure
KR20210011471A (en) * 2019-03-05 2021-02-01 뉴로핏 주식회사 Method and apparatus for brain image correction using brain structure

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115830105A (en) * 2023-02-14 2023-03-21 华科精准(北京)医疗科技有限公司 Electrode positioning device of electrode slice and electroencephalogram monitoring navigation system

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