WO2024101759A1 - Method, program, and device for analyzing electrocardiogram data - Google Patents

Method, program, and device for analyzing electrocardiogram data Download PDF

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WO2024101759A1
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ecg
electrocardiogram
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principal component
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PCT/KR2023/017193
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권준명
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주식회사 메디컬에이아이
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    • G16H50/20ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics for computer-aided diagnosis, e.g. based on medical expert systems

Definitions

  • the present disclosure relates to data processing technology in the medical field, and specifically relates to a method of facilitating analysis by reducing the dimension of feature data extracted from electrocardiogram signals.
  • An electrocardiogram is a graphical recording of potentials related to heartbeat on the surface of the body.
  • the electrocardiogram has the advantage of being relatively inexpensive, non-invasive, and easily repeatable recording.
  • An electrocardiogram refers to a recording of electrical signals occurring in the heart, and can usually be measured at a length of about 10 seconds.
  • the heart is recorded beating several times in 10 seconds, and the recording of one beat of the heart can be called 1 beat.
  • One beat of an electrocardiogram may include a P wave corresponding to atrial depolarization, a QRS wave corresponding to ventricular depolarization, and a T wave corresponding to ventricular repolarization.
  • the extracted features are 'PR INTERVAL', which is the interval from the start point of the P wave to the start point of the QRS wave, 'QRS duration', which is the interval of the QRS wave, 'P AREA', which is the area of the + area among the P waves, and the + value among the P waves.
  • 'PR INTERVAL' which is the interval from the start point of the P wave to the start point of the QRS wave
  • 'QRS duration' which is the interval of the QRS wave
  • 'P AREA' which is the area of the + area among the P waves
  • This may include 'P AMP', which is the voltage value of the highest point.
  • the present disclosure was developed in response to the above-described background technology, and its purpose is to provide a method of reducing the dimension of ECG feature data extracted from ECG signals and converting them into data in a form that is easy to analyze.
  • a method of analyzing electrocardiogram data which is performed by a computing device, is disclosed according to an embodiment of the present disclosure for realizing the above-described problem.
  • the method includes obtaining an electrocardiogram signal, generating electrocardiogram feature data including a plurality of features based on the electrocardiogram signal, and reducing the dimension of the electrocardiogram feature data based on one or more principal components to obtain electrocardiogram principal component data. It may include the step of generating.
  • the one or more main components are characterized in that the plurality of features are merged based on the correlation between the plurality of features.
  • generating the ECG feature data may include extracting n features (n is a natural number) based on a preset feature extraction algorithm.
  • generating the ECG feature data may include inferring n features by inputting the ECG signal into a pre-trained first neural network model.
  • the principal component may be characterized as including a first principal component corresponding to the dimensional axis in which the variance of the ECG principal component data is greatest.
  • the method may further include visualizing the first principal component and the ECG principal component data in a first graph.
  • the first graph may include first disease area information.
  • the main component may further include a second main component orthogonal to the first main component.
  • the method may further include visualizing the ECG feature data in a second graph based on the first principal component and the second principal component.
  • the step of predicting a disease corresponding to the ECG main component data by inputting the ECG main component data into a pre-trained second neural network model may be further included.
  • a computer program stored in a computer-readable storage medium When the computer program runs on one or more processors, it performs operations for analyzing electrocardiogram data. At this time, the operations include acquiring an ECG signal, generating ECG feature data including a plurality of features based on the ECG signal, and reducing the dimension of the ECG feature data based on one or more main components, An operation for generating principal component data may be included.
  • the one or more main components are characterized in that the plurality of features are merged based on the correlation between the plurality of features.
  • a computing device for inputting electrocardiogram data through an image projection method.
  • the device includes a processor including at least one core; a memory containing program codes executable on the processor; And it may include a network unit for acquiring electrocardiogram data.
  • the processor acquires an ECG signal, generates ECG feature data including a plurality of features based on the ECG signal, reduces the dimension of the ECG feature data based on one or more main components, and generates ECG main component data. creates .
  • the one or more main components are characterized in that the plurality of features are merged based on the correlation between the plurality of features.
  • the present disclosure can convert ECG feature data including a plurality of features into a form that is easy to analyze by using a data dimension reduction method including principal component analysis.
  • the present disclosure enables intuitive analysis by visualizing ECG feature data with reduced dimensionality.
  • the present disclosure can predict a user's disease based on dimensionally reduced ECG feature data.
  • 1 is a diagram explaining ECG feature data extracted from an ECG signal.
  • FIG. 2 is a block diagram of a computing device according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 3 is a block diagram illustrating an electrocardiogram data analysis device according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 4 is a block diagram illustrating a neural network model according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a method of reducing the dimension of ECG feature data in the ECG data analysis method according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 6 is a diagram visualizing the result of reducing the dimension of ECG data according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a method for visualizing ECG data according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 8 is a block diagram illustrating a neural network model according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a flowchart explaining an ECG data analysis method according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 10 is a flowchart explaining an ECG data analysis method according to an embodiment of the present disclosure.
  • the term “or” is intended to mean an inclusive “or” and not an exclusive “or.” That is, unless otherwise specified in the present disclosure or the meaning is not clear from the context, “X uses A or B” should be understood to mean one of natural implicit substitutions. For example, unless otherwise specified in the present disclosure or the meaning is not clear from the context, “X uses A or B” means that It can be interpreted as one of the cases where all B is used.
  • N is a natural number
  • N is a natural number
  • components performing different functional roles may be distinguished as first components or second components.
  • components that are substantially the same within the technical spirit of the present disclosure but must be distinguished for convenience of explanation may also be distinguished as first components or second components.
  • acquisition used in this disclosure is understood to mean not only receiving data through a wired or wireless communication network with an external device or system, but also generating data in an on-device form. It can be.
  • module refers to a computer-related entity, firmware, software or part thereof, hardware or part thereof.
  • the “module” or “unit” can be understood as a term referring to an independent functional unit that processes computing resources, such as a combination of software and hardware.
  • the “module” or “unit” may be a unit composed of a single element, or may be a unit expressed as a combination or set of multiple elements.
  • a “module” or “part” in the narrow sense is a hardware element or set of components of a computing device, an application program that performs a specific function of software, a process implemented through the execution of software, or a program. It can refer to a set of instructions for execution, etc.
  • module or “unit” may refer to the computing device itself constituting the system, or an application running on the computing device.
  • module or “unit” may be defined in various ways within a range understandable to those skilled in the art based on the contents of the present disclosure.
  • model refers to a system implemented using mathematical concepts and language to solve a specific problem, a set of software units to solve a specific problem, or a process to solve a specific problem. It can be understood as an abstract model of a process.
  • a neural network “model” may refer to an overall system implemented as a neural network that has problem-solving capabilities through learning. At this time, the neural network can have problem-solving capabilities by optimizing parameters connecting nodes or neurons through learning.
  • a neural network “model” may include a single neural network or a neural network set in which multiple neural networks are combined.
  • FIG. 2 is a block diagram of a computing device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the computing device 100 may be a hardware device or part of a hardware device that performs comprehensive processing and calculation of data, or may be a software-based computing environment connected to a communication network.
  • the computing device 100 may be a server that performs intensive data processing functions and shares resources, or it may be a client that shares resources through interaction with the server.
  • the computing device 100 may be a cloud system in which a plurality of servers and clients interact to comprehensively process data. Since the above description is only an example related to the type of computing device 100, the type of computing device 100 may be configured in various ways within a range understandable to those skilled in the art based on the contents of the present disclosure.
  • the computing device 100 may include a processor 110, a memory 120, and a network unit 130. However, since FIG. 2 is only an example, the computing device 100 may include other components for implementing a computing environment. Additionally, only some of the configurations disclosed above may be included in computing device 100.
  • the processor 110 may be understood as a structural unit including hardware and/or software for performing computing operations.
  • the processor 110 may read a computer program to extract features of an ECG signal and perform principal component analysis on the extracted features.
  • the processor 110 can read a computer program and perform data processing for machine learning.
  • the processor 110 can process computational processes such as processing input data for machine learning, extracting features for machine learning, and calculating errors based on backpropagation.
  • the processor 110 for performing such data processing includes a central processing unit (CPU), a general purpose graphics processing unit (GPGPU), a tensor processing unit (TPU), and a custom processing unit (TPU).
  • CPU central processing unit
  • GPU general purpose graphics processing unit
  • TPU tensor processing unit
  • TPU custom processing unit
  • processor 110 may include a semiconductor (ASIC: application specific integrated circuit), or a field programmable gate array (FPGA: field programmable gate array). Since the type of processor 110 described above is only an example, the type of processor 110 may be configured in various ways within a range understandable to those skilled in the art based on the contents of the present disclosure.
  • ASIC application specific integrated circuit
  • FPGA field programmable gate array
  • the processor 110 may generate ECG feature data based on the ECG signal.
  • the processor 110 may reduce the dimension of ECG feature data. Additionally, the processor 110 may visualize the dimensionally reduced ECG feature data or predict the health status of the ECG measurement target using the dimensionally reduced ECG feature data.
  • the processor 110 may learn a deep learning model that extracts ECG features by using ECG signals as input. Additionally, the processor 110 may use the learned deep learning model to generate ECG feature data including a user-specified number of ECG features based on the ECG signal, which is the inference target data. The processor 110 may extract ECG features using a rule-based algorithm.
  • the processor 110 may reduce the dimensionality of ECG feature data using principal component analysis. Additionally, the processor 110 can visualize the ECG feature data with reduced dimensions to be expressed in a virtual space. Through this data dimension reduction and visualization, the processor 110 can process the data into a form that allows even people without expert knowledge of electrocardiograms to intuitively understand the analysis results. In addition, the processor 110 can learn a deep learning model that diagnoses the type, onset, and course of a disease for the measurement target or predicts the onset of the disease, based on electrocardiogram data whose dimensions have been reduced through principal component analysis. there is. The processor 110 can use dimensionality reduction data to enable a deep learning model to easily perform data interpretation and learning. In addition, the processor 110 can predict, diagnose, or classify the health status of the subject of electrocardiogram measurement based on the dimensionality reduction data that is the subject of inference using the learned deep learning model.
  • the memory 120 may be understood as a structural unit including hardware and/or software for storing and managing data processed in the computing device 100. That is, the memory 120 can store any type of data generated or determined by the processor 110 and any type of data received by the network unit 130.
  • the memory 120 may be a flash memory type, hard disk type, multimedia card micro type, card type memory, or random access memory (RAM). ), SRAM (static random access memory), ROM (read-only memory), EEPROM (electrically erasable programmable read-only memory), PROM (programmable read-only memory), magnetic memory , may include at least one type of storage medium among a magnetic disk and an optical disk.
  • the memory 120 may include a database system that controls and manages data in a predetermined system. Since the type of memory 120 described above is only an example, the type of memory 120 may be configured in various ways within a range understandable to those skilled in the art based on the contents of the present disclosure.
  • the memory 120 can manage data required for the processor 110 to perform operations, a combination of data, and program code executable on the processor 110 by structuring and organizing them.
  • the memory 120 may store ECG data received through the network unit 130, which will be described later.
  • the memory 120 includes program code for mathematical operations that generate ECG feature data and perform dimensionality reduction, program code that operates the neural network model to perform learning by receiving ECG data, and a computing device that receives ECG data from the neural network model.
  • Program code that operates to perform inference according to the purpose of use of (100) and processed data generated as the program code is executed may be stored.
  • the network unit 130 may be understood as a structural unit that transmits and receives data through any type of known wired or wireless communication system.
  • the network unit 130 is a local area network (LAN), wideband code division multiple access (WCDMA), long term evolution (LTE), and WiBro (wireless).
  • broadband internet 5th generation mobile communication (5G), ultra wide-band wireless communication, ZigBee, radio frequency (RF) communication, wireless LAN, wireless fidelity ), data transmission and reception can be performed using a wired or wireless communication system such as near field communication (NFC), or Bluetooth. Since the above-described communication systems are only examples, the wired and wireless communication systems for data transmission and reception of the network unit 130 may be applied in various ways other than the above-described examples.
  • the network unit 130 may receive data necessary for the processor 110 to perform operations through wired or wireless communication with any system or client. Additionally, the network unit 130 may transmit data generated through the calculation of the processor 110 through wired or wireless communication with any system or any client. For example, the network unit 130 may receive ECG data through communication with a database in a hospital environment, a cloud server that performs tasks such as standardization of medical data, or the computing device 100. The network unit 130 transmits the output data of the neural network model, intermediate data derived from the calculation process of the processor 110, processed data, etc. through communication with the above-described database, server, or computing device 100. You can.
  • Figure 3 is a block diagram illustrating an electrocardiogram data analysis device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the ECG data analysis device 200 may include an input module 210, a feature extraction module 220, and a main component data generation module 230.
  • the ECG data analysis device 200 may further include a visualization module 240 or an analysis module 250.
  • the input module 210 may be an electrocardiogram measurement device that directly measures the user's electrocardiogram signal or a communication module for receiving the electrocardiogram signal transmitted through a network. If the input module 210 is a communication module for receiving an electrocardiogram signal, the input module 210 may correspond to the network unit 130 of FIG. 1.
  • the feature extraction module 220 may extract one or more features from the user's ECG signal based on a preset feature extraction algorithm.
  • the feature extraction module 220 may include a first neural network model for inferring n features by inputting an ECG signal.
  • the first neural network model may be learned based on the ECG signal and a plurality of features extracted from the ECG signal using a preset algorithm.
  • the principal component data generation module 230 may reduce the dimension of ECG feature data and generate ECG principal component data based on principal component analysis. For example, the principal component data generation module 230 may convert a plurality of feature variables into one principal component. The specific principal component analysis method is explained in FIG. 5.
  • the visualization module 240 may display ECG main component data including one, two, or three main components on a graph and provide it to the user.
  • the specific visualization method is explained in Figure 7.
  • the analysis module 250 can predict diseases corresponding to ECG main component data using statistical methods.
  • the analysis module 250 may include a second neural network model learned with ECG principal component data and disease information determined based on the ECG principal component data.
  • the second neural network model for predicting the user's disease can generate disease prediction data by inputting electrocardiogram main component data.
  • Figure 4 is a block diagram illustrating a neural network model according to an embodiment of the present disclosure.
  • the neural network model 320 may be learned based on the ECG signal and a plurality of features extracted from the ECG signal by a preset algorithm.
  • the neural network model 320 for inferring the characteristics of the ECG signal may generate ECG characteristic data 330 by inputting the measured ECG signal 310.
  • the neural network model 320 can input electrocardiogram data as learning data into a convolutional neural network, extract and interpret electrocardiogram features from the electrocardiogram data.
  • the neural network model 320 can calculate the loss between the analysis result of the convolutional neural network and the ground truth (GT) using loss functions such as mean square error (MSE), cross entropy, etc.
  • MSE mean square error
  • the neural network model 320 can optimize the parameters of the convolutional neural network by minimizing loss through optimization techniques such as backpropagation and stochastic gradient descent (SGD).
  • SGD stochastic gradient descent
  • the neural network model 320 can output a numerical value regarding the future health state based on the standardized data that is the subject of inference using the convolutional neural network learned in this way.
  • the type of neural network described above is only an example, and the type of neural network can be configured in various ways, such as a recurrent neural network and a multi-layer perceptron (MLP) neural network, depending on the characteristics of the ECG data.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a method of reducing the dimension of ECG feature data in the ECG data analysis method according to an embodiment of the present disclosure.
  • the ECG data analysis method can reduce the dimension of ECG feature data using Principal Component Analysis (PCA).
  • ECG feature data may include a first feature (FT1) and a second feature (FT2).
  • the ECG data analysis method can convert the first feature (FT1) and the second feature (FT2) into the first principal component (PC1), which is a new linearly independent variable.
  • Graph (a) is a graph showing ECG feature data with the first feature (FT1) on the X-axis and the first feature (FT1) on the Y-axis.
  • the first ECG feature data (DT_1), the second ECG feature data (DT_2), and the Nth ECG feature data (DT_N) are graphed (a) according to the first feature (FT1) and second feature (FT2) values, respectively. ) can be displayed.
  • the first principal component (PC1) axis displayed in graph (a) may be the axis where the dispersion of the first ECG feature data (DT_1), the second ECG feature data (DT_2), and the Nth ECG feature data (DT_N) is preserved to a maximum.
  • the first principal component (PC1) may be one variable that contains as much of the information contained in the two variables as the first feature (FT1) and the second feature (FT2).
  • the ECG data analysis method uses principal component analysis to convert first ECG feature data (DT_1) into first ECG principal component data (PDT_1) and convert second ECG feature data (DT_2) into second ECG principal component data (PDT_2). It can be understood in this way.
  • ECG principal component data can be displayed in graph (b).
  • ECG principal component data may include only one first principal component (PC1) variable, which is a variable that includes all information of the ECG feature data. Therefore, users can intuitively determine disease status, etc. through graph (b).
  • PC1 principal component
  • N is an integer greater than 1
  • M is It can be converted to the principal components of an integer greater than 0 and less than N.
  • a second main component may be extracted in addition to the first main component.
  • the first principal component may be in the form of an eigenvector having a direction with the greatest variance
  • the second principal component may be in the form of an eigenvector that is orthogonal to the first principal component and has the next largest variance after the first principal component.
  • the ECG data analysis device can enable intuitive and easy interpretation of the ECG by reducing the dimension of the highly complex ECG characteristic data.
  • Figure 6 is a diagram visualizing the result of reducing the dimension of ECG data according to an embodiment of the present disclosure.
  • Table (a) is an example of ECG feature data
  • Table (b) may be an example of principal component data obtained by reducing the dimension of the ECG feature data in Table (a) using principal component analysis.
  • the first feature (FT1) included in table (a) is heart rate
  • the second feature (FT2) is QRS duration
  • the third feature (FT3) is PR interval
  • the fourth feature (FT4) is ) may be the QRS axis.
  • the first data (DATA1), second data (DATA2), and third data (DATA3) included in table (a) may be ECG characteristic data of different users, and ECG characteristic data measured at different times of the same user. It may be.
  • the first principal component (PC1) included in Table (b) is a variable that combines the first feature (FT1), the second feature (FT2), the third feature (FT3), and the fourth feature (FT4), and is a variable that combines the first feature (FT1), the second feature (FT2), the third feature (FT3), and the fourth feature (FT4). It may be a variable that maximizes variance to include as much information as possible.
  • the second principal component (PC2) included in Table (b) may be a variable of a component orthogonal to the first principal component (PC1).
  • Table (b) illustrates two main components by way of example, but in the ECG data analysis method, only one main component may be extracted, or two or more main components may be extracted, considering the features included in the ECG characteristic data.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a method for visualizing ECG data according to an embodiment of the present disclosure.
  • the ECG data analysis device extracts the first main component (PC1) from the ECG characteristic data and displays first data (DATA1), second data (DATA2), and third data ( DATA3) can be displayed.
  • Graph (a) may be a one-dimensional graph with the first principal component (PC1) as a variable.
  • the ECG data analysis device may set a first region (MI) where the first disease (eg, myocardial infarction) occurs with a high probability through statistical analysis or a preset algorithm. The user may determine that the third data (DATA3) in graph (a) has a high probability of corresponding to the first disease.
  • MI first region
  • the first disease eg, myocardial infarction
  • the ECG data analysis device extracts the first main component (PC1) and the second main component (PC2) from the ECG characteristic data and displays the first data (DATA1), second data (DATA2), and third data (DATA3) in graph (b). can be displayed.
  • Graph (b) may be a two-dimensional graph with the first principal component (PC1) and the second principal component (PC2) as variables.
  • the ECG data analysis device may set a first region (MI) where the first disease (eg, myocardial infarction) occurs with a high probability through statistical analysis or a preset algorithm.
  • the user may determine that the third data (DATA3) in graph (b) has a high probability of corresponding to the first disease.
  • the ECG data analysis device can visually express the position of the ECG and its relationship with other ECGs in virtual space.
  • the ECG data analysis device may select the number of main components in consideration of data characteristic preservation rate or data operation speed during the analysis of ECG characteristic data.
  • the ECG data analysis device can increase the number of main components to increase the accuracy of the analysis results, or decrease the number of main components to speed up the analysis.
  • the ECG data analysis device may select the number of main components so that the accumulated variance ratio of the data is more than a preset ratio (for example, 90%).
  • Figure 8 is a block diagram illustrating a neural network model according to an embodiment of the present disclosure.
  • the second neural network model 420 may use ECG main component data and disease information determined based on the ECG main component data as learning data.
  • the second neural network model 420 for predicting the user's disease may generate disease prediction data 330 by inputting the ECG main component data 410.
  • FIG. 9 is a flowchart explaining an ECG data analysis method according to an embodiment of the present disclosure.
  • the computing device 100 may acquire an electrocardiogram signal (S110).
  • the computing device 100 may be connected to an ECG measurement device and use a measured ECG signal or an ECG signal transmitted through a network.
  • the computing device 100 may generate ECG feature data by extracting features from the acquired ECG signal (S120).
  • the computing device 100 may extract n features (n is a natural number) based on a preset feature extraction algorithm.
  • the features extracted from the ECG signal are 'PR INTERVAL', which is the interval from the start point of the P wave to the start point of the QRS wave, 'QRS duration', which is the interval of the QRS wave, and 'QRS duration', which is the area of the + region among the P waves. It can include various features such as 'P AREA' and 'P AMP', which is the voltage value at the point with the highest + value among P waves.
  • the computing device 100 may infer n features by inputting the ECG signal into a pre-trained first neural network model.
  • the first neural network model may be learned based on the ECG signal and a plurality of features extracted from the ECG signal using a preset algorithm.
  • the computing device 100 may reduce the dimension of ECG feature data and generate ECG main component data based on principal component analysis (S130). For example, the computing device 100 may reduce the dimension of ECG feature data and generate ECG main component data using the principal component analysis described in FIG. 5 .
  • the principal component may include a first principal component corresponding to the dimensional axis with the largest variance of the ECG principal component data, and more principal components may be extracted according to the ECG feature data.
  • the computing device 100 uses independent component analysis (ICA), multidimensional scaling, etc. in addition to principal component analysis to reduce the dimension of the ECG characteristic data. The number can be reduced.
  • ICA independent component analysis
  • multidimensional scaling etc.
  • the computing device 100 provides ECG feature data with reduced dimensions, thereby making it easier to analyze the ECG feature data.
  • Figure 10 is a flowchart explaining an ECG data analysis method according to an embodiment of the present disclosure.
  • the computing device 100 may reduce the dimension of ECG feature data and generate ECG main component data based on principal component analysis (S210).
  • S210 principal component analysis
  • the computing device 100 can visualize ECG main component data (S220).
  • the result of visualizing ECG main component data in the computing device 100 may be graph (a) or graph (b) shown in FIG. 7 .
  • the computing device 100 extracts one main component from the ECG feature data and shows it in a one-dimensional graph, extracts two main components from the ECG feature data and shows them in a two-dimensional graph, or extracts three main components from the ECG feature data and shows them in a two-dimensional graph. It can be shown on a 3D graph.
  • the computing device 100 can predict a disease corresponding to ECG main component data (S230).
  • the computing device 100 may predict a disease corresponding to ECG main component data using a statistical method. Referring to FIG. 7, when the ECG main component data corresponding to the first disease is located with a high probability in the first area (MI), if the user's ECG data is located in the first area (MI), it is determined to be the first disease. You can.
  • the computing device 100 may train a second neural network model using ECG main component data and disease information determined based on the ECG main component data as learning data. The second neural network model for predicting the user's disease can generate disease prediction data by inputting electrocardiogram main component data.
  • the computing device 100 may visualize dimensionally reduced ECG feature data and provide it to a user. Users can intuitively understand health status and changes in health status through visualized data.

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Abstract

A method for analyzing electrocardiogram data, according to one embodiment of the present disclosure, may comprise the steps of: acquiring an electrocardiogram signal; generating electrocardiogram feature data including a plurality of features on the basis of the electrocardiogram signal; and generating main electrocardiogram component data by reducing the dimension of the electrocardiogram feature data on the basis of one or more main components. The one or more main components are characterized in that the plurality of features is merged on the basis of the correlation between the plurality of features.

Description

심전도 데이터의 분석 방법, 프로그램 및 장치Methods, programs and devices for analysis of electrocardiogram data
본 개시의 내용은 의료 분야의 데이터 처리 기술에 관한 것으로, 구체적으로 심전도 신호에서 추출된 특징 데이터의 차원을 축소하여 분석을 용이하게 하는 방법에 관한 것이다.The present disclosure relates to data processing technology in the medical field, and specifically relates to a method of facilitating analysis by reducing the dimension of feature data extracted from electrocardiogram signals.
심전도란 심박동과 관련된 전위를 신체 표면에서 도형으로 기록한 것으로, 표준 12유도 심전도 외에 운동부하 심전도, 활동 중 심전도 등이 있다. 심전도는 순환기 질환의 검진과 진단에 사용되며, 간단하게 획득 가능하다. 또한, 심전도는 비교적 저렴하며, 비침습적이고, 쉽게 반복하여 기록할 수 있는 장점이 있다.An electrocardiogram is a graphical recording of potentials related to heartbeat on the surface of the body. In addition to the standard 12-lead electrocardiogram, there is an exercise stress electrocardiogram and an electrocardiogram during activity. Electrocardiograms are used for screening and diagnosis of circulatory diseases and can be obtained easily. In addition, the electrocardiogram has the advantage of being relatively inexpensive, non-invasive, and easily repeatable recording.
도 1을 참조하면, 분석을 통해 심전도 신호로부터 복수의 특징(feature)들이 추출될 수 있다. 심전도는 심장에서 발생하는 전기적 신호를 기록한 것을 말하며, 통상적으로 10초 정도의 길이로 측정될 수 있다. 10초 동안에는 심장이 여러 번 뛰는 모습이 기록되어 있는데, 심장이 한번 뛸 때 기록된 것을 1 비트라고 명명할 수 있다. 심전도의 1비트는 심방 탈분극에 대응되는 P파, 심실 탈분극에 대응되는 QRS파, 심실 재분극에 대응되는 T파를 포함할 수 있다. 추출된 특징은 P 파의 시작점부터 QRS 파의 시작점까지의 간격인 ‘PR INTERVAL’, QRS 파의 간격인 ‘QRS duration’, P 파 중에서 +영역의 넓이인 ‘P AREA’, P 파 중에서 +값이 가장 높은 지점의 전압값인 ‘P AMP’ 등을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, a plurality of features can be extracted from the ECG signal through analysis. An electrocardiogram refers to a recording of electrical signals occurring in the heart, and can usually be measured at a length of about 10 seconds. The heart is recorded beating several times in 10 seconds, and the recording of one beat of the heart can be called 1 beat. One beat of an electrocardiogram may include a P wave corresponding to atrial depolarization, a QRS wave corresponding to ventricular depolarization, and a T wave corresponding to ventricular repolarization. The extracted features are 'PR INTERVAL', which is the interval from the start point of the P wave to the start point of the QRS wave, 'QRS duration', which is the interval of the QRS wave, 'P AREA', which is the area of the + area among the P waves, and the + value among the P waves. This may include 'P AMP', which is the voltage value of the highest point.
사용자는 심전도 신호에서 추출된 특징을 바탕으로 환자의 건강상태에 대해 분석할 수 있다. 다만, 특징 개수가 1개일 때는 그 의미를 쉽게 파악 수 있으나, 특징 개수가 수십개를 넘어가면 그 특징을 종합해서 결론을 내는 작업은 쉽지 않다. 더욱이 심전도 데이터가 1명의 것이 아니라 수백, 수천만개가 존재하고 이를 종합해 분석하고, 다른 데이터와의 관계까지 분석하려고 한다면 더욱 어려운 일이 된다.Users can analyze the patient's health status based on features extracted from the electrocardiogram signal. However, when the number of features is one, it is easy to understand its meaning, but when the number of features exceeds dozens, it is not easy to synthesize the features and come to a conclusion. Moreover, if there are hundreds or tens of millions of ECG data, not just one person's, and you try to synthesize and analyze them, as well as their relationships with other data, it becomes even more difficult.
따라서, 심전도 신호 또는 심전도 신호의 특징 데이터를 효과적으로 분석하기 위한 형태로 변환하는 방법이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need for a method for converting ECG signals or characteristic data of ECG signals into a form for effective analysis.
본 개시는 전술한 배경기술에 대응하여 안출된 것으로, 심전도 신호에서 추출된 심전도 특징 데이터의 차원을 축소하여, 분석하기 용이한 형태의 데이터로 변환하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present disclosure was developed in response to the above-described background technology, and its purpose is to provide a method of reducing the dimension of ECG feature data extracted from ECG signals and converting them into data in a form that is easy to analyze.
다만, 본 개시에서 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재를 근거로 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problems to be solved by this disclosure are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned can be clearly understood based on the description below.
전술한 바와 같은 과제를 실현하기 위한 본 개시의 일 실시예에 따라 컴퓨팅 장치에 의해 수행되는, 심전도 데이터 분석 방법이 개시된다. 상기 방법은, 심전도 신호를 획득하는 단계, 상기 심전도 신호에 기초하여 복수의 특징들을 포함하는 심전도 특징 데이터를 생성하는 단계 및 하나 이상의 주성분을 기초로 상기 심전도 특징 데이터의 차원을 축소하여, 심전도 주성분 데이터를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 하나 이상의 주성분은 상기 복수의 특징들 간의 상관관계에 기초하여 상기 복수의 특징들이 병합된 것을 특징으로 한다.A method of analyzing electrocardiogram data, which is performed by a computing device, is disclosed according to an embodiment of the present disclosure for realizing the above-described problem. The method includes obtaining an electrocardiogram signal, generating electrocardiogram feature data including a plurality of features based on the electrocardiogram signal, and reducing the dimension of the electrocardiogram feature data based on one or more principal components to obtain electrocardiogram principal component data. It may include the step of generating. The one or more main components are characterized in that the plurality of features are merged based on the correlation between the plurality of features.
대안적으로, 상기 심전도 특징 데이터를 생성하는 단계는 기 설정된 특징 추출 알고리즘에 기초하여 n개(n은 자연수)의 특징을 추출하는 단계를 포함할 수 있다.Alternatively, generating the ECG feature data may include extracting n features (n is a natural number) based on a preset feature extraction algorithm.
대안적으로, 상기 심전도 특징 데이터를 생성하는 단계는 사전 학습된 제1 신경망 모델로 상기 심전도 신호를 입력하여 n개의 특징을 추론하는 단계를 포함할 수 있다.Alternatively, generating the ECG feature data may include inferring n features by inputting the ECG signal into a pre-trained first neural network model.
대안적으로, 상기 주성분은 심전도 주성분 데이터의 분산이 가장 큰 차원 축에 대응되는 제1 주성분을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.Alternatively, the principal component may be characterized as including a first principal component corresponding to the dimensional axis in which the variance of the ECG principal component data is greatest.
대안적으로, 상기 제1 주성분 및 상기 심전도 주성분 데이터를 제1 그래프로 시각화하는 단계를 더 포함할 수 있다.Alternatively, the method may further include visualizing the first principal component and the ECG principal component data in a first graph.
대안적으로, 상기 제1 그래프는 제1 질병 영역 정보를 포함할 수 있다.Alternatively, the first graph may include first disease area information.
대안적으로, 상기 주성분은 상기 제1 주성분과 직교하는 제2 주성분을 더 포함할 수 있다.Alternatively, the main component may further include a second main component orthogonal to the first main component.
대안적으로, 상기 제1 주성분 및 제2 주성분에 기초하여 상기 심전도 특징 데이터를 제2 그래프로 시각화하는 단계를 더 포함할 수 있다.Alternatively, the method may further include visualizing the ECG feature data in a second graph based on the first principal component and the second principal component.
대안적으로, 사전 학습된 제2 신경망 모델로 상기 심전도 주성분 데이터를 입력하여 상기 심전도 주성분 데이터에 대응되는 질병을 예측하는 단계를 더 포함할 수 있다.Alternatively, the step of predicting a disease corresponding to the ECG main component data by inputting the ECG main component data into a pre-trained second neural network model may be further included.
전술한 바와 같은 과제를 실현하기 위한 본 개시의 일 실시예에 따라 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램(program)이 개시된다. 상기 컴퓨터 프로그램은 하나 이상의 프로세서에서 실행되는 경우, 심전도 데이터의 분석을 위한 동작들을 수행하도록 한다. 이때, 상기 동작들은, 심전도 신호를 획득하는 동작, 상기 심전도 신호에 기초하여 복수의 특징들을 포함하는 심전도 특징 데이터를 생성하는 동작 및 하나 이상의 주성분을 기초로 상기 심전도 특징 데이터의 차원을 축소하여, 심전도 주성분 데이터를 생성하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 하나 이상의 주성분은 상기 복수의 특징들 간의 상관관계에 기초하여 상기 복수의 특징들이 병합된 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present disclosure for realizing the above-described object, a computer program stored in a computer-readable storage medium is disclosed. When the computer program runs on one or more processors, it performs operations for analyzing electrocardiogram data. At this time, the operations include acquiring an ECG signal, generating ECG feature data including a plurality of features based on the ECG signal, and reducing the dimension of the ECG feature data based on one or more main components, An operation for generating principal component data may be included. The one or more main components are characterized in that the plurality of features are merged based on the correlation between the plurality of features.
전술한 바와 같은 과제를 실현하기 위한 본 개시의 일 실시예에 따라, 이미지 투영 방법을 통한 심전도 데이터의 입력을 위한 컴퓨팅 장치가 개시된다. 상기 장치는, 적어도 하나의 코어(core)를 포함하는 프로세서; 상기 프로세서에서 실행 가능한 프로그램 코드(code)들을 포함하는 메모리(memory); 및 심전도 데이터를 획득하기 위한 네트워크부(network unit)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 프로세서는, 심전도 신호를 획득하고, 상기 심전도 신호에 기초하여 복수의 특징들을 포함하는 심전도 특징 데이터를 생성하고, 하나 이상의 주성분을 기초로 상기 심전도 특징 데이터의 차원을 축소하여, 심전도 주성분 데이터를 생성한다. 상기 하나 이상의 주성분은 상기 복수의 특징들 간의 상관관계에 기초하여 상기 복수의 특징들이 병합된 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present disclosure for realizing the above-described problem, a computing device for inputting electrocardiogram data through an image projection method is disclosed. The device includes a processor including at least one core; a memory containing program codes executable on the processor; And it may include a network unit for acquiring electrocardiogram data. At this time, the processor acquires an ECG signal, generates ECG feature data including a plurality of features based on the ECG signal, reduces the dimension of the ECG feature data based on one or more main components, and generates ECG main component data. creates . The one or more main components are characterized in that the plurality of features are merged based on the correlation between the plurality of features.
본 개시는 주성분 분석을 포함하는 데이터 차원 축소 방법을 이용하여 복수개의 특징을 포함하는 심전도 특징 데이터를 분석이 용이한 형태로 변환할 수 있다.The present disclosure can convert ECG feature data including a plurality of features into a form that is easy to analyze by using a data dimension reduction method including principal component analysis.
본 개시는 차원이 축소된 심전도 특징 데이터를 시각화하여 직관적인 분석을 가능하게 한다. The present disclosure enables intuitive analysis by visualizing ECG feature data with reduced dimensionality.
본 개시는 차원이 축소된 심전도 특징 데이터에 기초하여 사용자의 질병을 예측할 수 있다.The present disclosure can predict a user's disease based on dimensionally reduced ECG feature data.
도 1은 심전도 신호에서 추출되는 심전도 특징 데이터를 설명하는 도면이다.1 is a diagram explaining ECG feature data extracted from an ECG signal.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치의 블록도이다.2 is a block diagram of a computing device according to an embodiment of the present disclosure.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 심전도 데이터 분석 장치를 설명하는 블록도이다.Figure 3 is a block diagram illustrating an electrocardiogram data analysis device according to an embodiment of the present disclosure.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 신경망 모델을 설명하는 블록도이다.Figure 4 is a block diagram illustrating a neural network model according to an embodiment of the present disclosure.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 심전도 데이터 분석 방법에서 심전도 특징 데이터의 차원을 축소하는 방법을 설명하는 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating a method of reducing the dimension of ECG feature data in the ECG data analysis method according to an embodiment of the present disclosure.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 심전도 데이터의 차원을 축소한 결과를 시각화 한 도면이다.Figure 6 is a diagram visualizing the result of reducing the dimension of ECG data according to an embodiment of the present disclosure.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 심전도 데이터의 시각화 방법을 설명하는 도면이다.FIG. 7 is a diagram illustrating a method for visualizing ECG data according to an embodiment of the present disclosure.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 신경망 모델을 설명하는 블록도이다.Figure 8 is a block diagram illustrating a neural network model according to an embodiment of the present disclosure.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 심전도 데이터 분석 방법을 설명하는 순서도이다.9 is a flowchart explaining an ECG data analysis method according to an embodiment of the present disclosure.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 심전도 데이터 분석 방법을 설명하는 순서도이다.Figure 10 is a flowchart explaining an ECG data analysis method according to an embodiment of the present disclosure.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, 당업자)가 용이하게 실시할 수 있도록 본 개시의 실시예가 상세히 설명된다. 본 개시에서 제시된 실시예들은 당업자가 본 개시의 내용을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 따라서, 본 개시의 실시예들에 대한 다양한 변형들은 당업자에게 명백할 것이다. 즉, 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 실시예에 한정되지 않는다. Below, with reference to the attached drawings, embodiments of the present disclosure are described in detail so that those skilled in the art (hereinafter referred to as skilled in the art) can easily practice the present disclosure. The embodiments presented in this disclosure are provided to enable any person skilled in the art to use or practice the subject matter of this disclosure. Accordingly, various modifications to the embodiments of the present disclosure will be apparent to those skilled in the art. That is, the present disclosure can be implemented in various different forms and is not limited to the following embodiments.
본 개시의 명세서 전체에 걸쳐 동일하거나 유사한 도면 부호는 동일하거나 유사한 구성요소를 지칭한다. 또한, 본 개시를 명확하게 설명하기 위해서, 도면에서 본 개시에 대한 설명과 관계없는 부분의 도면 부호는 생략될 수 있다.The same or similar reference numerals refer to the same or similar elements throughout the specification of this disclosure. Additionally, in order to clearly describe the present disclosure, reference numerals of parts in the drawings that are not related to the description of the present disclosure may be omitted.
본 개시에서 사용되는 "또는" 이라는 용어는 배타적 "또는" 이 아니라 내포적 "또는" 을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 본 개시에서 달리 특정되지 않거나 문맥상 그 의미가 명확하지 않은 경우, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 자연적인 내포적 치환 중 하나를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 개시에서 달리 특정되지 않거나 문맥상 그 의미가 명확하지 않은 경우, "X는 A 또는 B를 이용한다" 는 X가 A를 이용하거나, X가 B를 이용하거나, 혹은 X가 A 및 B 모두를 이용하는 경우 중 어느 하나로 해석될 수 있다. As used in this disclosure, the term “or” is intended to mean an inclusive “or” and not an exclusive “or.” That is, unless otherwise specified in the present disclosure or the meaning is not clear from the context, “X uses A or B” should be understood to mean one of natural implicit substitutions. For example, unless otherwise specified in the present disclosure or the meaning is not clear from the context, “X uses A or B” means that It can be interpreted as one of the cases where all B is used.
본 개시에서 사용되는 "및/또는" 이라는 용어는 열거된 관련 개념들 중 하나 이상의 개념의 가능한 모든 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The term “and/or” as used in this disclosure should be understood to refer to and include all possible combinations of one or more of the listed related concepts.
본 개시에서 사용되는 "포함한다" 및/또는 "포함하는" 이라는 용어는, 특정 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 다만, "포함한다" 및/또는 "포함하는" 이라는 용어는, 하나 이상의 다른 특징, 다른 구성요소 및/또는 이들에 대한 조합의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. The terms “comprise” and/or “comprising” as used in this disclosure should be understood to mean that certain features and/or elements are present. However, the terms "comprise" and/or "including" should be understood as not excluding the presence or addition of one or more other features, other components, and/or combinations thereof.
본 개시에서 달리 특정되지 않거나 단수 형태를 지시하는 것으로 문맥상 명확하지 않은 경우에, 단수는 일반적으로 "하나 또는 그 이상" 을 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.Unless otherwise specified in this disclosure or the context is clear to indicate a singular form, the singular should generally be construed to include “one or more.”
본 개시에서 사용되는 "제 N(N은 자연수)" 이라는 용어는 본 개시의 구성요소들을 기능적 관점, 구조적 관점, 혹은 설명의 편의 등 소정의 기준에 따라 상호 구별하기 위해 사용되는 표현으로 이해될 수 있다. 예를 들어, 본 개시에서 서로 다른 기능적 역할을 수행하는 구성요소들은 제 1 구성요소 혹은 제 2 구성요소로 구별될 수 있다. 다만, 본 개시의 기술적 사상 내에서 실질적으로 동일하나 설명의 편의를 위해 구분되어야 하는 구성요소들도 제 1 구성요소 혹은 제 2 구성요소로 구별될 수도 있다.The term “Nth (N is a natural number)” used in the present disclosure can be understood as an expression used to distinguish the components of the present disclosure according to a predetermined standard such as a functional perspective, a structural perspective, or explanatory convenience. there is. For example, in the present disclosure, components performing different functional roles may be distinguished as first components or second components. However, components that are substantially the same within the technical spirit of the present disclosure but must be distinguished for convenience of explanation may also be distinguished as first components or second components.
본 개시에서 사용되는 "획득" 이라는 용어는, 외부 장치 혹은 시스템과의 유무선 통신 네트워크를 통해 데이터를 수신하는 것 뿐만 아니라, 온-디바이스(on-device) 형태로 데이터를 생성하는 것을 의미하는 것으로 이해될 수 있다.The term “acquisition” used in this disclosure is understood to mean not only receiving data through a wired or wireless communication network with an external device or system, but also generating data in an on-device form. It can be.
한편, 본 개시에서 사용되는 용어 "모듈(module)", 또는 "부(unit)" 는 컴퓨터 관련 엔티티(entity), 펌웨어(firmware), 소프트웨어(software) 혹은 그 일부, 하드웨어(hardware) 혹은 그 일부, 소프트웨어와 하드웨어의 조합 등과 같이 컴퓨팅 자원을 처리하는 독립적인 기능 단위를 지칭하는 용어로 이해될 수 있다. 이때, "모듈", 또는 "부"는 단일 요소로 구성된 단위일 수도 있고, 복수의 요소들의 조합 혹은 집합으로 표현되는 단위일 수도 있다. 예를 들어, 협의의 개념으로서 "모듈", 또는 "부"는 컴퓨팅 장치의 하드웨어 요소 또는 그 집합, 소프트웨어의 특정 기능을 수행하는 응용 프로그램, 소프트웨어 실행을 통해 구현되는 처리 과정(procedure), 또는 프로그램 실행을 위한 명령어 집합 등을 지칭할 수 있다. 또한, 광의의 개념으로서 "모듈", 또는 "부"는 시스템을 구성하는 컴퓨팅 장치 그 자체, 또는 컴퓨팅 장치에서 실행되는 애플리케이션 등을 지칭할 수 있다. 다만, 상술한 개념은 하나의 예시일 뿐이므로, "모듈", 또는 "부"의 개념은 본 개시의 내용을 기초로 당업자가 이해 가능한 범주에서 다양하게 정의될 수 있다.Meanwhile, the term "module" or "unit" used in this disclosure refers to a computer-related entity, firmware, software or part thereof, hardware or part thereof. , can be understood as a term referring to an independent functional unit that processes computing resources, such as a combination of software and hardware. At this time, the “module” or “unit” may be a unit composed of a single element, or may be a unit expressed as a combination or set of multiple elements. For example, a "module" or "part" in the narrow sense is a hardware element or set of components of a computing device, an application program that performs a specific function of software, a process implemented through the execution of software, or a program. It can refer to a set of instructions for execution, etc. Additionally, as a broad concept, “module” or “unit” may refer to the computing device itself constituting the system, or an application running on the computing device. However, since the above-described concept is only an example, the concept of “module” or “unit” may be defined in various ways within a range understandable to those skilled in the art based on the contents of the present disclosure.
본 개시에서 사용되는 "모델(model)" 이라는 용어는 특정 문제를 해결하기 위해 수학적 개념과 언어를 사용하여 구현되는 시스템, 특정 문제를 해결하기 위한 소프트웨어 단위의 집합, 혹은 특정 문제를 해결하기 위한 처리 과정에 관한 추상화 모형으로 이해될 수 있다. 예를 들어, 신경망(neural network) "모델" 은 학습을 통해 문제 해결 능력을 갖는 신경망으로 구현되는 시스템 전반을 지칭할 수 있다. 이때, 신경망은 노드(node) 혹은 뉴런(neuron)을 연결하는 파라미터(parameter)를 학습을 통해 최적화하여 문제 해결 능력을 가질 수 있다. 신경망 "모델" 은 단일 신경망을 포함할 수도 있고, 복수의 신경망들이 조합된 신경망 집합을 포함할 수도 있다.As used in this disclosure, the term "model" refers to a system implemented using mathematical concepts and language to solve a specific problem, a set of software units to solve a specific problem, or a process to solve a specific problem. It can be understood as an abstract model of a process. For example, a neural network “model” may refer to an overall system implemented as a neural network that has problem-solving capabilities through learning. At this time, the neural network can have problem-solving capabilities by optimizing parameters connecting nodes or neurons through learning. A neural network “model” may include a single neural network or a neural network set in which multiple neural networks are combined.
전술한 용어의 설명은 본 개시의 이해를 돕기 위한 것이다. 따라서, 전술한 용어를 본 개시의 내용을 한정하는 사항으로 명시적으로 기재하지 않은 경우, 본 개시의 내용을 기술적 사상을 한정하는 의미로 사용하는 것이 아님을 주의해야 한다.The explanation of the foregoing terms is intended to aid understanding of the present disclosure. Therefore, if the above-mentioned terms are not explicitly described as limiting the content of the present disclosure, it should be noted that the content of the present disclosure is not used in the sense of limiting the technical idea.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치의 블록도이다.2 is a block diagram of a computing device according to an embodiment of the present disclosure.
본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치(100)는 데이터의 종합적인 처리 및 연산을 수행하는 하드웨어 장치 혹은 하드웨어 장치의 일부일 수도 있고, 통신 네트워크로 연결되는 소프트웨어 기반의 컴퓨팅 환경일 수도 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치(100)는 집약적 데이터 처리 기능을 수행하고 자원을 공유하는 주체인 서버일 수도 있고, 서버와의 상호 작용을 통해 자원을 공유하는 클라이언트(client)일 수도 있다. 또한, 컴퓨팅 장치(100)는 복수의 서버들 및 클라이언트들이 상호 작용하여 데이터를 종합적으로 처리하는 클라우드 시스템(cloud system)일 수도 있다. 상술한 기재는 컴퓨팅 장치(100)의 종류와 관련된 하나의 예시일 뿐이므로, 컴퓨팅 장치(100)의 종류는 본 개시의 내용을 기초로 당업자가 이해 가능한 범주에서 다양하게 구성될 수 있다.The computing device 100 according to an embodiment of the present disclosure may be a hardware device or part of a hardware device that performs comprehensive processing and calculation of data, or may be a software-based computing environment connected to a communication network. For example, the computing device 100 may be a server that performs intensive data processing functions and shares resources, or it may be a client that shares resources through interaction with the server. Additionally, the computing device 100 may be a cloud system in which a plurality of servers and clients interact to comprehensively process data. Since the above description is only an example related to the type of computing device 100, the type of computing device 100 may be configured in various ways within a range understandable to those skilled in the art based on the contents of the present disclosure.
본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치(100)는 프로세서(processor)(110), 메모리(memory)(120), 및 네트워크부(network unit)(130)를 포함할 수 있다. 다만, 도 2는 하나의 예시일 뿐이므로, 컴퓨팅 장치(100)는 컴퓨팅 환경을 구현하기 위한 다른 구성들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 개시된 구성들 중 일부만이 컴퓨팅 장치(100)에 포함될 수도 있다.The computing device 100 according to an embodiment of the present disclosure may include a processor 110, a memory 120, and a network unit 130. However, since FIG. 2 is only an example, the computing device 100 may include other components for implementing a computing environment. Additionally, only some of the configurations disclosed above may be included in computing device 100.
본 개시의 일 실시예에 따른 프로세서(110)는 컴퓨팅 연산을 수행하기 위한 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 포함하는 구성 단위로 이해될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(110)는 컴퓨터 프로그램을 판독하여 심전도 신호의 특징을 추출하고, 추출한 특징에 주성분 분석을 수행할 수 있다. 그리고, 프로세서(110)는 컴퓨터 프로그램을 판독하여 기계 학습을 위한 데이터 처리를 수행할 수 있다. 프로세서(110)는 기계 학습을 위한 입력 데이터의 처리, 기계 학습을 위한 특징 추출, 역전파(backpropagation)에 기반한 오차 계산 등과 같은 연산 과정을 처리할 수 있다. 이와 같은 데이터 처리를 수행하기 위한 프로세서(110)는 중앙 처리 장치(CPU: central processing unit), 범용 그래픽 처리 장치(GPGPU: general purpose graphics processing unit), 텐서 처리 장치(TPU: tensor processing unit), 주문형 반도체(ASIC: application specific integrated circuit), 혹은 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA: field programmable gate array) 등을 포함할 수 있다. 상술한 프로세서(110)의 종류는 하나의 예시일 뿐이므로, 프로세서(110)의 종류는 본 개시의 내용을 기초로 당업자가 이해 가능한 범주에서 다양하게 구성될 수 있다.The processor 110 according to an embodiment of the present disclosure may be understood as a structural unit including hardware and/or software for performing computing operations. For example, the processor 110 may read a computer program to extract features of an ECG signal and perform principal component analysis on the extracted features. Additionally, the processor 110 can read a computer program and perform data processing for machine learning. The processor 110 can process computational processes such as processing input data for machine learning, extracting features for machine learning, and calculating errors based on backpropagation. The processor 110 for performing such data processing includes a central processing unit (CPU), a general purpose graphics processing unit (GPGPU), a tensor processing unit (TPU), and a custom processing unit (TPU). It may include a semiconductor (ASIC: application specific integrated circuit), or a field programmable gate array (FPGA: field programmable gate array). Since the type of processor 110 described above is only an example, the type of processor 110 may be configured in various ways within a range understandable to those skilled in the art based on the contents of the present disclosure.
프로세서(110)는 심전도 신호를 기초로 심전도 특징 데이터를 생성할 수 있다. 프로세서(110)는 심전도 특징 데이터의 차원을 축소할 수 있다. 그리고, 프로세서(110)는 차원이 축소된 심전도 특징 데이터를 시각화 하거나, 차원이 축소된 심전도 특징 데이터를 이용하여 심전도 측정 대상의 건강 상태를 예측할 수 있다.The processor 110 may generate ECG feature data based on the ECG signal. The processor 110 may reduce the dimension of ECG feature data. Additionally, the processor 110 may visualize the dimensionally reduced ECG feature data or predict the health status of the ECG measurement target using the dimensionally reduced ECG feature data.
예를 들어, 프로세서(110)는 심전도 신호를 입력으로 심전도 특징을 추출하는 딥러닝 모델을 학습시킬 수 있다. 그리고, 프로세서(110)는 학습된 딥러닝 모델을 이용하여 추론 대상 데이터인 심전도 신호를 기초로 사용자가 지정한 개수의 심전도 특징을 포함하는 심전도 특징 데이터를 생성할 수 있다. 프로세서(110)는 룰(rule) 기반 알고리즘을 이용하여 심전도 특징을 추출할 수도 있다. For example, the processor 110 may learn a deep learning model that extracts ECG features by using ECG signals as input. Additionally, the processor 110 may use the learned deep learning model to generate ECG feature data including a user-specified number of ECG features based on the ECG signal, which is the inference target data. The processor 110 may extract ECG features using a rule-based algorithm.
프로세서(110)는 주성분 분석을 이용하여 심전도 특징 데이터의 차원을 축소할 수 있다. 그리고, 프로세서(110)는 차원이 축소된 심전도 특징 데이터가 가상의 공간 상에 표현되도록 시각화 할 수 있다. 프로세서(110)는 이러한 데이터 차원 축소 및 시각화를 통해 심전도에 대한 전문적인 지식이 없는 사람들도 직관적으로 분석 결과를 이해할 수 있는 형태로 데이터를 가공할 수 있다. 또한, 프로세서(110)는 주성분 분석을 통해 차원이 축소된 심전도 데이터를 기초로, 측정 대상에 대한 질환의 종류, 발병 여부, 경과 등을 진단하거나 질환의 발병을 예측하는 딥러닝 모델을 학습시킬 수 있다. 프로세서(110)는 차원 축소 데이터를 이용하여 딥러닝 모델이 데이터 해석 및 학습을 용이하게 수행할 수 있도록 할 수 있다. 그리고, 프로세서(110)는 학습된 딥러닝 모델을 이용하여 추론 대상인 차원 축소 데이터를 토대로 심전도 측정 대상의 건강 상태를 예측, 진단, 혹은 분류할 수 있다. The processor 110 may reduce the dimensionality of ECG feature data using principal component analysis. Additionally, the processor 110 can visualize the ECG feature data with reduced dimensions to be expressed in a virtual space. Through this data dimension reduction and visualization, the processor 110 can process the data into a form that allows even people without expert knowledge of electrocardiograms to intuitively understand the analysis results. In addition, the processor 110 can learn a deep learning model that diagnoses the type, onset, and course of a disease for the measurement target or predicts the onset of the disease, based on electrocardiogram data whose dimensions have been reduced through principal component analysis. there is. The processor 110 can use dimensionality reduction data to enable a deep learning model to easily perform data interpretation and learning. In addition, the processor 110 can predict, diagnose, or classify the health status of the subject of electrocardiogram measurement based on the dimensionality reduction data that is the subject of inference using the learned deep learning model.
본 개시의 일 실시예에 따른 메모리(120)는 컴퓨팅 장치(100)에서 처리되는 데이터를 저장하고 관리하기 위한 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 포함하는 구성 단위로 이해될 수 있다. 즉, 메모리(120)는 프로세서(110)가 생성하거나 결정한 임의의 형태의 데이터 및 네트워크부(130)가 수신한 임의의 형태의 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(120)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리, 램(RAM: random access memory), 에스램(SRAM: static random access memory), 롬(ROM: read-only memory), 이이피롬(EEPROM: electrically erasable programmable read-only memory), 피롬(PROM: programmable read-only memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 또한, 메모리(120)는 데이터를 소정의 체제로 통제하여 관리하는 데이터베이스(database) 시스템을 포함할 수도 있다. 상술한 메모리(120)의 종류는 하나의 예시일 뿐이므로, 메모리(120)의 종류는 본 개시의 내용을 기초로 당업자가 이해 가능한 범주에서 다양하게 구성될 수 있다.The memory 120 according to an embodiment of the present disclosure may be understood as a structural unit including hardware and/or software for storing and managing data processed in the computing device 100. That is, the memory 120 can store any type of data generated or determined by the processor 110 and any type of data received by the network unit 130. For example, the memory 120 may be a flash memory type, hard disk type, multimedia card micro type, card type memory, or random access memory (RAM). ), SRAM (static random access memory), ROM (read-only memory), EEPROM (electrically erasable programmable read-only memory), PROM (programmable read-only memory), magnetic memory , may include at least one type of storage medium among a magnetic disk and an optical disk. Additionally, the memory 120 may include a database system that controls and manages data in a predetermined system. Since the type of memory 120 described above is only an example, the type of memory 120 may be configured in various ways within a range understandable to those skilled in the art based on the contents of the present disclosure.
메모리(120)는 프로세서(110)가 연산을 수행하는데 필요한 데이터, 데이터의 조합, 및 프로세서(110)에서 실행 가능한 프로그램 코드(code) 등을 구조화 및 조직화하여 관리할 수 있다. 예를 들어, 메모리(120)는 후술할 네트워크부(130)를 통해 수신된 심전도 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(120)는 심전도 특징 데이터의 생성 및 차원 축소를 수행하는 수학적 연산을 위한 프로그램 코드, 신경망 모델이 심전도 데이터를 입력받아 학습을 수행하도록 동작시키는 프로그램 코드, 신경망 모델이 심전도 데이터를 입력받아 컴퓨팅 장치(100)의 사용 목적에 맞춰 추론을 수행하도록 동작시키는 프로그램 코드, 및 프로그램 코드가 실행됨에 따라 생성된 가공 데이터 등을 저장할 수 있다.The memory 120 can manage data required for the processor 110 to perform operations, a combination of data, and program code executable on the processor 110 by structuring and organizing them. For example, the memory 120 may store ECG data received through the network unit 130, which will be described later. The memory 120 includes program code for mathematical operations that generate ECG feature data and perform dimensionality reduction, program code that operates the neural network model to perform learning by receiving ECG data, and a computing device that receives ECG data from the neural network model. Program code that operates to perform inference according to the purpose of use of (100) and processed data generated as the program code is executed may be stored.
본 개시의 일 실시예에 따른 네트워크부(130)는 임의의 형태의 공지된 유무선 통신 시스템을 통해 데이터를 송수신하는 구성 단위로 이해될 수 있다. 예를 들어, 네트워크부(130)는 근거리 통신망(LAN: local area network), 광대역 부호 분할 다중 접속(WCDMA: wideband code division multiple access), 엘티이(LTE: long term evolution), 와이브로(WiBro: wireless broadband internet), 5세대 이동통신(5G), 초광역대 무선통신(ultra wide-band), 지그비(ZigBee), 무선주파수(RF: radio frequency) 통신, 무선랜(wireless LAN), 와이파이(wireless fidelity), 근거리 무선통신(NFC: near field communication), 또는 블루투스(Bluetooth) 등과 같은 유무선 통신 시스템을 사용하여 데이터 송수신을 수행할 수 있다. 상술한 통신 시스템들은 하나의 예시일 뿐이므로, 네트워크부(130)의 데이터 송수신을 위한 유무선 통신 시스템은 상술한 예시 이외에 다양하게 적용될 수 있다.The network unit 130 according to an embodiment of the present disclosure may be understood as a structural unit that transmits and receives data through any type of known wired or wireless communication system. For example, the network unit 130 is a local area network (LAN), wideband code division multiple access (WCDMA), long term evolution (LTE), and WiBro (wireless). broadband internet, 5th generation mobile communication (5G), ultra wide-band wireless communication, ZigBee, radio frequency (RF) communication, wireless LAN, wireless fidelity ), data transmission and reception can be performed using a wired or wireless communication system such as near field communication (NFC), or Bluetooth. Since the above-described communication systems are only examples, the wired and wireless communication systems for data transmission and reception of the network unit 130 may be applied in various ways other than the above-described examples.
네트워크부(130)는 임의의 시스템 혹은 임의의 클라이언트 등과의 유무선 통신을 통해, 프로세서(110)가 연산을 수행하는데 필요한 데이터를 수신할 수 있다. 또한, 네트워크부(130)는 임의의 시스템 혹은 임의의 클라이언트 등과의 유무선 통신을 통해, 프로세서(110)의 연산을 통해 생성된 데이터를 송신할 수 있다. 예를 들어, 네트워크부(130)는 병원 환경 내 데이터베이스, 의료 데이터의 표준화 등의 작업을 수행하는 클라우드 서버, 혹은 컴퓨팅 장치(100) 등과의 통신을 통해 심전도 데이터를 수신할 수 있다. 네트워크부(130)는 전술한 데이터베이스, 서버, 혹은 컴퓨팅 장치(100) 등과의 통신을 통해, 신경망 모델의 출력 데이터, 및 프로세서(110)의 연산 과정에서 도출되는 중간 데이터, 가공 데이터 등을 송신할 수 있다.The network unit 130 may receive data necessary for the processor 110 to perform operations through wired or wireless communication with any system or client. Additionally, the network unit 130 may transmit data generated through the calculation of the processor 110 through wired or wireless communication with any system or any client. For example, the network unit 130 may receive ECG data through communication with a database in a hospital environment, a cloud server that performs tasks such as standardization of medical data, or the computing device 100. The network unit 130 transmits the output data of the neural network model, intermediate data derived from the calculation process of the processor 110, processed data, etc. through communication with the above-described database, server, or computing device 100. You can.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 심전도 데이터 분석 장치를 설명하는 블록도이다.Figure 3 is a block diagram illustrating an electrocardiogram data analysis device according to an embodiment of the present disclosure.
도 3을 참조하면, 심전도 데이터 분석 장치(200)는 입력 모듈(210), 특징 추출 모듈(220) 및 주성분 데이터 생성 모듈(230)을 포함할 수 있다. 심전도 데이터 분석 장치(200)는 시각화 모듈(240) 또는 분석 모듈(250)을 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the ECG data analysis device 200 may include an input module 210, a feature extraction module 220, and a main component data generation module 230. The ECG data analysis device 200 may further include a visualization module 240 or an analysis module 250.
입력 모듈(210)은 사용자의 심전도 신호를 직접 측정하는 심전도 측정 장치 또는 네트워크를 통해 전달된 심전도 신호를 수신하기 위한 통신 모듈일 수 있다. 입력 모듈(210)이 심전도 신호를 수신하기 위한 통신 모듈인 경우, 입력 모듈(210)은 도 1의 네트워크부(130)에 대응될 수 있다.The input module 210 may be an electrocardiogram measurement device that directly measures the user's electrocardiogram signal or a communication module for receiving the electrocardiogram signal transmitted through a network. If the input module 210 is a communication module for receiving an electrocardiogram signal, the input module 210 may correspond to the network unit 130 of FIG. 1.
특징 추출 모듈(220)은 기 설정된 특징 추출 알고리즘에 기초하여 사용자의 심전도 신호에서 하나 이상의 특징을 추출할 수 있다. 추가적인 실시예로, 특징 추출 모듈(220)은 심전도 신호를 입력하여 n개의 특징을 추론하기 위한 제1 신경망 모델을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 신경망 모델은 심전도 신호 및 기 설정된 알고리즘에 의해 심전도 신호에서 추출된 복수의 특징을 기초로 학습될 수 있다.The feature extraction module 220 may extract one or more features from the user's ECG signal based on a preset feature extraction algorithm. In an additional embodiment, the feature extraction module 220 may include a first neural network model for inferring n features by inputting an ECG signal. For example, the first neural network model may be learned based on the ECG signal and a plurality of features extracted from the ECG signal using a preset algorithm.
주성분 데이터 생성 모듈(230)은 주성분 분석에 기초하여 심전도 특징 데이터의 차원을 축소하고 심전도 주성분 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 주성분 데이터 생성 모듈(230)은 복수개의 특징 변수를 하나의 주성분으로 변환할 수 있다. 구체적인 주성분 분석 방법에 대해서는 도 5에서 설명한다.The principal component data generation module 230 may reduce the dimension of ECG feature data and generate ECG principal component data based on principal component analysis. For example, the principal component data generation module 230 may convert a plurality of feature variables into one principal component. The specific principal component analysis method is explained in FIG. 5.
시각화 모듈(240)은 1개, 2개 또는 3개의 주성분을 포함하는 심전도 주성분 데이터를 그래프에 도시하여 사용자에게 제공할 수 있다. 구체적인 시각화 방법에 대해서는 도7에서 설명한다.The visualization module 240 may display ECG main component data including one, two, or three main components on a graph and provide it to the user. The specific visualization method is explained in Figure 7.
분석 모듈(250)은 통계적 방법을 이용하여 심전도 주성분 데이터에 대응되는 질병을 예측할 수 있다. 추가적인 실시예로, 분석 모듈(250)은 심전도 주성분 데이터 및 심전도 주성분 데이터를 기초로 판단된 질병 정보로 학습된 제2 신경망 모델을 포함할 수 있다. 사용자의 질병을 예측하기 위한 제2 신경망 모델은 심전도 주성분 데이터를 입력으로 질병 예측 데이터를 생성할 수 있다.The analysis module 250 can predict diseases corresponding to ECG main component data using statistical methods. In an additional embodiment, the analysis module 250 may include a second neural network model learned with ECG principal component data and disease information determined based on the ECG principal component data. The second neural network model for predicting the user's disease can generate disease prediction data by inputting electrocardiogram main component data.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 신경망 모델을 설명하는 블록도이다.Figure 4 is a block diagram illustrating a neural network model according to an embodiment of the present disclosure.
도 4를 참조하면, 신경망 모델(320)은 심전도 신호 및 기 설정된 알고리즘에 의해 심전도 신호에서 추출된 복수의 특징을 기초로 학습될 수 있다. 심전도 신호의 특징을 추론하기 위한 신경망 모델(320)은 측정된 심전도 신호(310)를 입력으로 심전도 특징 데이터(330)를 생성할 수 있다. Referring to FIG. 4, the neural network model 320 may be learned based on the ECG signal and a plurality of features extracted from the ECG signal by a preset algorithm. The neural network model 320 for inferring the characteristics of the ECG signal may generate ECG characteristic data 330 by inputting the measured ECG signal 310.
예를 들어, 신경망 모델(320)은 심전도 데이터를 학습 데이터로 합성곱 신경망에 입력하여, 심전도 데이터에서 심전도 특징을 추출하고 해석할 수 있다. 신경망 모델(320)은 평균제곱오차(MSE: mean square error), 크로스 엔트로피(cross entropy) 등과 같은 손실 함수를 이용하여 합성곱 신경망의 해석 결과와 GT(ground truth) 간의 손실을 계산할 수 있다. 그리고, 신경망 모델(320)은 역전파와 통계적 경사 하강법(SGD, stochastic gradient descent) 등과 같은 최적화 기법을 통해 손실을 최소화하여 합성곱 신경망의 파라미터를 최적화할 수 있다. 신경망 모델(320)은 이와 같이 학습된 합성곱 신경망을 이용하여 추론 대상인 정형화 데이터를 기반으로 미래의 건강 상태에 관한 수치 값을 출력할 수 있다. 상술한 신경망의 종류는 하나의 예시일 뿐이며, 신경망의 종류는 심전도 데이터의 특성에 맞춰 순환(recurrent) 신경망, 다층 퍼셉트론(MLP: multi-layer perceptron) 신경망 등 다양하게 구성될 수 있다. For example, the neural network model 320 can input electrocardiogram data as learning data into a convolutional neural network, extract and interpret electrocardiogram features from the electrocardiogram data. The neural network model 320 can calculate the loss between the analysis result of the convolutional neural network and the ground truth (GT) using loss functions such as mean square error (MSE), cross entropy, etc. Additionally, the neural network model 320 can optimize the parameters of the convolutional neural network by minimizing loss through optimization techniques such as backpropagation and stochastic gradient descent (SGD). The neural network model 320 can output a numerical value regarding the future health state based on the standardized data that is the subject of inference using the convolutional neural network learned in this way. The type of neural network described above is only an example, and the type of neural network can be configured in various ways, such as a recurrent neural network and a multi-layer perceptron (MLP) neural network, depending on the characteristics of the ECG data.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 심전도 데이터 분석 방법에서 심전도 특징 데이터의 차원을 축소하는 방법을 설명하는 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating a method of reducing the dimension of ECG feature data in the ECG data analysis method according to an embodiment of the present disclosure.
도 5를 참조하면, 심전도 데이터 분석 방법은 주성분 분석(PCA, Principal Component Analysis)를 사용해서 심전도 특징 데이터의 차원을 축소할 수 있다. 예를 들어, 심전도 특징 데이터는 제1 특징(FT1) 및 제2 특징(FT2)을 포함할 수 있다. 심전도 데이터 분석 방법은 제1 특징(FT1) 및 제2 특징(FT2)을 선형 독립의 새로운 변수인 제1 주성분(PC1)으로 변환할 수 있다. Referring to FIG. 5, the ECG data analysis method can reduce the dimension of ECG feature data using Principal Component Analysis (PCA). For example, ECG feature data may include a first feature (FT1) and a second feature (FT2). The ECG data analysis method can convert the first feature (FT1) and the second feature (FT2) into the first principal component (PC1), which is a new linearly independent variable.
그래프 (a)는 제1 특징(FT1)을 X축, 제1 특징(FT1)을 Y축으로 심전도 특징 데이터들을 표시한 그래프이다. 제1 심전도 특징 데이터(DT_1), 제2 심전도 특징 데이터(DT_2), 쪋 , 제N 심전도 특징 데이터(DT_N)는 각각 제1 특징(FT1) 값 및 제2 특징(FT2) 값에 따라 그래프 (a)에 표시될 수 있다.Graph (a) is a graph showing ECG feature data with the first feature (FT1) on the X-axis and the first feature (FT1) on the Y-axis. The first ECG feature data (DT_1), the second ECG feature data (DT_2), and the Nth ECG feature data (DT_N) are graphed (a) according to the first feature (FT1) and second feature (FT2) values, respectively. ) can be displayed.
그래프 (a)에 표시된 제1 주성분(PC1) 축은 제1 심전도 특징 데이터(DT_1), 제2 심전도 특징 데이터(DT_2) 쪋 제N 심전도 특징 데이터(DT_N)의 분산이 최대로 보존되는 축일 수 있다. 제1 주성분(PC1)은 제1 특징(FT1) 및 제2 특징(FT2) 두개의 변수에 포함된 정보를 최대한 포함하는 하나의 변수일 수 있다.The first principal component (PC1) axis displayed in graph (a) may be the axis where the dispersion of the first ECG feature data (DT_1), the second ECG feature data (DT_2), and the Nth ECG feature data (DT_N) is preserved to a maximum. The first principal component (PC1) may be one variable that contains as much of the information contained in the two variables as the first feature (FT1) and the second feature (FT2).
심전도 데이터 분석 방법은 주성분 분석을 사용해서 제1 심전도 특징 데이터(DT_1)를 제1 심전도 주성분 데이터(PDT_1)로 변환하고, 제2 심전도 특징 데이터(DT_2)를 제2 심전도 주성분 데이터(PDT_2)로 변환하는 방법으로 이해될 수 있다.The ECG data analysis method uses principal component analysis to convert first ECG feature data (DT_1) into first ECG principal component data (PDT_1) and convert second ECG feature data (DT_2) into second ECG principal component data (PDT_2). It can be understood in this way.
변환된 심전도 주성분 데이터는 그래프 (b)에 표시될 수 있다. 심전도 주성분 데이터는 심전도 특징 데이터의 모든 정보를 포함하는 변수인 제1 주성분(PC1) 변수 하나만을 포함할 수 있다. 따라서 사용자는 그래프 (b)를 통해 직관적으로 질병 상태 등을 판단할 수 있다.The converted ECG principal component data can be displayed in graph (b). ECG principal component data may include only one first principal component (PC1) variable, which is a variable that includes all information of the ECG feature data. Therefore, users can intuitively determine disease status, etc. through graph (b).
도 5에서는 두개의 변수를 하나의 주성분으로 변환하는 과정을 설명하였으나, 본 개시는 이에 한정되는 것은 아니고 N개(N은 1보다 큰 정수)의 변수를 포함하는 심전도 특징 데이터를 M개(M은 0보다 크고 N보다 작은 정수)의 주성분으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 심전도 특징 데이터에 세 개 이상의 특징이 포함되는 경우, 제1 주성분 외에 제2 주성분을 추출할 수 있다. 제1 주성분은 가장 분산이 큰 방향을 가진 고유 벡터의 형태이고, 제2 주성분은 제1 주성분과 직교하고 제1 주성분 다음으로 분산이 큰 고유 벡터의 형태일 수 있다.In FIG. 5, the process of converting two variables into one main component is explained, but the present disclosure is not limited to this and provides M ECG feature data containing N variables (N is an integer greater than 1) (M is It can be converted to the principal components of an integer greater than 0 and less than N. For example, when the ECG feature data includes three or more features, a second main component may be extracted in addition to the first main component. The first principal component may be in the form of an eigenvector having a direction with the greatest variance, and the second principal component may be in the form of an eigenvector that is orthogonal to the first principal component and has the next largest variance after the first principal component.
심전도 데이터 분석 장치는 이와 같이 복잡도가 높은 심전도 특징 데이터의 차원을 축소함으로써, 심전도에 대한 직관적이고 손쉬운 해석이 가능하도록 할 수 있다.The ECG data analysis device can enable intuitive and easy interpretation of the ECG by reducing the dimension of the highly complex ECG characteristic data.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 심전도 데이터의 차원을 축소한 결과를 시각화 한 도면이다.Figure 6 is a diagram visualizing the result of reducing the dimension of ECG data according to an embodiment of the present disclosure.
도 6을 참조하면, 표 (a)는 심전도 특징 데이터의 예시이고, 표 (b)는 표 (a)의 심전도 특징 데이터를 주성분 분석을 이용하여 차원을 축소한 주성분 데이터의 예시일 수 있다.Referring to FIG. 6, Table (a) is an example of ECG feature data, and Table (b) may be an example of principal component data obtained by reducing the dimension of the ECG feature data in Table (a) using principal component analysis.
표 (a)에 포함된 제1 특징(FT1)은 심박수이고, 제2 특징(FT2)은 QRS 기간(duration)이고, 제3 특징(FT3)은 PR 간격(interval)이고, 제4 특징(FT4)은 QRS 축(axis)일 수 있다. 표 (a)에 포함된 제1 데이터(DATA1), 제2 데이터(DATA2), 제3 데이터(DATA3)은 각각 다른 사용자의 심전도 특징 데이터일 수 있고, 동일 사용자의 다른 시기에 측정된 심전도 특징 데이터일 수도 있다.The first feature (FT1) included in table (a) is heart rate, the second feature (FT2) is QRS duration, the third feature (FT3) is PR interval, and the fourth feature (FT4) is ) may be the QRS axis. The first data (DATA1), second data (DATA2), and third data (DATA3) included in table (a) may be ECG characteristic data of different users, and ECG characteristic data measured at different times of the same user. It may be.
표 (b)에 포함된 제1 주성분(PC1)은 제1 특징(FT1), 제2 특징(FT2), 제3 특징(FT3) 및 제4 특징(FT4)을 병합한 변수로, 각 특징의 정보를 최대한 포함하기 위해 분산을 최대화하는 변수일 수 있다. 표 (b)에 포함된 제2 주성분(PC2)은 제1 주성분(PC1)과 직교하는 성분의 변수일 수 있다.The first principal component (PC1) included in Table (b) is a variable that combines the first feature (FT1), the second feature (FT2), the third feature (FT3), and the fourth feature (FT4), and is a variable that combines the first feature (FT1), the second feature (FT2), the third feature (FT3), and the fourth feature (FT4). It may be a variable that maximizes variance to include as much information as possible. The second principal component (PC2) included in Table (b) may be a variable of a component orthogonal to the first principal component (PC1).
표 (b)에서는 두개의 주성분을 예시적으로 설명하였으나, 심전도 데이터 분석 방법에서 심전도 특징 데이터에 포함된 특징을 고려하여 1개의 주성분만을 추출할 수도 있고, 2개 이상의 주성분을 추출할 수도 있다.Table (b) illustrates two main components by way of example, but in the ECG data analysis method, only one main component may be extracted, or two or more main components may be extracted, considering the features included in the ECG characteristic data.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 심전도 데이터의 시각화 방법을 설명하는 도면이다.FIG. 7 is a diagram illustrating a method for visualizing ECG data according to an embodiment of the present disclosure.
도 6 및 도 7을 참조하면, 심전도 데이터 분석 장치는 심전도 특징 데이터에서 제1 주성분(PC1)을 추출하여 그래프 (a)에 제1 데이터(DATA1), 제2 데이터(DATA2), 제3 데이터(DATA3)를 표시할 수 있다. 그래프 (a)는 제1 주성분(PC1)을 변수로 하는 1차원 그래프일 수 있다. 심전도 데이터 분석 장치는 통계적 분석 또는 기 설정된 알고리즘을 통해 제1 질병(예를 들어, 심근경색)이 높은 확률로 발생하는 제1 영역(MI)을 설정할 수 있다. 사용자는 그래프 (a)에서 제3 데이터(DATA3)가 제1 질병에 해당할 확률이 높은 것으로 판단할 수 있다.6 and 7, the ECG data analysis device extracts the first main component (PC1) from the ECG characteristic data and displays first data (DATA1), second data (DATA2), and third data ( DATA3) can be displayed. Graph (a) may be a one-dimensional graph with the first principal component (PC1) as a variable. The ECG data analysis device may set a first region (MI) where the first disease (eg, myocardial infarction) occurs with a high probability through statistical analysis or a preset algorithm. The user may determine that the third data (DATA3) in graph (a) has a high probability of corresponding to the first disease.
심전도 데이터 분석 장치는 심전도 특징 데이터에서 제1 주성분(PC1) 및 제2 주성분(PC2)을 추출하여 그래프 (b)에 제1 데이터(DATA1), 제2 데이터(DATA2), 제3 데이터(DATA3)를 표시할 수 있다. 그래프 (b)는 제1 주성분(PC1) 및 제2 주성분(PC2)을 변수로 하는 2차원 그래프일 수 있다. 심전도 데이터 분석 장치는 통계적 분석 또는 기 설정된 알고리즘을 통해 제1 질병(예를 들어, 심근경색)이 높은 확률로 발생하는 제1 영역(MI)을 설정할 수 있다. 사용자는 그래프 (b)에서 제3 데이터(DATA3)가 제1 질병에 해당할 확률이 높은 것으로 판단할 수 있다. 심전도 데이터 분석 장치는 이와 같이 차원이 축소된 심전도 데이터를 이용함으로써, 가상의 공간 상에 심전도의 위치와 다른 심전도와의 관계성을 시각적으로 표현할 수 있다.The ECG data analysis device extracts the first main component (PC1) and the second main component (PC2) from the ECG characteristic data and displays the first data (DATA1), second data (DATA2), and third data (DATA3) in graph (b). can be displayed. Graph (b) may be a two-dimensional graph with the first principal component (PC1) and the second principal component (PC2) as variables. The ECG data analysis device may set a first region (MI) where the first disease (eg, myocardial infarction) occurs with a high probability through statistical analysis or a preset algorithm. The user may determine that the third data (DATA3) in graph (b) has a high probability of corresponding to the first disease. By using ECG data with reduced dimensions, the ECG data analysis device can visually express the position of the ECG and its relationship with other ECGs in virtual space.
한편, 심전도 데이터 분석 장치는 심전도 특징 데이터의 분석 과정에서 데이터의 특성 보존율이나 데이터 연산 속도 등을 고려하여 주성분 개수를 선택할 수 있다. 심전도 데이터 분석 장치는 분석 결과의 정확성을 높이기 위해 주성분 개수를 증가시키거나, 분석 속도를 빠르게 하기 위해 주성분 개수를 감소시킬 수 있다. 심전도 데이터 분석 장치는 데이터의 누적된 분산 비율이 기 설정된 비율(예를 들어 90%) 이상이 되도록 주성분 개수를 선택할 수 있다.Meanwhile, the ECG data analysis device may select the number of main components in consideration of data characteristic preservation rate or data operation speed during the analysis of ECG characteristic data. The ECG data analysis device can increase the number of main components to increase the accuracy of the analysis results, or decrease the number of main components to speed up the analysis. The ECG data analysis device may select the number of main components so that the accumulated variance ratio of the data is more than a preset ratio (for example, 90%).
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 신경망 모델을 설명하는 블록도이다.Figure 8 is a block diagram illustrating a neural network model according to an embodiment of the present disclosure.
도 8을 참조하면 제2 신경망 모델(420)은 심전도 주성분 데이터 및 심전도 주성분 데이터를 기초로 판단된 질병 정보를 학습 데이터로 사용할 수 있다. 사용자의 질병을 예측하기 위한 제2 신경망 모델(420)은 심전도 주성분 데이터(410)를 입력으로 질병 예측 데이터(330)를 생성할 수 있다. Referring to FIG. 8, the second neural network model 420 may use ECG main component data and disease information determined based on the ECG main component data as learning data. The second neural network model 420 for predicting the user's disease may generate disease prediction data 330 by inputting the ECG main component data 410.
제2 신경망 모델(420)에 대한 설명은 도 4에서 설명하는 신경망 모델(320)에 대한 설명을 참조한다. For a description of the second neural network model 420, refer to the description of the neural network model 320 described in FIG. 4.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 심전도 데이터 분석 방법을 설명하는 순서도이다.9 is a flowchart explaining an ECG data analysis method according to an embodiment of the present disclosure.
도 2 및 도 9를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치(100)는 심전도 신호를 획득할 수 있다(S110). 컴퓨팅 장치(100)는 심전도 측정 장치와 연결되어 측정된 심전도 신호 또는 네트워크를 통해 전달된 심전도 신호를 이용할 수 있다. Referring to FIGS. 2 and 9 , the computing device 100 according to an embodiment of the present disclosure may acquire an electrocardiogram signal (S110). The computing device 100 may be connected to an ECG measurement device and use a measured ECG signal or an ECG signal transmitted through a network.
컴퓨팅 장치(100)는 획득된 심전도 신호에서 특징을 추출하여 심전도 특징 데이터 생성할 수 있다(S120). 컴퓨팅 장치(100)는 기 설정된 특징 추출 알고리즘에 기초하여 n개(n은 자연수)의 특징을 추출할 수 있다. 도 1을 참조하면, 심전도 신호에서 추출하는 특징은 P 파의 시작점부터 QRS 파의 시작점까지의 간격인 ‘PR INTERVAL’, QRS 파의 간격인 ‘QRS duration’, P 파 중에서 +영역의 넓이인 ‘P AREA’, P 파 중에서 +값이 가장 높은 지점의 전압값인 ‘P AMP’ 등 다양한 특징을 포함할 수 있다.The computing device 100 may generate ECG feature data by extracting features from the acquired ECG signal (S120). The computing device 100 may extract n features (n is a natural number) based on a preset feature extraction algorithm. Referring to Figure 1, the features extracted from the ECG signal are 'PR INTERVAL', which is the interval from the start point of the P wave to the start point of the QRS wave, 'QRS duration', which is the interval of the QRS wave, and 'QRS duration', which is the area of the + region among the P waves. It can include various features such as 'P AREA' and 'P AMP', which is the voltage value at the point with the highest + value among P waves.
컴퓨팅 장치(100)는 사전 학습된 제1 신경망 모델로 상기 심전도 신호를 입력하여 n개의 특징을 추론할 수 있다. 예를 들어, 제1 신경망 모델은 심전도 신호 및 기 설정된 알고리즘에 의해 심전도 신호에서 추출된 복수의 특징을 기초로 학습될 수 있다.The computing device 100 may infer n features by inputting the ECG signal into a pre-trained first neural network model. For example, the first neural network model may be learned based on the ECG signal and a plurality of features extracted from the ECG signal using a preset algorithm.
컴퓨팅 장치(100)는 주성분 분석에 기초하여 심전도 특징 데이터의 차원을 축소하고 심전도 주성분 데이터를 생성할 수 있다(S130). 예를 들어, 컴퓨팅 장치(100)는 도 5에서 설명하는 주성분 분석을 이용하여 심전도 특징 데이터의 차원을 축소하고 심전도 주성분 데이터를 생성할 수 있다. 주성분은 심전도 주성분 데이터의 분산이 가장 큰 차원 축에 대응되는 제1 주성분을 포함할 수 있고, 심전도 특징 데이터에 따라 더 많은 주성분을 추출할 수 있다.The computing device 100 may reduce the dimension of ECG feature data and generate ECG main component data based on principal component analysis (S130). For example, the computing device 100 may reduce the dimension of ECG feature data and generate ECG main component data using the principal component analysis described in FIG. 5 . The principal component may include a first principal component corresponding to the dimensional axis with the largest variance of the ECG principal component data, and more principal components may be extracted according to the ECG feature data.
추가적인 실시예로, 컴퓨팅 장치(100)는 심전도 특징 데이터의 차원을 축소하기 위해 주성분 분석 외에 독립성분분석(ICA:independent component analysis), 다차원 척도법(multidimensional scaling) 등을 사용하여 분석 대상이 되는 변수의 수를 줄일 수 있다.In an additional embodiment, the computing device 100 uses independent component analysis (ICA), multidimensional scaling, etc. in addition to principal component analysis to reduce the dimension of the ECG characteristic data. The number can be reduced.
컴퓨팅 장치(100)는 차원이 축소된 심전도 특징 데이터를 제공하고, 이를 통해 심전도 특징 데이터의 분석을 더 용이하게 할 수 있다.The computing device 100 provides ECG feature data with reduced dimensions, thereby making it easier to analyze the ECG feature data.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 심전도 데이터 분석 방법을 설명하는 순서도이다.Figure 10 is a flowchart explaining an ECG data analysis method according to an embodiment of the present disclosure.
도 2 및 도 10을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치(100)는 주성분 분석에 기초하여 심전도 특징 데이터의 차원을 축소하고 심전도 주성분 데이터를 생성할 수 있다(S210). 심전도 주성분 데이터를 생성하는 과정은 도 9에서 설명하는 내용을 참조한다.Referring to FIGS. 2 and 10 , the computing device 100 according to an embodiment of the present disclosure may reduce the dimension of ECG feature data and generate ECG main component data based on principal component analysis (S210). For the process of generating ECG main component data, refer to the description in FIG. 9.
컴퓨팅 장치(100)는 심전도 주성분 데이터를 시각화 할 수 있다(S220). 예를 들어, 컴퓨팅 장치(100)에서 심전도 주성분 데이터를 시각화 한 결과는 도 7에 도시된 그래프 (a) 또는 그래프 (b)일 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 심전도 특징 데이터에서 1개의 주성분을 추출하여 1차원 그래프에 도시하거나, 심전도 특징 데이터에서 2개의 주성분을 추출하여 2차원 그래프에 도시하거나, 심전도 특징 데이터에서 3개의 주성분을 추출하여 3차원 그래프에 도시할 수 있다.The computing device 100 can visualize ECG main component data (S220). For example, the result of visualizing ECG main component data in the computing device 100 may be graph (a) or graph (b) shown in FIG. 7 . The computing device 100 extracts one main component from the ECG feature data and shows it in a one-dimensional graph, extracts two main components from the ECG feature data and shows them in a two-dimensional graph, or extracts three main components from the ECG feature data and shows them in a two-dimensional graph. It can be shown on a 3D graph.
컴퓨팅 장치(100)는 심전도 주성분 데이터에 대응되는 질병을 예측할 수 있다(S230). 컴퓨팅 장치(100)는 통계적 방법을 이용하여 심전도 주성분 데이터에 대응되는 질병을 예측할 수 있다. 도 7을 참조하면, 제1 질병에 해당하는 심전도 주성분 데이터가 제1 영역(MI)에 높은 확률로 위치하는 경우, 사용자의 심전도 데이터가 제1 영역(MI)에 위치하면 제1 질병으로 판단할 수 있다. 추가적인 실시예로, 컴퓨팅 장치(100)는 심전도 주성분 데이터 및 심전도 주성분 데이터를 기초로 판단된 질병 정보를 학습 데이터로 사용하여 제2 신경망 모델을 학습시킬 수 있다. 사용자의 질병을 예측하기 위한 제2 신경망 모델은 심전도 주성분 데이터를 입력으로 질병 예측 데이터를 생성할 수 있다. The computing device 100 can predict a disease corresponding to ECG main component data (S230). The computing device 100 may predict a disease corresponding to ECG main component data using a statistical method. Referring to FIG. 7, when the ECG main component data corresponding to the first disease is located with a high probability in the first area (MI), if the user's ECG data is located in the first area (MI), it is determined to be the first disease. You can. In an additional embodiment, the computing device 100 may train a second neural network model using ECG main component data and disease information determined based on the ECG main component data as learning data. The second neural network model for predicting the user's disease can generate disease prediction data by inputting electrocardiogram main component data.
컴퓨팅 장치(100)는 차원이 축소된 심전도 특징 데이터를 시각화하고 사용자에게 제공할 수 있다. 사용자는 시각화된 데이터를 통해 건강상태 및 건강상태의 변화를 직관적으로 이해할 수 있다.The computing device 100 may visualize dimensionally reduced ECG feature data and provide it to a user. Users can intuitively understand health status and changes in health status through visualized data.
앞서 설명된 본 개시의 다양한 실시예는 추가 실시예와 결합될 수 있고, 상술한 상세한 설명에 비추어 당업자가 이해 가능한 범주에서 변경될 수 있다. 본 개시의 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적이 아닌 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 개시의 특허청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 개시의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. The various embodiments of the present disclosure described above may be combined with additional embodiments and may be changed within the scope understandable to those skilled in the art in light of the above detailed description. The embodiments of the present disclosure should be understood in all respects as illustrative and not restrictive. For example, each component described as unitary may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may also be implemented in a combined form. Accordingly, all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims of the present disclosure and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present disclosure.

Claims (11)

  1. 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함하는 컴퓨팅 장치에 의해 수행되는, 심전도 데이터 분석 방법으로서,An electrocardiogram data analysis method performed by a computing device including at least one processor, comprising:
    심전도 신호를 획득하는 단계;Acquiring an electrocardiogram signal;
    상기 심전도 신호에 기초하여 복수의 특징들을 포함하는 심전도 특징 데이터를 생성하는 단계; 및generating electrocardiogram feature data including a plurality of features based on the electrocardiogram signal; and
    하나 이상의 주성분을 기초로 상기 심전도 특징 데이터의 차원을 축소하여, 심전도 주성분 데이터를 생성하는 단계;를 포함하고,Reducing the dimension of the ECG feature data based on one or more main components to generate ECG main component data,
    상기 하나 이상의 주성분은 상기 복수의 특징들 간의 상관관계에 기초하여 상기 복수의 특징들이 병합된 것을 특징으로 하는,The one or more main components are characterized in that the plurality of features are merged based on the correlation between the plurality of features,
    방법.method.
  2. 제 1 항에 있어서,According to claim 1,
    상기 심전도 특징 데이터를 생성하는 단계는 기 설정된 특징 추출 알고리즘에 기초하여 n개(n은 자연수)의 특징을 추출하는 단계;를 포함하는,The step of generating the ECG feature data includes extracting n features (n is a natural number) based on a preset feature extraction algorithm.
    방법.method.
  3. 제 1 항에 있어서,According to claim 1,
    상기 심전도 특징 데이터를 생성하는 단계는 사전 학습된 제1 신경망 모델로 상기 심전도 신호를 입력하여 n개의 특징을 추론하는 단계;를 포함하는,The step of generating the ECG feature data includes inferring n features by inputting the ECG signal into a pre-trained first neural network model,
    방법.method.
  4. 제 1 항에 있어서,According to claim 1,
    상기 주성분은 심전도 주성분 데이터의 분산이 가장 큰 차원 축에 대응되는 제1 주성분을 포함하는 것을 특징으로 하는,Characterized in that the principal component includes a first principal component corresponding to the dimensional axis in which the variance of the electrocardiogram principal component data is greatest,
    방법.method.
  5. 제 4 항에 있어서,According to claim 4,
    상기 제1 주성분 및 상기 심전도 주성분 데이터를 제1 그래프로 시각화하는 단계를 더 포함하는,Further comprising visualizing the first principal component and the ECG principal component data in a first graph,
    방법.method.
  6. 제 5 항에 있어서,According to claim 5,
    상기 제1 그래프는 제1 질병 영역 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는,The first graph is characterized in that it includes first disease area information,
    방법.method.
  7. 제 4 항에 있어서,According to claim 4,
    상기 주성분은 상기 제1 주성분과 직교하는 제2 주성분을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,Characterized in that the main component further includes a second main component orthogonal to the first main component,
    방법.method.
  8. 제 8 항에 있어서,According to claim 8,
    상기 제1 주성분 및 제2 주성분에 기초하여 상기 심전도 특징 데이터를 제2 그래프로 시각화하는 단계를 더 포함하는,Further comprising visualizing the ECG feature data in a second graph based on the first principal component and the second principal component,
    방법.method.
  9. 제 1 항에 있어서,According to claim 1,
    사전 학습된 제2 신경망 모델로 상기 심전도 주성분 데이터를 입력하여 상기 심전도 주성분 데이터에 대응되는 질병을 예측하는 단계;를 더 포함하는,Inputting the electrocardiogram principal component data into a pre-trained second neural network model to predict a disease corresponding to the electrocardiogram principal component data; further comprising:
    방법.method.
  10. 컴퓨터 판독가능 저장 매체 저장된 컴퓨터 프로그램(program)으로서, 상기 컴퓨터 프로그램은 하나 이상의 프로세서(processor)에서 실행되는 경우, 심전도 데이터 분석을 위한 동작들을 수행하도록 하며,A computer program stored in a computer-readable storage medium, wherein the computer program, when executed on one or more processors, performs operations for analyzing electrocardiogram data,
    상기 동작들은,The above operations are:
    심전도 신호를 획득하는 동작; An operation to obtain an electrocardiogram signal;
    상기 심전도 신호에 기초하여 복수의 특징들을 포함하는 심전도 특징 데이터를 생성하는 동작; 및generating electrocardiogram feature data including a plurality of features based on the electrocardiogram signal; and
    하나 이상의 주성분을 기초로 상기 심전도 특징 데이터의 차원을 축소하여, 심전도 주성분 데이터를 생성하는 동작;Reducing the dimension of the ECG feature data based on one or more main components to generate ECG main component data;
    을 포함하고,Including,
    상기 하나 이상의 주성분은 상기 복수의 특징들 간의 상관관계에 기초하여 상기 복수의 특징들이 병합된 것을 특징으로 하는,The one or more main components are characterized in that the plurality of features are merged based on the correlation between the plurality of features,
    컴퓨터 프로그램.computer program.
  11. 심전도 데이터 분석을 위한 컴퓨팅 장치로서,A computing device for analyzing electrocardiogram data, comprising:
    적어도 하나의 코어(core)를 포함하는 프로세서(processor);A processor including at least one core;
    상기 프로세서에서 실행 가능한 프로그램 코드(code)들을 포함하는 메모리(memory); 및a memory containing program codes executable on the processor; and
    심전도 데이터를 획득하기 위한 네트워크부(network unit);A network unit for acquiring electrocardiogram data;
    를 포함하고,Including,
    상기 프로세서는,The processor,
    심전도 신호를 획득하고, 상기 심전도 신호에 기초하여 복수의 특징들을 포함하는 심전도 특징 데이터를 생성하고, 하나 이상의 주성분을 기초로 상기 심전도 특징 데이터의 차원을 축소하여, 심전도 주성분 데이터를 생성하고,Obtaining an electrocardiogram signal, generating electrocardiogram feature data including a plurality of features based on the electrocardiogram signal, and reducing the dimension of the electrocardiogram feature data based on one or more principal components to generate electrocardiogram principal component data,
    상기 하나 이상의 주성분은 상기 복수의 특징들 간의 상관관계에 기초하여 상기 복수의 특징들이 병합된 것을 특징으로 하는,The one or more main components are characterized in that the plurality of features are merged based on the correlation between the plurality of features,
    장치.Device.
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