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온라인 안심존 데이터

※온라인 안심존 : 보안이 보장된 온라인 네트워크를 통해 집, 연구실, 사무실 등 어디서나 접속하여 데이터에 접근하고 분석

입니다.

#헬스케어 의료

NEW 흉부 청진음 데이터

분야헬스케어
구분 안심존(온라인)
유형 오디오 , 이미지 , 텍스트

구축년도 : 2022 갱신년월 : 2023-12 조회수 : 2,590 다운로드 : 12

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데이터 변경이력

데이터 변경이력
버전	일자	변경내용	비고
1.1	2023-12-06	데이터 최종 개방
1.0	2023-07-24	데이터 개방(Beta Version)

데이터 히스토리

데이터 히스토리
일자	변경내용	비고
2024-03-19	산출물 전체 공개

소개

청진은 심장이나 폐 질환자에서 비침습적으로 진행되는 일차검사로 임상현장에서 추가적인 비용 발생없이 반복적으로 획득할 수 있는 생체신호이며, 심장·폐 질환의 진단과정에서 필수적으로 시행되는 절차임.

구축목적

흉부 청진 절차에서 다양한 인공지능 연구개발에 활용될 수 있도록 잡음이 최소화된 양질의 청진음을 실제 현장의 질환빈도를 반영해 수집하고, 전문인력과 절차에 따른 참값 라벨링과 관련 임상의료데이터를 함께 수집한 학습용 빅데이터를 구축하여 ‘관련 연구개발을 촉진’하고 ‘전문 인력을 양성’하고자 함.

메타데이터 구조표
데이터 영역	헬스케어	데이터 유형	오디오 , 이미지 , 텍스트
데이터 형식	wav, jpg, csv	데이터 출처	자체 수집
라벨링 유형	진단(음성/이미지), 바운딩박스(이미지)	라벨링 형식	JSON
데이터 활용 서비스	자가진단 보조 서비스, 심폐 질환 1차 스크리닝 서비스	데이터 구축년도/ 데이터 구축량	2022년/청진데이터 12,000건, 유관데이터 11,000건

원천 데이터 종류	순환기계		호흡기계
	청진음	유관데이터	청진음	유관데이터
	심장음	심전도/혈압	호흡음	흉부X선
원천 자료형태	음성	생체신호/텍스트	음성	2D 의료영상
원천 데이터 포멧	.wav	.jpg, .csv	.wav	.jpg
라벨링데이터	24,000건	6,000건	25,195건	5,000건
구축 규모	(6,000 x 4개 부위)	6,000건	(6,000 x 4개 이상 부위)	5,000건

심장음별 분포
심장음 레이블	COUNT	비율	비고
1	22,358	93.16%	정상(normal)
2	804	3.35%	수축기 심잡음(systolic murmur)
3	105	0.44%	이완기 심잡음(diastolic murmur)
4	171	0.71%	복합 심잡음(murmur)
9	562	2.34%	판독불가
합계	24,000	100%

호흡음별 분포
호흡음 레이블	COUNT	비율	비고
0	15,561	61.76%	정상(normal)
1	34	0.13%	거친 수포음(coarse crackle)
2	494	1.96%	천명(wheezing)
3	7,804	30.97%	가는 수포음(fine crackle)
4	10	0.04%	건성 수포음(rhonchi)
9	1,292	5.13%	판독불가
합계	25,195	100%

심전도 파형별 분포
심전도 레이블	COUNT	비율	비고
1	4,052	81.04%	Sinus Rhythm(SR)
2	666	13.32%	Atrial Fibrillation(AFIB)
3	14	0.28%	Bundle Branch Block(BBB)
4	268	5.36%	Others
합계	5,000	100%

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•심장음에 대하여 정상, 수축기 심잡음, 이완기 심잡음, 복합 심잡음, 판독불가를 분류하는 인공지능 모델 개발
• 심장음에서 MFCC(Mel-frequency cepstral coefficients) 특징을 추출하여 1D컨볼루션기반의 U-Net의 입력으로 넣어 학습 및 추론을 수행

활용 방안

• AI를 활용한 심장음 기반 심장판막, 부정맥, 등 심장질환 일차진단 솔루션: 심장판막 질환, 등 청진음이 특징적인 주요 심장 질환을 일차진단하는 솔루션은 물론, 심장질환이 이미 진단된 환자에서 질환의 악화여부를 추적 관리함으로써 개별화된 예방 지침 및 추적 검사 일정을 제시하는 솔루션 개발이 가능함
• 심장 질환 자가 모니터링 솔루션: 심장 질환 의심환자 혹은 유질환자가 자택에서 스스로 건강상태를 모니터링 하기위한 생체신호 분석 및 해석 솔루션 제공 가능. 가정용 혈압계와 같이 반복적인 측정을 통해 의료기관 내원이 필요한 질환악화, 등을 조기판별

활용 모델

• 호흡음에 대하여 정상, 거친수포음, 천명, 고른수포음, 건성수포음, 판독불가를 분류하는 인공지능 모델 개발
• 호흡음의 MFCC 특징을 기반으로 1D컨볼루션기반의 U-Net을 통해 학습 및 추론을 수행

활용 방안

• AI를 활용한 호흡음 기반 주요 호흡기질환 일차 진단 솔루션: 호흡음 학습데이터를 활용하여 1차 진료 및 응급의료 현장에서 인공지능 기반 호흡음 분석을 통해 호흡기질환을 조기에 선별하여 신속한 진단 및 즉각적인 처치가 가능하게 함
• AI를 활용한 호흡음 기반 유행성 호흡기 감염질환 진단 솔루션: 코로나19 같은 감염 전파 비중이 큰 질환의 경우 감염 취약 시설 일반인 및 자가 격리자를 대상으로 호흡기 감염병 징후를 조기에 스크리닝해 확산을 신속히 차단하고 대규모 감염확산을 예방·관리 할 수 있는 솔루션 개발이 가능함
• 폐 질환 자가 모니터링 솔루션: 폐 질환 의심환자 혹은 유질환자가 자택에서 스스로 건강상태를 모니터링 하기위한 생체신호 분석 및 해석 솔루션.

활용 모델

• 흉부 X 선 영상에서 심장과 폐영역을 탐지하는 물체 탐지(object detection)모델 개발
• 입력된 흉부X선 영상과 심/폐 영역 마스크를 기반으로 YOLO v5 모델을 통해 학습한 후, 심장 및 폐 영역에 대한 bounding box 생성

활용 방안

• 심장의 구조적 문제 (심장 비대 및 석회화 등)의 시각적 확인을 통해 심장질환 진단을 지원
• 폐 영역 내 구조적 변화의 시각적 확인을 통해 폐 질환 진단을 지원

데이터 성능 점수

측정값 (%)

기준값 (%)

데이터 성능 지표

데이터 성능 지표
번호	측정항목	AI TASK	학습모델	지표명	기준값 점수	측정값 점수
1	심잡음 검출 분류 성능	Audio Classification	MFCC + CNN	Accuracy	80 %	82.74 %
2	비정상 호흡음 검출 분류 성능	Audio Classification	MFCC + CNN	Accuracy	70 %	72.12 %
3	심장 영역 탐지 성능	Object Detection	YOLO v5	mIoU	85 %	88.89 %
4	폐 영역 탐지 성능	Object Detection	YOLO v5	mIoU	85 %	88.98 %

※ 데이터 성능 지표가 여러 개일 경우 각 항목을 클릭하면 해당 지표의 값이 그래프에 표기됩니다.

※ AI모델 평가 지표에 따라 측정값의 범위, 판단 기준이 달라질 수 있습니다. (ex. 오류율의 경우, 낮을수록 좋은 성능을 내는 것으로 평가됩니다)

설명서 및 활용가이드 다운로드

데이터 설명서 다운로드 구축활용가이드 다운로드

[순환기계-청진음] 심장음 데이터 구성 및 어노테이션 포맷
원시/원천데이터 (심장음 수집 4개 위치)		심잡음 라벨링
(1) MA	Mitral Valve Area	label: 1
		- 5종의 심잡음 인덱스 중 하나 (1-4, 9)

		<심잡음 5종>
		1) 정상(normal),
		2) 이완기 심잡음(systolic murmur),
(2) TA	Tricuspid Valve Area	3) 수축기 심잡음(diastolic murmur),
(3) AA	Aortic Valve Area	4) 복합 심잡음(murmur),
(4) PA	Pulmonary Valve Area	9) 판독 불가(cannot analyze)

구분		속성명	타입	필수여부	설명	범위	비고
1		study_date	string	Y	데이터 생성일시		yyyyMMdd
2		patient_id	string	Y	환자 ID (비식별화)
3		pcg_files	array array of object	Y	심장음 파일 정보
	3-1	id	string	Y	심장음 파일 식별자
	3-2	file_name	string	Y	심장음 파일 이름
	3-3	3-4+G28:L40	string	Y	심장음 수집 위치	MA, TA, AA, PA
	3-4	murmur_label	integer	Y	심장음 카테고리	1,2,3,4,9	1: 정상(normal)
							2: 수축기 심잡음 (systolic murmur)
							3: 이완기 심잡음 (diastolic murmur)
							4: 복합심잡음
							(murmur)
							9: 판독불가
{
"patient_id": "1234567",
"study_date": “20190917”,
"pcg_files": [
[
{
"id": "hs_00001_01_MA",
"file_name": "hs_00001_01_MA.wav",
"location": "MA“,
"murmur_label": 1

}
],
[
{
"id": "hs_00001_01_TA",
"file_name": "hs_00001_01_TA.wav",
"location": "TA"
"murmur_label": 1
}
],
[
{
"id": "hs_00001_01_AA",
"file_name": "hs_00001_01_AA.wav",
"location": "AA"
"murmur_label": 1
}
],
[
{
"id": "hs_00001_01_PA",
"file_name": "hs_00001_01_PA.wav",
"location": "PA"
"murmur_label": 1
}
]
]
}

[순환기계-청진음] 호흡음 구성 및 어노테이션 포맷
원시/원천데이터 (호흡음 수집 12개 위치 중 4개 위치 이상)		호흡음 라벨링
Front view		label: 1
		- 6종의 호흡음 인덱스 중 하나 (0-4, 9)

(1) FRUL	(2) FLUL	<호흡음 6종>
right upper lung	left upper lung	0) 정상(normal),
(3) FRML	(4) FRML	1) 거친수포음(coarse crackle),
right mid lung	left mid lung	2) 가는수포음(fine crackle),
(5) FRLL	(6) FLLL	3) 건성수포음(rhonchi),
right lower lung	left lower lung	4) 천명(wheezing),
Back view		9) 판독 불가(cannot analyze)
(7) BLUL	(8) BRUL
left upper lung	right upper lung
(9) BLML	(10) BRML
left mid lung	right mid lung
(11) BLLL	(12) BRLL
left lower lung	right lower lung

구분		속성명	타입	필수여부	설명	범위	비고
1		study_date	string	Y	데이터 생성일자		yyyyMMdd
2		patient_id	string	Y	환자 ID (비식별화)
3		respiratory_files	array array of object	Y	호흡음 파일 정보
	3-1	id	string	Y	호흡음 파일 식별자
	3-2	file_name	string	Y	호흡음 파일 이름
	3-3	location	string	Y	호흡음 수집 위치	FRUL, FLUL, FRML, FLML, FRLL, FLLL, BRUL, BLUL, BRML, BLML, BRLL, BLLL
	3-4	label	integer	Y	호흡음 카테고리	0,1,2,3,4,9	0:정상(normal)
							1:거친수포음 (coarse crackle),
							2:천명(wheezing),
							3:가는수포음
							(fine crackle),
							4:건성수포음
							(rhonchi),
							9:판독불가
{
"patient_id": "1234567",
"study_date": “20190917”,
"respiratory_files": [
[
{
"id": "rs_00001_01_BLLL",
"file_name": "rs_00001_01_BLLL.wav",
"location": "BLLL",
"label": 1
}
],
[
{
"id": "rs_00001_01_BLUL",
"file_name": "rs_00001_01_BLUL.wav",
"location": "BLUL",
"label": 1
}
],
[
{
"id": "rs_00001_01_BRLL",
"file_name": "rs_00001_01_BRLL.wav",
"location": "BRLL",
"label": 1
}
],
[
{
"id": "rs_00001_01_BRUL",
"file_name": "rs_00001_01_BRUL.wav",
"location": "BRUL",
"label": 1
}
]
]
}

[순환기계 및 호흡기계 유관데이터] 흉부 X선 구성 및 어노테이션 포맷
원시/원천데이터	심장 및 폐 어노테이션
흉부 X선 이미지	1: 심장 영역 bounding box
	2. 폐 영역 bounding box

구분		속성명	타입	필수여부	설명	범위	비고
1		id	string	Y	흉부 X선 이미지 식별자
2		file_name	string	Y	흉부 X선 이미지 파일명
3		width	number	Y	이미지 가로 크기 (픽셀)
4		height	number	Y	이미지 세로 크기 (픽셀)
5		study_date	string	Y	생성일자		yyyyMMdd
6		patient_id	string	Y	환자 ID (비식별화)
7		bounding_boxes	array of object	Y	bounding box 정보
	7-1	bbox_id	integer	Y	bounding box 카테고리	[1,2]	1:심장 영역,
							2:폐 영역
	7-2	bbox_name	string	Y	bounding box 이름	heart, lung
	7-3	type	string	Y	어노테이션 타입	bounding_box
	7-4	upper_left	array of number	Y	b-box 좌상단 x,y 좌표
	7-5	bottom_right	array of number	Y	b-box 우하단 x,y 좌표
{
"id": "rscxr_00001_01",
"file_name": "rscxr_00001_01.jpg",
"patient_id": "1234567",
"study_date": "20190909",
"width": 100,
"height": 200,
"bounding_boxes": [
{
"bbox_id": 1,
"bbox_name": "heart",
"type": "bounding_box",
"upper_left": [
1,
2
],
"bottom_right": [
3,
4
]
},
{
"bbox_id": 2,
"bbox_name": "lung",
"type": "bounding_box",
"upper_left": [
5,
6
],
"bottom_right": [
7,
8
]
}
]
}

[순환기계 유관데이터] 심전도 구성 및 어노테이션 포맷
원시/원천데이터	심전도 파형 어노테이션
심전도 파형 이미지	label: 1
	- 4종의 심전도 파형 인덱스 중 하나 (1-4)

	<심전도 파형 4종>
	1) Sinus rhythm (SR)
	2) Atrial fibrillation (AFIB),
	3) Bundle branch block (BBB)
	4) Others

구분	속성명	타입	필수여부	설명	범위	비고
1	id	string	Y	심전도 데이터 식별자
2	file_name	string	Y	심전도 데이터 파일명
3	study_date	string	Y	데이터 생성일자		yyyyMMdd
4	patient_id	string	Y	환자 ID (비식별화)
5	labels	integer	Y	심전도 파형 카테고리	[1,4]	1:Sinus rhythm (SR),
						2:Atrial fibrillation (AFIB),
						3:Bundle branch block (BBB),
						4:Others
{
"id": "hsecg_00001_01",
"file_name": "hsecg_00001_01.jpg",
"patient_id": "1234567",
"study_date": “20190917”,
"labels": 1
}

[순환기계 유관데이터] 혈압 구성 및 어노테이션 포맷
원시/원천데이터	혈압데이터 어노테이션
혈압 수치 데이터	해당없음

구분	속성명	타입	필수여부	설명	범위	비고
1	id	string	Y	혈압 데이터 식별자
2	file_name	string	Y	혈압 데이터 파일명
3	study_date	string	Y	데이터 생성일자	yyyyMMdd
4	patient_id	string	Y	환자 ID (비식별화)
5	sbp	number	Y	수축기 최고 혈압	측정치로 범위없음
6	dbp	number	Y	이완기 최저 혈압	측정치로 범위없음
{
“id”: “hsbp_00001_01”,
“filename”: “hsbp_00001_01.csv”,
“study_date”: “20190917”,
“patient_id”: “1234567”,
“sbp”: 130,
“dbp”: 80,
}

데이터셋 구축 담당자

수행기관(주관) : 연세대학교 산학협력단

수행기관(주관)
책임자명	전화번호	대표이메일	담당업무
장혁재	02)2227-9551	HJCHANG@yuhs.ac	총괄 책임 / 데이터 수집, 정제, 가공 및 사업총괄

수행기관(참여)

수행기관(참여)
기관명	담당업무
주식회사 온택트헬스	데이터 정제, 가공
순천향대학교 산학협력단	데이터 수집, 가공
㈜데이터웨이	데이터 검수
주식회사 스마트사운드	데이터 수집

데이터 관련 문의처

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2. 기관생명윤리위원회(IRB) 승인된 연구계획서
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