胸部CTによる深層学習ベースのセグメンテーションモデルによる近辺腹部体積BMDの年齢および性別による変化

科学分野:

• 放射線学と画像科学
• 整形 科 と スポーツ 医学
• ゲロントロジーと老化に関する研究

背景:

• 肩の病理学における手術計画において,近辺腹部体積骨のミネラル密度 (vBMD) の正確な評価は極めて重要です.
• 隣関節のvBMDの年齢関連の変化はよく特徴づけられず,評価方法の改善が必要である.
• 骨の密度の変化の微妙な微妙な微妙な微妙な微妙な微妙な微妙な微妙な微妙な微妙な微妙な微妙な微妙な微妙な微妙な微妙な微妙な微妙な微妙な微妙な微妙な微妙な微妙な微妙な

研究 の 目的:

• 胸部CTスキャンから近親腹部VBMDを評価するための自動化されたディープラーニング (DL) メソッドを開発する.
• 性別特異的な年齢関連変異を調査する.
• 側頭部近辺のvBMDと腰椎のvBMDの相関性を評価し,後者が代替品として機能するかどうかを判断する.

主な方法:

• 大人の2,675人の胸部CTスキャンで,近接骨の自動セグメンテーションのために,ディープラーニングパイプライン (nnU-Net) が使用されました.
• セグメンテーションの精度は,ダイス類似度係数 (DSC) とユニオン上の交差点 (IoU) のようなメトリックを使用して検証されました.
• 幻の校正されたvBMD (総体,横軸,およびBMAT校正された横軸) を定量化し,年齢関連の分布はGAMLSSを使用して性別特有のパーセンチル曲線を生成するためにモデル化されました. 関連分析のために腰椎のvBMDを測定した.

主要な成果:

• DLセグメンテーションは高い精度を達成しました (例えば,DSC 98.42%).
• 男性では,近親骨のvBMDは,大体成人期から線形的な低下を示した.
• 女性は40~45歳まで安定した/上昇するvBMDの特徴的なパターンを示し,その後は急激で加速した減少で,更年期に関連した骨の減少を示した. 腰椎のvBMDは女性より早く発生し,腰椎と脊椎のvBMDの相関は低から中等で,50歳以降は弱まりました.

結論:

• 胸部CTスキャンから近親腹部vBMDを定量化するための新しい自動化された方法が開発されました.
• 性別別別別の老化パターンが特定され,男性では線形的な衰退,女性では更年期後の加速した衰退が見られた.
• 肩の近辺のvBMDの評価は,腰椎のvBMDが肩の病理学的評価の信頼性の高い代替物ではないことを明らかにします.