JMT日本医疗——仅凭1张X光片计算“X射线年龄，有望成为新的健康指标②

点击量：172   日期：2022-12-26 11:29    编辑：JMT日本医疗

研究方法成果

共同研究小组，从作为胸部X射线图像的公共的数据库的美国的NIH Chest X-ray数据组注使用10万张以上的X射线数据，开发·验证了只根据胸部X射线的正面图像1张推定患者的年龄的AI模型。深层学习的模型使用了名为Squeeze-and-Excitation网络（SENet）的卷积神经网络模型。

使用日本放射线技术学会所有的JSRT数据这一由日本人胸部X射线构成的独立测试数据（245张胸部X射线图像），验证了AI模型的精度，结果显示，平均绝对误差4.95岁推测年龄和实际年龄的相关系数为0.916（皮尔森的相关系数），可以高精度地推测年龄。另外，为了与医生的年龄推测精度进行比较，使用相同的245张胸部X光图像，由循环器官内科医师、呼吸器官内科医师、放射线专门医师共计7人进行了年龄推测。7名医生的年龄估计精度为平均绝对误差10.9岁，估计年龄与实际年龄的相关系数为0.698（皮尔森的相关系数），不及AI模型的精度。

接下来，为了调查通过该AI模型推定的年龄，即“X射线年龄”所具有的临床意义，在美国NIH数据集的胸部X射线图像中应用该AI模型，分析了与患者的病史和预后的关联。结果显示，在胸部X射线影像中有胸水和纤维化等异常表现的患者，X射线年龄被推定为比实际年龄更高龄。

另外，使用在榊原纪念医院因心力衰竭住院的1562人的数据库，计算住院时的X射线年龄，研究了X射线年龄与患者并存疾病的关联。结果显示，患有高血压症、心房颤动、心房粗动的患者，X射线年龄比实际年龄大1岁左右（图1）。根据这些结果显示，X射线年龄可能有助于推测胸部X射线影像的异常所见和患者隐藏的并发症。

图1 并存疾病对X射线年龄的影响

据调查，患有高血压、心房颤动、心房粗动并存疾病的患者分别为0.87岁、1.22岁，X射线年龄较高。​

另外，研究了X射线年龄与1562名心力衰竭患者预后的关联，结果显示，X射线年龄比实际年龄被推定为高龄的患者，因心力衰竭而再次住院及死亡率的频率明显高（图2）。在美国的集中治疗数据库MIMIC-IV数据中，即使是因心脏病而住进集中治疗室的患者，X射线年龄被推定为高龄的患者死亡率也很高。这表明X射线年龄不仅与并存疾病的指标有关，还与寿命有关。

图2 X射线年龄与心力衰竭预后的关系

推定X射线年龄为高龄的患者组（绿色）与推定为年轻的患者组（蓝色）相比，因心力衰竭而导致的再住院率和死亡率明显高。（通过校正了年龄、性别、肾功能、贫血、心力衰竭的标记物等因子的Cox proportional hazard model进行生存分析）

今后展望

本研究成功开发出了根据1张胸部X射线图像以高精度推定年龄的AI。这个AI模型比医生的年龄推定更高精度，并且在世界上首次明确了从X射线推定的X射线年龄与并存疾病和心脏疾病的寿命相关。这是通过使用这个AI模型，从1张胸部X射线图像能推定患者的年龄增长·老化，暗示一般诊疗被错过的异常也有唤起注意的可能性的结果。

胸部X射线这种最广泛使用的医疗图像检查的新活用方法以及X射线年龄这一新的健康指标的有用性，可以期待在临床上的应用。

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