站长之家用户 - 传媒 2022-03-11 11:39

骨龄AI技术研究新成果公布,喜高科技“承影-05z”达到行业领先水平

       骨龄是反应生物年龄最主要的评价指标,不仅能集中反映全身骨骼生长和成熟情况,还可以帮助判断儿童的生长发育潜力,因此,骨龄评价的准确性非常重要。然而儿童生长发育存在种族差异,常用的G-P图谱和TW3 骨龄标准依据欧美白人儿童样本,不适用于中国儿童。

        2005 年,我国完成了《中国人手腕骨骨龄标准修订》研究,提出了中华- 05 骨龄评定标准,建立的国内规范化的骨龄评价体系。该标准根据当代中国儿童大样本,经过多年的临床检验已证实其准确性。

       除此之外,以往通过人工评价骨龄依赖于评价方法和评价者的水平,具有较大的主观性。近年来,得益于计算机辅助技术和深度学习技术的发展,利用算法和模型的人工智能(AI)骨龄系统可大大提高骨龄评价的准确率。

       日前,安徽省儿童医院影像科尹传高教授团队与喜高科技创始人张淼等人联合发表了最新研究成果《基于中华- 05 标准的计算机骨龄评价系统》。临床研究发现, GP图谱和TW方法重复评价的平均骨龄差值范围达到了-2.46 ~2. 18 岁,而这项基于国标中华- 05 人工智能骨龄评估系统—“承影—05z“骨龄差值缩小至±0. 5 岁内(包括0. 5 岁),且整体准确率达到93%以上。该研究成果近日已发表于国际权威期刊《Advances in Nano Research》(JCR一区,影响因子13.052)。

       据悉,「承影-05z」是由喜高科技独立研发,突破已有算力和模型发展限制,采用的AI算法技术—喜高”AI-China-05“,性能优越,超过了国际其他自动化骨龄系统,达到业内领先水平。喜高“AI-China-05“具有准确率高、稳定性强、速度快、自动学习能力强的特点,为中国儿童生长发育评价提供快速而准确的骨龄。

       准确率高,总准确率超93%,各年龄段均表现出色

       为保证检测结果的准确性,喜高“AI-China-05”被“训练”更适用于中国儿童的骨发育状况。 研究人员本次从当代中国城市健康儿童中抽取累计共 20394 张左侧手腕部X线片数据,作为AI的学习「样本」,同时对标注X线片人员读片结果的可靠性进行检验,证实其达到或超过了国际间报告的TW法可靠性的上限。

       在测试集中,喜高“AI-China-05”在0~ 18 岁各年龄段儿童青少年的骨发育等级评价中,均表现出极高准确率,总准确率达到了93%以上。

       数据样本大,覆盖均匀,标注质量高,为喜高“AI-China-05”的准确性提供了坚实的基础。

       稳定性好,拒读率低

       Son et al.应用VGGNet研究了TW3 法的自动骨龄系统,通过定位评价区域(ROI)提取关键骨骺,但这种方法易受背景干扰,导致拒读率高,稳定性弱,而喜高“AI-China-05”通过临床验证了其稳定性和可靠性。为验证喜高“AI-China-05”的运行情况,本次团队纳入了近 2000 张临床X线片,X线片主要来自 2020 年1- 8 月安徽省儿童医院放射科拍摄的X线片,年龄在1~ 18 岁。

       验证结果显示,在所有验证的X线片中,拒读率仅为0.15%,喜高“AI-China-05”在临床研究中性能稳定,与样本测试集的检验结果相差无几。除本次临床研究检验,喜高“AI-China-05”在过去 2 年的临床研究中,经过了超62. 1 万张临床X线片的检验,其准确性和稳定性,得到了充分的临床验证。

       速度与准确性并重,平均阅片速度0.76秒

       喜高“AI-China-05”不仅保证了结果准确性,还大幅度提升了AI阅片速度,真正实现了准确性和速度性的平衡。喜高“AI-China-05”的分类模型增加了卷积注意力机制模块(CBAM),大大提升了AI模型的分类性能。喜高「承影-05z」的研发过程中还采用迁移学习和更优的损失函数,使结果更加精准。

       不仅如此,喜高“AI-China-05”模型在保留骨骺特征的前提下,使用了更小的输入,可以在不影响准确率的情况下,使运算量更小、速度更快,达到平均0. 76 秒的阅片速度,大大降低了医务人员的工作量和时间成本。

       模型好,AI具有“举一反三”的能力

       喜高“AI-China-05”采用的是 164 层,参数量为54.3M的Inception-ResNet-V2 模型,这种模型具有更宽和更深的结构特点。Inception-ResNet-V2 模型是AI-China- 05 的“大脑”,相比其他模型,具有更大的“脑容量”和”举一反三“的自我学习能力,能学习到更丰富的骨成熟度特征和更加复杂的表达。

       喜高「承影-05z」基于海量骨龄影像及深度学习技术,在精确度、稳定性、判读速度等多个领域均表现优异。在实现高效、精准读片的同时,也避免了医生主观因素对于结果的影响,显著提升临床医生的阅片能力。在提高准确率的同时,减少医生的时间成本,将医生从繁复的读片压力中解放出来,释放更多医疗资源。

       面对越来越多的儿童健康筛查和儿童全周期健康管理需求,喜高「承影-05」在保证骨龄判读一致性的同时,还能快速满足日益增长的骨龄判读需要。随着人工智能不断进化和学习,它将在完善中国儿童生长学关键指标评估、建立骨龄评价国家标准的道路上发挥更重要的科研价值。

       未来,喜高科技将继续深耕儿童生长发育研究、骨龄评估和儿童健康管理领域,拓展平台的科研服务能力和范围,进一步为医疗合作伙伴赋能,将中国儿童健康管理服务通过更多渠道输送给更多有需求的医生和家长,保障中国儿童健康成长。

       注:以上部分资料和数据来源于《基于中华- 05 标准的计算机骨龄评价系统》

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