Bone Age Assessment Using Artificial Intelligence in Korean Pediatric Population: A Comparison of Deep-Learning Models Trained With Healthy Chronological and Greulich-Pyle Ages as Labels
Pyeong Hwa Kim, Hee Mang Yoon, Jeong Rye Kim, Jae‐Yeon Hwang, Jin‐Ho Choi, Jisun Hwang, Jae-Won Lee, Jinkyeong Sung, Kyu-Hwan Jung, Byeonguk Bae, Ah Young Jung, Young Ah Cho, Woo Hyun Shim, Boram Bak, Jin Seong Lee
IF 4.4 (2023)
Korean Journal of Radiology
목적: 한국 어린이와 청소년에 최적화된 딥러닝 기반 골연령(뼈나이) 예측 모델을 개발하고, Greulich-Pyle 기반 딥러닝 모델과 비교하여 그 실행 가능성을 평가하고자 한다. 재료 및 방법: 손 X선 영상(골연령)이 나타내는 뼈 발달에 따라 나이를 예측하기 위해, 1998년부터 2019년 사이에 획득된 한국 어린이와 청소년의 손 X선 21,036장을 사용하여 합성곱 신경망을 학습하였으며, 뼈 발달에 영향을 미치는 질환/상태가 알려지지 않은 대상에 한정하였다(중앙 연령[사분위범위, IQR], 9[7-12]세; 남:여, 11,794:9,242). 라벨로는 연대기적 나이를 사용하였다(한국 모델). 모델 성능을 평가하기 위해, 건강한 뼈 발달을 보이는 한국 어린이와 청소년으로 구성된 2개의 별도 외부 데이터셋을 구축하였다(기관 1: n=343; 중앙 연령[IQR], 10[4-15]세; 남:여, 183:160, 기관 2: n=321; 중앙 연령[IQR], 9[5-14]세; 남:여, 164:157). 평균 절대오차(MAE), 평균제곱근오차(RMSE), 기준 연령(연대기적 나이) 대비 골연령 예측이 각각 6, 12, 18, 24개월 이내에 포함되는 비율을 한국 모델과 상용 모델(VUNO Med-BoneAge version 1.1; VUNO) 간에 비교하였다. 이 상용 모델은 Greulich-Pyle 기반 나이를 라벨로 학습한 모델이다(GP 기반 모델). 결과: = 0.044) for Institution 2. 결론: 뼈 발달에 영향을 미치는 질환/상태가 알려지지 않은 한국 어린이와 청소년의 연대기적 나이를 라벨로 사용하여 학습한 한국 모델은 한국 소아 집단에서 GP 기반 모델보다 골연령 평가에서 더 나은 성능을 보였다. 정확성을 확인하기 위해 추가적인 검증이 필요하다.
https://doi.org/10.3348/kjr.2023.0092
Medicine
Bone age
Interquartile range
Korean population
Radiography
Mean absolute error
Orthodontics
Demography
Mean squared error
Surgery
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