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为提升成年人年龄估计准确性,研究人员基于骨密度(BMD)开展深度学习多模态融合研究,成果显著。
年龄估计,尤其是在成年人中,从法医到临床应用的不同场景下都面临巨大挑战。骨密度(Bone Mineral Density,BMD)因其与年龄相关的显著变化,已成为该领域的关键标记物。本研究旨在利用结合基于 BMD 的多模态融合策略的深度学习(Deep Learning,DL),提高按时间顺序的年龄估计准确性。
研究方法:对 2015 年 8 月至 2022 年 11 月期间中国人群的 4296 次计算机断层扫描(CT)进行回顾性分析,涵盖腰椎、股骨和耻骨模态。采用融合多模态的 DL 方法自动预测实际年龄。通过 2022 年 12 月至 2023 年 5 月的 644 次内部真实世界临床队列扫描和 351 次外部尸体验证队列扫描来评估模型性能。
研究结果:在单模态评估中,腰椎模态表现突出。然而,多模态模型性能更优,平均绝对误差(Mean Absolute Error,MAEs)更低,皮尔逊 R2 值更高。最优多模态模型在内部验证队列中的 R2 值总体为 0.89,女性为 0.88,男性为 0.90;MAEs 总体为 4.05,女性为 3.69,男性为 4.33。在外部尸体验证中,该模型仍保持良好的 R2 值(总体 0.84,女性 0.89,男性 0.82)和 MAEs(总体 5.01,女性 4.71,男性 5.09),凸显其在不同场景下的通用性。
研究结论:多模态融合与 DL 的结合显著提高了基于 BMD 的成年人年龄估计准确性。这种有效整合多模态 BMD 数据的人工智能系统,为准确的成年人年龄估计(Adult Age Estimation,AAE)提供了强大且创新的工具,有望显著改善老年诊断和法医调查。