Hakim 's Disease 진단에 유용한 영상 결과 (특발성 정상 압력 뇌수스) : AI가 심실 확대 및 메이저 사이트 순위를 자동으로 결정하기위한 AI

Hakim 's Disease (특발성 정상 압력 뇌수종 : INPH)는 진행성 질환이며 조기 발견 및 치료가 중요합니다. Subarachnoid Space (메이저 사이트 순위)*2의 심실 확장 및 불균형 분포는 Hakim 's Disease를 발견하는 데 유용한 이미지의 특징으로 알려져 있지만 과거에는 뇌의 CT 및 MRI 이미지에서 이것을 결정했습니다. 그러나 메이저 사이트 순위는 주관적인 평가였으며 판단은 종종 분열되었습니다. 따라서, 3D 뇌 MRI 이미지에서 영역을 자동으로 추출하는 인공 지능 (AI)*3 외에도 추출 된 영역에서 메이저 사이트 순위를 자동으로 결정하는 AI, 이에 대한 기초 인 심실 확장 및 뇌 설비 (THC)*4*4를 좁히고 Sylvian fisser and Basil Cissterna (Sfilar Cissterna)의 확대를 좁히는 AI를 개발했습니다.

Hydrocephalus, 뇌 (뇌척수액)가 뇌에 만성적으로 축적되는 질병 인 Hydrocephalus는 실제로 어린이보다 60 세 이상의 노인들에게는 실제로 더 흔합니다. "나는 빨리 걸을 수없고, 흔들릴 수 없다. 다리가 상승하지 않고, 종종 떨어지는 것을 잊어 버린다. 화장실이 다가오고 화장실에 붙잡을 수 없다" 하킴의 질병은 진행성 질환이며 증상이 심해지면 일상 생활을 다루기가 어려워 치료가 필요합니다. 또한 증상이 진행된 후 치료를 받더라도 독립적 인 생명을 회복하기가 어렵 기 때문에 조기 발견과 조기 치료가 중요합니다.
Hakim 's Disease는 뇌척수액이 노화의 결과로 두개골 내에서 만성적으로 축적되는 질병뿐만 아니라 뇌 내부에 존재하는 메이저 사이트 순위뿐만 아니라 대부분의 뇌척수액 (약 10 배의 부피의 부피)에 대해서도 뇌성 공간을 확장하는 질병입니다.
그러나 많은 의사들은 뇌수종이 심실이 팽창하는 질병이라고 생각하므로 종종 뇌 위축으로 오해됩니다. 따라서, 뇌 위축 및 하킴 병을 구별하는 데 유용한 영상 발견, 메이저 사이트 순위와 일본 뇌수종 연구 그룹은 THC에 의해 동시에 관찰 된 이미징 발견과 메이저 사이트 순위에 의해 발견 된 이미징 결과와 실비안 누공과 기저 시스터 나의 확대가 진단을 개선 한 이래로, 심지어 경험이 있었기 때문에, 심지어 곤경에 처한 이래로, 곤경에 처한 이래로, 곤경에 처한 이래로, 곤경에 처한 것입니다.
따라서, 우리는 먼저 두개골 내에서 4 개의 영역을 자동으로 추출하는 AI를 개발했습니다. 1) 뇌척수액 공동, 2) 심실, 3) 3D MRI 이미지의 고위 요새 및 뇌화 설 쿠스. 다음으로, 우리는 추출 된 1) 뇌척수액 공동으로부터의 메이저 사이트 순위, 2) 심실의 심실 확대, 3) 고위 요새와 중심 중반 Sulcus, 4) Sfd를 실비우스 클리프와베이스 딜러의 SFD로 판단하는 AI를 개발했다. 또한, 이러한 판단에 대한 객관적인 근거를 제공하기 위해, 3 가지 새로운 지표가 새로 정의되었습니다 : (② ventricle + ④ 실비안 균열 / 기저 Cisterna) / ③ 고래 순위가 높은 뇌의 고급 뇌 및 설 쿠스, venthi index = ② ventricle / ③ 고래 순위의 Sylus는 proxial 뇌의 SyxiMal 뇌에서 고속 뇌의 sylus입니다. 균열 / Basilar Cisterna / ③ 근위 뇌의 고 순위의 Fortillary 및 Sulcus.

이 연구 결과는 2024 년 3 월 15 일 노화 신경 과학의 프론티어에 발표되었습니다.

뇌에 물 (뇌척수액)이 축적되는 만성 뇌수종은 실제로 어린이보다 60 세 이상의 노인들 사이에서 실제로 더 흔하며, 하킴 병은 우리가 나이가 들어감에 따라 증가하는 경향이 있으며, 일본의 미래를 계속해서 증가시킬 수있는 불가피한 질병을 앓고 있습니다. 증상은 신속하게 걷거나 흔들릴 수없고, 뇌졸중, 흔들림, 다리 퍼지고, 경 사진 현상과 같은 점차 병리적 보행과 같은 가벼운 걷는 장애로 시작하여 더욱 뚜렷해져 넘어 질 가능성이 높아집니다. 폭포는 종종 머리 부상, 요추 압축 골절 및 대퇴골 골절로 인해 응급 치료로 이어집니다. 당신이 더 나아갈 때, 당신은 스스로 걸을 수없고 일어나기가 어려워 질 것입니다. 걷는 장애 외에, 당신이 한 일을 잊고, 행동 동기 부여를 잃고, 하루 종일 보와 함께 앉아, 소변을 자주하는 배뇨, 화장실을 가질 수없는 긴급한 배뇨 요실금, 화장실에서 뒤로 물러날 수없는 긴급 요실금이 악화 될 것입니다. 상태가 심각 해지면 일상 생활을 방해하고 치료가 필요합니다. 치료를받은 후 증상이 진행되고 증상이 한 단계를 개선하더라도 독립적 인 삶으로 돌아갈 수있는 시점으로 회복하기가 어렵 기 때문에 조기 발견과 조기 치료가 중요합니다.
그러나 Hakim 's Disease에서는 뇌 내부의 심실뿐만 아니라 뇌를 둘러싼 지하 낙로 공간도 대부분의 뇌척수액을 설명하는 동시에 동시에 확장됩니다. 의사의 신념에 대한 믿음은 종종 뇌실이 종종 뇌파에 빠지는 질병 "이라는 질병이"뇌파는 " 발견 지연. 2010 년, 일본 뇌수종 연구 그룹은 Hakim의 질병과 뇌 위축을 구별하는 중요한 영상 발견으로 THC와 SFD가 동시에 발생하는 것이 중요하다는 것을 발견했습니다. 메이저 사이트 순위가 널리 인식되고 진단 률이 크게 향상되었지만 메이저 사이트 순위는 의사에 의해 주관적으로 평가되었으므로 숙련 된 전문가조차도 다른 판단에 문제가있었습니다.

Tech 3D T1 가중 MRI 및 T2 가중 MRI는 21 세에서 92 세에서 43 세 사이의 138 명의 건강한 자원 봉사자에 대한 3- 테일 라 MRI 기계를 사용하여 촬영되었습니다. 클라우드 기반 AI 기술 개발 지원 서비스 Synapse Creative Space (Fujifilm Co., Ltd.)를 사용하여 심실 및 Subarachnoid 공간은 3D T1 및 T2 가중 MRI에서 효율적으로 추출되었습니다. 더욱이, 두 개의 영역 (높은 Fortillary와 Middle Brain Sulcus, Sylvius 균열과 Basilar Cisterna)이 전체 지하 뿔 공간에서 수동으로 추출되었습니다. 이 네 가지 영역은 Synapse Creative Space의 딥 러닝 데이터로 160 3D T1 가중 MRI 및 180 3D T2 가중 MRI를 위해 준비되었습니다. 시맨틱 세분화를 사용한 면적 추출의 딥 러닝은 3D U-NET을 사용하여 수행되었으며, 해당 지역을 충분한 정확도 (약 50,000 회)로 추출 할 때까지 학습을 반복 하였다. 다음으로, 멀티 모달 컨볼 루션 신경망 (CNN)을 사용하여, 이미지 분류를 사용하여 SFD가 있는지 여부를 결정하기 위해 딥 러닝을 수행했습니다. 1) 뇌척수액 공동의 메이저 사이트 순위, 2) 심실의 심실 확대, 3) 심층 학습에서 4) 심층 학습에서 Sfd가 있는지 여부를 결정했습니다. Cisterna와 메이저 사이트 순위, 심실 확대 및 TCH는 거의 100% 정답 속도로 약 25,000 회에 완료되었습니다. SFD 평가는 최대 약 50,000 회 반복되었지만 T1 가중 MRI가 97%의 정답 속도를 가졌고 T2 가중 MRI는 90%의 정답 속도를 가졌을 때 답이 완료되었습니다. 우리는 이러한 딥 러닝 모델의 정확성을 확인하고 충분히 신뢰할 수있는 결과를 얻을 수 있음을 확인했습니다. 또한, 이러한 판단에 대한 객관적인 근거를 제공하기 위해, 3 가지 새로운 지표가 새로 정의되었습니다 : (② ventricle + ④ 실비안 균열 / 기저 Cisterna) / ③ 고래 순위가 높은 뇌의 고급 뇌 및 설 쿠스, venthi index = ② ventricle / ③ 고래 순위의 Sylus는 proxial 뇌의 SyxiMal 뇌에서 고속 뇌의 sylus입니다. 균열 / Basilar Cisterna / ③ 근위 뇌의 고 순위의 Fortillary 및 Sulcus. 이 세 가지 지표 중 하나를 사용하여 T1 가중 MRI 및 T2 가중 MRI 모두에 대해 AUC 값이 0.9 이상으로 검출 될 수 있음을 확인했습니다. 이러한 지표는 메이저 사이트 순위의 유무를 결정할 수있을뿐만 아니라 메이저 사이트 순위 지수가 높을수록 Venthi 지수가 높을수록 심실 확장의 영향이 더 높을수록 Sylhi 지수가 더 높을수록 메이저 사이트 순위의 영향이 강하다는 것을 정량적으로 보여줄 수 있습니다 (아래 참조).

• AI는 하킴 병, 메이저 사이트 순위, 심실 확대, THC 및 SFD의 진단에 중요한 영상 결과를 결정하는 데 사용되는 4 가지 영역을 자동으로 추출하는 AI가 개발되었습니다.
• 또한, 우리는 4 개 지역에서 메이저 사이트 순위, 심실 확대, THC 및 SFD를 자동으로 결정하는 AI를 개발했습니다.
• 우리는 메이저 사이트 순위 판단을 정량화하기위한 지표로 메이저 사이트 순위 Index, Venthi Index 및 Sylhi Index를 제안했으며, 이러한 지표를 사용하여 메이저 사이트 순위의 정도와 그 특성을 정량화 할 수있었습니다.

메이저 사이트 순위는 Hakim의 질병의 발견에 크게 기여했지만 주관적인 판단 이었기 때문에 경험이 풍부한 의사조차도 판단이 다를 수 있다는 문제였습니다. 이 연구를 통해 뇌 MRI 이미지에서 메이저 사이트 순위를 결정하는 데 중요한 영역을 자동으로 추출 할 수 있었으며 메이저 사이트 순위의 자동 결정 외에도 메이저 사이트 순위의 범위와 특성을 정량화 할 수 있습니다. 이러한 AI 모델을 사회에 새로운 응용 프로그램으로 전파함으로써, 우리는 고르지 않은 진단 및 치료 (AI 기반 의료)의 분포를 줄이고 노인의 독립성을 향상시키고 건강한 기대 수명을 확대하는 데 기여하기를 희망합니다. 또한, 우리는 치료 중재 후 개선 정도를 예측하기 위해 메이저 사이트 순위 수준과 특성을 사용하고 싶습니다.
이 연구는 나고야 시티 대학교, 오사카 대학교, 도쿄 대도시 대학교, 도코 대도시 대학교, 야마마타 대학교, 푸 지 필름 (Fujifilm Co.)의 공동 연구 결과입니다. 인간 뇌에서 인간 뇌 혈액 순환 및 컴퓨터에서 뇌척수액 운동을 재현하고, 정상적인 압력 뇌수종, 치매 및 뇌졸중과 같은 하킴 병을 포함한 뇌 환경과 관련된 병리학을 밝히는 것.

[용어집]
*1 Hakim 's Disease : 전통적으로 특발성 정상 압력 hydrocephalus (INPH)라고 불리는 질병과 동의어입니다. 이것은 보행 장애,인지 장애 및 요실금을 촉구하는 질병입니다. 지주막소 출혈 및 수막염에 이차적으로 발생하는 이차 정상 압력 뇌수종과는 달리, 전례 원인 질병은 없으며 천천히 발달하여 점차 진행됩니다.
*2 Subarachnoid 공간의 불균형 분포 (메이저 사이트 순위) : 뇌수종에 대한 불균형 적으로 확대 된 지하 낙로 공간 약어. 영상 결과에 따르면 실비안 균열과 기저 물통이 확대되었고, 높은 운반 및 중앙 설 쿠스가 좁고, 심실 확대가 동시에 보여지는 것으로 나타났습니다.
*3 인공 지능 (메이저 사이트 순위) : 딥 러닝은 인공 지능 기술 중 하나입니다.
*4 높은 포크와 중간 부분 (THC)에서 뇌 설 쿠스의 좁아짐 : 높은 볼록 성에서 강화 된 설치에 대한 약어. 이미지 결과는 실비안 균열과 기저 피스테나로 알려진 뇌 아래의 메이저 사이트 순위과 지하 낙로 공간으로 뇌를 위쪽으로 위로 향하게하여 뇌가 위쪽으로 밀려 나게하고 뇌의 상단에 뇌와 뇌의 sulcus와 subarachnoid 공간이 뇌와 함께 압축되어 좁아집니다.
*5 실비안 균열/기저 확대 (SFD) : 실비안 균열 팽창을위한 약자. 이미지 결과는 실비안 균열과 기저 피스테나로 알려진 뇌 아래의 메이저 사이트 순위과 지하 낙로 공간으로 뇌를 위쪽으로 위로 향하게하여 뇌가 위쪽으로 밀려 나게하고 뇌의 상단에 뇌와 뇌의 sulcus와 subarachnoid 공간이 뇌와 함께 압축되어 좁아집니다.

[연구 보조금]

• JPY 제휴 과학 연구 프로젝트 기본 연구 (a) [연구 주제 이름 : 뇌졸중 위험 예측을위한 분석 시스템 구축 - 뇌 순환 대사 분석을위한 시스템 구축]
• 과학 연구 프로젝트를위한 JPY Grant-In-메이저 사이트 순위D 기본 연구 (b) [연구 주제 이름 : 뇌척수액 및 interstitial fluid의 동적 분석 MRI]
• 과학 연구 프로젝트를위한 JPY Grant-In-메이저 사이트 순위D 기본 연구 (c) [연구 주제 : 뇌척수액의 새로운 유체 분석을 사용한 정상 압력 뇌수종의 밀교화]
• 과학 연구, 과학 연구를위한 JPY Grant-In-메이저 사이트 순위d, 과학 촉진 협회, 기본 연구 프로젝트 (c) [연구 주제 이름 : 인간 뇌 수막 및 척추 신경 뿌리 외피의 미세 구조 및 MRI 이미지 분석-뇌척수 유체 배수 시스템]
• 교육, 문화, 스포츠, 과학 기술 슈퍼 컴퓨터 "Fugaku"결과 창조 가속 프로그램 (차세대 초고속 전자 컴퓨터 시스템)
• 줄기 사용 결과 촉진) "Fugaku에서 실현 된 인간 뇌 순환 디지털 쌍둥이"(JPMXP1020230118)
• Fujifilm Co., Ltd. [연구 주제 : 3D 이미지 분석 시스템을 사용한 뇌, 뇌척수액 및 뇌 혈류의 동적 분석 및 시뮬레이션]

[논문의 제목]
두 개의 딥 러닝 모델을 사용하여 3D MRI에서 불균형 적으로 메이저 사이트 순위 된 지하 낙로 공간 hydrocephalus의 자동 평가

[저자] Yamada Shigeki1, 2)*, ito hiroki3), matsumasa hironori3), ii hitoshi4), otani tomohito5), tanigawa motoki1), iseki seenho6,7), watanabe yoshiyuki8), wataneii5) mari2), mase mitsuto1)

제휴
1; Nagoya City University 신경 외과 과정
2; 정보 과학 및 기술 연구소, 도쿄 대학교 대학원
3; Fujifilm Co., Ltd.
4; 기계 시스템 엔지니어링, 시스템 설계 대학원 도쿄 대도시 대학교
5; 오사카 대학교 (Osaka University) 기본 공학 대학원 기능 창출부 생명 공학과
6; Tohoku University 고등 기능 장애 대학원
7; Yamagata University School of Medicine, 제 3의 의학 및 신경학과
8; Shiga University of Medical Sciences Course
(*해당 저자)

[출판 된 Academic Journal]
Academic Journal Name : 노화 신경 과학의 국경
doi 번호 : 10.3389/fnagi.2024.1362637
바디 :https : //www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnagi.2024.1362637/full? utm_source = f-ntf & utm_medium = emlx & utm_camp메이저 사이트 순위gn = prd_feops_201700_Article