Osteoporosis is a common disease that increases fracture risk. Hip fractures, especially in elderly people, lead to increased morbidity, decreased quality of life and increased mortality. Being a silent disease before fracture, osteoporosis often remains undiagnosed and untreated. Areal bone mineral density (aBMD) assessed by dual-energy X-ray absorptiometry (DXA) is the gold-standard method for osteoporosis diagnosis and hence also for future fracture prediction (prognostic). However, the required special equipment is not broadly available everywhere, in particular not to patients in developing countries. We propose a deep learning classification model (FORM) that can directly predict hip fracture risk from either plain radiographs (X-ray) or 2D projection images of computed tomography (CT) data. Our method is fully automated and therefore well suited for opportunistic screening settings, identifying high risk patients in a broader population without additional screening. FORM was trained and evaluated on X-rays and CT projections from the Osteoporosis in Men (MrOS) study. 3108 X-rays (89 incident hip fractures) or 2150 CTs (80 incident hip fractures) with a 80/20 split were used. We show that FORM can correctly predict the 10-year hip fracture risk with a validation AUC of 81.44 +- 3.11% / 81.04 +- 5.54% (mean +- STD) including additional information like age, BMI, fall history and health background across a 5-fold cross validation on the X-ray and CT cohort, respectively. Our approach significantly (p < 0.01) outperforms previous methods like Cox Proportional-Hazards Model and \frax with 70.19 +- 6.58 and 74.72 +- 7.21 respectively on the X-ray cohort. Our model outperform on both cohorts hip aBMD based predictions. We are confident that FORM can contribute on improving osteoporosis diagnosis at an early stage.


翻译:骨质疏松是一种常见疾病,它增加了骨折风险。骨折,特别是老年人的骨折,导致发病率增加,生活质量下降,死亡率上升。骨质疏松是一种无声疾病,骨质疏松症在骨折前往往得不到诊断和治疗。由双能X射线吸收仪(DXA)评估的骨质矿密度(aBMD)是用于骨质疏松症诊断的金标准方法,因此也可用于未来骨折预测(预测性)。然而,所需要的特殊设备并非到处都能广泛获得,尤其是发展中国家的病人。我们提议了一个深度学习分类模型(FORM),可以直接预测骨质折风险,来自直径射镜(X光)或2D的测谎图像。我们的方法完全自动化,因此适合机会筛查环境,在更广大人群中发现高风险患者,无需额外筛查。FORM(FORM)在X-Rial-Oralislation(MSO)背景中培训和评估了X-ral-lopos的血压方法,在508-M-Rial-S-Rial-S-IFlation Studal Studal Studal-50(89事件、BOxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx)分别使用了80),在2018580和21骨质骨折。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
76+阅读 · 2020年7月26日
【干货书】真实机器学习,264页pdf,Real-World Machine Learning
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
99+阅读 · 2019年10月9日
全球首个GNN为主的AI创业公司,募资$18.5 million!
图与推荐
1+阅读 · 2022年4月16日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年9月16日
Arxiv
0+阅读 · 2022年9月15日
VIP会员
相关资讯
全球首个GNN为主的AI创业公司,募资$18.5 million!
图与推荐
1+阅读 · 2022年4月16日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员