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在头面部各组织发育和衰老时序性研究方面取得新进展

来源:口腔医院    日期:2022-11-01     浏览次数:
  人的生命过程包括发育和衰老两个阶段,人们对衰老的认识相对于发育还处于较低水平。随着世界人口老龄化的加剧,人体组织的老化研究成为全球关注的课题。
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  在现有研究基础上,西安交大口腔医院复杂专科张智勇医生基于正畸临床常用的头颅定位侧位片(LCR)的大样本数据集,通过年龄推断的深度学习模型提取年龄相关特征,用Grad-CAM方法生成各个年龄的衰老显著性图,以显示不同年龄头颅区域各组织和年龄的相关性及相关强度,生成年龄相关动态注意(ageing-related dynamic attention)图。实验结果表明,年龄相关动态注意随年龄的变化具有动态变化规律。
  研究还得到了以往研究所未能确定的衰老显著性区域。由于发育阶段的年龄相关动态注意图所揭示的对应的衰老显著区及与年龄的相关性排序与以往颅面和牙齿发育区域相关研究基本一致,这也合理地验证了年龄相关动态注意图在衰老过程中仍然是可靠的。
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  衰老显著图显示在头颅定位侧位片图像中年龄相关动态注意主要集中在三个区域:牙齿、颅面和颈椎区域。使用每个单独的区域或是两两组合来推断年龄发现与整个头颅定位侧位片图的推断结果差距不大,这个实验结果既为法医实践中不完整信息推断年龄的问题提供了新的视角和工作流程,同时也证明了完整头颅定位侧位片图像中年龄信息的冗余性。
  研究对头颅定位侧位片图像头面部的各个组织结构进行标记,并得到各结构与年龄相关性的量化指标,通过量化指标既可以看到同一组织不同年龄的老化强度,又可以对同一年龄的不同组织与年龄的相关性进行排序。
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  研究在时间(年龄)和空间(解剖结构)维度上的分析表明,衰老的显著性具有规律性,因此,根据年龄相关动态注意在不同年龄、不同解剖结构的分布规律,可初步作为检测受试者是否存在异常发育/衰老的临床定量辅助指标。
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头颅定位侧位片图像的年龄相关动态注意图获评npj Digital Medicine杂志周最佳图片
  上述研究成果近日在Nature Partner Journals digital medicine发表,论文题目为《基于与年龄相关动态注意对头颅定位侧位片进行发育和老化分析》(Ageing and degeneration analysis using ageing-related dynamic attention on lateral cephalometric radiographs)。西安交通大学口腔医院为第一完成单位,这是口腔医院在自然合作期刊医学与人工智能结合相关研究领域的一大突破。
  本研究得到了西安交通大学法医学院阎春霞教授团队和西安电子科技大学人工智能学院缑水平教授团队的支持。
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