Daily Arxiv

전 세계에서 발간되는 인공지능 관련 논문을 정리하는 페이지 입니다.
본 페이지는 Google Gemini를 활용해 요약 정리하며, 비영리로 운영 됩니다.
논문에 대한 저작권은 저자 및 해당 기관에 있으며, 공유 시 출처만 명기하면 됩니다.

Federated Learning for MRI-based BrainAGE: a multicenter study on post-stroke functional outcome prediction

Created by
  • Haebom

저자

Vincent Roca, Marc Tommasi, Paul Andrey, Aurelien Bellet, Markus D. Schirmer, Hilde Henon, Laurent Puy, Julien Ramon, Gregory Kuchcinski, Martin Bretzner, Renaud Lopes

개요

본 연구는 뇌의 건강 상태를 반영하는 뇌 예측 연령(BrainAGE) 추정을 위해, 기계적 혈전 제거술을 받은 허혈성 뇌졸중 환자 1674명의 FLAIR 뇌 영상을 사용하여 연합 학습(FL)의 성능을 평가하고, 임상 표현형 및 기능적 결과와의 연관성을 조사했습니다. 16개 병원의 데이터를 중앙 집중식 학습, 연합 학습, 단일 병원 학습 세 가지 전략으로 표준 기계 학습 및 심층 학습 모델을 구축하여 BrainAGE를 추정하고, 예측 오차를 보고했습니다. 또한 BrainAGE와 혈관 위험 요인(당뇨병, 고혈압, 흡연 등) 및 뇌졸중 3개월 후 기능적 결과 간의 연관성을 조사하고, 로지스틱 회귀 분석을 통해 BrainAGE의 예측 값을 평가했습니다. 중앙 집중식 학습이 가장 정확한 예측 결과를 제공했지만, 연합 학습은 단일 병원 모델보다 지속적으로 우수한 성능을 보였습니다. 모든 모델에서 당뇨병 환자의 BrainAGE가 유의하게 높았으며, BrainAGE와 뇌졸중 회복 간의 유의미한 연관성을 확인했습니다.

시사점, 한계점

시사점:
연합 학습을 통해 데이터 중앙 집중화 없이 정확한 뇌 예측 연령 추정이 가능함을 보여줌.
뇌 예측 연령과 혈관 위험 요인, 뇌졸중 후 회복 간의 강한 연관성을 확인하여 뇌졸중 치료의 예후 모델링에 대한 잠재력을 제시함.
뇌졸중 환자의 예후 예측 및 개인 맞춤 치료 전략 개발에 기여할 수 있음.
한계점:
중앙 집중식 학습이 연합 학습보다 더 정확한 예측 결과를 보였으므로, 연합 학습의 정확도 향상을 위한 추가 연구가 필요함.
본 연구는 특정 유형의 뇌졸중 환자(기계적 혈전 제거술을 받은 허혈성 뇌졸중 환자)에만 집중되어 일반화 가능성에 제한이 있을 수 있음.
다양한 인구 집단에 대한 추가 연구를 통해 연합 학습의 일반화 가능성 및 견고성을 더욱 검증할 필요가 있음.
👍