Radiology丨通过深度学习诊断骨关节炎及全膝关节置换手术的风险预测 学习进行时习近平主席与塔吉克斯坦的故事

Radiology丨通过深度学习诊断骨关节炎及全膝关节置换手术的风险预测 学习进行时习近平主席与塔吉克斯坦的故事， 

Radiology丨通过深度学习诊断骨关节炎及全膝关节置换手术的风险预测

骨关节炎是一种退行性关节疾病。它会导致疼痛和僵硬，在一定程度上影响人自由活动的能力。骨关节炎最常见于膝关节，女性比男性更容易患上骨关节炎。通过运动和健康饮食来锻炼强健的肌肉并保持健康体重可以减轻症状。严重病例可以通过关节置换术以减轻疼痛和恢复活动能力。

研究介绍 /Introduction

研究背景 / Background

骨关节炎 (OA) 是导致老年人身体残疾的一大原因。在美国，每年有超过60万人进行全膝关节置换手术 (TKR)。

临床OA症状包括关节疼痛、僵硬和活动范围减小。放射OA的诊断采用分级系统，如Kellgren-Lawrence (KL)分级或基于骨赘盒关节间隙狭窄评估的国际骨性关节炎研究学会(OARSI)图谱。但是，目前并没有统一的分级版本。

随着人工智能(AI)在各个领域的普及，医疗系统与AI的联系也逐渐增加，本文即是通过应用人工智能的深度学习功能完成对骨关节炎的诊断以及TKR风险预测。

研究方法 /Methods

1、数据收集 / Data Collection

这项研究使用了骨关节炎倡议 (OAI) 的数据，OAI在2004年2月至2015年10月期间招募了4796名参与者来收集临床、成像和生物标本数据。OAI数据包括患者的8年双侧后前固定屈曲膝关节X光片和9年内的膝关节置换结果数据。

2、队列选择 / Cohort Selection

通过使用基线混杂变量：年龄、体重指数 (BMI) 、性别和种族，通过匹配患者和对照患者来选择平衡的病例对照队列。

3、深度学习模型开发和评估 / Model Development and Evaluation

在DL模型上使用多任务学习模型，同时预测患者和对照患者的TKR结果以及X光片的KL级。多任务学习改善了单一学习任务的概括性。用转移学习训练的多任务深度学习模型(DL-TL-MT)的输出提供了TKR结果和KL等级的预测。

研究结果 /Results

1、深度学习(DL)，深度-转移学习(DL-TL)，深度-转移-多任务学习(DL-TL-MT)均具有较高的分类性能，特异性和灵敏性。其中，DL-TL-MT分类性能最好(AUC最高)，DL和DL-TL特异性最好。

2、可以通过DL-TL-MT完成对骨关节炎0、3、4级的精准分级(KL等级)。

3、可以完成对TKR手术的不同风险因素的预测。本研究包括了家庭病史、过往受伤情况等危险因素。

讨论 /Discussion

1. 与以前通过预测KL等级来应用DL模型评估膝盖关节炎的方法不同，本方法使用基于图像的特征来实现接受TKR的更高结果预测精度。

2. 多任务学习方法在平均多类准确度和平均平方误差方面提高了KL等级预测性能。

3. 训练模型的数据集大小有限，有较多的数据不符合本研究的队列选择标准而被忽略。

4. 结果变量被定义为在9年内经历TKR。尽管TKR结果作为单一的临床结果衡量标准可取，但接受TKR的决定可能会受到并发症、保险状态等其他因素的影响。

5. 本研究用X光片等进行研究，但是使用DL模型来预测膝盖关节炎的进展等并不限于X光片。将来，基于三维MRI的DL方法可能同样会用于预测膝盖关节炎的进展。

参考文献

[1] K. Leung et al., "Prediction of Total Knee Replacement and Diagnosis of Osteoarthritis by Using Deep Learning on Knee Radiographs: Data from the Osteoarthritis Initiative," Radiology, vol. 296, no. 3, pp. 584-593, 2020, doi: 10.1148/radiol.2020192091.

[2] https://www.facebook.com/verywell, “The Different Types of Osteoarthritis With Pictures,” Verywell Health, 2022.

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文案 | 张睿婕

排版 | 张睿婕

审核 | 姜笑南

发布｜姜笑南

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发布于：河南


学习进行时习近平主席与塔吉克斯坦的故事

【学习进行时】当地时间4日，国家主席习近平抵达杜尚别，开始对塔吉克斯坦进行国事访问。这是习近平主席第三次对塔吉克斯坦进行国事访问。新华社《学习进行时》梳理习近平主席与塔吉克斯坦的故事，一起重温。

塔吉克斯坦，与中国是山水相连的好邻居、真诚互信的好朋友、合作共赢的好伙伴、彼此扶持的好兄弟。时隔5年，习近平主席再次来到这个友好国度。

在元首外交战略引领下，中塔关系不断提质升级，政治互信持续深化，共建“一带一路”合作成果丰硕，有力促进两国共同发展，树立了国家间关系发展的典范。

“到好邻居、好兄弟家中作客”

习近平主席第一次来到塔吉克斯坦是在2014年9月。习近平主席表示，这次访问是“到好邻居、好兄弟家中作客”。塔吉克斯坦总统拉赫蒙像欢迎亲戚一样接待习近平主席，特别安排了家宴。

当天，拉赫蒙总统夫妇偕身着节日盛装的家人早早迎候在总统官邸门口。习近平主席和夫人彭丽媛同他们一一握手。习近平主席表示，三代同堂在中国是福气，祝愿你们阖家幸福美满。宾主边走边谈。庭院内树木葱郁，瓜果飘香。拉赫蒙总统亲手摘下一颗果实递给习近平主席。

2014年9月12日，国家主席习近平在杜尚别出席塔吉克斯坦总统拉赫蒙举行的家宴。这是习近平和夫人彭丽媛在拉赫蒙夫妇陪同下参观总统官邸。新华社记者 黄敬文 摄

官邸楼前铺着丝质地毯，这是塔吉克斯坦人民欢迎尊贵客人的最高礼遇。官邸内摆放着塔吉克斯坦传统家具、民族服饰、特色食品。拉赫蒙总统向习近平主席夫妇介绍当地风俗习惯，亲手为习近平主席穿上塔吉克民族塔袍，系上腰带，戴上毡帽。

晚宴后，拉赫蒙总统夫妇邀请习近平主席夫妇来到塔吉克斯坦国宾馆庭院中茶叙。主人特意在凉亭旁安排了大巴扎展示，“巴扎”也就是集市。拉赫蒙总统向习近平主席夫妇介绍了当地土特产和馕、抓饭、拉条子等特色饮食。两国元首在凉亭中落座，再次就两国关系发展坦诚交换意见。

习近平主席表示，今晚，我们度过了一段愉快的时光，深入交换了看法，相信这次访问一定会取得成功。我衷心祝愿中塔友谊枝繁叶茂、世代相传。

2014年9月13日，国家主席习近平在杜尚别同塔吉克斯坦总统拉赫蒙举行会谈。新华社记者 黄敬文 摄

那次访问期间，拉赫蒙总统陪同近10个小时。其间，他多次主动握住习近平主席的手，表示“这次访问的一个重要成果，就是我同你成为更加亲密的兄弟”，“好兄弟就要手拉手前进”！

元首外交一路引领，中塔友好阔步前行。2013年，中塔建立战略伙伴关系；2017年，中塔战略伙伴关系升级为全面战略伙伴关系；2019年，中塔联合声明中写明，打造安全共同体和发展共同体，共同致力于构建人类命运共同体。

2019年6月，时隔近5年，习近平主席再次到访塔吉克斯坦。

为感谢习近平主席为发展塔中关系所作的卓越贡献，拉赫蒙总统向习近平主席授予塔吉克斯坦国家最高勋章“王冠勋章”。拉赫蒙总统为习近平主席披上绶带，戴上“王冠勋章”，全场嘉宾热烈鼓掌。转向记者镜头前，拉赫蒙总统再一次为习近平主席仔细检查勋章位置。随后，拉赫蒙总统与习近平主席的手紧紧相握。

2019年6月15日，国家主席习近平在杜尚别出席仪式，接受塔吉克斯坦总统拉赫蒙授予“王冠勋章”。新华社记者 沙达提 摄

一枚勋章，见证友谊。习近平主席表示，拉赫蒙总统授予的“王冠勋章”，饱含着全体塔吉克斯坦人民对中国人民的深情厚谊，我对此十分珍视。

2023年5月，陕西西安，拉赫蒙总统来华出席中国－中亚峰会并进行国事访问。两国领导人再度会面并共同宣布，推动构建世代友好、休戚与共、互利共赢的中塔命运共同体。

“我们脚下的这片热土，是古丝绸之路经过的地方。”

塔吉克斯坦是第一个与中国签署共建丝绸之路经济带谅解备忘录的国家。在共建“一带一路”倡议推动下，中塔务实合作快速发展。目前，中国已成为塔吉克斯坦第一大直接投资来源国。

2014年9月，习近平主席在塔进行国事访问期间，与拉赫蒙总统共同出席两国重大合作项目——杜尚别2号热电厂一期工程竣工仪式、二期工程开工仪式和中国－中亚天然气管道D线塔吉克斯坦境内段开工仪式。

杜尚别2号热电厂内彩旗招展，厂房上悬挂用中塔两国文字书写的“中塔人民友谊万岁”巨型条幅。数千名两国建设者鼓掌欢迎两国元首的到来。习近平主席和拉赫蒙总统共同按下启动钮，标志着一期工程胜利竣工。随后，两国元首在二期工程奠基纪念页上签名，一同将纪念页放入金色的金属管，密封后放入水泥墩中并用水泥浇灌。

2014年9月13日，国家主席习近平和塔吉克斯坦总统拉赫蒙在杜尚别共同出席中塔两国重大合作项目——杜尚别2号热电厂一期工程竣工仪式、二期工程开工仪式。这是习近平和拉赫蒙一同将装有两国元首签名二期工程奠基纪念页的金色金属管放入水泥墩中。新华社记者 黄敬文 摄

习近平主席说：“真正惠及民生、获得老百姓欢迎的是最好的项目。”中塔合作的热电厂项目，给杜尚别的冬天带来光明和温暖。

离开热电厂，两国元首一同驱车前往中国－中亚天然气管道D线塔吉克斯坦境内段开工仪式现场。车队沿着蜿蜒的山路行进时，成千上万塔吉克斯坦民众集聚在沿途山坡上欢迎中国贵宾，中塔两国国旗在高处迎风飘扬。习近平主席频频向人群挥手致意。

在开工仪式上，习近平主席眺望远方，抚今追昔：“我们脚下的这片热土，是古丝绸之路经过的地方。”“古丝绸之路焕发出新的生机。我们要继续发扬‘丝路精神’，传承友谊，深化合作，共同开创中塔关系更加美好的明天。”

两国元首来到奠基石前，共同掀开红绸布，正式启动D线管道塔吉克斯坦境内段建设。掌声响起，汽笛鸣响，气球飞空，山坡上人群热情欢呼。

携手共谋发展，深化互利合作。

近年来，中国同塔吉克斯坦共建“一带一路”合作持续深化、不断拓展，展现出强大活力与韧性，走出一条优势互补、共谋发展、共享繁荣的道路。2023年，两国双边贸易额达到39亿美元，同比增长53.5%。

“让中塔友好薪火相传”

中塔人文交流源远流长。沿着古老的丝绸之路，两国先民千百年前就互通有无、互学互鉴。

习近平主席在2014年和2019年的署名文章中都提到了中国与塔吉克斯坦之间互信交往的文明纽带：

“西汉时期，中国的张骞两次出使西域，开辟了著名的丝绸之路，也开启了中塔两国人民友好交往的历史。2000多年来，丝路上驼铃清脆、马蹄声声，承载着友谊和合作的使团商队往来不绝。”

“索莫尼、鲁达基等塔吉克斯坦历史文化名人的故事也在中华大地传颂，粟特人多姿的身影成为唐三彩骆驼载乐俑的主角。历经千百年积淀，两国人民友谊如同巍峨屹立的帕米尔高原，不因风云变幻而动摇，不随时代变迁而改变。”

友谊如浩荡江河，在历史的波澜壮阔中静水流深。

2014年9月，习近平主席访问塔吉克斯坦，在欢迎仪式上检阅仪仗队。习近平主席行至队伍中央，用中塔文问候：“大家好（萨龙）！”仪仗队回答：“习近平主席好！”

近年来，中塔两国各层级人文交流持续深入。塔吉克斯坦在孔子学院学习的学生和赴华留学生人数不断增多，中亚地区首家鲁班工坊为塔职业教育和国家工业化、现代化进程培养大量紧缺人才。“塔吉克斯坦文化节”在北京和西安两地成功举行，让中国人民再次领略了塔吉克斯坦文化的魅力。

这是2024年6月13日拍摄的塔吉克斯坦首都杜尚别城市风光。新华社记者 郑开君 摄

新时代，两国人民像走亲戚一样常来常往，世代友好更加深入人心，两个古老文明在对话互鉴中焕发出更加绚烂的光彩。

2019年，《习近平谈治国理政》第一卷塔吉克文版首发式暨中塔治国理政研讨会在杜尚别成功举办。新书推介会上，拉赫蒙总统在贺信中表示，该书出版发行将帮助广大塔国读者更好地了解中国，了解习近平主席的治国理政理念和当代中国发展道路。

同年，拉赫蒙总统所著《历史倒影中的塔吉克民族》中文版在中国出版发行。习近平主席曾在署名文章中专门提及，表示该书“为中国人民了解塔吉克斯坦提供了新视角”。

这是2024年6月26日拍摄的塔吉克斯坦首都杜尚别城市风光。新华社记者 曹阳 摄

习近平主席指出，我们要推进民心相通，深化语言教学、名著互译、考古发掘、文物保护、影视制作等方面合作，让中塔两个悠久文明在交流融汇中更加多彩。我们要在青少年心中播撒友谊种子，培养两国友好事业接班人，让中塔友好薪火相传。

策划：储学军

监制：车玉明 李志晖

统筹：万 方 王子晖 翁伟庆

主笔：张芮绮 刘 淼

编辑：金佳绪 潘子荻

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