R.노두현정형외과와 연구 이야기
글자
논문 자료실
Imaging AISpinePelvic parameters

2025 · The Spine Journal

척추가 옆으로 휜 영상에서도 골반과 요추 각도를 자동 측정할 수 있을까?

반복 측정 ICC는 모든 각도에서 1.00이었습니다. 기준값과의 일치도 및 교차검증 ICC는 0.96–0.99였습니다.

척추·골반 각도를 읽는 측면 X-ray

CONNEVO SPIN 제품 자료의 척추·골반 측정 예시그림 크게 보기

LL·PI·PT·SS와 기준점을 표시한 측면 X-ray입니다.

CONNECTEVE · CONNEVO SPIN · Owner-supplied product brochure

근거·원문그림 이용조건

연구 수치로 읽는 결과

시험군 113명 중 퇴행성 측만증 환자는 39명이었습니다. LL·PI·PT·SS 측정은 분류 진단과 다른 과제입니다. 같은 영상의 반복 ICC 1.00과 전문의 기준값과의 일치도를 구분해야 합니다.그림 크게 보기

시험군 113명 중 퇴행성 측만증 환자는 39명이었습니다. LL·PI·PT·SS 측정은 분류 진단과 다른 과제입니다. 같은 영상의 반복 ICC 1.00과 전문의 기준값과의 일치도를 구분해야 합니다.

The Spine Journal (2025). DOI: 10.1016/j.spinee.2025.01.020 · Original explanatory chart based on reported data

근거·원문그림 이용조건

연구에서 묻는 질문

척추가 옆으로 휜 영상에서도 골반과 요추 각도를 자동 측정할 수 있을까?

대상과 방법

U-Net segmentation과 Keypoint R-CNN을 결합해 LL, PI, PT, SS를 계산했습니다. 전문의 기준값·두 판독자와 비교하고 Bland–Altman, ICC 및 5-fold cross-validation을 시행했습니다. 기립 요추 측면 방사선 1,011장. 시험군 113명 중 퇴행성 요추 측만증 39명(34.5%).

주요 결과

반복 측정 ICC는 모든 각도에서 1.00이었습니다. 기준값과의 일치도 및 교차검증 ICC는 0.96–0.99였습니다. 시험군의 Figure 2 평균 오차는 PI 0.23°, LL 0.05°, SS 0.03°, PT 0.20°였으나 개별 오차의 범위는 각도별로 달랐습니다. 퇴행성 측만증 하위군에서는 오차와 일치도가 일반군과 달랐습니다. Figure 3에는 정확한 사례와 오차가 큰 사례를 함께 제시했습니다.

진료와 수술에서 읽을 지점

Spinopelvic alignment의 반복 측정 부담을 줄일 수 있습니다. PI–LL mismatch와 보상성 PT를 읽을 때 영상 품질, 대퇴골두 인식과 개별 오차를 먼저 확인해야 합니다.

해석의 제한

후향적 단일 기관 연구로 다른 장비·기관에서의 외부 검증이 필요합니다. 반복 ICC 1.00은 같은 입력에 같은 결과가 나온다는 뜻이며, 모든 영상에서 실제 각도를 정확히 맞힌다는 뜻이 아닙니다. 시험군 측만증 39명의 평균 Cobb angle은 14.8°였습니다. 모든 중증 변형이나 수술 후 영상으로 일반화할 수 없습니다.

짧게 정리하면

어떤 진료 질문과 연결되나요?

Spinopelvic alignment의 반복 측정 부담을 줄일 수 있습니다. PI–LL mismatch와 보상성 PT를 읽을 때 영상 품질, 대퇴골두 인식과 개별 오차를 먼저 확인해야 합니다.

Keywords · 주제어

Abstract · 원문 초록

Dong-Ho Kang, Ye-Jin Jeong, Sung Taeck Kim, Younguk Kim, Bong-Soon Chang, Hyoungmin Kim, Sam Yeol Chang, Du Hyun Ro. Automated measurement of pelvic parameters using convolutional neural network in complex spinal deformities: overcoming challenges in coronal deformity cases. The spine journal : official journal of the North American Spine Society. 2025;25(8):1688-1697. doi:10.1016/j.spinee.2025.01.020.

BACKGROUND CONTEXT

Accurate and consistent measurement of sagittal alignment is challenging, particularly in patients with severe coronal deformities, including degenerative lumbar scoliosis (DLS).

PURPOSE

This study aimed to develop and validate an artificial intelligence (AI)-based system for automating the measurement of key sagittal parameters, including lumbar lordosis, pelvic incidence, pelvic tilt, and sacral slope, with a focus on its applicability across a wide range of deformities, including severe coronal deformities, such as DLS.

DESIGN

Retrospective observational study.

PATIENT SAMPLE

A total of 1,011 standing lumbar lateral radiographs, including DLS.

OUTCOME MEASURE

Interclass and intraclass correlation coefficients (CC), and Bland-Altman plots.

METHODS

The model utilizes a deep-learning framework, incorporating a U-Net for segmentation and a Keypoint Region-based Convolutional Neural Network for keypoint detection. The ground truth masks were annotated by an experienced orthopedic specialist. The performance of the model was evaluated against ground truth measurements and assessments from two expert raters using interclass and intraclass CC, and Bland-Altman plots.

RESULTS

In the test set of 113 patients, 39 (34.5%) had DLS, with a mean Cobb's angle of 14.8°±4.4°. The AI model achieved an intraclass CC of 1.00 across all parameters, indicating perfect consistency. Interclass CCs comparing the AI model to ground truth ranged from 0.96 to 0.99, outperforming experienced orthopedic surgeons. Bland-Altman analysis revealed no significant systemic bias, with most differences falling within clinically acceptable ranges. A 5-fold cross-validation further demonstrated robust performance, with interclass CCs ranging from 0.96 to 0.99 across diverse subsets.

CONCLUSION

This AI-based system offers a reliable and efficient automated measurement of sagittal parameters in spinal deformities, including severe coronal deformities. The superior performance of the model compared with that of expert raters highlights its potential for clinical applications.

원래 논문

Automated measurement of pelvic parameters using convolutional neural network in complex spinal deformities: overcoming challenges in coronal deformity cases

Kang DH, Jeong YJ, Kim ST, Kim Y, Chang BS, Kim H, Chang SY, Ro DH
The Spine Journal · 2025

학술논문