Empowering Data Sharing in Neuroscience: A Deep Learning Deidentification Method for Pediatric Brain MRIs
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT BACKGROUND AND PURPOSE: Privacy concerns, such as identifiable facial features within brain scans, have hindered the availability of pediatric neuroimaging datasets for research. Consequently, pediatric neuroscience research lags adult counterparts, particularly in rare disease and under-represented populations. The removal of face regions (image defacing) can mitigate this, however existing defacing tools often fail with pediatric cases and diverse image types, leaving a critical gap in data accessibility. Given recent NIH data sharing mandates, novel solutions are a critical need. MATERIALS AND METHODS: To develop an AI-powered tool for automatic defacing of pediatric brain MRIs, deep learning methodologies (nnU-Net) were employed using a large, diverse multi-institutional dataset of clinical radiology images. This included multi-parametric MRIs (T1w, T1w-contrast enhanced, T2w, T2w-FLAIR) with 976 total images from 208 brain tumor patients (Children’s Brain Tumor Network, CBTN) and 36 clinical control patients (Scans with Limited Imaging Pathology, SLIP) ranging in age from 7 days to 21 years old. RESULTS: Face and ear removal accuracy for withheld testing data was the primary measure of model performance. Potential influences of defacing on downstream research usage were evaluated with standard image processing and AI-based pipelines. Group-level statistical trends were compared between original (non-defaced) and defaced images. Across image types, the model had high accuracy for removing face regions (mean accuracy, 98%; N=98 subjects/392 images), with lower performance for removal of ears (73%). Analysis of global and regional brain measures (SLIP cohort) showed minimal differences between original and defaced outputs (mean rS=0.93, all p < 0.0001). AI-generated whole brain and tumor volumes (CBTN cohort) and temporalis muscle metrics (volume, cross-sectional area, centile scores; SLIP cohort) were not significantly affected by image defacing (all rS>0.9, p<0.0001). CONCLUSIONS: The defacing model demonstrates efficacy in removing facial regions across multiple MRI types and exhibits minimal impact on downstream research usage. A software package with the trained model is freely provided for wider use and further development (pediatric-auto-defacer; https://github.com/d3b-center/pediatric-auto-defacer-public). By offering a solution tailored to pediatric cases and multiple MRI sequences, this defacing tool will expedite research efforts and promote broader adoption of data sharing practices within the neuroscience community. ABBREVIATIONS: AI = artificial intelligence; CBTN = Children’s Brain Tumor Network; CSA = cross-sectional area; SLIP = Scans with Limited Imaging Pathology; TMT = temporalis muscle thickness; NIH = National Institute of Health; LH = left hemisphere; RH = right hemisphere.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,005 | 0,011 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,004 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,002 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».