Narzędzie AI szacuje wiek biologiczny i ryzyko zgonu pacjentów onkologicznych na podstawie zdjęcia twarzy

Jak działa model

Naukowcy z Mass General Brigham, niekomercyjnego systemu opieki zdrowotnej w Massachusetts, opracowali system sztucznej inteligencji, który analizuje pojedyncze zdjęcie twarzy. System o nazwie FAHR-Face został wytrenowany na ponad 40 milionach fotografii obejmujących zróżnicowane grupy etniczne i wiekowe. Jego celem jest szacowanie wieku biologicznego, czyli tego, na ile lat wygląda organizm w relacji do daty urodzenia, oraz przewidywanie szans na przeżycie u osób chorych na nowotwory. Wyniki opublikowano w The Lancet Digital Health w poniedziałek 19 października. Zespół dąży do tego, aby ocena stanu zdrowia na podstawie zdjęć twarzy stała się bardziej ilościowa, spójna i skalowalna.

Dwa narzędzia, dwa obszary twarzy

Na bazie tego samego modelu naukowcy opracowali dwa uzupełniające się narzędzia. FAHR-FaceAge szacuje wiek biologiczny i wykorzystuje go do prognozowania przeżywalności pacjentów onkologicznych. FAHR-FaceSurvival przewiduje przeżywalność bezpośrednio ze zdjęcia, z pominięciem wieku biologicznego. Choć oba narzędzia wywodzą się z jednego modelu, badają inne części twarzy. FAHR-FaceAge skupia się na bruzdach biegnących od skrzydełek nosa do kącików ust, czole powyżej oczodołów oraz skroniach. FAHR-FaceSurvival analizuje obszar pod oczami oraz okolicę nasady nosa.

Wyniki u pacjentów onkologicznych

W grupie testowej obejmującej 3820 pacjentów onkologicznych ponad połowa osób z najwyższym wynikiem ryzyka zmarła w ciągu 90 dni od wykonania zdjęcia. Druga grupa testowa, licząca ponad 38 000 pacjentów, wykazała podobną zależność: pacjenci wyglądający na starszych niż wynika to z ich wieku metrykalnego byli narażeni na wyższe ryzyko zgonu. Wśród pacjentów leczonych radioterapią w Stanach Zjednoczonych osoby, które według FAHR-FaceAge wyglądały na pięć lub więcej lat starsze, miały o 21% wyższe ryzyko zgonu w ciągu średnio czteroletniej obserwacji. Pacjenci wyglądający na co najmniej pięć lat młodszych mieli o 17% niższe ryzyko, co sugeruje, że szacunki wieku biologicznego są ściśle powiązane ze zdrowiem fizycznym.

Wiek uczestników badania był zróżnicowany. Większość pacjentów onkologicznych była w wieku 50 i 60 lat, choć w badaniu uwzględniono również dzieci oraz osoby powyżej 90. roku życia.

Związki ze stylem życia i odporność modelu

Analiza wykazała również związek między stylem życia a wyglądem twarzy. Nadużywanie alkoholu, stosowanie narkotyków oraz palenie tytoniu wiązały się z biologicznie starszym wyglądem, przy czym najsilniejszą korelację zaobserwowano w przypadku palenia. Naukowcy przetestowali stabilność systemu w typowych warunkach fotograficznych, zmieniając oświetlenie, ułożenie twarzy, mimikę i makijaż. Model pozostał odporny w większości przypadków, w tym po operacjach plastycznych, z niewielką zmianą odnotowaną po korekcie nosa. Nie jest jeszcze jasne, dlaczego te konkretne obszary twarzy korelują z ryzykiem zgonu danej osoby.

Ograniczenia i dalsze kroki

Naukowcy podkreślają, że narzędzia mają wspierać lekarzy, a nie zastępować ich ocenę. Autorzy przewidują, że podejście to może pomóc w ocenie rezerw fizjologicznych i kruchości organizmu przed intensywnym leczeniem, takim jak operacje, radioterapia czy terapia systemowa. Przed wdrożeniem systemu w szpitalach konieczne są dalsze testy, a wniosek patentowy dotyczący technologii jest w toku. Narzędzia mogłyby również pomóc w przewidywaniu ryzyka zgonu lub powikłań po operacjach i innych metodach leczenia nowotworów, choć to zastosowanie wymaga jeszcze walidacji.