FAHR-Face מנבא הישרדות מסרטן מתמונת פנים
חוקרים ב-Mass General Brigham פרסמו ב-Lancet Digital Health מודל AI שאומן על 40 מיליון תמונות פנים ומנבא הישרדות מסרטן: 52.5% מהחולים בציון העליון מתו תוך 90 יום, מול קצת יותר מ-2% בתחתון. במקביל נפתח לציבור אתר FaceAge, שבו מעלים תמונות ומקבלים הערכת גיל ביולוגי — ותורמים נתונים למחקר.
סלפי אחד, מהסוג שמעלים לקבוצה המשפחתית, הספיק כדי שמודל AI יגיד אם חולה סרטן צפוי לשרוד. זה נשמע כמו תרגיל מחשבתי, אבל זה בדיוק מה שחוקרים ב-Mass General Brigham, רשת בתי חולים בבוסטון המסונפת ל-Harvard University, פרסמו ב-Lancet Digital Health — והם לא מסתירים את גודל הטענה: "למיטב ידיעתנו, זו הפעם הראשונה שמודל AI מצליח לנבא הישרדות מסרטן ישירות מתמונה פשוטה", אומר Hugo Aerts, PhD, מנהל התוכנית לבינה מלאכותית ברפואה (AIM) ב-Mass General Brigham ומחבר בכיר במחקר.
מה באמת לומד המודל?
בבסיס הכול עומד FAHR-Face (Foundation Artificial Intelligence for Health Recognition), מודל יסוד (foundation model) שאומן על יותר מ-40 מיליון תמונות פנים — אנשים בכל הגילים וממגוון רחב של מוצאים. 40 מיליון זה סדר גודל שמאפשר למודל ללמוד ייצוג כללי של הפנים, ואז להתאים אותו למשימות רפואיות שונות בלי לבנות מודל חדש לכל משימה מאפס.
בדיוק את זה עשו החוקרים: מהייצוג הכללי הם גזרו שני כלים משלימים: FAHR-FaceAge, שמעריך גיל ביולוגי מתמונת פנים — כלומר עד כמה הגוף הזדקן בפועל, לעומת הגיל שרשום בתעודת הזהות — ו-FAHR-FaceSurvival, שמנבא סיכון תמותה בחולי סרטן, גם הוא מצילום פנים אחד.
"החידוש הטכנולוגי המרכזי הוא שהמודל לומד ייצוג כללי של הפנים, שאפשר להתאים אחר כך לחיזוי של מדדי בריאות שונים, כמו גיל ביולוגי והישרדות", הסביר Aerts. "הגישה הזו נותנת לנו דרך מדידה שמאפשרת לפתח כמה סמנים ביולוגיים מתמונות פנים, בלי לאמן כל מודל מאפס."
אז מה המספרים אומרים?
FAHR-FaceSurvival אומן על כ-34 אלף תמונות של חולי סרטן שטופלו בהקרנות בשישה מרכזים רפואיים, ולצד כל תמונה נרשם אם המטופל מת ומתי. זה מאגר רציני במונחים של תמונות רפואיות — ואז המודל נבדק על 3,820 מטופלים שתמונותיהם לא שימשו לאימון, ואומת שוב על 4,892 חולי סרטן שטופלו בהקרנות ב-Maastricht שבהולנד.
וההתפלגות מבהירה את הפער: מתוך 122 המטופלים שקיבלו את הציון הגבוה ביותר, 0.9 עד 1, מתו 64 — 52.5% — בתוך 90 יום. בקבוצה שקיבלה את הציון הנמוך ביותר, 0 עד 0.1, מתו באותו פרק זמן 20 מתוך 975 מטופלים, קצת יותר מ-2%. בתרגום פשוט: בין שני הקצוות של הסקאלה, סיכון התמותה ב-90 יום גבוה בערך פי 25.
הפער נשמר גם במעקב של כארבע שנים, וגם אחרי שהחוקרים נטרלו את השפעת הגיל, המין, המוצא, סוג הסרטן ומאפייני הטיפול: סיכון התמותה של המטופלים בטווח הציונים העליון נותר גבוה יותר מפי שלושה.
"די הופתעתי לגלות שאפשר לזהות סימנים לסיכון תמותה מתמונת פנים בלבד", אמר ד"ר Raymond Mak, אונקולוג קרינה במכון הסרטן של Mass General Brigham, חבר סגל בתוכנית AIM ומוביל המחקר. "המטרה שלנו היא להפוך את הערכת הבריאות מתמונת פנים להערכה כמותית, עקבית וישימה בהיקף רחב, כדי שתתמוך בהחלטות טיפול מותאמות אישית — ולא תחליף את שיקול הדעת של הרופא."
איפה המודל מסתכל על הפנים?
שורה מעניינת במחקר: שני הכלים הסתמכו על אזורים שונים בפנים. FAHR-FaceAge התמקד בקמטי החיוך (nasolabial folds), במצח שמעל ארובות העיניים וברקות. FAHR-FaceSurvival, לעומת זאת, העדיף את האזור שמתחת לעיניים ואת גשר האף.
וגם: החיזויים שלהם נמצאו במתאם חלש זה עם זה — ובכל זאת, שניהם נקשרו באופן עצמאי לשרידות, ושילובם שיפר את ההתאמה של מודל השרידות בקבוצת אימות חיצונית של חולי סרטן. במילים אחרות, הפנים שלכם נושאות כנראה יותר ממידע בריאותי אחד.
ומה עם הגיל הביולוגי?
FAHR-FaceAge טעה בממוצע ב-5.1 שנים בלבד בהערכת גילם של אנשים במאגר תמונות ציבורי — ובפועל היה מדויק יותר מ-FaceAge, המודל הקודם של אותו צוות, שפורסם בשנה שעברה ופותח בעיקר על בסיס תמונות של בני 60 ויותר.
ומה שהפתיע את החוקרים הוא העקביות: תנוחה, תאורה, הבעת פנים ואיפור כמעט לא הזיזו את ההערכה, והיא נשארה יציבה גם ברוב המקרים של ניתוחים פלסטיים שנבדקו — למעט הזזה קטנה אחרי ניתוח אף (rhinoplasty). הסטייה בין הגיל הביולוגי לגיל הכרונולוגי נקשרה, אגב, באופן עצמאי לשרידות.
בהיבט אורח החיים, ההשפעות נראות בפנים: שתיית אלכוהול מופרזת, שימוש בסמים ועישון נקשרו למראה ביולוגי מבוגר יותר. העישון הראה את הדפוס החזק ביותר — מעשנים בהווה נראו מבוגרים ממעשנים לשעבר, ואלה נראו מבוגרים מאנשים שלא עישנו מעולם.
רוצים לבדוק את עצמכם?
המחקר של FAHR-Face הוא גם ניסוי ציבורי. ה-FaceAge Research Study, מחקר מקוון שאושר על ידי ועדת האתיקה המוסדית, פתוח לכולם בכתובת faceage.bwh.harvard.edu. ממלאים שאלון קצר, מעלים שלוש עד עשר תמונות פנים, והתהליך אורך פחות מ-10 דקות. המשתתפים מקבלים הערכת FaceAge אישית — ובמקביל תורמים נתונים שיעזרו לחוקרים לתקף את הכלים באוכלוסיות גדולות ומגוונות יותר. אפשר להעלות תמונות לאורך זמן ולראות איך הגיל הביולוגי משתנה. יש טופס הסכמה, והתמונות משמשות למטרות מחקר בלבד.
בקיצור — בפעם הבאה שמישהו מבקש מכם סלפי, כדאי לזכור מה עוד אפשר ללמוד ממנו.