باستخدام صور الوجه.. كيف يتنبأ الذكاء الاصطناعي بنتائج السرطان؟

طوّر باحثون من مستشفى ماساتشوستس العام بريجهام خوارزمية تعلم عميق تُسمى "FaceAge"، تستخدم صورة وجه الشخص للتنبؤ بالعمر البيولوجي وفرص النجاة لمرضى السرطان.

ووجد الباحثون أن المرضى المصابين بالسرطان، في المتوسط، لديهم FaceAge أعلى من غير المصابين بالسرطان ويبدو أنهم أكبر سنا بحوالي خمس سنوات من أعمارهم الزمنية.

ارتبطت تنبؤات FaceAge القديمة بنتائج بقاء أسوأ في عدة أنواع من السرطان، كما وجد الباحثون أن FaceAge تفوق على الأطباء في التنبؤ بمتوسط ​​العمر المتوقع للمرضى الذين يتلقون العلاج الإشعاعي التلطيفي على المدى القصير.

نشرت نتائجهم في مجلة The Lancet Digital Health.

قال الدكتور هوجو أيرتس، مدير برنامج الذكاء الاصطناعي في الطب في مستشفى ماساتشوستس العام بريغهام، والمشارك في الدراسة: "يمكننا استخدام الذكاء الاصطناعي لتقدير العمر البيولوجي للشخص من صور الوجه، وتظهر دراستنا أن المعلومات يمكن أن تكون ذات معنى سريري".

يُظهر هذا العمل أن صورة شخصية بسيطة، كصورة شخصية مثلاً، تحتوي على معلومات مهمة قد تُسهم في اتخاذ القرارات السريرية ووضع خطط الرعاية للمرضى والأطباء.

إن عمر الشخص مقارنةً بعمره الزمني أمرٌ بالغ الأهمية، فالأفراد الذين لديهم أعمار وجه أصغر من أعمارهم الزمنية يتحسنون بشكل ملحوظ بعد علاج السرطان .

عند دخول المرضى إلى غرف الفحص، قد يُعطي مظهرهم للأطباء مؤشراتٍ حول صحتهم العامة وحيويتهم.

قد تُساعد هذه التقييمات البديهية، إلى جانب العمر الزمني للمريض، بالإضافة إلى العديد من المقاييس البيولوجية الأخرى، في تحديد أفضل مسار للعلاج.

ومع ذلك، مثل أي شخص آخر، قد يكون لدى الأطباء تحيزات بشأن عمر الشخص والتي قد تؤثر عليهم، مما يغذي الحاجة إلى اتخاذ تدابير أكثر موضوعية وتنبؤية لإبلاغ قرارات الرعاية.

تفاصيل البحث

لتحقيق هذا الهدف، استفاد باحثو مستشفى ماساتشوستس العام بريجهام من تقنيات التعلم العميق والتعرف على الوجوه لتدريب خوارزمية FaceAge.

تم تدريب الأداة على 58,851 صورة لأفراد يُفترض أنهم أصحاء من مجموعات بيانات عامة. اختبر الفريق الخوارزمية على مجموعة من 6,196 مريضًا بالسرطان من مركزين، باستخدام صور تُلتقط عادةً في بداية العلاج الإشعاعي.

أظهرت النتائج أن مرضى السرطان يبدون أكبر سنًا بشكل ملحوظ من غير المصابين بالسرطان، وأن متوسط ​​عمرهم الافتراضي كان أكبر بخمس سنوات تقريبًا من عمرهم الحقيقي.

في مجموعة مرضى السرطان، ارتبط تقدم عمرهم الافتراضي بنتائج بقاء أسوأ، خاصةً لدى الأفراد الذين بدوا أكبر من 85 عامًا، حتى بعد تعديل العمر الافتراضي والجنس ونوع السرطان.

من الصعب تحديد مدة البقاء المُقدّرة في نهاية الحياة، ولكن لها آثار علاجية مهمة في رعاية مرضى السرطان.

طلب ​​الفريق من عشرة أطباء سريريين وباحثين التنبؤ بمتوسط ​​العمر المتوقع على المدى القصير من 100 صورة لمرضى يتلقون علاجًا إشعاعيًا تلطيفيًا.

رغم تفاوت أداء الأطباء، إلا أن توقعاتهم كانت أفضل بقليل من مجرد تخمين بسيط، حتى بعد تزويدهم بمعلومات سريرية، مثل العمر الزمني للمريض وحالة إصابته بالسرطان.

ومع ذلك، عندما زُوّد الأطباء بمعلومات FaceAge الخاصة بالمريض، تحسنت توقعاتهم بشكل ملحوظ.

هناك حاجة إلى مزيد من البحث قبل النظر في استخدام هذه التقنية في بيئة سريرية واقعية.

يختبر فريق البحث هذه التقنية للتنبؤ بالأمراض، والحالة الصحية العامة، ومتوسط ​​العمر.

تشمل دراسات المتابعة توسيع نطاق هذا العمل ليشمل مستشفيات مختلفة، ودراسة مرضى في مراحل مختلفة من السرطان، وتتبع تقديرات FaceAge بمرور الوقت، واختبار دقتها مقارنةً بمجموعات بيانات جراحة التجميل والمكياج.

وقال المؤلف المشارك الدكتور راي ماك، عضو هيئة التدريس في برنامج AIM في مستشفى ماساتشوستس العام بريجهام: "هذا يفتح الباب أمام عالم جديد كليًا من اكتشاف المؤشرات الحيوية من الصور الفوتوغرافية، وإمكاناتها تتجاوز بكثير رعاية مرضى السرطان أو التنبؤ بالعمر".

وأضاف: "مع تزايد اعتبارنا للأمراض المزمنة المختلفة أمراض شيخوخة، تزداد أهمية القدرة على التنبؤ الدقيق بمسار شيخوخة الفرد، آمل أن نتمكن في نهاية المطاف من استخدام هذه التقنية كنظام للكشف المبكر في تطبيقات متنوعة، ضمن إطار تنظيمي وأخلاقي متين، للمساعدة في إنقاذ الأرواح".