Китайські дослідники розробляють алгоритм, навчений глибоким навчанням, щоб розпізнати, чи страждає людина від ішемічної хвороби, на основі особливостей їх обличчя.

може

Штучний інтелект допомагає виявити людей, хворих на ІХС. Звуження цих судин може спровокувати інфаркти. [iStock-wildpixel]

Автопортрети, більш відомі сьогодні як селфі, заповнюють повсякденне життя ресурсом, щоб зафіксувати та поділитися безліччю моментів з іншими: поїздки, святкування, вечері, зустрічі. Соціальні мережі, такі як Instagram або Facebook, наповнені селфі, які фіксують досвід своїх користувачів. Хоча ці орієнтовані на обличчя фотографії часто асоціюються з поставою та марнославством, останні дослідження показують, що їх корисність може піти набагато далі, аж до того, щоб допомогти нам виявити певні захворювання серця на ранніх стадіях.

У статті, присвяченій журналу European Heart Journal, дослідники з багатьох університетів та лікарень Китаю показують медичну корисність алгоритму штучного інтелекту (ШІ). Розглянутий алгоритм, навчений глибокому навчанню, може вивчити фотографії обличчя та визначити, чи не страждають певні люди від ішемічної хвороби. Ця хвороба є першою причиною смерті у світі і може спричинити стенокардію, інфаркти, а в найважчих випадках - серцеву недостатність та смерть.

У переважній більшості випадків ішемічна хвороба серця обумовлена ​​поступовим звуженням дрібних кровоносних судин, що живлять серце (коронарні артерії) через бляшки атеросклерозу та згустки крові. Ця хвороба розвивається безсимптомно в довгостроковій перспективі, тому, якщо її не діагностувати вчасно, вона може прогресувати і спричинити серйозні пошкодження серця.

Розробка методів, які дозволяють ранньо, легко та дешево виявити людей, які страждають на цю хворобу, може значно покращити їх прогноз. Коли клітини в м'язовій стінці серця (кардіоміоцити) гинуть через блокування кровотоку в коронарних артеріях, часто буває пізно діяти: пошкодження часто є незворотним, і повернути втрачену серцеву функцію неможливо, якщо тільки проводиться трансплантація серця.

Давно відомо, що певні риси обличчя пов'язані з підвищеним ризиком розвитку ішемічної хвороби серця. Дуже типовою ознакою є поява жирових відкладень навколо століття (так звані ксантелазми) або в очах (дуга рогівки). Також було помічено, що люди, у яких мочки вух мають діагональну складку в 45 градусів нахилу, також зазнають підвищеного ризику. Однак до цього часу ніколи не досліджувалося, чи можна було систематично та автоматично аналізувати фотографії пацієнтів, щоб визнати наявність недіагностованої ішемічної хвороби.

Після завершення навчання та перевірки алгоритму було відібрано понад 1000 додаткових пацієнтів із дев’яти лікарень Китаю для перевірки його ефективності. Результати показали, що алгоритм перевершує два методи, які вже використовувались клінічно для прогнозування ризику серцевих захворювань (модель Даймонда-Форестера та клінічна оцінка консорціуму САПР). ШІ правильно визначив ішемічну хворобу серця у 80 відсотках випадків (чутливість) та виключив наявність цієї хвороби у 54 відсотках випадків, які не страждали нею (специфічність). З усіх рис обличчя щоки мали найбільше значення в прогнозах комп’ютерного алгоритму.

Автори дослідження вперше показують можливість ШІ виявити ішемічну хворобу серця за допомогою фотографій обличчя як скринінговий метод серед загальної популяції або для оцінки ризику цієї хвороби в медичних центрах. Цей варіант ранньої діагностики був би особливо цікавий у країнах, що розвиваються, де немає великих ресурсів для раннього виявлення серцевих захворювань.

Цей метод буде першим кроком у вирішенні питання про проведення більш точних та дорогих медичних тестів для підтвердження або виключення діагнозу. Однак автори також визнають, що інструмент все ще має суттєві обмеження і потребує подальшого вдосконалення, щоб покращити свою специфіку. З урахуванням його нинішньої специфіки, багатьом людям, які насправді не страждають на ішемічну хворобу серця, буде поставлено неправильний діагноз, і це може зайво обтяжити системи охорони здоров'я.

Одним з найбільших недоліків алгоритму є те, що він має великий ухил у навчанні, оскільки його навчання було зосереджене на фотографіях обличчя однієї етнічної групи: хань (етнічна група більшості в Китаї). Дуже ймовірно, що цей інструмент дає гірші результати для решти етнічних груп. З іншого боку, люди, які перенесли косметичну операцію на обличчі, також можуть «заплутати» цю техніку і показати нереальні результати. Тому необхідні додаткові дослідження для розробки та навчання алгоритмів із фотографіями різних етнічних груп, щоб вони мали універсальну цінність і не обмежувались певними групами населення.

У будь-якому випадку, це нове дослідження відкриває нове поле для діагностики серцевих захворювань за допомогою фотографій обличчя за допомогою ШІ. Вони додають до комп'ютерних алгоритмів, які вже допомагали лікарям діагностувати численні проблеми з серцем, такі як автоматичний аналіз електрокардіограм або ехокардіограм.

Естер Самппер

Довідково: «Доцільність використання глибокого навчання для виявлення ішемічної хвороби на основі фотографії обличчя». Shen Lin, Zhigang Li, Bowen Fu et al у European Heart Journal, опублікованому в Інтернеті 20 серпня 2020 р.