原創(chuàng) 奇點糕 奇點網(wǎng)

相面——一個大家就算不熟也肯定沒少聽過的“技術(shù)”，都說相面可以看出人的富貴、運勢之類的，這個奇點糕不太懂，不過，從科學的角度來看，“面相”倒是能夠判斷健康情況呢。

在最近的《歐洲心臟雜志》上，清華大學和協(xié)和醫(yī)學院的研究人員發(fā)表了他們的最新研究成果[1]，他們開發(fā)了一種算法，用人工智能分析頭頂、正面和兩個側(cè)面的四張自拍照，進行心臟病篩查，這種篩查的敏感性達到80%，特異性為54%。這是首個證明了，可以通過深度學習分析人的照片來檢測冠狀動脈疾病的研究。

在過去的研究中，研究人員們陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一些和冠狀動脈疾病風險增加有關的面部特征，例如脫發(fā)、白發(fā)、皺紋、耳垂折痕、黃斑（黃色的膽固醇沉積在皮膚下，通常在眼瞼周圍），以及角膜弓（脂肪和膽固醇沉積，呈朦朧的白色，灰色或藍色不透明環(huán)狀，位于角膜的外邊緣）[2-4]。

正常耳垂和有折痕耳垂的對比（圖片來自mountsinai.org）

它們具有預測冠狀動脈疾病的潛力，但是因為特征類別少，缺乏明確的定義和可量化的嚴重程度等級，以及可重復性差等問題，通過面部特征對冠狀動脈疾病進行篩查一直無法實現(xiàn)。不過，人工智能的出現(xiàn)，就讓它變得有可能了。

在這項新的研究中，研究人員開發(fā)了新的算法，參與研究的志愿者來自中國北京、湖北、江蘇、遼寧、上海和浙江的9所醫(yī)院。

研究分為兩個階段，第一階段中，從其中8所醫(yī)院招募了5796人，隨機將其中的90%分為訓練組，10%分為驗證組，對算法進行訓練和驗證，接受過經(jīng)皮冠狀動脈介入治療（PCI）和冠狀動脈搭橋術(shù)（CABG）的、患有先天性心臟病等其他類型心臟病的，以及進行過整容手術(shù)的患者都被排除在外。第二階段為正式的測試階段，包含了9所醫(yī)院的1013名志愿者。

算法的開發(fā)和驗證

對比的金標準是根據(jù)冠狀動脈造影或冠狀動脈計算機斷層掃描血管造影（cCTA）確定至少有一條主要冠狀動脈出現(xiàn)≥50%的狹窄，狹窄程度是由兩位放射科醫(yī)生獨立評估的，如果評估結(jié)果差異大則由第三位放射科醫(yī)生復評。

通過對頭頂、正面和兩個側(cè)面的四張照片進行分析，研究人員得出新算法在驗證組中的曲線下面積（AUC）為0.757，在測試組中為0.730。使用敏感性最高的幾個點，算法的敏感性和特異性在驗證組和測試組中分別為80%，61%和80%，54%。在有典型心絞痛癥狀和冠狀動脈疾病風險因素較多，＜60歲或更復雜病變的患者中，算法的敏感性更高，且無性別差異。

他們還嘗試對照片的不同位置進行遮蓋，發(fā)現(xiàn)，遮蓋臉頰時，算法的AUC下降最大，其余依次是前額、鼻子、眼睛、嘴巴、耳朵和下巴，這說明臉頰部分所能提取到的與冠狀動脈疾病有關的信息是最多的。

遮蓋不同位置對算法AUC的影響

研究人員表示，他們的算法有兩種潛在的應用場景。

第一，在醫(yī)院等專業(yè)機構(gòu)應用于診斷前的預測。目前冠狀動脈疾病的診斷金標準是冠狀動脈造影，但它是一種有創(chuàng)的檢查方法，且費用較貴，還有術(shù)中及術(shù)后的并發(fā)癥風險，因此，進行先行預測，是提高診斷陽性率，減少過度醫(yī)療的有效手段。

之前使用的一些預測模型，例如1979年發(fā)布的根據(jù)年齡、性別和胸痛類型進行判斷的Diamond-Forrester模型已經(jīng)有些過時，且模型的建立是基于歐美人群數(shù)據(jù)，不一定具有普適性。研究人員認為基于新算法的人工智能或許能夠替代傳統(tǒng)模型，進行診斷前的預測。

第二，在社區(qū)中應用于高風險人群的早期篩查。新的算法可以開發(fā)為移動應用程序，進行簡單的早期篩查，有問題的人可以盡早就醫(yī)。

圖片來自pixabay.com

不過研究人員也指出，后續(xù)，他們需要著手提高算法的特異性，也就是降低假陽性率，盡可能避免這種情況下給被檢測者帶來的焦慮擔憂和不必要的檢查。

在隨附的評論文章中[5]，英國牛津大學的研究人員首先肯定了新算法的便捷性和有效性，對于資金不足、早期篩查薄弱的國家和地區(qū)是非常有意義的。同時，他們也關注到了特異性較低的問題，評論認為，將冠狀動脈疾病定義為一條主要冠狀動脈狹窄程度≥50%可能比較簡單粗暴，這或許是特異性較低的原因之一。

另外，他們還提出，基于照片的檢測和基因檢測存在同樣一個問題，就是對個人信息的保護，在后續(xù)應用時，需要對倫理問題進行慎重考慮。

參考資料：

[1] https://academic.oup.com/eurheartj/advance-article/doi/10.1093/eurheartj/ehaa640/5895010

[2] Christoffersen M, Frikkeschmidt R, Schnohr P, et al. Visible Age-Related Signs and Risk of Ischemic Heart Disease in the General Population A Prospective Cohort Study[J]. Circulation, 2014, 129(9): 990-998.

[3] Schnohr P, Lange P, Nyboe J, et al. Gray hair, baldness, and wrinkles in relation to myocardial infarction : the Copenhagen City Heart Study[J]. American Heart Journal, 1995, 130(5): 1003-1010.

[4] Ang M, Wong W, Park J, et al. Corneal arcus is a sign of cardiovascular disease, even in low-risk persons.[J]. American Journal of Ophthalmology, 2011, 152(5): 864-871.

[5] https://academic.oup.com/eurheartj/advance-article/doi/10.1093/eurheartj/ehaa608/5895430

本文作者 | 應雨妍

閱讀原文