AI看脸判癌症患者生存率?刺针刊重磅研究 助医生评估治疗耐受力

撰文: 科技狐
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“我看你印堂发黑,恐有血光之灾。”以往如果听到这句话,大家的第一反应多半是:这是哪里来的江湖术士?现在好了,AI把这套“相面术”学会了。而且它不跟你聊财运、不扯姻缘,上来直接难度拉满:只凭一张脸,预测癌症患者的死亡风险。

10月19日,国际权威医学期刊《刺针:数码健康》(The Lancet Digital Health)发表了一项重磅研究,引发医学界高度关注。美国麻州总医院布莱根医疗集团(Mass General Brigham)的团队,开发了一套名为FAHR-Face的AI基础模型,并在此基础上训练出一个直接预测癌症患者生存风险的工具。

美国麻州总医院布莱根医疗集团(Mass General Brigham)的团队,开发了一套名为FAHR-Face的AI基础模型,并在此基础上训练出一个直接预测癌症患者生存风险的工具。(The lancet)

结果有多离谱?被AI判为“最高风险”的那10%患者,有一半(52.5%)没撑过90天;而被判为“最低风险”的10%,90天内去世的只有2.1%。一张脸,真能看出一个人的生死簿?这到底是医学奇迹,还是赛博玄学?

被AI判为“最高风险”的那10%患者,有一半(52.5%)没撑过90天;而被判为“最低风险”的10%,90天内去世的只有2.1%。(科技狐提供)

为什么非要用“看脸”来定生死?

这项研究由哈佛医学院、麻州总医院布莱根医疗系统(Mass General Brigham)等机构联手完成。团队配置很跨界:一边是放射治疗医生雷蒙德·麦克(Raymond H. Mak)与医学人工智能专家雨果·埃尔茨(Hugo J. W. L. Aerts)。

一边是放射治疗医生雷蒙德·麦克(Raymond H. Mak)与医学人工智能专家雨果·埃尔茨(Hugo J. W. L. Aerts)。(科技狐提供)

一个是天天跟癌症打交道的放疗科医生,一个是搞医学AI的专家。这两人一碰头盯上了一个极其要命的问题:医生怎么判断癌症患者到底扛不扛得住治疗?要知道,治癌症不能光看肿瘤类型和分期。患者的身体底子、衰弱程度,直接决定了能不能上放疗、手术或全身治疗。

他们搞出了基础模型FAHR-Face,核心逻辑是:先让AI学会“读脸”,再教它做不同的“专科题”。(The Lancet)

但问题是,这种“身体状态”往往只能靠医生的主观经验去估,很难精准量化。于是,团队盯上了一个零成本、人人都有、却常常被忽略的数据源:脸。他们搞出了基础模型FAHR-Face,核心逻辑是:先让AI学会“读脸”,再教它做不同的“专科题”。

为了打好这个底子,团队利用了逾4,000万张面部图像预训练视觉Transformer架构,并采用了一种叫“遮罩自动编码器”(Masked Autoencoders, MAE;大陆称掩码自编码器)的自监督训练法。训练时,系统会随机遮住照片中约 75% 的区域,逼着 AI 根据剩下的那点讯息,把整张脸“脑补”重建出来。

等这个“超级底座”练成,再微调出两个具体工具:

1. FAHR-FaceAge:看脸估算年龄,研究面部衰老与生存结局的关系。
2. FAHR-FaceSurvival:直接看癌症患者的脸,预测生存风险。

【延伸阅读】神人复刻《蜘蛛侠》绿魔滑板载人升空 曾爆燃起火 靠AI助攻圆梦(点击连结看原文)

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AI到底看到了脸上的什么?

AI到底是怎么“看脸断生死”的?其实团队分了两步走。

1. 让AI学会看脸算年龄。

他们开发了FAHR-FaceAge,用74万多张带真实年龄标签的照片训练它。在公开测试中,它算出的年龄跟实际年龄平均只差5.1岁。但光会算年龄没什么稀奇的。团队真正想搞明白的是:脸上的衰老特征,是不是还藏着跟健康、甚至生死有关的密码?

他们开发了FAHR-FaceAge,用74万多张带真实年龄标签的照片训练它。(The Lancet)

2. 直接让 AI 在脸和生死之间找规律

团队放出了第二个大招:FAHR-FaceSurvival。他们直接用34363张癌症患者的照片,结合患者真实的生存结局进行训练。其实这里的AI并没有透视眼,看不到体内的癌细胞。它纯粹是在海量数据里做统计:到底长成什么样的人,死亡风险更高?

那这规律到底藏在脸上的哪儿?团队调出了AI的“热力图”(也就是下面这张图),想看看它做判断时到底在盯哪儿(颜色亮的地方就是AI重点关注的)。

团队调出了AI的“热力图”(也就是下面这张图),想看看它做判断时到底在盯哪儿(颜色亮的地方就是AI重点关注的)。(The Lancet)

结果发现,这两个模型关注的地方完全不一样:

FAHR-FaceAge(算年龄):盯的是额头、太阳穴和法令纹。这很符合我们人类的直觉,这些地方本来就是长皱纹、显老的特征区。
FAHR-FaceSurvival(看生死):视线居然往下挪了,死死锁定在了眼底区域和鼻梁中面部。

这就很有意思了,为什么看生死要盯着眼底和中面部看?虽然热力图不能直接告诉我们“为什么”,但结合医学常识,这事儿就说得通了。在医学上,恶性肿瘤极其消耗身体,患者很容易出现极微细的面部脂肪流失、眼眶凹陷和肌肉萎缩。

这其实就是身体储备功能下降、整体虚弱的表现。但在日常看诊中,这种“轻微的面部结构坍塌”医生用肉眼很难一眼量化。而AI靠着背后几万人的生死数据,敏锐地捕捉到了这些肉眼容易忽略的“憔悴感”。

AI靠着背后几万人的生死数据,敏锐地捕捉到了这些肉眼容易忽略的“憔悴感”。(The Lancet)

那AI的判断到底靠不靠谱?会不会只是瞎猫碰上死耗子?研究团队还进行了独立验证,在把年龄、性别、癌症分期这些医生早就掌握的干扰因素全部剔除后,结果依然惊人。

AI预测风险最高的四分之一患者,死亡风险依然是最低四分之一患者的3.23倍!可见,一张普通的面部照片,里面包含的讯息,远比我们肉眼看到的要多得多。

离真正走进医院,还有多远?

写到这,笔者也是热血沸腾,想知道医院何时真能用上呢?显然,研究团队也不想让这技术只躺在论文里。目前,他们已经启动了FaceAge Research Study公开项目,普通人也能上传照片获取自己的研究结果,顺便帮团队收集更多样化的数据。

目前,他们已经启动了FaceAge Research Study公开项目。(FaceAge)

为什么要拉普通人参与?因为AI最怕“偏科”。现有的模型可能在某些特定人群里很准,但换个肤色、换个年龄段,效果未必一样。只有把数据喂得足够杂、足够广,它才有可能成为真正通用的工具。从临床角度看,这事儿要是真跑通了,想像空间极大。

比如高龄癌症患者到底能不能扛住高强度治疗,一直是医生很头疼的评估难题。如果一张面部照片就能提供额外的风险线索,可以说这一定程度上让高龄患者“免受罪”,也是这项研究的初衷所在。

医学 AI 专家 Hugo Aerts 教授看得更远:未来这套技术,未必只能用在癌症上。毕竟一张照片不需要什么昂贵设备,有个手机就能拍。未来在基层诊所、居家养老甚至远程医疗里,定期拍张脸,或许就能帮医护人员揪出值得警惕的异常信号。对化疗患者来说,连续的面部记录,也能让医生动态观察他身体状态的变化。

不过,从“能预测”到“真有用”,中间还隔着几座大山。AI虽然找出了面部特征和生存结局的关联,但还解释不清背后的生理机制。此外,除了给到一个分数外,能不能在医生已有的诊断之外提供额外价值?这些都需要更大规模、跨医院的真实测试。

再说到,如果 AI 给患者打了个“高风险”标签,医生该怎么用这个结果?如果只是提醒医生多关注、早干预,那绝对是好工具。但如果一个尚未完全成熟的风险评分,反手成了给患者“判死刑”、劝退治疗的理由,那就彻底背离了技术辅助的初衷。

回头看这项研究,笔者觉得最迷人的地方不是 AI 会“算命”,而是它试图把过去玄乎其玄的“身体虚弱程度”,变成一种可以量化、可以比较的数据。一张脸里究竟藏着多少健康的秘密?AI也许才刚刚掀开冰山一角。这无疑是一个极具想象力的开端。但技术越强大,边界就必须越清晰。

它可以成为辅助医生看见更多讯息的利器,但永远不能取代医生,成为决定命运的最终裁决者。毕竟,医学的底色,终究是人的温度。

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