在最近的《欧洲心脏杂志》上，清华大学和协和医学院的研究职员揭橥了他们的最新研究成果[1]，他们开拓了一种算法，用人工智能剖析头顶、正面和两个侧面的四张自拍照，进行心脏病筛查，这种筛查的敏感性达到80%，特异性为54%。
这是首个证明了，可以通过深度学习剖析人的照片来检测冠状动脉疾病的研究。

在过去的研究中，研究职员们陆续创造了一些和冠状动脉疾病风险增加有关的面部特色，例如脱发、白发、皱纹、耳垂折痕、黄斑（黄色的胆固醇沉积在皮肤下，常日在眼睑周围），以及角膜弓（脂肪和胆固醇沉积，呈朦胧的白色，灰色或蓝色不透明环状，位于角膜的外边缘）[2-4]。

正常耳垂和有折痕耳垂的比拟（图片来自mountsinai.org）

它们具有预测冠状动脉疾病的潜力，但是由于特色种别少，缺少明确的定义和可量化的严重程度等级，以及可重复性差等问题，通过面部特色对冠状动脉疾病进行筛查一贯无法实现。
不过，人工智能的涌现，就让它变得有可能了。

在这项新的研究中，研究职员开拓了新的算法，参与研究的志愿者来自中国北京、湖北、江苏、辽宁、上海和浙江的9所医院。

研究分为两个阶段，第一阶段中，从个中8所医院招募了5796人，随机将个中的90%分为演习组，10%分为验证组，对算法进行演习和验证，接管过经皮冠状动脉参与治疗（PCI）和冠状动脉搭桥术（CABG）的、患有先天性心脏病等其他类型心脏病的，以及进行过整容手术的患者都被打消在外。
第二阶段为正式的测试阶段，包含了9所医院的1013名志愿者。

算法的开拓和验证

比拟的金标准是根据冠状动脉造影或冠状动脉打算机断层扫描血管造影（cCTA）确定至少有一条紧张冠状动脉涌现≥50%的狭窄，狭窄程度是由两位放射科年夜夫独立评估的，如果评估结果差异大则由第三位放射科年夜夫复评。

通过敌人顶、正面和两个侧面的四张照片进行剖析，研究职员得出新算法在验证组中的曲线下面积（AUC）为0.757，在测试组中为0.730。
利用敏感性最高的几个点，算法的敏感性和特异性在验证组和测试组等分别为80%，61%和80%，54%。
在有范例心绞痛症状和冠状动脉疾病风险成分较多，＜60岁或更繁芜病变的患者中，算法的敏感性更高，且无性别差异。

他们还考试测验对照片的不同位置进行遮盖，创造，遮盖脸颊时，算法的AUC低落最大，别的依次是前额、鼻子、眼睛、嘴巴、耳朵和下巴，这解释脸颊部分所能提取到的与冠状动脉疾病有关的信息是最多的。

遮盖不同位置对算法AUC的影响

研究职员表示，他们的算法有两种潜在的运用处景。

第一，在医院等专业机构运用于诊断前的预测。
目前冠状动脉疾病的诊断金标准是冠状动脉造影，但它是一种有创的检讨方法，且用度较贵，还有术中及术后的并发症风险，因此，进行先行预测，是提高诊断阳性率，减少过度医疗的有效手段。

之前利用的一些预测模型，例如1979年发布的根据年事、性别和胸痛类型进行判断的Diamond-Forrester模型已经有些过期，且模型的建立是基于欧美人群数据，不一定具有普适性。
研究职员认为基于新算法的人工智能或许能够替代传统模型，进行诊断前的预测。

第二，在社区中运用于高风险人群的早期筛查。
新的算法可以开拓为移动运用程序，进行大略的早期筛查，有问题的人可以尽早就医。

图片来自pixabay.com

不过研究职员也指出，后续，他们须要动手提高算法的特异性，也便是降落假阳性率，尽可能避免这种情形下给被检测者带来的焦虑担忧和不必要的检讨。

在随附的评论文章中[5]，英国牛津大学的研究职员首先肯定了新算法的便捷性和有效性，对付资金不敷、早期筛查薄弱的国家和地区是非常故意义的。
同时，他们也关注到了特异性较低的问题，评论认为，将冠状动脉疾病定义为一条紧张冠状动脉狭窄程度≥50%可能比较大略粗暴，这或许是特异性较低的缘故原由之一。

其余，他们还提出，基于照片的检测和基因检测存在同样一个问题，便是对个人信息的保护，在后续运用时，须要对伦理问题进行慎重考虑。

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参考资料：

[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 | 应雨妍