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# 健康科学# 腫瘍学

顔の特徴から生物学的年齢を評価する

新しい技術が患者の生物学的年齢の評価方法を変えるかもしれない。

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生物学的年齢に関する新しい生物学的年齢に関する新しい知見せるかもしれない。顔の分析は、患者ケアと治療の決定を向上さ
目次

年を取ると体にいろんな変化が起きるけど、みんなが同じペースで老けるわけじゃないよね。遺伝や生活習慣、食べ物や運動量、タバコを吸うかどうかなど、いろんな要因が年の取り方に影響するんだ。最近の研究では、これらの要因が時間と共にDNAを変えることもあるってわかったんだ。

年齢が経つに連れて、どれだけ生きてきたかを示すのは「暦年齢」だけど、「生物学的年齢」は体がどれだけうまく機能しているかを表すんだ。生物学的年齢を正確に測る方法は一つじゃないけど、科学者たちは、長生きできるかどうかに関連するサイン(バイオマーカー)を使って新しい方法を探してるんだ。生物学的年齢を測ることで、医者は患者の健康状態をよりよく理解できるし、特に病気の治療の決定にも役立つんだ。

これはがん治療の分野では特に重要だよ。健康習慣のおかげで、実際の年齢よりも若く見える高齢者もいれば、若いのに病気や悪い生活習慣で生物学的年齢が高く見える人もいる。生物学的年齢を知ることで、医者は最適な治療法を選んだり、予後をより正確に予測できるかもしれないんだ。

患者を評価する医者の役割

病院では、医者は患者の健康状態を判断するために、経験や全体的な印象に頼ることが多いよ。これが患者が治療にどう反応するかや、どれくらい生きるかを予測する助けになるんだ。ただ、このやり方は主観的で、正確な評価につながらないこともある。特にがん患者にとっては危険だね。医者は患者が治療に耐えられる強さがあるか、どれだけ利益を得られるかを知る必要がある。生物学的年齢に関する確かなデータがないと、医者は推測に基づいて難しい判断をしなきゃいけなくなる。

この信頼できる情報のギャップは、生物学的年齢を測る新たな方法の必要性を示しているんだ。一つの有望なアプローチは、技術、特に人の顔の画像を分析する深層学習アルゴリズムを使うことだよ。顔の特徴を観察することで、これらの高度なプログラムが誰かの生物学的年齢の洞察を提供できるかもしれないんだ。

生物学的年齢の指標としての顔の特徴

最近の研究では、私たちの顔が生物学的年齢を反映していることが示唆されてる。研究者たちは、深層学習アルゴリズムが私たちの顔の写真を分析して自動的に生物学的年齢を推定できると考えてるんだ。この方法は医者にとって重要なツールになるかもしれないし、患者の健康状態についてより正確な情報を得るのに役立つんだ。

研究では、高度な画像処理技術を使って、顔の特徴が特定の老化バイオマーカーと関連していることが示唆されてる。ただし、これらの研究は主に健康な個人に焦点を当てていて、実際の臨床現場での効果は探られていないんだ。

顔の年齢分析の実施

この研究では、研究者たちは深層学習の新たな進展を使って「FaceAge」というシステムを開発したよ。このシステムは、人物の顔の写真から生物学的年齢を推定するんだ。プロセスは2つの主要なステップから成り立ってる:まず、システムが写真の中の顔を特定して、次にその顔の特徴を分析して生物学的年齢を推定するんだ。

このシステムは、健康な個人の大規模なデータセットを使って訓練されていて、異なる生物学的年齢の顔がどんな感じかをよく理解しているんだ。さらに、がん患者の様々なグループを使ってその効果を検証したんだ。

がん患者に関する発見

研究の結果、がん患者は多くの場合、実際の年齢よりも生物学的年齢が高いことがわかったよ。平均して、がん患者は実際の年齢より約5歳年上に見えた。この傾向は様々なタイプのがんで一貫していた。一方で、別のデータセットの健康な個人は、実際の年齢に近い見た目をしていて、病気が老化の見た目にどれだけ影響を与えるかを示してる。

さらなる分析で、喫煙などの特定の生活習慣が、見た目年齢に影響を与えることもわかったよ。現在喫煙している人は非喫煙者より年上に見えがちで、禁煙した人は実際の年齢に近い見た目をしていた。面白いことに、体重は見た目年齢との関連が弱く、生物学的老化の強い指標ではないことがわかった。

正確な年齢予測の重要性

ただ単に年上に見えるだけでなく、この研究は生物学的年齢の予測が患者の生存確率を評価するのにどれだけ役立つかも調べたんだ。研究にはさまざまな患者グループが含まれていて、生物学的年齢が上がるにつれて死亡リスクも高まることが分かった。これは、FaceAgeの予測を使うことで、より良い患者ケアと治療計画に貴重な情報を提供できることを示してるんだ。

特定の患者グループでは、生物学的年齢といくつかの重要な健康因子との関連を見つけ出したよ。これは、FaceAgeが年齢や性別のような他の既知のリスクを調整した後でも結果を予測するのに関連していることを示しているんだ。これにより、患者の状態のより詳細な情報が得られ、より情報に基づいた医療判断が可能になるんだ。

臨床意思決定の向上

FaceAgeが臨床意思決定を改善する可能性はかなり大きいよ、特に緩和ケアを受けている患者にとっては。こうした場合に、患者の生物学的年齢を知ることで、適切な治療レベルを決定したり、生存期間を予測するのに役立つんだ。例えば、FaceAgeの予測と従来の評価を比較したとき、FaceAgeがより良い患者の分類を可能にしたって研究者たちは見つけたんだ。

さらに、医療専門家が評価にFaceAgeを使った場合、どの患者がより長生きするかを予測する能力が改善されたよ。この発見は重要で、より個別化された効果的な治療計画に繋がるかもしれないんだ。

現在の実践における制限の克服

現在の医療実践における大きな課題の一つは、患者の健康を主観的に評価することだよ。これらの評価は、医者の個人的な経験やバイアスに影響されることがあるんだ。FaceAgeのような客観的な指標を臨床評価に取り入れることで、患者の結果を予測するより正確な方法が提供できるかもしれないよ。

患者記録にある顔の画像を利用することで、医者はFaceAgeモデルを簡単に使えるし、ワークフローに変更を加える必要もないんだ。このモデルはリアルタイムのインサイトを提供できて、健康評価の改善に実用的なソリューションをもたらすんだ。

倫理的考慮事項

顔の分析を医療で使用することは有望だけど、いくつかの倫理的問題も提起されるよ。プライバシーが重要な懸念事項で、顔の画像はユニークに特定できるから、患者にはその画像が医療環境でどのように使われるかを知らせなければいけないし、同意も得るべきなんだ。顔データの使用目的について明確にコミュニケーションを取ることが必要なんだ。

さらに、バイアスのリスクもあるよ。顔認識技術は特定の人種や民族グループに対する潜在的な差別の危険性について批判を受けてきた。開発者たちは、アルゴリズムによって行われる予測に基づく不当な扱いを防ぐため、これらの懸念に対処し続ける必要があるんだ。

研究の今後の方向性

この分野の研究が進むにつれて、将来の研究はFaceAgeモデルをより正確で応用可能にすることに焦点を当てるかもしれないね。研究者たちは、FaceAgeと他の生物学的マーカーやライフスタイル指標を組み合わせて、包括的な評価ツールを作成する可能性を探るだろう。

定期的な健康診断からの追加データを取り入れることで、生物学的年齢の変化を時間と共に追跡したり、食事や運動などの生活習慣の調整が老化にどんな影響を与えるのかを評価できるかもしれない。このホリスティックなアプローチは、老化プロセスを理解する新しい方法をもたらし、健康を維持するための洞察を提供する可能性があるんだ。

結論

顔の特徴を通じて生物学的年齢を探ることは、医学の分野での画期的な進展を示しているよ。深層学習アルゴリズムを顔の写真に適用することで、研究者は患者の生物学的年齢をより正確に予測できるかもしれない。これががん治療などでの治療判断を改善し、全体的な医療体験を向上させるかもしれないんだ。

これらの方法が洗練され、倫理的考慮が対処されるにつれて、臨床実践における顔の分析の統合は、医療提供者が患者を評価し治療する方法を変革する可能性があるよ。それが、さまざまな健康状態の個人の結果や生活の質を向上させるきっかけになるんだ。老化やそれが健康に与える影響を理解する道のりは続いていて、FaceAgeのようなツールがその理解に重要な役割を果たすかもしれないんだ。

オリジナルソース

タイトル: Decoding biological age from face photographs using deep learning

概要: Because humans age at different rates, a persons physical appearance may yield insights into their biological age and physiological health more reliably than their chronological age. In medicine, however, appearance is incorporated into medical judgments in a subjective and non-standardized fashion. In this study, we developed and validated FaceAge, a deep learning system to estimate biological age from easily obtainable and low-cost face photographs. FaceAge was trained on data from 58,851 healthy individuals, and clinical utility was evaluated on data from 6,196 patients with cancer diagnoses from two institutions in the United States and The Netherlands. To assess the prognostic relevance of FaceAge estimation, we performed Kaplan Meier survival analysis. To test a relevant clinical application of FaceAge, we assessed the performance of FaceAge in end-of-life patients with metastatic cancer who received palliative treatment by incorporating FaceAge into clinical prediction models. We found that, on average, cancer patients look older than their chronological age, and looking older is correlated with worse overall survival. FaceAge demonstrated significant independent prognostic performance in a range of cancer types and stages. We found that FaceAge can improve physicians survival predictions in incurable patients receiving palliative treatments, highlighting the clinical utility of the algorithm to support end-of-life decision-making. FaceAge was also significantly associated with molecular mechanisms of senescence through gene analysis, while age was not. These findings may extend to diseases beyond cancer, motivating using deep learning algorithms to translate a patients visual appearance into objective, quantitative, and clinically useful measures.

著者: Hugo JWL Aerts, O. Zalay, D. Bontempi, D. S. Bitterman, N. Birkbak, D. Shyr, F. Haugg, J. M. Qian, H. Roberts, S. Perni, V. Prudente, S. Pai, A. Dekker, B. Haibe-Kains, C. Guthier, T. Balboni, L. Warren, M. Krishan, B. H. Kann, C. Swanton, D. De Ruysscher, R. H. Mak

最終更新: 2023-09-12 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.09.12.23295132

ソースPDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.09.12.23295132.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた medrxiv に感謝します。

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