論文の概要: Foundation Artificial Intelligence Models for Health Recognition Using Face Photographs (FAHR-Face)
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.14909v1
- Date: Tue, 17 Jun 2025 18:28:11 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-19 19:35:51.451314
- Title: Foundation Artificial Intelligence Models for Health Recognition Using Face Photographs (FAHR-Face)
- Title(参考訳): 顔写真(FAHR-Face)を用いた健康認識のための基礎的人工知能モデル
- Authors: Fridolin Haugg, Grace Lee, John He, Leonard Nürnberg, Dennis Bontempi, Danielle S. Bitterman, Paul Catalano, Vasco Prudente, Dmitrii Glubokov, Andrew Warrington, Suraj Pai, Dirk De Ruysscher, Christian Guthier, Benjamin H. Kann, Vadim N. Gladyshev, Hugo JWL Aerts, Raymond H. Mak,
- Abstract要約: FAHR-Faceは4000万枚の顔画像に基づく基礎モデルです。
年齢推定では、FAHR-FaceAgeは公開データセット上で5.1年の平均絶対誤差が最も低い。
FAHR-FaceSurvivalは死亡の確実な予測を示した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 3.0938610789627923
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Background: Facial appearance offers a noninvasive window into health. We built FAHR-Face, a foundation model trained on >40 million facial images and fine-tuned it for two distinct tasks: biological age estimation (FAHR-FaceAge) and survival risk prediction (FAHR-FaceSurvival). Methods: FAHR-FaceAge underwent a two-stage, age-balanced fine-tuning on 749,935 public images; FAHR-FaceSurvival was fine-tuned on 34,389 photos of cancer patients. Model robustness (cosmetic surgery, makeup, pose, lighting) and independence (saliency mapping) was tested extensively. Both models were clinically tested in two independent cancer patient datasets with survival analyzed by multivariable Cox models and adjusted for clinical prognostic factors. Findings: For age estimation, FAHR-FaceAge had the lowest mean absolute error of 5.1 years on public datasets, outperforming benchmark models and maintaining accuracy across the full human lifespan. In cancer patients, FAHR-FaceAge outperformed a prior facial age estimation model in survival prognostication. FAHR-FaceSurvival demonstrated robust prediction of mortality, and the highest-risk quartile had more than triple the mortality of the lowest (adjusted hazard ratio 3.22; P<0.001). These findings were validated in the independent cohort and both models showed generalizability across age, sex, race and cancer subgroups. The two algorithms provided distinct, complementary prognostic information; saliency mapping revealed each model relied on distinct facial regions. The combination of FAHR-FaceAge and FAHR-FaceSurvival improved prognostic accuracy. Interpretation: A single foundation model can generate inexpensive, scalable facial biomarkers that capture both biological ageing and disease-related mortality risk. The foundation model enabled effective training using relatively small clinical datasets.
- Abstract(参考訳): 背景: 顔の外観は、健康への非侵襲的な窓を提供する。
FAHR-FaceAgeと生存リスク予測(FAHR-FaceSurvival)の2つの異なるタスクに対して,4000万以上の顔画像に基づいてトレーニングした基礎モデルであるFAHR-Faceを構築した。
方法: FAHR-FaceAgeは749,935枚の公開画像に対して2段階の微調整を行い、FAHR-FaceSurvivalは34,389枚のがん患者の写真を微調整した。
モデルロバスト性(コスメティック手術,化粧,ポーズ,照明)と独立性(サリエンスマッピング)を広範囲に試験した。
いずれのモデルも,多変量Coxモデルを用いて生存を解析し,臨床予後因子を調整した2つの独立したがん患者データセットで臨床検査を行った。
年齢推定では、FAHR-FaceAgeは公開データセット上で5.1年間の平均絶対誤差が最も低く、ベンチマークモデルよりも優れ、全人類の寿命にわたって正確性を維持していた。
がん患者では、FAHR-FaceAgeは生存予後に先行した顔年齢推定モデルより優れていた。
FAHR-FaceSurvivalは死亡の確実な予測を示し、最もリスクの高い石英は最低の死亡率(調整ハザード比3.22; P<0.001)の3倍以上の死亡率を示した。
両モデルとも, 年齢, 性別, 人種, 癌サブグループにまたがる一般化性を示した。
両アルゴリズムは相補的な相補的な予後情報を提供し,それぞれのモデルが異なる顔領域に依存していることが明らかとなった。
FAHR-FaceAgeとFAHR-FaceSurvivalの組み合わせにより予後の精度が向上した。
解釈:単一ファンデーションモデルは、生物学的年齢と疾患関連死亡リスクの両方をキャプチャする、安価でスケーラブルな顔バイオマーカーを生成することができる。
基礎モデルは比較的小さな臨床データセットを用いた効果的なトレーニングを可能にした。
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