Analizy wzorów termicznych twarzy mogą ujawnić niektóre choroby
Zmiany temperatury w różnych obszarach twarzy mogą sygnalizować niektóre schorzenia. Opracowany przez chińskich badaczy program sztucznej inteligencji, wyszkolony do rozpoznawania wzorców termicznych twarzy, jest w stanie rozpoznać cukrzycę czy nadciśnienie tętnicze. Może też pokazać tempo starzenia się.
Metoda opracowana przez naukowców z Uniwersytetu Pekińskiego wymaga kamery termowizyjnej i specjalnie wytrenowanych algorytmów, które porównując ciepło poszczególnych części twarzy, mogą pomóc w diagnozie różnych dolegliwości. Metoda jest jeszcze w fazie rozwoju, ale w przyszłości może być to proste i nieinwazyjne podejście do wczesnego wykrywania niektórych chorób.
Opis oraz rezultaty prac pekińskich badaczy ukazały się na łamach pisma "Cell Metabolism" (DOI: 10.1016/j.cmet.2024.05.012).
Analizy termiczne twarzy
Temperatura twarzy nie jest jednakowa we wszystkich obszarach. Nos może być cieplejszy chociażby od policzków. Różnice te są niewielkie i trudno je wyczuć za pomocą dotyku. Ale świetnie z takim zadaniem poradzą sobie algorytmy sztucznej inteligencji z dostępem do kamery termowizyjnej.
Dalsza część artykułu pod materiałem wideo
Naukowcy z Pekinu szkolili algorytmy w rozpoznawaniu określonych wzorców termicznych twarzy. Uzyskali i przeanalizowali temperatury twarzy 2811 uczestników w wieku od 21 do 88 lat. Ich celem było wytrenowanie swojego modelu sztucznej inteligencji, by mógł przewidzieć "wiek termiczny" danej osoby. Chociaż wiadomo, że temperatura ciała człowieka spada wraz z wiekiem, sposób, w jaki temperatura twarzy zmienia się w czasie, pozostaje w dużej mierze nieznany. W swoich pracach badacze zidentyfikowali kilka kluczowych obszarów twarzy, których temperatury były istotnie związane z wiekiem i stanem zdrowia, w tym nos, oczy i policzki.
Uczeni odkryli, że temperatura nosa spada wraz z wiekiem w szybszym tempie niż innych części twarzy, co sugeruje, że osoby z cieplejszymi nosami są młodsze. Odwrotnie jest z temperaturami okolic oczu, które mają tendencję do wzrostu wraz z wiekiem.
Diagnostyka chorób na podstawie wzorów ciepła twarzy
W dalszych badaniach okazało się, że osoby z zaburzeniami metabolicznymi, takimi jak cukrzyca i stłuszczenie wątroby, miały tendencję do wyższych temperatur okolic oczu niż ich zdrowi odpowiednicy w tym samym wieku. Ich profil termiczny twarzy sugerował, że są starsi niż wskazuje na to ich metryka. Z kolei osoby z podwyższonym ciśnieniem krwi miały wyższe temperatury policzków. Do tego mężczyźni z nadciśnieniem zwykle mieli stosunkowo chłodniejsze nosy.
Analizując próbki krwi uczestników okazało się, że wzrost temperatury wokół oczu i policzków wynikał głównie ze wzrostu aktywności komórkowej związanej ze stanem zapalnym, takiej jak naprawa uszkodzonego DNA i zwalczanie infekcji. To doprowadziło do wzrostu temperatury.
Opracowany w badaniu model uczenia maszynowego był w stanie automatycznie przetworzyć i przeanalizować mapę termiczną twarzy danej osoby i przewidzieć, czy ma ona zaburzenie metaboliczne, takie jak stłuszczenie wątroby lub cukrzyca, z dokładnością ponad 80 proc.
Kontynuując badania uczeni poprosili 23 uczestników z poprzedniej grupy, aby skakali na skakance co najmniej 800 razy dziennie przez dwa tygodnie. Chcieli w ten sposób sprawdzić, czy ćwiczenia mogą wpływać na profil termiczny twarzy. Ku zaskoczeniu zespołu, uczestnicy ci zmniejszyli swój "wiek termiczny" o pięć lat po zaledwie dwóch tygodniach ćwiczeń.
Naukowcy chcą teraz sprawdzić, czy ich metodę da się wykorzystać do diagnozy innych chorób, takich jak zaburzenia snu lub problemy sercowo-naczyniowe. Przekonują, że obrazowanie termiczne twarzy ma znaczny potencjał we wczesnej diagnostyce niektórych chorób.
Źródło: Cell Press, Science Alert
Twórz treści i zarabiaj na ich publikacji. Dołącz do WP Kreatora
