AI onthult gezondheidsgeheimen via gezichtstemperatuurmapping

Met behulp van thermische camera's en AI kunnen onderzoekers chronische ziekten detecteren door gezichtstemperaturen te analyseren, waarbij warmere wangen duiden op een hogere bloeddruk en koelere neuzen verbonden zijn met jongere thermale leeftijden. Deze technologie zou kunnen helpen bij het vroegtijdig opsporen van ziekten en heeft aangetoond dat lichaamsbeweging thermische veroudering kan verminderen, waardoor nieuwe inzichten ontstaan in de gezondheidsmonitoring. Credit: SciTechDaily.com

Onderzoekers hebben ontdekt dat verschillende gezichtstemperaturen correleren met chronische ziekten zoals diabetes en hoge bloeddruk, en dat deze kunnen worden gedetecteerd met behulp van AI en thermische camera's.

Zij benadrukken het potentieel van deze technologie voor het bevorderen van gezond ouder worden door thermische gezichtsimaging te gebruiken om de gezondheidstoestand en biologische leeftijd van een persoon te voorspellen. De studie heeft ook aangetoond dat regelmatige lichamelijke activiteiten zoals touwtjespringen de thermale leeftijd van iemand kunnen verlagen, wat suggereert dat er mogelijk een verband bestaat tussen lichaamsbeweging en thermische tekenen van veroudering.

Een koudere neus en warmere wangen kunnen een duidelijk teken zijn van stijgende bloeddruk.

Onderzoekers hebben ontdekt dat temperaturen in verschillende delen van het gezicht worden geassocieerd met verschillende chronische ziekten, zoals diabetes en hoge bloeddruk. Deze temperatuurverschillen zijn niet gemakkelijk waarneembaar voor de eigen tastzin, maar kunnen in plaats daarvan worden geïdentificeerd met behulp van specifieke door AI afgeleide ruimtelijke temperatuurpatronen die een thermische camera en een met gegevens getraind model vereisen. De resultaten zijn onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Cell Metabolism. Met verder onderzoek zouden artsen deze eenvoudige en niet-invasieve benadering op een dag kunnen gebruiken voor de vroege opsporing van ziekten.

Gemiddelde gezichtstemperaturen van drie verouderingsstatusgroepen onder vrouwen van 50-60 jaar. Credit: Zhengqing Yu en Jing-Dong J Han

"Veroudering is een natuurlijk proces," zegt Jing-Dong Jackie Han, de corresponderende auteur van het artikel aan de Peking Universiteit in Beijing. "Maar ons gereedschap heeft het potentieel om gezond ouder worden te bevorderen en mensen te helpen ziektevrij te leven."

Het team had eerder 3D-gezichtsstructuur gebruikt om de biologische leeftijd van mensen te voorspellen, wat aangeeft hoe goed het lichaam aan het verouderen is. De biologische leeftijd houdt nauw verband met het risico op ziekten, waaronder kanker en diabetes. Ze waren nieuwsgierig of andere kenmerken van het gezicht, zoals temperatuur, ook de snelheid van veroudering en de gezondheidstoestand zouden kunnen voorspellen.

Han en haar collega's analyseerden de gezichtstemperaturen van meer dan 2.800 Chinese deelnemers in de leeftijd van 21 tot 88 jaar. Vervolgens gebruikten de onderzoekers de informatie om AI-modellen te trainen die de thermale leeftijd van een persoon konden voorspellen. Ze identificeerden verschillende belangrijke gezichtsgebieden waar de temperaturen significant verband hielden met leeftijd en gezondheid, waaronder de neus, ogen en wangen.

Het team ontdekte dat de temperatuur van de neus met de leeftijd afneemt met een snelheid die sneller is dan die van andere delen van het gezicht, wat betekent dat mensen met warmere neuzen een jongere thermale leeftijd hebben. Tegelijkertijd lijken de temperaturen rond de ogen toe te nemen met de leeftijd.

Het team ontdekte ook dat mensen met metabole stoornissen zoals diabetes en leververvetting een snellere thermische veroudering hadden. Zij hadden de neiging om hogere temperaturen in het ooggebied te hebben dan hun gezonde tegenhangers van dezelfde leeftijd. Mensen met een verhoogde bloeddruk hadden ook hogere temperaturen in de wangen.

Door de bloedmonsters van de deelnemers te analyseren, onthulde het team dat de toename van temperaturen rond de ogen en wangen voornamelijk kwam door een toename van cellulaire activiteiten die verband hielden met ontstekingen, zoals het repareren van beschadigd DNA en het bestrijden van infecties. Deze toename in activiteiten leidde tot een stijging van de temperaturen in bepaalde gezichtsgebieden.

"De thermische klok is zo sterk verbonden met metabole ziekten dat eerdere gezichtsbeeldmodellen deze aandoeningen niet konden voorspellen," zegt Han.

Vanwege deze verbinding ging het team op onderzoek uit om te testen of lichaamsbeweging de thermale leeftijd zou kunnen beïnvloeden. Ze vroegen 23 deelnemers om dagelijks minstens 800 keer touwtje te springen gedurende twee weken. Tot verbazing van het team verlaagden deze deelnemers hun thermale leeftijd met vijf jaar na slechts twee weken lichaamsbeweging.

Hierna wil het team verkennen of zij thermische gezichtsimaging kunnen gebruiken om andere ziekten te voorspellen, zoals slaapstoornissen of hart- en vaatziekten.

 "We hopen thermische gezichtsimaging toe te passen in klinische settingen, aangezien het aanzienlijk potentieel heeft voor vroege ziekte diagnose en interventie," zegt Han.

Referentie: "Analyse van thermische gezichtsbeelden onthult kwantitatieve kenmerken van veroudering en metabole ziekten" door Zhengqing Yu, Yong Zhou, Kehang Mao, Bo Pang, Kai Wang, Tang Jin, Haonan Zheng, Haotian Zhai, Yiyang Wang, Xiaohan Xu, Hongxiao Liu, Yi Wang en Jing-Dong J. Han, 2 juli 2024, Cell Metabolism. DOI: 10.1016/j.cmet.2024.05.012

Dit werk is ondersteund door de National Natural Science Foundation of China en het Ministerie van Wetenschap en Technologie van de Volksrepubliek China.