Використання геометричної морфометрії обличчя як маркера метаболічно-асоційованих порушень. Огляд літератури та власні дані
DOI:
https://doi.org/10.30978/UTJ2025-4-61Ключові слова:
цукровий діабет, геометрична морфометрія, фотографування обличчяАнотація
Метаболічно-асоційовані хвороби являють собою складні порушення ліпідного, білкового та вуглеводного обміну, ускладнення яких (цукровий діабет, артеріальна гіпертензія, ожиріння та інші) часто є причиною інвалідізації або передчасної смерті. Окрім цього, зазначені ураження є найпоширенішими віковими захворюваннями, супроводжуються анатомічними, функціональними та структурними порушеннями, які позначаються на рисах обличчя.
Мета — провести аналіз даних літератури щодо вивчення зовнішніх виявів метаболічно-асоційованих хвороб методом геометричної морфометрії обличчя.
Проаналізовано літературні джерела, зокрема систематичні огляди, звіти про випадкі та клінічні випробування, метааналізи за останні 15 років, для пошуку яких використовували бази даних PubMed, Scopus, Web of Science та Google Scholar. Для виявлення особливостей змін обличчя, пов’язаних зі станом загального здоров’я, доцільно застосовувати геометричну морфометрію — метод, який за допомогою певних орієнтирів дає змогу кількісно оцінити особливості обличчя. Метод передбачає проведення антропометричних вимірювань. Його можна застосовувати для скринінгу певних захворювань і розробки стратегій лікування. Для скринінгу слід використовувати цифрову двовимірну фотографію з розподілом на ній орієнтирів та проведенням аналізу. Наведено результати досліджень щодо застосування методу геометричної морфометрії в загальній медицині, які доводять, що особи з порушеннями метаболізму мають анатомічно й морфометрично схожі риси обличчя. Так, у пацієнтів із цукровим діабетом спостерігаються характерні зміни обличчя: асиметрія чи подовження обличчя, опущення надбрівних дуг, стискання обличчя до центру, виразна складка шкіри навколо очей.
Висновки. Виявлення й аналіз змін обличчя, пов’язаних із виявами найпоширеніших хвороб метаболізму, а також складання банку фотографій та їх зіставлення за певними антропометричними орієнтирами сприятиме розробці швидких неінвазивних методів моніторингу та раннього скринінгу.
Посилання
Adams DC, Rohlf FJ, Slice DE. A field comes of age: geometric morphometrics in the 21st century. Hystrix the Italian Journal of Mammalogy. 2013;24(1):7-14. https://doi.org/10.4404/hystrix-24.1-6283.
Aly M, Watari I, Samir A, Ono T. The Effect of Type 1 Diabetes Mellitus on the Dento-Craniofacial Complex [Internet]. Type 1 Diabetes. InTech; 2013. Available from: http://dx.doi.org/10.5772/52973.
Awlia MB, Soltani HR. Studies onArtificial Intelligence (AI) Techniquesfor Diabetes Diagnosis UsingFacial Features. J Iran Med Counc.2025 Jul; 8(2):213-25. https://doi.org/10.18502/jimc.v8i2.17691.
Babaei B, Davarian A, Lee SL, Pryse KM, McConnaughey WB, Elson EL, Genin GM. Remodeling by fibroblasts alters the rate-dependent mechanical properties of collagen. Acta Biomater. 2016 Jun;37:28-37. http://doi.org/10.1016/j.actbio.2016.03.034. PMID: 27015891; PMCID: PMC4890571.
Blanes-Vidal Victoria, Majtner Tomas, Avendaño-Valencia Luis David, Yderstraede Knud B, Nadimi Esmaeil S. Invisible Color Variations of Facial Erythema: A Novel Early Marker for Diabetic Complications? Journal of Diabetes Research. 2019Sept. 4583895; 7 https://doi.org/10.1155/2019/4583895.
Boardley E, Shanks AL, Thada PK, et al. Diabetic Embryopathy. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2025 Jan. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK558974/.
Chałas R, Rudzka O, Wójcik-Chęcińska I, Vodanović M. The impact of type 1 diabetes on the development of the craniofacial mineralised tissues (bones and teeth): literature review. Folia Morphol (Warsz). 2016 Jan 25;75(3):275-280. doi: 10.5603/FM.a2016.0001. PMID: 26806434.
Cheng B, Ma J, Chen X, Yuan L. Objective study of the facial parameters of observations in patients with type 2 diabetes mellitus by machine learning. Ann Transl Med.2022 Aug 18;10(18):960. http://doi.org/10.21037/atm-22-3580.
Debabrata A, Anirban M. A comprehensive review of machine learning techniques for multi-omics data integration: challenges and applications in precision oncology. Briefings in Functional Genomics. 2024 Sept; 23(5): 549-560. https://doi.org/10.1093/bfgp/elae013.
Demayo C, Torres M, Veña C. Face Shapes Of Diabetics And Non-Diabetics Described Using Geometric Morphometrics. [Internet]. The Internet Journal of Endocrinology. 2009; 6(1). https://ispub.com/IJEN/6/1/3198.
Edwards E, Yosipovitch G. Skin Manifestations of Diabetes Mellitus. [Internet]. [Updated 2025 Mar 21]. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK481900/.
Euprazia L. Aneesh RA, Thyagharajan KK, Shanker NR. Type 1 and Type 2 Diabetes Measurement Using Human Face Skin Region. Journal of Diabetes Research. 2023 Sept 26; 9931010:14 pages, 2023. https://doi.org/10.1155/2023/9931010.
Fitriasari S, Trainor PA. Diabetes, Oxidative Stress, and DNA Damage Modulate Cranial Neural Crest Cell Development and the Phenotype Variability of Craniofacial Disorders. Front Cell Dev Biol. 2021 May 20;9:644410. http://doi.org/10.3389/fcell.2021.644410.
Global Burden of Disease Collaborative Network. Global Burden of Disease Study 2021. Results. Institute for Health Metrics and Evaluation. [Internet]. 2024 https://vizhub.healthdata.org/gbd-results/.
Han SH, Park JW. Diabetic and sympathetic influences on the water permeability barrier function of human skin as measured using transepidermal water loss: A case-control study. Medicine (Baltimore). 2017 Nov;96(45):e8611. http://doi.org/10.1097/MD.0000000000008611. PMID: 29137090.
Kapoor KM, Saputra DI, Porter CE, Colucci L, Stone C, Brenninkmeijer EEA, Sloane J, Sayed K, Winaya KK, Bertossi D. Treating Aging Changes of Facial Anatomical Layers with Hyaluronic Acid Fillers. Clin Cosmet Investig Dermatol. 2021 Aug 26;14:1105-1118. http://doi.org/10.2147/CCID.S294812. PMID: 34471372.
Khalid M, Petroianu G, Adem A. Advanced Glycation End Products and Diabetes Mellitus: Mechanisms and Perspectives. Biomolecules. 2022 Apr 4;12(4):542. http://doi.org/10.3390/biom12040542. PMID: 35454131.
Knigge RP, McNulty KP, Oh H, Hardin AM, Leary EV, Duren DL, Valiathan M, Sherwood RJ. Geometric morphometric analysis of growth patterns among facial types. Am J Orthod Dentofacial Orthop. 2021 Sep;160(3):430-441. http://doi.org/10.1016/j.ajodo.2020.04.038. Epub 2021 Jun 24. PMID: 34175161.
Kwon SH, Choi JW, Kim HJ, Lee WS, Kim M, Shin JW, Na JI, Park KC, Huh CH. Three-Dimensional Photogrammetric Study on Age-Related Facial Characteristics in Korean Females. Ann Dermatol. 2021 Feb;33(1):52-60. https://doi.org/10.5021/ad.2021.33.1.52.
Li R, Thorens B, Loeken MR. Expression of the gene encoding the high-Km glucose transporter 2 by the early postimplantation mouse embryo is essential for neural tube defects associated with diabetic embryopathy. Diabetologia. 2007 Mar;50(3):682-9. http://doi.org/10.1007/s00125-006-0579-7. PMID: 17235524.
Nelson MM, Heffernan MP. Facial signs of systemic disease. Facial Plast Surg Clin North Am. 2003 May;11(2):175-95. http://doi.org/10.1016/S1064-7406(02)00048-2. PMID: 15062272.
Moraes VR, Melo MO, Maia Campos PMBG. Evaluation of Morphological and Structural Skin Alterations on Diabetic Subjects by Biophysical and Imaging Techniques. Life (Basel). 2023 Feb 18;13(2):579. http://doi.org/10.3390/life13020579. PMID: 36836936.
Nunes LA, Casotti CA, Araujo ED. Differentiation of face and auricular shape resulting from diabetes and hypertension in the elderly. Bioscience Journal. 2021; 37: e37030. https://doi.org/10.14393/BJ-v37n0a2021-48141.
Othman SA, Majawit LP, Wan Hassan WN, Wey MC, Mohd Razi R. Anthropometric Study of Three-Dimensional Facial Morphology in Malay Adults. PLoS One. 2016 Oct 5;11(10):e0164180. http://doi.org/10.1371/journal.pone.0164180. PMID: 27706220.
Papachristou S, Pafili K, Papanas N. Skin AGEs and diabetic neuropathy. BMC Endocr Disord. 2021 Feb 23;21(1):28. http://doi.org/10.1186/s12902-021-00697-7. PMID: 33622304.
Reel PS, Reel S, Pearson E, Trucco E, Jefferson E. Using machine learning approaches for multi-omics data analysis: A review. Biotechnol Adv. 2021 Jul-Aug;49:107739. http://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2021.107739.
Sun H, Saeedi P, Karuranga S, et al. IDF Diabetes Atlas: Global, regional and country-level diabetes prevalence estimates for 2021 and projections for 2045. Diabetes Res Clin Pract 2022;183:109119. https://doi.org/10.1016/j.diabres.2021.109119.
Swift A, Liew S, Weinkle S, Garcia JK, Silberberg MB. The Facial Aging Process From the «Inside Out». Aesthet Surg J. 2021 Sep 14;41(10):1107-1119. http://doi.org/10.1093/asj/sjaa339. PMID: 33325497.
Tobin DJ. Introduction to skin aging. J Tissue Viability. 2017 Feb;26(1):37-46. http://doi.org/10.1016/j.jtv.2016.03.002. PMID: 27020864.
Velemínská, J., Jaklová, L. K., Kočandrlová, K., et al. Three-dimensional analysis of modeled facial aging and sexual dimorphism from juvenile to elderly age. Sci Rep. 2022 Des 17;12:21821. https://doi.org/10.1038/s41598-022-26376-8.
Wang Y, Mao K, Zhai H, Jackie Han JD. Clinical application of facial aging clocks. Lancet Reg Health West Pac. 2023 Jul 22;37:100858. http://doi.org/10.1016/j.lanwpc.2023.100858. PMID: 37520162.
Xia X, Chen X, Wu G, et al. Three-dimensional facial-image analysis to predict heterogeneity of the human ageing rate and the impact of lifestyle. Nat Metab. 2020 Sep;2(9):946-957. http://doi.org/10.1038/s42255-020-00270-x. PMID: 32895578.
Yiallouridou I, Sarafidou K, Theocharidou A, Menexes G, Anastassiadou V. Anthropometric vs. Dental Variables of the Ageing Face: A Clinical Study. Appl. Sci. 2023; 13:10860. https://doi.org/10.3390/app131910860.
Zhu B, Zhang C, Sui Y, Li L. FaceMotionPreserve: a generative approach for facial de-identification and medical information preservation. Sci Rep. 2024 Jul 27;14(1):17275. http://doi.org/10.1038/s41598-024-67989-5. PMID: 39068186; PMCID: PMC11283491.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Автори

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0 International License.