Twarze Chernoffa są metodą statystyczną wizualizacji danych zaproponowaną w 1973 roku przez Hermana Chernoffa. W metodzie tej wartości różnych wymiarów prezentowane są przez kształt, wielkość bądź rozmieszczenie poszczególnych elementów twarzy (nos, usta, oczy, brwi itd.) (1-3). Twarze Chernoffa należą do grupy wielowymiarowych wykresów obrazkowych, które są jedną z najskuteczniejszych technik eksploracyjnej analizy danych.

Podstawową ideą opisywanych wykresów jest przedstawienie indywidualnych jednostek obserwacji, w naszym przypadku pacjentów, za pomocą obiektów graficznych, których własności lub wymiary wartości zmiennych przypisano do zmiennych (zwykle jeden obiekt reprezentuje jeden przypadek). Przypisanie powoduje, że ogólny wygląd obiektu zmienia się w funkcji konfiguracji wartości. Obiekty stanowią wizualne, unikalne dla każdej konfiguracji „reprezentacje”, które mogą zostać rozpoznane przez obserwatora. Analiza takich obrazków może być pomocna przy odkrywaniu określonych grup zarówno prostych zależności, jak i interakcji pomiędzy zmiennymi. Typowe reprezentacje omawianych wykresów to:

1. Obrazki cykliczne: wykresy gwiazdowe, promieniowe, wielokąty – mają postać „koła ze szprychami”, gdzie wartości zmiennych są reprezentowane przez odległości pomiędzy środkiem a brzegiem wykresu.

2. Obrazki sekwencyjne: obrazki kolumnowe, profilowe, liniowe – w tym przypadku stosowany jest prostszy format, gdzie pojedyncze obrazki to małe wykresy sekwencyjne różnych typów.

3. Obrazki kołowe: wykresy obrazkowe kołowe są czymś pośrednim pomiędzy dwiema poprzednimi kategoriami. Wszystkie obrazki mają tu kształt koła, dzielonego jak tort, według wartości kolejnych zmiennych.

4. Twarze Chernoffa: najbardziej wyrafinowane, ten rodzaj wykresu obrazkowego tworzy w zasadzie samodzielną kategorię (1-6)_.

Człowiek od pierwszych chwil życia uczy się rozpoznawać i rozróżniać ludzką twarz. Przez całe swoje życie w oka mgnieniu musi rozpoznawać, spoglądając na twarze: rodziny, znajomych lub osób publicznych, musi błyskawicznie rozróżniać twarze osób bliskich od obcych. W mózgu człowieka wykształciły się struktury odpowiedzialne za rozpoznawanie twarzy. Oczywiście istnieje wiele podobnych struktur, jak zdolności manualne, umiejętność prowadzenia samochodu, poczucie estetyki itd., jednak czynność odróżniania od siebie twarzy wydaje się być jedną z najbardziej powszechnych i potrzebnych umiejętności. Właśnie ta właściwość ludzkiego mózgu ma w tym przypadku zastosowanie, dzięki czemu osoba analizująca wykresy (twarze) z łatwością dostrzeże różnice pomiędzy nimi (1-6).

Celem pracy było scharakteryzowanie wyodrębnionej w toku badania przesiewowego grupy młodzieży z nadciśnieniem tętniczym oraz zobrazowanie jej za pomocą narzędzia do graficznego przedstawienia wielu zmiennych, jakim są twarze Chernoffa.

Grupę badaną stanowiło 690 gimnazjalistów i licealistów w wieku 15-17 lat, z losowo wybranych szkół warszawskich i podwarszawskich, 366 chłopców i 324 dziewczynki, u których przeprowadzono badania przesiewowe (I etap badania). U wszystkich uczniów wykonano pomiary ciśnienia tętniczego metodą Korotkowa, zgodnie ze standardami zawartymi w 4. Raporcie Grupy Roboczej do Spraw Diagnostyki i Oceny Leczenia Nadciśnienia Tętniczego u Dzieci i Młodzieży (7)_. U wszystkich pacjentów zebrano szczegółowy wywiad rodzinny. Wykonano pomiary antropometryczne: wzrost, masa ciała, BMI, pomiar obwodu talii, pomiar obwodu bioder, pomiar obwodu ramienia, wskaźnik talia-biodra – WHR (ang. waist to hip ratio) jako stosunek obwodu pasa (mierzonego między dolnym brzegiem łuków żebrowych a talerzami biodrowymi) do obwodu bioder (w miejscu największego obwodu pośladków, poniżej talerzy biodrowych), wskaźnik obwodu pasa do wysokości ciała – WHtR (ang. waist to height ratio), wskaźnik obwodu bioder do wysokości ciała – BAI (ang. body adiposity index). Wykonano pomiary grubości fałdu skórno-tłuszczowego pod łopatką, na tylnej powierzchni swobodnie opuszczonego ramienia, w połowie jego długości, grubości fałdu skórno-tłuszczowego na brzuchu w połowie odległości między pępkiem a kolcem biodrowym przednim górnym oraz w 1/3 odległości pomiędzy kolcem biodrowym przednim górnym a spojeniem łonowym.

Z badanej grupy wyodrębniono 40 uczniów z rozpoznaniem nadciśnienia tętniczego, których zakwalifikowano do diagnostyki w Klinice Kardiologii (II etap badania). Na badania specjalistyczne zgłosiło się 26 pacjentów: 15 chłopców i 11 dziewcząt.

U wszystkich pacjentów przyjętych do Kliniki Kardiologii zebrano szczegółowy wywiad, przeprowadzono badanie przedmiotowe, wykonano badania laboratoryjne: morfologia krwi obwodowej, pełny lipidogram (cholesterol całkowity, frakcja HDL, frakcja LDL, trójglicerydy), stężenie glukozy na czczo, w przypadku nieprawidłowej glikemii na czczo – doustny test obciążenia glukozą oraz hemoglobina glikowana, TSH, kreatynina, jonogram (K, Na, Ca, Mg), mocznik, kwas moczowy, aktywność transaminaz wątrobowych: GOT, GPT, badanie ogólne moczu, posiew moczu, mikroalbuminuria w pojedynczej próbce moczu, 24-godzinne monitorowanie ciśnienia tętniczego (ang. ambulatory blood pressure monitoring – ABPM), spoczynkowy 12-odprowadzeniowy EKG, rutynowe, przeglądowe zdjęcie klatki piersiowej, wykonano badanie echokardiograficzne z wyliczeniem indeksu masy lewej komory serca (ang. left ventricular mass index – LVMI), oftalmoskopową ocenę dna oka, badanie ultrasonograficzne jamy brzusznej z oceną nerek, nadnerczy, aorty brzusznej, przestrzeni zaotrzewnowej oraz ocenę przepływu w tętnicach nerkowych metodą dopplerowską (8, 9).

Podczas interpretacji ABPM uwzględniano następujące parametry: średnie ciśnienie skurczowe w ciągu całej doby, dnia i nocy (ang. systolic blood pressure – 24SBP, DSBP, DDBP) i rozkurczowe (ang. diastolic blood pressure – 24DBP, NSBP, NDBP), dipp – nocny spadek ciśnienia tętniczego, średnie ciśnienie tętnicze (ang. mean blood pressure – MAP, średnie ciśnienie tętnicze), czyli suma ciśnienia rozkurczowego i 1/3 różnicy pomiędzy ciśnieniem skurczowym a rozkurczowym, ładunek ciśnienia tętniczego skurczowego (SPL) i rozkurczowego (DPL), dla okresu dnia (ang. day systolic pressure load – DSPL; ang. day diastolic pressure load – DDPL) i nocy (ang. night systolic pressure load – NSPL; ang. night diastolic pressure load – NDPL). Ładunek ciśnienia tętniczego definiowano jako odsetek pomiarów przekraczających 95. centyl dla wzrostu i płci, ciśnienie tętna (ang. pulse pressure PP = SBP – DBP) dla okresu dnia i nocy (DPP, NPP).