Pesquisadores utilizaram um modelo de inteligência artificial baseado em aprendizado profundo para identificar o que consideram ser o primeiro biomarcador de estresse crônico que pode ser visualmente identificado em imagens médicas padrão. Os resultados serão apresentados na próxima semana durante a reunião anual da Sociedade Radiológica da América do Norte (RSNA).
O estresse crônico não afeta apenas o humor. Ele pode influenciar tanto a saúde física quanto a mental, contribuindo para problemas como ansiedade, dificuldade para dormir, dor muscular, hipertensão e um sistema imunológico menos eficaz, segundo a Associação Americana de Psicologia. Estudos também associaram o estresse contínuo a condições graves, como doenças cardíacas, depressão e obesidade.
A inteligência artificial mede glândulas adrenais em tomografias computadorizadas rotineiras
A autora principal do estudo, Elena Ghotbi, M.D., pesquisadora de pós-doutorado na Escola de Medicina da Universidade Johns Hopkins em Baltimore, Maryland, desenvolveu e treinou uma ferramenta de aprendizado profundo para calcular o tamanho das glândulas adrenais usando tomografias que já haviam sido realizadas.
Anualmente, são realizadas dezenas de milhões de tomografias de tórax apenas nos Estados Unidos.
“Nossa abordagem aproveita dados de imagem amplamente disponíveis e abre portas para avaliações em larga escala do impacto biológico do estresse crônico em uma variedade de condições, utilizando as tomografias de tórax existentes,” disse a Dr. Ghotbi. “Esse biomarcador impulsionado por IA tem o potencial de melhorar a estratificação do risco cardiovascular e orientar os cuidados preventivos sem a necessidade de testes adicionais ou exposição à radiação.”
Tornando o peso do estresse visível no corpo
O autor sênior Shadpour Demehri, M.D., professor de radiologia na Johns Hopkins, destacou que o estresse crônico é extremamente comum e algo que muitos adultos enfrentam diariamente.
“Pela primeira vez, podemos ‘ver’ o fardo de longo prazo do estresse dentro do corpo, utilizando uma scan que os pacientes já realizam todos os dias em hospitais pelo país. Até agora, não tínhamos como medir e quantificar os efeitos cumulativos do estresse crônico, além de questionários, marcadores sorológicos como inflamação crônica, e medições de cortisol, que são bastante complicadas de obter,” disse Dr. Demehri.
Diferentemente de um único teste de cortisol, que reflete o estresse em apenas um ponto no tempo, o tamanho das glândulas adrenais atua mais como um indicador de longo prazo do estresse crônico.
Ampla coorte multiétnica conecta imagens, hormônios e carga do estresse
Na pesquisa, a equipe analisou informações de 2.842 participantes (idade média de 69,3 anos; 51% mulheres) inscrito no Estudo Multiétnico de Aterosclerose, um grande estudo que combina imagens de tomografia computadorizada do tórax, questionários de estresse validados, medições de cortisol e indicadores de carga alostática — os efeitos fisiológicos e psicológicos cumulativos do estresse crônico no corpo. Como integra dados de imagem, dados bioquímicos e avaliações psicossociais nas mesmas pessoas, essa coorte era singular, e provavelmente a única disponível, para criar um marcador de estresse crônico baseado em imagem.
Os pesquisadores aplicaram seu modelo de aprendizado profundo nas tomografias para contornar automaticamente e medir o volume das glândulas adrenais. Eles definiram o Índice de Volume Adrenal (AVI) como o volume adrenal (cm3) dividido pela altura2 (m2). Para capturar padrões hormonais, os participantes forneceram amostras de saliva contendo cortisol oito vezes ao dia durante dois dias. A carga alostática foi calculada usando índice de massa corporal, creatinina, hemoglobina, albumina, glicose, contagem de glóbulos brancos, frequência cardíaca e pressão arterial.
Índice de Volume Adrenal relaciona estresse, hormônios e risco cardíaco
A equipe, então, examinou como o AVI se relacionava com cortisol, carga alostática e uma variedade de indicadores de estresse psicossocial, como escores de depressão e questionários de estresse percebido. Eles descobriram que o AVI gerado pelo modelo de IA se alinhava com questionários de estresse estabelecidos, com níveis circulantes de cortisol e com eventos cardiovasculares adversos futuros.
Valores mais altos de AVI foram associados a maior exposição geral ao cortisol, níveis máximos de cortisol mais altos e carga alostática aumentada. Pessoas que relataram altos níveis de estresse percebido apresentaram AVI mais altos em comparação com aquelas que relataram baixo estresse. O AVI também estava conectado a um alto índice de massa do ventrículo esquerdo, uma medida relacionada à estrutura do coração. Para cada aumento de 1 cm3/m2 no AVI, o risco de insuficiência cardíaca e morte aumentava.
“Com dados de acompanhamento de até 10 anos sobre nossos participantes, conseguimos correlacionar o AVI derivado da IA a resultados clinicamente significativos e relevantes,” afirmou Dr. Ghotbi. “Este é o primeiro biomarcador de imagem do estresse crônico que foi validado e mostrado ter um impacto independente em um resultado cardiovascular, especificamente, insuficiência cardíaca.”
Uma nova maneira de quantificar o impacto acumulativo do estresse
“Há mais de três décadas, sabemos que o estresse crônico pode desgastar o corpo em vários sistemas,” disse Teresa E. Seeman, Ph.D., coautora do estudo e professora de epidemiologia na UCLA, além de uma pesquisadora pioneira em estresse e saúde. “O que torna este trabalho tão empolgante é que ele conecta uma característica de imagem obtida rotineiramente, o volume adrenal, com medidas biológicas e psicológicas de estresse validadas, e mostra que ele prevê independentemente um resultado clínico importante. É um verdadeiro avanço na operacionalização do impacto cumulativo do estresse na saúde.”
Dr. Demehri explicou que conectar uma medida de imagem simples a vários marcadores bem estabelecidos de estresse e resultados de doenças cria uma nova abordagem prática para medir o estresse crônico na prática clínica cotidiana.
“A principal importância deste trabalho é que esse biomarcador pode ser obtido de tomografias que são realizadas amplamente nos Estados Unidos por vários motivos,” comentou Dr. Demehri. “Em segundo lugar, é uma medida fisiologicamente sólida do volume adrenal, que faz parte da cascata fisiológica do estresse crônico.”
Os pesquisadores observaram que esse biomarcador de imagem poderia potencialmente ser aplicado a muitas doenças relacionadas ao estresse que afetam comumente adultos de meia-idade e mais velhos.
Outros co-autores incluem Roham Hadidchi, Seyedhouman Seyedekrami, Quincy A. Hathaway, M.D., Ph.D., Michael Bancks, Nikhil Subhas, Matthew J. Budoff, M.D., David A. Bluemke, M.D., Ph.D., R. Graham Barr e Joao A.C. Lima, M.D.
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