Os pesquisadores usaram um modelo de inteligência artificial de aprendizagem profunda para identificar o que descrevem como o primeiro biomarcador de estresse crônico que pode ser visto diretamente em imagens médicas padrão. As descobertas serão apresentadas na próxima semana na reunião anual da Sociedade Radiológica da América do Norte (RSNA).
O estresse crônico afeta mais do que apenas o humor. Segundo a Associação Americana de Psicologia, pode afetar a saúde física e mental, causando problemas como ansiedade, dificuldade para dormir, dores musculares, hipertensão e sistema imunológico ineficaz. A pesquisa também relacionou o estresse contínuo a doenças graves, como doenças cardíacas, depressão e obesidade.
A IA mede as glândulas supra-renais em tomografias computadorizadas de rotina
A principal autora do estudo, Elena Ghotbi, MD, pesquisadora de pós-doutorado na Escola de Medicina da Universidade Johns Hopkins em Baltimore, Maryland, criou e treinou uma ferramenta de aprendizado profundo projetada para calcular o tamanho das glândulas supra-renais usando tomografias computadorizadas realizadas.
Dezenas de milhões de tomografias computadorizadas de tórax são realizadas todos os anos somente nos Estados Unidos.
“Nossa abordagem aproveita dados de imagem amplamente disponíveis e abre a porta para a avaliação em larga escala dos efeitos biológicos do estresse crônico em uma série de condições usando tomografias computadorizadas de tórax existentes”, disse o Dr. “Este biomarcador baseado em inteligência artificial tem o potencial de melhorar a estratificação do risco cardiovascular e orientar os cuidados preventivos sem a necessidade de testes adicionais ou radiação”.
Torne visível a carga de estresse no corpo
O autor sênior Shadpour Demehri, MD, professor de radiologia na Universidade Johns Hopkins, observou que o estresse crônico é extremamente comum e algo que muitos adultos vivenciam diariamente.
“Esta é a primeira vez que conseguimos ‘ver’ a carga de estresse de longo prazo no corpo, usando exames feitos diariamente por pacientes em hospitais de todo o país. Até agora, não tínhamos como medir e quantificar os efeitos cumulativos do estresse crônico, além de questionários, marcadores séricos substitutos, como inflamação crônica, e medições de cortisol, que são muito difíceis de obter”, disse o Dr.
Ao contrário de um único teste de cortisol, que reflete apenas o estresse em um determinado momento, o tamanho da glândula adrenal é mais uma medida de estresse crônico de longo prazo.
Grande coorte multiétnica relaciona imagens, hormônios e carga de estresse
Para o estudo, a equipe analisou informações de 2.842 participantes (idade média de 69,3 anos; 51% mulheres) inscritos no Estudo Multiétnico de Aterosclerose, um grande estudo que combinou imagens de tomografia computadorizada de tórax, um questionário de estresse validado, medições de cortisol e uma medida de carga alostática (os efeitos fisiológicos e psicológicos cumulativos do estresse crônico no corpo). Por integrar imagens, dados bioquímicos e avaliação psicossocial no mesmo indivíduo, esta coorte é bem adequada, e pode ser a única disponível, para a criação de marcadores de estresse crônico baseados em imagens.
Os pesquisadores aplicaram seu modelo de aprendizagem profunda às tomografias computadorizadas para delinear e medir automaticamente o volume da glândula adrenal. Eles definiram o índice de volume adrenal (AVI) como o volume da glândula adrenal (cm3) dividido pela altura2 (arroz2). Para capturar padrões hormonais, os participantes forneceram cortisol salivar oito vezes ao dia durante dois dias. Calcule a carga alostática usando índice de massa corporal, creatinina, hemoglobina, albumina, glicose, contagem de glóbulos brancos, frequência cardíaca e pressão arterial.
Índice de capacidade adrenal rastreia estresse, hormônios e risco de doenças cardíacas
A equipe examinou então a relação do AVI com o cortisol, a carga homeostática e uma série de indicadores de estresse psicossocial, como escores de depressão e questionários de estresse percebido. Eles descobriram que o AVI gerado pelo modelo de IA era consistente com questionários de estresse estabelecidos, níveis de cortisol circulante e futuros eventos cardiovasculares adversos.
Valores mais altos de AVI estão associados a maior exposição geral ao cortisol, níveis mais elevados de pico de cortisol e aumento da carga no estado estacionário. Pessoas que relataram altos níveis de estresse percebido apresentaram IVA mais alto em comparação com pessoas que relataram baixo estresse. O AVI também está associado ao maior índice de massa ventricular esquerda, medida relacionada à estrutura do coração. a cada 1 cm3/arroz2 Com o aumento do AVI, o risco de insuficiência cardíaca e morte aumenta.
“Ao acompanhar os participantes por até 10 anos, conseguimos correlacionar o AVI derivado de IA com resultados clinicamente relevantes”, disse o Dr. “Este é o primeiro marcador de imagem validado de estresse crônico e que demonstrou ter um impacto independente nos resultados cardiovasculares, nomeadamente na insuficiência cardíaca”.
Uma nova maneira de quantificar o impacto cumulativo do estresse
“Há mais de três décadas sabemos que o estresse crônico prejudica múltiplos sistemas do corpo”, disse a coautora do estudo, Teresa E. Seeman, Ph.D., professora de epidemiologia na UCLA e pesquisadora pioneira na área de estresse e saúde. “O que torna este trabalho tão emocionante é que ele vincula um recurso de imagem obtido rotineiramente, o volume adrenal, com medidas biológicas e psicológicas validadas de estresse e mostra que pode prever de forma independente os principais resultados clínicos. Este é um verdadeiro passo em frente na fundamentação dos efeitos cumulativos do estresse na saúde.”
Dr. Demehri explicou que a combinação de medidas simples de imagem com vários marcadores bem estabelecidos de estresse e resultados de doenças cria uma maneira nova e prática de medir o estresse crônico na prática clínica diária.
“A principal implicação deste trabalho é que este biomarcador pode ser obtido a partir de tomografias computadorizadas amplamente realizadas nos Estados Unidos por diversas razões”, disse o Dr. Demehri. “Em segundo lugar, é uma medida fisiologicamente correta do volume da glândula adrenal e faz parte da cascata fisiológica do estresse crônico”.
Os pesquisadores observam que este biomarcador de imagem tem potencial para ser aplicado a muitas doenças relacionadas ao estresse que comumente afetam adultos de meia-idade e idosos.
Coautores adicionais incluem Roham Hadidchi, Seyedhouman Seyedekrami, Quincy A. Hathaway, MD, PhD, Michael Bancks, Nikhil Subhas, Matthew J. Budoff, MD, David A. Bluemke, MD, PhD, R. Graham Barr e João AC Lima, MD
