Pesquisadores utilizaram um modelo de inteligência artificial baseado em aprendizado profundo para identificar o que eles chamam de primeiro biomarcador do estresse crônico que pode ser visualmente observado 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 impactar tanto a saúde física quanto a mental, contribuindo para problemas como ansiedade, dificuldades para dormir, dores musculares, hipertensão e um sistema imunológico menos eficaz, de acordo com a Associação Americana de Psicologia. Estudos também relacionaram o estresse prolongado a doenças importantes, incluindo doenças cardíacas, depressão e obesidade.
Inteligência Artificial mede glândulas adrenais em tomografias computadorizadas de rotina
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 projetada para calcular o tamanho das glândulas adrenais usando tomografias computadorizadas já realizadas.
A cada ano, dezenas de milhões de tomografias de tórax são realizadas apenas nos Estados Unidos.
“Nossa abordagem aproveita dados de imagem amplamente disponíveis e abre caminho para avaliações em larga escala sobre o impacto biológico do estresse crônico em uma variedade de condições, utilizando tomografias de tórax existentes,” disse Dr. Ghotbi. “Esse biomarcador direcionado por IA tem o potencial de aprimorar a estratificação de risco cardiovascular e orientar cuidados preventivos sem a necessidade de testes adicionais ou radiação.”
Visibilizando o fardo do estresse no corpo
O autor sênior Shadpour Demehri, M.D., professor de radiologia na Johns Hopkins, observou que o estresse crônico é extremamente comum e é algo que muitos adultos enfrentam diariamente.
“Pela primeira vez, podemos ‘ver’ o fardo a longo prazo do estresse dentro do corpo, usando um exame que os pacientes já realizam todos os dias em hospitais de todo o país. Até agora, não tínhamos uma maneira de medir e quantificar os efeitos cumulativos do estresse crônico, além de questionários, marcadores sorológicos substitutos, como a inflamação crônica, e a medição de cortisol, que é muito difícil de obter,” afirmou Dr. Demehri.
Ao contrário de um único teste de cortisol, que reflete o estresse em um único momento, o tamanho das glândulas adrenais funciona mais como um medidor de longo prazo do estresse crônico.
Grande coorte multiétnica relaciona imagem, hormônios e carga de estresse
Neste estudo, a equipe analisou informações de 2.842 participantes (com idade média de 69,3 anos; 51% mulheres) que participaram do Estudo Multiétnico de Aterosclerose, um grande estudo que combina imagens de tomografia de tórax, questionários de estresse validados, medições de cortisol e indicadores de carga alostática — os efeitos fisiológicos e psicológicos cumulativos do estresse crônico sobre o corpo. Por integrar dados de imagem, dados bioquímicos e avaliações psicossociais nos mesmos indivíduos, essa coorte era singularmente adequada, e provavelmente a única disponível, para criar um marcador de estresse crônico baseado em imagem.
Os investigadores aplicaram seu modelo de aprendizado profundo às tomografias para delinear e medir automaticamente o volume das glândulas adrenais. Eles definiram o Índice de Volume Adrenal (IVA) como o volume adrenal (cm3) dividido pela altura2 (m2). Para capturar padrões hormonais, os participantes forneceram amostras de saliva contendo cortisol oito vezes por dia ao longo de dois dias. A carga alostática foi calculada utilizando índice de massa corporal, creatinina, hemoglobina, albumina, glicose, contagem de glóbulos brancos, frequência cardíaca e pressão arterial.
Índice de Volume Adrenal acompanha estresse, hormônios e risco cardíaco
A equipe então examinou como o IVA se relacionava com o cortisol, carga alostática e uma série de indicadores de estresse psicossocial, como pontuações de depressão e questionários de estresse percebido. Eles descobriram que o IVA gerado pelo modelo de IA alinhava-se com questionários de estresse estabelecidos, com níveis circulantes de cortisol e com eventos cardiovasculares adversos futuros.
Valores mais altos de IVA estavam associados com maior exposição geral ao cortisol, maiores níveis máximos de cortisol e aumento da carga alostática. Pessoas que relataram altos níveis de estresse percebido apresentaram um IVA mais elevado em comparação com aquelas que relataram baixos níveis de estresse. O IVA também estava conectado a um maior índice de massa do ventrículo esquerdo, uma medida relacionada à estrutura do coração. Para cada aumento de 1 cm3/m2 no IVA, o risco de insuficiência cardíaca e morte aumentou.
“Com um acompanhamento de até 10 anos de nossos participantes, conseguimos correlacionar o IVA derivado da IA com desfechos clinicamente significativos e relevantes,” disse Dr. Ghotbi. “Este é o primeiro biomarcador de imagem de estresse crônico que foi validado e demonstrou ter um impacto independente sobre um desfecho cardiovascular, nomeadamente, insuficiência cardíaca.”
Uma nova forma de quantificar o impacto cumulativo do estresse
“Há mais de três décadas, sabemos que o estresse crônico pode desgastar o corpo em múltiplos sistemas,” afirmou Teresa E. Seeman, Ph.D., co-autora do estudo e professora de epidemiologia na UCLA, além de pesquisadora pioneira em estresse e saúde. “O que torna este trabalho tão empolgante é que ele conecta uma característica de imagem rotineiramente obtida, o volume adrenal, com medidas biológicas e psicológicas validadas de estresse e demonstra que ela prediz de forma independente um desfecho clínico importante. É um verdadeiro avanço na operacionalização do impacto cumulativo do estresse na saúde.”
Dr. Demehri explicou que a conexão de uma medida de imagem simples com vários marcadores bem estabelecidos de estresse e desfechos 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 a partir de tomografias que são realizadas amplamente nos Estados Unidos por várias razões,” disse Dr. Demehri. “Além disso, é uma medida fisiologicamente válida do volume adrenal, que faz parte da cascata fisiológica do estresse crônico.”
Os pesquisadores observaram que esse biomarcador de imagem poderia ser aplicado a muitas doenças relacionadas ao estresse que afetam comumente adultos de meia-idade e mais velhos.
Outros co-autores são 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.
