Pesquisadores utilizaram um modelo de inteligência artificial de aprendizado profundo para identificar o que descrevem como o primeiro biomarcador de estresse crônico que pode ser visualmente observado em imagens médicas padrão. Os resultados serão apresentados na próxima semana na 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, de acordo com a Associação Psicológica Americana. Estudos também associaram o estresse contínuo a condições graves, como doenças do coração, depressão e obesidade.
A IA mede glândulas suprarrenais em tomografias computadorizadas de rotina
A autora principal do estudo, Elena Ghotbi, M.D., pesquisadora pós-doutoral 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 suprarrenais usando tomografias computadorizadas que já haviam sido 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 a porta para avaliações em grande escala do impacto biológico do estresse crônico em uma variedade de condições, utilizando tomografias de tórax existentes”, disse a Dra. Ghotbi. “Esse biomarcador direcionado por IA tem o potencial de melhorar a estratificação de risco cardiovascular e guiar cuidados preventivos sem testes adicionais ou radiação.”
Tornando o fardo do estresse visível no corpo
O autor sênior Shadpour Demehri, M.D., professor de radiologia na Johns Hopkins, observou que o estresse crônico é extremamente comum e algo que muitos adultos experimentam todos os dias.
“Pela primeira vez, podemos ‘ver’ o fardo a longo prazo do estresse dentro do corpo, usando uma tomografia que os pacientes já realizam todos os dias em hospitais em todo o país. Até agora, não tínhamos uma maneira de medir e quantificar os efeitos cumulativos do estresse crônico, além de questionários, marcadores séricos substitutos, como a inflamação crônica, e a medição de cortisol, que é muito trabalhosa de obter”, disse o Dr. Demehri.
Ao contrário de um único teste de cortisol, que reflete o estresse em apenas um ponto no tempo, o tamanho das glândulas suprarrenais funciona mais como um medidor de longo prazo do estresse crônico.
Coorte multiétnica grande relaciona imagens, hormônios e carga de estresse
Nesta pesquisa, a equipe analisou informações de 2.842 participantes (idade média de 69,3; 51% mulheres) inscritos no Estudo Multiétnico de Aterosclerose, um grande estudo que combina imagens de tomografias de 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 nos mesmos indivíduos, essa coorte era única 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 contornar automaticamente e medir o volume das glândulas suprarrenais. Eles definiram o Índice de Volume Adrenal (AVI) como o volume adrenal (cm3) dividido pela altura2 (m2). Para capturar padrões hormonais, os participantes forneceram cortisol salivar oito vezes ao dia ao longo de 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 monitora estresse, hormônios e risco cardiovascular
A equipe então examinou como o AVI se relacionava com cortisol, carga alostática e uma série de indicadores de estresse psicossocial, como pontuações de depressão e questionários de estresse percebido. Eles descobriram que o AVI gerado pelo modelo de IA estava alinhado com questionários de estresse estabelecidos, com níveis circulantes de cortisol e com eventos cardiovasculares adversos futuros.
Valores mais altos de AVI estavam associados a maior exposição geral ao cortisol, níveis de cortisol máximo mais altos e aumento da carga alostática. Pessoas que relataram altos níveis de estresse percebido apresentaram AVI mais alto em comparação com aquelas que relataram baixo estresse. O AVI também estava ligado a uma maior 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 aumentou.
“Com até 10 anos de dados de acompanhamento sobre nossos participantes, conseguimos correlacionar o AVI derivado por IA com resultados clinicamente significativos e relevantes”, disse a Dra. Ghotbi. “Este é o primeiro biomarcador de imagem de estresse crônico que foi validado e mostrado ter um impacto independente em um resultado cardiovascular, a saber, insuficiência cardíaca.”
Uma nova maneira de quantificar o impacto cumulativo 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 e uma pesquisadora pioneira em estresse e saúde. “O que torna este trabalho tão empolgante é que ele vincula uma característica de imagem obtida rotineiramente, o volume adrenal, com medições biológicas e psicológicas de estresse validadas e mostra que isso prediz independentemente um resultado clínico importante. É um verdadeiro avanço na operacionalização do impacto cumulativo do estresse sobre a saúde.”
O Dr. Demehri explicou que conectar uma medida de imagem simples com vários marcadores bem estabelecidos de estresse e resultados de doenças cria uma nova abordagem prática para medir o estresse crônico na prática clínica do dia a dia.
“A coisa mais significativa deste trabalho é que este biomarcador é obtido a partir de tomografias que são realizadas amplamente nos Estados Unidos por várias razões”, disse o Dr. Demehri. “Em segundo lugar, é uma medida fisiológica 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 idosos.
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.
