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 não afeta apenas o humor. Pode afetar a saúde física e mental, contribuindo para problemas como ansiedade, problemas de sono, dores musculares, hipertensão e um sistema imunológico menos eficaz, de acordo com a American Psychological Association. A investigação também relacionou o stress crónico a problemas de saúde graves, incluindo doenças cardíacas, depressão e obesidade.
AI mede as glândulas supra-renais em tomografias computadorizadas de rotina
A principal autora do estudo, Elena Gotby, MD, pós-doutoranda na Escola de Medicina da Universidade Johns Hopkins em Baltimore, Maryland, criou e treinou uma ferramenta de aprendizagem profunda projetada para calcular o tamanho das glândulas supra-renais usando uma tomografia computadorizada já realizada.
Dezenas de milhões de tomografias computadorizadas de tórax são realizadas todos os anos somente nos Estados Unidos.
“Nossa abordagem utiliza dados de imagem amplamente disponíveis e abre a possibilidade de avaliações em larga escala dos efeitos biológicos do estresse crônico em diversas doenças usando tomografias computadorizadas de tórax existentes”, disse o Dr. Gotby. “Este biomarcador guiado por IA pode melhorar a estratificação do risco cardiovascular e orientar os cuidados preventivos sem testes ou radiação adicionais”.
Tornando a carga do estresse visível no corpo
O autor sênior Shadpoor Demery, MD, professor de radiologia na Johns Hopkins, observou que o estresse crônico é um fenômeno extremamente comum que muitos adultos enfrentam todos os dias.
“Pela primeira vez, podemos ‘ver’ a carga a longo prazo do stress no corpo através de exames que os pacientes já são submetidos todos os dias em hospitais de todo o país. Até agora, não tivemos forma de medir e quantificar os efeitos cumulativos do stress crónico, a não ser questionários, marcadores séricos substitutos, como inflamação crónica, e medições de cortisol, que são muito difíceis de obter.” Dr. Demery disse.
Ao contrário de um único teste de cortisol que reflete apenas o estresse em um determinado momento, o tamanho da adrenal é mais como um indicador de estresse crônico a longo prazo.
Um grande grupo multiétnico que liga imagens, hormônios e carga de estresse
Neste estudo, a equipe analisou informações de 2.842 participantes (idade média de 69,3 anos; 51% mulheres) que participaram do Multi-Ethnic Atherosclerosis Study, um grande estudo que combina tomografias computadorizadas de tórax, questionários de estresse validados, medições de cortisol e medidas de carga alostática – os efeitos fisiológicos e psicológicos combinados do estresse crônico no corpo. Por combinar imagens, dados bioquímicos e avaliações psicossociais nos mesmos indivíduos, esta coorte foi especialmente adequada, e provavelmente a única disponível, para estabelecer um marcador de imagem de estresse crônico.
Os pesquisadores aplicaram seu modelo de aprendizagem profunda às tomografias computadorizadas para delinear e medir automaticamente o volume das glândulas supra-renais. Eles definiram o índice de volume adrenal (AVI) como o volume das glândulas supra-renais (ver3) dividir por altura2 (m2). Para capturar padrões hormonais, os participantes forneceram cortisol na saliva oito vezes ao dia durante dois dias. A carga alostática foi calculada usando índice de massa corporal, creatinina, hemoglobina, albumina, glicose, contagem de leucócitos, frequência cardíaca e pressão arterial.
O Índice de Volume Adrenal rastreia estresse, hormônios e risco cardíaco
A equipe examinou então como o AVI se relacionava com o cortisol, a carga alostática e uma série de medidas psicossociais de estresse, como escores de depressão e questionários de percepção de estresse. Eles descobriram que o AVI, gerado por um modelo de inteligência artificial, se correlacionou com questionários de estresse estabelecidos, com níveis circulantes de cortisol e com futuros eventos cardiovasculares adversos.
Valores mais elevados de AVI foram associados a maior exposição total ao cortisol, níveis mais elevados de pico de cortisol e aumento da carga alostática. Pessoas que relataram altos níveis de estresse percebido apresentaram IVA mais elevado em comparação com aquelas que relataram baixos níveis de estresse. O AVI também foi associado a um maior índice de massa ventricular esquerda, uma medida relacionada à estrutura do coração. Para cada 1cm3/m2 aumentando o AVI, aumenta o risco de insuficiência cardíaca e morte.
“Com 10 anos de dados observacionais de nossos participantes, conseguimos correlacionar o AVI derivado de IA com resultados clinicamente significativos e relevantes”, disse o Dr. “Este é o primeiro marcador de imagem de estresse crônico que foi validado e demonstrou ter um efeito independente no resultado cardiovascular, nomeadamente na insuficiência cardíaca”.
Uma nova maneira de quantificar os efeitos cumulativos do estresse
“Sabemos há mais de três décadas que o stress crónico pode esgotar o corpo em múltiplos sistemas”, disse Theresa E. Seaman, Ph.D., co-autora do estudo e professora de epidemiologia na UCLA e investigadora pioneira em stress e saúde. “O que torna este trabalho tão emocionante é que ele liga uma modalidade de imagem comumente obtida, o volume adrenal, com medidas biológicas e psicológicas validadas de estresse e mostra que ele prevê de forma independente os principais resultados clínicos. Este é um verdadeiro passo em frente na avaliação operacional dos efeitos cumulativos do estresse na saúde.”
Dr. Demery explicou que a combinação de imagens simples com vários marcadores bem conhecidos de estresse e resultados de doenças cria uma nova abordagem prática para medir o estresse crônico na prática clínica diária.
“O principal valor deste trabalho é que este biomarcador pode ser obtido com tomografias computadorizadas, que são amplamente realizadas nos Estados Unidos por diversas razões”, disse o Dr. Demery. “Em segundo lugar, é uma medida fisiologicamente válida do volume adrenal que faz parte da cascata fisiológica do estresse crônico”.
Os investigadores observaram que este biomarcador de imagem poderia potencialmente ser aplicado a muitas doenças relacionadas com o stress que normalmente afectam pessoas de meia-idade e idosas.
Outros coautores: Roham Hadidchi, Seyedhouman Seydekrami, Quincy A. Hathaway, MD, PhD, Michael Banks, Nikhil Subhas, Matthew J. Badoff, MD, David A. Blumke, MD, PhD, R. Graham Barr e João A.S. Lima, MD
