Los investigadores utilizaron un modelo de inteligencia artificial de aprendizaje profundo para desarrollar lo que describen como el primer biomarcador de estrés crónico que se puede ver directamente en imágenes médicas estándar. Los hallazgos se presentarán en la reunión anual de la Sociedad Radiológica de América del Norte (RSNA) la próxima semana.
El estrés crónico no sólo afecta el estado de ánimo. Según la Asociación Estadounidense de Psicología, puede afectar la salud física y mental, contribuyendo a problemas como ansiedad, problemas de sueño, dolores musculares, presión arterial alta y un sistema inmunológico menos eficaz. Los estudios han relacionado el estrés continuo con afecciones importantes, como enfermedades cardíacas, depresión y obesidad.
La IA mide las glándulas suprarrenales en tomografías computarizadas de rutina
La autora principal del estudio, Elena Ghotbi, MD, investigadora postdoctoral en la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, Maryland, desarrolló y entrenó una herramienta de aprendizaje profundo diseñada para calcular el tamaño de las glándulas suprarrenales utilizando tomografías computarizadas ya realizadas.
Cada año, se realizan millones de tomografías computarizadas de tórax solo en los Estados Unidos.
“Nuestro enfoque abre la puerta a evaluaciones a gran escala de los efectos biológicos del estrés crónico en diversas condiciones utilizando datos de imágenes ampliamente disponibles y tomografías computarizadas de tórax existentes”, dijo el Dr. Ghotbi. “Este biomarcador impulsado por IA tiene el potencial de mejorar la estratificación del riesgo cardiovascular y guiar la atención preventiva sin pruebas ni radiación adicionales”.
Hacer visible la carga del estrés mental en el cuerpo
El autor principal, Shadpur Demehri, MD, profesor de radiología en Johns Hopkins, señala que el estrés crónico es extremadamente común y es algo que muchos adultos experimentan todos los días.
“Por primera vez, podemos ver la carga del estrés a largo plazo dentro del cuerpo mediante un escáner, que los pacientes ya reciben todos los días en todo el país. Hasta ahora, no hemos tenido manera de medir y cuantificar los efectos acumulativos del estrés crónico, aparte de cuestionarios, marcadores séricos sustitutos como Chronic, Chronic, Clom, Clom y Obtain”. Demehri Dr.
A diferencia de una única prueba de cortisol, que refleja el estrés en un solo momento, el tamaño de la glándula suprarrenal actúa como una medida a largo plazo del estrés crónico.
Una gran cohorte multiétnica vincula las imágenes, las hormonas y la carga de estrés
En este estudio, el equipo analizó datos de 2.842 participantes (edad media 69,3; 51% mujeres) inscritos en el Estudio Multiétnico de Aterosclerosis, un gran estudio que combinó imágenes por tomografía computarizada de tórax, cuestionarios de estrés validados, mediciones de cortisol e índices de impacto psicológico. Estrés crónico en el cuerpo. Debido a que integraba imágenes, datos bioquímicos y evaluación psicosocial en los mismos individuos, esta cohorte era especialmente adecuada, y quizás la única disponible, para desarrollar un marcador de estrés crónico basado en imágenes.
Los investigadores aplicaron su modelo de aprendizaje profundo a las tomografías computarizadas para delinear y medir automáticamente el volumen de la glándula suprarrenal. Definieron el índice de volumen suprarrenal (AVI) como el volumen suprarrenal (cm3) dividido por la altura2 (Señor2) para capturar los patrones hormonales, los participantes administraron cortisol salival ocho veces al día durante dos días. La carga alostática se calculó utilizando el índice de masa corporal, creatinina, hemoglobina, albúmina, glucosa, recuento de glóbulos blancos, frecuencia cardíaca y presión arterial.
El índice de volumen suprarrenal rastrea el estrés, las hormonas y el riesgo cardíaco
Luego, el equipo examinó cómo se correlacionaba el AVI con el cortisol, la carga alostática y una variedad de indicadores de estrés, como las puntuaciones de depresión y el Cuestionario de estrés percibido. Descubrieron que el AVI generado por el modelo de IA se correlacionaba con cuestionarios de estrés establecidos, niveles de cortisol circulante y futuros eventos cardiovasculares adversos.
Los valores más altos de AVI se asociaron con una mayor exposición general al cortisol, niveles máximos de cortisol más altos y una mayor carga alostática. Aquellos que reportaron niveles altos de estrés percibido tuvieron un AVI más alto que aquellos que reportaron niveles bajos de estrés. El AVI también se asoció con un índice de masa ventricular izquierdo más alto, una medida de la estructura del corazón. cada 1cm3/ metro2 Aumento de AVI, mayor riesgo de insuficiencia cardíaca y muerte.
“Con datos de seguimiento de hasta 10 años de nuestros participantes, pudimos correlacionar el AVI derivado de la IA con resultados clínicamente significativos y relevantes”, afirmó el Dr. Ghotbi. “Este es el primer marcador de imagen de estrés crónico que ha sido validado y tiene un efecto independiente sobre los resultados cardiovasculares, es decir, la insuficiencia cardíaca”.
Una nueva forma de medir los efectos acumulativos del estrés
“Durante más de tres décadas, hemos sabido que el estrés crónico puede agotar el cuerpo de múltiples sistemas”, dice Teresa E. Seeman, PhD, coautora del estudio y profesora de epidemiología en UCLA e investigadora pionera en estrés y salud. “Lo que hace que este trabajo sea tan emocionante es que combina una característica de imágenes obtenida de forma rutinaria, el volumen suprarrenal, con medidas biológicas y psicológicas validadas del estrés y muestra que predice de forma independiente un resultado clínico importante. Este es un verdadero paso adelante en la puesta en práctica del impacto acumulativo del estrés en la salud”.
El Dr. Demehri explicó que combinar una medida de imagen simple con varios marcadores bien establecidos de estrés y resultados de enfermedades crea un método nuevo y práctico para medir el estrés crónico en la práctica clínica diaria.
“La principal importancia de este trabajo es que este biomarcador está disponible a partir de TC que se realizan ampliamente en los Estados Unidos por diversas razones”, dijo el Dr. Demehri. “En segundo lugar, es una medida fisiológicamente sólida del volumen suprarrenal, que forma parte de la cascada fisiológica del estrés crónico”.
Los investigadores observaron que este biomarcador de imágenes podría aplicarse potencialmente a muchas enfermedades relacionadas con el estrés que comúnmente afectan a los adultos de mediana edad y mayores.
Otros coautores son Roham Hadidchi, Saidouman Seyedekrami, Quincy A. Hathaway, MD, PhD, Michael Banks, Nikhil Subhash, Matthew J. Budoff, MD, David A. Blumke, MD, PhD, R. Graham Barr y Joao AC Lima, MD
