Chronický stres má svoju stopu: AI ju dokáže odhaliť na bežných snímkach nečakaného orgánu, tvrdia vedci

Umelá inteligencia sa z laboratórií a technologických firiem postupne presúva priamo do nemocníc a ambulancií. Z nástroja na rozpoznávanie obrázkov či prekladu textov sa stáva pomocník, ktorý dokáže čítať z medicínskych snímok, hľadať jemné vzorce a upozorniť na riziká, ktoré si lekár vo všednom návale práce nemusí všimnúť.

Nejde pritom o „magické“ rozhodovanie stroja, ale o výsledok učenia na obrovskom množstve dát, z ktorých sa model naučí rozoznávať súvislosti medzi obrazom a zdravotným stavom pacienta.

Práve v rádiológii má AI obrovský potenciál. Od rýchlejšieho odhaľovania nádorov až po predikciu rizík, ktoré na snímke nie sú na prvý pohľad zjavné. Najnovší výskum ukazuje, že umelá inteligencia dokáže z bežných CT snímok hrudníka vyčítať aj niečo, čo sa doteraz meralo len veľmi ťažko.

Z bežných CT snímok hrudníka vie AI odhaliť, ako veľmi je telo dlhodobo zaťažené stresom. Nový výskum ukazuje, že chronický stres sa dá „vidieť“ na nadobličkách – drobných žľazách nad obličkami, ktoré regulujú hormonálnu odpoveď organizmu. A to môže pomôcť včas odhaliť ľudí s vyšším rizikom srdcového zlyhania, upozorňuje portál Euronews.

Nový „barometer stresu“ v tele

Tím vedcov využil model hlbokého učenia, ktorý automaticky analyzuje rutinné CT snímky hrudníka a z nich meria objem nadobličiek. Práve tieto žľazy riadia tvorbu hormónov ovplyvňujúcich metabolizmus, imunitný systém, krvný tlak aj reakciu na záťaž. Výskumníci ich preto označujú za biologický barometer stresu.

Do štúdie zaradili takmer 3 000 dospelých účastníkov dlhodobého kardiovaskulárneho výskumu. U každého mali k dispozícii CT snímky nadobličiek, dotazníky o vnímanom strese, hladiny kortizolu v slinách a ďalšie zdravotné údaje, napríklad index telesnej hmotnosti, krvný tlak či srdcovú frekvenciu.

Ukázalo sa, že ľudia, ktorí už pred zaradením do výskumu hlásili vysokú mieru stresu, mali väčší objem nadobličiek aj vyššie hladiny kortizolu. Zároveň u nich častejšie vychádzalo zvýšené riziko srdcového zlyhania, píše portál Medial Xpress.

Rádiológ Shadpour Demehri to zhrnul slovami: „Po prvý raz dokážeme vidieť dlhodobú záťaž stresom priamo v tele, pomocou snímok, ktoré pacienti aj tak bežne podstupujú v nemocniciach.“

zdroj: Freepik/ibrandify

Ako AI číta nadobličky

Model hlbokého učenia bol trénovaný tak, aby na CT snímkach automaticky identifikoval nadobličky a vypočítal ich celkový objem. Výskumníci potom objem prepočítali na telesnú výšku a definovali tzv. index objemu nadobličiek. Tento index následne porovnávali s rôznymi ukazovateľmi záťaže organizmu, vrátane hladín kortizolu počas dvoch dní.

Vyšší index objemu nadobličiek sa spájal s väčšou celkovou expozíciou kortizolu a vyššou tzv. celkovou záťažou organizmu (allostatic load). Zároveň súvisel s väčšou hmotnosťou ľavej srdcovej komory, čo je známy rizikový faktor pre vznik srdcového zlyhania. Radiologička Elena Ghotbi, ktorá tím viedla, vysvetlila: „Toto je vôbec prvý zobrazovací marker chronického stresu, pri ktorom sa ukázal aj nezávislý vplyv na kardiovaskulárne výsledky, najmä na vznik srdcového zlyhania.“

Doteraz sa lekári pri hodnotení stresu opierali najmä o dotazníky a nepriamych „svedkov“, ako sú chronický zápal či opakované výkyvy kortizolu. Tieto metódy sú však náročné na zber dát aj interpretáciu. Podľa Demehriho „doteraz neexistoval jednoduchý spôsob, ako zmerať a kvantifikovať kumulatívne účinky chronického stresu“. Nový prístup ukazuje, že informácia, ktorú potrebujú, už na snímkach často je – len ju bolo treba naučiť AI rozpoznať.

Stres, srdcové zlyhanie a riziko pre zdravie

Analýza ukázala, že každé zvýšenie indexu objemu nadobličiek súviselo s mierne vyšším rizikom srdcového zlyhania a úmrtia v ďalšom sledovaní. Účastníci s vysokým subjektívnym stresom mali priemerne vyšší index než tí, ktorí uvádzali nízku záťaž.

Chronický stres je už dlhšie spájaný s rozvojom vážnych ochorení, ako sú srdcovo-cievne choroby, depresia či obezita. Nová štúdia však po prvýkrát ukazuje konkrétny zobrazovací ukazovateľ, ktorý túto záťaž odráža a súčasne súvisí s objektívnymi kardiovaskulárnymi výsledkami.

Autori zdôrazňujú, že spojením psychologických dotazníkov, biochemických parametrov a detailného spracovania snímok vznikol jedinečný dátový súbor, v ktorom bolo možné takýto marker hľadať. Hoci ide o pozorovací výskum a sám osebe nedokazuje, že zväčšené nadobličky spôsobuje priamo stres, vzťahy medzi objemom nadobličiek, kortizolom, celkovou záťažou a srdcovým zlyhaním sú podľa nich konzistentné.

Sľubný nástroj, ktorý ešte čaká na potvrdenie

Výskum má zároveň svoje obmedzenia. Výsledky zatiaľ neboli publikované v recenzovanom časopise a štúdia bude najskôr predstavená na výročnom stretnutí Rádiologickej spoločnosti Severnej Ameriky v Chicagu. Väčšina účastníkov patrila do stredného a vyššieho veku, preto nie je jasné, či sa závery dajú bezprostredne preniesť aj na mladších ľudí.

Napriek tomu vedci veria, že ak sa zistenia potvrdia v ďalších štúdiách, využitie tejto metódy môže mať praktický prínos. Rutinné CT snímky hrudníka by tak v budúcnosti nemuseli slúžiť len na hodnotenie pľúc, ciev či srdca, ale aj na odhad dlhodobej stresovej záťaže tela.

Takýto zobrazovací ukazovateľ by mohol pomôcť včas identifikovať pacientov s vysokým rizikom a ponúknuť im cielenú prevenciu – úpravu životného štýlu, zníženie ďalších rizikových faktorov či psychologickú podporu skôr, než sa u nich rozvinú závažné ochorenia. Využitie umelej inteligencie by zároveň umožnilo analyzovať veľké množstvo existujúcich snímok automaticky a bez dodatočného zaťaženia pacientov.

Výskumníci dodávajú, že ich model by v budúcnosti mohol pomôcť identifikovať aj ďalšie diagnózy spojené so stresom najmä u starších dospelých. Výsledky naznačujú, že chronický stres nezanecháva stopy len na psychike, ale aj na orgánoch, ktoré ho pomáhajú zvládať – a moderné zobrazovacie metódy v kombinácii s AI tieto stopy dokážu zachytiť už dnes.

Čítaj viac z kategórie: Štúdie, prieskumy a analýzy