מודל AI ייחודי מזהה מתח כרוני בסריקות CT חזה שגרתיות
חוקרים ב-Johns Hopkins פיתחו מודל AI שמזהה מתח כרוני באמצעות נפח בלוטות יותרת הכליה בסריקות CT חזה שגרתיות. מודל זה, המכונה Adrenal Volume Index (AVI), קשור לרמות קורטיזול, ל-allostatic load ולממצאי לב, והוצג בכנס ה-RSNA.
מודל בינה מלאכותית חושף ביומרקר חדש למתח כרוני
חוקרים פיתחו מודל למידה עמוקה מבוסס AI, שמזהה ביומרקר ייחודי למתח כרוני מתוך סריקות CT חזה שגרתיות. הממצאים יוצגו בשבוע הבא בכנס השנתי של Radiological Society of North America (RSNA). גישה זו מאפשרת זיהוי מוקדם של מחלות הקשורות למתח כרוני, במיוחד אצל מבוגרים.
השפעות המתח הכרוני על הגוף
מתח כרוני פוגע בבריאות הפיזית והנפשית, ועלול לגרום לבעיות כמו חרדה, נדודי שינה, כאבי שרירים, לחץ דם גבוה ומערכת חיסון מוחלשת. מחקרים מראים כי הוא תורם להתפתחות מחלות משמעותיות כמו מחלות לב, דיכאון והשמנה.
עד כה, לא הייתה דרך אובייקטיבית ומדויקת למדוד את השפעתו. מדידות קורטיזול בודדות מספקות תמונת מצב רגעית בלבד, ושיטות אחרות כמו שאלונים או סמני דלקת כרונית מסורבלות.
מודל ה-AI והביומרקר החדש
עורכת המחקר הראשית, Elena Ghotbi, M.D., עמיתת מחקר פוסט-דוקטורט ב-Johns Hopkins University School of Medicine בבולטימור, מרילנד, פיתחה ואימנה מודל למידה עמוקה שמודד את נפח בלוטות יותרת הכליה בסריקות CT קיימות. מדי שנה מבוצעות עשרות מיליוני סריקות כאלה בארה"ב לבדה.
"הגישה שלנו ממנפת נתוני הדמיה זמינים באופן נרחב ופותחת את הדלת למחקרים בקנה מידה גדול של ההשפעה הביולוגית של מתח כרוני על מגוון מצבים באמצעות סריקות CT חזה קיימות. ביומרקר זה, המופעל על ידי AI, יכול לשפר את יכולת הערכת הסיכון הקרדיווסקולרי ולהפנות לטיפול מונע ללא צורך בבדיקות נוספות או בקרינה," אמרה ד"ר Ghotbi.
המחקר השתמש בנתונים מ-2,842 משתתפים (גיל ממוצע 69.3, 51% נשים) מ-Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis. הנתונים כללו סריקות CT חזה, שאלוני מתח מאומתים, מדידות קורטיזול ומדדי allostatic load – ההשפעה המצטברת של מתח כרוני על הגוף.
המודל יושם רטרואקטיבית על הסריקות כדי לחשב ולחלק את נפח בלוטות יותרת הכליה. Adrenal Volume Index (AVI) הוגדר כנפח (סמ"ק) חלקי גובה בריבוע (מ"ר). קורטיזול רוק נאסף 8 פעמים ביום במשך יומיים. allostatic load חושב על בסיס BMI, קריאטינין, המוגלובין, אלבומין, גלוקוז, ספירת דם לבנה, קצב לב ולחץ דם.
קשרים סטטיסטיים וממצאים
מדד AVI, שנגזר מה-AI, קשור לשאלוני מתח, לרמות קורטיזול ולממצאים קרדיווסקולריים עתידיים. AVI גבוה יותר קשור לרמות קורטיזול גבוהות יותר, לפיק קורטיזול ול-allostatic load גבוה. משתתפים עם מתח נתפס גבוה הראו AVI גבוה יותר.
AVI קשור גם למסת חדר שמאלי גבוהה יותר. כל עלייה של 1 סמ"ק/מ"ר ב-AVI קשורה לסיכון מוגבר לכשל לב ולתמותה.
"עם נתוני מעקב של עד 10 שנים, הצלחנו לקשר AVI מבוסס AI לתוצאות קליניות משמעותיות," אמרה ד"ר Ghotbi. "זהו סמן אבחון ראשון של מתח כרוני, שנתמך והוכח כמשפיע באופן עצמאי על תוצאה קרדיווסקולרית - כשל לב."
המחבר הבכיר, Shadpour Demehri, M.D., פרופסור לרדיולוגיה ב-Johns Hopkins, ציין: "לראשונה, אנחנו יכולים 'לראות' את הנטל ארוך הטווח של מתח בתוך הגוף, באמצעות סריקה שנעשית מדי יום בבתי חולים."
Teresa E. Seeman, Ph.D., שותפה למחקר ופרופסור לאפידמיולוגיה ב-UCLA, הוסיפה: "מה שהופך את העבודה למרגשת הוא הקישור בין מאפיין הדמיה שגרתי לבין מדדי מתח ביולוגיים ונפשיים, וההוכחה שהוא חוזה באופן עצמאי תוצאה קלינית מרכזית."
פוטנציאל קליני
בלוטות יותרת הכליה אחראיות לייצור הורמונים השולטים במטבוליזם, במערכת החיסון, בלחץ הדם ובתגובות מתח – מעין "ברומטר ביולוגי" למתח. הביומרקר יכול לשמש למגוון מחלות הקשורות למתח כרוני אצל מבוגרים וקשישים.
"המשמעות המרכזית היא שהביומרקר זמין מסריקות CT שנעשות בארה"ב מסיבות שונות, ושהוא מדד פיזיולוגי מבוסס של נפח בלוטות יותרת הכליה," אמר ד"ר Demehri.
מחברים נוספים: 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 ו-Joao A.C. Lima, M.D.
המחקר טרם פורסם בכתב עת שעבר ביקורת עמיתים.