Qual é a sua real idade?

O que a inteligência artificial (IA) vê em uma radiografia?

E se a sua idade não se referir ao seu rosto, mas sim ao seu tórax? Cientistas da Universidade Metropolitana de Osaka desenvolveram um modelo avançado de inteligência artificial (IA) que utiliza radiografias do tórax para estimar com precisão a idade cronológica de um paciente. Mais importante ainda, quando há uma disparidade, pode indicar uma correlação com uma doença crônica. Essas descobertas marcaram um avanço na imagiologia médica, pavimentando o caminho para uma melhor detecção e intervenção precoce em doenças. Os resultados foram publicados no The Lancet Healthy Longevity.

A equipe de pesquisa, liderada pelo estudante de pós-graduação Yasuhito Mitsuyama e pelo Dr. Daiju Ueda do Departamento de Diagnóstico e Radiologia Intervencionista da Faculdade de Medicina da Universidade Metropolitana de Osaka, construiu um modelo de IA baseado em aprendizado profundo para estimar a idade a partir de radiografias do tórax de indivíduos saudáveis. Em seguida, aplicaram o modelo a radiografias de pacientes com doenças conhecidas para analisar a relação entre a idade estimada pela IA e cada doença.

Para o desenvolvimento, treinamento, testes internos e externos do modelo de IA para a estimativa da idade, foram obtidas um total de 67.099 radiografias do tórax entre 2008 e 2021 de 36.051 pessoas saudáveis que passaram por exames de saúde em três centros. O modelo desenvolvido mostrou um coeficiente de correlação de 0,95 entre a idade estimada pela IA e a idade cronológica.

Para validar a utilidade da idade estimada pela tecnologia usando radiografias do tórax como biomarcador, foram compilados 34.197 exames adicionais do tórax de 34.197 pacientes com doenças conhecidas de outras duas instituições. Os resultados revelaram que a diferença entre a idade estimada pela IA e a idade cronológica do paciente correlacionou-se positivamente com uma variedade de doenças crônicas, como hipertensão, hiperuricemia e doença pulmonar obstrutiva crônica. Em outras palavras, quanto maior a idade estimada pela IA em comparação com a idade cronológica, mais provável é que as pessoas tenham essas doenças.

Imagem 1: Mapas de destaque do conjunto de dados de teste externo. Imagens de destaque médio de cada grupo de idade cronológica de 20 anos no conjunto de dados de teste externo da instituição C. Os painéis superiores mostram radiografias médias do tórax para todos os participantes do grupo, e os painéis inferiores mostram mapas de destaque médio. As áreas quentes nos mapas de destaque indicaram características de envelhecimento nas radiografias do tórax; as áreas frias indicam características de rejuvenescimento.

"A idade cronológica é um dos fatores mais críticos na medicina", afirmou o Sr. Mitsuyama. "Nossos resultados sugeriram que a idade aparente baseada na radiografia de tórax pode refletir com precisão as condições de saúde além da idade cronológica. Nosso objetivo é desenvolver ainda mais esta pesquisa e aplicá-la para estimar a gravidade das doenças crônicas, prever a expectativa de vida e antecipar possíveis complicações cirúrgicas".

Valor agregado deste estudo

Os pesquisadores criaram um novo biomarcador de envelhecimento que estima a idade a partir de radiografias de tórax, baseado em um modelo de IA desenvolvido a partir de uma coorte de indivíduos saudáveis. O modelo desenvolvido exibiu excelentes coeficientes de correlação, erros quadráticos médios e erros absolutos médios em um conjunto de dados de teste obtidos de uma instituição independente dos conjuntos de dados utilizados para o treinamento. Além disso, que a diferença entre a idade aparente baseada na radiografia de tórax e a idade cronológica foi associada a várias doenças, especialmente doenças crônicas.

Implicações de toda a evidência disponível

As radiografias de tórax são uma fonte valiosa de marcas de envelhecimento, que podem ser investigadas por meio de IA. O modelo não apenas pode estimar com precisão a idade cronológica na coorte saudável, mas também várias doenças aumentam a diferença entre a idade aparente baseada na radiografia de tórax e a idade cronológica. As radiografias de tórax contêm informações intrínsecas que os modelos de IA podem aproveitar para avaliar as relações entre a doença e o envelhecimento físico.

Interpretação

A idade estimada pela IA utilizando radiografias de tórax mostrou uma forte correlação com a idade cronológica nas coortes saudáveis. Além disso, em coortes de indivíduos com doenças conhecidas, a diferença entre a idade estimada e a idade cronológica correlacionou-se com várias doenças crônicas. O uso deste biomarcador poderia pavimentar o caminho para melhorar as metodologias de estratificação de risco, intervenções terapêuticas individualizadas e abordagens preventivas e de diagnóstico precoce inovadoras para as patologias associadas à idade.