11.07.2023 Inteligência Artificial

Detecção precoce da aterosclerose

Software identifica com precisão a formação de placas em artérias

Detecção Precoce e Mais Precisa da Aterosclerose

A junção entre inteligência artificial e uma tecnologia já usada há décadas na área da cardiologia tem potencial para tornar mais precisa e detalhada a detecção precoce da aterosclerose, uma inflamação caracterizada pela formação de placas de gordura, cálcio e outros elementos na parede das artérias do coração e de outras partes do corpo humano.

Pesquisadores da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), em parceria com a Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), desenvolveram um algoritmo baseado em inteligência artificial capaz de identificar, de forma automática, alterações na espessura da subcamada íntima da artéria carótida – a parede mais fina do vaso que transporta sangue e oxigênio para o cérebro – a partir de imagens de exames de ultrassonografia.

De acordo com um dos responsáveis pela inovação, o cardiologista Wilson Nadruz Junior, da Unicamp, o software para tratamento e análise de imagens usa técnicas baseadas em valores de extinção topológicos e morfologia matemática para limitar regiões de interesse e ressaltar aspectos desejados. “O algoritmo permite que a medição específica da subcamada íntima, geralmente feita por profissionais treinados e em aparelhos de pesquisa, possa ser realizada automaticamente por qualquer ultrassonografista em equipamentos de rotina clínica”.

A tecnologia foi protegida pela Agência de Inovação da Unicamp, com depósito de patente no Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI). Atualmente, esse método de segmentação da camada íntima da artéria carótida faz parte do portfólio de tecnologias da Unicamp e está disponível para licenciamento.

Nadruz Junior explica que, atualmente, uma das formas mais precisas para detectar aterosclerose é por meio de uma medida bastante específica da parede das artérias, mais especificamente de uma estrutura conhecida como complexo íntimo-média. “Trata-se, basicamente, da camada mais fina – o tecido íntimo – e de uma parte mais espessa da artéria carótida.” O problema é que a detecção da aterosclerose é feita por métodos de imagem invasivos, como cateterismo e angiotomografia, comenta o pesquisador, salientando que essas técnicas também são mais caras.

Já o exame de ultrassonografia do pescoço é um método não-invasivo usado há mais de 30 anos para identificar placas capazes de aumentar o risco de doenças cardiovasculares. Além disso, a ultrassonografia possibilita obter a medida do complexo íntimo-média. No entanto, esse exame não consegue diferenciar quando as alterações são causadas por aumento da subcamada íntima (a medida mais específica da aterosclerose) ou devido a aumento da subcamada média, ocasionada pelo crescimento de células musculares e que tem menor valor prognóstico.

Estudos conduzidos na Unicamp e em instituições estrangeiras mostram que alterações na subcamada íntima, que tem mais contato com o sangue, estariam associadas a problemas cardiovasculares mais graves. “O grande gargalo é conseguir detectar, de forma rápida e rotineira, dimensão exata dessa subcamada íntima, exatamente por ela ser bastante tênue”, ressalta Nadruz Junior.

A detecção da aterosclerose ainda é feita por métodos de imagem invasivos, como cateterismo

“A grande sacada é que conseguimos desenvolver um algoritmo alimentado por meio de imagens de carótidas registradas em aparelhos de ultrassom de rotina, que faz a medição da camada íntima”, explica Nadruz Junior. “Analisamos por volta de 200 imagens e, recentemente, conseguimos a patente da tecnologia.”

O desenvolvimento da pesquisa também contou com as colaborações dos professores José Roberto Matos Souza (da Faculdade de Ciências Médicas da Unicamp), Rangel Arthur (da Faculdade de Tecnologia da Unicamp) e Alexandre Silva (da Universidade Federal de Santa Catarina).

“É importante deixar claro que essa ferramenta pode ajudar na estratificação de risco, que sempre será feita junto com a avaliação clínica. De maneira nenhuma é algo que vai substituir a atuação do médico”, alerta Nadruz Junior. “Nunca a avaliação clínica do paciente deixará de ser importante.”

Ao mesmo tempo, isso não significa que aquele tradicional exame de carótida, que sempre vem acompanhado das análises de sangue e de outros laudos de imagens, não esteja com os dias contados. “A ideia é que no futuro esse algoritmo esteja embarcado nos exames de ultrassonografia. Portanto, o exame tradicional, apesar de ter sido muito importante nas últimas três décadas, poderá ser substituído”, avalia o pesquisador da Unicamp.

O grupo que desenvolveu a tecnologia acredita que a aplicação comercial do software será atrativa, inclusive porque ele poderá ser usado em qualquer tipo de aparelho e não requer nenhum treinamento especial. “É uma tecnologia com enorme potencial na prevenção, tratamento precoce e redução de doenças cardiovasculares futuras”, diz Nadruz Junior.

A medição da subcamada íntima atualmente é feita apenas por profissionais especialmente treinados e que precisam usar equipamentos de pesquisa disponíveis apenas em laboratórios acadêmicos.

“Foram cinco anos de trabalho e os pesquisadores da área da inteligência artificial mandaram muito bem. Não é simples fazer o que fizeram. O pessoal conseguiu incrementar bastante a questão da interpretação das imagens de ultrassom”, avalia o pesquisador.

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