ROCHESTER, Minnesota — Muitas vezes, o primeiro sinal de uma doença cardiovascular pode ser um evento importante como um ataque cardíaco, um acidente vascular cerebral ou uma parada cardíaca. Hoje, pesquisadores e médicos da Mayo Clinic estão utilizando a tecnologia da inteligência artificial (IA) para sinalizar problemas cardíacos precocemente, aumentando as capacidades de um teste de diagnóstico que existe há mais de um século — o eletrocardiograma (ECG).

A detecção precoce de doenças cardíacas pode fazer uma diferença significativa na qualidade de vida e longevidade de um paciente, mas a ausência de sintomas aumenta a complexidade. O ECG habilitado para IA oferece uma forma de potencializar a detecção de doenças cardíacas mais cedo e rastrear a progressão da doença utilizando um teste relativamente barato, prontamente disponível e, muitas vezes, que já faz parte do registro de saúde eletrônico de um paciente.

A Mayo Clinic desenvolveu algoritmos de ECG-IA que são atualmente utilizados em pesquisas para prever a probabilidade de um paciente ter problemas cardíacos como fibrilação atrial, amiloidose, estenose aórtica, baixa fração de ejeção, cardiomiopatia hipertrófica (CMH) etc. A IA também pode prever a idade biológica de um paciente utilizando ECGs tradicionais de 12 derivações e de derivação única a partir de smartwatches e dispositivos portáteis.

Uma aplicação de destaque é o uso de ECG-IA para detectar baixa fração de ejeção, comumente chamada de bomba cardíaca fraca. O algoritmo de 12 derivações para detectar esta condição é liberado para uso clínico pela Food and Drug Administration (FDA) dos Estados Unidos e licenciado para a Anumana. O algoritmo de derivação única para dispositivos portáteis aplicados externamente ao peito é licenciado à Eko Health para o desenvolvimento comercial.

Diagnosticando uma bomba cardíaca fraca

Fração de ejeção baixa é uma condição que possui tratamento em que o coração está enfraquecido e bombeia menos sangue para o corpo. As causas e sintomas subjacentes costumam ter tratamentos, mas as pessoas podem não estar cientes da sua condição até que sintomas como falta de ar, fadiga e inchaço nas pernas comecem a piorar. Se não for tratada, a fração de ejeção baixa pode evoluir para um agravamento da insuficiência cardíaca, afetando a qualidade de vida e potencialmente se tornando grave o suficiente para exigir um transplante de coração ou levar a uma parada cardíaca.

Infelizmente, os sintomas de uma bomba cardíaca fraca podem ser confundidos com os sintomas observados em uma gravidez normal. Na Mayo Clinic na Flórida, a Dra. Demilade Adedinsewo, Bacharela em Cirurgia e cardiologista, utiliza a IA como ferramenta para detectar uma condição em mulheres chamada miocardiopatia periparto, uma bomba cardíaca fraca que pode se desenvolver durante a gravidez ou logo após o parto. A fraqueza do músculo cardíaco pode ser prevista com a IA a partir de um ECG tradicional de 12 derivações e de um estetoscópio digital habilitado para IA que captura o ECG de derivação única e gravações de som cardíaco.

"Nossa pesquisa com pacientes obstétricas na Nigéria sugere que a tecnologia portátil como o estetoscópio digital habilitado para IA tem o potencial de sinalizar o dobro de casos de miocardiopatia periparto em comparação com os cuidados do dia-a-dia", explica a Dra. Adedinsewo. "Pode ser uma ferramenta poderosa para levar diagnósticos portáteis de miocardiopatia a mais mulheres em populações urbanas e rurais carentes em todo o mundo. O acesso é uma consideração importante na abordagem das disparidades de saúde nos EUA, pois as mulheres negras têm um risco até seis vezes maior de desenvolver miocardiopatia periparto, em comparação às mulheres brancas."

Acumulação de amiloide no coração

A amiloidose é uma doença rara de proteínas mal dobradas que se extraviam para formar depósitos de amiloides em órgãos, nervos e tecidos. Existem vários tipos, mas quando está em quantidade suficiente, o amiloide se acumula no coração, causando insuficiência cardíaca e sintomas como falta de ar, acumulação de líquidos e desmaios. Os pacientes também podem ter problemas de ritmo cardíaco e podem precisar de um marca-passo. O diagnóstico precoce é fundamental porque, embora a amiloidose não seja curável, é tratável com novas terapias médicas que podem reduzir drasticamente a quantidade de amiloide produzida e impedir a progressão da doença.

Utilizando o ECG-AI, médicos da Mayo Clinic podem possivelmente detectar os pacientes que estão nos estágios iniciais da amiloidose cardíaca. A tecnologia é utilizada na pesquisa e tem a nomeação da FDA dos EUA como um dispositivo inovador.

"Realizamos algumas pesquisas que apontam que, se aplicarmos inteligência artificial apenas ao eletrocardiograma, podemos indicar se o paciente tem o diagnóstico muitas vezes antes mesmo de um médico diagnosticá-lo. Por isso, acreditamos que esta é uma forma de se realizar um diagnóstico precoce", afirma a Dra. Martha Grogan, cardiologista da Mayo Clinic em Rochester, Minnesota. "No momento, tudo isso tem que ser aplicado em contexto clínico. Não é apenas um ECG-IA, isso pode realmente nos ajudar a presumir uma amiloidose."

"É uma ferramenta muito poderosa porque não é cara. Está disponível em quase todos os cantos. Nossa pesquisa mostrou que mesmo uma derivação única, que é algo que você poderia fazer em um relógio ou em um simples dispositivo móvel, pode nos dar essa previsão de amiloidose", diz a Dra. Grogan. "Com isso, podemos imaginar que, em populações carentes em todo o mundo, um ECG simples pode ajudar a determinar se um paciente tem amiloidose, especialmente naqueles grupos de alto risco."

Cardiomiopatia hipertrófica

Cardiomiopatia hipertrófica é uma das doenças cardíacas genéticas mais comuns, afetando 1 em cada 200 a 500 pessoas. A CMH acontece quando as paredes do coração se tornam mais espessas ao longo do tempo, o que pode atrapalhar os sinais elétricos do coração, aumentando o risco de morte cardíaca súbita. Infelizmente, as pessoas muitas vezes não notam nenhum sintoma até que a doença progrida. É como ter um intruso silencioso no seu coração.

A detecção precoce é crucial, mas desafiadora. A CMH nem sempre aparece em testes básicos, como um ECG de 12 derivações. A maioria dos pacientes não são encaminhados para exames mais rigorosos como um ecocardiograma ou uma RM, ao menos que se suspeite de algum problema. Mas o ECG-IA pode detectar a CMH reconhecendo padrões sutis que até mesmo médicos especialistas podem não perceber.

"A aplicação deste algoritmo de IA aos ECGs de rotina mostra-se promissora como uma forma de tornar a detecção precoce da CMH mais prática, precisa e acessível como parte de um exame de saúde do coração", explica o Dr.Konstantinos Siontis, eletrofisiologista cardíaco na Mayo Clinic em Rochester. "Atletas com CMH ainda não diagnosticada, que podem sofrer mais riscos de arritmias perigosas durante os exercícios, podem se beneficiar da detecção precoce. E como a CMH geralmente ocorre em famílias, detectá-la precocemente em uma pessoa pode levar à identificação de outros membros da família em risco."

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