Tiềm năng phát hiện sớm nguy cơ căng thẳng mạn tính bằng AI

Nghiên cứu được trình bày tại cuộc họp thường niên của Hiệp hội X quang Bắc Mỹ (RSNA) hồi đầu tháng này. Theo đó, nghiên cứu sử dụng mô hình học sâu (deep learning), một dạng AI được huấn luyện để nhận dạng các mẫu trong các tập dữ liệu lớn, để tự động phân tích hình ảnh y tế. Trong trường hợp này, mô hình được huấn luyện để xác định và đo kích thước của tuyến thượng thận, là những cơ quan nhỏ đóng vai trò trung tâm trong phản ứng căng thẳng của cơ thể bằng cách sản xuất cortisol.

Theo Bộ Y tế Canada, căng thẳng có liên quan đến một loạt các vấn đề sức khỏe thể chất và tinh thần, bao gồm bệnh tim, một số loại bệnh đường ruột, herpes, bệnh tâm thần và hệ miễn dịch suy yếu. Tuy nhiên, hiện chưa có phương pháp khách quan, phổ biến nào để đo lường tác động sinh học của căng thẳng theo thời gian.

Nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Trường Y Đại học Johns Hopkins, tác giả chính của nghiên cứu Elena Ghotbi cho biết giả thuyết ban đầu xuất phát từ thực tế rằng hiện chưa có chỉ số nào dễ tiếp cận và được chấp thuận rộng rãi để đo lường căng thẳng mạn tính trong y học và chẩn đoán hình ảnh y tế. Do tuyến thượng thận là cơ quan sản xuất hormone cortisol - hormone trung tâm trong phản ứng căng thẳng của cơ thể, nhóm nghiên cứu giả định rằng thể tích tuyến thượng thận đo trên phim chụp CT có thể liên quan đến các chỉ số phản ánh căng thẳng mạn tính.

Không giống như xét nghiệm cortisol đơn lẻ, vốn chỉ ghi nhận căng thẳng tại một thời điểm nhất định, thể tích tuyến thượng thận có thể phản ánh sự căng thẳng sinh lý kéo dài. Trên cơ sở đó, nhóm nghiên cứu đã sử dụng mô hình AI được huấn luyện để tự động phân đoạn tuyến thượng thận trên phim chụp CT, từ đó tính toán Chỉ số Thể tích Tuyến thượng thận (AVI), được xác định bằng tổng thể tích tuyến thượng thận (tính bằng cm3) chia cho bình phương chiều cao của người bệnh (tính bằng m). Kết quả cho thấy những người báo cáo có mức độ căng thẳng cao có chỉ số AVI cao hơn những người có mức độ căng thẳng thấp.

Tác giả Ghotbi cho biết thêm các nhà nghiên cứu có thể chứng minh rằng thể tích tuyến thượng thận có mối liên hệ với nồng độ hormone cortisol, mức độ căng thẳng mà bệnh nhân thể hiện trong các bảng câu hỏi tiêu chuẩn hóa và cả kết quả tim mạch dài hạn.

Giáo sư X quang tại Đại học Johns Hopkins, đồng tác giả của nghiên cứu Shadpour Demehri cho biết phương pháp này có thể giúp các bác sĩ khai thác thêm thông tin sinh học từ những lần chụp CT vốn được thực hiện vì các mục đích khác. Giáo sư Demehri lưu ý rằng hiện nay chưa có thước đo nhanh chóng và khách quan để đánh giá căng thẳng mạn tính, trong khi mỗi cá nhân lại nhận thức và biểu hiện căng thẳng theo những cách khác nhau. Do đó, nhóm nghiên cứu tập trung vào tác động sinh học của căng thẳng, thay vì khía cạnh tâm lý.

Cả hai tác giả đều nhấn mạnh rằng những phát hiện này mới chỉ ở giai đoạn sơ bộ và cần được kiểm chứng thêm trên các nhóm dân số, độ tuổi và hệ thống máy chụp khác nhau, đồng thời lưu ý rằng việc xác nhận sẽ rất quan trọng trước khi thước đo này có thể được sử dụng trong lâm sàng. Tuy nhiên, Giáo sư Demehri cho biết khả năng áp dụng thuật toán cho hàng triệu ảnh CT cho thấy AI có thể phát hiện ra các tín hiệu sinh học mà trước đây không thể đo lường được.