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Imágenes de la retina e inteligencia artificial pueden predecir ECV y muerte


Imágenes de la retina e inteligencia artificial pueden predecir ECV y muerte

La enfermedad cardiovascular (ECV) y el riesgo de mortalidad podrían detectarse mediante la exploración rutinaria de la retina, señalan los resultados de un estudio que utiliza datos del Consorcio de Ojos y Visión del Biobanco del Reino Unido y el estudio European Prospective Investigation into Cancer (EPIC)-Norfolk, que ha sido publicado en línea en el British Journal of Ophthalmology


Investigadores de la Universidad st George de Londres, la Universidad de Cambridge, la Universidad de Kingston, el Hospital de Ojos Moorfields y el University College de Londres, desarrollaron un método de imágenes habilitadas para inteligencia artificial (IA) de la red vascular de la retina que podría predecir con precisión las ECV y la muerte, sin necesidad de análisis de sangre o medición de la presión arterial.


Los autores indican que el método allana el camino para una prueba de detección altamente efectiva y no invasiva para personas con riesgo medio a alto de enfermedad circulatoria que no tiene que hacerse en una clínica. En la población general, podría usarse como una forma sin contacto de control de salud vascular sistémico, para clasificar a aquellos con riesgo medio-alto de mortalidad circulatoria para una evaluación adicional del riesgo clínico y una intervención adecuada.


El estudio se basó en investigaciones anteriores que muestran que el ancho de las arteriolas y vénulas de la retina que se observan en las imágenes de la retina puede proporcionar un indicador temprano preciso de ECV, mientras que los marcos actuales de predicción de riesgo no siempre son confiables para identificar a las personas que desarrollarán o morirán de enfermedades circulatorias.


Los investigadores desarrollaron un algoritmo totalmente automatizado habilitado para IA, llamado Quantitative Analysis of Retinal vessels Topology and siZe, o QUARTZ, para evaluar el potencial de las imágenes de la vasculatura retiniana más los factores de riesgo conocidos para predecir la salud vascular y la muerte. Aplicaron QUARTZ a imágenes retinianas de 88,052 participantes del Biobanco del Reino Unido de 40 a 69 años, observando específicamente el ancho, el área del vaso y el grado de tortuosidad de la microvasculatura retiniana, para desarrollar modelos de predicción para accidente cerebrovascular, ataque cardíaco y muerte por enfermedad circulatoria.


Luego aplicaron estos modelos a las imágenes de la retina de 7411 participantes, de 48 a 92 años, en el estudio European Prospective Investigation into Cancer (EPIC)-Norfolk. Luego compararon el rendimiento de QUARTZ con el marco de framingham Risk Scores ampliamente utilizado.


Los participantes en los dos estudios fueron seguidos durante un promedio de 7.7 y 9.1 años, respectivamente, tiempo durante el cual hubo 327 muertes por enfermedades circulatorias entre 64,144 participantes del Biobanco del Reino Unido (edad promedio 56.8) y 201 muertes circulatorias entre 5862 participantes de EPIC-Norfolk (edad promedio 67.6).


Los resultados de los modelos QUARTZ mostraron que, en todos los participantes, el ancho arteriolar y venular, la tortuosidad venular y la variación del ancho fueron predictores importantes de la muerte de la enfermedad circulatoria. Además, en las mujeres, pero no en los hombres, el área arteriolar y venular fueron factores separados que contribuyeron a la predicción del riesgo.


En general, los modelos predictivos, basados en la edad, el tabaquismo y la historia clínica (medicamentos antihipertensivos o para reducir el colesterol, diabetes y antecedentes de accidente cerebrovascular o infarto de miocardio), así como la vasculatura retiniana, capturaron entre la mitad y dos tercios de las muertes por enfermedades circulatorias en los que estaban en mayor riesgo.


En comparación con framingham Risk Scores (FRS), los modelos de vasculatura retiniana (RV) capturaron aproximadamente un 5% más de casos de accidente cerebrovascular en hombres del Biobanco del Reino Unido, un 8% más de casos en mujeres del Biobanco del Reino Unido y un 3% más de casos entre los hombres de EPIC-Norfolk con mayor riesgo, pero casi un 2% menos de casos entre las mujeres de EPIC-Norfolk. Sin embargo, los investigadores indicaron que, si bien la adición de RV a FRS resultó en solo cambios marginales en la predicción de accidente cerebrovascular o IM, una puntuación de riesgo no invasiva más simple basada en la edad, el sexo, el estado de tabaquismo, el historial médico y la RV "produjo un rendimiento comparable al FRS, sin la necesidad de muestreo de sangre o medición de la PA".


Las imágenes de retina se establecen dentro de la atención ocular clínica y hospitalaria y en las prácticas optométricas en los Estados Unidos y el Reino Unido. La predicción del riesgo de vasculometría habilitada por IA es totalmente automatizada, de bajo costo, no invasiva y tiene el potencial de llegar a una mayor proporción de la población en la comunidad debido a la disponibilidad de la "calle principal" y porque no se necesitan muestras de sangre o esfigmomanometría.


La vasculatura retiniana es un marcador microvascular, por lo tanto, ofrece una mejor predicción de la mortalidad circulatoria y el accidente cerebrovascular en comparación con el IM, que es más macrovascular, excepto quizás en las mujeres.


En la población general, podría usarse como una forma sin contacto de control de salud vascular sistémico, para clasificar a aquellos con riesgo medio-alto de mortalidad circulatoria para una evaluación adicional del riesgo clínico y una intervención adecuada.


En un editorial vinculado,² los doctores Ify Mordi y Emanuele Trucco de la Universidad de Dundee, dijeron que las ECV siguen siendo una causa importante de mortalidad y morbilidad y la causa más común de muerte en todo el mundo, representando una cuarta parte de todas las muertes en el Reino Unido, y su carga está aumentando. "La identificación de individuos con alto riesgo es particularmente importante", dijeron, pero las puntuaciones de riesgo clínico actuales para identificar a las personas en riesgo "desafortunadamente no son perfectas", dando como resultado que puede dejarse fuera a algunos de los que podrían beneficiarse de la terapia preventiva.

La retina es la única ubicación que permite la visualización directa no invasiva de la vasculatura, proporcionando potencialmente una rica fuente de información. En el nuevo estudio, las mediciones derivadas con la herramienta de software, QUARTZ, se asociaron significativamente con ECV, con un rendimiento predictivo similar al puntaje de riesgo clínico de Framingham.


Los resultados refuerzan la evidencia de varios estudios similares de que la retina puede ser una fuente de información útil y potencialmente disruptiva para el riesgo de ECV en la medicina personalizada. Sin embargo, quedan varias preguntas sobre cómo este conocimiento podría integrarse en la atención clínica, incluido quién llevaría a cabo un programa de detección de retina de este tipo y quién actuaría sobre los hallazgos.


El editorial concluyó: "Lo que ahora se necesita es que oftalmólogos, cardiólogos, médicos de atención primaria e informáticos trabajen juntos para diseñar estudios que determinen si el uso de esta información mejora el resultado clínico y, de ser así, trabajar con organismos reguladores, sociedades científicas y sistemas de atención médica para optimizar los flujos de trabajo clínicos y permitir la implementación práctica en la práctica habitual".


Referencias


  1. Rudnicka AR, Welikala R, Barman S, et al. Artificial intelligence-enabled retinal vasculometry for prediction of circulatory mortality, myocardial infarction and stroke. British Journal of Ophthalmology 2022; 106:1722-1729.

  2. Mordi I, Trucco E. The eyes as a window to the heart: looking beyond the horizon. British Journal of Ophthalmology 2022; 106:1627-1628.



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