ECG2Stroke: um ECG de 10 segundos para prever o risco de AVC em 10 anos

Um cálculo de risco de AVC, feito como deve ser, exige muito: valores de tensão arterial, níveis de colesterol, presença de diabetes e historial tabágico, tudo introduzido numa ferramenta de pontuação que a maioria das clínicas, na prática, quase nunca aplica a doentes de rotina.

O que as clínicas fazem sistematicamente é um ECG. Este registo rápido já está em quase todos os processos clínicos e serve para captar o que se passa naquele momento. Ninguém contava que pudesse dizer mais do que isso.

Ferramentas que identificam o risco de AVC

O trabalho foi co-liderado pelo Dr. Rahul Mahajan, neurologista no Mass General Brigham (MGB) e no Instituto Broad do MIT e de Harvard.

O Dr. Mahajan e a sua equipa quiseram perceber se o eletrocardiograma padrão de 12 derivações - o mesmo exame que um médico de cuidados de saúde primários pode pedir por uma dor vaga no peito - continha informação adicional que os clínicos não estavam a aproveitar.

As ferramentas atuais para estimar o risco de AVC são pouco práticas. Pedem vários valores laboratoriais, medições de tensão arterial e pontuações calculadas. Na maioria das clínicas, não são executadas para todos os doentes.

“Existing tools to identify which patients are at the highest risk of stroke often require cumbersome clinical score calculations, are not easily scalable, and are therefore not used widely in routine practice,” disse o Dr. Mahajan.

Treinar o modelo ECG2Stroke

A equipa desenvolveu um modelo de aprendizagem profunda - uma rede neuronal convolucional, adequada para detetar padrões em sinais - e alimentou-o com traçados de ECG em bruto de mais de 100.000 doentes de um grande hospital universitário.

Depois, os investigadores cruzaram o resultado produzido pela rede com a idade e o sexo de cada doente através de um modelo estatístico que estima o risco a longo prazo. A este resultado deram o nome de ECG2Stroke.

Em seguida, o modelo foi testado em registos de dois outros hospitais independentes. No total, mais de 200.000 ECGs de doentes foram usados em treino e validação.

Prever AVCs na década seguinte

O ECG2Stroke foi concebido para uma finalidade diferente. A sua missão é usar um registo de 10 segundos e estimar a probabilidade de esse doente ter um AVC isquémico ao longo da década seguinte.

Este é o tipo de AVC mais frequente - quando uma obstrução interrompe o fluxo de sangue para uma parte do cérebro.

O ECG2Stroke obteve cerca de 0.78 numa escala padrão de exatidão de 0-1 nos três locais de teste.

O nível de desempenho foi semelhante ao descrito num artigo anterior que utilizou a idade biológica derivada do ECG numa grande coorte de adultos, de resto, saudáveis.

Ler a onda P

Para perceber o que o modelo estava, de facto, a “ver”, a equipa criou mapas de saliência - mapas de calor visuais que indicam quais as partes do ECG com maior peso na previsão.

Houve uma característica que se destacou de forma consistente: a onda P. Este pequeno ressalto no início de cada batimento regista o momento em que as câmaras superiores do coração, as aurículas, contraem e empurram o sangue para os ventrículos.

As estimativas de risco do ECG2Stroke acompanharam de perto medições da onda P que os cardiologistas já monitorizam - marcadores associados à função auricular.

Ainda assim, a ligação exata ao AVC continua por esclarecer. Na prática, o modelo voltou a identificar estes sinais por si próprio.

A ligação entre coração e cérebro

É aqui que surge a segunda observação, mais específica. Quando os investigadores agruparam os AVCs por mecanismo, o ECG2Stroke mostrou particular força a prever um tipo em concreto: o AVC cardioembólico.

Os AVCs cardioembólicos acontecem quando um coágulo se forma dentro do coração e, depois, viaja até ao cérebro.

Estes AVCs têm frequentemente origem nas câmaras superiores do coração, sobretudo quando as aurículas não batem de forma normal. Representam cerca de um em cada cinco AVCs isquémicos.

Nos doentes com pontuações elevadas no ECG2Stroke, as probabilidades de AVC cardioembólico foram mais do que o dobro. Já nos AVCs ligados a outras causas, a associação praticamente desapareceu.

Isto está em linha com trabalhos anteriores que relacionaram a disfunção auricular e a fibrilhação auricular com eventos cerebrais mediados por coágulos.

Um estudo de 2021 concluiu que doentes com aumento da aurícula esquerda tinham mais do que o dobro da probabilidade de sofrer um AVC cardioembólico.

Ao nível de uma referência clínica

O Perfil de Risco de AVC de Framingham (FSRP) tem sido uma referência clínica durante décadas. Produz uma estimativa de risco a 10 anos com base em medições de tensão arterial, estado de diabetes, historial tabágico, entre outros fatores.

O ECG2Stroke conseguiu acompanhar esse padrão. Recorrendo apenas ao ECG, mais idade e sexo, igualou o desempenho do FSRP entre hospitais e subgrupos de doentes, incluindo pessoas sem qualquer historial documentado de fibrilhação auricular.

“If confirmed after prospective, real-world studies, tools like this could identify which patients should be prioritized for intensive prevention efforts,” disse Shaan Khurshid, coautor sénior do estudo.

Um vislumbre do futuro do coração

Até esta análise, ninguém tinha mostrado que um único ECG de 10 segundos, processado por uma rede neuronal, pudesse igualar uma pontuação clínica na previsão de AVC a uma distância de uma década.

O ECG2Stroke consegue fazê-lo com ingredientes que praticamente qualquer clínica tem disponíveis. Isso altera o que é possível logo na porta de entrada da medicina.

O mesmo registo que assinala uma arritmia no presente pode orientar o clínico para um doente que precisa de prevenção intensiva muito antes de surgir qualquer sintoma.

Detetar cedo os AVCs cardioembólicos vale a pena. Os anticoagulantes conseguem, em grande medida, preveni-los, e os clínicos podem iniciar a medicação anos antes de se formar o primeiro coágulo.

Ensaios prospetivos vão definir quando o ECG2Stroke passa a fazer parte dos cuidados clínicos de rotina.

Mas o estudo já esclareceu algo: um ECG de 10 segundos não é apenas um retrato do coração no presente. Pode também oferecer um vislumbre do futuro do coração.