根据北美放射学会(RSNA)年会上公布的研究成果，研究人员利用深度学习AI模型识别出了首个可通过常规影像检测的慢性压力生物标志物。
美国心理学会指出，慢性压力会影响身体和心理的健康状态，导致包括焦虑、失眠、肌肉疼痛、高血压和免疫系统减弱等多种问题。研究表明，慢性压力还可能导致心脏病、抑郁症和肥胖等重大疾病的发展。
该研究的主要作者、马里兰州巴尔的摩约翰霍普金斯大学医学院博士后研究员埃琳娜·戈特比医学博士开发并训练了一个深度学习模型，用于测量现有CT扫描中的肾上腺体积。
仅在美国，每年就进行数千万次胸部CT扫描。
AI模型如何测量压力
戈特比博士表示："我们的方法利用广泛可用的影像数据，通过现有胸部CT扫描打开了大规模评估慢性压力对各种条件生物影响的大门。这种由AI驱动的生物标志物有望在不进行额外测试或辐射暴露的情况下增强心血管风险分层并指导预防性护理。"
高级作者、约翰霍普金斯大学放射学教授沙德普尔·德梅里医学博士表示，慢性压力是许多成年人日常面对的普遍状况或抱怨。
胸部CT中右侧肾上腺自动2D分割。图片来源：埃琳娜·戈特比医学博士和北美放射学会
德梅里博士说："我们首次能够'看到'人体内部的长期压力负担，使用的是全国医院中患者每天都会进行的扫描。到目前为止，除了问卷调查、慢性炎症等替代血清标志物和皮质醇测量（获取过程非常繁琐）外，我们没有方法来测量和量化慢性压力的累积效应。"
与提供压力水平瞬时快照的单次皮质醇测量不同，肾上腺体积就像慢性压力的生物气压计。
研究设计与参与者数据
在该研究中，研究人员从多族裔动脉粥样硬化研究中获取了2,842名参与者（平均年龄69.3岁；51%为女性）的数据，这是一项综合研究，结合了胸部CT扫描、经过验证的压力问卷、皮质醇测量和稳态负荷标志物——慢性压力对身体的累积生理和心理影响。
这种影像学、生物化学和心理社会数据的罕见整合使其成为开发慢性压力成像生物标志物的最佳（可能也是唯一）队列。
研究人员对CT扫描进行回顾性应用，使用其深度学习模型对肾上腺进行分割并计算体积。肾上腺体积指数(AVI)被定义为体积(cm³)除以身高²(m²)。唾液皮质醇在两天内每天采集八次。稳态负荷基于体重指数、肌酐、血红蛋白、白蛋白、葡萄糖、白细胞计数、心率和血压。
胸部CT中左侧肾上腺自动2D分割。图片来源：埃琳娜·戈特比医学博士和北美放射学会
主要发现与临床意义
研究人员评估了AVI与皮质醇、稳态负荷以及包括抑郁症和感知压力问卷在内的心理社会压力测量指标之间的统计关联。研究发现，AI生成的AVI与经过验证的压力问卷、循环皮质醇水平和未来不良心血管结局相关。
较高的AVI与更高的皮质醇、峰值皮质醇和稳态负荷相关。感知压力高的参与者比压力低的参与者具有更高的AVI。AVI还与更高的左心室质量指数相关。AVI每增加1 cm³/m²，心力衰竭和死亡风险就更高。
戈特比博士表示："通过对参与者的长达10年随访数据，我们能够将AI生成的AVI与具有临床意义和相关性的结局相关联。这是首个经过验证并显示对心血管结局（即心力衰竭）具有独立影响的慢性压力成像标志物。"
研究合著者、加州大学洛杉矶分校流行病学教授、压力与健康领域的先驱研究者特蕾莎·E·西曼博士表示："三十多年来，我们一直知道慢性压力会从多个系统磨损身体。"
"这项工作令人兴奋之处在于，它将常规获取的影像特征——肾上腺体积——与经过验证的压力生物和心理测量指标联系起来，并表明它能独立预测主要临床结局。这是在操作化压力对健康累积影响方面的真正进步。"
德梅里博士表示，通过将易于测量的影像特征与多种经过验证的压力指标和下游疾病联系起来，这项研究引入了一种全新的、实用的量化慢性压力的方法。
德梅里博士说："这项工作的关键意义在于，这种生物标志物可以从美国因各种原因广泛进行的CT扫描中获得。其次，它是肾上腺体积的生理学合理测量，是慢性压力生理级联反应的一部分。"
研究人员表示，这种成像生物标志物可用于与中老年人群中慢性压力相关的多种疾病。
【全文结束】
