摘要：研究人员开发出一种人工智能工具，可通过常规胸部CT扫描测量肾上腺体积来检测慢性压力。该生物标志物与皮质醇水平、压力问卷结果及未来心血管结局相吻合，提供了首个基于影像量化体内压力负荷的方法。研究结果表明，肾上腺体积增大与更高压力水平、更大稳态负荷以及心力衰竭和死亡风险增加相关。鉴于全球每年已进行数百万次CT扫描，该方法有望在不新增检测项目或辐射暴露的情况下，变革早期压力检测与预防体系。
关键事实
- AI压力生物标志物：通过CT扫描测量的肾上腺体积比瞬时皮质醇检测更能可靠反映长期慢性压力。
- 风险预测价值：肾上腺体积增大与皮质醇升高、稳态负荷增加及未来心力衰竭风险上升相关。
- 临床应用潜力：该生物标志物可从常规影像中提取，为压力相关疾病的早期预防提供可扩展工具。
来源：北美放射学会（RSNA）
据下周即将在北美放射学会（RSNA）年会上公布的研究显示，研究人员利用深度学习AI模型，首次识别出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，慢性压力会同时影响身心健康，导致焦虑、失眠、肌肉疼痛、高血压及免疫系统减弱等问题。研究表明，慢性压力可能诱发心脏病、抑郁症和肥胖等重大疾病。
该研究首席作者、马里兰州巴尔的摩市约翰斯·霍普金斯大学医学院博士后研究员埃莱娜·戈特比医学博士，开发并训练了深度学习模型以测量现有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。
戈特比博士表示：“我们的方法充分利用了广泛可用的影像数据，为利用现有胸部CT扫描大规模评估慢性压力在多种疾病中的生物学影响开辟了道路。这种AI驱动的生物标志物有望在不增加额外检测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。”
资深作者、约翰斯·霍普金斯大学放射学教授沙普鲁·德梅赫里医学博士指出，慢性压力是许多成年人日常面临的普遍状况或主诉。
德梅赫里博士强调：“我们首次能够通过全国医院每日常规进行的扫描‘看见’体内压力的长期负担。迄今为止，除问卷、慢性炎症等替代血清标志物以及获取繁琐的皮质醇测量外，我们尚无方法测量和量化慢性压力的累积效应。”
与提供瞬时压力水平快照的单次皮质醇测量不同，肾上腺体积如同慢性压力的生物学气压计。
研究中，研究人员从动脉粥样硬化多民族研究（一项整合胸部CT扫描、经验证压力问卷、皮质醇测量及稳态负荷标志物的综合研究）获取了2842名参与者（平均年龄69.3岁；51%为女性）的数据。稳态负荷指慢性压力对身体产生的累积生理心理效应。这种影像、生化及心理社会数据的罕见整合，使其成为开发慢性压力影像生物标志物的理想且可能是唯一的研究队列。
研究人员将深度学习模型回溯性应用于CT扫描，以分割并计算肾上腺体积。肾上腺体积指数（AVI）定义为体积（cm³）除以身高平方（m²）。唾液皮质醇在两天内每日采集八次。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、心率和血压确定。
研究评估了AVI与皮质醇、稳态负荷及心理社会压力测量（包括抑郁和感知压力问卷）之间的统计关联。结果显示，AI推导的AVI与经验证的压力问卷、循环皮质醇水平及未来不良心血管结局相关。
AVI升高与皮质醇水平、峰值皮质醇及稳态负荷增加相关。高感知压力参与者比低压力参与者AVI更高。AVI还与左心室质量指数升高相关。AVI每增加1 cm³/m²，心力衰竭和死亡风险随之上升。
戈特比博士表示：“凭借对参与者的长达10年随访数据，我们能够将AI推导的AVI与具有临床意义的相关结局相关联。这是首个经验证且显示对心血管结局（即心力衰竭）具有独立影响的慢性压力影像标志物。”
研究合著者、加州大学洛杉矶分校流行病学教授兼压力与健康领域先驱研究者特蕾莎·E·西曼博士指出：“三十余年来，我们已知慢性压力会跨多个系统损耗身体。此项研究的突破性在于，它将常规获取的影像特征——肾上腺体积——与经验证的压力生物学和心理学测量相关联，并证明其能独立预测重大临床结局。这是量化压力对健康累积影响的真正进步。”
德梅赫里博士表示，通过将易于测量的影像特征与压力及下游疾病的多项经验证指标关联，此项研究引入了一种全新的实用慢性压力量化方法。
他强调：“此项工作的关键意义在于，该生物标志物可从美国因各种原因广泛进行的CT扫描中获取。其次，它是肾上腺体积的生理合理测量指标，属于慢性压力生理级联反应的一部分。”
研究人员指出，该影像生物标志物可用于与中老年人群慢性压力相关的多种疾病。
其他合著者包括罗哈姆·哈迪奇、赛义德侯曼·赛义德克拉米、昆西·A·哈撒韦医学博士/哲学博士、迈克尔·班克斯、尼基尔·苏巴斯、马修·J·布多夫医学博士、戴维·A·布鲁姆克医学博士/哲学博士、R·格雷厄姆·巴尔和若昂·A·C·利马医学博士。
关键问题解答
问：研究人员对慢性压力有何新发现？
答：他们首次识别出基于影像的慢性压力生物标志物，通过AI测量的肾上腺体积实现。
问：为何肾上腺体积至关重要？
答：它反映长期生理压力，与皮质醇、稳态负荷及未来心血管风险相关。
问：该方法与皮质醇检测有何不同？
答：皮质醇水平全天波动；肾上腺体积提供长期压力负担的稳定累积指标。
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