根据即将在北美放射学会(RSNA)年会上展示的研究，研究人员利用深度学习AI模型，首次通过常规影像检查识别出可检测的慢性压力生物标志物。
美国心理协会指出，慢性压力会影响身体和心理的健康，导致各种问题，包括焦虑、失眠、肌肉疼痛、高血压和免疫系统减弱。研究表明，慢性压力可能导致心脏病、抑郁症和肥胖等主要疾病的发展。
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Elena Ghotbi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，每年就有数千万次胸部CT扫描。
Ghotbi博士表示："我们的方法利用了广泛可用的影像数据，为使用现有胸部CT扫描对各种条件下慢性压力的生物学影响进行大规模评估打开了大门。这种AI驱动的生物标志物有可能增强心血管风险分层，并在无需额外检测或辐射的情况下指导预防性护理。"
约翰霍普金斯大学放射学教授、资深作者Shadpour Demehri博士表示，慢性压力是许多成年人每天都要面对的普遍状况或抱怨。
Demehri博士说："这是我们首次能够利用全国医院每天为患者进行的扫描，'看到'体内的长期压力负担。到目前为止，除了问卷、慢性炎症等替代血清标志物以及难以获取的皮质醇测量外，我们还没有办法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一皮质醇测量不同，肾上腺体积就像慢性压力的生物气压计。
在研究中，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，这是一项结合胸部CT扫描、经验证的压力问卷、皮质醇测量和生理负荷标志物（慢性压力对身体的累积生理和心理影响）的综合研究。这种影像、生化和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最佳（可能也是唯一的）队列。
研究人员回顾性地将他们的深度学习模型应用于CT扫描，以分割和计算肾上腺体积。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收集八次。生理负荷基于体重指数、肌酐、血红蛋白、白蛋白、葡萄糖、白细胞计数、心率和血压。
研究人员评估了AVI与皮质醇、生理负荷以及包括抑郁和感知压力问卷在内的心理社会压力测量之间的统计关联。研究人员发现，AI得出的AVI与经验证的压力问卷、循环皮质醇水平和未来不良心血管结果相关。
较高的AVI与更高的皮质醇、峰值皮质醇和生理负荷相关。感知压力高的参与者相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。
Ghotbi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得出的AVI与具有临床意义和相关性的结果相关联。这是第一个经过验证并显示对心血管结果（即心力衰竭）有独立影响的慢性压力影像标志物。"
"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，"该研究的合著者、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Teresa E. Seeman博士说，"这项工作如此令人兴奋的原因在于，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学和心理学测量联系起来，并表明它能独立预测主要临床结果。这是将压力对健康的累积影响操作化的真正进步。"
Demehri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和下游疾病指标联系起来，这项研究引入了一种全新的、实用的量化慢性压力的方法。
Demehri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广泛进行的CT扫描中获取。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的一部分。"
研究人员表示，这种影像生物标志物可用于与中老年人慢性压力相关的各种疾病。
其他合著者包括Roham Hadidchi、Seyedhouman Seyedekrami、Quincy A. Hathaway博士、Michael Bancks、Nikhil Subhas、Matthew J. Budoff博士、David A. Bluemke博士、R. Graham Barr和Joao A.C. Lima博士。
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