AI识别出首个慢性压力影像生物标志物
2025年11月25日，芝加哥消息——根据北美放射学会（RSNA）年会即将公布的研究成果，研究人员通过深度学习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、高血压及免疫系统功能下降等问题。研究表明，慢性压力还可能诱发心脏病、抑郁症和肥胖症等重大疾病。
该研究主要作者、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，每年就有数千万例胸部CT扫描。
戈特比博士表示："我们的方法利用广泛可用的影像数据，开创了通过现有胸部CT扫描大规模评估慢性压力生物学影响的可能性。这种AI驱动的生物标志物有望增强心血管风险分层并指导预防性治疗，无需额外检测或辐射暴露。"
约翰霍普金斯大学放射学教授、资深作者沙普鲁·德梅赫里医学博士指出，慢性压力是众多成年人每日面临的普遍状况。"我们首次能'看到'体内长期积累的压力负担——这正是全国医院每日进行的扫描可获取的。此前除问卷、慢性炎症等替代血清标志物以及繁琐的皮质醇检测外，我们无法测量和量化慢性压力的累积效应。"德梅赫里博士强调。
与仅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晴雨表。研究团队从动脉粥样硬化多民族研究项目获取2842名参与者数据（平均年龄69.3岁；51%为女性），该项目整合了胸部CT扫描、经验证的压力问卷、皮质醇测量指标及稳态负荷标记物——即慢性压力对身体的累积生理心理效应。这种罕见的影像、生物化学和心理社会数据整合，使其成为开发慢性压力影像生物标志物的理想且可能唯一的队列。
研究人员回溯性地将深度学习模型应用于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）。每日两天共采集八次唾液皮质醇样本。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。
统计分析显示AVI与皮质醇、稳态负荷及心理社会压力测量指标（包括抑郁和感知压力问卷）存在关联。研究发现，AI生成的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呈正相关。AVI升高与皮质醇水平升高、峰值皮质醇及稳态负荷增加相关。高感知压力参与者的AVI显著高于低压力人群。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。
"凭借对参与者的长达十年随访数据，我们得以将AI生成的AVI与具有临床意义的结局相关联，"戈特比博士指出，"这是首个经验证并证明对心血管结局（即心力衰竭）产生独立影响的慢性压力影像标志物。"
该研究合著者、加州大学洛杉矶分校流行病学教授、压力与健康领域先驱研究者特蕾莎·E·西曼博士表示："三十余年来，我们已知慢性压力会侵蚀身体多系统功能。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测量指标相关联，并证明其能独立预测重大临床结局，为量化压力对健康的累积影响迈出了实质性一步。"
德梅赫里博士强调，通过将易测量的影像特征与多重压力验证指标及下游疾病关联，该研究引入了量化慢性压力的全新实用方法。"此项工作的关键意义在于，该生物标志物可从美国广泛进行的各类CT扫描中获取。其次，作为肾上腺体积的生理学合理测量指标，它属于慢性压力生理级联反应的一部分。"
研究团队指出，该影像生物标志物可应用于与中老年人群慢性压力相关的多种疾病。其他合著者包括罗汉·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·苏布哈斯、马修·J·布多夫医学博士、大卫·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。
【全文结束】
