Forskare har utvecklat en djupinlärningsmodell som uppskattar kronisk stressbelastning genom att mäta binjurevolym på standard-CT-skanningar, och introducerar det de beskriver som den första bildbaserade biomarkören för kronisk stress. Mätvärdet, kallat Adrenal Volume Index, är kopplat till kortisolexponering, upplevd stress, övergripande fysiologisk stressbelastning och långsiktig kardiovaskulär risk, enligt resultat som ska presenteras vid Radiological Society of North Americas årsmöte.
Kronisk stress kan påverka hälsan djupt och bidra till problem som ångest, sömnstörningar, muskelvärk, högt blodtryck, sämre immunförsvar och allvarliga tillstånd inklusive hjärtsjukdom, depression och fetma, enligt American Psychological Association.
En ny studie ledd av Elena Ghotbi, M.D., postdoktoralforskare vid Johns Hopkins University School of Medicine i Baltimore, Maryland, föreslår ett sätt att visualisera stressens långsiktiga inverkan med CT-skanningar som patienter redan genomgår av andra skäl.
Enligt en rapport från Radiological Society of North America (RSNA) har Ghotbi och kollegor tränat ett djupinlärningsverktyg för artificiell intelligens för att automatiskt mäta binjurestorlek på rutinmässiga bröst-CT-bilder. Varje år utförs tiotals miljoner bröst-CT-skanningar enbart i USA.
Från dessa mätningar härledde teamet en mått de kallar Adrenal Volume Index (AVI), definierat som binjurevolym i kubikcentimeter dividerat med kvadraten på längden i meter (cm³/m²). Forskarnas beskriver AVI som en bildmarkör som återspeglar kronisk stressbelastning, till skillnad från engångskortisoltester som bara fångar hormonhalter vid provtagningstillfället.
Studien använde data från Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis (MESA) och inkluderade vuxna som genomgått bröst-CT-bildtagning samt detaljerade stressrelaterade bedömningar. RSNA:s sammanfattning rapporterar att teamet kopplade AI-härledd AVI till kortisolmätningar, allostatisk belastning (en sammansatt mått som kan inkludera faktorer som kroppsmasseindex, blodtryck och glukosnivåer) och psykosociala indikatorer som upplevd stress och depressionspoäng.
Högre AVI-värden var associerade med större total kortisolexponering, högre toppkortisolnivåer och ökad allostatisk belastning. Deltagare som rapporterade högre nivåer av upplevd stress hade högre AVI än de som rapporterade lägre stress. Forskare fann också att AVI var relaterat till högre vänster kammarmassindex, en mått på hjärtats struktur, och att för varje 1 cm³/m² ökning i AVI steg risken för hjärtsvikt och död under uppföljning upp till 10 år, enligt RSNA:s sammanfattning.
„Vårt tillvägagångssätt utnyttjar allmänt tillgängliga bilddata och öppnar dörren för storskaliga utvärderingar av den biologiska inverkan av kronisk stress över ett spektrum av tillstånd med befintliga bröst-CT-skanningar“, sade Ghotbi i uttalanden från RSNA.
Huvudförfattaren Shadpour Demehri, M.D., professor i radiologi vid Johns Hopkins, sade att tekniken gör det möjligt för kliniker att visualisera den långsiktiga stressbelastningen i kroppen med en skanning som många patienter redan genomgår som del av rutinvård.
I RSNA-rapporten sade medförfattaren Teresa E. Seeman, Ph.D., professor i epidemiologi vid UCLA, att arbetet är särskilt anmärkningsvärt eftersom det kopplar en rutinmässigt erhållen bildegenskap – binjurevolym – till validerade biologiska och psykologiska mått på stress och visar att den oberoende förutsäger ett stort kliniskt utfall.
Forskare säger att denna bildbiomarkör potentiellt kan förfina kardiovaskulär riskbedömning och förebyggande strategier utan ytterligare strålningsexponering eller extra tester, och att den kan vara relevant över ett spektrum av stressrelaterade sjukdomar som vanligtvis drabbar medelålders och äldre vuxna.
Andra bidragsgivare listade i RSNA:s sammanfattning inkluderar Roham Hadidchi, Seyedhouman Seyedekrami, Quincy A. Hathaway, M.D., Ph.D., Michael Bancks, Nikhil Subhas, Matthew J. Budoff, M.D., David A. Bluemke, M.D., Ph.D., R. Graham Barr och Joao A.C. Lima, M.D.
