Forscher haben ein Modell der künstlichen Intelligenz (KI) entwickelt, das in der Lage ist, einen messbaren Biomarker für chronischen Stress direkt aus Standard-Computertomographie-Scans (CT) zu identifizieren. Dieser Durchbruch, der auf der Tagung der Radiological Society of North America (RSNA) vorgestellt wurde, bietet eine neuartige Möglichkeit, die physiologische Belastung durch Langzeitstress ohne zusätzliche Tests oder Strahlenbelastung zu beurteilen.
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Die versteckten Kosten von chronischem Stress
Chronischer Stress ist mehr als nur eine psychische Belastung. Es wirkt sich sowohl auf das körperliche als auch auf das geistige Wohlbefinden aus und trägt zu Erkrankungen wie Angstzuständen, Schlafstörungen, Muskelschmerzen, Bluthochdruck und geschwächtem Immunsystem bei. Anhaltender Stress ist auch mit schwerwiegenden Gesundheitsproblemen wie Herzerkrankungen, Depressionen und Fettleibigkeit verbunden. Diese Belastung physiologisch zu identifizieren, war bisher schwierig.
So funktioniert die KI: Messung der Nebennieren
In der von Dr. Elena Ghotbi von der Johns Hopkins University geleiteten Studie wurde ein Deep-Learning-Tool trainiert, um die Nebennierengröße anhand vorhandener CT-Scans zu messen. Angesichts der Tatsache, dass in den USA jährlich Dutzende Millionen Brust-CTs durchgeführt werden, kann diese Methode riesige Datenmengen für groß angelegte Stressbewertungen nutzen. Die KI berechnet den Adrenal Volume Index (AVI) und misst im Wesentlichen das Nebennierenvolumen im Verhältnis zur Körpergröße.
„Unser Ansatz nutzt weithin verfügbare Bildgebungsdaten … um die kardiovaskuläre Risikostratifizierung zu verbessern und die Vorsorge zu steuern.“ – Dr. Elena Ghotbi
Bildgebung mit Stress in der realen Welt verknüpfen
Die Forscher analysierten Daten von 2.842 Teilnehmern der Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis und integrierten CT-Scans, Stressfragebögen, Cortisolspiegel und Messungen der allostatischen Belastung (die kumulativen Auswirkungen von chronischem Stress). Der von der KI abgeleitete AVI korrelierte mit etablierten Stressindikatoren, Cortisolwerten und zukünftigen kardiovaskulären Ereignissen. Höhere AVI-Werte sind mit einer höheren Cortisol-Exposition, höheren Cortisol-Spitzenwerten und einer erhöhten allostatischen Belastung verbunden.
Im Körper sichtbarer Stress: Eine neue Messung
Zum ersten Mal können Forscher die langfristigen Auswirkungen von Stress mithilfe eines leicht verfügbaren Scans quantifizieren. Im Gegensatz zu einzelnen Cortisoltests, die den Stress nur zu einem bestimmten Zeitpunkt messen, dient die Größe der Nebenniere als kumulatives Maß. Die Studie ergab, dass mit jedem Anstieg des AVI um 1 cm3/m2 das Risiko für Herzversagen und Tod zunahm.
Implikationen für die klinische Praxis
Die Ergebnisse zeigen einen klaren Zusammenhang zwischen chronischem Stress, physiologischen Veränderungen und schwerwiegenden gesundheitlichen Folgen. Laut der Mitautorin der Studie, Dr. Teresa Seeman, operationalisiert diese Forschung die kumulativen Auswirkungen von Stress auf die Gesundheit, indem sie Bildgebung mit biologischen und psychologischen Maßnahmen verknüpft. Der Biomarker kann aus routinemäßig durchgeführten CT-Scans gewonnen werden und ist somit ein praktisches Hilfsmittel für den klinischen Alltag.
Die Fähigkeit, chronischen Stress durch routinemäßige Bildgebung zu identifizieren und zu quantifizieren, kann zu wirksameren Präventionsstrategien und einem besseren Verständnis stressbedingter Krankheiten führen. Diese Arbeit stellt einen bedeutenden Schritt zur Integration der Stressbeurteilung in die medizinische Standarddiagnostik dar.
