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本文是专业学术论文解读,不做医疗建议。

一次原本用于检查肺部的 CT 扫描,除了发现肺结节,还能告诉我们什么?美国约翰斯·霍普金斯大学的研究团队将目光投向了胸部影像中的脊柱。他们想知道,能否利用这些影像测量骨密度,并从中发现与大脑衰老有关的线索。

2026 年 9 月 22 日,团队在《放射学》(Radiology)发表了一项研究。他们发现,胸椎骨密度较低的人,在随后约 5 年的随访中,整体认知能力下降得更快,部分脑区也出现了与骨密度相关的白质变化。这意味着,一项原本用于肺部检查的影像数据,未来或许还能为评估脑健康提供额外信息。

研究第一作者、约翰斯·霍普金斯大学放射学与放射科学系博士后研究员萨拉·蒙塔兹马内什(Sara Momtazmanesh)指出,胸部 CT 广泛用于肺癌筛查和肺结节随访,但这些影像中还包含大量尚未被充分利用的信息。例如,胸部 CT 不仅能看到肺,也能看到胸椎。既然骨骼已经出现在影像中,能不能顺便测出骨密度,而不必再进行一次专门检查?

团队此前已经为此开发了相应方法。在 2025 年的一项研究中,研究人员利用深度学习工具 TotalSegmentator,自动识别 CT 影像中的第一至第十胸椎,并测量椎体内部的骨密度。

具体来说,他们先让计算机识别出椎体的位置,再排除外层较致密的骨皮质,重点测量内部呈海绵状结构的松质骨。随后,将 CT 影像中的相关数值转换为骨密度指标,从而获得整个三维椎体的测量结果,而不只是某一张切片的数据。

图|利用胸部 CT 影像测量胸椎骨密度。(来源:BMC)
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图|利用胸部 CT 影像测量胸椎骨密度。(来源:BMC)

这种方法的价值在此前的研究中已得到初步体现:将提取出的骨密度信息加入原有骨折风险评估后,对新发椎体骨折的预测表现有所改善。但团队并没有止步于骨折风险。他们进一步提出了一个问题:如果骨密度能够从现有影像中提取出来,它是否还能反映身体其他器官的健康状况,比如大脑?

为了回答这一问题,研究人员利用美国多族裔动脉粥样硬化研究(MESA)的既有数据,最终纳入 715 名参与者。他们的中位年龄为 69 岁,随访时间约为 5 年。研究人员首先利用 CT 影像测量参与者的胸椎骨密度,再将这些数据与之后的认知测试和脑部磁共振成像(MRI)结果进行比较。其中,约 405 至 408 名参与者拥有可用于追踪大脑白质变化的 MRI 数据。

骨密度测量与后续脑影像检查的时间安排(来源:北美放射学会)
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骨密度测量与后续脑影像检查的时间安排(来源:北美放射学会)

为什么除了认知测试,还要观察大脑白质?可以把大脑想象成一座城市。负责处理信息的灰质,就像分布在城市中的办公楼;白质则像连接这些办公楼的道路和通信网络,负责在不同脑区之间传递信息。当白质出现损伤时,不同脑区之间的信息传递可能受到影响,进而影响记忆、注意力或其他认知功能。

为了观察这些变化,研究人员采用了两类 MRI 指标。一类是白质高信号。在特定的 MRI 图像中,部分白质区域会显得异常明亮。这类变化可能与脑内小血管损伤等因素有关。

另一类是水分子扩散指标。简单来说,研究人员可以通过观察水分子在脑组织中的扩散情况,间接了解白质内部的微观结构是否发生变化。这些指标并不能直接测量一个人的记忆力,却能帮助研究人员观察大脑内部可能正在发生的结构变化。将骨密度与后续检查结果进行比较后,研究人员发现,起始胸椎骨密度较低的参与者,整体认知评分随时间下降得更快。

在脑部 MRI 数据中,他们还发现,骨密度与两个特定区域的白质变化存在关联:胼胝体和内囊前肢。胼胝体连接左右大脑半球,帮助两侧大脑交换信息;内囊前肢则包含连接不同脑区的重要神经纤维。这些区域参与的神经网络与注意力、工作记忆和执行功能等认知活动有关。换句话说,研究人员不仅在认知测试中观察到了差异,也在部分负责信息传递的脑组织中发现了相应的影像变化。

不过,这并不意味着骨密度下降会直接导致大脑衰老,也不能据此判断一个人的记忆力将在几年后下降多少。这项研究发现的是两者之间的统计关联,而非因果关系。

脑影像分析与认知测试的研究流程(来源:北美放射学会)
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脑影像分析与认知测试的研究流程(来源:北美放射学会)

骨密度和脑健康看似属于两个不同的医学领域,但两者可能受到一些共同的生理因素影响。参与研究的约翰斯·霍普金斯大学放射学教授沙德普尔·德梅赫里(Shadpour Demehri)提出,胰岛素抵抗、血脂异常以及与绝经有关的生理变化,都可能参与其中。

例如,某些代谢变化既可能影响骨骼健康,也可能与脑血管和神经组织的变化有关。因此,骨密度与脑健康之间的联系,未必意味着骨骼直接影响大脑,也可能反映了共同的衰老或代谢过程。这些可能的机制仍需后续研究验证。

这项研究的潜在价值,并不是建议人们为了评估脑健康而专门接受一次胸部 CT 检查,而是尝试从已经完成的检查中提取更多信息。如果未来的研究能够进一步验证相关结果,那么医生在分析既有胸部 CT 影像时,除了检查肺部,还可能从胸椎骨密度中获得有关其他健康风险的线索。

不过,距离实际临床应用仍有一段路要走。研究作者指出,目前的结果尚不足以用于预测个人未来的认知变化。此次骨密度数据来自研究性扫描流程,相关测量方法还需要在不同 CT 设备、检查方案和临床环境下接受验证。

更重要的是,研究人员还需要确认:在年龄、既往疾病及其他已知健康信息之外,胸椎骨密度究竟能为识别认知下降风险提供多少额外帮助?如果这一点得到证实,原本用于肺部检查的影像,才有望成为了解骨骼与大脑健康的另一扇窗口。

参考资料:

1.https://doi.org/10.1148/radiol.260656

2.https://www.rsna.org/media/press/2026/2673

3.https://doi.org/10.1148/radiol.242133

运营/排版:何晨龙

注:封面/首图由 AI 辅助生成

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