《JACC: Heart Failure》：A Novel Computational Pipeline for Acquiring Pressure-Volume Hemodynamics of the Right Ventricle in Pulmonary Hypertension
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本研究开发了基于人工智能的无负荷右心室功能评估流程，通过分析压力-时间波形和心输出量实现右心室收缩与负荷评估。在76例肺动脉高压患者中验证显示，该流程与金标准方法高度一致（Ees相关系数0.96，Ea相关系数0.97），且Ea和Ees/Ea比值对临床预后具有显著预测价值（HR分别为2.09和0.27）。聚类分析发现两种右心室亚表型，其预后预测能力优于传统临床指标。
金泰·S·文（Gyeongtae S. Moon）| 保罗·J·希尔（Paul J. Scheel）| 玛吉·蒙托瓦诺（Maggie Montovano）| 米兰·考希克（Milan Kaushik）| 科尔·布坎南（Cole Buchanan）| 塞缪尔·H·弗里德曼（Samuel H. Friedman）| 丽贝卡·范德普尔（Rebecca Vanderpool）| 泰丝·艾伦（Tess Allan）| M·伊姆兰·阿斯拉姆（M. Imran Aslam）| 瑞安·J·特德福德（Ryan J. Tedford）| 莫妮卡·穆克吉（Monica Mukherjee）| 保罗·M·哈苏恩（Paul M. Hassoun）| 维韦克·P·贾尼（Vivek P. Jani）| 史蒂文·徐（Steven Hsu）
美国马里兰州巴尔的摩市约翰霍普金斯大学生物医学工程系
摘要
背景
右心室（RV）功能障碍的负荷独立指标有助于肺动脉高压（PH）患者的预后评估，但这些指标的获取仍然存在困难。更简单的基于图像的工具可能将这些指标应用于日常临床实践中。
目的
本研究旨在开发一种基于人工智能的新方法，利用临床右心导管检查中的压力-时间波形和每搏输出量来估算负荷独立的RV功能指标。
方法
从3个中心收集了76名因已知或疑似PH而接受右心导管检查的患者的临床数据和压力-体积-时间数据。开发了一个计算流程，通过计算机视觉图像处理和单搏分析来确定RV压力-体积曲线并提取负荷独立的RV指标。评估了该方法与金标准单搏分析的一致性及其预后价值。
结果
在验证组和外部队列中，两种方法在终末收缩期弹性（Ees：R = 0.96；一致性相关系数 [CCC] = 0.58）、有效动脉弹性（Ea：R = 0.97；CCC = 0.88）、终末舒张期弹性（Eed：R = 0.87；CCC = 0.47）以及Ees/Ea比值（R = 0.93；CCC = 0.71）方面表现出高度一致性。预后分析显示，计算得到的Ea（HR：2.09；95% CI：1.04-4.20）和Ees/Ea（HR：0.27；95% CI：0.08-0.87）是临床结果的显著预测因子。使用单搏指标进行的聚类分析识别出两种具有不同血流动力学特征的RV亚型，这些亚型比使用标准临床特征的分析更能预测不良预后。
结论
研究人员开发了一种新的计算流程，可以从RV压力波形和每搏输出量的图像中数字化并生成RV-肺动脉耦合的单搏估计值。其输出结果与单搏方法一致，并能预测临床结果。
研究参与者
本研究的衍生队列来自约翰霍普金斯医院（美国马里兰州巴尔的摩市）因已知或疑似PH而接受右心导管检查的前瞻性评估患者。19研究方案已获得约翰霍普金斯大学机构审查委员会的批准，所有患者均签署了书面知情同意书。39名患者完成了静息状态下的心血动力测量、心脏磁共振（CMR）检查以及右心室的P-V测量。
患者基线特征
衍生队列和验证队列的基线特征总结见表1。衍生队列（n = 39）主要为白人（27人；69%）和女性（36人；92%），平均年龄为57 ± 12岁。39名患者中有8人（20.5%）在右心导管检查后首次被诊断为PAH，而22人（56.4%）之前已有PAH病史。5人（12.8%）、26人（66.7%）和8人（20.5%）分别属于世界卫生组织1级、2级和3级。其中，12人（31%）……
讨论
我们提供了一种易于使用的计算流程程序，可以从标准临床右心导管检查报告的截图图像和每搏输出量中提取单搏血流动力学数据。我们在3个具有不同PH病因的独立队列中证明了新方法与标准单搏估计方法之间的高度一致性。通过我们的流程获得的RV功能指标具有预后意义，后续的聚类分析也证实了这一点。
结论
我们开发了一种新的计算流程，仅需RV压力-时间波形截图和标准右心导管检查中的每搏输出量，即可进行负荷独立的RV收缩力和后负荷评估。与传统单搏分析相比，我们的工具在不同机构、不同图像格式和不同PH患者群体中均显示出高准确性。此外，使用这些指标的不可知聚类算法能够识别出……
资金支持与作者披露
金泰·文（Gyeongtae Moon）与维韦克·P·贾尼（Vivek P. Jani）、史蒂文·徐博士（Dr Hsu）及约翰霍普金斯大学共同提交了本报告中描述的计算流程的专利申请。阿斯拉姆博士（Dr Aslam）曾担任Teleflex和Gradient公司的顾问；特德福德博士（Dr Tedford）曾担任《心脏与肺移植杂志》（The Journal of Heart and Lung Transplantation）的副主编，并从Abbott、Acorai、Adona、Aria CV、Acceleron、Alleviant、Boston Scientific、CVRx、Cytokinetics等公司获得顾问费或酬金。
