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基于规则算法的TAVR术中血流动力学自动评估系统构建及其对瓣周反流诊断效能的验证研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月22日 来源:European Heart Journal - Digital Health 4.0
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本研究针对经导管主动脉瓣置换术(TAVR)后瓣周反流(PVR)的术中诊断难题,开发了一种基于规则算法的血流动力学自动评估系统。研究人员通过对比77例患者664个心动周期的手动与自动分析数据,证实该系统在心律失常/噪声过滤(灵敏度95.2%,特异度86.4%)、压力梯度计算(ICC>0.9)及PVR指数评估(DD的AUC=0.81)方面均表现出优异性能。该研究为TAVR术中实时血流动力学监测提供了可靠工具,发表于《European Heart Journal - Digital Health》,对改善瓣膜置换预后具有重要临床价值。
在心血管介入领域,经导管主动脉瓣置换术(TAVR)已成为治疗主动脉瓣狭窄的革命性技术,但术后瓣周反流(PVR)这个"阿喀琉斯之踵"始终困扰着临床医生。尽管瓣膜设计不断改进,约20%患者仍会出现不同程度的PVR,其中部分病例会进展为需要干预的"相关PVR"。传统诊断主要依赖主观性强的超声或造影评估,而金标准心脏磁共振(CMR)又因成本高、耗时长难以术中应用。这种诊断困境促使荷兰奈梅亨大学医学中心的研究团队将目光投向术中血流动力学监测——当人工瓣膜闭合不全时,左心室与主动脉间的舒张期压力差(DD)会形成特征性变化,但手动计算这些参数存在效率低、一致性差等局限。
研究团队开发了一套创新的规则算法系统,通过低通滤波、曲率分析等技术自动识别心动周期中的关键事件点(如主动脉切迹、舒张末压等),并计算平均压差、主动脉反流指数(ARI)等7项参数。该研究纳入77例接受Portico瓣膜植入的患者,采集664个心动周期的有创血压数据,通过对比手动与自动分析的差异来验证算法效能。关键技术包括:1)使用5F猪尾导管同步采集左心室/主动脉压力;2)设计多参数过滤规则处理心律失常/噪声;3)采用四心动周期均值提高稳定性;4)以CMR反流分数>20%定义相关PVR作为终点。
主要结果
构效效度验证:算法对异常心动周期的识别表现出高灵敏度(95.2%),特异性(86.4%)。在压力梯度计算中,术前平均梯度自动与手动结果高度一致(ICC=0.916),术后更低梯度时一致性更佳(ICC=0.957)。关键的PVR指标DD的组内相关系数达0.982,且观察者间变异显著低于手动分析。
CMR相关性:在预测30天相关PVR方面,自动计算的DD曲线下面积(AUC=0.81)与手动结果(AUC=0.80)相当,且优于单纯造影评估(AUC=0.70)。决策曲线分析显示,联合DD可使中低风险患者获得额外净收益。
讨论与意义
该研究首次系统验证了TAVR术中血流动力学自动分析系统的诊断价值。算法通过实时计算DD等参数,解决了传统手动分析效率低下、无法捕捉瞬时变化的痛点。特别值得注意的是,算法对舒张期微小压力变化的捕捉能力(平均差异仅1.1±2.1 mmHg),使其可能识别出被影像学低估的PVR病例。
研究局限性包括仅使用Portico瓣膜数据,且CMR随访时间较晚(41±14天)。未来研究可探索算法在不同瓣膜类型中的应用,并评估即时干预对预后的改善作用。这项发表于《European Heart Journal - Digital Health》的成果,为TAVR术中决策提供了客观量化工具,其采用的规则算法框架也为其他心血管介入手术的智能监测提供了范式参考。
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