基于静息心震图(SCG)的无创评估：缺血性心脏病与心力衰竭患者峰值摄氧量(VO2peak)预测模型的临床验证

本研究针对心脏康复(CR)中需精准评估心肺适能(VO2peak)的临床需求，探索了静息心震图(SCG)技术开发的预测模型SCG 4.7_HD在缺血性心脏病(IHD)和射血分数降低型心衰(HFrEF)患者中的应用价值。结果显示，该模型虽能反映部分心脏功能参数，但与金标准心肺运动试验(CPET)相比存在显著误差(MAPE 29.1%)，且无法监测CR后VO2peak变化，提示需针对心脏病理特征优化算法设计。

　　

研究背景与意义

心肺适能(VO₂peak)是评估心血管疾病预后的"生命体征"，但传统心肺运动试验(CPET)设备稀缺且操作复杂。尤其对于缺血性心脏病(IHD)和心衰患者，精准的VO₂peak评估能指导个体化心脏康复(CR)方案制定。现有基于运动参数的预测方程误差高达20-40%，而新兴的静息心震图(SCG)技术通过捕捉心脏机械活动产生的胸壁振动信号，理论上可反映心脏泵血功能，但其在心脏患者群中的有效性尚未验证。这项发表于《European Heart Journal - Digital Health》的研究，首次系统评估了SCG预测模型在IHD和HFrEF患者中的临床应用价值。

关键技术方法

研究纳入125例新发IHD(n=58)或HFrEF(LVEF≤40%,n=67)患者，采用前瞻性队列设计。通过Ventriject ApS开发的Seismofit设备采集静息SCG信号，提取舒张期振幅(Dia_app)、形态学特征(DiaMorp)等参数构建SCG 4.7_HD预测模型。所有患者同期完成标准CPET(25W/2min递增负荷方案)，采用Bland-Altman分析比较SCG eVO₂peak与实测值的差异。44例HFrEF患者完成12周CR后重复测试，评估模型对功能改善的敏感性。

研究结果

1. 1.

   模型验证表现

   在验证数据集(n=64)中，SCG 4.7_HD系统性高估VO₂peak达2.1 mL·min^-1·kg^-1(P=0.003)，95%一致性界限(±10.9 mL·min^-1·kg^-1)远超临床可接受范围(MAPE≤10%)。对VO₂peak≤14 mL·min^-1·kg^-1的低功能患者，正确分类率仅23.1%。

1. 1.

   疾病亚组差异

   HFrEF患者中模型表现优于IHD组(SEE降低1.6 mL·min^-1·kg^-1)，提示SCG信号可能更易捕捉心衰特有的机械功能障碍。

2. 2.

   动态监测局限性

   尽管CPET显示HFrEF患者CR后VO₂peak显著提升11.5%(P<0.0001)，SCG eVO₂peak却无显著变化(r=-0.03, P=0.85)，且存在随改善幅度增大而低估的趋势。

结论与展望

该研究证实当前SCG模型尚不能满足临床对VO₂peak评估的精度要求，主要归因于：①算法基于健康人群SCG特征开发，未能充分捕捉心脏病理波形变异；②未整合运动诱发的心肌缺血动态变化。但SCG较传统人口学参数模型(R²提高12%)展现出的额外解释力，提示通过深度学习解析异常波形、联合多模态生理信号等改进方向。未来研究需扩大样本量并开发疾病特异性算法，以实现无创VO₂peak评估在心血管精准医疗中的潜在价值。