源自光电容积脉搏波描记法的外周谐波畸变指标与心脏病学队列中左心室射血分数相关

《Scientific Reports》：Peripheral harmonic distortion metrics derived from photoplethysmography are associated with left ventricular ejection fraction in a cardiology cohort

　　

摘要

在评估收缩功能时，左心室射血分数（LVEF）仍是主要的临床指标；然而，大规模人群筛查主要依赖于资源密集且不易扩展的影像学手段。外周光电容积脉搏波（PPG）广泛存在于可穿戴设备和门诊护理中，可捕获由心室射血和动脉负荷所决定的脉搏波形形态。目前，反映收缩功能变化的谐波域PPG特征仍不确定。本横断面研究旨在探究外周PPG衍生出的形态学指标与谐波畸变指标与LVEF之间的关联，研究对象为具有心血管疾病的真实世界门诊患者。共纳入1,126名参与者，接受标准化指端PPG记录和临床超声心动图LVEF评估。在信号质量过滤后，我们提取了时域特征（面积、P1、AC/DC、Std_AREA）和谐波比率（H2/H1、H3/H1）。采用Spearman相关分析和多变量线性回归评估与LVEF的关联。为评估不同域级别的贡献，我们进行了块回归分析和优势分析。多项PPG衍生特征与LVEF呈统计学显著但幅度有限的关联。探索性多变量分析识别出基于幅度和谐波域参数均可能为收缩功能的候选贡献因素。为进一步应对潜在混杂和模型不稳定性，进行了额外的协变量校正和共线性分析。校正主要临床协变量后，H2/H1仍与LVEF独立相关，且在VIF分析中未表现出严重的多重共线性。在块建模中，谐波域特征的贡献略大于基于幅度的参数。然而，H2/H1在单变量相关分析中不显著，且在多变量校正后仅表现出微小的关联。因此，外周PPG波形特征在有心血管疾病门诊患者中与LVEF呈系统性关联。谐波重分布指标可能反映了超越简单脉搏幅度传递的心室-动脉相互作用。鉴于效应量小且模型解释力低，这些发现应被解读为探索性关联，而非谐波畸变作为LVEF或收缩-血管耦联的临床有用标志物的证据。这些发现表明，从外周PPG衍生的谐波畸变指标可能包含有限的与LVEF相关的互补生理信息，并有必要使用同步测量进行前瞻性验证。