根据英国伦敦帝国理工学院研究人员的说法,左心室的四维(4D)运动分析已揭示了六个新的运动表型组,可用于确定心血管疾病结果和遗传风险。
传统的心脏评估严重依赖全局容积测量,这往往无法捕捉到心脏功能中更细微或早期的异常。现在,这项大规模分析已证明运动分析识别不同心脏结果的潜力。
人工智能分析四维点云模型
参与者样本来自英国生物银行(UK Biobank),该银行在2006年至2010年间招募了50万名40至69岁的参与者。
研究人员使用图像处理人工智能(计算机视觉)分析左心室20,000多个合格参与者样本的心脏运动特征。图像样本被转换为四维点云模型,捕捉左心室的完整形状以及在整个心动周期中形状如何变化。
研究人员通过疾病流行率、未来心脏事件和多基因风险评分确定了六个运动特征聚类(表型组)。研究人员将这些聚类与人群平均模型(对照)进行比较,以定义运动模式的多样性。
心脏运动的六个表型组
表型组1和2(PG1和PG2)被确定为风险最低的组,肥胖、糖尿病和高血压风险最小,表明通过运动分析也可以识别出不良结果风险低的健康个体。
虽然PG3没有表现出强烈的区分性风险因素,但PG4与心肌代谢疾病(如糖尿病性心肌病)关联最为密切,表明运动分析也可以识别代谢风险。
PG5和PG6显示心脏病的流行率和发病率最高,以及最高的多基因风险评分。虽然PG6显示出显著的心脏骤停发生率,但PG5更多与高血压和扩张型心肌病相关。PG6也是唯一一个显示出心肌梗死和心脏疾病发生率较高的聚类,这表明运动特征可能还能预测致命结果。
研究局限性与临床意义
尽管前景广阔,但该研究存在局限性。该模型仅关注左心室,排除了其他心腔,这挑战了表型组的更广泛应用。
英国生物银行样本主要由具有欧洲血统的参与者组成,而老年人和生活在社会经济贫困地区的人则代表性不足。需要进一步研究以了解运动分析在不同人群和社会群体中的能力。
尽管如此,如果在临床环境中得到验证,四维心脏运动分析有潜力重新定义心脏病的筛查和管理,进一步推进个性化心脏护理的发展。
参考文献
Schiratti PR等. 四维左心室运动聚类揭示人群规模的心血管表型. Sci Rep. 2026; DOI: 10.1038/s41598-026-56151-y
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