评估传统与新型光电容积脉搏波（PPG）参数的年龄依赖性：心血管健康评估新视角

《Artery Research》：Evaluation of the Age Dependence of Conventional and Novel Photoplethysmography Parameters

为探究心血管（CV）衰老相关指标，研究人员分析 PPG 及脉搏率变异性（PRV）参数与年龄关系，发现其相关性多样，为评估 CV 年龄提供依据。

　　

心血管衰老评估新探索：光电容积脉搏波参数的年龄依赖性研究

在当今社会，心血管疾病就像一个隐匿在暗处的 “健康杀手”，时刻威胁着人们的生命安全。尤其是随着年龄的增长，心血管系统仿佛一台逐渐老化的精密仪器，各种问题开始显现。据统计，近几十年来，心血管疾病一直是全球范围内的主要死因之一，特别是在老年人群体中，它的危害更为显著。年龄相关的心血管系统表型改变，以及心血管风险因素加速这些改变的发展，是引发心血管疾病的关键因素。因此，寻找能够反映心血管衰老的生物标志物，对改善治疗和预防策略至关重要。

光电容积脉搏波（Photoplethysmography，PPG）作为一种简单、易获取且高度可重复的技术，可用于实时监测脉搏波。它通过用 LED 照射皮肤和组织，测量反射或透射光的强度，以此反映血管系统的压力变化，并且没有已知的不良影响。以往研究表明，PPG 在心血管诊断和家庭监测方面具有很大潜力，但大多数 PPG 衍生参数与年龄相关的研究并不充分，限制了其广泛应用。此外，以往研究多聚焦于单个或少数参数，且常假设参数与年龄呈线性关系，这可能无法准确反映实际情况。

为了深入探究这一问题，来自塞梅维什大学（Semmelweis University）等机构的研究人员开展了一项研究。他们旨在确定同时记录的一系列脉搏波参数（包括 PRV 参数、脉搏形态参数和新开发的复合评分参数）与年龄的相关性，从而评估 PPG 脉搏波分析在评估心血管衰老方面的实用性。该研究成果发表在《Artery Research》杂志上。

在研究中，研究人员使用了一种高效的自动化软件，对大量健康成年人群的脉搏波数据进行准确、快速和可重复的评估。他们建立了一个全面的脉搏波数据库，通过严格筛选，招募了符合特定纳入标准的志愿者。这些标准包括自我报告身体健康、无心血管疾病、未使用心血管药物、非孕期、BMI 在 18 - 26 kg/m²之间、不吸烟、饮酒量极少且无慢性或癌症病史。志愿者主要来自塞梅维什大学的健康员工、员工亲属和学生。

研究人员使用 Berry BM 1000B 脉搏血氧仪在志愿者的右食指上记录 140s 的脉搏波，通过蓝牙将数据传输到由 E - Med4All Europe Ltd. 开发的移动应用程序（SCN4ALL/HeartReader），并上传到安全的在线数据库。之后，使用专有的软件分析脉搏波，计算出传统和新型的脉搏波参数（PPG 参数），包括 PRV 参数。研究人员使用 Pearson 相关性分析和广义相加模型（Generalised Additive Models，GAM）分析，将这些参数值与志愿者的年龄进行比较。

在 PPG 参数方面，研究结果显示，在传统的 PPG 形态参数中，衰老指数（AGEi）、收缩斜率倾斜度（SysAlpha）和 d/a 等与年龄有显著相关性。其中，AGEi（r = 0.485）、SysAlpha（r = -0.418）、d/a（r = -0.376）表现出最强的年龄依赖性。与心脏射血相关的时间参数，如 ET (PPG)（r = 0.589）、峰值时间（Crest Time）（r = 0.570）、左心室射血时间指数（LVETi）（r = 0.539）等，也与年龄呈现强相关性。新的参数中，DNi*（r = -0.517）和 c - d incidence*（r = 0.419）同样与年龄相关。所有的复合评分参数，如心脏健康评分（Heart Fitness Score）（r = -0.493）、心血管健康评分（CV Health Score）（r = -0.450）和总评分（Total Score）（r = -0.301）都与年龄显著相关。

在 PRV 参数方面，一些参数表现出与年龄的中度但显著的负相关。例如，cTotalPower（r = -0.325）和 cSDRR（r = -0.401）在频域和时域测量中表现出最强的年龄依赖性。非线性 PRV 参数中，除了 cSD2（r = -0.428）外，其他参数与年龄的相关性较弱。

GAM 分析进一步揭示了参数与年龄的非线性关系。大多数 PPG 参数与年龄呈现线性或近似线性关系，但一些参数如所有评分参数在 40 岁后呈现明显的非线性下降趋势，eLVET1和 c - d incidence参数呈现先上升后平稳的趋势，Crest Time 则表现出极端的非线性，有多个拐点。PRV 参数中，cTotalPower 和 cSDRR 随年龄呈明显的线性下降，而 cMHR 与年龄无显著相关性。

这项研究意义重大。它成功地识别出传统和新型 PPG 参数与年龄相关的线性和非线性关系，表明与心脏射血时间、动脉弹性和 PRV 相关的参数与年龄密切相关，为全面了解心血管系统随时间的演变提供了依据。新引入的复合 PPG 评分参数与年龄有显著相关性，可能补充传统指标，但还需进一步验证。该研究强调了脉搏波分析在无创监测心血管衰老方面的潜力，为将 PPG 技术应用于临床和预防心脏病学奠定了基础。然而，要将该方法真正应用于临床，还需要对患有各种心血管疾病和合并症的患者进行进一步研究。

总之，这项研究为心血管衰老评估开辟了新的道路，尽管还有很长的路要走，但它为未来的研究指明了方向，有望在心血管疾病的预防和治疗方面带来新的突破。