基于人工智能的系统性硬化症患者肺动脉高压筛查模型开发的多中心研究 (ARENAS)
"人工智能在PAH-SSc中的应用（ARENAS）"
肺动脉高压（PAH）是一种罕见且严重的疾病，可能与系统性硬化症（SSc）相关，显著恶化后者的预后。 基于临床、实验室检查、肺功能测试、心电图和超声心动图数据的筛查方案已被证明能够实现早期诊断并改善与SSc相关的PAH的预后。 然而，最近PAH诊断的血流动力学标准发生了变化，这些筛查方案在这一新背景下的有效性尚不明确。
本研究的主要目标是通过使用不同的人工智能算法，开发针对SSc患者的PAH筛查方案，并将这些算法与经典筛查方案进行比较。 这些算法将在西班牙的不同医院进行外部验证。
作为次要目标，本研究将评估与PAH发展相关的代谢途径中的各种蛋白质、右心室功能的某些参数以及生活质量影响测量值在与SSc相关的PAH预后评估中的实用性。
为此，将使用简单且可重复的临床数据，如心电图、超声心动图以及从主要PAH和SSc登记处获得的不同生活质量量表。 将应用机器学习技术和贝叶斯网络来生成用于筛查和预后评估的人工智能模型。
研究概览
地位
详细说明
肺动脉高压（PAH）是一种罕见且严重的疾病，每百万居民中患病者不足50人。其诊断需要进行右心导管检查这一侵入性操作。PAH具有多样性，常与自身免疫性疾病相关，例如系统性硬化症（SSc）——在西班牙每百万人中约有277例患者，这意味着该国可能有超过12,000人罹患此病。约10%的SSc患者会发展为PAH，这也是该群体主要致死原因。虽然目前无法治愈，但肺血管扩张药物已帮助患者延长寿命，有时以生活质量下降为代价。
在PAH更晚期阶段，通常需要持续静脉或皮下给药治疗。传统疗法主要侧重于扩张肺部血管以减轻心脏问题。近年来开发的新药直接作用于致病机制，旨在改善肺部血流。
人工智能（AI）和对疾病机制的深入理解正在改变医疗保健。然而，AI在筛查、诊断和预测SSc相关PAH（SSc-PAH）患者预后方面的效用尚不明确。过去几十年中，利用临床数据、实验室检查和超声心动图的筛查项目已被开发用于在症状出现前检测PAH。这些项目有助于更早识别患者并降低死亡率，但其低特异性可能导致大量不必要的右心导管检查。自2022年肺动脉高压诊断标准更新后，该问题可能加剧——新标准采用较宽松的血流动力学阈值，这可能使早期诊断更为困难。
这是一项双向性观察研究，结合现有患者病历的回顾性数据与新入组患者的前瞻性随访。
研究目标是通过采用基于AI的算法整合简易可重复的临床数据（如心电图和超声心动图），改进SSc患者PAH的早期检测。预计这些AI模型将优于传统筛查方案，使多数患者能更早发现PAH。更早、更精准的筛查还能减少不必要的有创操作，对临床结局和患者健康体验均有益处。
本研究还将检测SSc-PAH患者的蛋白表达，通过静息及运动状态超声心动图详细评估右心功能，并收集患者自报健康状况。这将有助于确定这些因素对预测预后和指导治疗的价值，支持更个性化的诊疗，从而改善临床结果和患者自报健康指标。
通过肺动脉高压与系统性自身免疫疾病参考中心的协作，联合患者协会组织，本研究致力于确保更多受影响患者能获得更早、更优质的诊疗，最终提升生存率与生活质量。
研究类型
注册 (估计的)
联系人和位置
学习地点
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Andalusia
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Granada、Andalusia、西班牙、18007
- 招聘中
- Hospital Universitario Clínico San Cecilio
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接触：
- Marta Garcia Morales Department of Respiratory Medicine
- 电话号码：958023000
- 邮箱：info@ibsgranada.es
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Cantabria
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Santander、Cantabria、西班牙、39008
- 招聘中
- Hospital Universitario Marqués de Valdecilla
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接触：
- Amaya Martínez Meñaca Department of Respiratory Medicine
- 电话号码：942202520
- 邮箱：amaya.martinez@scsalud.es
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Catalonia
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Barcelona、Catalonia、西班牙、08035
- 招聘中
- Hospital Universitario Vall d'Hebron
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接触：
- Manuel López Meseguer Department of Respiratory Medicine
- 电话号码：934893000
- 邮箱：manuel.lopez@vallhebron.cat
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Madrid
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Madrid、Madrid、西班牙、28034
- 招聘中
- Hospital Universitario Ramon y Cajal
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接触：
- Andrés Tenes Mayen Department of Respiratory Medicine
- 电话号码：913368000
- 邮箱：jtenes@salud.madrid.org
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Madrid、Madrid、西班牙、28041
- 招聘中
- Hospital Universitario 12 de Octubre
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接触：
- Alejandro Cruz Utrilla, MD, PhD
- 电话号码：635765340
- 邮箱：acruzutrilla@gmail.com
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参与标准
资格标准
适合学习的年龄
- 成人
- 年长者
接受健康志愿者
取样方法
研究人群
研究人群包括系统性硬化症（SSc）患者，无论是否伴有肺动脉高压（PAH），这些患者来自西班牙国家PAH登记处（REHAP）、风湿科系统性硬化症登记处、以及10月12日大学医院CSUR国家肺高压转诊中心及参与中心。
队列1（开发队列）：回顾性选取2016年至2024年期间的300名无PAH的SSc患者和50名确诊为PAH的SSc患者。
队列2（外部验证队列）：在研究的前两年期间，前瞻性招募来自参与中心和REHAP的200名无PAH的SSc患者和50名PAH-SSc患者。
队列3（预后队列）：在2025年1月至2026年12月期间，前瞻性从REHAP和参与中心招募100名PAH-SSc患者。
描述
纳入标准：
- 年龄 ≥ 18 岁
- 根据 ACR/EULAR 标准临床诊断为系统性硬化症（SSc）
- 对照组（无肺动脉高压的 SSc）：无肺动脉高压；可纳入孤立性或联合性毛细血管后肺动脉高压（肺毛细血管压 > 15 mmHg）或第 3 类肺动脉高压患者，但该组比例不超过 20%
- 病例组（SSc 相关 PAH）：通过右心导管检查确诊 PAH（平均肺动脉压 > 20 mmHg，肺毛细血管压 < 15 mmHg，肺血管阻力 > 2 伍德单位）
排除标准：
- 诊断时主要变量数据缺失（临床评估、血液检测、心电图、经胸超声心动图）
- 无法提供知情同意
学习计划
研究是如何设计的？
设计细节
队列和干预
团体/队列 |
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队列1
基于广泛可用的临床数据开发AI模型的队列。
包含300例无肺动脉高压（PAH）的系统性硬化症（SSc）对照者及50例合并PAH的SSc病例
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队列2
筛查模型的外部验证：200例无PAH的SSc对照组和50例与SSc相关的PAH病例组
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队列3
包含蛋白质分析、心脏影像学、患者报告体验指标与患者报告结局指标的预后模型：100例PAH-SSc患者
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研究衡量的是什么？
主要结果指标
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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系统性硬化症（SSc）中基于人工智能的肺动脉高压（PAH）筛查模型的诊断准确性
大体时间：在基线时（研究入组时的横断面评估）
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以右心导管检查为诊断金标准，机器学习与贝叶斯网络算法相较于经典筛查算法的灵敏度、特异度及受试者工作特征曲线下面积（AUC）对比
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在基线时（研究入组时的横断面评估）
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系统性硬化症相关肺动脉高压患者的无事件生存率
大体时间：最长24个月的随访期
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首次临床事件发生时间定义为全因死亡率、因肺动脉高压住院或临床恶化（WHO功能分级进展、6分钟步行距离下降或血流动力学恶化）。
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最长24个月的随访期
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系统性硬化症相关肺动脉高压患者报告的生活质量
大体时间：基线和24个月
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通过验证问卷从基线到随访测量的生活质量评分变化。
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基线和24个月
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次要结果测量
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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循环中激活素A与系统性硬化症相关肺动脉高压患者无事件生存期的相关性
大体时间：从基线至24个月。
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系统性硬化症相关肺动脉高压患者血浆激活素A浓度（pg/mL，通过ELISA测定）与无事件生存期（至死亡、因肺动脉高压住院或临床恶化的时间）之间的相关性。
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从基线至24个月。
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循环中激活素B与SSc-PAH患者无事件生存期的相关性
大体时间：从基线至24个月
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血浆中活化素B浓度（pg/mL，通过ELISA测定）与系统性硬化症相关肺动脉高压（SSc-PAH）患者无事件生存期的相关性。
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从基线至24个月
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循环抑制素α与系统性硬化症相关肺动脉高压无事件生存期的相关性
大体时间：从基线至24个月
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抑制素α血浆浓度（pg/mL，通过ELISA法测定）与SSc-PAH患者无事件生存期之间的相关性。
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从基线至24个月
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循环卵泡抑素与系统性硬化症相关肺动脉高压无事件生存期的相关性
大体时间：从基线至24个月
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血浆卵泡抑素浓度（pg/mL，通过ELISA测定）与SSc-PAH患者无事件生存期之间的相关性。
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从基线至24个月
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循环FSTL3水平与系统性硬化症相关肺动脉高压（SSc-PAH）患者无事件生存期的相关性
大体时间：从基线至24个月
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FSTL3血浆浓度（pg/mL，通过ELISA测定）与SSc-PAH患者无事件生存期之间的相关性。
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从基线至24个月
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RVFAC与SSc-PAH患者无事件生存期的相关性
大体时间：从基线至24个月
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二维经胸超声心动图测量的右心室面积变化率（RVFAC，%）与无事件生存期（至死亡、因肺动脉高压住院或临床恶化的时间）之间的相关性。
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从基线至24个月
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TAPSE与SSc-PAH患者无事件生存期的相关性
大体时间：从基线至24个月
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TAPSE（厘米，通过二维超声心动图测量）与 SSc-PAH 患者无事件生存期之间的相关性。
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从基线至24个月
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右心室整体纵向应变与SSc-PAH无事件生存期的相关性
大体时间：从基线至24个月
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通过二维超声心动图测量的右心室整体纵向应变（%）与系统性硬化相关肺动脉高压患者无事件生存期的相关性。
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从基线至24个月
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右心室游离壁应变与SSc-PAH患者无事件生存期的相关性
大体时间：从基线至24个月
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通过二维超声心动图测量的右心室游离壁应变（%）与系统性硬化症相关肺动脉高压（SSc-PAH）患者无事件生存期的相关性
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从基线至24个月
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肺动脉收缩压与系统性硬化症相关肺动脉高压患者无事件生存期的相关性
大体时间：从基线至24个月
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PSAP（通过静息和运动状态下二维超声心动图测量，单位为mmHg）与SSc-PAH患者无事件生存率之间的相关性。
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从基线至24个月
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合作者和调查者
研究记录日期
研究主要日期
学习开始 (实际的)
初级完成 (估计的)
研究完成 (估计的)
研究注册日期
首次提交
首先提交符合 QC 标准的
首次发布 (实际的)
研究记录更新
最后更新发布 (实际的)
上次提交的符合 QC 标准的更新
最后验证
更多信息
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