学术报告

第一部分：研究的主要作者、机构及发表信息

本文是一篇关于身体活动与心脏结构及功能重新构建（cardiac remodelling）之间关系的原创研究论文，题为《Device-measured physical activity and cardiac structure by magnetic resonance》。主要作者包括 Thomas Yates、Cameron Razieh、Joe Henson、Alex V. Rowlands 和 Gerry P. McCann 等，相关机构为英国 University of Leicester 的 Diabetes Research Centre 和 Leicester Diabetes Centre，以及该大学的 Cardiovascular Sciences 部门等。文章发表于 *European Heart Journal*，在线发布日期为 2024 年 8 月 14 日。

第二部分：研究背景与目的

本研究属于心血管科学领域，聚焦于身体活动（physical activity）对心脏结构和功能的影响。长期以来，科学界已经确定规律的身体活动对心血管健康至关重要，适量的身体活动不仅能够降低心血管疾病（CVD）的发生风险，还能改善如高血压、高胆固醇、2 型糖尿病等可控风险因素。然而，极端运动（即超高强度运动）会在耐力运动员中引发类似心肌病的心脏适应性变化，即所谓“运动员心脏”（athlete’s heart），其可能包括左心室体积及质量的极端变化，且部分变化可能与病理性重构难以区分。

尽管关于专业运动员心脏适应的研究较多，但针对普通人群的身体活动与心脏结构变化之间关系的研究甚少。尤其是，现有研究主要依赖自我报告的活动数据，且样本规模有限。为此，本研究通过设备测量的身体活动（accelerometer）与心脏磁共振（CMR）成像数据相结合，探索普通健康人群中身体活动与心脏结构重构的关联，旨在填补这一领域的空白。

第三部分：研究的详细流程

研究对象与样本筛选

研究从英国的 UK Biobank 数据库中选取健康成人作为研究对象。该数据库最初从 2006 年至 2010 年收集了超过 50 万名参与者的信息，随后从 2014 年起开展包含心脏磁共振扫描在内的影像子研究。最终筛选规则如下： 1. 纳入磁共振扫描和加速计（设备测量）数据完整的参与者； 2. 排除有心血管疾病（CVD）或高血压病史、或正在服用降压药物的参与者。

最终分析包括 10,111 名健康成年参与者，其中女性 5,977 名，男性 4,134 名。样本中位年龄分别为女性 62 岁、男性 64 岁。

数据采集

1. 身体活动测量（Accelerometer Analysis）：

   • 使用佩戴于手腕的加速计设备记录参与者 7 天内的身体活动数据。
   • 数据处理包括剔除佩戴时间不足 3 天或校准误差大于 0.01g 的文件。
   • 活动水平按剧烈活动（vigorous-intensity physical activity，VPA）、中高强度活动（moderate-to-vigorous-intensity physical activity，MVPA）和总身体活动（total physical activity）进行分类与量化。

2. 心脏磁共振扫描（Cardiac Magnetic Resonance, CMR）：

   • 使用 1.5T 磁共振成像设备对参与者的心脏结构进行全盘扫描，提取左心室舒张末期容积（LVEDV）、左心室舒张末期室壁厚度（LV Wall Thickness）、左心室射血分数（LV Ejection Fraction）等参数。
   • 数据处理与分割过程由受过训练的心脏病专家手动质控，计算并标准化各指标，按体表面积（Body Surface Area，BSA）校正。

数据分析与统计方法

• 回归模型： 使用线性回归模型检验身体活动与心脏磁共振指标之间的关联。
• 调整混杂变量： 模型调整包括性别、年龄、种族、社会经济地位（Townsend Index）、吸烟状态和家族心血管疾病史等变量。
• 分层分析与敏感性分析： 检查性别、年龄是否对结果模式产生显著影响，并通过分组探索不同身体活动水平对结果的影响。

第四部分：主要研究结果

1. MVPA 与左心室几何变化的关联：

   • 每增加 10 分钟/天的 MVPA，女性的标准化 LVEDV 增加 0.70 ml/m^2（95% CI: 0.62–0.79），男性增加 1.08 ml/m^2（95% CI: 0.95–1.20）。
   • 即便处于 MVPA 的最高分组（前 10% 的活动水平），LVEDV 仍保持在正常值范围（女性 79.1 ml/m^2，男性 91.4 ml/m^2）。

2. 右心室及心房适应性变化：

   • 与 LVEDV 相似，右心室以及左右心房容量在 MVPA 增加时表现出正线性关联，且这些变化在临床意义上均未超出正常范围。

3. 左心室射血分数及室壁厚度的变化：

   • MVPA 与 LV 射血分数呈现出轻微负相关，但仍保持在正常范围内（>55%）。
   • 尽管 MVPA 与最大/平均室壁厚度存在小幅度的正相关变化（增加约 0.01–0.02 mm），但该变化在临床上难以被认为有重要意义。

4. 性别和年龄的影响：

   • 整体来说，男性的 LVEDV 和室壁厚度均高于女性，高龄人群则倾向于较低的 LVEDV 和较高的室壁厚度。
   • 然而，不同性别和年龄组间的身体活动相关模式表现出一致性。

第五部分：研究结论及价值

通过分析设备测量的常态化身体活动及其对心脏磁共振参数的影响，本研究得出以下关键结论： 1. 心脏重构仍在正常范围内：即使是高水平的中高强度身体活动（如 MVPA 和 VPA），与心脏重构的关联性也未超出正常生理范围，未见与左心室扩大或肥厚型心肌病相重叠的迹象。 2. 支持推荐身体活动量：研究结果进一步验证了参与身体活动对维持健康心脏功能的益处，为公共卫生中推广定期运动提供了重要的科学依据。

此外，本研究的创新性体现在其结合了大规模加速计监测和 CMR 数据，提供了对普通社区人群这一关联性的最全面描述。

第六部分：研究的亮点

1. 样本规模巨大且控制严格：研究对象为来自 UK Biobank 的 10,111 名无心血管疾病或高血压的健康成年人，有效减少了混杂变量的影响。
2. 方法学创新：首次整合设备测量的身体活动与 CMR 指标，并借助手动质控确保数据准确性。
3. 成果的广泛适用性：尽管研究对象以健康人群为主，结果为未来探讨高强度运动潜在风险的进一步研究提供了基线信息。

第七部分：补充内容

尽管研究结果意义显著，但作者也提到了一些局限性： 1. 研究为横断面设计，无法得出因果推论； 2. 高强度身体活动的绝对样本数量有限，未能全面反映极端运动对心脏的影响。

未来研究需要进一步扩大样本规模，特别是关注超高强度活动对心脏适应性的长期后果。