Harjoitusmääräys sydänkuntoutuksessa autonomisen toiminnan välityksellä (EXCARMA)

Kardiologinen kuntoutus (CR) on osoittautunut olennaiseksi toissijaiseksi ennaltaehkäisykomponentiksi sydän- ja verisuonitautien (CVD) hoidon jatkumossa, ja se on luokan I suositus todisteiden tasolla A ja B Euroopan kardiologiyhdistyksen (ESC) sekä Amerikan sydänyhdistyksen ja Amerikan kardiologiyhdistyksen (AHA/ACC) ohjeistuksissa. CR on myös yksi kustannustehokkaimmista kliinisistä interventioista CVD:n hoidossa. Nämä taudit, nimittäin sepelvaltimotauti (CAD) ja sydämen vajaatoiminta (HF), liittyvät autonomiseen toimintahäiriöön, erityisesti autonomisen sympaattisen järjestelmän (ASS) liialliseen aktivaatioon, mikä johtaa sepelvaltimoiden supistumiseen, sydänlihaksen uudelleenmuokkaukseen ja lisääntyneeseen perushapenkulutukseen. CR-ohjelmien (CRP) pääkomponentti on harjoittelukoulutus (ET), joka on yksi keskeisistä ei-farmakologisen hoidon tukipilareista CVD:ssä, estäen näin edellä mainittujen haitallisten vaikutusten etenemisen. ET:n roolia CRP:ssä on korostettu yhä enemmän; kuitenkin moninaisten olemassa olevien harjoitusohjelmien joukossa ei ole vielä selvää, mikä on optimaalinen yhdistelmä ja harjoitustyyppi (aerobinen/anaerobinen tai molemmat), istuntojen tiheys ja kesto, joiden määräyksen tulisi räätälöidä ottaen huomioon potilaan kliininen historia ja ennen CRP:tä tehdyt tutkimustulokset. Tätä rajoitusta pidetään merkittävänä haittana optimoitujen tulosten saavuttamisessa CRP:ssä. Metodologian puuttuminen, joka voisi tarkemmin arvioida ja siten paremmin kvantifioida määräyksen vaikutusta turvallisesti optimoiden harjoitussuunnitelmaa, on yksi CR:n keskeisistä ongelmista, ja tätä käsitellään tässä tutkimusehdotuksessa asettaen verenkiertoelimistön autonominen säätely keskiöön ET:n määräämisen perustelussa CRP:ssä. Tämän tutkimussuunnitelman päätavoite on laatia objektiivinen ja yksilöllinen protokolla ET:n määräämiseksi CRP:hin perustuen autonomiseen lähtöön.

Huolellisen harkinnan jälkeen otettiin huomioon kaksi tärkeää mutta erilaista patologiaa, joissa ASS:n liiallinen aktivaatio on selvästi osoitettu: "ei-iskeeminen HF alentuneella ejektiofraktiolla" (NIHFrEF) ja "CAD ilman HF:ää" (CADnonHF). Seuraavat toissijaiset tavoitteet edistävät tämän keskeisen tavoitteen saavuttamista ja määrittelevät suurimman osan liittyvistä tehtävistä:

• NIHFrEF- ja CADnonHF-potilaiden perussympaattisen aktivaatiokuvion arviointi (Tehtävä2);
• Normalisointitekijän määrittely sympaattisen aktivaation suhteen ET-määräystä varten CRP:n kontekstissa (Tehtävä3)
• Harjoittelukoulutusohjelman määrittely CRP:lle, jossa määräys perustuu autonomiseen vasteen (Tehtävä 4); Tehtävässä 2 autonomisen hermoston (ANS) perusaktivaatiotasoa kuvataan kummallekin kahdesta tunnistetusta tilasta (NIHFrEF ja CADnonHF) käyttäen 30 potilaan otosta kummassakin varmistaakseen otoskeskiarvon jakauman hyvän approksimaation keskeisen raja-arvolauseen avulla, ja osallistujat rekrytoidaan CR-konsultaatiossa Centro Hospitalar de Leirian (CHL) kardiologiaosastolla. CHL:n CR-yksikkö on Euroopan ennaltaehkäisevän kardiologian yhdistyksen (EAPC) akkreditointi vuodesta 2022 lähtien. Klassisia epäsuoria ANS-mittauksia, jotka ovat suhteellisen epätarkkoja, kuten syketaajuuden vaihtelu (HRV) ja johdetut indeksit, saadaan 24 tunnin Holterilla ja "pitkäkestoisella EKG:lla", samoin kuin ensimmäisen minuutin sykkeen palautuminen kardiopulmonaarisella rasitustestillä (CPET) sekä seerumin katekolamiinit veri- ja virtsanäytteistä. Näiden epäsuorien mittauksien lisäksi suoritetaan suora SNS:n tallennus mikroneurografialla (MSNA), joka on saatavilla isäntätutkimuslaitoksessa (ciTechCare). Muuttujajoukko (autonominen ja sen johdannaiset) yhdessä metabolisten biomarkkerien kanssa mahdollistaa monimuuttuja-korrelaatioanalyysin, jota seuraa koneoppimisalgoritmin "Pääkomponenttianalyysi" (PCA) käyttö datajoukon ulottuvuuden vähentämiseksi ja siten normalisointitekijän määrittely harjoitusmääräystä varten, mikä vastaa Tehtävään 3 liittyvää päätavoitetta. Tämä normalisointitekijä on avainasemassa yksilöllisen sympaattisen aktivaatiokuvion määrittämisessä, luoden saman lähtöpisteen alkuperäiselle harjoitusmääräykselle ja puolueettoman seurannan potilaan suorituksesta. Mitä tulee Tehtävään 4, harjoitussuunnitelmat (aerobinen/anaerobinen kuormitus) toteutetaan yhdessä luokittelumallille määritettyjen tasojen kanssa (yksi edellisen tehtävän johdettavissa olevista), ja ne kehitetään hakijan yhdessä CRP-tiimin fysiatrian kanssa laatimalla yhdistetty (aerobinen ja lihasvoima) ja porrastettu (erilaisilla intensiteetin, tiheyden, vaiheiden ja keston tasoilla) harjoitusohjelma. Tätä protokollaa arvioidaan asianmukaisilla terveysetiikkakomiteoilla (Tehtävä 1), ja kaikkia turvallisuuteen ja tietosuojaan liittyviä oikeudellisia kysymyksiä noudatetaan.

Mitä tulee riskeihin ja niiden lieventämisstrategioihin, pääriski liittyy tietojen arviointiin. Siinä tapauksessa voidaan ottaa yhteyttä muihin sairaaloihin osallistujamäärän lisäämiseksi. Toinen riski liittyy tehtävien riippuvuuteen. Tässä tapauksessa ohjaajien kokemus ja tämän projektin integrointi tiimiin, jolla on asiantuntemusta CRP:stä ja joka on perehtynyt tekoälysovelluksiin lääketieteessä, on ratkaiseva.