Recepta na ćwiczenia w rehabilitacji kardiologicznej oparta na funkcji autonomicznej (EXCARMA)

Rehabilitacja kardiologiczna (CR) okazała się istotnym elementem profilaktyki wtórnej w kontinuum leczenia chorób sercowo-naczyniowych (CVD), będąc rekomendacją klasy I z poziomem dowodów A i B zgodnie z wytycznymi Europejskiego Towarzystwa Kardiologicznego (ESC) oraz Amerykańskiego Towarzystwa Kardiologicznego i Amerykańskiego Kolegium Kardiologicznego (AHA/ACC). CR jest również jedną z najbardziej opłacalnych klinicznie interwencji w leczeniu CVD. Choroby te, mianowicie choroba wieńcowa (CAD) i niewydolność serca (HF), wiążą się z dysfunkcją autonomiczną, szczególnie nadmierną aktywacją autonomicznego układu współczulnego (ASS), prowadząc do skurczu naczyń wieńcowych, przebudowy mięśnia sercowego i zwiększonego podstawowego zużycia tlenu. Głównym elementem programów rehabilitacji kardiologicznej (CRP) jest trening ćwiczeniowy (ET), będący jednym z centralnych filarów nielekowego leczenia CVD, zapobiegający wspomnianej progresji szkodliwych skutków. Rola ET w CRP jest coraz bardziej podkreślana; jednak wśród różnorodnych istniejących programów treningowych nadal nie jest jasne, jakie jest optymalne połączenie i rodzaj ćwiczeń (aerobowe/beztlenowe lub oba), częstotliwość i czas trwania sesji, których przepisanie powinno być dostosowane z uwzględnieniem historii klinicznej pacjenta i wyników badań przed CRP. To ograniczenie jest wskazywane jako główna przeszkoda w uzyskaniu zoptymalizowanych wyników w CRP. Brak metodologii, która może dokładniej ocenić, a tym samym lepiej określić efekt przepisania, bezpiecznie optymalizując plan treningowy, jest jednym z centralnych problemów dotyczących CR i zostanie poruszony w tej propozycji badawczej, stawiając autonomiczną modulację układu sercowo-naczyniowego w centrum racjonalności przepisywania ET w CRP. Głównym celem tego planu badawczego jest opracowanie obiektywnego i zindywidualizowanego protokołu do przepisywania ET w CRP na podstawie autonomicznego wyniku.

Po starannym rozważeniu, uwzględniono dwie ważne, ale różne patologie z wyraźnie wykazaną nadaktywnością ASS: "niewydolność serca bez niedokrwienia ze zmniejszoną frakcją wyrzutową" (NIHFrEF) i "choroba wieńcowa bez niewydolności serca" (CADnonHF). Następujące cele drugorzędne przyczyniają się do osiągnięcia tego głównego celu i definiują większość powiązanych zadań:

• Ocena podstawowego wzorca aktywacji współczulnej u pacjentów z NIHFrEF i CADnonHF (Zadanie 2);
• Definicja czynnika normalizacyjnego dotyczącego aktywacji współczulnej dla celów przepisywania ET w kontekście CRP (Zadanie 3)
• Definicja programu treningu ćwiczeniowego dla CRP z przepisaniem kierowanym odpowiedzią autonomiczną (Zadanie 4); W Zadaniu 2 podstawowy poziom aktywacji autonomicznego układu nerwowego (ANS) zostanie scharakteryzowany dla każdego z dwóch zidentyfikowanych stanów (NIHFrEF i CADnonHF) przy użyciu próby 30 pacjentów dla każdego, aby zapewnić dobre przybliżenie rozkładu próbkowania średniej przy użyciu centralnego twierdzenia granicznego, a uczestnicy zostaną zrekrutowani podczas konsultacji CR w oddziale kardiologii Centro Hospitalar de Leiria (CHL). Jednostka CR CHL jest akredytowana przez Europejskie Towarzystwo Kardiologii Prewencyjnej (EAPC) od 2022 roku. Klasyczne pośrednie miary ANS, które są stosunkowo niedokładne, takie jak zmienność rytmu serca (HRV) i pochodne wskaźniki, zostaną uzyskane za pomocą 24-godzinnego Holtera i "długotrwałego EKG", a także odzysku HR w pierwszej minucie za pomocą testu wysiłkowego z oceną wydolności krążeniowo-oddechowej (CPET) oraz katecholamin w surowicy krwi i próbkach moczu. Oprócz tych pośrednich miar, zostanie przeprowadzone bezpośrednie rejestrowanie SNS uzyskane za pomocą mikroneurografii (MSNA), dostępne w instytucji badawczej gospodarza (ciTechCare). Zestaw zmiennych (autonomicznych i ich pochodnych), wraz z biomarkerami metabolicznymi, umożliwi wielowymiarową analizę korelacji, a następnie użycie algorytmu uczenia maszynowego "Analiza głównych składowych" (PCA) w celu redukcji wymiarowości zestawu danych, a tym samym zdefiniowania czynnika normalizacyjnego do celów przepisywania ćwiczeń, co odpowiada głównemu celowi związanemu z Zadaniem 3. Ten czynnik normalizacyjny będzie kluczowy do ustalenia indywidualnego wzorca aktywacji współczulnej, ustalając ten sam punkt wyjścia do wstępnego przepisania ćwiczeń i obiektywnego monitorowania wyników pacjenta. W odniesieniu do Zadania 4, plany treningowe (obciążenie aerobowe/beztlenowe) będą realizowane wraz z poziomami zdefiniowanymi dla modelu klasyfikacyjnego (jednego z wyników poprzedniego Zadania) i będą opracowywane przez kandydata wraz z fizjiatrą zespołu CRP, poprzez ustalenie połączonego (aerobowego i oporowego) i stratyfikowanego (z różnymi poziomami intensywności, częstotliwości, etapów i czasu trwania) programu treningowego. Protokół ten zostanie oceniony przez odpowiednie komisje etyki zdrowotnej (Zadanie 1), a wszystkie kwestie prawne dotyczące bezpieczeństwa i ochrony danych będą przestrzegane.

W odniesieniu do ryzyk i strategii ich łagodzenia, główne ryzyko jest związane z oceną danych. W takim przypadku mogą zostać skontaktowane inne szpitale, aby zwiększyć liczbę uczestników. Inne ryzyko jest związane z zależnością zadań. W tym przypadku doświadczenie mentorów i integracja tego projektu w zespole z ekspertyzą w CRP i znajomością zastosowań sztucznej inteligencji w medycynie będą decydujące.