通过自主神经功能介导的心脏康复运动处方 (EXCARMA)

心脏康复（CR）已被证明是心血管疾病（CVD）治疗连续体中不可或缺的二级预防组成部分，在欧洲心脏病学会（ESC）以及美国心脏协会和美国心脏病学会（AHA/ACC）指南中，它被列为证据等级A和B的I类推荐。 CR也是治疗CVD最具成本效益的临床干预措施之一。 这些疾病，即冠状动脉疾病（CAD）和心力衰竭（HF），与自主神经功能障碍相关，特别是自主交感神经系统（ASS）的过度激活，导致冠状动脉血管收缩、心肌重构和基础耗氧量增加。 CR计划（CRP）的主要组成部分是运动训练（ET），它是CVD非药物治疗的核心支柱之一，从而防止上述有害效应的进展。 ET在CRP中的作用日益受到重视；然而，在现有的多种训练方案中，哪种是最佳的运动组合和类型（有氧/无氧或两者兼有）、训练频率和持续时间仍不明确，其处方应根据患者的临床病史和CRP前检查结果进行个体化定制。 这一局限性被认为是获得CRP优化结果的主要障碍。 缺乏一种能够更精确评估并因此更好量化处方效果、安全优化训练计划的方法，是CR的核心问题之一，本研究提案将把心血管系统的自主神经调节置于CRP中ET处方的核心理念中心，以解决这一问题。 本研究计划的主要目标是基于自主神经输出，制定一个客观且个体化的CRP中ET处方方案。

经过仔细考量，我们考虑了两种重要但不同且已明确证明ASS过度激活的病理状况：“非缺血性射血分数降低的心力衰竭”（NIHFrEF）和“无HF的CAD”（CADnonHF）。 以下次要目标有助于实现这一核心目标，并定义了大部分相关任务：

• 评估NIHFrEF和CADnonHF患者的基线交感激活模式（任务2）；
• 为CRP背景下的ET处方目的，定义关于交感激活的标准化因子（任务3）；
• 定义基于自主神经反应指导处方的CRP运动训练计划（任务4）；在任务2中，将使用每种状况（NIHFrEF和CADnonHF）各30名患者的样本，以确保对均值抽样分布的良好近似（利用中心极限定理），对自主神经系统（ANS）的基线激活水平进行表征，参与者将在莱里亚中心医院（CHL）心脏病科的CR门诊招募。 CHL CR单元自2022年起已获得欧洲预防心脏病协会（EAPC）认证。 将使用24小时动态心电图和“长时程心电图”获取相对不精确的ANS经典间接测量指标，如心率变异性（HRV）及其衍生指数，以及通过心肺运动试验（CPET）获取第一分钟心率恢复数据，同时检测血液和尿液样本中的血清儿茶酚胺。 除了这些间接测量，还将在宿主研究机构（ciTechCare）进行通过微神经电图（MSNA）获得的交感神经系统直接记录。 这些变量（自主神经及其衍生指标）集合，连同代谢生物标志物，将允许进行多变量相关性分析，随后使用机器学习算法“主成分分析”（PCA）来降低数据集的维度，从而定义用于运动处方目的的标准化因子，这对应于任务3的主要目标。 该标准化因子将是建立个体交感激活模式的关键，为初始运动处方设定相同的起点，并对患者表现进行无偏倚的随访。 关于任务4，训练计划（有氧/无氧负荷）将与分类模型（前一任务的可衍生结果之一）定义的级别结合实施，并由候选人与CRP团队的理疗医师共同制定，设定一个结合（有氧和抗阻）且分层（具有不同强度、频率、阶段和持续时间）的训练计划。 该方案将由相应的健康伦理委员会评估（任务1），并将遵守所有关于安全和数据保护的法律问题。

关于风险及缓解策略，主要风险与数据评估相关。 在这种情况下，可能会联系其他医院以增加参与者数量。 另一风险与任务依赖性相关。 在这种情况下，导师的经验以及本项目融入一个在CRP方面具有专业知识并熟悉人工智能在医学中应用的团队，将是决定性的。