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The benefit of regular physical activity and exercise training for the prevention of cardiovascular and metabolic diseases is undisputed. Many molecular mechanisms mediating exercise effects have been deciphered. Personalised exercise prescription can help patients in achieving their individual greatest benefit from an exercise-based cardiovascular rehabilitation programme. Yet, we still struggle to provide truly personalised exercise prescriptions to our patients. In this position paper, we address novel basic and translational research concepts that can help us understand the principles underlying the inter-individual differences in the response to exercise, and identify early on who would most likely benefit from which exercise intervention. This includes hereditary, non-hereditary and sex-specific concepts. Recent insights have helped us to take on a more holistic view, integrating exercise-mediated molecular mechanisms with those influenced by metabolism and immunity. Unfortunately, while the outline is recognisable, many details are still lacking to turn the understanding of a concept into a roadmap ready to be used in clinical routine. This position paper therefore also investigates perspectives on how the advent of ‘big data’ and the use of animal models could help unravel inter-individual responses to exercise parameters and thus influence hypothesis-building for translational research in exercise-based cardiovascular rehabilitation.

Aims Averaged measurements, but not the progression based on multiple assessments of carotid intima-media thickness, (cIMT) are predictive of cardiovascular disease (CVD) events in individuals. Whether this is true for conventional risk factors is unclear. Methods and results An individual participant meta-analysis was used to associate the annualised progression of systolic blood pressure, total cholesterol, low-density lipoprotein cholesterol and high-density lipoprotein cholesterol with future cardiovascular disease risk in 13 prospective cohort studies of the PROG-IMT collaboration (n = 34,072). Follow-up data included information on a combined cardiovascular disease endpoint of myocardial infarction, stroke, or vascular death. In secondary analyses, annualised progression was replaced with average. Log hazard ratios per standard deviation difference were pooled across studies by a random effects meta-analysis. In primary analysis, the annualised progression of total cholesterol was marginally related to a higher cardiovascular disease risk (hazard ratio (HR) 1.04, 95% confidence interval (CI) 1.00 to 1.07). The annualised progression of systolic blood pressure, low-density lipoprotein cholesterol and high-density lipoprotein cholesterol was not associated with future cardiovascular disease risk. In secondary analysis, average systolic blood pressure (HR 1.20 95% CI 1.11 to 1.29) and low-density lipoprotein cholesterol (HR 1.09, 95% CI 1.02 to 1.16) were related to a greater, while high-density lipoprotein cholesterol (HR 0.92, 95% CI 0.88 to 0.97) was related to a lower risk of future cardiovascular disease events. Conclusion Averaged measurements of systolic blood pressure, low-density lipoprotein cholesterol and high-density lipoprotein cholesterol displayed significant linear relationships with the risk of future cardiovascular disease events. However, there was no clear association between the annualised progression of these conventional risk factors in individuals with the risk of future clinical endpoints.

In der vorliegenden Interviewstudie wurde die differenzierte Meinung von 134 Greifswalder Patienten mithilfe eines zuvor erstellten Fragebogens zum Thema Sterbehilfe erfasst. Sowohl ambulante als auch stationäre Patienten in palliativmedizinscher Betreuung äußerten sich mehrheitlich positiv gegenüber einer Legalisierung einer Suizidbeihilfe (61,9 %). Jedoch muss man berücksichtigen, dass zwar die meisten Patienten eine generelle Legalisierung der Sterbehilfe befürworten, sie für sich selber doch nur in geringem Ausmaße wählen würden. Dies bezeugt den Wunsch nach einer selbstbestimmten Lebensbeendigung, zeigt aber auch, dass viele diesbezüglich unsicher sind. Um dieses Gefühl einer gewissen Hilflosigkeit zu nehmen, muss die gesamte Arbeit der Palliativmedizin ausgebaut werden. Es bedarf umfangreicher Aus-, Fort- und Weiterbildungsmaßnahmen sowohl beim medizinischen Fachpersonal als auch in der Aufklärung der Bevölkerung. Die Untersuchung zeigte aber auch, dass immer noch große Lücken bezüglich der Meinung und auch der Kenntnis von Palliativpatienten zum Thema Sterbehilfe bestehen. Vor allem hinsichtlich der Definitionen und der rechtlichen Lage herrscht große Unkenntnis. Dies fordert aber auch den stetigen Ausbau der palliativmedizinischen Versorgung, um diese Aufklärung zu gewährleisten. Dies schließt die intensive Auseinandersetzung mit der Aufsetzung einer Vorsorgevollmacht und einer Patientenverfügung mit ein. Hierbei kann auf individuelle Patientenwünsche am Lebensende eingegangen und schon rechtzeitig eine entsprechende Betreuung ausgearbeitet werden. Weiterhin wurden Faktoren erschlossen, welche die Entscheidung zur Lebensbeendigung beeinflussen. Zum Beispiel wirken depressive Symptome auf die Entscheidung für eine Suizidbeihilfe fördernd ein. Patienten mit Depressionen bzw. depressiven Verstimmungen haben demnach häufiger den Wunsch, ihr Leben aufgrund einer terminalen Krankheit zu beenden. Doch statt die Suizidbeihilfe weiter zu normalisieren, sollte es zunächst einen Ausbau der Diagnostik und Therapie dieser Erkrankung geben. Das gleiche gilt für Patienten mit Angststörungen. Die vorliegende Arbeit zeigt die Abnahme von depressiven Verstimmungen und Panikattacken während einer palliativmedizinischen Behandlung. Es benötigt einen intensiven Kontakt zwischen Personal und Patienten, um die genauen Intentionen des Sterbewunsches zu ergründen. Daraus ergibt sich die Möglichkeit einer adäquaten Behandlung und Zusammenarbeit. Demnach wird sich die Anzahl von Patienten, die einen konkreten Wunsch der Suizidbeihilfe äußern, möglicherweise verringern. Der genaue Umgang mit Patienten, die trotz ausgeschöpfter Betreuung noch einen Sterbewunsch äußern, muss nun ausgearbeitet werden, um Möglichkeiten einer angemessenen Suizidbeihilfe zu gewährleisten.

In der vorliegenden Arbeit wurde der Nutzen einer smartphonegestützten Aufzeichnung und Analyse der Pulswellenvariabilität als Ausdruck des Zusammenspiels zwischen Sympathikus und Parasympathikus zur Diagnostik beziehungsweise Prädiktion einer koronaren Herzerkrankung untersucht. Das autonome Nervensystem hat einen starken Einfluss auf den menschlichen Körper und nimmt daher auch großen Einfluss in die Regulierung des Herz-Kreislauf-Systems. Ausdruck dieser vegetativen Einflüsse ist die HRV, deren Analyse ein bekanntes Verfahren für Diagnostik, Risikostratifizierung und Vorhersagbarkeit von verschiedenen kardialen Erkrankungen unter anderem koronarer Herzerkrankung ist. Bisher wurde die HRV klassischerweise elektrokardiografisch anhand von Kurz- oder Langzeitmessungen ermittelt. In dieser Arbeit wurde die Pulswellenvariabilität als peripheres Ableitungsresultat der Herzratenvariabilität betrachtet, da eine sehr gute Korrelation zwischen HRV und PRV bekannt ist. An 167 Probanden, die sich im Rahmen kardiologischer Diagnostik einer elektiven Herzkatheteruntersuchung unterzogen und bei denen bisher keine KHK bekannt war, wurde eine sechsminütige Aufzeichnung der Pulswelle des Fingers mittels Smartphonekamera und Videoaufzeichnung vorgenommen. Die Pulswelle wurde daraufhin analysiert und die PRV berechnet. Die Bilder der Koronarangiografie wurden nachträglich untersucht und Stenosen in acht Koronarsegmenten quantifiziert. Sobald eine Stenose von mehr als 50% bestand, wurde der Proband als an KHK-erkrankt definiert. Durch multivariate lineare Regressionsanalysen wurde die PRV-Messung in Hinblick auf Bestehen einer KHK untersucht. Es zeigte sich, dass die PRV-Messung durchaus einen Beitrag im Feld der KHK-Diagnostik bei Patienten mit Sinusrhythmus leisten könnte. Die Untersuchungen zeigen, dass es sich als Ausschlussdiagnostikum bei Patienten mit KHK-Verdacht eignet. Die Nutzung der Pulswellenvariabilität als Screeningverfahren zur KHK-Detektion, wie eingangs erwähnt, erwies sich aufgrund der Sensitivitäts- und Spezifitätswerte als derzeit jedoch nicht optimal. Es zeichnete sich bereits bei Koronarstenosen von mindestens 50% eine ausreichende Vorhersagbarkeit der KHK, sowohl mit einem PRV-Parametersatz von 12 Variablen, als auch mit einem reduzierten Parametersatz von sieben Variablen ab. Eine Verbesserung konnte unter Erfassung kardiovaskulärer Risikofaktoren und Einnahme von Betablockern erzielt werden, die jedoch das statistische Signifikanzniveau verfehlte. Zukünftige Arbeitsfelder der PRV-Messung könnten die Erfassung weiterer vielfältiger Einflussgrößen sein oder auch die Berücksichtigung weiterer klinischer Untersuchungen, wie beispielsweise die Echokardiografie. Zu prüfen ist auch, ob es zu einer Verbesserung der Prädiktionskraft nach Hinzufügen oder Ersetzen der hier vorgestellten PRV-Parameter durch weitere nichtlineare Werte kommt. Besonders hervorzuheben ist, dass die PRV-Messung sehr einfach und nahezu überall durchzuführen ist, sofern ein Smartphone oder eine Smartwatch mit entsprechender App vorhanden sind. Dies kann in Zukunft für eine ambulante und nicht facharztspezialisierte Betreuung von Patienten von großer Relevanz sein. Limitiert wird die Methode der PRV-Messung durch den Ausschluss von Patienten mit Herzrhythmusstörungen, wie beispielsweise Vorhofflimmern, da die PRV-Messung dadurch stark artefaktbehaftet ist. Abschließend muss festgehalten werden, dass aufgrund der kleinen Teilnehmerzahl eine Prüfung an einer größeren Studienpopulation erfolgen sollte, um den hier ermittelten Trend zu bestätigen oder gar zu verbessern. Insgesamt ist in dieser Form der Untersuchung bedeutendes Potential zu sehen, da mittels PRV-Messung ein Ausschlussdiagnostikum existiert, ohne dass die Patienten einem Risiko wie zum Beispiel Strahlenbelastung oder den Risiken einer Koronarangiografie ausgesetzt werden. Daher eignet es sich als weiterer Baustein in der bereits üblichen KHK-Diagnostik zu jeder Zeit und an jedem Ort.

Im Fokus der PRV_Koro-Studie steht die nichtinvasive Diagnostik der Koronaren Herzerkrankung (KHK), welche als eine der bedeutendsten Volkskrankheiten gilt. Insbesondere asymptomatische Personen beziehungsweise Patienten mit mittlerer Vortestwahrscheinlichkeit, stellen eine diagnostische Herausforderung dar. Aktuell existiert noch keine Methode als Alternative zur meist nur eingeschränkt auswertbaren Ergometrie, den kostenintensiven und nur selten vorhandenen bildmorphologischen Belastungsuntersuchungen sowie der Koronar-Computertomographie, die nichtinvasiv, belastungsfrei und unkompliziert anwendbar ist sowie im besten Falle als Screening-Verfahren im Hausarztbereich zur Identifikation der KHK genutzt werden kann. Wir untersuchten daher zwei potenzielle Methoden zur Überbrückung dieser diagnostischen Versorgungslücke, die Pulsratenvariabilität (PRV) und die Kardiogoniometrie (CGM). Die PRV stellt einen Marker des autonomen Nervensystems dar und kann als Variation zweier Herzschläge entweder bezüglich der Herzrate oder als Variation der Dauer des Intervalls zwischen zwei Schlägen beschrieben werden. Aus der PRV wurden nach Registrierung der Pulskurve durch eine Smartphone-App 12 PRV-Indizes (PPI_median, PPI_lquartile, PPI_uquartile, HR, rrHRV, rrHRV_qr, Annularity, RMSSD, SDNN, SD1, SD2, SD1/SD2-ratio) extrahiert. Basierend auf einer Koronarangiographie als Referenzmethode wurden die Probanden in KHK-positiv und -negativ eingeteilt. Für ein aus den sieben prädiktionsstärksten PRV-Indizes (RMSSD, PPI_lquartile, SD1, HR, rrHRV, rrHRV_qr, Annularity) bestehendes reduziertes Grundmodell konnte im Vergleich zum kompletten PRV-Parameterset annähernd identische Werte für Sensitivität und Spezifität ermittelt werden. Alter, Geschlecht und der Ausschluss möglicher Störfaktoren (RSB, LSB und/oder gehäuften ventrikulären Extrasystolen) zeigten einen signifikanten Einfluss auf die Prädiktionskraft dieses Modells. Der hier entwickelte Algorithmus könnte eine adäquate belastungs- und strahlenfreie, leicht zu handhabende, sowie zeit- und kosteneffektive Alternative zum Screening in Hinblick auf eine KHK im alltäglichen medizinischen Setting darstellen. Einen weiteren Vorteil bietet die PRV hinsichtlich der Datenerfassung, welche auf Basis einer 5-minütigen Photoplethysmographie geschieht. Diese ermöglicht eine automatisierte Bewertung ohne Hilfe einer medizinischen Fachkraft und somit ein Screening-Verfahren im Hausarztbereich für bisher asymptomatische oder auch Probanden mit mittlerer Vortestwahrscheinlichkeit hinsichtlich einer KHK. Die CGM ist ein computerisiertes, dreidimensionales Verfahren zur belastungsfreien und nichtinvasiven Diagnostik einer KHK. Das dabei vorhandene automatisierte Klassifikationssystems generiert einen CGM-Score, bei dem ≤ -1 als KHK-positiv gewertet wird. Hierbei ergab sich bei guter Sensitivität von 71,4% lediglich eine Spezifität von 52,4%. Letztlich wurden dadurch nur 57,4% der Probanden korrekt als KHK-positiv oder -negativ klassifiziert. Im Vergleich zu vorangegangenen Studien entspricht dies vergleichbaren Werten für die Sensitivität (63 - 84%), während die Spezifität in diversen anderen Studien deutlich höher mit 60 und 90% beschrieben wurde [51, 74, 78, 80]. Für klinische Faktoren wie Alter als auch die Kombination aus Alter und Geschlecht konnte durch eine Steigerung der AUC von 0,6 (95%-KI 0,6/0,7) auf 0,7 (95%-KI 0,6/0,8) ein signifikanter Einfluss auf die Prädiktionskraft nachgewiesen werden. Die Betrachtung des linearen Zusammenhangs des automatisiert ermittelten CGM-Scores zur KHK ergab, dass bei Definition der KHK-positiven Klassifikation durch negativere Scores (beispielsweise bei ≤ -2) zwar die Sensitivität steigt, dies jedoch auf Kosten der Spezifität. Die CGM stellte sich aufgrund niedriger Spezifität zur Detektion einer KHK im Vergleich zur Referenzmethode der Koronarangiographie in unserer Stichprobe als nicht zum Screening geeignet heraus. Im direkten Vergleich zeigten sich zur Detektion einer KHK die PRV-Indizes sowie die dazugehörigen in dieser Studie entwickelten Klassifizierungsmodelle dem CGM für alle diagnostischen Maßzahlen überlegen. Ein additiver Nutzen beider Untersuchungsmethoden konnte nicht nachgewiesen werden. Zusammenfassend könnte der in dieser Studie entwickelte PRV-basierte Algorithmus im Rahmen der medizinischen Diagnostik eine gute Alternative zum Screening in Hinblick auf eine KHK im alltäglichen medizinischen Setting darstellen. Eine Validierung sollte jedoch in größeren, idealerweise multizentrischen, Studien durchgeführt werden.