Für Patient:innen mit erhöhtem kardiovaskulärem Risiko – von Menschen mit Herzinsuffizienz-Verdacht bis hin zu Pilot:innen – entscheidet oft die Zeit über Verlauf und Prognose. Während klassische Bildgebung wie die Echokardiografie wertvolle Momentaufnahmen liefert, bleibt die kontinuierliche, alltagsnahe Beurteilung der Herzleistung eine Lücke. Hier setzt die Technologie von CardioVolumeMetrics an: Sie nutzt vorhandene EKG-Daten, um aus den Phasenlängen des Herzzyklus zentrale hämodynamische Parameter und Volumina abzuleiten – in Echtzeit, nicht-invasiv und kosteneffizient. Das Ergebnis sind klinisch nutzbare Verlaufsdaten, die frühzeitige Interventionen unterstützen und die Versorgung insbesondere von Hochrisiko-Patient:innen strukturieren.

Von EKG-Phasen zu Volumina – das Prinzip

Das EKG bildet die elektrische Aktivität des Herzens mit hoher zeitlicher Auflösung ab. CardioVolumeMetrics kapitalisiert auf dieser Stärke, indem es die Phasen des Herzzyklus – elektrische Erregung, isovolumetrische Phasen, Auswurf, Relaxation und Füllung – über charakteristische EKG-Abschnitte modellbasiert zueinander in Beziehung setzt. Dabei werden unter anderem folgende Intervalle analysiert:

• PQ/PR-Intervall: atrioventrikuläre Überleitung und Vorhofmechanik
• QRS-Komplex: Ventrikelerregung und Beginn der mechanischen Systole (inklusive elektromechanischer Verzögerung)
• ST/T-Segment: Ejektions- und Relaxationsphase
• TP-Strecke: diastolische Füllungszeit bis zur nächsten P-Welle

Ein interdisziplinär entwickeltes mathematisches Modell verknüpft diese zeitlichen Marker mit hämodynamischen Größen. Es berücksichtigt bekannte Zusammenhänge der Elektromechanik (z. B. Variation der elektromechanischen Kopplung mit Herzfrequenz), elastanzbasierte Annahmen zu Ventrikelsteifigkeit und – wo verfügbar – patient:innenspezifische Basisdaten (Größe, Gewicht, bekannte Pathophysiologie). Auf dieser Basis schätzt das System:

• Schlagvolumen (SV), Herzzeitvolumen (HZV)
• Enddiastolisches und endsystolisches Volumen (EDV/ESV)
• Ejektionsfraktion (EF) als abgeleitete Größe
• Surrogatgrößen für systemische Gefäßresistenz und arterielle Compliance
• Zeitindizes der systolischen und diastolischen Funktion (z. B. Verhältnis Ejektions- zu Füllungszeit)

Wichtig: Die Ableitung erfolgt indirekt. Die Genauigkeit entsteht aus der Kombination aus präziser Phasenerkennung, plausibilisierten physiologischen Annahmen und dem Abgleich mit individuellen Verlaufsdaten. Das ist der Schlüssel zur Trendstabilität im Alltag.

Welche Parameter in Echtzeit verfügbar sind – und wie sie gelesen werden

In der klinischen Praxis zählen robuste, interpretierbare Kurven mehr als Einzelwerte. CardioVolumeMetrics stellt daher:

• Beat-to-beat-Schätzungen zentraler Volumina und HZV mit Glättung gegen Artefakte
• Kurz- und Langzeittrends (Minuten bis Monate)
• Ereignismarker (z. B. signifikante Verschiebung der diastolischen Füllzeit, plötzlicher Abfall des Schlagvolumens)
• Kontextinformationen (Herzfrequenz, Rhythmusklassifikation, Signalqualität)

Interpretationsbeispiele:

• Abnehmende EF- und SV-Trends bei konstanter Herzfrequenz und unveränderter Medikation können auf Frühverschlechterungen einer Herzinsuffizienz hindeuten und Anlass für weitere Diagnostik geben.
• Zunehmende diastolische Füllzeiten bei gleichzeitig sinkender Auswurfdauer unter Belastung können auf limitierte systolische Reserve deuten.
• Stabil hohe SV/HZV-Werte bei Athlet:innen trotz Frequenzanstieg sprechen für gute Trainingsanpassung, während ein Rückgang bei gleicher Belastung auf Überlastung oder beginnende Erkrankung hinweisen kann.

Praxis-Workflows für Kardiolog:innen und internistische Praxen

Der Nutzen entsteht durch pragmatische Einbindung in bestehende Abläufe. Typische Szenarien:

• Integration in vorhandene EKG-Geräte:

  • Softwareseitige Anbindung an Standard-12-Kanal- oder Langzeit-EKGs; Nutzung vorhandener EKG-Datenformate.
  • Verarbeitung on-premise oder in der Cloud mit Ende-zu-Ende-Verschlüsselung, je nach Datenschutzvorgaben.
  • Befundübersicht in der EKG-Konsole oder im Praxisinformationssystem; Export als strukturierte Befunde für die Akte.

• Trendüberwachung im Verlauf:

  • Baseline-Erhebung in Ruhe und, wenn verfügbar, unter definierter Belastung.
  • Festlegung patient:innenspezifischer Schwellwerte (z. B. relativer EF-Abfall >10% zum individuellen Mittel).
  • Automatisierte Wochenreports und Alerts bei Trendbrüchen; Integration in Terminmanagement für zeitnahe Follow-ups.

• Telemedizin und ambulante Betreuung:

  • Nutzung medizinischer Wearables oder ambulanter EKG-Recorder mit sicherer Datenübertragung.
  • Asynchrone ärztliche Sichtung mit Priorisierungslogik (z. B. „roter“ Alert bei raschem HZV-Abfall).
  • Einbindung in telemedizinische Programme (Herzinsuffizienz, Post-OP-Reha) mit strukturierten Check-ins.

• Interdisziplinäre Nutzung:

  • Zusammenarbeit mit Sportmedizin, Arbeitsmedizin, Anästhesie/Herzchirurgie zur abgestimmten Verlaufskontrolle.
  • Gemeinsame SOPs für Eskalation: Wann Echo, wann Labordiagnostik, wann Medikation anpassen.

Typische Einsatzszenarien in der Versorgung

• Frühdetektion von Herzinsuffizienz:

  • Identifikation subtiler Verschlechterungen (sinkende SV-/EF-Trends, verlängerte Füllzeiten) vor der Symptomzunahme.
  • Unterstützung beim „euvolämen Fenster“: Hinweise auf drohende Dekompensation ermöglichen frühzeitige Anpassungen (z. B. Diuretikafeintitration, rasche Bildgebung).

• Nachsorge nach Herzoperationen:

  • Überwachung der funktionellen Erholung (Zunahme des SV, Verkürzung isovolumetrischer Phasen).
  • Frühe Erkennung unerwarteter Funktionsabnahmen, die bildgebende Abklärung und rechtzeitige Interventionen anstoßen.

• Betreuung von Sportler:innen:

  • Objektive Beurteilung der Anpassung an Trainingsreize; Abgrenzung physiologischer von pathologischer Remodellierung.
  • Lastmanagement über die Saison mit Warnsignalen bei Übertraining oder Infektfolgen.

• Monitoring von Hochrisikopersonal (z. B. Pilot:innen):

  • Regelmäßige, standardisierte Erhebungen mit stabilen Trends als Entscheidungsgrundlage in Fit-for-Duty-Prozessen.
  • Rasche Triagierung bei Auffälligkeiten zur Minimierung sicherheitsrelevanter Risiken.

Nutzen und Grenzen gegenüber echobasierten Verfahren

Vorteile der EKG-basierten Hämodynamik:

• Nicht-invasiv und kosteneffizient: Nutzung vorhandener EKG-Infrastruktur ohne zusätzliche Hardware.
• Echtzeit- und Verlaufsorientierung: Beat-to-beat-Analysen und langfristige Trends im Alltag, auch außerhalb der Klinik.
• Gute Skalierbarkeit: Telemedizinisch nutzbar, geringe personelle und zeitliche Zusatzlast im Routinebetrieb.

Grenzen und ergänzende Rolle der Echokardiografie:

• Strukturelle Diagnostik bleibt bildgebend: Klappenmorphologie, regionale Wandbewegungsstörungen, Perikardergüsse oder kongenitale Anomalien erfordern Echo/MRT/CT.
• Indirekte Schätzung: Die Volumenableitungen sind modellbasiert; Qualität hängt von Signalgüte, Rhythmusstabilität und angemessener Parametrisierung ab.
• Rhythmus- und Leitungsabhängigkeiten: Ausgeprägte Arrhythmien, Schrittmacherstimulation oder intraventrikuläre Leitungsstörungen können die Phasenzuordnung erschweren und erfordern besonders vorsichtige Interpretation.
• Kalibrierbedarf: Für bestimmte Fragestellungen kann eine initiale Kalibrierung am Goldstandard sinnvoll sein, um patient:innenspezifische Genauigkeit zu verbessern.

Fazit der Einordnung: EKG-basierte Echtzeit-Hämodynamik und Echokardiografie sind komplementär. Die Stärke von CardioVolumeMetrics liegt in der lückenlosen, ökonomischen Trendüberwachung; die Echokardiografie liefert die anatomische und kausale Einordnung bei Auffälligkeiten.

Fallvignetten: Wie Trends Entscheidungen zur frühen Intervention leiten

• Ambulanter Frühhinweis bei Herzinsuffizienz-Risiko:

  • Ausgangslage: 68-jährige Patientin mit Hypertonie und Diabetes, klinisch kompensiert, Basis-EF im Echo vor 8 Monaten: 50%.
  • Verlauf: Über vier Wochen zeigt CardioVolumeMetrics einen kontinuierlichen Rückgang des geschätzten Schlagvolumens um 12% und eine Verlängerung der diastolischen Füllzeit bei unveränderter Frequenz.
  • Entscheidung: Vorverlegung des Kontrolltermins, Labordiagnostik (inkl. natriuretische Peptide) und zeitnahe Echokardiografie.
  • Ergebnis: Bestätigung einer beginnenden Verschlechterung; frühzeitige Anpassung der Diuretikatherapie und Einleitung eines strukturierten Telemonitorings – Vermeidung einer akuten Dekompensation.

• Postoperative Rehabilitation nach Klappenersatz:

  • Ausgangslage: 73-jähriger Patient, Aortenklappenersatz, komplikationslose Entlassung.
  • Verlauf: In der 2. Rehawoche zeigt sich ein stagnierender SV-Trend mit verlängerter isovolumetrischer Relaxation.
  • Entscheidung: Niederschwellige Echo-Kontrolle zur Abklärung; Anpassung der Trainingsintensität.
  • Ergebnis: Echo unauffällig, jedoch Hinweise auf Volumenmangel; Optimierung der Medikation und Flüssigkeitsstrategien führen binnen Tagen zu normalisierenden Trends – sichere Fortsetzung der Reha.

• Belastungssteuerung bei Elite-Athlet:

  • Ausgangslage: 29-jähriger Radprofi in Höhentrainingslager.
  • Verlauf: Unter vergleichbaren submaximalen Belastungen fällt eine reduzierte Zunahme des Schlagvolumens auf, begleitet von Tachykardietendenz.
  • Entscheidung: Reduktion der Trainingslast, Infekt-Screening, engmaschige Verlaufskontrolle.
  • Ergebnis: Nach Erholung normalisieren sich Hämodynamiktrends; Wiederaufbau gelingt ohne Leistungsabfall – potenzielle Überlastungsfolge früh erkannt und abgefangen.

• Fit-for-Duty-Screening bei Pilot:

  • Ausgangslage: 45-jähriger Linienpilot in jährlicher Tauglichkeitsprüfung, bislang ohne kardiologische Anamnese.
  • Verlauf: Im Ruhe-EKG unauffällig; die hämodynamischen EKG-Trends zeigen jedoch eine auffällige Variabilität der Ejektionszeit mit Belastung.
  • Entscheidung: Sicherheitsorientierte Abklärung per Belastungsecho, temporäre Zurückhaltung mit Freigabe bis zur Klärung.
  • Ergebnis: Unkritischer Befund, vermutlich trainingsbedingte Adaptation; Freigabe erteilt. Das strukturierte Vorgehen stärkt Sicherheit und Vertrauen, ohne unnötige invasive Diagnostik.

Diese Vignetten illustrieren: Nicht der Einzelwert, sondern die Veränderung über Zeit im individuellen Kontext ist entscheidend. CardioVolumeMetrics macht diese Veränderung sichtbar – niederschwellig und nahe am Versorgungsalltag.

Umsetzungsschritte für Ihre Einrichtung

• Auswahl der Anbindung: Prüfen Sie, welche Ihrer EKG-Systeme direkt integrierbar sind, und definieren Sie Datenschutz- und Hostinganforderungen.
• Protokoll-Design: Legen Sie Baseline- und Follow-up-Zeitpunkte fest (z. B. Ruhe, definierte submaximale Belastung), und bestimmen Sie Schwellwerte für Alerts.
• Team-Schulung: Kurzschulung zu Parameterinterpretation, Artefaktmanagement und Eskalationswegen.
• Telemedizinische Pfade: Definieren Sie Kriterien für asynchrone Sichtung, Zeitfenster für Reaktionen und die Einbindung in Disease-Management-Programme.
• Qualitätssicherung: Starten Sie mit einer Pilotkohorte, vergleichen Sie Trends mit bestehenden Befunden und justieren Sie SOPs.

Schlussgedanke: Von der Momentaufnahme zur vorausschauenden Versorgung

Die Kombination aus EKG-basierten Phasenanalysen und modellbasierter Hämodynamik eröffnet einen praktikablen Weg, Hochrisiko-Patient:innen engmaschig, nicht-invasiv und wirtschaftlich zu begleiten. CardioVolumeMetrics liefert dafür die Brücke zwischen Routine-EKG und klinischer Entscheidung: Trends, die Sie frühzeitig handeln lassen – und die Echokardiografie genau dort einsetzen, wo sie ihre größte Stärke hat. So wird aus fragmentierten Momentaufnahmen eine vorausschauende, sichere und effiziente Herz-Kreislauf-Versorgung.