Die hämodynamische Beurteilung des Herzens – also die Bestimmung von Volumina, Fluss und Auswurfdynamik – ist zentral, um Herzinsuffizienz zu erkennen, die Progression einer koronaren Herzkrankheit (KHK) zu verfolgen, postoperative Verläufe abzusichern oder die Leistungsfähigkeit von Athletinnen und Athleten präzise zu steuern. Bisher waren dafür häufig Bildgebung oder invasive Verfahren notwendig. CardioVolumeMetrics macht diese Informationen nun in Echtzeit aus einem vorhandenen EKG zugänglich – nicht-invasiv, kosteneffizient und ohne Umweg über zusätzliche Geräte.

Der Ansatz: Aus den Phasenlängen und charakteristischen Abschnitten des EKGs werden mittels eines mathematischen Modells zentrale hämodynamische Parameter berechnet. Auf diese Weise erhalten Sie Schlagvolumen, Auswurffraktion, enddiastolisches und endsystolisches Volumen sowie das Herzzeitvolumen schlag-zu-schlag und im Trend. Damit lassen sich Veränderungen frühzeitig erkennen, Interventionen gezielter planen und Nachsorgen engmaschig, aber ressourcenschonend gestalten.

Von Phasenlängen zu Volumina: das Modell hinter CardioVolumeMetrics

Die Kerninnovation besteht in einem elektromechanischen Modell des Herzens, das elektrische Ereignisse aus dem EKG mit mechanischen Phasen des Herzzzyklus verknüpft. Ausgangspunkt sind Phasenlängen und Merkmale, die sich robust aus dem EKG ableiten lassen, darunter:

• Vorhof- und Ventrikelerregung (u. a. P-Welle, QRS-Komplex)
• Repolarisationsdynamik (QT- und JT-Intervalle)
• intraindividuelle Abstände und Morphologieveränderungen, die die isovolumetrischen Phasen und die Auswurfphase abbilden

Durch die Verknüpfung dieser EKG-Phasen mit physiologischen Beziehungen (z. B. Kopplung von Erregung und Kontraktion, Abhängigkeit von Vor- und Nachlast, elastische Eigenschaften des Myokards) werden die zeitlichen Anteile des Herzzyklus (isovolumetrische Kontraktion/Relaxation, Auswurf- und Füllphase) geschätzt. Das Modell nutzt:

• patientenindividuelle Basisparameter (z. B. Körpergröße, Herzfrequenz, bekannte Pathophysiologie)
• die Dynamik systolischer Zeitintervalle über mehrere Schläge
• Randbedingungen aus etablierten Kreislaufmodellen (Windkessel- und Elastanzkonzepte)

Aus diesen Bausteinen werden Volumina und Flussgrößen konsistent berechnet. Der entscheidende Vorteil: Die Berechnungen laufen in Echtzeit, sie sind vollständig nicht-invasiv und basieren auf einem EKG-Signal, das in Klinik, Praxis, Telemetrie oder im Leistungsdiagnostik-Setting ohnehin vorhanden ist.

Welche Parameter Sie in Echtzeit erhalten – und was sie bedeuten

CardioVolumeMetrics stellt die wichtigsten hämodynamischen Größen beat-to-beat und im Verlauf bereit:

• Schlagvolumen (SV): Blutmenge pro Herzschlag, zentral für die Beurteilung der Pumpleistung und der Vor-/Nachlast-Interaktion.
• Auswurffraktion (EF): Verhältnis von Schlagvolumen zu enddiastolischem Volumen; ein etablierter Indikator der systolischen Funktion.
• Enddiastolisches Volumen (EDV) und endsystolisches Volumen (ESV): Volumina am Ende der Füll- bzw. Auswurfphase; sensitiv für Vorlast, Kontraktilität und Nachlast.
• Herzzeitvolumen (HZV/CO): Blutmenge pro Minute; ergibt sich aus Schlagvolumen und Herzfrequenz und spiegelt die Gesamtleistungsfähigkeit wider.

Neben Einzelwerten liefert die Methode Trends, Variabilitätsmaße und Lastreaktionen (z. B. während Mobilisation, Stufentests, Training). Grenzwertverletzungen und auffällige Veränderungen werden automatisch markiert, sodass Sie von der reinen Messung zur konkreten Entscheidung geführt werden.

Wichtig: Die Ergebnisse unterstützen die klinische Beurteilung und ersetzen diese nicht. Sie profitieren am stärksten in Kombination mit Anamnese, Klinik, Labor und – wo erforderlich – Bildgebung.

Vergleich mit Echo, MRT und Katheterdiagnostik

Jede Methode hat ihre Stärken. Die EKG-basierte Hämodynamik von CardioVolumeMetrics ergänzt etablierte Verfahren und schließt Lücken in Verfügbarkeit und zeitlicher Auflösung.

• Echokardiografie

  • Stärken: Visualisierung von Klappen, Morphologie, regionaler Wandbewegung; breite Verfügbarkeit.
  • Grenzen: Untersucherabhängigkeit, variable Bildqualität, begrenzte Dauerüberwachung.
  • Ergänzung durch CardioVolumeMetrics: Kontinuierliche, standardisierte Volumen- und Flussparameter zwischen Echo-Terminen; trendbasierte Frühwarnungen.

• Kardio-MRT

  • Stärken: Goldstandard für Volumina und Gewebecharakterisierung.
  • Grenzen: Hoher Aufwand, Kosten, zeitlich begrenzt, Kontraindikationen möglich.
  • Ergänzung: Alltags- und Belastungsnähe, wiederholbare Echtzeitmessung ohne Terminvorlauf.

• Katheterdiagnostik

  • Stärken: Direkte Druck-/Flussmessungen, Interventionen möglich.
  • Grenzen: Invasiv, risikobehaftet, nicht für engmaschige Routineüberwachung geeignet.
  • Ergänzung: Nicht-invasive Verlaufskontrolle vor/nach Interventionen und zur Triage.

Kurz: CardioVolumeMetrics bietet eine hohe zeitliche Auflösung, sehr niedrige Hürden im Workflow und Kosteneffizienz, ohne die Notwendigkeit der Bildgebung oder invasiver Messungen grundsätzlich in Frage zu stellen. Für Screening, Triage, Langzeit- und Teleüberwachung eröffnet es neue Optionen.

Klinischer Workflow: Von der Ableitung zur Entscheidung

Damit die Methode in Ihren Alltag passt, wurde der Ablauf schlank gestaltet:

1. Datenerfassung

   • Nutzung bestehender EKG-Infrastruktur (12-Kanal, Telemetrie oder Langzeit-EKG).
   • Kurze Qualitätsprüfung des Signals; Artefaktmanagement automatisiert unterstützt.

2. Automatisierte Analyse

   • Schlaggenaue Detektion und Segmentierung der EKG-Phasen.
   • Modellbasierte Ableitung von SV, EF, EDV, ESV, HZV in Echtzeit.
   • Darstellung als Einzelwerte, Verlaufskurven und Schwellenindikatoren.

3. Befundung und Alarmierung

   • Konfigurierbare Alarm- und Grenzwerte, z. B.:
     • relativer Abfall des Schlagvolumens gegenüber der individuellen Basislinie
     • auffällige Verschiebungen in systolischen Zeitintervallen
     • EF außerhalb patientenspezifisch definierter Bereiche
   • Priorisierte Hinweise (Trend, Magnitude, Plausibilitätscheck).

4. Integration in Systeme

   • Anbindung an Telemetrie-Umgebungen für kontinuierliche Überwachung.
   • Übertrag von Parametern und Berichten in elektronische Patientenakten (EHR) über standardsbasierte Schnittstellen.
   • Export für Forschung/Qualitätssicherung unter Beachtung des Datenschutzes.

5. Kommunikation und Maßnahmen

   • Entscheidungsunterstützung mit klaren Handlungsoptionen (z. B. engmaschigere Visiten, weiterführende Bildgebung, Anpassung der Medikation gemäß Leitlinie).
   • Dokumentation mit Verlaufskurven für Tumorboards, Herz-Teams und postoperative Konferenzen.

Validierung, Qualität und Grenzwerte: wie Sie vertrauen können

Für Klinikerinnen und Kliniker sind Vergleichbarkeit, Reproduzierbarkeit und Nachvollziehbarkeit zentral. CardioVolumeMetrics adressiert dies durch:

• Validierungsprogramme gegenüber Referenzmethoden

  • Vergleich mit Echokardiografie, MRT und – wo verfügbar – invasiven Messungen.
  • Fokus auf Übereinstimmung im Trend und auf klinisch relevanten Schwellen.
  • Dargestellte Messunsicherheiten und Plausibilitätsindikatoren in der Auswertung.

• Qualitätssicherung im Betrieb

  • Signalqualitätsmetriken und automatische Erkennung möglicher Störquellen.
  • Hinweise bei atypischer Morphologie, die die Interpretation beeinflussen kann (z. B. Schenkelblock, Arrhythmien).
  • Möglichkeit individueller Baseline-Erfassung, um personalisierte Grenzwerte abzuleiten.

• Alarm- und Grenzwerte

  • Konfigurierbar auf Patienten-, Stations- oder Klinikebene.
  • Kombination aus absoluten Schwellen (z. B. klinisch etablierte EF-Bereiche) und relativen Veränderungen gegenüber der persönlichen Ausgangslage.
  • Eskalationslogik: Information, Warnung, Alarm – je nach Dringlichkeit und Muster.

Wenn Sie Validierungsdetails für Ihre Indikation oder Ihr Setting benötigen, können entsprechende Unterlagen und Datenauswertungen bereitgestellt werden. So treffen Sie fundierte Entscheidungen zur Implementierung.

Frühindikatoren erkennen: Herzinsuffizienz, KHK-Progression, postoperative Dysfunktion

Mit Echtzeitparametern wird aus dem EKG ein Frühwarnsystem für funktionelle Verschiebungen:

• Herzinsuffizienz (HF)

  • Abnehmendes Schlagvolumen und sinkende EF im Trend, begleitet von Veränderungen der systolischen Zeitintervalle, können eine beginnende Dekompensation anzeigen – oft, bevor klinische Symptome voll ausgeprägt sind.
  • In der Nachsorge unterstützt die Methode die Dosisfindung (z. B. unter ACE-Hemmern, Betablockern) durch objektive Verlaufskurven.

• KHK-Progression und Ischämie

  • Unter Belastung oder Alltagsstress lassen sich hämodynamische Reaktionen beobachten: Ausbleibender Anstieg des Schlagvolumens, inadäquate HZV-Steigerung oder charakteristische Veränderungen der Auswurfphase können Hinweise liefern, die eine weiterführende Diagnostik begründen.
  • In Kombination mit EKG-Morphologie ergeben sich robuste Muster für Triage-Entscheidungen.

• Postoperative und postinterventionelle Überwachung

  • Nach Klappen- oder Bypass-Operationen sowie PCI lassen sich die Erholung der Pumpleistung, Vor-/Nachlastanpassungen und potenzielle Dysfunktionen engmaschig verfolgen – ohne zusätzliche Untersuchungslogistik.
  • Plötzliche Trendbrüche in Volumen-/Flussparametern können frühzeitig Eskalationspfade auslösen.

Diese Indikationen profitieren besonders von der Möglichkeit, Veränderungen schlag- und tagesaktuell zu erkennen, statt erst im Wochen- oder Quartalsrhythmus.

Für Hochrisikopatienten, Athleten und Piloten: Häufigkeit, Nutzen, praktische Anwendung

Nicht nur klinische Fachkreise, auch Menschen mit erhöhtem Risiko sowie Leistungsträger in Sport und Luftfahrt profitieren von klaren, regelmäßigen Messpunkten.

• Hochrisikopatientinnen und -patienten (z. B. mit bekannter KHK, Hypertonie, Diabetes)

  • Was leistet der Test? Nicht-invasive Verlaufsdaten zu Pumpleistung und Volumina, die helfen, Verschlechterungen vor Symptombeginn zu erkennen.
  • Wie oft ist er sinnvoll? In Absprache mit Ihrer Ärztin/Ihrem Arzt kann eine regelmäßige Kontrolle (z. B. im Rahmen von Telemonitoring oder bei Therapieanpassungen) etabliert werden. Entscheidend ist die Vergleichbarkeit mit Ihrer persönlichen Baseline.
  • Wie helfen die Ergebnisse? Sie unterstützen präventive Maßnahmen wie Lebensstil- und Medikationseinstellungen und begründen – falls nötig – eine weiterführende Diagnostik.

• Athletinnen und Athleten

  • Was leistet der Test? Er zeigt, wie sich Schlagvolumen und Herzzeitvolumen unter Belastung verhalten, identifiziert das Plateau des Schlagvolumens und die Effizienz der kardiovaskulären Anpassung.
  • Wie oft ist er sinnvoll? Punktuell in der Leistungsdiagnostik (z. B. bei Stufen- oder Feldtests) und zur Verlaufskontrolle in Trainingsphasen.
  • Wie helfen die Ergebnisse? Trainingssteuerung wird objektiver: Intensitäten können so gewählt werden, dass Hämodynamik und Erholung optimal balanciert sind; Abweichungen signalisieren Über- oder Unterforderung.

• Pilotinnen und Piloten sowie Hochrisikopersonal

  • Was leistet der Test? Laufende Überwachung kritischer kardiovaskulärer Parameter, ohne den Einsatzbereich zu stören.
  • Wie oft ist er sinnvoll? Regelmäßig im Rahmen der vorgeschriebenen Tauglichkeitsprüfungen und zusätzlich anlassbezogen.
  • Wie helfen die Ergebnisse? Frühe Hinweise auf Funktionsverschiebungen erhöhen die Sicherheit; klare, trendbasierte Befunde erleichtern Freigabe-Entscheidungen und Nachkontrollen.

Für alle Gruppen gilt: Die EKG-basierte Hämodynamik ist schnell, nicht-invasiv und lässt sich in bestehende Routinen integrieren. Besprechen Sie individuelle Intervalle und Konsequenzen immer mit Ihrem medizinischen Team.

Fazit: Präzise Hämodynamik, überall dort, wo ein EKG ist

CardioVolumeMetrics überführt das EKG von einem rein elektrischen Messsignal zu einem Fenster in die Mechanik des Herzens – schlaggenau, in Echtzeit, ohne zusätzliche Belastung für Patientinnen und Patienten. Gegenüber Echo, MRT und Katheterdiagnostik punktet die Methode mit Verfügbarkeit, Zeitnähe und Kostenersparnis; in der Kombination entsteht ein besonders aussagekräftiges Bild. Klinische Teams erhalten klare Workflows, Validierungsunterstützung, konfigurierbare Grenzwerte und Integrationsoptionen in Telemetrie/EHR. Menschen mit erhöhtem Risiko, Athletinnen und Athleten sowie Hochrisikopersonal profitieren von verlässlichen Verlaufsdaten und besserer Steuerbarkeit präventiver Maßnahmen.

Wenn Sie die hämodynamische Beurteilung vereinfachen, beschleunigen und dorthin bringen möchten, wo Entscheidungen fallen – an das Krankenbett, in die Ambulanz, in die Telemedizin und ins Training –, dann ist der Schritt vom EKG zur Hämodynamik in Echtzeit der entscheidende Fortschritt.