CardioVolumeMetrics: Hämodynamik aus dem EKG – Echtzeit-Volumetrie ohne Zusatzhardware

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Die elektrische Aktivität des Herzens liefert mehr als nur Rhythmusinformationen. CardioVolumeMetrics zeigt, wie sich aus den Phasenlängen eines Standard-EKGs präzise hämodynamische Parameter in Echtzeit ableiten lassen – ohne zusätzliche Hardware. Damit werden Schlagvolumen, Auswurffraktion und Volumina in einzelnen Phasen des Herzzyklus nicht-invasiv zugänglich. Für Sie als medizinische Fachkraft bedeutet das: klinisch relevante Kreislaufdaten dort, wo das EKG ohnehin längst etabliert ist. Für Personen mit erhöhtem Risiko und für Hochrisikoberufe schafft die Technologie die Grundlage für regelmäßige, kosteneffiziente Checks und damit für frühzeitige Interventionen.

Von der EKG-Phase zur Hämodynamik: das Modell hinter den Zahlen

CardioVolumeMetrics nutzt ein mathematisches Modell der Elektromechanik des Herzens. Ausgangspunkt sind Phasenlängen und Zeitintervalle, die im EKG mit hoher zeitlicher Auflösung erfasst werden:

  • Erregungsüberleitung und Vorhofaktivität (z. B. PR-Intervall)
  • Ventrikuläre Aktivierung (QRS-Dauer)
  • Repolarisation (QT-/QTc-Intervall)
  • Systolische Zeitintervalle wie Vorlaufzeit bis zum Auswurf (Pre-Ejection Period, PEP) und die Auswurfdauer (Left Ventricular Ejection Time, LVET), die aus charakteristischen EKG-Merkmalen und deren Verhältnissen abgeleitet werden

Das Modell verknüpft diese Zeitmerkmale mit physiologischen Beziehungen zwischen elektrischer Erregung, mechanischer Kontraktion, Vor- und Nachlast sowie myokardialer Kontraktilität. So lassen sich beat-to-beat folgende Größen schätzen:

  • Schlagvolumen und Herzzeitvolumen
  • Auswurffraktion und Phasen-spezifische Volumina
  • Indizes zur systolischen und diastolischen Funktion (z. B. Verhältnis PEP/LVET, Füllungsdynamik)

Wesentlich: Es wird kein zusätzlicher Sensor benötigt. Die Methode arbeitet auf Basis der Rohdaten eines Standard-EKGs und nutzt fortgeschrittene Signalverarbeitung, Artefaktkontrolle und adaptive Modelle, um individuelle Unterschiede (z. B. Herzfrequenz, Körpergröße, Rhythmusvariabilität) zu berücksichtigen. Damit entstehen in Echtzeit hämodynamische Parameter, die bisher oft nur mittels Echokardiografie, invasiver Messungen oder bildgebender Verfahren verfügbar waren.

Echtzeit ohne Zusatzhardware: Integration in Ihren Workflow

CardioVolumeMetrics fügt sich nahtlos in bestehende EKG-Prozesse ein:

  • Erhebung: Nutzung vorhandener 12-Kanal-EKGs oder Langzeit-/Telemetrie-Aufzeichnungen, ohne zusätzliche Elektroden oder Peripherie.
  • Verarbeitung: Die Software analysiert die EKG-Phasenlängen in Echtzeit oder retrospektiv, generiert automatisch hämodynamische Kennzahlen und stellt diese im Befundbericht bereit.
  • Dokumentation: Ergebnisse werden mit dem EKG verknüpft, im Befund archiviert und für Verlaufsvergleiche gespeichert.
  • Einsatzorte: Ambulanz, kardiologische Praxis, Intensiv- und Überwachungsstation, OP/IMC, Reha sowie arbeitsmedizinische Untersuchungen.

So erhalten Sie während der Routine-EKG-Aufzeichnung gleichzeitig einen hämodynamischen „Layer“ – ohne Unterbrechung des Ablaufes und ohne Investition in neue Messgeräte.

Interpretationshilfen: Trends, Alarmgrenzen und klinische Einordnung

Die Aussagekraft entsteht nicht nur aus Einzelwerten, sondern aus dem Verlauf. CardioVolumeMetrics unterstützt Sie bei der Interpretation:

  • Trendanalysen: Zeitliche Verläufe von Schlagvolumen, Auswurffraktion und Phasenverhältnissen, inklusive individueller Baselines und prozentualer Abweichungen.
  • Kontextualisierte Alarmgrenzen: Schwellenwerte, die an Herzfrequenz, Rhythmus und Patient:innenprofil angepasst sind, um klinisch relevante Veränderungen hervorzuheben und Alarmmüdigkeit zu vermeiden.
  • Visualisierungen: Farbkodierte Dashboards für beat-to-beat-Dynamik, Tages-/Wochenverläufe sowie Ereignismarker (z. B. Medikamentengaben, Belastungstests).
  • Befundbausteine: Klar strukturierte Zusammenfassungen mit Hinweisen auf mögliche Ursachen (z. B. veränderte Nachlast, Volumenstatus, Kontraktilität), stets als Unterstützung der klinischen Beurteilung.

Diese Hilfen beschleunigen Entscheidungen, ohne die ärztliche Expertise zu ersetzen. Sie unterstützen Triage, Verlaufsbeurteilung und Therapieanpassungen.

Klinische Anwendungsfälle: von Frühdetektion bis Therapie-Feintuning

  • Frühdetektion von Herzinsuffizienz: Feine Veränderungen in PEP, LVET und deren Verhältnis sowie Trends der Auswurffraktion können auf nachlassende systolische Leistung hinweisen, noch bevor Symptome voll ausgeprägt sind. Dies ermöglicht frühzeitige Diagnostik und Intervention.
  • Postoperatives Monitoring: Nach Herzoperationen (z. B. Klappeneingriffe, Bypasschirurgie) helfen kontinuierliche, nicht-invasive Volumen- und Funktionsparameter bei der Beurteilung von Erholung, Volumenstatus und der Wirkung von Inotropika oder Vasodilatatoren.
  • Therapie-Feintuning: Unter Diuretika, ACE-Hemmern/ARNI, Betablockern oder Antihypertensiva unterstützen Echtzeit-Parameter die Dosisanpassung. Stabilisierung oder Verbesserung der Auswurffraktion und günstige Verschiebungen in den systolischen Zeitintervallen bieten direktes Feedback.
  • Akut- und Notfallmedizin: Bei unklarer Dyspnoe, Hypotonie oder Tachykardie geben beat-to-beat-Verläufe Hinweise auf Pumpfunktion und mögliche hämodynamische Ursachen, ergänzend zum klinischen Bild.
  • Reha und Belastungssteuerung: Unter submaximaler Belastung erlauben Trendkurven die Einschätzung, wie das Herz auf Training, Mobilisation oder Arbeitssimulation reagiert.

In allen Szenarien bleibt die EKG-Aufzeichnung der einzige Messschritt – die hämodynamische Analyse läuft softwarebasiert mit.

Prävention, Risikopersonen und Hochrisikoberufe: regelmäßige Checks, große Wirkung

Menschen mit Hypertonie, Diabetes, Dyslipidämie oder familiärer Vorbelastung profitieren besonders von engmaschigen, nicht-invasiven Kontrollen. Für Sie als Patient:in bedeutet das:

  • Niedrige Schwelle: Kurze, kosteneffiziente EKG-basierte Checks ohne Blutentnahme oder Bildgebung.
  • Frühe Signale: Aufkommende Verschlechterungen der Pumpfunktion werden im Trend sichtbar, bevor klinische Ereignisse eintreten.
  • Personalisierte Prävention: Die eigenen Baselines dienen als Referenz; Veränderungen werden relativ zum persönlichen Ausgangswert bewertet.

Für Hochrisikopersonal wie Pilot:innen, Einsatzkräfte, Taucher:innen oder Schwertransportführende unterstützt CardioVolumeMetrics arbeitsmedizinische Programme:

  • Screening in Ruhe und unter standardisierten Belastungen, ohne zusätzliche Sensorik.
  • Verlaufssicherheit vor Einsatzfreigaben und nach krankheitsbedingten Auszeiten.
  • Dokumentierte Trends, die Arbeitsmedizin und Kardiologie gemeinsam interpretieren können, um Sicherheit und Leistungsfähigkeit zu gewährleisten.

Auf Wunsch lassen sich telemedizinische Routinen abbilden: planmäßige EKGs mit automatisierter hämodynamischer Auswertung und zentraler Befundzusammenführung.

Qualität, Validierung und verantwortungsvoller Einsatz

CardioVolumeMetrics legt Wert auf Messqualität und Validität der abgeleiteten Kennzahlen:

  • Signalqualität: Automatisierte Prüfungen (Artefakte, Rauschen, Elektrodenstatus) sichern die Verlässlichkeit der Phasenlängen. Bei unzureichender Qualität erfolgt ein Hinweis statt einer unsicheren Metrik.
  • Modellgüte: Die mathematischen Modelle werden kontinuierlich mit neuen Datensätzen verbessert und gegen etablierte Referenzmethoden (z. B. Echokardiografie) in Studien- und Praxisumgebungen geprüft. Ergebnisse werden fortlaufend ausgewertet, um Bias zu minimieren und die Generalisierbarkeit zu erhöhen.
  • Transparenz: Parameterunsicherheiten und Konfidenzhinweise werden ausgewiesen, damit Sie die Werte angemessen einordnen können.
  • Grenzen: Bei ausgeprägten Rhythmusstörungen, extremen Elektrolytstörungen oder schwerer Leitungsblockierung können Ableitungen eingeschränkt sein; in solchen Fällen bleibt die klinische Gesamtschau einschließlich Bildgebung und Labor führend.

So bleibt die Technologie ein verlässlicher, verantwortungsvoll eingesetzter Baustein in der modernen kardiovaskulären Diagnostik.

Datensicherheit und Interoperabilität: DSGVO-konform vernetzt

Datenschutz und sichere Integration sind essenziell:

  • Sicherheit by Design: Verschlüsselung in Ruhe und bei Übertragung, rollenbasierte Zugriffsrechte, Protokollierung und revisionssichere Audit-Trails.
  • DSGVO-Konformität: Klare Zwecke, minimale Datenerhebung, Pseudonymisierung und konfigurierbare Aufbewahrungsfristen.
  • Interoperabilität: Standardschnittstellen (z. B. HL7, FHIR, DICOM) für nahtlose Einbindung in KIS/PVS, PACS und Telemedizin-Plattformen.
  • Betriebsmodelle: On-Premises oder Cloud, abgestimmt auf Ihre IT-Policy; automatisierte Updates und Monitoring für hohe Verfügbarkeit.

Damit integrieren Sie die hämodynamischen EKG-Insights sicher in Ihre digitale Versorgungslandschaft.

Ökonomische Vorteile für Praxen und Kliniken

Die Nutzung vorhandener EKG-Infrastruktur schafft handfeste Effizienzgewinne:

  • Kosteneinsparung: Keine Anschaffung zusätzlicher Hardware; reduzierte Notwendigkeit häufiger Bildgebung für einfache Verlaufskontrollen.
  • Zeitgewinn: EKG und Hämodynamik in einem Schritt; weniger Terminlogistik und schnellere Befundung.
  • Kapazitätsentlastung: Bildgebungsressourcen werden für komplexe Fragestellungen frei, Routinekontrollen wandern in den EKG-Workflow.
  • Erlöse und Serviceprofil: Abhängig vom lokalen Erstattungssystem können neue Versorgungsangebote (z. B. strukturierte Herzinsuffizienz-Programme, arbeitsmedizinische Checks) wirtschaftlich abgebildet werden.
  • Vermeidung von Folgekosten: Frühe Erkennung und Therapie-Feintuning senken das Risiko von Dekompensationen und Wiedereinweisungen – ein Plus für Qualität und Budget.

Die Kombination aus Kosteneffizienz, Geschwindigkeit und klinischem Mehrwert unterstützt Ihre Einrichtung dabei, moderne Herzmedizin skalierbar anzubieten.

Ausblick und Fazit

Die Übersetzung von EKG-Phasenlängen in hämodynamische Parameter eröffnet eine neue Dimension der nicht-invasiven Herzkreislaufdiagnostik. CardioVolumeMetrics macht diese Dimension alltagsfähig: in der Kardiologie, in der Hausarztpraxis, auf Intensivstationen, in der Reha und in der Arbeitsmedizin. Sie erhalten in Echtzeit Informationen, die Interventionen beschleunigen, Verlaufsentscheidungen präzisieren und präventive Strategien stärken – ohne zusätzliche Hardware und mit nahtloser Integration in vorhandene Prozesse.

Für medizinische Fachkräfte bedeutet das schnellere, fundiertere Entscheidungen. Für Menschen mit erhöhtem Risiko und für Hochrisikopersonal heißt es: niedrigschwellige, regelmäßige Checks, die Sicherheit geben und rechtzeitige Maßnahmen ermöglichen. Qualität, Validität, Datenschutz und Interoperabilität bilden dabei das Fundament. So wird aus dem EKG ein Fenster in die Hämodynamik – für bessere Versorgung heute und vorausschauende Prävention morgen.

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