Die klinische Entscheidungsfindung lebt von dynamischen Informationen: Wie verändern sich Vorlast, Nachlast und Kontraktilität über Stunden und Tage? Wie stabil ist das Schlagvolumen unter Belastung, in der Genesungsphase oder im Alltag? CardioVolumeMetrics nutzt vorhandene EKG-Signale, um aus Phasenlängen und Morphologie des Herzzyklus präzise hämodynamische Parameter in Echtzeit abzuleiten. Für Sie bedeutet das: Trendbasierte Frühdiagnostik, schnellere Entscheidungen zwischen Bildgebungsterminen und eine kosteneffiziente Nachsorge – ohne zusätzliche invasive Messungen und in bestehende EKG-Workflows integrierbar.

Dieser Leitfaden zeigt, wie sich die Methode klinisch einsetzen lässt, welche Parameter verfügbar sind, wo die Grenzen liegen und wie Sie Alarme, Reports und patientenzentrierte Kommunikation praxistauglich gestalten.

Methodischer Kern: Von EKG-Phasen zur Hämodynamik

CardioVolumeMetrics nutzt die zeitliche Struktur des EKGs – präzise detektiert und beat-to-beat analysiert – um mechanische Ereignisse des Herzzyklus zu modellieren.

• Zeitmarker aus dem EKG:
  • P-Welle bis QRS-Beginn (atriale Aktivierung und AV-Überleitung)
  • QRS-Dauer (ventrikuläre Depolarisation)
  • QT- bzw. QTc-Intervall (elektrische Systole; Surrogat der mechanischen Systole)
  • RR-Intervall (Herzfrequenz und Rhythmus)
• Abgeleitete systolische Zeitintervalle:
  • Präejektionszeit (PEP): elektromechanische Verzögerung bis zur Aortenklappenöffnung (modellbasiert aus QRS-Anfang, isovolumetrischer Kontraktion und QT-Morphologie)
  • Linksventrikuläre Ejektionszeit (LVET): von Klappenöffnung bis -schluss (aus QT, T-Ende und PEP abgeleitet)
• Diastolische Kenngrößen:
  • Diastolische Füllungszeit (DFT): RR minus mechanische Systole
  • Füllungsfraktion: DFT/RR als Index der diastolischen Reserve

Auf Basis dieser Zeitintervalle und eines physiologisch begründeten Elastanzmodells schätzt die Software beat-to-beat:

• Schlagvolumen (SV) und Herzzeitvolumen (HZV)
• Vorlast- und Nachlast-Indizes (z. B. PEP/LVET, DFT-normalisiert)
• Auswurf- und Füllungsphasenvolumina über den Zyklus
• Trendmetriken (Δ% gegenüber individuell lernender Baseline)

Wichtig: Die Methode ist auf Trendtreue ausgelegt. Absolute Werte profitieren von patientenspezifischer Initialkalibrierung (z. B. anhand eines aktuellen Echo-Referenzwerts), sind für Entscheidungen aber oft weniger relevant als Veränderungen gegenüber der eigenen Ausgangslage.

Integration in bestehende EKG-Workflows

CardioVolumeMetrics verwendet Ihre vorhandene Infrastruktur:

• Datenquellen: Ruhe‑EKG (12-Kanal), Telemetrie/Monitor, Holter, Sportdiagnostik
• Schnittstellen: DICOM/HL7, PDF-Report, strukturierte Daten (z. B. FHIR) für KIS/PDMS
• Anforderungen an Signalqualität:
  • Sampling ≥ 250–500 Hz, stabile Elektroden, geringe Muskelartefakte
  • 10–30 aufeinanderfolgende, repräsentative Herzschläge; Arrhythmie‑Episoden werden erkannt und gesondert bewertet
• Verfügbarkeit:
  • Near‑Realtime am Monitorbett
  • Batch‑Analyse aus archivierten EKGs (z. B. Vor‑/Nach‑OP)

Trendtracking und Alarmlogik lassen sich protokollbasiert definieren:

• Basislinie: individuell unter Ruhebedingungen, optional positions- oder belastungsbezogen (liegen/stehen, vor/nach Training)
• Trendmetrik: prozentuale Abweichung und gleitende Mittelwerte; automatische Artefaktunterdrückung
• Alarmregeln (beispielhaft, konfigurierbar):
  • SV-Abfall > 15% gegenüber der Baseline, ≥ 10 Minuten anhaltend
  • PEP/LVET-Anstieg > 20% oder über absoluten Schwellenwert
  • DFT-Reduktion bei gleichzeitiger HF‑Zunahme (> 10 bpm) ohne adäquate SV‑Konstanz
  • Kombinationsalarme erhöhen Spezifität, zeitliche Hysterese vermeidet Alarmflut

Use-Cases: Vorgehen, Integration und Alarme im Alltag

Frühe Dekompensation bei Herzinsuffizienz

• Ziel: subklinische Volumenverschiebungen und abnehmende Pumpreserve erkennen, bevor Dyspnoe/Ödeme auftreten.
• Muster:
  • Anstieg PEP/LVET (sinkende Kontraktilität/steigende Nachlast)
  • Verkürzte DFT bei höherer HF; SV-Trend abfallend
  • Zunehmende Beat-to-Beat‑Variabilität unter Belastung
• Workflow:
  • Baseline im stabilen Zustand festlegen; tägliche kurze Messfenster (z. B. morgens sitzend)
  • Trendprüfung kombiniert mit Gewicht, Symptomen, ggf. NT-proBNP
  • Alarm bei kombiniertem Kriterium (SV −15%, PEP/LVET +20%, 48-h‑Trend negativ)
• Nutzen: frühzeitige Anpassung von Diuretika/Afterload‑Therapie, indikationsbezogene Echokardiografie statt „Routine nach Kalender“.

Nachsorge nach Herz-OP (Klappen, CABG)

• Ziel: hämodynamische Erholung abbilden, Komplikationen (z. B. Nachlastanstieg, Hypovolämie) früh erkennen.
• Muster:
  • Progressiver Anstieg von LVET und SV in der Rekonvaleszenz
  • Stabile oder sinkende PEP/LVET‑Ratio
  • Warnsignal: persistenter SV‑Rückgang oder PEP/LVET‑Anstieg trotz klinischer Besserung
• Workflow:
  • Serienmessungen prä‑, post‑OP, Reha; Dokumentation im Verlauf
  • Alarm bei ausbleibender erwarteter Trendverbesserung über definierte Zeiträume
• Hinweise: Leitungsstörungen (z. B. Schenkelblock, temporäres Pacing) können die Modellgüte beeinflussen; Qualitätssicherung aktivieren.

Telemonitoring bei Hochrisikopersonal (z. B. Pilotinnen und Piloten)

• Ziel: hohe Verfügbarkeit, hohe Spezifität; triagefähige Informationen ohne Alarmmüdigkeit.
• Muster:
  • Individuelle Baseline in Ruhe und unter definiertem Belastungsprotokoll
  • Konservativ eingestellte Alarme (z. B. zwei unabhängige Parameter über Schwelle)
• Workflow:
  • Kurze Messungen 3–5×/Woche; automatisierte Freigabe bei unauffälligem Trend
  • Eskalation zu Echo/Kardiologie nur bei bestätigten Abweichungen
• Benefit: Minimierung unnötiger Bodenzeiten, objektive Clearance‑Entscheidungen auf Basis von Trends statt Einzelmessungen.

Performance‑Medizin im Sport

• Ziel: Training steuern, Überlastung vermeiden, Erholung quantifizieren.
• Muster:
  • DFT‑Reserve und SV‑Stabilität im orthostatischen Test (liegen → stehen)
  • PEP/LVET bei submaximaler Belastung als Afterload/Contractility‑Surrogat
• Workflow:
  • Periodisierte Messungen (Ruhetag, nach intensiver Einheit, vor Wettkampf)
  • Coaching‑Feedback: Hydration, Regeneration, Belastungsdosierung
• Caveat: Nicht als Krankheitsdiagnostik verwenden; auffällige Befunde konsequent kardiologisch abklären.

Vergleich: EKG‑basierte Hämodynamik, Echo und invasive Verfahren

• Echokardiografie:
  • Stärken: Anatomie, Klappenfunktion, regionale Wandbewegung, Doppler‑Flüsse
  • Limitationen: Untersucherabhängigkeit, diskrete Zeitpunkte, Ressourcenbindung
  • Synergie: EKG‑basierte Trends füllen die Lücken zwischen Echo‑Terminen und triggern gezielt weiterführende Bildgebung.
• Invasive Diagnostik (Katheter):
  • Stärken: Drucke, Widerstände, HZV (Fick/Thermodilution), Goldstandard in komplexen Fällen
  • Limitationen: Invasivität, Kosten, Risiken; ungeeignet für engmaschiges Monitoring
  • Rolle der EKG‑Methode: präinvasive Triage, Follow‑up von Therapieeffekten, Identifikation von Dynamiken, die eine invasive Abklärung rechtfertigen.
• EKG‑basierte Hämodynamik:
  • Stärken: Echtzeit, kosteneffizient, skalierbar, nutzbar mit vorhandenen Geräten; hohe Trendtreue
  • Limitationen: keine direkten Druckwerte, absolute Volumina kalibrierungsabhängig; anfällig für Rhythmus‑/Leitungsstörungen und Artefakte

Validierungsstand und Grenzen der Methode

• Validierung:
  • Interne und kooperative Studien vergleichen die aus EKG abgeleiteten Parameter mit Echo‑ und Katheter‑Referenzen.
  • Bisher zeigt sich eine hohe Übereinstimmung bei Trendverläufen; absolute Genauigkeit profitiert von initialer Kalibration.
  • Multizentrische Feasibility‑ und Outcome‑Studien sind im Aufbau/abgeschlossen; die Publikationslage wächst kontinuierlich.
• Grenzen:
  • Arrhythmien (Vorhofflimmern mit stark variabler Zykluslänge), ausgeprägte Leitungsstörungen, paced rhythms: reduzierte Modellgüte, spezielle Algorithmen notwendig
  • QT‑verändernde Medikamente, Elektrolytstörungen: sorgfältige Interpretation
  • Ausgeprägte Klappenvitien, schwere Rechtsherz‑/Pulmonalgefäß‑Erkrankungen: relationale Indizes interpretieren, ggf. Echo/Katheter vorziehen
  • Pädiatrie/Extremfrequenzen: gesonderte Validierung erforderlich
• Praxisempfehlung: EKG‑basierte Hämodynamik als ergänzendes, trendorientiertes Verfahren verwenden und mit Klinik, Labor und Bildgebung korrelieren.

Implementierungs‑Checkliste

• Klinische Indikationen und Protokolle definieren (HF‑Nachsorge, Post‑OP, Telemonitoring, Sport)
• Geräteinventar und Schnittstellen prüfen (Sampling, Export, HL7/DICOM/FHIR)
• Qualitätsstandards festlegen (Elektrodenanlage, Artefaktkontrolle, Mindestanzahl gültiger Beats)
• Baseline‑Erfassung je Patient: Ruhe, ggf. orthostatisch/Belastung
• Alarmkonfiguration definieren (Parameter, Schwellen, Hysterese, Eskalationspfade)
• Schulung des Teams (Ärztinnen/Ärzte, Pflege, Sportwissenschaft): Interpretation, Fallbeispiele
• Datenschutz/IT‑Sicherheit (Verschlüsselung, Rollenrechte, Audit‑Trails)
• Dokumentation/Berichtswesen (Standardbericht, strukturiertes Schreiben ins KIS)
• Abrechnung/Erstattung klären (regionale Codes/Selektivverträge prüfen)
• Evaluationsplan (KPIs: unnötige Echos reduziert, früh erkannte Dekompensationen, Patientenzufriedenheit)

Beispielberichte und patientenzentrierte Kommunikation

Beispielreport (Auszug, fiktive Daten):

• Indikation: HF‑Nachsorge, NYHA II–III
• Baseline (KW 10, sitzend): HR 68 bpm, SV 72 ml, HZV 4,9 l/min, PEP/LVET 0,34, DFT/RR 0,56
• Aktuell (KW 14): HR 76 bpm, SV 60 ml (−17%), HZV 4,6 l/min, PEP/LVET 0,42 (+24%), DFT/RR 0,49
• Interpretation: Trendkonstellation vereinbar mit abnehmender Kontraktilitätsreserve/erhöhter Nachlast; klinische Korrelation empfohlen.
• Empfehlung: zeitnahe Echo‑Kontrolle; Prüfung Diuretikatherapie; engmaschige Re‑Messung (48–72 h)

Best Practices für die Kommunikation:

• Transparent erklären, was gemessen wird: „Wir nutzen Ihr EKG, um zu sehen, wie effizient Ihr Herz pro Schlag Blut auswirft und wie sich das im Verlauf verändert.“
• Nutzen betonen, ohne zu überschätzen: „Das Verfahren hilft uns, Veränderungen früh zu erkennen. Es ersetzt nicht Ultraschall oder Katheter, kann diese aber gezielt auslösen.“
• Konkrete nächste Schritte vereinbaren: „Bei erneuter Abweichung melden wir uns innerhalb von 48 Stunden; bei Atemnot bitte sofort Kontakt aufnehmen.“
• Visualisierung einsetzen: Farbige Trendkurven (grün/gelb/rot), Prozentänderungen gegenüber persönlicher Baseline
• Datenschutz ansprechen: „Ihre Daten werden verschlüsselt übertragen und nur von Ihrem Behandlungsteam eingesehen.“

Wirtschaftlichkeit und organisatorischer Impact

• Nutzung vorhandener EKG‑Geräte vermeidet Neuanschaffungen; die Software ergänzt Ihre bestehende Infrastruktur.
• Zeitgewinn: automatisierte Analysen und klare Alarme reduzieren Screening‑Aufwand und fokussieren Ressourcen auf auffällige Verläufe.
• Kostenreduktion durch:
  • weniger ungeplante Echokardiografien
  • frühere Therapieanpassungen statt stationärer Eskalation
  • zielgerichtete Einbestellung im Telemonitoring
• Entscheidungsbeschleunigung: Statt auf den nächsten Bildgebungstermin zu warten, erhalten Sie innerhalb von Minuten trendbasierte Hinweise.
• Change‑Management: Start mit einem Pilotkollektiv, regelmäßige Review‑Boards, Kennzahlenmonitoring; anschließend Skalierung in weitere Bereiche (Herzinsuffizienz‑Ambulanz, Reha, Sportmedizin).

Fazit: Pragmatic first, precision over time

Mit CardioVolumeMetrics ergänzen Sie die moderne Kardiologie um einen kontinuierlichen, trendfokussierten Blick auf die Hämodynamik – direkt aus dem EKG, in Echtzeit und mit hoher operativer Effizienz. Klinisch zählt weniger der absolute Einmalwert als die verlässliche Veränderung gegenüber der persönlichen Baseline. In Kombination mit Echo, Labor und Klinikbild entsteht so ein Entscheidungsgerüst, das Frühdiagnostik und Nachsorge beschleunigt, Kosten senkt und die Patientensicherheit erhöht – vom Herzinsuffizienz‑Management über die postoperative Betreuung bis hin zum Telemonitoring und der Performance‑Medizin.