Die klassische EKG-Analyse zeigt elektrische Ereignisse, sagt aber nur indirekt etwas über die mechanische Pumpfunktion des Herzens aus. CardioVolumeMetrics verbindet beides: Aus den Phasenlängen eines EKGs – konkret PR-, QRS-, QT- und RR-Intervallen – werden in Echtzeit robuste Schätzwerte zentraler hämodynamischer Größen wie Schlagvolumen, Herzzeitvolumen, enddiastolisches Volumen (EDV) und endsystolisches Volumen (ESV) abgeleitet. Das Besondere: Die Methode ist vollständig nicht-invasiv und nutzt bestehende EKG-Geräte, von 12-Kanal-Systemen in Klinik und Praxis bis zu patchbasierten Telemonitoring-Lösungen. Für Sie bedeutet das: eine unmittelbare Erweiterung der diagnostischen Reichweite ohne zusätzliche Eingriffe, mit präziser Trendbeurteilung und jederzeitiger Verfügbarkeit am Point of Care oder zu Hause.

Von PR-, QRS-, QT- und RR-Intervallen zu Volumina: der Kern der Methode

Die Grundlage der Technologie ist ein physiologisch fundiertes, mathematisches Modell, das die Kopplung von elektrischer Erregung und mechanischer Pumpfunktion abbildet. Vereinfacht ausgedrückt:

• PR-Intervall: spiegelt die atrioventrikuläre Überleitung und die zeitliche Beziehung zwischen Vorhofkontraktion und Ventrikelfüllung wider (Relevanz für Vorlast und EDV).
• QRS-Dauer: repräsentiert die Ventrikeldepolarisation und steht in Beziehung zur Synchronität der Kontraktion (relevant für die Auswurfdynamik).
• QT-Intervall: nähert die Gesamtdauer der elektrischen Systole an und korreliert mit der mechanischen Systole (wichtig für die Ableitung von ESV/EDV-Verhältnissen und Ejektionsdynamik).
• RR-Intervall: bestimmt die Zykluslänge/Herzfrequenz und damit die zeitliche Einordnung aller Phasen (Hebel für die Berechnung von HZV = SV × Herzfrequenz).

Das Modell analysiert die Schlag-zu-Schlag-Variabilität dieser Intervalle, korrigiert die QT-Dauer bei Bedarf frequenzabhängig (QTc), identifiziert isovolumetrische Phasen und ordnet die Phasenlängen einem patientenspezifischen Druck-Volumen-Verlauf zu. Daraus werden EDV und ESV geschätzt; deren Differenz liefert das Schlagvolumen, in Kombination mit der Herzfrequenz das Herzzeitvolumen. Die Ergebnisse liegen in Echtzeit vor und sind auf Trendstabilität ausgelegt: Anstelle einzelner Ausreißer stehen robuste Mittelungs- und Plausibilitätsprüfungen im Vordergrund, sodass klinisch verwertbare Verläufe entstehen.

Wichtig: Die Messwerte sind als nicht-invasive Schätzungen konzipiert. Sie sind besonders stark in der Trendbeurteilung (Veränderung gegenüber Baseline, Reaktion auf Therapie/Belastung) und ergänzen, nicht ersetzen, bildgebende Verfahren oder invasives Monitoring dort, wo diese indiziert sind.

Konkrete Workflows für Praxis, Klinik und Telemonitoring

So integrieren Sie CardioVolumeMetrics in unterschiedliche Versorgungssettings:

• Ambulante Praxis
  1) Baseline erfassen: 12-Kanal-EKG (mind. 10–20 Sekunden in Ruhe, Sampling ≥ 250 Hz), Patientendaten (Alter, Körpergröße/-gewicht) dokumentieren.
  2) Automatische Segmentierung: PR-, QRS-, QT- und RR-Intervalle werden schlagweise bestimmt; Artefakte werden markiert.
  3) Initiale Kalibrierung: optionaler Abgleich mit vorhandenen Referenzen (z. B. Echokardiografie) zur Festlegung patientenspezifischer Normbereiche; ansonsten nutzt das System populationsbasierte Startwerte und lernt über wiederholte Messungen.
  4) Befundung: SV, HZV, EDV, ESV samt Qualitätsscore und Trendgraphik; klinische Entscheidung im Kontext von Symptomen, Befunden und Risikoprofil.
  5) Verlauf: Wiederholungsmessungen in definierten Intervallen (z. B. bei Therapieumstellung, Symptomen, Präventionscheck).

• Klinik (Station/OP/Intensiv)
  1) Kontinuierliche EKG-Aufzeichnung nutzen; Dashboard visualisiert beat-to-beat-Schätzwerte und geglättete Trends.
  2) Perioperativ: Pre-/Post-Messung unmittelbar vor und nach Eingriff; in der Nachsorge engmaschige Verläufe zur Detektion von Füllungs-/Pumpfunktionsänderungen.
  3) Interdisziplinäre Nutzung: Kardiologie, Anästhesie, Intensivmedizin – Werte fließen in Visiten und Therapieanpassungen ein.
  4) Dokumentation: Automatisierter Export in die elektronische Akte (HL7/FHIR), inklusive Qualitätsscores, Zeitstempel und Alarmereignissen.

• Telemonitoring/Remote Care
  1) Ein- bis Drei-Kanal-Patch oder Smart-Wearable koppeln; Sicherstellung ausreichender Signalqualität.
  2) Regeln definieren: Alarme auf Basis prozentualer Abweichungen vom patientenspezifischen Baseline-Trend (z. B. nachhaltiger SV-Rückgang um >15% über mehrere Minuten), nicht ausschließlich auf Einzelwerten.
  3) Monitoring Team: Telemedizinische Zentrale oder Praxis prüft Ereignisse, kontaktiert Patientinnen/Patienten, steuert weitere Diagnostik.
  4) Datenschutz: DSGVO-konforme Verschlüsselung, rollenbasierter Zugriff, Audit-Trails.

Diese Workflows sind so gestaltet, dass bestehende EKG-Infrastruktur weiterverwendet wird; Anschlüsse, Verbrauchsmaterialien und Personalabläufe bleiben weitgehend unverändert.

Indikationen: wo die Methode klinisch unterstützt

• Hochrisikokohorten

  • Herzinsuffizienz-Risiko (z. B. Hypertonie, Diabetes, Niereninsuffizienz)
  • KHK/Ischämie-Risiko, Onko-Kardiologie unter potenziell kardiotoxischer Therapie
  • Strukturelle Herzerkrankungen, Kardiomyopathien

• Postoperative Nachsorge

  • Nach Klappen- oder Bypass-Operationen zur frühzeitigen Erkennung von Füllungs- und Pumpfunktionsänderungen
  • Nach ablativen oder devicebezogenen Eingriffen (z. B. CRT), um die hämodynamische Wirkung zu objektivieren

• Leistungsoptimierung und Schutz besonderer Gruppen

  • Athletinnen und Athleten: Trainingssteuerung, Erholungsmonitoring, Erkennen von maladaptiven Antworten
  • Hochrisikopersonal (z. B. Pilotinnen/Piloten, Einsatzkräfte): kontinuierliche Überwachung kritischer Trends im Arbeitsalltag

• Telemedizinische Betreuung

  • Frühwarnsysteme bei vulnerablen Patientinnen/Patienten mit reduzierten Reserven oder instabiler Hämodynamik
  • Engmaschige Verlaufskontrolle nach Entlassung

Die Methode ist nicht als alleinige Diagnostik gedacht, sondern als praxistauglicher Verstärker bestehender Routinen – mit besonderer Stärke in der Trendanalyse und Frühwarnung.

Umgang mit Arrhythmien, Schrittmachersituationen und besonderen Bedingungen

Die Qualität der hämodynamischen Schätzungen hängt von der Rhythmusstabilität und der Signalqualität ab. CardioVolumeMetrics adressiert typische Herausforderungen:

• Vorhofflimmern (VHF): Stark variierende RR-Intervalle führen zu beat-to-beat-SV-Schwankungen. Lösung: robuste Aggregation (z. B. Median/MAD über gleitende Fenster), Ausschluss von beats mit unplausiblen Vor-/Nachzyklen, Fokus auf Trends statt Einzelwerten.
• Extrasystolen: Bei ventrikulären Extrasystolen und den postextrasystolischen Beats werden die betroffenen Schläge für die Trendberechnung verworfen; ausgewertet wird der stabile Sinusrhythmusabschnitt.
• Schenkelblock/CRT/Schrittmacher: Breite QRS-Komplexe und veränderte Synchronität beeinflussen die elektromechanische Kopplung. Das Modell berücksichtigt QRS-Dauer und -Morphologie; eine initiale Kalibrierung und engere QC-Schwellen sind empfohlen.
• QT-Verlängerung/-Verkürzung: QTc-Korrektur wird angewendet; auffällige QTc-Werte werden gesondert markiert, da sie die systolische Phasenlänge und damit die Volumenschätzung beeinflussen.
• Hohe oder sehr niedrige Herzfrequenzen: Bei extremer Tachykardie/Bradykardie greift die Software auf frequenzadaptierte Parameterbereiche zurück; die Aussagekraft bleibt trendorientiert.
• Bewegung/Artefakte: Echtzeit-Qualitätsscores signalisieren, wann Messfenster verworfen werden. Anwenderinnen/Anwender können gezielt Ruhefenster initiieren oder Elektrodenlage optimieren.

Grundsatz: Wenn Rhythmus- oder Leitungsbesonderheiten vorliegen, Gewicht auf stabile Fenster, robuste Statistiken und konsistente Wiederholungsmessungen legen – und Befunde stets im klinischen Kontext interpretieren.

Qualitätskontrollen, Vergleichsmaßstäbe und Dokumentation

Ein konsistenter Qualitätsrahmen ist die Basis verlässlicher Entscheidungen:

• Signalqualität

  • Samplingrate ≥ 250 Hz, bevorzugt ≥ 500 Hz
  • Elektrodensitz, Hautvorbereitung, Ableitungsauswahl (Lead II und V5 liefern häufig gute S/N)
  • Automatische Artefakterkennung (Baseline-Wanderung, Muskelzittern) und manuelle Bestätigung bei Bedarf

• Segmentierungs- und Plausibilitätschecks

  • Detektion von P-, QRS- und T-Wellen mit Konfidenzwerten
  • Ausschlusskriterien für Beats (fehlende P-Welle bei SR, ungewöhnliche QTc, extreme PR/QRS-Dauern)
  • Konsistenzprüfungen der abgeleiteten Volumina zwischen benachbarten Schlägen und über Minutenfenster

• Vergleich und Kalibrierung

  • Optionaler initialer Abgleich mit Echokardiografie (z. B. EDV/ESV, EF) zur Feinjustierung von Grenzwerten
  • Kreuzcheck mit verfügbaren Vitalparametern (Blutdruck, SpO2) für Plausibilität
  • Dokumentation von Baseline-Zustand (Lagerung, Medikation, Hydratation)

• Dokumentation und Interoperabilität

  • Automatisierter Export der Messergebnisse mit Qualitätsscores, Zeitstempeln und Annotationen
  • HL7/FHIR-Integration, revisionssicher, DSGVO-konform, mit Rollen- und Rechtekonzept

Die methodische Stärke liegt in der Abbildung von Veränderungen: Werthaltige Entscheidungen entstehen aus wiederholten, qualitätsgesicherten Messungen.

Nutzen, Grenzen und typische Befunde – verständlich für Patientinnen/Patienten, Athletinnen/Athleten und Hochrisikopersonal

Was bedeutet das für Sie ganz konkret?

• Nutzen

  • Früh erkennen: Wenn sich das Schlagvolumen oder das endsystolische Volumen ungünstig entwickelt, lässt sich früher gegensteuern – oft bevor Symptome stark spürbar sind.
  • Schonend und alltagstauglich: Keine Katheter, keine Kontrastmittel – die Messung basiert auf Ihrem gewohnten EKG.
  • Verlaufskontrolle: Sie und Ihr Behandlungsteam sehen, wie Ihr Herz auf Medikamente, Training oder Erholung reagiert.

• Typische Befunde und deren Einordnung

  • Sinkendes Schlagvolumen bei gleichbleibender Herzfrequenz: Hinweis auf reduzierte Pumpleistung oder ungünstige Füllung; im Verlauf wichtig für Therapieanpassung.
  • Steigendes endsystolisches Volumen über Tage/Wochen: Kann auf nachlassende Auswurfleistung hindeuten; Anlass für ärztliche Rücksprache.
  • Trainingseffekt bei Athletinnen/Athleten: In Ruhe höheres Schlagvolumen und niedrigere Herzfrequenz; unter Belastung adäquater Anstieg von SV/HZV; fehlende Erholungskinetik kann auf Überlastung deuten.
  • Dehydrierung/Volumenmangel: Vorübergehend niedrigeres EDV/SV mit Anstieg der Herzfrequenz; normalisiert sich mit ausreichender Flüssigkeitszufuhr und Erholung.
  • Stress/Höhe/Hitze: Veränderungen der Herzfrequenz und Phasenlängen beeinflussen die Schätzungen; wichtig ist der Vergleich zum persönlichen Baseline-Verlauf.

• Grenzen

  • Das Verfahren liefert Schätzwerte; es ersetzt nicht die klinische Untersuchung oder bildgebende Diagnostik, wenn diese notwendig sind.
  • Bei ausgeprägten Arrhythmien, starker Bewegung oder schlechter Signalqualität sind Trends vorsichtig zu interpretieren.
  • Medizinische Entscheidungen gehören in die Hände qualifizierter Fachkräfte; eigenständige Therapieanpassungen ohne ärztliche Rücksprache sind nicht empfohlen.

• Frühzeitige Intervention und Verlauf

  • Sinnvoll sind klare Absprachen: Wann sollen Sie sich melden? Häufig bewährt: bei anhaltenden, deutlichen Abweichungen vom persönlichen Baseline-Trend in Kombination mit Symptomen (z. B. Atemnot, rasche Gewichtszunahme, Leistungsknick).
  • Regelmäßige, vergleichbare Messbedingungen (Tageszeit, Ruhephase) erhöhen die Aussagekraft der Verläufe.

Wirtschaftlichkeit und Implementierung: maximaler Nutzen mit vorhandener EKG-Infrastruktur

Ein zentraler Vorteil ist die Kosteneffizienz: CardioVolumeMetrics nutzt vorhandene EKG-Hardware und standardisierte Abläufe.

• Investition und Betrieb

  • Keine Spezialkatheter oder zusätzliche Sensorik nötig; Lizenzierung/Softwareintegration auf bestehende Systeme
  • Kurze Schulungen für MTA/MPA und ärztliches Personal genügen, da Workflows EKG-nah sind

• Erlös- und Kostenseite

  • Zeitnahe Risikostratifizierung kann Folgekosten reduzieren (z. B. weniger ungeplante Aufnahmen, gezieltere Echokardiografie-Zuweisung)
  • Telemedizinische Programme profitieren von klaren, trendbasierten Alarmregeln und effizientem Case-Management
  • Abrechnungsmöglichkeiten sind kontextabhängig; dokumentierte Messverläufe und Qualitätsnachweise unterstützen die Vergütung

• IT-Integration und Skalierung

  • HL7/FHIR-Schnittstellen, Audit-Trails, rollenbasierter Zugriff
  • Skalierbar von Einzelpraxis bis Klinikverbund; zentrale Trenddatenbanken ermöglichen populationsweite Analysen bei strikter Pseudonymisierung

• Governance

  • SOPs für Qualität, Alarme und Dokumentation
  • Regelmäßige Audits, Outcome-Reviews und Fortbildungen zur kontinuierlichen Verbesserung

Best Practices für einen sicheren Start

• Klein beginnen, gezielt ausrollen: Starten Sie mit einer klar definierten Kohorte (z. B. postoperativ, Herzinsuffizienz-Risiko) und erarbeiten Sie Baselines sowie Alarmlogik.
• Qualität priorisieren: Einheitliche Messbedingungen, Elektrodenpflege, Signalqualitätsampel beachten; Artefaktmanagement trainieren.
• Trends statt Einzelwerte: Schwellen als prozentuale Abweichungen über Zeitfenster definieren; klinische Korrelation dokumentieren.
• Interdisziplinär arbeiten: Kardiologie, Pflege, Tele-Team und IT früh einbinden; Zuständigkeiten und Eskalationswege festlegen.
• Patientenorientiert kommunizieren: Ergebnisse verständlich erklären, Selbstbeobachtung strukturieren und klare Kontaktwege etablieren.
• Klinische Urteilskraft bleibt Leitplanke: Nicht-invasive Schätzwerte sind Entscheidungshilfen – sie ergänzen die Expertise, ersetzen sie nicht.

Mit dieser Vorgehensweise nutzen Sie das Potenzial nicht-invasiver, EKG-basierter Hämodynamik bestmöglich: präzise, wiederholbar, wirtschaftlich – und direkt anschlussfähig an Ihre bestehenden Prozesse. So entsteht ein praxisnaher Mehrwert für Frühdiagnostik, Nachsorge und kontinuierliches Monitoring, der sowohl Fachkräften als auch Hochrisikopatientinnen und -patienten, Athletinnen und Athleten sowie Hochrisikopersonal zugutekommt.