Hochrisikopatient:innen mit kardiovaskulären Vorerkrankungen profitieren besonders von schneller, präziser und gleichzeitig kosteneffizienter Diagnostik. CardioVolumeMetrics nutzt hierzu eine Ressource, die in nahezu jeder Praxis und Klinik verfügbar ist: das Standard‑EKG. Aus den Phasenlängen des Herzzyklus werden phasenspezifische Volumina und hämodynamische Kenngrößen in Echtzeit abgeleitet – ohne zusätzliche Sensorik, nicht‑invasiv und mit unmittelbarem Nutzen für Triage, Verlaufskontrolle und Therapieanpassung. Damit lassen sich Risiken früher erkennen, postoperative Verläufe engmaschig überwachen, Trainingsreize bei Sportler:innen objektiv steuern und Hochrisikopersonal (z. B. Pilot:innen) kontinuierlich absichern.

Funktionsprinzip: Von Phasenlängen zu Volumina und Hämodynamik

Das Verfahren basiert auf einem mathematischen Modell, das die zeitlichen Markierungen des EKGs (u. a. P‑Welle, PR‑Intervall, QRS‑Dauer, ST‑Strecke, QT‑Intervall und RR‑Abstände) mit den mechanischen Phasen des Herzzyklus verknüpft:

• Vorhofkontraktion und passive Füllung
• Isovolumetrische Kontraktion
• Auswurfphase
• Isovolumetrische Relaxation
• Frühe und späte Diastole

Durch die präzise Bestimmung der Phasenlängen und ihrer Relation zueinander können phasenspezifische Volumina und dynamische Kenngrößen abgeleitet werden, darunter:

• Enddiastolisches und endsystolisches Volumen (EDV, ESV)
• Schlagvolumen und Herzzeitvolumen
• Surrogatgrößen für Ejektionsdynamik und diastolische Füllung
• Beat‑to‑beat‑Variabilität als Hinweis auf Autonomiebalance und Reserve

Die Analyse erfolgt in Sekunden und liefert neben Absolutwerten auch Konfidenzbereiche sowie Qualitätsindikatoren. Arrhythmien, Leitungsstörungen oder Artefakte werden automatisch erkannt und fließen in die Bewertung der Messsicherheit ein. Die Ergebnisse dienen als funktionelle Ergänzung zu etablierten Methoden (z. B. Echokardiographie) und unterstützen die klinische Entscheidungsfindung, ohne diese zu ersetzen.

Klinischer Workflow: Vom EKG zur entscheidungsreifen Auswertung

Die Integration in den Alltag von Kardiolog:innen und Hausärzt:innen ist schlank und folgt einem klaren Ablauf:

1. Indikation festlegen

   • Screening bei erhöhtem Risiko (z. B. Hypertonie, Diabetes, onkologische Therapien)
   • Postoperative Nachsorge (Klappen-, Bypass‑, strukturelle Eingriffe)
   • Belastungs‑/Regenerationssteuerung bei Sportler:innen
   • Periodische oder kontinuierliche Überwachung von Hochrisikopersonal

2. EKG‑Aufnahme

   • Standardisiertes 12‑Kanal‑Ruhe‑EKG (mind. 10 Sekunden), optional Serienmessungen oder Belastungs‑/Erholungsprotokolle
   • Routineableitungen, vorhandene Geräte werden weitergenutzt

3. Datenübertragung

   • Direkter Export aus dem EKG‑Gerät oder aus dem KIS/PVS in die CardioVolumeMetrics‑Analyse (lokal oder via gesichertem Server)
   • Automatisierte Zuordnung zu Patient:in und Untersuchungszeitpunkt

4. Automatisierte Echtzeitanalyse

   • Segmentierung, Artefakterkennung, Phasenlängenberechnung
   • Modellbasierte Ableitung der Volumina und hämodynamischen Kenngrößen
   • Qualitäts‑Score und Konfidenzintervalle

5. Befundung und Dokumentation

   • Strukturiertes Protokoll mit Kernparametern, Trends und Ampellogik
   • Integration in den Arztbrief, Befundarchiv und ggf. Patient:innenakte

6. Klinische Entscheidung

   • Triage (z. B. unmittelbare Abklärung vs. Verlaufskontrolle)
   • Therapieanpassung (z. B. Volumenmanagement, Trainingssteuerung)
   • Definition von Grenzwerten für Alerts in der Nachsorge

7. Follow‑up und Trendanalyse

   • Wiederholungsmessungen mit identischem Protokoll
   • Verlaufsvergleiche, automatisierte Trendberichte und ggf. Telemonitoring

Qualitätskriterien und Indikationsgrenzen

Für reproduzierbare und belastbare Ergebnisse sind klare Qualitätsstandards entscheidend:

• Signalqualität

  • Sorgfältige Hautvorbereitung und Elektrodenplatzierung
  • Ruhige Lagerung, Reduktion von Muskelzittern und Ableitungswechseln
  • Ausreichende Abtastrate und Standard‑Filtereinstellungen

• Rhythmus und Leitungsbesonderheiten

  • Bei Vorhofflimmern, hoher Extrasystolenlast oder Schrittmacher‑Rhythmen sind längere Aufzeichnungen und die Verwendung von Konfidenzintervallen sinnvoll
  • Ausgeprägte Leitungsblöcke werden erkannt; die Ergebnisinterpretation erfolgt kontextbezogen

• Klinische Kontexte

  • Das Verfahren liefert modellbasierte, nicht‑invasive Schätzwerte. Es ersetzt keine Echokardiographie oder Katheterdiagnostik, sondern priorisiert Abklärungen, unterstützt Therapieentscheidungen und macht Trends sichtbar
  • Bei komplexen strukturellen Herzerkrankungen bleibt die multimodale Diagnostik maßgeblich

• Standardisierung

  • Einheitliche Untersuchungsbedingungen (Tageszeit, Lagerung, ggf. Atemmanöver) verbessern die Vergleichbarkeit
  • Klar definierte Protokolle für Ruhe, Belastung und Regeneration erleichtern die Verlaufsführung

Interoperabilität und Datenschutz

CardioVolumeMetrics ist auf die Nutzung vorhandener EKG‑Infrastruktur ausgelegt und fügt sich in bestehende IT‑Landschaften ein:

• Datenformate und Schnittstellen

  • Unterstützung gängiger Formate wie SCP‑ECG (EN 1064) und DICOM Waveform
  • Integration via HL7 v2 (z. B. ORU‑Nachrichten) oder FHIR‑Ressourcen (Observation, DiagnosticReport)
  • Import/Export von PDF‑ und CSV‑Befunden, REST‑API für individuelle Anbindungen

• Systemintegration

  • Einbindung in KIS/PVS, PACS/VNA und Praxisarchive
  • Rollen‑ und Rechtekonzepte, Single Sign‑On, Audit‑Logs

• Datenschutz und Sicherheit

  • DSGVO‑konforme Verarbeitung, Pseudonymisierung/Anonymisierung nach Bedarf
  • Optionale Edge‑Analyse vor Ort; verschlüsselte Datenübertragung und Speicherung

Indikationen im Fokus: Kardiologie und Hausarztpraxis

• Frühzeitige Risikoerkennung

  • Identifikation funktioneller Auffälligkeiten vor dem Auftreten eindeutiger struktureller Veränderungen
  • Priorisierung für weiterführende Diagnostik bei Patient:innen mit multiplen Risikofaktoren

• Engmaschige Nachsorge nach Herzoperationen

  • Objektive Überwachung von Füllungszuständen und Auswurfdynamik
  • Frühzeitige Hinweise auf Dekompensation oder suboptimale Therapieeinstellung

• Sportkardiologie: Belastungs‑ und Regenerationssteuerung

  • Quantitative Steuerung von Trainingsreizen und Erholungszeiten
  • Rückkehr‑in‑Belastung nach Erkrankungen oder Eingriffen auf Basis objektiver Kenngrößen

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

  • Regelmäßige Screenings und Trendberichte zur Sicherstellung stabiler kardialer Funktion
  • Grenzwertgesteuerte Alerts mit klaren Eskalationspfaden

Fallvignetten: Praxisnahe Einsatzszenarien

• Hausärztliche Triage bei multimorbider Patientin

  • Ausgangslage: 68‑jährige Patientin mit Hypertonie und Diabetes, unspezifische Belastungsdyspnoe; Ruhe‑EKG unauffällig
  • Vorgehen: EKG‑basierte Volumetrie zeigt reduzierte Reserve der Auswurfdynamik und auffällige diastolische Füllungsparameter
  • Nutzen: Priorisierte kardiologische Abklärung, zielgerichtete weiterführende Diagnostik statt „wait and see“

• Postoperative Nachsorge nach Klappeneingriff

  • Ausgangslage: 62‑jähriger Patient, 10 Tage nach Klappenrekonstruktion; klinisch grenzwertige Stauungszeichen
  • Vorgehen: Serien‑EKGs mit Volumetrie zeigen steigendes enddiastolisches Volumen und Abflachen der Auswurfdynamik
  • Nutzen: Frühzeitige Therapieanpassung im ambulanten Setting, engmaschige Kontrolle und potenziell vermeidbare Wiedereinweisung

• Belastungssteuerung bei Ausdauersportlerin

  • Ausgangslage: 29‑jährige Marathonläuferin in intensiver Vorbereitungsphase
  • Vorgehen: Belastungs‑/Erholungsprotokoll mit EKG‑basierter Volumetrie; verzögerte Normalisierung der Füllungsdynamik nach Intervallen
  • Nutzen: Anpassung der Trainingsintensität und Erholungszeiten, objektive Rückmeldung zur individuellen Regeneration

• Periodisches Screening bei Pilot

  • Ausgangslage: 45‑jähriger Pilot, jährliche Tauglichkeitsuntersuchung
  • Vorgehen: Standard‑EKG mit Volumetrie, Vergleich mit Vorbefunden; definierte Grenzwerte für Alerts
  • Nutzen: Transparente Verlaufsdaten, planbare Zusatzabklärungen nur bei Signalen außerhalb der Zielbereiche

Diese Vignetten illustrieren den praktischen Einsatz. Sie ersetzen keine individuelle ärztliche Beurteilung, zeigen aber, wie funktionelle Trends Entscheidungen früh und fundiert unterstützen.

Nutzen messbar machen: Kennzahlen und Evaluationsdesign

Um den Mehrwert in Klinik und Praxis objektiv zu belegen, empfehlen sich klare KPIs und ein pragmatisches Evaluationssetup:

• Versorgungsqualität

  • Zeit von Erstkontakt bis entscheidungsrelevanter Intervention (Median/Tage)
  • Anteil priorisierter Abklärungen basierend auf Volumetrie‑Alarmen
  • 30‑/90‑Tage‑Wiedervorstellungen bzw. Wiederaufnahmeraten in definierten Kohorten

• Diagnostik‑Effizienz

  • Anzahl weiterführender Untersuchungen pro 100 EKGs vor/nach Einführung (z. B. Echokardiographie, Labor)
  • Quote vermeidbarer Zusatzdiagnostik bei unauffälligen Funktionsverläufen
  • Trefferquote der Alerts (Anteil mit relevanter klinischer Folge)

• Prozesskennzahlen

  • Durchlaufzeit EKG → Befund (Minuten)
  • Signalqualitäts‑Score (Anteil verwertbarer Aufnahmen)
  • Abdeckungsrate in definierten Risikokollektiven (z. B. alle postoperativen Wochen 1–4)

• Patient:innen‑relevante Outcomes

  • Symptom‑Scores im Verlauf (z. B. Dyspnoe‑Skalen), wo vorhanden
  • Therapieanpassungen pro Patient:in und deren zeitliche Korrelation zu Volumetrie‑Befunden

• Ökonomische Kennzahlen

  • Kosten pro entscheidungsrelevantem Befund
  • Kostenersparnis durch vermiedene unnötige Zusatzdiagnostik
  • Mitarbeitereinsatz (Minuten) pro Untersuchung

Empfohlenes Evaluationsdesign:

• Vor‑/Nach‑Vergleich über 3–6 Monate in klar definierten Indikationspfaden (z. B. postoperative Nachsorge)
• Cluster‑Einführung (stepped‑wedge) zwischen Stationen/Standorten für robuste Vergleiche
• Standardisierte Protokolle und Berichts‑Dashboards, quartalsweise Review im Qualitätszirkel

Gesundheitsökonomischer Mehrwert und Implementierung

CardioVolumeMetrics nutzt vorhandene EKG‑Geräte und verursacht keine zusätzlichen invasiven Untersuchungskosten. Der ökonomische Hebel entsteht durch:

• Wiederverwendung bestehender Infrastruktur: keine Spezialhardware
• Skalierbare Automatisierung: Ergebnisse in Sekunden, geringer Personalmehraufwand
• Bessere Triage: zielgerichtete Zuweisung teurer Bildgebung und Laborressourcen
• Vermeidung später Komplikationen durch frühere Interventionen und engmaschige Verlaufskontrollen

Praktische Implementierungsschritte:

• Indikationspfade definieren (z. B. postoperative Woche 1–4; Screening bei Hypertonie + Diabetes)
• Technische Integration (Schnittstellen, Nutzerrollen, Datenschutzfreigaben)
• Schulung des Teams (Qualitätskriterien der EKG‑Aufnahme, Befundinterpretation, Eskalationsregeln)
• Pilotphase mit engmaschigem Monitoring der KPIs; nachjustieren von Grenzwerten und Prozessen
• Rollout mit regelmäßigen Qualitäts‑ und Outcome‑Audits

Fazit für die Versorgungspraxis: EKG‑basierte Volumetrie ergänzt die kardiologische Diagnostik um eine schnelle, nicht‑invasive und kosteneffiziente Funktionsanalyse. Wer klare Protokolle, Qualitätskriterien und messbare Ziele etabliert, kann den Nutzen für Hochrisikopatient:innen zeitnah in bessere Triage, frühere Therapieanpassungen und effizientere Ressourcennutzung übersetzen.