Die hämodynamische Beurteilung ist für die kardiologische Diagnostik und Nachsorge zentral – sie entscheidet über Triage, Therapieintensität und Verlaufskontrollen. Bisher erfordert sie häufig zusätzliche Geräte (Echokardiografie, MRT, Invasivmessung) oder liefert nur punktuelle Momentaufnahmen. CardioVolumeMetrics schließt diese Lücke: Auf Basis der Phasenlängen eines Standard‑EKGs werden pro Herzzyklus präzise hämodynamische Parameter abgeleitet – nicht‑invasiv, in Echtzeit und mit der vorhandenen EKG‑Infrastruktur. So erhalten Sie kontinuierlich verwertbare Größen wie Schlagvolumen (SV), enddiastolisches und endsystolisches Volumen (EDV/ESV), Ejektionsfraktion (EF), surrogate Vor‑/Nachlastindikatoren und zeitsensitive Kontraktilitätsmaße. Für die Praxis heißt das: frühzeitige Erkennung subklinischer Veränderungen, trendbasierte OP‑Nachsorge, kontinuierliches Monitoring von Hochrisikopersonal und datenbasierte Leistungssteuerung im Sport – bei hoher Kosteneffizienz.

Von EKG‑Phasenlängen zu Volumina und Lastparametern: der methodische Kern

CardioVolumeMetrics nutzt ein mathematisches Modell, das die Kopplung zwischen elektrischen und mechanischen Ereignissen des Herzzyklus abbildet und zeitliche EKG‑Marker in hämodynamische Größen überführt.

Kernbausteine des Workflows:

• Signalqualität und Taktung: Mehrkanal‑EKG‑Import (12‑Kanal, Ruhe‑/Belastungs‑, Telemetrie/Holter). Adaptive Filter, Beat‑to‑Beat‑Qualitätsmetriken und Artefakt‑/Arrhythmie‑Erkennung mit Ausschluss von Ausreißern.
• Phasen‑Segmentierung: Identifikation der relevanten Zeitabschnitte (P‑Welle, PR‑Intervall, QRS‑Dauer, QT/QTc, systolische und diastolische Zeitanteile) sowie Ableitung elektromechanischer Surrogate wie Pre‑Ejection Period (PEP) und Left Ventricular Ejection Time (LVET).
• Modellgestützte Inferenz: Parametrische Beziehungen zwischen PEP, LVET, RR‑Intervall, QT‑Morphologie und Volumenänderungen. Das Modell schätzt EDV/ESV, daraus SV = EDV − ESV, EF, Herzzeitvolumen und dP/dt‑nahe Kontraktilitätsindikatoren.
• Vor‑/Nachlastindikatoren:
  • Vorlast: diastolische Füllungszeit relativ zum RR‑Intervall, Beat‑to‑Beat‑Variabilität unter orthostatischer/Belastungs‑Provokation, Verhältnis früher/später Füllungsanteile über T‑Morphologie‑Surrogate.
  • Nachlast: Verhältnis PEP/LVET, systolisch‑diastolische Zeitanteile, dynamische Kopplung zwischen Herzfrequenz, SV und geschätztem arteriellen Impedanzsurrogat.
• Personalisierung: Optionale Kalibrierung mit Basisdaten (Alter, Körpermaße) und einer Blutdruckmessung zur Skalierung absoluter Volumina; im Verlauf werden patientenspezifische Baselines und Reaktionsmuster gelernt.
• Output: Beat‑to‑Beat‑Parameter, robuste Mediane/Perzentile über gleitende Fenster (z. B. 30–60 s), Trend‑ und Ereigniserkennung in Echtzeit.

Wichtig: Die Methode ergänzt, aber ersetzt nicht die ärztliche Beurteilung oder bildgebende Verfahren, wenn diese indiziert sind. Ihr Nutzen liegt in der lückenlosen, kosteneffizienten Verfügbarkeit hämodynamischer Trends.

Frühzeitige Erkennung subklinischer Veränderungen im Alltag der Praxis

Subklinische Veränderungen zeigen sich oft zuerst als driftende Zeit‑ und Volumenparameter, lange bevor Symptome auftreten.

Beispielhafte Anwendungen:

• Hypertonie‑Patient:innen in hausärztlicher Betreuung: Eine schleichende Zunahme des ESV bei stabiler Herzfrequenz und Blutdruck sowie ein steigendes PEP/LVET‑Verhältnis kann eine beginnende systolische Dysfunktion anzeigen. Das ermöglicht frühzeitige Medikamenten‑Optimierung oder Priorisierung für Echokardiografie.
• KHK‑Risikoprofile: Belastungsinduzierter Abfall des SV und verkürzte diastolische Füllungszeit bei steigender HF sprechen für eine eingeschränkte diastolische Reserve. CardioVolumeMetrics markiert solche Muster automatisch als abklärungsbedürftig.
• Herzinsuffizienz‑Follow‑up: Mikroverschlechterungen (z. B. 10–15 % Rückgang von SV über mehrere Tage) können an eine Adhärenz‑ oder Volumenproblematik denken lassen und ein frühzeitiges Einschreiten auslösen.

Empfohlene Praxis: Integration als Screening‑Baustein in Check‑ups oder Disease‑Management‑Programme, mit Baseline‑Erhebung in Ruhe und bei standardisierter kurzer Belastung (z. B. 2–3 min Stufentest).

Trendbasierte Nachsorge nach Herzoperationen

Nach CABG, Klappeninterventionen (inkl. TAVI) oder Myokard‑OPs ist ein engmaschiges, aber schonendes Monitoring entscheidend.

Mögliche Protokolle:

• Frühe Entlassungsphase: Tägliche Kurzaufzeichnungen (1–3 min) zu Hause über ein praxisgebundenes Telemonitoring. Fokus: Stabilität von SV/EF, ausbleibende ESV‑Zunahme, PEP/LVET im Normbereich.
• Wund‑ und Flüssigkeitsmanagement: Ein rascher Anstieg von ESV bei fallendem SV und zunehmendem PEP kann – in klinischem Kontext – Anlass zur zeitnahen Kontrolle (z. B. Echo, Labor) geben.
• Belastungssteigerung in der Rehabilitation: Objektive, beat‑genaue Leistungsmarker (SV‑Reserve, Erholung der diastolischen Füllungszeit) unterstützen die Dosissteuerung.

Fallvignette (anonymisiert, exemplarisch): 74‑jährige Patientin nach TAVI, stabil in Ruhe. Im häuslichen Monitoring zeigt sich ab Tag 6 ein anhaltender Rückgang des SV um ~12 % bei unveränderter HF und ansteigendem PEP/LVET. Die Praxis veranlasst eine frühzeitige Kontrolle; eine medikamentöse Anpassung führt zur Normalisierung der Trends – Komplikationen werden vermieden.

Kontinuierliches Monitoring von Hochrisikopersonal

Bei Pilot:innen, Einsatzkräften oder Schichtarbeitenden zählen Stabilität, Zuverlässigkeit und geringe Falschalarme.

Klinische Umsetzung:

• Baseline‑Profiling im gesunden Zustand (Ruhe, Orthostase, Kurzbelastung).
• On‑Duty‑Monitoring in definierten Intervallen oder kontinuierlich über Telemetrie‑fähige EKG‑Systeme; Ereignis‑basierte Auslösung bei Trendabweichungen.
• Kontextsensitivität: Alarme werden an Aktivität und erwartete HF‑Spannbreite angepasst, um Overalerting zu minimieren.

Fallvignette (exemplarisch): 39‑jähriger Linienpilot. Während eines Dienstes zeigt das System eine progressive Verkürzung der diastolischen Füllungszeit mit gleichzeitiger SV‑Abnahme von 18 % im Vergleich zur personalisierten Baseline – Hinweis auf akute Dehydrierung/Stress. Flüssigkeitszufuhr und kurze Ruhephase normalisieren die Werte; dienstliche Sicherheit bleibt gewährleistet.

Leistungssteuerung im Spitzensport

Im Leistungssport ist die feine Balance zwischen Belastung, Erholung und Adaptation entscheidend.

Anwendungsbeispiele:

• Trainingsdosis: Die SV‑Reserve unter submaximaler Belastung und die Geschwindigkeit der diastolischen Erholung liefern objektive Marker für Tagesform und Ermüdung.
• Return‑to‑Play: Nach Infekten oder Myokarditis‑Risiko ist eine progressive, objektivierte Re‑Exposition zentral. Trendstabilität von SV/ESV und unauffällige PEP/LVET‑Werte unterstützen Freigabeentscheidungen.
• Höhentraining: Veränderungen von Vorlastindikatoren und SV bei vergleichbarer relativer Intensität weisen auf die individuelle Akklimatisation hin.

Fallvignette (exemplarisch): 27‑jährige Mittelstreckenläuferin. Eine Serie morgendlicher Ruhe‑EKGs zeigt eine über mehrere Tage sinkende SV‑Reserve und verlängerte PEP bei sonst stabilen Vitalparametern – das Team reduziert Intensität und erhöht Erholung; zwei Tage später normalisieren sich die Werte.

Validierung, Messgüte und Sicherheit

Die Technologie wurde entlang klinisch etablierter Gütekriterien entwickelt und geprüft.

Wesentliche Aspekte:

• Vergleich mit Referenzmethoden: Übliche Validierungsstrategien umfassen Korrelationen und Bland‑Altman‑Analysen gegen Echokardiografie und kardiale MRT; zusätzlich werden Reproduzierbarkeit (Intra‑/Inter‑Session) und Robustheit über unterschiedliche Herzfrequenzen bewertet.
• Beat‑to‑Beat‑Qualität: Strenge Signalqualitätsmetriken, Arrhythmie‑Erkennung und adaptive Fensterung sichern stabile Trends auch bei Extrasystolen oder intermittierendem Vorhofflimmern (Analyse z. B. über Mediane/Perzentile statt Einzel‑Beats).
• Populationsabdeckung: Personalisierte Baselines und optionale Kalibrierung mit Blutdruckdaten adressieren Unterschiede in Körpergröße, Alter und Medikation.
• Sicherheit: Konservative Alarme mit Trendbestätigung reduzieren Falschalarme; klinische Entscheidungen erfolgen weiterhin ärztlich und leitlinienbasiert.

Hinweis: Spezifische Leistungskennzahlen sind vom Einsatzszenario und der Datengüte abhängig. CardioVolumeMetrics stellt validierte, kontextsensitive Voreinstellungen bereit und unterstützt lokale Qualitätszirkel bei der Einführung.

Alarme, Interventionsschwellen und praxisnahe Protokolle

Die folgenden Schwellen dienen als praxisorientierte Orientierung und werden patienten‑ und kontextabhängig konfiguriert:

Empfohlene Schwellen (typische Startwerte):

• Schlagvolumen: Abnahme >15 % gegenüber persönlicher Baseline über ≥3 min in Ruhe → klinische Rücksprache/Abklärung.
• Ejektionsfraktion (Surrogat): EF <50 % oder Abfall >10 Prozentpunkte gegenüber Baseline → Priorisierung für Bildgebung.
• ESV: Zunahme >20 % in Ruhe oder anhaltender Aufwärtstrend über mehrere Messungen → Medikation/Volumenstatus prüfen.
• PEP/LVET: Anstieg über 0,40 (oder Zunahme um >0,05 gegenüber Baseline) → Hinweis auf erhöhte Nachlast/reduzierte systolische Funktion, Kontext prüfen.
• Diastolische Füllungszeit: Verkürzung <30 % des RR‑Intervalls in Ruhe → mögliche Vorlast‑Limitierung/Ermüdung, ggf. Belastung reduzieren.

Protokollvorschläge:

• Hausarztpraxis: Baseline in Ruhe (2 min), optionale Kurzbelastung (1–2 min), Wiederholung nach 3–6 Monaten oder bei Therapiewechsel.
• Kardiologie: Vor/Nach Eingriffen, Tagesprofil im stationären Setting, Übergang in Telemonitoring nach Entlassung.
• Hochrisikopersonal: Vor Dienstbeginn (1–3 min), bei Symptomen/Ereignissen zusätzlich; kontinuierlich bei Langzeiteinsätzen.
• Sport: Morgenmessung in Ruhe (1–2 min), situative Kontrolle nach Schlüsseleinheiten, regelmäßige orthostatische Tests.

Alle Schwellen sind als Unterstützung gedacht und ersetzen nicht die klinische Gesamtbeurteilung.

IT‑Integration und Telemedizin: schnell implementiert, sicher betrieben

CardioVolumeMetrics fügt sich nahtlos in bestehende Klinik‑ und Praxis‑IT ein – ohne neue Hardware.

Integrationspfade:

• Dateneingang: Import von Standard‑EKG‑Formaten (SCP‑ECG, DICOM Waveform, HL7 v2 ORU‑Nachrichten, FHIR‑Observationen), Holter/Telemetrie‑Streams.
• Rückmeldung: Befund‑PDF, strukturierte FHIR‑Observations (SV, EDV, ESV, EF, PEP, LVET, Trendmarker), Alarm‑Events via HL7/FHIR Subscription.
• Systeme: EKG‑Wagen, Telemetrie‑Monitore, Praxis‑EKG, PACS/HIS/KIS, Praxisverwaltungssysteme; optional Edge‑Verarbeitung vor Ort oder Cloud‑Gateway mit Ende‑zu‑Ende‑Verschlüsselung.
• Telemedizin: Patientennahe Messungen mit Praxis‑gebundenen Geräten, automatischer Upload, Dashboard für Verlaufstrends, rollenbasierte Zugriffe.
• Datenschutz/Compliance: DSGVO‑konforme Verarbeitung, Protokollierung, Mandantentrennung, Integration in bestehende Identitäts‑/Zugriffsverwaltung.

Onboarding: Vorkonfigurierte Profile (Hausarzt, Kardiologie, Luftfahrtmedizin, Sportmedizin) erleichtern die Einführung; Schulungen und SOP‑Vorlagen stehen bereit.

Ökonomische Effekte und Qualitätsgewinne durch Echtzeitdiagnostik

Ökonomik:

• Geräteersparnis: Nutzung vorhandener EKG‑Infrastruktur vermeidet Zusatzinvestitionen und senkt Wartungsaufwände.
• Zeitgewinn: Befundung nahezu in Echtzeit; Triage‑Entscheidungen sind im selben Termin möglich, was Zweittermine reduziert.
• Ressourcenschonung: Gezieltere Zuweisung zu Echokardiografie/MRT durch trendbasierte Vorselektion; bessere Auslastung knapper Slots.
• Telemonitoring: Verlagerung von Kontrollterminen in den digitalen Raum; Verringerung ungeplanter Wiedervorstellungen durch frühe Intervention.

Qualitätsgewinne:

• Kontinuität: Beat‑to‑Beat‑Daten anstatt punktueller Momentaufnahmen – insbesondere hilfreich bei fluktuierenden Zuständen.
• Personalisierung: Entscheidungen auf Basis individueller Baselines statt starrer Population‑Cutoffs.
• Sicherheit: Konservative, trendbestätigte Alarme und transparente Parameter erhöhen die Nachvollziehbarkeit klinischer Entscheidungen.
• Interdisziplinarität: Einheitliche Metriken über Versorgungsebenen – von Hausarztpraxis über Kardiologie bis zur Telemedizin und Sportmedizin.

Pragmatisch betrachtet erlaubt CardioVolumeMetrics, was im Alltag am meisten zählt: früh erkennen, zielgerichtet handeln und Ressourcen dort einsetzen, wo sie den größten Nutzen stiften – mit den EKG‑Geräten, die bereits heute in Ihrer Versorgung stehen.