CardioVolumeMetrics ermöglicht es, aus den Phasenlängen eines Standard-EKGs hämodynamische Parameter wie ventrikuläre Volumina, Schlagvolumen und Herzzeitvolumen modellbasiert in Echtzeit abzuleiten – ohne zusätzliche Hardware. Das Herzstück ist ein mathematisches Modell, das die zeitlichen Relationen der kardialen Phasen (u. a. Vorhofdepolarisation, ventrikuläre Erregung, isovolumetrische Kontraktion/Relaxation, Ejektions- und Füllungsphasen) mit patientenspezifischen Merkmalen wie Herzfrequenz, Rhythmusvariabilität und bekannten physiologischen Konstanten verknüpft. Aus den beat-to-beat erfassten Phasenlängen generiert die Software fortlaufende Schätzwerte für:

• Enddiastolisches und endsystolisches Volumen
• Schlagvolumen und Herzzeitvolumen
• Surrogatmarker der Kontraktilität und diastolischen Funktion
• Trendparameter (z. B. relative Veränderungen über Minuten, Stunden oder Tage)

Da die Methode auf vorhandenen EKGs (12‑Kanal, Langzeit-, Telemetrie- oder Monitor-EKG) aufsetzt, bleiben Anschaffungs- und Betriebskosten niedrig; der Zusatznutzen entsteht softwareseitig. Damit fügt sich CardioVolumeMetrics als Echtzeit-Analyseebene in die gewohnten Workflows ein und erweitert die EKG-Befundung um belastbare hämodynamische Hinweise für Screening, Nachsorge und risikoadaptiertes Training.

Hinweis: Die Volumetrie ist als Ergänzung zur klinischen Beurteilung gedacht und ersetzt keine Echokardiographie oder invasiven Messungen, kann diese jedoch gezielt auslösen und zeitlich zwischen den Untersuchungen überbrücken.

Wie aus Phasenlängen Volumina werden – der modellbasierte Ansatz

Die Kernidee: Zeit ist Information. Phasenlängen im EKG korrelieren mit mechanischen Ereignissen des Herzzyklus. CardioVolumeMetrics koppelt diese Zeitinformationen mit einem biophysikalisch fundierten, datengetrieben kalibrierten Modell:

• Identifikation der kardialen Phasen: Präzise Detektion von P‑Welle, QRS‑Komplex, T‑Ende sowie abgeleiteten Intervallen (PR, QRS, QT/QTc) und beat-to-beat Merkmalen.
• Abbildung der elektromechanischen Kopplung: Parameter der Erregungsleitung und Repolarisation werden mit typischen Verzögerungen der mechanischen Antwort verknüpft (z. B. isovolumetrische Kontraktions- und Relaxationszeiten).
• Volumetrische Schätzung: Aus der relativen Dauer der Ejektions- und Füllungsphasen, der Herzfrequenz und interindividuellen Kovariaten entstehen Schätzwerte für EDV/ESV; daraus folgen Schlagvolumen und Herzzeitvolumen.
• Personalisierung: Das Modell passt sich über wenige Minuten Basisdaten an (z. B. Ruhefrequenz, Rhythmusmuster). Optional können bekannte Referenzwerte (Körpergröße, Gewicht, Blutdruck, vorhandene Echo-Basis) einbezogen werden, um die Skalierung zu verfeinern.
• Plausibilitätsprüfung: Jede Schätzung erhält einen Qualitätsindikator. Unplausible Sprünge werden gedämpft, Ausreißer verworfen, Trends robust geglättet.

So entsteht ein kontinuierlicher, beat-genauer Strom hämodynamischer Daten aus einem Signal, das ohnehin routinemäßig erhoben wird.

Integration in bestehende EKG-Workflows: Qualitätskriterien, Artefakte, Trends

CardioVolumeMetrics ist so konzipiert, dass es bestehende Geräte und Prozesse nutzt. Für zuverlässige Ergebnisse empfehlen sich folgende Praxisregeln:

• Signalqualität: Samplingrate ≥ 250 Hz (typisch 500 Hz), stabile Elektrodenhaftung, Lead‑Auswahl mit klarer QRS‑Morphologie (z. B. II, V5). Minimale Verzerrung durch übermäßige Glättung vermeiden.
• Qualitätsmetriken: Der Algorithmus bewertet R‑Peak-Vertrauen, Baseline-Stabilität, Rauschpegel und morphologische Konsistenz. Messungen unterhalb definierter Schwellen werden markiert oder aus der Trendbildung ausgeschlossen.
• Artefakt-Handling: Bewegungsartefakte, Muskelzittern, elektrische Störer (50/60 Hz) und Leitungsunterbrechungen werden automatisch erkannt. Bei persistierenden Artefakten hilft eine kurze Elektrodenkontrolle, Hautvorbereitung oder Kabeltausch.
• Arrhythmien: Vorhofflimmern, Extrasystolen oder Schrittmacherstimulation werden klassifiziert. In diesen Situationen liefert das System beat-spezifische Werte mit entsprechendem Konfidenz-Flag und empfiehlt, Trends über längere Fenster zu betrachten.
• Trendanalyse: Neben beat-to-beat Werten sind Minuten‑, Stunden‑ und Tagestrends zentral. Bewegte Medianfiltern, zweiseitige Ausreißerunterdrückung und patientenspezifische Baselines sorgen für robuste Verläufe. Ereignismarker (z. B. Medikamentengabe, Belastung, Operation) können zeitlich zugeordnet werden.
• Befundintegration: Ergebnisse werden als tabellarische Übersichten, Verlaufskurven und Kurzberichte bereitgestellt, die Sie in den EKG-Befund einbinden oder in die Akte übernehmen können.

Damit lässt sich die Volumetrie ohne Medienbrüche in Aufnahme, Monitoring, Funktionsdiagnostik und Telemetrie integrieren.

Klinische Entscheidungsunterstützung: Screening, Nachsorge, Trainingssteuerung

• Screening bei Hochrisikopatienten: Bei Personen mit Hypertonie, KHK, Diabetes oder Herzinsuffizienzrisiko erlaubt die Echtzeit-Volumetrie eine niedrigschwellige, nicht-invasive Verlaufskontrolle zwischen bildgebenden Untersuchungen. Relevante Muster sind z. B. ein schleichender Rückgang des Schlagvolumens, verkürzte Füllungszeiten bei steigender Frequenz oder verlängerte isovolumetrische Phasen.
• Postoperative Verlaufskontrolle: Nach kardiochirurgischen Eingriffen oder strukturellen Interventionen unterstützt die Methode das Erkennen früher Dysfunktionen. Trends in EDV/ESV und Herzzeitvolumen dienen als Trigger für weiterführende Diagnostik, Dosisanpassungen oder frühzeitige Rehabilitationsmaßnahmen.
• Risikoadaptierte Trainingssteuerung: In Kardiorehabilitation und Leistungssport hilft die beat-genaue Schätzung von Schlagvolumen und Herzzeitvolumen bei der Steuerung von Belastungs- und Erholungsphasen. Individualisierte Zielbereiche lassen sich definieren; Abweichungen vom üblichen Leistungsprofil werden sofort sichtbar.

In allen Szenarien gilt: Die Ergebnisse liefern Hinweise, die die klinische Beurteilung ergänzen und zeitnahes Handeln ermöglichen – sie ersetzen diese nicht.

Kosten-Nutzen im klinischen Alltag

• Keine Zusatzhardware: Nutzung vorhandener 12‑Kanal‑, Holter- oder Monitor‑EKGs senkt Investitionshürden.
• Effizienzgewinne: Echtzeit-Trends unterstützen Triage, frühe Intervention und priorisierte Echokardiographie, was Ressourcen schont.
• Skalierbarkeit: Vom einzelnen Ruhe‑EKG bis zu Langzeit‑Monitoring auf Station oder zu Hause – die Software passt sich dem Setting an.
• Schulungsaufwand: Kurze Einarbeitung in Qualitätsmetriken, Artefakt-Flags und Trendinterpretation genügt; SOPs lassen sich leicht ergänzen.
• Wirtschaftlichkeit: Frühe Erkennung potenzieller Dekompensationen kann ungeplante Wiedereinweisungen reduzieren und Rehabilitationsverläufe stabilisieren. Die Kosten bestehen primär aus Softwarelizenz, Integration und initialer Schulung.

Die Kombination aus niedriger Eintrittsbarriere und hohem klinischem Nutzen macht den Ansatz besonders attraktiv für Einrichtungen, die präventiv und ressourcenschonend arbeiten wollen.

Interoperabilität, IT-Integration und Datenschutz

CardioVolumeMetrics ist auf offene Standards ausgelegt, um die Einbindung in Ihre IT-Landschaft zu erleichtern:

• Datenformate: Import typischer EKG-Formate (z. B. DICOM Waveform, SCP‑ECG) sowie Streaming aus Telemetriesystemen. Export der Ergebnisse als FHIR Observation/Bundles und PDF/CSV‑Berichte.
• Systemintegration: HL7‑basierte Anbindung ans KIS, bidirektionale Kommunikation mit dem PACS/Archiv sowie Geräteintegration in Monitoring-Umgebungen.
• Kontext und Codes: Zuordnung zu standardisierten Terminologien möglich (z. B. LOINC für Messwerte, SNOMED CT für Befundkonzepte), um semantische Interoperabilität zu sichern.
• Sicherheit: Rollen- und rechtebasierter Zugriff, Ende-zu-Ende‑Verschlüsselung, Protokollierung und mandantenfähige Architektur. Lokale oder cloudbasierte Bereitstellung nach Ihren Compliance‑Vorgaben.

So bleiben die Daten dort, wo sie hingehören: sicher in Ihren Prozessen – und für alle Behandlerinnen und Behandler nachvollziehbar.

Fallbeispiel aus der Praxis: Frühveränderungen vor Dekompensation

Eine 68‑jährige Patientin mit Hypertonie und ischämischer Kardiomyopathie kommt nach unkomplizierter Entlassung zur ambulanten Kontrolle. Das Ruhe‑EKG zeigt Sinusrhythmus, unauffällige Frequenz. CardioVolumeMetrics läuft parallel auf dem Standardgerät:

• Woche 1: Baseline‑Erhebung unter Ruhebedingungen. Schlagvolumen und Herzzeitvolumen stabil, Qualitätsindikator hoch.
• Woche 3: Telemetrisches Monitoring deckt einen schleichenden Rückgang des modellierten Schlagvolumens um ca. 12 % gegenüber der individuellen Baseline auf, begleitet von verlängerten isovolumetrischen Relaxationszeiten und vermehrten nächtlichen Frequenzspitzen. Keine subjektiven Beschwerden.
• Intervention: Die Befunde veranlassen eine vorgezogene Verlaufskontrolle. Echokardiographie bestätigt beginnende Volumenbelastung. Medikamentöse Anpassung (Diuretikafeintuning, ACE‑Inhibitor-Dosisprüfung) wird vorgenommen.
• Woche 5: Trends normalisieren sich; die Patientin bleibt beschwerdefrei, eine stationäre Aufnahme wird vermieden.

Dieses Beispiel zeigt, wie die kontinuierliche, nicht-invasive Volumetrie frühzeitig Hinweise liefert, die sonst erst mit Symptomen oder späterer Bildgebung offensichtlich geworden wären.

Kontinuierliche Überwachung in Luft- und Hochrisikoberufen

In Bereichen mit erhöhten Sicherheitsanforderungen – etwa Luftfahrt, Energieerzeugung, maritime Einsätze oder Feuerwehren – zählt jede Sekunde. CardioVolumeMetrics ermöglicht eine kontinuierliche, unaufdringliche Überwachung auf Basis vorhandener EKG‑Wearables oder Monitoringsysteme:

• Echtzeit‑Alerts: Bei signifikanten Abweichungen von der persönlichen Hämodynamik‑Baseline (z. B. plötzlicher Abfall des Schlagvolumens) werden diskrete Alarme generiert – lokal oder an eine Leitstelle.
• Betriebsnahe Integration: Die Lösung fügt sich in bestehende Crew‑Check‑Prozesse ein, unterstützt Pre‑Flight‑Assessments und liefert Verlaufstrends während langer Einsätze.
• Risikoadaptierte Schwellen: Individuell definierte Grenzwerte und adaptive Algorithmen reduzieren Fehlalarme und konzentrieren die Aufmerksamkeit auf relevante Veränderungen.
• Datenschutz und Akzeptanz: Strenge Zugriffskontrollen, klare Zweckbindung und transparente Kommunikation fördern das Vertrauen der Anwenderinnen und Anwender.

Das Ergebnis: höhere Sicherheit durch schnelle, datenbasierte Entscheidungen – ohne die Einsatzfähigkeit unnötig einzuschränken.

Implementierung: in fünf Schritten zum Routineeinsatz

1. Zieldefinition: Anwendungsfälle priorisieren (Screening, Nachsorge, Monitoring, Sportmedizin) und KPIs festlegen.
2. Technische Integration: EKG‑Quellen anbinden, Datenflüsse definieren, Schnittstellen zum KIS/PACS konfigurieren.
3. Schulung und SOPs: Team in Qualitätsmetriken, Artefakt‑Handling und Trendinterpretation schulen; SOPs ergänzen.
4. Pilotphase: Mit definierter Kohorte starten, Feedback einsammeln, Schwellen und Berichtsformate feinjustieren.
5. Skalierung und Qualitätssicherung: Rollout auf weitere Stationen/Standorte, kontinuierliche Leistungsüberwachung, regelmäßige Audits.

So wird aus einer innovativen Technologie ein belastbarer Bestandteil Ihrer Versorgungspfade.

Fazit: Mehr Wert aus jedem EKG

Die modellbasierte Echtzeit‑Volumetrie von CardioVolumeMetrics erschließt das hämodynamische Potenzial des EKGs: präzise Trendinformationen ohne zusätzliche Hardware, nahtlos integrierbar in bestehende Workflows. Sie unterstützt Screening, postoperative Nachsorge und risikoadaptiertes Training – bis hin zur kontinuierlichen Überwachung in Hochrisikoberufen. Für medizinische Fachkräfte bedeutet dies: frühere, besser informierte Entscheidungen auf Basis einer Datenquelle, die Sie bereits täglich nutzen.