Herz-Kreislauf-Erkrankungen verursachen oft lange, stille Verläufe, bevor Symptome sichtbar werden. Entscheidend ist daher, subtile Veränderungen frühzeitig zu erkennen und Trends objektiv zu verfolgen. CardioVolumeMetrics bietet dafür einen neuen Zugang: Aus den Phasenlängen eines Standard-EKGs werden zentrale hämodynamische Kennzahlen in Echtzeit modellbasiert abgeleitet – ohne zusätzliche Sensorik oder aufwendige Untersuchungen. Das senkt Hürden, beschleunigt Entscheidungen und macht wiederholte Checks im Alltag praktikabel.

Für Menschen mit erhöhtem Risiko bedeutet dies: Regelmäßige, nicht-invasive Messungen ermöglichen es, funktionelle Verschiebungen des Kreislaufsystems früh zu identifizieren und bei Bedarf zeitnah ärztliche Schritte einzuleiten. Für Kliniker eröffnet die Echtzeit-Volumetrie des Herzzyklus neue Möglichkeiten in Triage, Monitoring, Nachsorge und Telemedizin – bei Nutzung vorhandener EKG-Infrastruktur.

Wie CardioVolumeMetrics Kennzahlen aus EKG-Phasen ableitet

Das EKG bildet die elektrische Aktivität des Herzens ab. CardioVolumeMetrics nutzt ein validiertes mathematisches Modell, das die zeitlichen Beziehungen dieser elektrischen Signale mit den mechanischen Phasen von Füllung und Auswurf verknüpft. Schlüssel ist die präzise Segmentierung der EKG-Phasen und deren Interpretation im Kontext des Herzzyklus:

• RR-Intervall: Zykluslänge und Frequenz; Grundlage für die Normalisierung zeitlicher Verhältnisse und die Ableitung der Herzzeitvolumina.
• PR-Intervall: atrioventrikuläre Überleitungszeit; beeinflusst den atrialen Beitrag zur Ventrikelfüllung.
• QRS-Dauer: Depolarisationszeit des Ventrikels; korreliert mit der Synchronität der Kontraktion.
• ST-Strecke und T-Welle: Repolarisation; liefert Kontext für die systolische Phase.
• QT/QTc: Verhältnis von Depolarisation/Repolarisation zu Zykluslänge; Indikator für elektromechanische Kopplung.

Aus diesen Phasenlängen, ergänzt um physiologische Randbedingungen (z. B. alters- und größenbezogene Normwerte), schätzt das Modell zyklusgenau:

• enddiastolisches und endsystolisches Volumen (EDV/ESV)
• Schlagvolumen (SV) und Herzzeitvolumen (HZV)
• systolische Zeitintervalle und Füllungseffizienz
• Trends der Vor- und Nachlastindikatoren

Die Ableitungen erfolgen ohne zusätzliche Sensoren. Bestehende EKG-Daten reichen aus. Für absolute Werte nutzt das Modell patientenspezifische Profile und normative Priors; die klinische Stärke zeigt sich insbesondere in konsistenten Trends und der Echtzeit-Verfügbarkeit.

Was bedeutet das für Risikopatienten?

Wenn Sie ein erhöhtes kardiovaskuläres Risiko haben (z. B. Hypertonie, Diabetes, familiäre Vorbelastung), ist Kontinuität entscheidend. Mit CardioVolumeMetrics lassen sich in kurzen, regelmäßigen Sitzungen auf Basis eines Standard-EKGs:

• subtile Abnahmen des Schlagvolumens erkennen, bevor Belastungsdyspnoe oder Ödeme auftreten
• Hinweise auf veränderte Füllungsdynamik sehen, etwa bei beginnender diastolischer Dysfunktion
• tages- und wochenweise Trends beobachten, die bei gleichbleibenden Symptomen neue Reize für die ärztliche Beurteilung setzen

Der Nutzen zeigt sich, wenn Messungen reproduzierbar und standardisiert erfolgen – zum Beispiel im Rahmen von Check-ups, Disease-Management-Programmen oder telemedizinischer Betreuung. So werden Entscheidungen datenbasiert unterstützt, ohne Ihren Alltag zu belasten.

Praxis-Workflow für Kliniker: Von der EKG-Aufnahme zur Trendanalyse

Ein effizienter Einsatz gelingt mit wenigen, klaren Schritten, die vorhandene Routinen nutzen:

1) Aufnahme und Datenzugang

• Nutzen Sie vorhandene 12-Kanal- oder Rhythmus-EKGs in Ruhe oder standardisierten Belastungsprotokollen.
• Stellen Sie sicher, dass die Rohdaten (nicht nur PDF) verfügbar sind, idealerweise mit Samplingrate ≥ 250 Hz.

2) Signalqualität prüfen

• Artefakte, Baseline-Drift und Elektrodensitz kontrollieren.
• Bei Arrhythmien ausreichend lange Sequenzen sichern, um robuste Mittelwerte und Variabilitätsmaße zu erhalten.

3) Automatische Phasensegmentierung

• Die Software identifiziert P, QRS, ST, T und berechnet RR-, PR-, QRS-, QT/QTc-Intervalle.
• Ein Qualitätsindex zeigt die Zuverlässigkeit der Segmentierung an.

4) Sofortige Volumetrie je Herzzyklus

• Modellbasierte Ableitung von EDV, ESV, SV, HZV und systolischen Zeitintervallen in Echtzeit.
• Anzeige von Konfidenzintervallen für die klinische Einordnung.

5) Trendanalyse

• Visualisieren Sie Verlaufskurven über Minuten, Tage, Wochen.
• Markieren Sie Therapieänderungen, Ereignisse (z. B. OP, Diuretikaanpassung) und korrelieren Sie mit Labor/klinischen Scores.

6) Dokumentation und Kommunikation

• Export in die ePA über HL7/FHIR.
• Automatisierte Befundbausteine für Triage, Visite, Entlassungsbriefe.

Zentrale Anwendungsfälle und klinische Szenarien

• Früherkennung bei Risikopersonen

  • Regelmäßige Ruhe-EKGs mit hämodynamischer Ableitung machen beginnende Funktionsverschiebungen sichtbar.
  • Beispiel: Ansteigendes EDV bei gleichbleibender Frequenz und sinkendem SV als Frühhinweis auf drohende Dekompensation.

• Postoperatives Monitoring

  • Nach herzchirurgischen Eingriffen unterstützt die Methode die engmaschige, nicht-invasive Nachsorge.
  • Trends von SV/HZV ergänzen Vitalparameter und helfen bei der Steuerung von Volumen- und Medikamententherapien.

• Triage in der Notaufnahme

  • Bei Dyspnoe ungeklärter Genese liefert die Echtzeit-Volumetrie zusätzliche, objektive Hinweise zur Priorisierung.
  • Schnelle Verläufe über 10–15 Minuten können auf Volumenansprechen oder vasomotorische Dynamik schließen lassen.

• Telemedizin und Langzeitbetreuung

  • Hausärztliche und spezialisierte Zentren nutzen vorhandene EKG-Infrastruktur; Fernübermittlung ermöglicht proaktive Interventionen.
  • Besonders geeignet für Patienten mit Herzinsuffizienzrisiko oder nach kürzlichen Hospitalisierungen.

• Leistungsdiagnostik bei Athleten, Überwachung von Hochrisikopersonal

  • Unter standardisierten Belastungen zeigen zyklusgenaue Kennzahlen individuelle Reserve, Erholung und potenzielle Red-Flags.
  • Piloten, Einsatzkräfte und Schichtarbeiter profitieren von planbaren, schnellen Checks mit hoher Aussagekraft.

Integration in bestehende Prozesse

• Technik und IT

  • Nutzung vorhandener EKG-Geräte; Software-Integration über DICOM, HL7 und FHIR.
  • Rollenbasierte Zugriffe, Audit-Trail und DSGVO-konforme Speicherung.

• Workflow und Team

  • Schulung von Pflege und MTA in Signalqualität und Befundworkflow (10–20 Minuten Onboarding genügen meist).
  • Standardisierte Messfenster (z. B. Ruhe, nach Lagerungswechsel, vor/nach Medikamentengabe) erhöhen Vergleichbarkeit.

• Befundung und Governance

  • Einbindung in Boards und Visiten: Hämodynamische Trends als fester Punkt.
  • Definition lokaler Schwellen für Alerts und Eskalation, abgestimmt auf Population und Setting.

• Qualitätssicherung

  • Regelmäßige Stichprobenprüfungen der Signalqualität und Algorithmenkonfidenz.
  • Vergleichsmessungen nach Änderungen an Geräten, Elektroden oder Softwareversionen.

Nutzen, Qualitätskriterien und Validierung

• Zeit- und Kosteneffizienz

  • Keine Zusatzsensorik, minimale Zusatzzeit über das EKG hinaus.
  • Reduktion unnötiger Echokardiografien in stabilen Verläufen; zielgerichtetere weiterführende Diagnostik.

• Objektive Verlaufsdaten

  • Zyklusgenaue Messungen erlauben fein granulierte Trends.
  • Bessere Nachvollziehbarkeit von Therapieeffekten (z. B. Diuretika, Betablocker, ACE-Hemmer).

• Qualitätskriterien

  • Signalqualität (Artefakte < definiertem Schwellenwert), ausreichende Länge (≥ 30–60 s).
  • Konsistenz der Phasenlängen über Leads; Plausibilitätschecks mit Frequenz und QTc.
  • Algorithmenkonfidenz und stabile Reproduzierbarkeit bei Wiederholungsmessungen.

• Validierungsansätze

  • Vergleich mit Referenzmethoden: Echokardiografie (Simpson), kardiale MRT (Volumetrie), invasive Messungen bei verfügbarer Indikation.
  • Statistische Verfahren: Bland-Altman-Analysen, Korrelation, Reproduzierbarkeits- und Driftstudien.
  • Szenario-basierte Validierung: Trendgenauigkeit bei Volumen- und Nachlaständerungen, Ansprechen unter standardisierter Belastung.
  • Multizentrische Auswertung und Subgruppenanalysen (Alter, Rhythmus, QRS-Verbreiterung).

Hinweis: Die Methode ergänzt etablierte Diagnostik und ersetzt diese nicht; ihr besonderer Wert liegt in der niederschwelligen, häufig wiederholbaren Trendbeobachtung.

Checklisten für den Praxisalltag

Welche Informationen liefern EKG-Phasen?

• RR-Intervall

  • Herzfrequenz, Variabilität, Belastungs- und Erholungsdynamik.
  • Grundlage für HZV-Schätzung in Kombination mit SV.

• PR-Intervall

  • AV-Überleitung, atrialer Füllungsbeitrag; relevant bei diastolischer Funktion.

• QRS-Dauer/Morphologie

  • Intraventrikuläre Leitung und Synchronität; Einfluss auf die Auswurfseffizienz.

• ST/T-Segment

  • Repolarisationsverlauf; Kontext für die systolische Phase.

• QT/QTc

  • Verhältnis von Erregungsdauer zu Zykluslänge; Proxy für elektromechanische Kopplung.

• Abgeleitete hämodynamische Kennzahlen (modellbasiert)

  • EDV/ESV, SV, HZV, systolische Zeitintervalle, Füllungseffizienz, Nachlastindikatoren (trendbasiert).

Welche Alerts sind sinnvoll?

• Akut-Alerts

  • Abfall des Schlagvolumens > x% innerhalb kurzer Zeit bei stabiler Frequenz.
  • Anstieg des enddiastolischen Volumens über patientenspezifischen Grenzwert.
  • Rasche Verschlechterung der Konfidenz/Signalqualität (Messwiederholung erforderlich).

• Trend-Alerts

  • Anhaltender negativer SV-Trend über mehrere Tage.
  • Zunahme der RR-Variabilität mit gleichzeitiger SV-Instabilität (Arrhythmie-Verdacht).
  • Progressiver Anstieg QTc jenseits definierter Grenzen in Kombination mit Leistungseinbruch.

• Workflow-Alerts

  • Erinnerung an standardisierte Kontrollmessungen nach Therapieanpassung.
  • Eskalation bei wiederholten Grenzwertverletzungen trotz Intervention.

Alle Schwellen sollten patientenspezifisch kalibriert und klinisch kontextualisiert werden.

Wie setzen Sie die Technik bei Athleten oder Hochrisikopersonal sicher ein?

• Baseline und Standardisierung

  • Ruhe- und stufenweise Belastungs-Baselinemessungen festlegen.
  • Einheitliche Tageszeit, Hydratation und Umgebungstemperatur beachten.

• Protokolle und Red-Flags

  • Klare Freigabekriterien für Einsatz/Training (z. B. stabile SV/HZV-Trends).
  • Red-Flags definieren: Abfall SV > x%, verzögerte Erholung, neue QRS-Verbreiterung.

• Frequenz und Kontext

  • Planmäßige Checks (z. B. wöchentlich/monatlich) und anlassbezogene Messungen nach Infekten, Schichtwechseln oder Langstreckenflügen.

• Sicherheit und Datenschutz

  • DSGVO-konforme Datenflüsse, rollenbasierte Zugriffe.
  • Dokumentierte Eskalationswege bei Auffälligkeiten (Telekonsil, Vor-Ort-Diagnostik).

• Zusammenarbeit

  • Einbindung von Arbeitsmedizin/Sportkardiologie.
  • Regelmäßige Review-Termine zur Anpassung der individuellen Schwellenwerte.

Fazit: Früh erkennen, besser steuern

Die modellbasierte Ableitung hämodynamischer Kennzahlen aus den Phasenlängen eines Standard-EKGs ermöglicht es, risikoarme, wiederholbare und kosteneffiziente Einblicke in die Kreislauffunktion zu gewinnen. Für Risikopatienten bedeutet das früheres Erkennen und sicherere Steuerung im Alltag; für Kliniker schafft es einen pragmatischen Workflow von der EKG-Aufnahme bis zur Trendanalyse – mit unmittelbarem Nutzen in Früherkennung, Nachsorge, Triage und Telemedizin. CardioVolumeMetrics setzt dabei auf vorhandene EKG-Infrastruktur, Echtzeitdiagnostik und interdisziplinäre Weiterentwicklung, um die Herzgesundheit nachhaltig und global zu verbessern.