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Ein Armband als Wächter des Herzens

Mit Untersuchungen per Elektrokardiogramm (EKG) werden traditionell Herz-Kreislauf-Erkrankungen überwacht. Oder es wird die Gefahr einer solchen abgeklärt. Nun hat WECARMON ein bequemes Armband zur nichtinvasiven Langzeitüberwachung von Herz- und Atmungsparametern entwickelt.

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An chronisch entzündlichen Lungenerkrankungen wie der chronisch obstruktiven Lungenerkrankung leidende Menschen besitzen aufgrund ihrer dauerhaft verengten Atemwege ein höheres Risiko, Herzbeschwerden zu entwickeln. Zudem kann auch das obstruktive Schlafapnoe-Syndrom, das mit Atemstörungen während des Schlafs einhergeht, als Folge Herz-Kreislauf-Erkrankungen nach sich ziehen. Beide Erkrankungen sind behandelbar, sofern sie nur rechtzeitig diagnostiziert werden. Die Untersuchung auf obstruktive Schlafapnoe erfolgt im Schlaflabor, wo anhand einer sogenannten Polysomnografie verschiedene physiologische Parameter wie Gehirnströme, Blutsauerstoffgehalt, Herzfrequenz und Atmung gemessen und aufzeichnet werden. Sie kann jedoch nicht über längere Zeiträume durchgeführt werden und ist für die Betroffenen unangenehm.

Ein Armband übernimmt das Langzeit-EKG

Im Rahmen des mit Unterstützung der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen durchgeführten Projekts WECARMON wurde ein neuartiges Überwachungssystem entwickelt, das kardiorespiratorische Daten und Informationen über das vegetative Nervensystem liefert. „Das System besteht aus einem Armband, das ein EKG aufzeichnet und dank spezieller Algorithmen auch einige kardiorespiratorische Vitalzeichen bereitstellen kann“, erklärt Projektkoordinator Pablo Laguna. In der klinischen Praxis können durch die Überwachung dieser Vitalwerte die charakteristischen Muster akuter Verschlimmerungsschübe chronischer Atemwegserkrankungen erfasst sowie die chronisch obstruktive Lungenerkrankung unverzüglich erkannt werden. Die Vorrichtung von WECARMON wurde im Alltag an gesunden Freiwilligen erprobt und zeichnete in fast 84 % der Fälle EKG-Signale von zur Ermittlung der Herzfrequenz ausreichender Qualität auf. Da die kommerziell verfügbaren, meist mit optischen Verfahren arbeitenden Geräte hier kaum die 55 % überschreiten, ist die Qualität der Neuheit als wesentlich besser einzuschätzen. Das Forschungsteam geht davon aus, dass das Gerät bei Menschen mit chronischen Atemwegserkrankungen noch effizienter funktionieren wird, da diese ein weniger aktives Leben führen und die bewegungsbedingten Fehler geringer ausfallen dürften. Die Schätzung der Atemfrequenz anhand der mit dem WECARMON-Armband gemessenen EKG-Signale erfolgt ebenfalls zuverlässig und genau. Sie korreliert mit der beim Einatmen verdrängten Luftmenge, die als Atemzugvolumen bezeichnet wird.

Die Vorteile des WECARMON-Armbands

Die üblichen EKG-Monitore können aufgrund ihrer störenden Ableitungen unhandlich sein oder erfordern Elektroden auf Hydrogelbasis, die oft Hautreizungen verursachen. Ähnliche Klebstoffe kommen bei Geräten mit Pflasterelektroden und Langzeit-EKGs zur Kurzzeitüberwachung zum Einsatz. Im Gegensatz dazu funktioniert das Armband von WECARMON mit Trockenelektroden ganz ohne Klebstoffe, wodurch Hautreizungen vermieden werden. Es ist angenehm zu tragen, liefert kardiorespiratorische Informationen und kann die Patientinnen und Patienten im Alltag überwachen. Besonders in Fällen, in denen herkömmliche Monitore zur Überwachung der Atemtätigkeit nicht eingesetzt werden können, etwa bei chronischen Atemwegserkrankungen, Schlafstudien und Epilepsie, sind diese Eigenschaften sehr von Vorteil. „Eines der Hauptziele von WECARMON besteht darin, Exazerbationen bei chronisch obstruktiven Lungenerkrankungen und Asthma noch früher zu erkennen sowie bei gleichzeitiger Senkung der Gesundheitskosten die Prognose der Betroffenen zu verbessern“, betont Forschungsstipendiat Jesús Lázaro. Außerdem können die Möglichkeiten des Armbands zur Langzeitüberwachung genutzt werden, um die Wirksamkeit der Behandlung zu bewerten und diese dementsprechend anzupassen, wodurch sich ein personalisierter Behandlungsansatz anbietet. Zusätzlich plant das Forschungsteam, das WECARMON-Armband bei der Überwachung von Stress und Herzrhythmusstörungen einzusetzen sowie eine Smartphone-App zur Aufzeichnung der physiologischen Patientendaten in der Cloud zu entwickeln.

Schlüsselbegriffe

WECARMON, Überwachung, EKG, Armband, kardiorespiratorisch, Vitalzeichen, chronisch obstruktive Lungenerkrankung, COPD, obstruktives Schlafapnoe-Syndrom, OSAS

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