Herzinsuffizienz: Überwachung durch Messgürtel mit Sensoren

Üblicherweise sind die Lösungen zur Überwachung der Herzinsuffizienz implantierbar und daher mit den Risiken einer Operation verbunden. Ein Forschungsprojekt hat jetzt eine nicht-invasive Lösung entwickelt, die auf einer Sensortechnologie basiert, die in einem tragbaren Gürtel integriert ist.

Dr. Waseem Asghar erläutert im Interview mit MEDICA.de die Vorteile eines tragbaren Gürtels als Wearable bei der Überwachung der Herzinsuffizienz.

Dr. Asghar, warum haben Sie sich für einen tragbaren Gürtel entschieden, um das Fortschreiten der Herzinsuffizienz zu überwachen?

Dr. Waseem Asghar: Bestehende Lösungen für Herzinsuffizienz sind implantierbare Lösungen, darunter ein implantierbarer Kardioverter/Defibrillator (ICD, von implantable cardioverter-defibrillator) und ein CardioMEMS-System, das Änderungen des Lungenarteriendrucks aus der Ferne überwacht. Diese Lösungen sind aber nicht nur teuer, sondern haben auch Operationsrisiken. Nach unserem besten Wissen gibt es keine multivariate nicht-invasive Lösung zur Überwachung von Parametern im Zusammenhang mit Herzinsuffizienz. Derzeit gibt es weltweit 64 Millionen Fälle von Herzinsuffizienz, davon 6 Millionen allein in den USA. Es wird erwartet, dass die Fälle in den USA bis 2030 auf 8 Millionen ansteigen. Dieser Anstieg ist auf die Nichtverfügbarkeit geeigneter Überwachungslösungen zurückzuführen. Darüber hinaus kommen nicht alle Herzinsuffizienzpatientinnen und Herzinsuffizienzpatienten für die bestehenden Lösungen, insbesondere ICD, infrage. Nur Patientinnen und Patienten mit schwerer Herzinsuffizienz (mit reduzierter Ejektionsfraktion) können sich für den ICD qualifizieren. Der Rest (mit erhaltener Ejektionsfraktion), der 50 Prozent aller Patientinnen und Patienten mit Herzinsuffizienz ausmacht, ist für den ICD nicht geeignet.

Welche Vorteile bietet die Verwendung eines tragbaren Gürtels zur Überwachung des Herzens?

Asghar: Zu den Vorteilen der Verwendung eines tragbaren Gürtels gegenüber bestehenden Lösungen gehören: Im Gegensatz zu bestehenden Lösungen wie ICD und CardioMEMS ist für die Implantation keine Operation erforderlich. Es entstehen somit keine lebensbedrohlichen Risiken, die mit den chirurgischen Eingriffen der bestehenden implantierbaren Lösungen verbunden sind. Der Ansatz ist preisgünstig im Vergleich zu den bestehenden Lösungen. Laut dem ICD-Register kostet eine Herzinsuffizienz-Ersatzoperation etwa 37.000 US-Dollar, während ein CardioMEMS etwa 17.750 US-Dollar kostet. Im Gegensatz dazu besteht der tragbare Gürtel aus Standardkomponenten, wobei die teuersten Komponenten etwa 39 US-Dollar kosten. Die Gesamtkosten liegen damit im zweistelligen Bereich.

Wie genau funktioniert die Technik im tragbaren Gürtel?

Asghar: In den tragbaren Gürtel sind mehrere Sensoren integriert. Jeder Sensor erfasst einen Parameter im Zusammenhang mit Herzinsuffizienz. Diese Parameter umfassen Thoraximpedanz, Herzfrequenz, Elektrokardiogramm (EKG) und Beschleunigungsmesser zum Erfassen der Bewegungsaktivität der Patientinnen und Patienten. Diese Signale werden mit einem Mikrocontroller gelesen, der die Daten verarbeitet und auf einer SD-Karte und in der Cloud speichert, die vom ärztlichen Personal in Echtzeit überwacht werden können. Die Daten können auch in der mobilen Anwendung visualisiert werden.

Welche Daten sammeln die Sensoren?

Asghar: Die Sensoren erfassen die Thoraximpedanz, die Impedanz der Thoraxregion, die normalerweise beim Einsetzen der Herzinsuffizienz abnimmt, das Elektrokardiogramm (EKG), die Herzfrequenz und die Bewegungsaktivität der Patientinnen und Patienten. Gemäß der bestehenden Literatur werden diese Parameter bei der Diagnose und Überwachung der Herzinsuffizienz als maßgeblich erachtet.

Wie können die Sensoren die Patientinnen und Patienten und ihre Gesundheitsdienstleistende vor einer möglichen Herzinsuffizienz warnen?

Asghar: Der vorhandene Prototyp überwacht die Parameter und speichert die Ergebnisse in der Cloud, auf die der Gesundheitsdienstleistende zugreifen kann. Anhand der Daten kann der Gesundheitsdienstleistende ein Risiko für eine mögliche Herzinsuffizienz diagnostizieren. Ein wichtiger Indikator dafür ist die Thoraximpedanz, die mit Beginn der Herzinsuffizienz aufgrund der Flüssigkeitsansammlung im Thoraxbereich (Brustkorb) abzunehmen beginnt. Der Gürtel hilft den Gesundheitsversorgenden, diesen Trend zusammen mit anderen zu beobachten. Wir beabsichtigen, das Projekt zu erweitern, um die Generierung von Warnungen zu automatisieren, wenn die Parameter von den regulären Trends abweichen.

Ermöglicht der tragbare Gürtel weitere zukünftige Anwendungen in der Gesundheitsüberwachung?

Asghar: Ja, der tragbare Gürtel kann auf andere Bereiche der Gesundheitsüberwachung ausgeweitet werden, insbesondere in Bezug auf Herz-Kreislauf-Erkrankungen und der Fitnessbranche. Mit den bereits bestehenden Sensoren hat er das Potenzial, die tägliche gesundheitsbezogene Überwachung zu adressieren. Man kann aber auch zusätzliche Sensoren integrieren, um seinen Nutzen auf andere Bereiche auszudehnen.