Validierung der Kinokardiographie, einer neuen Technologie zur Messung der mechanischen Aktivität des Herzens über Beschleunigungsmesser und Gyroskope

Kinokardiographie misst die mechanische und elektrische Funktion des Herzens. Die vorgeschlagene Lösung basiert auf Messungen von Körperschwingungen. Durch die Messung dieser Bewegungen auf der Körperoberfläche kann unter Berücksichtigung des Gewichts und der Größe der Person auf die Qualität des Herzschlags geschlossen werden, der diese Schwingung verursacht hat. Die entwickelte Technik besteht aus einem Gerät, das diese Schwingungen an zwei Stellen im Körper misst: am Oberkörper (Seismokardiographie) und am unteren Rücken (Ballistokardiographie). Die erste Messung spiegelt die lokale Stärke des Herzschlags sowie die Weiterleitung des Blutes an die Hauptschlagader des Körpers, die Aorta, wider. Die zweite Messung im unteren Rückenbereich ist das Ergebnis der Kontraktion und Bewegung des Blutes im Arteriensystem. Anhand dieser beiden Messungen wird die vom Herzen erzeugte und an den Oberkörper bzw. den ganzen Körper abgegebene Energie berechnet. Die Energie über einen gesamten Herzzyklus und die Verteilung dieser Energie innerhalb eines Herzschlags werden verwendet, um die mechanische Funktion des Herzens zu charakterisieren.

Zuvor durchgeführte klinische Studien haben die Wiederholbarkeit von kinokardiographischen Messungen (KCG) und ihre Robustheit gegenüber der Verwendung verschiedener Sensoren gezeigt.

KCG-Messungen zeigten auch eine hohe Empfindlichkeit (> 94 %) gegenüber verschiedenen hämodynamischen Zuständen, die durch die Injektion aktiver Inotropika, d. h. Dobutamin, auch zur Behandlung von Herzinsuffizienz im fortgeschrittenen Stadium, induziert wurden. In einer randomisierten, doppelblinden, placebokontrollierten Crossover-Studie zeigten diese Messungen eine starke Korrelation (r = 0,8, p < 0,0001) mit dem durch Echokardiographie gemessenen Herzzeitvolumen. Die Technik hat auch ihre Fähigkeit demonstriert, Veränderungen der mechanischen Herzfunktion während einer exspiratorischen willkürlichen Apnoe zu verfolgen.

KCG-Messungen wurden auch während einer Mikrogravitationssimulation in Bettruhe an 23 gesunden Freiwilligen ausgewertet. Die Messungen verfolgten die kardiale Dekonditionierung in der Kontrollgruppe im Vergleich zur Trainingsgruppe ähnlich wie die kardialen MRT-Messungen. Anschließend zeigten die KCG-Metriken die Fähigkeit, Patienten mit Herzinsuffizienz mit reduzierter Ejektionsfraktion (HFrEF) von Patienten mit nicht-insuffizienter Herzinsuffizienz zu unterscheiden. Diese neuesten Ergebnisse zeigten auch, dass der Brustsensor allein ausreichte, um HFrEF-Patienten von normativen Patienten zu trennen, wodurch die Grundlage für eine mögliche Verwendung des Smartphones allein gelegt wurde.

Der Prototyp einer mobilen Anwendung mit dem Namen OKCARDIO ermöglicht Messungen, die dem Kino-Thoraxsensor vollkommen ähnlich sind, bisher jedoch noch nie in einer klinischen Studie eingesetzt wurden. Mit einem solchen Tool könnte jeder, der ein Smartphone-ähnliches Mobiltelefon besitzt, seine kardiale mechanische Funktion selbst messen und dem behandelnden Arzt zur Verfügung stellen.