Verfahren zur Messung der kardiopulmonalen Aktivität

Die medizinische Bildgebung des Herzens und bestimmter Teile des kardiovaskulären Systems erfolgt heute zur Minimierung von Bewegungsartefakten und zur Dosisoptimierung getriggert. Dabei stellt das Elektrokardiogramm als etabliertes Verfahren zur Beurteilung der Herzaktivität den Stand der Technik dar. Zahlreiche Nachteile bei dieser Vorgehensweise werden bedingt durch die Signalquelle, Störungen oder Einschränkungen im Arbeitsablauf. Diese Nachteile motivieren die Suche nach Alternativen, insbesondere nach solchen, die kontaktarm oder -los in eine Liege oder eine Matte integrierbar sind. Heute stellt die robuste und ubiquitäre Erfassung der Herzaktivität grundsätzlich ein gelöstes Problem dar, wie zahlreiche Anwendungen in der Medizintechnik, aber auch im Lifestyle- und Fitnessbereich zeigen. Es ist jedoch auch der Fall, dass zur Triggerung in der Bildgebung bei Messung aus einer Liege heraus noch keine etablierte und standardisierte Lösung existiert. Das vorliegende Werk hat daher zum Ziel, durch experimentelle Studien geeignete Verfahren für diese Anwendung zu identifizieren. Zunächst wird am Beispiel der Computertomographie ausführlich der Stand der Technik bei der Triggerung bildgebender Verfahren vorgestellt und die angesprochenen Einschränkungen werden am Beispiel diskutiert. Anschließend werden losgelöst von der Anwendung in einer Liege die heute verfügbaren Sensortechniken zur Erfassung der Herzaktivität eingeführt. Dabei reicht die Spanne von etablierten Routineverfahren wie der Photoplethysmographie oder der Phonokardiographie über Nischenlösungen wie der Ballistokardiographie bis hin zu Verfahren, die erst in den letzten Jahren einen deutlichen Vorschub erhalten haben. Hierzu zählen das Doppler-Radar und die kapazitive Elektrokardiographie. Anschließend erfolgt die Integration ausgewählter Verfahren in ein vergleichendes System auf Basis einer Liegenauflage für die Computertomographie, mit dem eine experimentelle Datenbasis geschaffen wird. Aus den vorgestellten Messungen mit diesem System werden grundlegende Aussagen zur Eignung konkreter Verfahren für die klinische Anwendung abgeleitet.

Autorentext

André Henning studierte Informatik an der FernUniversität Hagen und Elektrotechnik an der Technischen Universität Dresden und arbeitet seit 2007 in der Entwicklung von Siemens Healthcare, Computed Tomography, in Forchheim.