gms | German Medical Science

50. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie (gmds)
12. Jahrestagung der Deutschen Arbeitsgemeinschaft für Epidemiologie (dae)

Deutsche Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie
Deutsche Arbeitsgemeinschaft für Epidemiologie

12. bis 15.09.2005, Freiburg im Breisgau

Pilotstudie zur herstellerunabhängigen, UMTS-gestützten Herzschrittmacher-Nachsorge

Meeting Abstract

  • Alexander Kollmann - ARC Seibersdorf research GmbH, Graz
  • Dieter Hayn - ARC Seibersdorf research GmbH, Graz
  • Peter Kastner - ARC Seibersdorf research GmbH, Graz
  • Brigitte Rotman - Klinische Abteilung für Kardiologie, Medizinische Universitätsklinik Graz, Graz
  • Jose Moros - Instituto de Investigation en Ingenieria de Aragon (I3A), Universidad de Zaragoza, Zaragoza
  • Christoph Guger - g.tec - GUGER TECHNOLOGIES OEG, Graz
  • Günter Schreier - ARC Seibersdorf research GmbH, Graz

Deutsche Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie. Deutsche Arbeitsgemeinschaft für Epidemiologie. 50. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie (gmds), 12. Jahrestagung der Deutschen Arbeitsgemeinschaft für Epidemiologie. Freiburg im Breisgau, 12.-15.09.2005. Düsseldorf, Köln: German Medical Science; 2005. Doc05gmds398

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/gmds2005/05gmds465.shtml

Veröffentlicht: 8. September 2005

© 2005 Kollmann et al.
Dieser Artikel ist ein Open Access-Artikel und steht unter den Creative Commons Lizenzbedingungen (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/deed.de). Er darf vervielf&aauml;ltigt, verbreitet und &oauml;ffentlich zug&aauml;nglich gemacht werden, vorausgesetzt dass Autor und Quelle genannt werden.


Gliederung

Text

Einleitung und Fragestellung

Internationale Richtlinien sehen vor, implantierte Herzschrittmacher (HSM) im Rahmen einer bis zu viermal jährlich angesetzten Nachsorgeuntersuchung auf deren korrekte Funktion zu überprüfen [1]. Dies ist einerseits für die meist älteren und gebrechlichen Patienten mit einer erheblichen Belastung verbunden und führt andererseits zu einer Überlastung der HSM-Ambulanz mit dieser Routinetätigkeit - vor allem unter dem Gesichtspunkt, dass es sich bei der überwiegenden Zahl dieser Nachsorgen um so genannte Basis-Nachsorgen handelt. Dabei wird die grundsätzliche Funktion des HSM (Stimulation), der Status der Batterie, sowie der Allgemeinzustand des Patienten (Wundkontrolle, Anamnese) überprüft und dokumentiert. Dies kann herstellerunabhängig, auf der Basis der Auswertung eines EKGs während temporärer Magnetauflage (Magneteffekt), erfolgen. Erst bei erkanntem Problem ist es erforderlich, den Patienten im Rahmen einer erweiterten Nachsorge mittels HSM-Programmiergerät in einer HSM-Ambulanz genauer zu untersuchen, um so bei Bedarf Therapieoptimierungsmaßnahmen bzw. einen Aggregatswechsel einleiten zu können.

Im Rahmen von vorangegangenen Studien konnte bereits gezeigt werden, dass unter Zuhilfenahme eines web-basierten Nachsorgesystems die Basis-Nachsorge ausgelagert [2], und durch eine automatische Vorverarbeitung des EKGs ein Vorbefund erstellt werden kann [3]. Limitiert wurde diese Konfiguration durch die begrenzte Mobilität eines PC-EKG und die Notwendigkeit einer Breitband-Internetanbindung vor Ort.

Ziel des gegenständlichen Projekts war die Entwicklung eines mobilen HSM-Nachsorgemoduls, das durch den Einsatz eines PDA-basierten EKG-Aufzeichnungsgeräts in Kombination mit einem UMTS-fähigen Mobiltelefon eine effiziente Durchführung der Basis-Nachsorge in patientennaher Umgebung (extramuraler Bereich, Altersheim) unterstützt.

Material und Methoden

Abb. 1 [Abb. 1] zeigt einen Überblick über den Prototyp des mobilen Nachsorgesystems, wie er im Rahmen einer Pilotstudie eingesetzt wurde. Der Prototyp setzt sich aus folgenden Komponenten zusammen:

Mobiles HSM-Nachsorgemodul:

  • Personal Digital Assistant (PDA) mit BlueTooth (Compaq iPAQ H3900 series, Model 3970)
  • PDA-basiertes 2-Kanal EKG-Aufzeichnungssystem mit einer Abtastrate von 256 Hz (g.MOBILab, Guger Technologies, Graz);
  • UMTS- sowie BlueTooth-fähiges Mobiltelefon (Nokia 6630) als zentrales Kommunikationsmodul.

Monitoring Zentrale: FTP-Server, Webserver, Datenbank, Biosignalverarbeitung

Arzt-Interface: Web-basierter Zugriff auf die Patienten- sowie Untersuchungsdaten durch den autorisierten Arzt in der HSM-Ambulanz.

Ablauf der telemedizinischen Nachsorgeuntersuchung:

  • Über den PDA wird der Patient im HSM-Nachsorgesystem registriert. Gängige HSM-Modelle sind in der zentralen HSM-Datenbank gespeichert und können bei der Registrierung dem jeweiligen Patienten zugeordnet werden.
  • Basis-Nachsorge laut Richtlinien sowie Aufzeichnung eines EKGs während temporärer Magentauflage (ca. 60 s).
  • Eine spezielle Software am PDA unterstützt den Arzt bei der EKG-Aufzeichnung sowie der Datenakquisition mit nachfolgender Übertragung an die Monitoring Zentrale via UMTS-fähigem Mobiltelefon.
  • Automatische Analyse des EKGs und Interpretation des Magneteffektes (Detektion, Vergleich mit Stimulationsmustern aus der Datenbank). Der Arzt erhält ein Feedback als SMS.
  • Automatische Generierung und Bereitstellung eines Vorbefundes für den zuständigen Kardiologen mit Bewertung des Ladezustandes der Batterie und mit einem Vorschlag für den nächsten Nachsorgetermin.

Ergebnisse

Im Rahmen einer klinischen Pilotstudie wurden 24 konsekutive Patienten (10 w, mittleres Alter 75 +/- 13 Jahre) untersucht, die an vier aufeinander folgenden Tagen in der HSM-Ambulanz vorstellig wurden. Dabei wurde im Vorfeld und räumlich getrennt von der nachfolgenden Nachsorgeuntersuchung (Standard-Methode) eine Basisnachsorge mittels mobilen Nachsorgesystems durchgeführt.

Die Ergebnisse der beiden Methoden wurden in drei Gruppen unterteilt:

  • „OK“ = BOL (Batteriestatus Begin Of Life), effektive Stimulation
  • „REPLACE“ = ERI (Elective Replacement Indication), EOL (End Of Life) und/oder erkannte Probleme bei Wahrnehmung bzw. Stimulation.
  • „UNDEFINED“ = es konnte keine Aussage getroffen werden (mangelnde Signalqualität, kein Magneteffekt gefunden)

Es wurden 17 verschiedene HSM-Modelle von 6 Herstellern untersucht, wobei der Median der Implantationsdauer 16 (Min: 0, Max: 132) Monate betrug. Insgesamt wurden 58 EKGs (63 +/- 17 kByte) aufgezeichnet und übertragen. Die mittlere Übertragungsdauer via UMTS betrug 9 +/- 2,8 Sekunden; die durchschnittliche Dauer der Signalanalyse betrug 9 +/- 4 Sekunden. Es wurden keine Übertragungsschwierigkeiten festgestellt. Ein Feedback via SMS war in weniger als 5 Minuten verfügbar.

Als Ergebnis der Standard-Methode wurden alle HSM mit BOL bzw. „OK“ beurteilt. Die telemedizinische Nachsorge identifizierte 13 von 24 HSM als „OK“, die verbleibenden 11 HSM wurden als „UNDEFINED“ klassifiziert.

Diskussion

Die Ergebnisse der Pilotstudie waren durch folgende Faktoren limitiert:

  • 7 Patienten (6 HSM-Modelle) konnten nicht untersucht werden, da der jeweilige HSM zum Zeitpunkt der Untersuchung noch nicht im System registriert war und damit eine prospektive Befundung nicht möglich war.
  • Die Abtastrate von 256 Hz scheint in einigen Fällen insbesondere bei bipolarer Stimulation zu gering zu sein, um eine korrekte Detektion der Stimulations-Impulse aus dem EKG im Rahmen der Signalanalyse durchführen zu können.

Nichtsdestotrotz zeigen die Ergebnisse das Potenzial des entwickelten Systems den Patienten bezüglich Transportbelastungen und auch den Kardiologen in der HSM-Ambulanz hinsichtlich Routinetätigkeiten zu entlasten. Vor allem durch den Einsatz mobiler Technologien konnte ein wesentlicher Schritt in Richtung Steigerung der Benutzerfreundlichkeit sowie der Verfügbarkeit getan werden.

Vor der nächsten Testreihe ist geplant, die Abtastrate des mobilen EKG-Aufzeichnungssystems auf 1000 Hz zu erhöhen und die Datenbank mit den HSM-Stimulationsmustern zu vervollständigen.


Literatur

1.
ACC/AHA, "Guidelines for Implantation of Cardiac Pacemakers and Antiarrhythmia Devices", J. Pacemaker Follow-up, 1998.
2.
Kollmann A et al. Ein kollaboratives Versorgungskonzept zur Effizienzsteigerung in der Herzschrittmacher-Nachsorge. In: Ammenwerth E, Gaus W, Haux R, Lovis C, Pfeiffer KP, Tilg B, Wichmann HE (Hrsg.). Kooperative Versorgung, vernetzte Forschung, ubiquitäre Information. Verlag videel OHG, Niebüll 2004, S. 78-80.
3.
Schreier G et al. Automated and manufacturer independent assessment of the battery status of implanted cardiac pacemakers by electrocardiogram analysis. IEEE EMBS - Proceedings of the 26th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society 2004, 76-79.