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Einleitung: Die in der Ballisto- und Seismokardiographie (BCG, SCG) nicht-invasiv gemessenen Bewegungen, die durch den Blutfluss in den Gefäßen und durch die physiologischen Vorgänge im Herzen entstehen und sich auf die Körperoberfläche sowie angrenzende Strukturen übertragen, ermöglichen Rückschlüsse auf die mechanische Arbeit des Herzens [1], [2]. Dadurch eröffnen sich vielfältige Möglichkeiten für das kardiovaskuläre Monitoring in verschiedenen Anwendungsbereichen [3], [4], [5], [6], [7]. Im Projekt DR.BEAT („Digital Research on Ballistocardiography for Extraterrestrial And Terrestrial use“) erfolgt die Weiterentwicklung eines prototypischen Messsystems für BCG- und SCG-Signale zu einem Wearable mit automatisierter Datenverarbeitung nach dem ISO 9241-210 Entwicklungsprozess [8], [9]. Dies umfasste zunächst die Anforderungsanalyse für das Gesamtsystem unter Betrachtung terrestrischer und extraterrestrischer Anwendungsfälle.

Methodik: Um eine nutzerzentrierte Weiterentwicklung zu ermöglichen, basierte die Ermittlung funktionaler Anforderungen auf Befragungen potenzieller Nutzer*innen und umfasste Methoden des Scenario-Based Design [10]. Drei Anwendungsfälle standen dabei im Fokus: Der extraterrestrische Anwendungsfall umfasst das Gesundheitsmonitoring in der erdnahen sowie erdfernen bemannten Weltraumforschung. In den terrestrischen Anwendungsfällen sind die Anwendungen in der hausärztlichen Praxis sowie der Forschung mit BCG- und SCG-Signalen inbegriffen.

Für die Informationsbeschaffung des extraterrestrischen Anwendungsfalls bauten wir auf vorhandenes Wissen und bisherige Arbeiten in der erdnahen Raumfahrt auf, von denen wir Annahmen über die erdferne bemannte Weltraumforschung ableiten konnten.

Im terrestrischen, forschungsbezogenen Anwendungsfall erfassten semi-strukturierte Interviews den Arbeitskontext von zwei projektinternen, in der Forschung mit BCG- und SCG-Signalen erfahrenen Wissenschaftler*innen.

Weitere semi-strukturierte Interviews mit vier Hausärzt*innen erhoben Informationen über die Prozesse in den hausärztlichen Arztpraxen, Einsatzmöglichkeiten des BCG-Gesamtsystems und den Mehrwert für ihre Patient*innen.

Das gesamte Projektkonsortium beteiligte sich an der Analyse der Interviewergebnisse, der Kenntnisse über das Signalpotenzial sowie der technischen Umsetzbarkeit, um anschließend funktionale und nicht-funktionale Anforderungen an das BCG-Gesamtsystem in den unterschiedlichen Anwendungsfällen zu definieren.

Ergebnisse: In der extraterrestrischen Anwendung des BCG-Gesamtsystems sind die funktionalen Anforderungen mit denen eines terrestrischen, telemedizinischen Gesundheitsmonitorings vergleichbar. Unterschiede liegen maßgeblich in den nicht-funktionalen technischen Anforderungen.

Für den terrestrischen, forschungsbezogenen Anwendungsfall liegt der Fokus auf der Unterstützung qualitativ hochwertiger Datenaufbereitung, -auswertung und Veröffentlichung von Ergebnissen durch die Bereitstellung einer Anwendungssoftware für die Datenanalyse.

Die Interviews mit den Hausärzt*innen weisen auf einen Bedarf der messbaren BCG- und SCG-Parameter hin. Insbesondere die Ejektionsfraktion zur Unterstützung des Herzinsuffizienzmonitorings hob sich von den anderen messbaren Parametern ab. Eine telemedizinische Anwendung des BCG-Gesamtsystems könnte aufgrund der unterschiedlichen Digitalisierungsgrade zwischen den Arztpraxen eine Herausforderung darstellen, wird als Zukunftsvision jedoch positiv eingeordnet.

Diskussion: Die Informationsbeschaffung zu den terrestrischen Anwendungsfällen umfasste initial eine geringe Anzahl von Expert*innen und die Informationen zum extraterrestrischen Anwendungsfall basieren vorerst nur auf eigener Expertise sowie den davon abgeleiteten Annahmen für die erdferne bemannte Raumfahrt. Die dementsprechend gebildete Informationsbasis ist jedoch ausreichend, um grundlegende Anforderungen unter Einbezug der Benutzer*innen zu erfassen und im weiteren Projektverlauf zu ergänzen.

Schlussfolgerung: Die Anforderungsanalyse liefert die grundlegenden Anforderungen für die Weiterentwicklung des BCG-Gesamtsystems, welche in der folgenden Projektarbeit in einem Gesundheitsmonitoring-Konzept zu vereinen sind. Des Weiteren erfolgt die Entwicklung eines Prototyps, der aufgrund der technischen Umsetzungsmöglichkeiten als Wearable und den Interview-Ergebnissen den terrestrischen Anwendungsfall des Herzinsuffizienzmonitorings fokussiert. Hierbei ist zunächst eine traditionelle Verwendung mit zukünftiger Weiterentwicklungsmöglichkeit für die telemedizinische Verwendung angestrebt.

Die Autoren geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.

Die Autoren geben an, dass kein Ethikvotum erforderlich ist.