Skip to main content
main-content

Über dieses Buch

Diagnose und Therapie von Herz-Kreislauf-Erkrankungen erfordern eine immer engere Zusammenarbeit von Ärzten, Naturwissenschaftlern und Ingenieuren. Das vorliegende Lehrbuch wagt daher den Versuch eines Brückenschlages zwischen den Disziplinen. Im ersten Drittel werden die medizinischen Grundlagen der wichtigsten Herz-Kreislauffunktion und -erkrankungen vermittelt. Auf dieser Basis wird der Aufbau und die Funktionsweise der bekannten Diagnose- und Therapieverfahren aus dem Bereich der Kardiologie erläutert. Dies umfasst sowohl den aktuellen Stand der Technik als auch die neuesten Trends.Das Buch richtet sich somit an Studierende, Lernende und Praktizierende in medizinischen, natur- und ingenieurwissenschaftlichen Berufen. Ziel des Buches ist es, ein gegenseitiges Verständnis zu wecken, um neue Techniken sinnvoll entwickeln und sicher anwenden zu können.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Grundlagen der Fluidmechanik

Zusammenfassung
Greift innerhalb einer Flüssigkeit senkrecht zu einem Flächenstück A die flächen-haft verteilte Kraft F an, so ergibt sich der Druck P als das Verhältnis beider Größen.
Armin Bolz, Wilhelm Urbaszek

2. Anatomie und Physiologie des Herzens

Zusammenfassung
Für die Diagnostik und Therapie kardiologischer Erkrankungen ist die Kenntnis der Anatomie und Physiologie des Herzens von zentraler Bedeutung. Kapitel 2 vermittelt hierzu ein grobes Verständnis, ersetzt jedoch in keiner Weise die Lektüre umfassender Spezialliteratur [10].
Armin Bolz, Wilhelm Urbaszek

3. Der Blutkreislauf

Zusammenfassung
Das Herz, das arterielle und venöse Gefäßsystem sowie der Gefäßinhalt und das Blut, sind morphologisch und funktionell miteinander verknüpft. Hydrodynamische Gegebenheiten, muskeltypisches Kontraktions- bzw. Relaxationsverhalten sowie neurohumorale und rezeptorabhängige Regulationen passen die Herz-Kreislauf-Funktion an differente Leistungen an (Homöostase).
Armin Bolz, Wilhelm Urbaszek

4. Ausgewählte Herz-Kreislauferkrankungen und ihre Diagnose

Zusammenfassung
Das vorliegende Lehrbuch hat zum Ziel, technische Werkzeuge für die Kardiologie näher zu erläutern und ihre Wirkungsweise zu diskutieren. Dabei soll jedoch der Versuch unternommen werden, nicht allein den technischen Blickwinkel in den Vordergrund zu stellen, da er die eigentliche Aufgabenstellung nicht zu erklären vermag und somit bei einer Weiterentwicklung sehr leicht der falsche Weg eingeschlagen wird.
Armin Bolz, Wilhelm Urbaszek

5. Elektrokardiographie

Zusammenfassung
Ein einfacher Weg der diagnostischen Informationsgewinnung ist die Messung der vom Herzen verursachten elektrischen Potenzialdifferenzen mittels zweier oder mehrerer Oberflächenelektroden, was als Elektrokardiographie bezeichnet wird. Diese Potenzialdifferenzmessung greift aus dem komplexen elektrischen Feld, das sich bis zur Körperoberfläche erstreckt, einige wenige Punkte heraus, zwischen denen die Spannung bestimmt wird. Dies stellt zum einen eine erhebliche Informationseinschränkung dar, zum anderen erfordert es das Festlegen und Normieren der Messpunkte und Auswerteverfahren, um zu reproduzierbaren Messwerten zu kommen.
Armin Bolz, Wilhelm Urbaszek

6. Messung des Blutdruckes

Zusammenfassung
Für die Beurteilung der Kreislauffunktion sind Blutdruck und Blutfluss von entscheidender Bedeutung. Obwohl aus physiologischer Sicht der Blutfluss die wichtigere Größe darstellt, da er den Stofftransport bestimmt und das Schlagvolumen des Ventrikels mit erfasst, hat die Druckmessung klinisch den höheren Stellenwert. Dies liegt zum einen an der einfacheren Messtechnik und zum anderen an den umfangreicheren Erfahrungen, die mit der Erfassung des Blutdruckes vorliegen. Darüber hinaus besitzt der Blutdruck hohen prognostischen Wert für die Pathogenese von Herz-Kreislauferkrankungen.
Armin Bolz, Wilhelm Urbaszek

7. Messung des Blutflusses

Zusammenfassung
Neben dem Blutdruck ist der Blutfluss die zweite für die Beurteilung des Herz-Kreislaufsystems wesentliche Größe. Der Blutfluss ist physikalisch gesehen eigentlich eine Stromstärke und charakterisiert das pro Zeiteinheit durch einen bestimmten Querschnitt transportierte Volumen. Der Messung besser zugänglich ist jedoch die mittlere Strömungsgeschwindigkeit. Da beide Größen über Gl. 2.15 miteinander korrelieren, werden sowohl Volumenstrom als auch Strömungsgeschwindigkeit umgangssprachlich mit Blutfluss bezeichnet. Im Folgenden ist -wenn nicht anders angegeben — stets der Volumenstrom gemeint. Zu seiner Messung eignen sich im wesentlichen drei physikalische Prinzipien:
Armin Bolz, Wilhelm Urbaszek

8. Messung des Herzzeitvolumens

Zusammenfassung
Zur Beurteilung des Kreislaufzustandes reicht in der Regel die Bestimmung der lokalen Blutflüsse nicht aus, da sie durch lokale physiologische oder physikalische Einflüsse (z. B. Kälte) leicht verfälscht werden. Vielmehr ist die Gesamtleistungsfähigkeit des Herzens diagnostisch von Bedeutung. Aus diesem Grunde spielt die Messung des Herzzeitvolumens (HZV) vor allem in der Intensivmedizin eine herausragende Rolle.
Armin Bolz, Wilhelm Urbaszek

9. Pulsoximetrie

Zusammenfassung
Blutdruck und -fluss beschreiben die Hämodynamik des Herz-Kreislaufsystems, nicht aber seine eigentliche Transportfunktion. Dafür ist neben dem Blutstrom auch die Aufnahme, Speicherung und Abgabe der Metaboliten erforderlich. Da die ausreichende Versorgung der Organe und des Körpergewebes mit Sauerstoff zu den wichtigsten Aufgaben des Kreislaufs gehört, ist es von großer Bedeutung, Störungen in der Sauerstoffaufnahme und Verteilung rasch zu erkennen.
Armin Bolz, Wilhelm Urbaszek

10. Ultraschallkardiographie

Zusammenfassung
Alle bisher vorgestellten diagnostischen Verfahren gestatten es, globale Parameter zur erfassen. Lokale Eigenschaften lassen sich nur in seltenen Fällen bei lokaler Applikation des Verfahrens gewinnen. Dies ist für viele Fragestellungen nicht ausreichend, da gerade die Untersuchung pathologischer Veränderungen häufig eine ortsaufgelöste Darstellung erfordert. Aus diesem Grunde sind bildgebende Verfahren von zentraler Bedeutung für die Kardiologie. CT- und NMR-Verfahren zeichnen sich zwar durch hervorragende Auflösung und Qualität aus, werden aber aufgrund der damit verbundenen Belastungen für den Patienten nur für wenige Fragestellungen genutzt. An erster Stelle steht die Ultraschall- oder Echokardiographie. Über die technischen Grundlagen dieser Methoden existiert bereits eine Vielzahl hochwertiger Begleitliteratur [2], so dass an dieser Stelle nur auf die wesentlichen medizinischen Aspekte der Ultraschallkardiographie eingegangen werden soll. Im Vordergrund steht dabei die Frage, welche Möglichkeiten und welche Grenzen diese Form der Diagnose gegenüber anderen in dem vorliegendem Buch diskutierten Verfahren besitzt.
Armin Bolz, Wilhelm Urbaszek

11. Nuklearmedizinische Verfahren in der Kardiologie

Zusammenfassung
Im Gegensatz zur Koronarangiographie, der röntgenologischen Darstellung der Herzkranzgefäße nach vorheriger Kontrastmittelinjektion, die nur eine morphologische Beurteilung evtl. arteriosklerotisch verengter, größerer Herzkranzgefäßäste erlaubt, ermöglichen nuklearmedizinische Verfahren die qualitative bzw. quantitative Beurteilung einer gestörten Koronardurchblutung und eines gestörten Myo-kardstoffwechsels. Bei Patienten mit vermuteter oder bekannter koronarer Herzkrankheit ermöglichen nuklearmedizinische Methoden einen objektiven Ischämienachweis, eine zuverlässige prognostische Risikostratifizierung, eine Beurteilung der Myokardvitalität, die Einschätzung des kardialen Narkose- und Operationsrisikos bei allgemeinchirurgischen Eingriffen sowie eine funktionelle Überprüfung des Effektes revaskularisierender Maßnahmen, insbesondere nach Ballondilatation (PTCA) oder Bypass-Operation von Herzkranzgefäßen [6].
Armin Bolz, Wilhelm Urbaszek

12. Angiokardiographie

Zusammenfassung
Die Grundidee der Angiokardiographie besteht in einer bildgebenden Darstellung der Herzgefäße unter Verwendung der klassischen Röntgentechnik. Hierzu wird ein Röntgenkontrastmittel lokal mit Hilfe unterschiedlicher Katheter appliziert und zeitgleich eine Folge von Röntgenbildern aufgenommen und gespeichert. Die qualitative Beurteilung sowie die anschließende quantitative Analyse liefert wertvolle Informationen über den Zustand der Herzgefäße.
Armin Bolz, Wilhelm Urbaszek

13. Herzschrittmacher

Zusammenfassung
In Abschn.​ 4.​5 wurden pathologische Veränderungen der Erregungsbildung bzw. -leitung innerhalb des Herzens diskutiert. Liegen bradykarde Veränderungen vor, also Erkrankungen, die zu einer Verlangsamung der natürlichen Herzfrequenz führen, so ist in aller Regel das Herzzeitvolumen zu gering, so dass der Patient unter Schwindelanfällen, geringer körperlicher Belastbarkeit und sogar Bewusst-seinsstörungen leidet. In diesen Fällen eröffnet die Schrittmachertherapie die Möglichkeit, den Sinusrhythmus wiederherzustellen und so die Symptome zu lindern oder gar zu beseitigen.
Armin Bolz, Wilhelm Urbaszek

14. Defibrillator/Kardioverter

Zusammenfassung
Die häufigste Todesursache in den westlichen Industriestaaten stellt der sog. „plötzliche Herztod“ dar. Unter diesem Begriff werden eine Reihe verschiedener klinisch unterscheidbarer Erkrankungen zusammengefasst, denen allen das völlige Fehlen von messbaren Vorzeichen gemeinsam ist. Mehr als 80% [40] der davor betroffenen Patienten sterben ursächlich an einer Kammertachykardie (bei tiefen Frequenzen als Kammerflattern, bei höheren auch als Kammerflimmern bezeichnet), die effektiv einen Kreislaufstillstand darstellt (Abb. 14.1 oben). Bedingt durch die Trägheit des Blutes wird die Pumpfunktion des Herzens bei zu hohen Schlagfrequenzen beeinträchtigt, wodurch der Blutfluss erheblich absinkt. Damit setzt eine Sauerstoffunterversorgung des Körpers ein (Hypoxie), die insbesondere im Gehirn und in der Herzmuskulatur zu bleibenden Schäden und im schlimmsten Fall sogar zum Tod führt. Die restlichen 20% der Opfer sind auf Asystolien oder AV-Blöcke III. Grades zurückzuführen, bei denen der Ventrikel nicht mehr kontrahiert (Abb. 14.1 unten). In seltenen Fällen tritt auch akutes Pumpversagen auf.
Armin Bolz, Wilhelm Urbaszek

15. Alternative Techniken der Tachykardiebehandlung

Zusammenfassung
Elektrotherapeutische Verfahren haben die Prognose bei Patienten mit tachykar-den Rhythmusstörungen massgeblich verbessert. Trotzdem stellt die Defibrillation sowohl aus medizinischer als auch aus ökonomischer Sicht noch keine zufriedenstellende Lösung dar, da die Therapie nur die Symptome kompensiert, nicht aber die Ursachen bekämpft. Zunehmende Erfahrungen mit invasiver Elektrokardiographie und Stimulation sowie die gewonnenen pathogenetischen Kenntnisse rückten daher die Katheterabiation in den Vordergrund. Medikamentös refraktäre supraventrikuläre Tachykardien (Vorhofflimmern und Vorhofflattern) wurden durch Katheterabiation des His’schen Bündels mit Gleichstromschocks bereits sehr früh erfolgreich behandelt [9, 41]. Ziel derartiger Ablationen ist es, bestimmte Areale des Myokards bewusst zu zerstören, um den der Tachykardie zugrunde liegende Reentry-Kreis zu unterbrechen. Weitere Erfahrungen wurden bei der Ablation akzessorischer Fasern und ventrikulärer Tachykardien gesammelt.
Armin Bolz, Wilhelm Urbaszek

16. Informationstechnik in der Kardiologie

Zusammenfassung
Die Informationstechnik hielt 1957 mit der Einführung der portablen EKG-Aufzeichnung durch Dr. Norman Holter ihren Einzug in die Kardiologie. In den Anfängen dominierten Geräte auf der Basis von Kassettenrecordern, die in der Regel nur wenige Signale mit geringer Auflösung zu speichern erlaubten. Seit dieser Zeit erweiterte sich die Funktionalität derartiger unter dem Begriff „Holter-EKG“ bekannt gewordenen Datenerfassungsgeräte signifikant. Mit dem Übergang zu digitalen Speichermedien vergrößerten sich vor allem Art und Menge der erfassten Informationen.
Armin Bolz, Wilhelm Urbaszek

Backmatter

Weitere Informationen