Modulhandbuch

Medizintechnik (MTM)

Biosignalanalyse und Elektrophysiologie

Empfohlene Vorkenntnisse

die im Bachelorstudium Medizintechnik der Hochschule Offenburg erworbenen Kenntnisse auf den Gebieten Biosignalverarbeitung und hämodynamisches Management

Lehrform Vorlesung/Seminar/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Nach erfolgreichem Abschluss dieses Moduls sind die Studierenden in der Lage,

  • konventionelle und hochaufgelöste elektrische und impedanzkardiographische Biosignale mit und ohne Signal-Averaging-Technik im Zeit- und Frequenzbereich zu vermessen,
  • konventionelle 12-Kanal-Elektrokardiogramme in den X-, Y-, Z- und Vektor-Bereich zu transformieren und Mikropotenziale bei ischämischer und nichtischämischer Kardiomyopathie sowie Herzschrittmacher und Defibrillatoren zu vermessen,
  • Biosignale mittels spektrotemporalem Mapping mit und ohne Elektrostimulation zu analysieren,
  • elektrische und impedanzkardiographische Biosignale mit unterschiedlichen Abtastfrequenzen zu fusionieren,
  • bradykarde und tachykarde Rhythmusstörungen zu initiieren und terminieren,
  • elektrische kardiale Desynchronisation zu evaluieren,
  • fraktionierte atriale und ventrikuläre Biosignale zu analysieren und
  • kardiale Resynchronisationstherapie und Kontraktilitätsmodulation zu optimieren.

 

Dauer 2
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 180h
Workload 240h
ECTS 8.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

K90 + Referat + Laborarbeit

Leistungspunkte Noten

8 ECTS

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. med. habil. Matthias Heinke

Empf. Semester 1-2
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Master Medizintechnik

Veranstaltungen

Seminar Biosignalanalyse und Elektrophysiologie

Art Vorlesung/Seminar
Nr. EMI2514
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Referate zu kardiologischen Publikationen und transösophagealen Elektrophysiologie
  • Grundlagen transösophagealen, intrakardialen und implantatbasierten Stimulation und Ableitung sowie der Evaluierung, Initiierung und Terminierung von Herzrhythmusstörungen
  • Biosignal- und Funktionsanalyse der Reizbildung und Erregungsleitung
  • Supraventrikuläre Tachykardien SVT und SVES
  • Atriale Tachykardien AT
  • AV-Knoten-Reenty-Tachykardien AVNRT
  • AV-Reentry-Tachykardien AVRT
  • Vorhofflattern AFL
  • Vorhofflimmern AF
  • Ventrikuläre Tachykardien VT, VES und HRT
  • Praktische Biosignalanalyse und Elektrophysiologie
  • Kammerflattern VFL (pulslose VT), Kammerflimmern VF
  • Torsades de Pointes Tachykardie TdP
  • Brugada-Syndrom (EKG: RSB und ST-Hebung)
  • Long-QT-Syndrom, Short-QT-Syndrom (<330ms)
Literatur
  • Javorka, M., et al: Causal analysis of short‑term cardiovascular variability: state‑dependent contribution of feedback and feedforward mechanisms. Med Biol Eng Comput (2017) 55:179–190
  • Asmundis C. de, et al: Role of home monitoring in children with implantable cardioverter defibrillators for Brugada syndrome. Europace (2013) 15, i17–i25
  • Heinke, M., et al: Ventricular desynchronization with electrical interventricular delay to left ventricular delay ratio in atrial fibrillation heart failure patients. Biomed. Tech 59, (Suppl. 1) 2014, 410, S227-S229
  • Schalk, M., et al: Heart rhythm model and simulation of electrophysiological studies and high-frequency ablations. Clin Res Cardiol 106, Suppl 1, April 2017, P1812
  • Prochnau, D., et al: Optimization of the atrio-ventricular delay during cardiac resynchronization therapy using a device for non-invasive meas-urement of cardiac index at rest and during exercise, Europace 14 2012, 249-253
  • Heinke, M., et al: Transesophageal left ventricular electrogram-recording and temporary pacing to improve patient selection for cardiac resynchronization. Med Biol Eng Comput, 2011, 49: 851-858
  • Kuehnert, H., et al: New frontiers of supraventricular tachycardia and atrial flutter evaluation and catheter ablation. Biomed Tech 2012; 57, 371-373, Walter de Gruyter, Berlin, Boston, DOI 10.1515/bmt‐2012‐4169
  • Kraemer, M., et al: Simulation of electrical fields in cardiac resynchronization therapy and temperature spread in HF ablation. Europace 19, Suppl. 3, 2017, iii185



Labor Biosignalanalyse und Elektrophysiologie

Art Labor
Nr. EMI2515
SWS 2.0
Lerninhalt

Das Masterlabor Biosignalanalyse und Elektrophysiologie ermöglicht eine effiziente und praxisbezogene Ausbildung auf den Gebieten der konventionellen und hochaufgelösten Biosignalanalyse und Elektrophysiologie im Zeit-, Spektral- und Vektorbereich klinisch relevanter Biosignale mit modernen Biosignalanalysesystemen und intrakardialem elektrophysiologischem System:

  • Sinusrhythmus Biosignalanalyse mit und ohne ventrikuläre und supraventrikuläre Extrasystolen, linkskardiales Fokus-EKG, Osypka TO4 Einkammer-Elektroden
  • Atriale und ventrikulären Desynchronisation Biosignalanalyse, Herzinsuffizienz, Boston Scientific Cognis 100-D CRT-D mit SmartDelay Funktion
  • Linksschenkelblock und Rechtsschenkelblock Biosignalanalyse, reduzierte Pumpfunktion, dilatativer Kardiomyopathie, Boston Scientific Punctua VVI-ICD und Vitality2 VR-ICD 
  • Vorhofflattern Biosignalanalyse, atriale Überstimulation von Vorhofflatter,  Osypka TO8 Doppelkammer-Elektroden, fokussierte Stimulation bei Vorhofflattern 
  • Vorhofflimmern Biosignalanalyse, koronare Herzkrankheit, Boston Scientific Livian H240 CRT-D,  Biosignalanalyse nach Kryoablation von Vorhofflimmern
  • Signal Averaging Biosignalanalyse, elektromechanische Biosignalfusion von Bard Lab Duo elektrischen Biosignalen mit 1000 Hz Abtastfrequenz und Medis Cardio Vascular Lab  impedanzkardiographischen Biosignalen mit 200 Hz Abtastfrequenz, mit und ohne CRT-D System, dilatative Kardiomyopathie, koronarer Herzkrankheit, Referenzgruppe
  • Spektro Temporales Mapping, konventionelles 12 Kanal EKG,  X, Y, Z, Vektor EKG, Linksherz EKG, kardiale Mikropotentiale, fraktionierte Biosignale, nichtischämische und ischämische Kardiomyopathie, Referenzgruppe, QRS-getriggertes Signal Averaging, Vektor Elektrokardiographie, Boston Scientific Livian H240 CRT-D, Livian H247 CRT-D, Renewal TR2 CRT-P, Vitality VVI-ICD, Medtronic Maximo II CRT-D, Marquise VR7230 ICD
  • 3D Vektor EKG Schleife, konventionelles 12 Kanal EKG,  X, Y, Z, Vektor EKG, Linksherz EKG, kardiale Erregungsausbreitung mit und ohne Herzinsuffizienz und Stimulation, Medtronic InSyc Maximo CRT-D, Boston Scientific Livian H247,  Livian H240 CRT-D
  • Intrakardiale Elektrokardiographie mit und ohne programmierte Vorhof- und Ventrikelstimulation zur Initiierung, Terminierung und kathetergestützter Ablation tachykarder Herzrhythmusstärungen mit dem EP-Tracer System und EPMap System
  • zusätzliche und individuell abgestimmte Aufgabenstellungen zum Masterlabor Biosignalanalyse und Elektrophysiologie

 

Literatur
  • Heinke, M., et al, Transesophageal left ventricular electrogram-recording and temporary pacing to improve patient selection for cardiac resynchronization. Med Biol Eng Comput, 2011, 49: 851-858
  • Prochnau D.,et al, Optimization of the atrioventricular delay during cardiac resynchronization therapy using a device for non-invasive measurement of cardiac index at rest and during exercise. Europace 2014, 14, 249-253
  • Haschemi, C., et al: Atrial and ventricular signal averaging electrocardiography in pacemaker and cardiac resynchronization therapy. Current Directions in Biomedical Engineering 2015; 1:58–60
  • Takam, P.C., et al: QRS and QT ventricular conduction times and permanent pacemaker therapy after transcatheter aortic valve implantation. Current Directions in Biomedical Engineering 2015; 1:124–126
  • Eisenträger, D., et al: Electromechanical Interventricular Delay with Transesophageal Left Ventricular ECG and Impedance Cardiography Recording in Patients With and Without Heart Failure, World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering, September 7-12, 2009, Munich, Germany, IFMBE Proceedings 25, Abstract 115, 2009
  • Haltenberger, A., et al: Transesophageal left cardiac electrocardiography for evaluation of interventricular and interatrial conduction delay before and after premature ventricular contraction in heart faiilure patients, Biomed Tech; 56 (Suppl. 1), 547, 2011 
  • Livian Cardiale Resynchronisationstherapie mit Defibrillatorfunktion (CRT-D), Systemhandbuch Boston Scientific 2009 
  • VIVA™ XT CRT-D DTBA2D4 Digitaler implantierbarer Kardioverter-Defibrillator mit kardialer Resynchronisationstherapie (DDE-DDDR) PhysioCurve™ Design, AdaptivCRT™ Algorithmus, CardioSync™ Optimierung, SmartShock™ Technologie, OptiVol ®  2.0 Flüssigkeitsstatus-Überwachung, Complete Capture Management ®  Diagnosefunktionen (ACM, RVCM, LVCM), Gerätebuch, Medtronic 2012