01 Motivation

Die zentrale Rolle des Herzmuskels für den menschlichen Körper ist keine neue Erkenntnis. Am deutlichsten wird diese Tatsache in der Regel erkennbar, wenn es um die Folgen von Fehlfunktionen und deren Häufigkeiten geht. Mehr als jeder dritte US-Amerikaner leidet an mindestens einer Form der Herz-Kreislauf-Erkrankung. Die American Heart Association (AHA) geht zudem davon aus, dass diese Zahl bis 2030 auf ca. 44 % der Gesamtbevölkerung ansteigt. Kardiovaskuläre Erkrankungen sind damit seit 1919 die häufigste Todesursache in den Vereinigten Staaten. Davon wiederum verursacht die koronare Herzkrankheit (KHK) mit 45 % den Hauptanteil aller jährlichen Todesfälle [1]. Auch in Europa ist das Herz das Organ mit den meisten tödlichen Krankheitsverläufen. Hier ist die KHK, auch ischämische Herzkrankheit genannt, mit 119 Todesfällen auf 100.000 Einwohnern die Haupttodesursache [2].

„Ein Muskel muss immer funktionieren: Das Herz!“

Wenn eine koronare Herzerkrankung Symptome zeigt, äußern sich diese meist in Form von Brustschmerzen. Nehmen Betroffene diese Anzeichen einer sogenannten Angina Pectoris ernst und stellen sich damit ihren Ärzten vor, erfolgen in der Regel zunächst nicht-invasive Untersuchungen mittels Bluttest, Echo- und vor allem Elektrokardiographie (EKG), wie auch bislang in internationalen medizinischen Leitlinien empfohlen wird [3], [4]. In mehr als zwei Dritteln dieser Fälle bildet das EKG somit die erste Grundlage der ärztlichen Diagnose [5]. So ist eine schnelle Untersuchung des Patienten möglich, ohne ihn direkt einer Strahlenbelastung oder invasiver Verfahren aussetzen zu müssen.

Leider ist diese „Nebenwirkungslosigkeit“ des EKG mit einer limitierten diagnostischen Genauigkeit verbunden, wie entsprechende Studien zeigen: Die Sensitivität der Elektrokardiographie schwankt meist in einem Bereich von 50 ± 15 %, weswegen Patienten mit Brustschmerz oft zu Unrecht entlassen werden [6-12].

Eine weitere Problematik der KHK sind asymptomatische Verläufe. So kommt es immer wieder vor, dass sie erstmals durch einen Myokardinfarkt oder plötzlichen Herztod in Erscheinung tritt, was eine dauerhafte Schädigung des Herzmuskels oder den Tod der Betroffenen bedeuten kann.
Diese zahlreichen Hürden in der frühzeitigen Diagnose der KHK legen den Bedarf für ein genaueres und flächendeckenderes Screening der potenziellen Risikogruppen nahe. Zuerst kommen dafür natürlich Menschen mit Vorerkrankungen des Herz-Kreislauf-Systems sowie mit bekannten Fällen unter deren Angehörigen infrage. Weitere bekannte Risikofaktoren für Erkrankungen des Herz-Kreislauf-Systems sind Bluthochdruck, Übergewicht sowie Störungen des Cholesterin- und Blutzuckerspiegels. Auch eine geringe körperliche Betätigung, obst- und gemüsearme Ernährung sowie Alkohol- und Tabakkonsum begünstigen besagte Krankheiten nachweislich [13].

Die Alternative zu diesen kompromissbehafteten Verfahren kann die Magnetokardiographie (MKG) sein

Fassen wir also zusammen: Wie so viele Erkrankungen kann auch die koronare Herzkrankheit zahlreiche Ursachen haben, wie etwa andere Vorerkrankungen, auch genetischer Natur, einen ungesunden Lebensstil oder einer Kombination daraus. Das häufigste Symptom der KHK ist ein Schmerz oder Druckgefühl im Brustkorbbereich, nicht selten aber verläuft sie zunächst symptomfrei und manifestiert erst in Form eines Herzinfarkts oder plötzlichen Herztodes. Diese Voraussetzungen in Kombination mit dem Fakt, dass die am häufigsten eingesetzte Screening- Methode, das EKG, eine vergleichsweise geringe diagnostische Genauigkeit besitzt, können eine mögliche Ursache dafür sein, dass die KHK noch immer die häufigste Todesursache in den meisten Industrienationen darstellt.

Der Schlüssel zur Eindämmung dieser Todesfälle kann eine zuverlässige Erkennung und somit frühzeitige Behandlung der Erkrankung sein. Bildgebende Verfahren wie ein Herz-CT oder Herz-MRT

weisen zwar einen deutlich höheren diagnostischen Informationsgehalt als das EKG auf, sind jedoch mit Nachteilen wie einer Belastung durch Strahlung, Kontrastmittel oder einer hohen Untersuchungsdauer verbunden und stellen daher keine taugliche Screening-Lösung dar.

Die Alternative zu diesen kompromissbehafteten Verfahren kann die Magnetokardiographie (MKG) sein. Sie ist ein nicht-invasives Verfahren, das die überlegene diagnostische Genauigkeit bildgebender Verfahren bietet und dennoch so schnell einsetzbar und gesundheitlich unbedenklich wie ein EKG ist. Unsere Motivation ist daher das Potenzial, der neue Gold-Standard in der Diagnose der Volkskrankheit KHK und anderer kardiovaskulärer Erkrankungen zu werden und unser Ziel ist es, die Verfügbarkeit eines MKGs in den wichtigsten Ballungszentren zu ermöglichen.

Zu den Quellen

02 System

Während jeder Kontraktion des Herzens entstehen elektrische Ströme. Jeder dieser induzieren wiederum ein Magnetfeld, welche Feldlinien mit einer Richtung hat. Mit dem CS-MAG X können diese Informationen zeitlich und räumlich hochauflösend in einem 3D-Bild dargestellt werden. Es macht sich den entscheidenden Vorteil in der Eigenschaft von Magnetfeldern zu Gunsten, den Körper nahezu ungehindert zu durchdringen. Erst die Kombination von hochsensitiven supraleitenden Magnetfelddetektoren und einer magnetischen Abschirmkammer können das kardiale Magnetfeld, das um mehrere Zehnerpotenzen kleiner ist als das der Erde, dargestellt werden.

Software

Damit die aufgenommene Information auch in der breiten Klinikanwendung reproduzierbare und sichere Diagnosen bietet, werden aktuell schon in der Forschung mehrere Scoring-Modelle entwickelt und in unserer eigens entwickelten Software visualisiert. Die vier wichtigsten Scores bilden dabei der PLP-Score, der T-Score, der VMCG und der T-Dispersion-Score. Alle Scores werden in der Software zu einem Total-Score zusammengefasst, um eine finale Diagnose in Form einer Ampel- Skala ableiten zu können.

System

CS-MAG X

Im CS-MAG X selbst wird der Patient schräg nach hinten gelehnt auf einer ergonomischen Liege positioniert. Der Messzylinder ist kontaktlos auf das Herz des Patienten gerichtet, so dass die Stressmessung mittels Fahrradergometer nicht-invasiv und ohne jegliche Strahlenbelastung durchführt werden kann. Während der diagnostischen Untersuchung wird zunächst eine Ruhemessung durchgeführt. Danach betätigt der Patient das Fahrradergometer und wird in fünf Stufen belastet.

Mit der Nach-Stress-Messung wird der komplette Belastungsvorgang überprüft. Bisherige patentierte Vorgänger-MKG-Systeme werden aktuell schon zur klinischen Forschung zum Beispiel in der Charité in Berlin eingesetzt. Mit der neuen Generation CS-MAG X konnte die Empfindlichkeit der Messsystems weiter verbessert und gleichzeitig die Störanfälligkeit verringert werden. Mit der neuen Gestaltung der Patientenliege sowie der Software konnte zusätzlich die Benutzerfreundlichkeit für alle Beteiligten verbessert werden.

1

Ergonomischer Sitz

Um die Untersuchung für den Patienten so angenehm wie möglich zu gestalten ist ein ergonomischer Sitz integriert. Die Dokumentation der Sitzposition ermöglicht eine hohe Wiederholungsgenauigkeit.
2

Messsystem

Der sog. "Dewar" enthält das Messsystem und ist kontaktlos auf den Patienten ausgerichtet. Es ist bis zu 45° verstellbar sich auf auf jeden Patienten variabel anzupassen.
3

Ergometer

Das CS-MAG X nutzt ein Fahrrad Ergometer um den Patienten ohne Medikamente unter Belastung zu setzen. Es ist in 5 Stufen einstellbar und kann den Patienten mit bis zu 750 Watt fordern.
System

Squid

Um die geringe Stärke der Magnetfelder, die im Herzen entstehen präzise darzustellen werden im CS-MAG X Magnetfelddetektoren, die sog. SQUIDS (supraleitender Quanten Interferenz Detektor), eingesetzt. Diese hochpräzisen Messsensoren ermöglichen eine kontaktlose Messung ohne Nebenwirkungen oder Verwendung von Kontrastmittel. Ursprünglich in der Geologie eingesetzt, um feinste Änderungen des Erdmagnetfeldes an der Oberfläche zu ermitteln oder geologische Schichten zu entdecken, finden die SQUIDs inzwischen auch Anwendung in der Medizin.

Die Magnetokardiographie macht sich diese Funktionsweise zu Nutzen. Jedoch erst durch den Einsatz von flüssigem Helium, das die SQUIDs auf die Nähe des absoluten Nullpunktes bei -269 °C herunterkühlt ermöglicht es die supraleitende Eigenschaft dieser Sensoren zu erreichen. Die 64 SQUIDs befinden sich in einem vakuumisolierten Kryostaten erst die Verbindung mit einer magnetisch abgeschirmten Kammer, um störende Magnetfelder wie das der Erde abzuschirmen, ermöglichte eine erhebliche Verbesserung der Qualität der Ergebnisse. Der geschlossene Heliumkreislauf und die integrierte Heliumaufbereitung ermöglicht zusätzlich einen ressourcenschonenden Betrieb des Gerätes.

System

Shielding Chamber

Das CS-MAG X wird inklusive Abschirmkammer geliefert und installiert. Die Kammer wird mit einer sog. Mu-Metall-Folie magnetisch und elektromagnetisch abgeschirmt. Dies ist wichtig um die im Herzen entstehenden kardialen Magnetfelder, die um mehrere Zehnerpotenzen kleiner sind als das der Erde, darstellen zu können.

Generell wird die Kammer auf einer Holzkonstruktion aufgebaut. Zusätzlich besteht sie aus der erwähnten Mu-Metall-Folie, der Rahmenstruktur, dem Inneren und dem Äußeren Aluminiumpanel.

1 Holzkonstruktion

Die Holzkonstruktion verstärkt den Rahmen und verbindet die Komponenten zu einem gesamten System

2 Äusseres Panel

Das äussere Panel ist zu gleich auch die Aussenhülle der Messkammer. Es ist in Anthrazit und BMP grün gehalten.

3 Rahmenkonstruktion

Die Rahmenkonstruktion ist die Grundstruktur der Messkammer. Sie trägt auch das Gesamtgewicht der Anlage.

4 Inneres Panel

Der Innenraum besteht aus Aluminiumplatten. Es sorgt für eine freundliche, helle Atmosphäre in der sich der Patient während der Messung wohlfühlt.

5 Mu-metal Alloy

Mehrere Schichten 0,35 mm Mu-Metall Folie schirmen die Kammer ab um selbst niedrigste Schwingung des Herz-Magnetsfelds sichtbar zu machen.

03 Work Space

Inspiriert von unserer Corporate Identity sind die MKG-Praxen mit grünen, grauen und anthrazitfarbenen Akzenten ausgestattet. Der warme Holzboden bewirkt ein angenehmes Ambiente und warme Atmosphäre. Die Patienten werden im offenen Rezeptionsbereich freundlich willkommen geheißen. Als Empfehlung sollte der Standort möglichst zentrumsnah sein, um auch die Erreichbarkeit mit öffentlichen Verkehrsmitteln zu garantieren.
Da das MKG ein höchst sensibles Gerät ist, wird empfohlen dieses an einem Ort mit möglichst wenig Strahlenbelastung von Straßenbahnen oder anderen medizinischen Geräten wie MRTs zu betreiben. Durch das hohe Gewicht der Abschirmkammer ist die Tragfähigkeit der Decken wichtig, es wird davon abgeraten das System in höheren Etagen zum Beispiel in einem Wolkenkratzer einzurichten, um die Gewichtsbelastung so gering wie möglich zu halten.

Der nötige Raumbedarf für ein MKG orientiert sich in etwa an einem Computertomographen. Der Grundriss der Kammer beträgt
3 x 4 x 2,9 m (BxTxH). Eine typische MKG-Praxis beinhaltet mindestens fünf Räume/Bereiche: Die Rezeption, einen Wartebereich, eine Umkleidekabine, den Arbeitsplatz für die medizinischen Mitarbeiter und die MKG-Kammer selbst. Dieses Beispiel beinhaltet die Minimalausstattung mit dem Mindestmaß an Raumbedarf. Die Praxis kann beliebig erweitert werden, z.B. durch weitere Umkleidekabinen oder mehr Arbeitsplätze.

Die benötigte Fläche sollte etwa 10 m breit und 15 m lang sein, insgesamt ca. 150 m². Die Raumhöhe sollte dabei mindestens 2,9 m betragen, damit die MKG-Kammer ohne Probleme eingebaut werden kann. Das Grundkonzept der Praxis ist Standort unabhängig und kann durch sein cleanes Design schnell und problemlos aufgebaut werden.

04 Service

Das zentrale Bindeglied zwischen dem Praxisbetreiber und deren Kunden stellt die zugehörige App dar. Interessierte Nutzer und/oder Patienten können damit unkompliziert Buchungen vornehmen und ihre Messergebnisse einsehen. Vor allem aber sollen auf diesem Wege die Methode bekannt und auch breite Bevölkerungsschichten auf die Magnetokardiographie aufmerksam gemacht und der Kundenstamm dadurch sukzessive erweitert werden. Dies wird unter anderem durch gezieltes Bewerben der App unterstützt. Gesundheitsbewusste User, die bislang noch keine Untersuchung vorgenommen haben, schätzen die App wegen ihrer personalisierten Lifestyle-Tipps zur Verbesserung der allgemeinen Herzgesundheit, die durch medizinisch qualifiziertes Personal verfasst wurden. Da die App auch Artikel über die Magnetokardiographie als komplett unschädliche Untersuchungsmethode vorstellt, können die Leserinnen und Leser unverbindlich über die Technologie aufgeklärt und mit ihren Vorzügen vertraut gemacht werden.

Unsere App

Nach dem Download und einer kurzen Selbsterklärung der Anwendung können Erstnutzer ein Profil anlegen, um Zugriff auf personalisierte Funktionen der App wie die Terminbuchung und die Einsicht der Messergebnisse zu erhalten.

Dazu können entweder die üblichen Registrierungsdaten, wie E-Mail und Passwort, vergeben werden oder aber der bequeme Weg über die Verknüpfung bestehender Social-Media- Accounts gewählt werden.

Login / Registration

Service | App

Wird sich in der App mit einem Account für Fachpersonal eingeloggt, bietet die App Zugriff auf das Praxis-Dashboard. Hier können die Betreiber Terminslots freigeben sowie Buchungen verwalten.

Dazu können entweder die üblichen Registrierungsdaten, wie E-Mail und Passwort, vergeben werden oder aber der bequeme Weg über die Verknüpfung bestehender Social-Media- Accounts gewählt werden.

Service | App

Information

Der Informationsreiter versorgt die Nutzerinnen und Nutzer mit verständlichen Erläuterungen rund um das Thema Magnetokardiographie und Herzgesundheit. Bestehende sowie zukünftige Kunden können hier zusammenfassende Artikel über den Ablauf der Untersuchung, die gemessenen Parameter und deren Bedeutung aber auch über die Technologie hinter dem

CS-MAG X, allgemeine Tipps für einen gesunden Lebensstil sowie Antworten auf häufig gestellte Fragen einsehen. Über regelmäßige Updates bleiben bestehende Inhalte aktuell und werden um neue Themen ergänzt. Das Ergebnis ist ein lebendiger News- Feed für gesundheitsbewusste Menschen.

Service | App

Buchung

Wo sich das nächste MKG im Umkreis befindet, kann ganz einfach über die Buchungsseite herausgefunden werden. Registrierte Nutzerinnen und Nutzer haben zusätzlich die Möglichkeit direkt in der App einen

Untersuchungstermin in dem Standort ihrer Wahl zu buchen, zu zahlen und nachträglich zu bearbeiten.

Service | App

Messungen

Nach der Untersuchung werden die Messergebnisse der unterschiedlichen Parameter in der App grafisch und schriftlich dargestellt. Deren Erläuterung können sich die Nutzerinnen und Nutzer durch ein einfaches Tippen auf den jeweiligen Score wieder ins Gedächtnis rufen. Die Auswertung wird durch einen individuell zusammengefassten Arztbericht abgerundet. Durch eine intuitive Symbol- und Farbsprache wird eventueller Handlungsbedarf auf

den ersten Blick ersichtlich. Bleiben dennoch offene Fragen, kann direkt in der bestehenden Ansicht ein persönliches Nachgespräch, vor Ort sowie digital, gebucht werden. Wurden bereits mehrere Untersuchungen durchgeführt, kann die eigene Entwicklung und somit auch der bisherige Erfolg von Behandlun-gen sowie der Umstellung des eigenen Lebensstils beobachtet werden.

Service | App

Profil

Wird sich in der App mit einem Account für Fachpersonal eingeloggt, bietet die App Zugriff auf das Praxis-Dashboard. Hier können die Betreiber Terminslots freigeben sowie Buchungen verwalten.

 

Die integrierten Auswertungstools ermöglichen den Anwendern einen Überblick über ökonomische Kennzahlen wie den Verlauf der Buchungsanzahl über die Zeit oder den Anteil neuer User.

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Praxis-Dashboard

Wird sich in der App mit einem Account für Fachpersonal eingeloggt, bietet die App Zugriff auf das Praxis-Dashboard. Hier können die Betreiber Terminslots freigeben sowie Buchungen verwalten.

Die integrierten Auswertungstools ermöglichen den Anwendern einen Überblick über ökonomische Kennzahlen wie den Verlauf der Buchungsanzahl über die Zeit oder den Anteil neuer User.

05 Möglichkeiten

Das Herz ist das Organ mit den meisten tödlichen Krankheitsverläufen. Aus diesem Grund ist sowohl eine umsichtige Vor- und Nachsorge ein wichtiges Mittel bei der Verhinderung von Herzerkrankungen wie z.B. dem plötzlichen Herztod. Pro Jahr werden allein 1.975 stationäre Fälle auf 100.000 Einwohner gemeldet, so die Deutsche Gesellschaft für Kardiologie im 27. Deutschen Herzbericht. Mit dem Einsatz des CS-MAG X bieten sich Potenziale und Chancen im Einsatz bei manifestierten Herzerkrankungen und poststationärer Behandlungen. Vorsorgend bietet es besonders für Menschen mit einer auffälligen Familienanamnese oder für ambitionierte Freizeitsportler mit einer bevorstehenden sportlichen Herausforderung die Möglichkeit das Herz durchchecken zu lassen. Nachsorgend können Menschen mit einer akuten oder gerade überstandenen Herzerkrankung untersucht werden. Das CS-MAG X bietet die perfekte Möglichkeit präventiv und kurativ gegen Herzerkrankungen vorzugehen.

Am Beispiel von Deutschland ist zu erkennen welche Städte für die Installation eines MKGs in Frage kommen. Die Mindesteinwohnerzahl für ein ideales Einzugsgebiet liegt bei ca. 800.000 Menschen. Berlin, Hamburg, München und Köln wären also Städte mit enormem Potenzial, um ein MKG zu betreiben. Zwei namhafte deutsche Unikliniken arbeiten schon mit uns zusammen.

Mit dem CS-MAG III (Forschungsgerät) in der Charité in Berlin und anderen Zentren konnten bereits 6.000 Patienten untersucht und die Funktion sowie die Ergebnisse überprüft werden. Die medizinische Evidenz konnte bereits in mehreren internationalen Studien im Vergleich zu anderen diagnostischen Verfahren des Herzens nachgewiesen werden. Ein kompletter Herz-Check kann innerhalb von 10 Minuten durchgeführt werden.

Wie schon eingangs erwähnt, ist die KHK in Europa mit 119 Todesfällen auf 100.000 Einwohner die Haupttodesursache. Mit 3.669.491 Menschen steht Berlin in Deutschland an der Spitze der Städte mit der höchsten Einwohnerzahl. Hochgerechnet könnte man allein in Berlin also 4.366 Menschen mit einem umfangreichen Screening vor der KHK bewahren.

Eine verbreiterte Verfügbarkeit des CS-MAG X liegt uns am Herzen, um das volle Potenzial der MKG-Technologie nutzen zu können und den neuen Gold-Standard in der Diagnose kardiovaskulären Erkrankung zu bilden.

Möglichkeiten

Kostenmodell

Dass sich eine MKG-Praxis selbst in einem konservativ geschätzten Szenario schnell amortisieren kann, verdeutlicht das folgende Kostenmodell. Unter Beachtung der Anschaffungskosten für ein Gerät und der jährlich anfallenden Kosten für dessen Instandhaltung, die Besetzung zweier MTA-Stellen sowie der Miet- und Nebenkosten in den Städten Berlin, München, Hamburg und Köln wird der Break-Even bei nur einer Untersuchung pro Stunde schon nach knapp über einem Jahr erreicht.

Durch die kurze Untersuchungsdauer ist es jedoch problemlos möglich bis zu vier Untersuchungen pro Stunde durchzuführen, was das jährliche Ergebnis um ein Vielfaches steigern kann.