Lungengeräuschanalyse bei herzinsuffizienten Patienten - Eine Pilotstudie zur Detektion von Rasselgeräuschen mittels elektronischer Auskultation

Einleitung: Die klassische Auskultation des Thorax ist eine wichtige, nicht-invasive und leicht durchführbare Methode, die unmittelbare und manchmal lebensrettende Informationen über Struktur und Funktion von Herz und Lunge liefert. Moderne Methoden der Biosignalanalyse machen es heute darüber hinau...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
1. Verfasser: Decker, Philip
Beteiligte: Koehler, Ulrich (Prof. Dr.) (BetreuerIn (Doktorarbeit))
Format: Dissertation
Sprache:Deutsch
Veröffentlicht: Philipps-Universität Marburg 2013
Innere Medizin
Ausgabe:http://dx.doi.org/10.17192/z2013.0664
Schlagworte:
Online Zugang:PDF-Volltext
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Zusammenfassung:Einleitung: Die klassische Auskultation des Thorax ist eine wichtige, nicht-invasive und leicht durchführbare Methode, die unmittelbare und manchmal lebensrettende Informationen über Struktur und Funktion von Herz und Lunge liefert. Moderne Methoden der Biosignalanalyse machen es heute darüber hinaus möglich, weit mehr Informationen aus den auskultierten Geräuschphänomenen zu gewinnen, als es das einfache Abhören mit dem Stethoskop erlaubt. Verbindliche Standards bezüglich der technischen Anforderungen an ein Aufnahmesystem zur computergestützten, elektronischen Auskultation existieren erst seit einigen Jahren. Seither konnten verschiedene Arbeitsgruppen Analysesysteme entwickeln, die unterschiedliche Methoden der Signalanalyse vereinen und damit eine umfassende Beurteilung der verschiedenen Atem- und Nebengeräusche ermöglichen. Obwohl es im Rahmen dieser Bemühungen verschiedene methodische Ansätze gegeben hat, existiert auf dem medizintechnischen Markt gegenwärtig kein technisches System zur automatischen Detektion von Rasselgeräuschen. Methodik: Im Rahmen der vorliegenden Pilotstudie wird eine Methode zur Detektion von Rasselgeräuschen mittels computergestützter, elektronischer Auskultation vorgestellt. Bei dem verwendeten Aufnahmesystem handelt es sich um einen in Marburg speziell für die Analyse von Lungengeräuschen entwickelten Prototypen. Dieser entspricht dem CORSA-Standard und wurde in vorangegangenen Untersuchungen hauptsächlich zur Erkennung von Wheezing eingesetzt. Ergebnisse: In einem Methodenvergleich zwischen klassischer und elektronischer Auskultation belegen die präsentierten Ergebnisse, dass das bestehende System in der Lage ist, Rasselgeräusche mit einer Sensitivität von 100 % (95 %-KI 85 % - 100 %) und einer Spezifität von 88 % (95 %-KI 47 % - 100 %) zu detektieren. Über die durchgeführten Untersuchungen konnten weiterhin Referenzdaten von 30 herzinsuffizienten Patienten und 20 gesunden Probanden generiert werden, anhand derer in interdisziplinärer Zusammenarbeit mit Medizintechnikern der Technischen Hochschule Mittelhessen ein funktionstüchtiger Algorithmus zur automatischen Detektion von Rasselgeräuschen entwickelt werden soll. Diskussion: Langfristig ist die Evaluierung und Validierung des Algorithmus in einer diagnostischen klinischen Studie anzustreben. Parallel dazu muss die Aufnahmemethode weiter optimiert werden. Empfehlungen bezüglich Signalgewinnung, analoger Signalaufbereitung und Digitalisierung sowie der Weiterverarbeitung der gewonnenen Signale werden in der vorliegenden Arbeit herausgearbeitet und bieten zum Teil ebenfalls Anreize für technische Weiterentwicklungen: So müssen Schallaufnehmer erprobt werden, die für Messungen im Liegen und somit auch für Langzeitregistrierungen geeignet sind. Außerdem wurde in der vorliegenden Studie nur das generelle Vorhandensein von Rasselgeräuschen bewertet. Die zeitliche Auflösung einzelner Rasselkomponenten wie auch deren exakte Quantifizierung und eine differenzierte Analyse der spektralen Eigenschaften detektierter Rasselereignisse ist aus diagnostischer Sicht jedoch notwendig. Weitere Studien müssen klären, welche Verfahren hier geeignet sind. Sollte sich in Folgeuntersuchungen bestätigen, dass die analysierten Lungengeräusche mit dem Schweregrad oder dem Auftreten einer Herzinsuffizienz korrelieren, so könnte in Zukunft auch die Lungengeräuschanalyse - neben bereits etablierten Methoden - als nicht-invasives Instrument bei Diagnose und Verlauf einer Herzinsuffizienz einsetzbar sein. Zusätzlich zu den beschriebenen Anwendungsbereichen liegt ein möglicher Nutzen dabei in der Überwachung von Intensivpatienten sowie in der Abklärung unklarer nächtlicher Dyspnoe-Zustände. Im Gegensatz zur klassischen Auskultation bietet die computergestützte, elektronische Auskultation die Möglichkeit einer objektiven, reproduzierbaren, qualitativen und quantitativen Analyse detektierter Signale.
DOI:http://dx.doi.org/10.17192/z2013.0664