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Projekt: Blutdruck-Biofeedback mittels kontinuierlicher Messung

     


 

Photo of Dr. Piesbergen and his biofeedback equipment





Zusammenfassung

Die Entwicklung einer Aufzeichnungs- und Feedbacksoftware mit Koppelung an einen PC ermöglicht eine durchgängige Darstellung des aktuell gemessenen Blutdrucks und der Herzfrequenz. Zur Messung verwendet wurde die FINAPRES-2300 Anlage von OHMEDA Medizintechnik, die nach dem PENAZ-Verfahren mit Messung durch Fingermanschette arbeitet. Das ursprünglich für die Intensivmedizin entwickelte Meßgerät wurde so eingerichtet, daß neben der Datenaufzeichnung und -speicherung eine Feedback-Kommunikation mit den Patienten hergestellt werden kann. Realisiert wird dies in grafisch animativer, analoger Form nach jedem zweiten Pulsschlag über den PC-Monitor. Ein Belohnungssystem, in Form eines Kontostandfensters auf dem Bildschirm, verteilt Pluspunkte für fallende Tendenz und Minuspunkte für steigende Tendenz des diastolischen Drucks. Die Patienten machen hierbei oft erstmalig die Erfahrung, daß sie die Möglichkeit der Einflußnahme auf ihren Blutdruck haben. Darüberhinaus kann das Programm in einigen Fällen von primärer Hypertonie als "Detektor" für eine eventuell zugrundeliegende psychische Kernproblematik eingesetzt werden. Es besteht damit die Möglichkeit, diejenigen Situationen oder Lebensbereiche zu entdecken, bei deren geistiger Repräsentation Blutdruck und/oder Puls außergewöhnlich stark ansteigen oder abfallen. Die statistische Auswertung kann durch handelsübliche Programmsysteme wie SPSS, SAS, BMDP oder MS-EXCEL erfolgen. Das Verfahren ist bereits an mehreren Kliniken erfolgreich im Einsatz. Erste Wirksamkeitsnachweise konnten statistisch abgesichert werden. Hieraus ergeben sich weitreichende Perspektiven für die Diagnostik der Hypertonie wie auch im gesamten Bereich der Prävention, Therapie und Rehabilitation von anderen kardiovaskulären Erkrankungen.

Besitzer oder Nutzer eines Finapres-Geräts können die Aufzeichnungs- und Feedbacksoftware über die Kontaktstelle für Technologietransfer (KFT) der LMU beziehen.




Technische Beschreibung
Feedbacktechniken können schon seit einiger Zeit erfolgreich bei der Behandlung von Patienten mit Hypertonie eingesetzt werden, jedoch gab es bisher keine Möglichkeit, den aktuellen Blutdruck permanent durch noninvasive Messung im Rahmen eines Biofeedbackverfahrens rückzumelden. Das an unserem Institut entwickelte Verfahren vermag diesem Mißstand abzuhelfen. Die zur Steuerung benötigte Software läuft mit DOS/WINDOWS Betriebsystemen auf IBM-(kompatiblen) PCs. Die Verbindung zum Ohmeda FINAPRES-Meßgerät geht über die serielle Schnittstelle (RS 232 C) des PCs via handelsüblichem Kabel. Die Datensätze haben einen Umfang von nur ca. 200 kByte pro Sitzung (im ASCII-Format) und können mit handelsüblichen Statistikprogrammsystemen ausgewertet werden. Die sich selbst erklärende, menügeführte Benutzeroberfläche erlaubt u.a. auch ein Blutdruckscreening ohne Rückmeldung mit Aufzeichnung der Daten nach jedem Pulsschlag am Bildschirm, sowie deren Speicherung und Auswertung. Steigende und fallende Tendenzen des systolischen Drucks werden nach einem speziellen Berechnungsverfahren erfaßt und gekennzeichnet. Vor jedem Verfahrensschritt wird eine Anleitung eingeblendet, so daß auch ungeübte Benutzer ohne zusätzliches Bedienungsmanual auskommen können.

Als Hauptroutine ist ein Biofeedbackprogramm aufrufbar, wodurch die Patienten nach jedem zweiten Pulsschlag mit minimaler Verzögerung (max. 1 sec.) Rückmeldung über den diastolischen Blutdruck und dessen Tendenz (steigend/gleichbleibend/fallend) erhalten. Wir entschieden uns für den diastolischen Wert, da er unserer Meinung nach besser die Effekte einer in der Entspannung erzielten Gefäßerweiterung widerspiegelt. Nicht vergessen werden sollte, daß durch das permanente Auf- und Abpumpen der Fingermanschette nach jedem Pulsschlag zusätzlich auch eine haptische Rückmeldung der Herzfrequenz an die Patienten erfolgt.

Realisiert wird das visuell-analoge Feedback der Diastole über den PC-Monitor. Dort ist auf blauem Hintergrund (bei Einsatz für Hypertonie) oder auf lila Grund (bei Therapie von Hypotonie) die Darstellung eines "alten" schwarzen Blutdruckmeßgeräts mit Quecksilbersäule und beidseitig angeordneten weißen Ziffern zu sehen, dessen Säule seine Höhe analog zum diastolischen Wert ändert und deren Farbe gemäß der im Programmhintergrund errechneten Tendenz wechselt. Von manchen Patienten wird auch der Vergleich mit einem Thermometer geäußert, was vom Therapeuten durchaus aufgegriffen und in der weiteren Instruktion verwendet werden kann. Hierbei nimmt die Säule bei fallender Tendenz ein subjektiv als kühl und ruhig empfundenes Blau an, bei steigender Tendenz jedoch ein mit Signalwirkung besetztes Rot. Grau, die ursprüngliche Farbe der Quecksilbersäule, bedeutet gleichbleibende Tendenz. Alle Einstellungen des Programms sind menügeführt und vor Präsentation der oben beschriebenen Graphik einstellbar. Hierzu gehört zuerst die Vereinbarung eines "Zielwerts", welcher definiert ist als derjenige diastolische Wert, den es in der sich anschließenden Sitzung zu erreichen gilt. Dabei handelt es lediglich um einen optischen "Anker" als Richtwert oder Anhaltspunkt, der in der Graphik als Hervorhebung durch Einrahmung der jeweiligen Zahl realisiert wird, bei dessen Über- oder Unterschreitung jedoch keine Konsequenz erfolgt.

Weiterhin wird ein Belohnungsverfahren über das Menü eingestellt (Anzeige ohne Belohnung, Belohnung für Blutdrucksenkung bei Hypertonie oder -erhöhung bei Hypotonie). Dafür herangezogen werden die Tendenzen, sichtbar an der Farbe der Säule, wobei das Programm intern die jeweils letzten fünf Werte mit dem aktuellen vergleicht und bei Abweichung nach oben steigende, bei Abweichung nach unten fallende und bei einer Differenz von Null gleichbleibende Tendenz rückmeldet und protokolliert. In der Instruktion wird das zusätzliche Bildschirmfenster mit Zahlendarstellung und Vorzeichen (+/-) als "Konto" eingeführt, auf dessen Stand die Patienten mit ihrem diastolischen Druck Einfluß nehmen können, wobei das Ziel darin besteht, das Konto möglichst weit durch Blutdrucksenkung (bei hohem Blutdruck) oder durch Erhöhung (bei niederem Blutdruck) in den positiven Bereich zu bringen und dort zu halten. Es sind zwei Belohnungssysteme vorgesehen, wobei das eine etwas "großzügiger" ist, da es auch die gleichbleibenden Tendenzen mit je einem Punkt belohnt und Senkung bzw. Erhöhung mit zwei Punkten honoriert bzw. sanktioniert, was sich insbesondere bei schweren Hypertonikern und/oder aufgeregten Patienten gut bewährt. Die Belohnungsmodalität ist vorerst als "token-system" zu verstehen, wobei Patient und Therapeut auch eine "Währung" vereinbaren können, die speziell auf die Vorlieben und Bedürfnisse des Patienten abgestimmt ist. Die Sitzungsdauer ist mit 30 min. voreingestellt, kann aber über das Menü geändert werden.

Schließlich wurde über die Software auch noch eine Verbindung zum zweiten parallelen Printer Port des PC's (falls eingebaut) hergestellt, wodurch eine externe Apparatur angesteuert werden kann (z. B. Diaprojektor, Videoanlage, Beamer, Tongenerator, etc.). Übermittelt wird hierbei nur die Information der Trendanzeige (steigend/fallend), um auch konventionelles Biofeedback mit binärer (z. B. hoch/niedrig, laut/leise, gut/schlecht) und qualitativ veränderter Rückmeldung vorzusehen.

Nach Sitzungsende speichert das Programm die Daten als ASCII-Datei in den permanenten Massenspeicher. Erfaßt werden in einer Datenzeile nach jedem zweiten Pulsschlag: Uhrzeit, systolischer Druck, diastolischer Druck, Tendenz mit Vorzeichen, medizinischer Mitteldruck und die Herzfrequenz. Das zusätzlich mitgelieferte Aufzeichnungsprogramm (ohne Biofeedback-Darstellung) zeichnet die Daten nach JEDEM Pulsschlag auf und liefert hierbei SYSTOLISCHE Tendenzen mit Vorzeichen. Auf diese Weise kann bei Bedarf auch der systolische Druck über eine am zweiten Printer Port angeschlossene Apparatur - allerdings nur binär - rückgemeldet werden. Mit Auswertungsprogrammen wie SPSS, SAS, BMDP oder MS-EXCEL können nach Sitzungsende der Verlauf und die Ergebnisse anhand einfacher Statistiken und graphischer Darstellungen analysiert und/oder mit den Patienten besprochen werden.

Psychotherapeutische Möglichkeiten
Nach einer halbstündigen Diagnostiksitzung wird ein Programm von 5-7 Sitzungen durchgeführt. Die Patienten machen bereits in der diagnostischen Sitzung die meist überraschende Erfahrung, daß sie Möglichkeiten haben, ihren Blutdruck selbst zu beeinflussen. Sie werden daher ab der zweiten Sitzung ermuntert, mit ihrem Blutdruck zu "spielen" und bereits vorhandene Fähigkeiten einzusetzen (z.B. Atemübungen, Autogenes Training, etc.). Nur nach absehbarer Aussichtslosigkeit bei der Aktivierung von "Selbstheilungskräften" interveniert der Therapeut ab der dritten Sitzung begleitend durch psychotherapeutische Maßnahmen; empfohlen wird die Anwendung von entspannenden Verfahren. Weitere Sitzungen, die im Gespräch z.B. die Lebens-, Berufs- und Ernährungssituation der Patienten thematisieren, schließen sich an. Hierbei wird das Hauptgewicht auf eine Art Einsichtstherapie gelegt, die neben der Entspannung die Sensibilität für den eigenen Körper, seine Funktionen und Signale verbessern soll, um aufgrund der damit verbundenen Prozesse auch ungesunder Lebensweise und Risikofaktoren, wie Rauchen, Alkohol und falsche Ernährung entgegenzuwirken. Nach Abschluß des Programms (etwa in der 5. Sitzung) besprechen die Therapeuten mit den Patienten die Möglichkeit einer ursächlichen Therapie. Unabhängig vom Erfolg der vorausgegangenen symptomatischen Therapie kann jene dann mit Einverständnis der Klienten angeschlossen werden. Die Fortführung im Sinne einer Ursachenforschung und -behandlung ist also fakultativ und hängt von den Neigungen der Patienten, wie auch von der Indikationsstellung durch den Therapeuten ab.

Wir haben in unserem psychophysiologischen Labor psychotherapeutische Sitzungen unter Verwendung des FINAPRES bei Klienten durchgeführt und mit unserem Verfahren aufgezeichnet. Hierbei wurde festgestellt, daß sich der Blutdruck je nach Gesprächsinhalt änderte: bei unangenehmen Themen (aktuelle Probleme, unangenehme Kindheitserlebnisse) stieg der Druck sehr oft an, bei angenehmen Inhalten fiel er meist ab. Diese Beobachtung führte zu der Annahme, daß die Blutdruckmessung auch als "Detektor" für eine eventuell zugrundeliegende Kernproblematik einsetzbar sei. Nach Herausarbeitung der psychologischen oder sozialen Ursachen (z.B. Probleme in der Partnerschaft oder im Beruf) kann der Therapeut, wenn es die momentane Situation in der Therapie erlaubt, direkt daran arbeiten und mit Hilfe der Anlage seinen Erfolg "online" beobachten. Dies wäre unserer Meinung nach eine Chance, bestimmte Patienten, die ohne weiteren organischen Befund an Bluthochdruck leiden (essentielle oder primäre Hypertonie), kausal zu behandeln.

Wirksamkeit und Nutzen
Das Verfahren wurde bereits an verschiedenen Einrichtungen (z.B. LVA-Fachklinik Höhenried, Reha-Klinik Spreewald, psychosomatische Klinik Roseneck am Chiemsee, Kurklinik Kneippianum in Bad Wörishofen) in das Therapieprogramm integriert. Kontrollierte Untersuchungen in unseren Labors und an den obengenannten Kliniken zur Wirksamkeit des Verfahrens wurden bereits abgeschlossen. So wurde das Verfahren auf zwei Stationen der LVA-Klinik Höhenried bei München mit in das Klinikprogramm aufgenommen. Hierbei wurden zwei Versuchsgruppen mit insgesamt 42 Patienten, die das normale Klinikheilprogramm und zusätzlich 2-6 Biofeedbackbehandlungen erhielten, verglichen mit zwei Kontrollgruppen mit ebenfalls 42 Patienten, die nur das Klinikprogramm ohne Biofeedback bzw. mit Pseudobiofeedback durchliefen. Im Ergebnis zeigte sich, daß beide Versuchsgruppen zusammengenommen eine durchschnittliche Senkung von 7,48 mm Hg (diastolisch) und 12,15 mm Hg (systolisch) erreichten, während es die beiden Kontrollgruppen nur auf eine Senkung von 2,87 mm Hg (diastolisch) bzw. 2,56 mm Hg (systolisch) brachten. Dies konnte auch durch eine Varianzanalyse der Mitteldruckdifferenzen statistisch abgesichert werden. Verglichen wurden jeweils die Werte zu Beginn und Ende des Klinikaufenthalts. Interessanterweise war Versuchsgruppe B (22 Pat. mit 3-6 Feedbacksitzungen) nicht signifikant, d.h. nicht wesentlich besser als Versuchsgruppe A (20 Pat. mit 2 Behandlungen). Dies legt den Schluß nahe, daß eine Behandlung mit nur 2-3 Sitzungen bereits ausreichenden Effekt haben könnte, was einen entscheidenden Ökonomie- und Kostenvorteil darstellen würde.

Die oben ausgeführten Anwendungsperspektiven und Evaluationsuntersuchungen lassen die breitgestreute Nutzbarkeit unserer Methode erkennen. Sie liegt einerseits im Bereich der Vorsorge, um zu verhindern, daß eine Herz-Kreislaufkrankheit überhaupt erst ausbricht oder behandelt wird, obwohl es gar nicht angezeigt wäre, andererseits in der Phase der Heilung bereits bestehender Krankheit als weitere therapeutische Möglichkeit, wechselwirkungsfreie Unterstützung anderer Therapien und Begleitdiagnostikum von laufenden sowie bereits abgeschlossenen Therapien in Rehabilitation und Nachsorge. Es handelt sich nicht um ein reines Biofeedbackprogramm, das nur symptomorientiert arbeitet und dessen Langzeitwirkung eher fraglich ist, vielmehr wird die Rückmeldung auch für Therapeuten zur eventuellen kausalen Behandlung nutzbar gemacht, um die Wirkung ihrer Behandlungsschritte "online" kontrollieren zu können. Die Protokollierung der Werte eines jeden zweiten Pulsschlags eröffnet weitreichende und komfortable Möglichkeiten der Auswertung, wie sie bisher kaum möglich waren. Das Programm wird durch die Kontaktstelle für Technologietransfer der Universität München vertrieben.

Liste der Finapres-Nutzer
Da das Finapres-Gerät leider nicht mehr vertrieben wird, findet sich im folgenden eine Liste aller mir bekannten Nutzer und Eigentümer, um Interessenten für die Aufzeichnungs- und Feedbacksoftware die Möglichkeit zu bieten, ein gebrauchtes Finapres-Gerät zu erwerben.
   

Institution/Firma Abteilung Ansprechpartner PLZ Ort
Universität Kiel Pathophysiologie und medizinische Klimatologie
24188 Kiel
FU Berlin Anästhesiologie Herr Dr. Schaffartzik 12200 Berlin
Universität Erlangen Schlaflabor Med. Klinik 1 91054 Erlangen
Chirurgie Freiburg Neurozentrum   79095 Freiburg
Univ. Regensburg Anäst. Herz OP Herr Dr. Keyl 93042 Regensburg
Fa. Menu Medics     74613 Öhringen
Fa. Jäger c/o Univ. Homburg Pneumologie 66424 Homburg
VR-Verw. Gesellschaft an Bavaria-Klinik   01257 Dresden
VR-Verw. Gesellschaft an Bavaria Klinik   97080 Würzburg
VR-Verw. Gesellschaft an Bavaria Klinik   91052 Erlangen
VR-Verw. Gesellschaft an Bavaria Klinik   93059  Regensburg
VR-Verw. Gesellschaft an Fa. Medis   98693  Ilmenau
Böhm GmbH     13407 Berlin
Finanz- u. Rechnungswesen Rudolf-Virchow-Klinik Dt. Herzzentrum Berlin/Anästhesiologie 13353 Berlin
FU Berlin Fachbereichsverwaltung   14195 Berlin
Charité an der Humboldt-Univ. Klinik u. Poliklinik für Chirurgie    10117 Berlin
Winora Versand GmbH   20537 Berlin
Medizinische Hochschule Wirtschaftsabteilung   30625 Hannover
Werner-Wickert-Klinik     34537 Bad Wildungen
Medizinische Akademie Magdeburg Zentralapotheke Haus 33   39120 Magdeburg
Univ.-Klinikum Carl Gustav Carus Sachgebiet Zentrale Beschaffung Herr Dr. Bockmann 01307 Dresden
R. T. B. Rehabilitationstechnik Broer   33175 Bad Lippspringe
Univ.-Kliniken Verwaltung, Versorgungsz.   50931 Köln
Klin. Anst. der RH. West. T.H. Verwaltung Abt. 023 - Zentr. Beschaffung 52074 Aachen
Bayer AG     42117 Wuppertal
Nihon Kohden GmbH Geschäftsstelle   61350 Bad Homburg
Boehringer Ingelheim KG Abt. Pharmakologie   55216 Ingelheim/Rhein
Fachklinik für Herz- und Kreislaufkrankheiten der LVA
  55583 Bad Münster am Stein
Klinikum der Albert-Ludwigs-Univ. Dezernat 1 Neurozentrum 79095 Freiburg
Benedikt Kreutz Rehabilitationszentrum Herzzentrum 79189 Bad Krozingen
Deutsches Herzzentrum Verwaltung   80335 München
Martin Gruber Medizintechnik GmbH   80689  München
Friedrich-Alexander-Univ. Zentrale Klinikverwaltung Kopfklinik med. Elektr. 91054 Erlangen
Bundesanstalt für Arbeitsmedizin
  10266 Berlin
Univ.-Klinikum Benjamin Franklin Referat V-A-Beschaffung   12200 Berlin
FU Berlin Fachbereichsverwaltung Inst. für Physiologie 14195 Berlin
Univ.-Klinikum Rudolf Virchow Finanz- u. Rechnungswesen H. Prof. Bein - Kinderklinik 13347 Berlin
Charité an der Humboldt-Univ. Klinik u. Poliklinik für Chirurgie, Inst. f. Physiologie Herz-Kreislauf-Abt., Dr. H. Wilfert 10117 Berlin
Medizinische Hochschule Wirtschaftsabteilung Herr Dr. Schedlowski 30625 Hannover
Werner-Wicker-Klinik     34537 Bad Wildungen
MLU Halle Wittenberg, Med. Fak. Dez. M3 Finanzen - Rechnungsprüfung Klinikbereich Kardiologie, Prof. Dr. Teichmann 06097 Halle/Saale
Technische Univ.-Klinik Dresden Zentrale Beschaffung Institut f. Arbeit, Organisation, Sozial.-Phsychologie 01069 Dresden
Rudolf Presl GmbH & Co Klinik Bavaria Rehablitat. KG Institut Herr Dr. Tank 01731 Kreischa
Ev. u. Johanniter-Krankenhaus, Duisburg u. Oberhausen.  Zentraleinkauf Abt. Neurologie, Herr Dr. Beneicke 47169 Duisburg
St. Johannes-Hospital Zentrallager Herr Dr. Willgeroth 44137 Dortmund
Städt. Krankenanstalten Einkauf / Verwaltung Med. Klinik 2, Herr Dr. Gietzen 33604 Bielefeld
Kliniken der Stadt Wuppertal Herzzentrum Herr Dr. Ulbricht 42283 Wuppertal
Städt. Krankenanstalten Abt. für Innere Medizin Herr Dr. Schweizer 67063 Ludwigshafen
Städt. Krankenanstalten Herzzentrum Herr Dr. Seidl 67063 Ludwigshafen
Städt. Krankenhaus Medizinischer Sachbedarf Herr Dr. Scholl 74074 Heilbronn
Krankenhaus für Nerven- u. Gemütsleiden Rottenmünster Fachklinik für Psychiatrie 78628 Rottweil
Klinik am Eichert Verwaltung / Zentrallager    73035 Göppingen
Gesellschaft für Medizinvertrieb und Consulting mbH  
   77700 Durbach
Reha Zentrum Burg im Spreewald     03096 Burg/Spreeewald
Martin Gruber Medizintechnik GmbH   80689 München
Klinikum Nürnberg Med. Klinik 2, Kardiologie Herr Dr. Göhl 90419 Nürnberg
J. Wouterson GmbH Medizinische Geräte   90530 Wendelstein