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Im Jahre 2010 bot die Hochschule Offenburg ein Medizintechnikstudium mit dem Schwerpunkt ’Kardiologie, Elektrophysiologie und elektronische kardiologische Implantate’ als Bachelor- und später auch Masterstudiengang an. Ziel des auf diesen Schwerpunkt ausgelegten didaktischen Lehrkonzeptes ist die Vermittlung sofort anwendungsbereiten theoretischen Wissens und praktischen Könnens, welches die Absolventinnen und Absolventen in ihrer künftigen Berufsausübung in der Industrie oder als technische Partner der behandelnden Ärztinnen und Ärzte in hochspezialisierten klinischen Einrichtungen benötigen.
Aufgrund fehlender kommerzieller Angebote ist zur Umsetzung dieses Lehrkonzeptes die ingenieurtechnische Realisierung geeigneter Lehrmittel zwingend erforderlich. Dies betrifft die hard- und softwareseitige Erstellung visueller Demonstrationsmöglichkeiten für pathologische und implantatinduzierte Herzrhythmen, sowie die synthetische Bereitstellung originalgetreuer elektrokardiographischer Ableitsignale aus der klinischen Routine. Des Weiteren den Aufbau von in-vitro Trainingssystemen zu Therapien mit elektronischen kardiologischen Implantaten sowie zur Hochfrequenz-Katheterablation.
Insbesondere die Wahlfächer ’Programmierung von Herzschrittmachern’ und ‚Programmierung von Defibrillatoren’, deren Besuch den Teilnehmenden einen besonders raschen Berufseinstieg ermöglichen sollte, wurden in didaktischer Hinsicht in engem Bezug zum 4-Komponenten-Instruktionsdesign-Modell der Lehre gestaltet.
Durch den kontinuierlichen Einsatz der Instrumente der formativen Evaluation gelangen sowohl deutliche Verbesserungen am Gesamtkonzept der Lehrveranstaltungen als auch an den dort eingesetzten, selbst realisierten Lösungen des benannten speziellen Lehr- und Trainingsequipments.
Eine summative Evaluation des Lehrkonzeptes ist aufgrund seines Alleinstellungsmerkmals schwierig. Aus diesem Grund erschien die quantitative Prüfung des Einflusses eines Besuchs des praktisch orientierten Wahlfachs ’Programmierung von Herzschrittmachern’ auf die Note der kombinierten Abschlussklausur in den Fächern ’Elektrokardiographie’ und ’Elektrostimulation’ sinnvoll. In diese Evaluation eingeschlossen wurde eine Kohorte von 221 Studierenden, 76 Frauen und 145 Männer, von denen 93 am Wahlfach nicht teilnahmen und 128 die es besucht hatten.
Über 7 zusammengefasste Studienjahre zeigte sich, dass die praktische Ausbildung im Wahlfach ’Programmierung von Herzschrittmachern’ das Leistungsniveau der Studierenden der Medizintechnik in der kombinierten Abschlussprüfung ’Elektrokardiographie und Elektrostimulation’ deutlich beeinflusste.
Das im Rahmen dieser Arbeit mitgestaltete Lehrkonzept, die realisierten Lehrmaterialien und Lehrumgebungen wurden im Bachelor- und Masterstudiengang der Medizintechnik an der Hochschule Offenburg in den Praktika, Seminaren und Vorlesungen des Schwerpunktes ’Kardiologie, Elektrophysiologie und elektronische kardiologische Implantate’ vielfältig genutzt. Sie ermöglichten die Gestaltung interaktiver praktischer Weiterbildungsveranstaltungen für ärztliches und mittleres medizinisches Personal und für auf diesen Gebieten tätige medizintechnische Firmen.
Commercial simulators can only reproduce electrocardiograms (ECG) of the normal and diseased heart rhythm in a simplified waveform and with a low number of channels. With the presented project, the variety of digitally archived ECGs, recorded during electrophysiological examinations, should be made usable as original analogue signals for research and teaching purposes by the development of a special printed circuit board for the mini-computer “Raspberry-Pi “.
Cardiac resynchronization therapy (CRT) is an established class I level A biventricular pacing therapy in chronic heart failure patients with left bundle branch block and reduced left ventricular ejection fraction, but not all patients improved clinically. Purpose of the study was to evaluate electrical interatrial conduction delay (IACD) to interventricular conduction delay (IVCD) ratio with focused transesophageal left atrial and left ventricular electrocardiography.
Methods: Thirty eight chronic heart failure patients (age 63.4±10.2 years; 3 females, 35 males) with New York Heart Association (NYHA) functional class 3.0±0.2 and 171.71±36.17ms QRS duration were analysed using posterior left atrial and left ventricular transesophageal electrocardiography with hemispherical electrodes before CRT. Electrical IACD was measured between onset of P-wave in the surface ECG and onset of left atrial signal. Electrical IVCD was measured between onset of QRS complex in the surface ECG and onset of left ventricular signal.
Results: Electrical IACD and IVCD could be evaluated by transesophageal left atrial and left ventricular electrocardiography in all heart failure patients with correlation to 1.18±0.92 IACD-IVCD-ratio (r=-0.57, P<0.001; r=0.66, P<0.001). There were 32 CRT responder with reduction of NYHA class from 3.0±0.22 to 1.97±0.31 (P<0.001) during 16.5±18.9 month CRT with 75.19±33.49ms IACD, 78.91±24.73ms IVCD, 1.04±0.66 IACD-IVCD-ratio and correlation between IACD and IACDIVCD- ratio (r=0.84, P<0.001). There were 6 CRT nonresponder with no reduction of NYHA class from 3.0±0.3 to 2.9±0.5 during 14.3±13.7 month biventricular pacing, 50.0±28.26ms IVCD (P=0.014), 1.92±1.65 IACD-IVCD-ratio (P=0,029) and correlation between 67.0±24.9ms IACD and IACD-IVCD-ratio (r=0.85, P=0.031).
Conclusions: Focused transesophageal left atrial and left ventricular electrocardiography can be utilized to analyse electrical IACD and IVCD in heart failure patients. IACDIVDC- ratio may be a useful parameter to evaluate electrical left cardiac desynchronization in heart failure patients.