Herzstiftung fördert Tübinger Forschungsarbeit: Wie wirkt sich eine
Coronavirus-Infektion auf die Herzfunktion von Sporttreibenden aus?

Die Corona-Pandemie betrifft nahezu alle Bereiche des öffentlichen Lebens.
Sportgroßereignisse wie die Olympischen Spiele und die Fußball-EM wurden
bereits verschoben. Vorübergehend war der Trainings- und Wettkampfbetrieb
nahezu vollständig zum Erliegen gekommen, ehe in den letzten Wochen unter
strengen Auflagen wieder Training und teilweise auch Wettkämpfe (z. B. die
Fußball-Bundesliga) aufgenommen wurden. Als gesichert gilt, dass im Rahmen
von Covid-19 auch das Herz in Mitleidenschaft gezogen werden kann. Vor
allem von Personen mit einem schwerwiegenden Krankheitsverlauf weiß man,
dass eine Schädigung des Herzens mit einer schlechten Prognose einhergeht.

Wann wird Covid-19 auch bei sportlich fitten Menschen bedrohlich?
Dass auch Leistungssportler einen schwerwiegenden Krankheitsverlauf einer
Coronavirus-Infektion erleiden können, zeigt etwa der Fall des
italienischen Mittelstreckenläufers Edoardo Melloni, der wegen Covid-19 in
die Notaufnahme musste. Sportlerinnen und Sportlern, die eine
Covid-19-Erkrankung durchgemacht haben und aufgrund ihres Alters und ihrer
körperlichen Fitness nicht zur Risikogruppe für einen schweren
Covid-19-Verlauf zählen, drohen womöglich ernste Herz-Kreislauf-
Komplikationen, wenn sie zu früh wieder mit dem Training beginnen. Bisher
ungeklärt ist, ob auch mildere Verläufe, wie sie etwa vor allem bei jungen
Sporttreibenden auftreten – zu Komplikationen am Herzen führen können.
„Möglicherweise könnte ein zu früher Wiedereinstieg ins Training nach
Covid-19 mit einem höheren Risiko für eine Herzmuskelentzündung oder
gefährliche Herzrhythmusstörungen einhergehen“, sagt der Kardiologe und
Sportmediziner Prof. Dr. med. Christof Burgstahler, Leitender Oberarzt an
der Medizinischen Klinik V: Sportmedizin des Universitätsklinikums
Tübingen. Der Arzt und Forscher geht in einem von der Deutschen
Herzstiftung mit 10.000 Euro unterstützten Forschungsvorhaben mit dem
Titel „Covid-19-Infektionen im Sport – eine Online-Erhebung“ unter anderem
der Frage nach, ob Leistungssportler nach einer Covid-19-Erkrankung auch
mit Symptomen einer Herzbeteiligung zu tun hatten und wann sie nach der
Coronavirus-Infektion ihr Training wieder aufgenommen haben.

Wie sollen sich Sporttreibende nach einer Covid-19-Erkrankung verhalten?
Burgstahler und seine Forscherkollegen haben daher einen Online-Fragebogen
entwickelt und an Leistungssportlerinnen und -sportler geschickt.
„Insgesamt zehn spezifische Fragen umfasst der Online-Fragebogen, so dass
wir eine hohe Bereitschaft zur Teilnahme an der Umfrage erwarten“, betont
Burgstahler. Bereits über 1.200 Rückmeldungen liegen vor, darunter „auch
ein gewisser Prozentsatz mit der Schilderung kardialer Symptome nach einer
Covid-19-Erkrankung“, wie der Arzt und Forscher berichtet. Die Erhebung
erfolgt über einen Online-Fragebogen. Dieser beinhaltet neben der Abfrage
demographischer Daten spezifische Fragen u. a. zu
- Symptomen einer Herzbeteiligung und nicht-kardialen Symptomen
- Symptomdauer
- durchgeführten Tests
- Dauer der Trainingspause
- Auftreten einer Infektion im Umfeld der Sporttreibenden.

Der Fragebogen soll einen Überblick über die aktuelle Situation der
Sporttreibenden geben und Rückschlüsse für medizinische Empfehlungen
ermöglichen, wie sie sich nach einer Covid-19-Erkrankung verhalten sollen:
Welche körperlichen Aktivitäten sind bei milderen Krankheitsverläufen
ratsam, welche sind zu vermeiden?
Nach mehreren Monaten soll der Fragebogen nochmals ausgefüllt werden.
Davon versprechen sich die Tübinger Forscher Informationen darüber, welche
Symptome einer möglichen Herzbeteiligung (z. B. Herzstolpern, Herzrasen
oder Luftnot unter Belastung) bei Sporttreibenden vorliegen, die eine
Infektion durchgemacht haben. Auch soll die erneute Abfrage es den
Medizinern erlauben, eine Änderung der Lage erfassen zu können. Zunächst
sollen Leistungssportlerinnen und -sportler befragt werden, im weiteren
Verlauf ist eine Ausweitung auf Freizeit- und Breitensportler möglich.
„Dank der Kürze des Fragebogens erwarten wir eine hohe Bereitschaft an der
Umfrage teilzunehmen“, gibt sich der Tübinger Mediziner zuversichtlich.

Covid-19-Forschungsförderung der Deutschen Herzstiftung
Die Pandemie durch das neuartige Coronavirus SARS-CoV-2 ist für Menschen
mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen und angeborenen Herzfehlern mit hohen
Risiken verbunden. Für viele Covid-19-Erkrankte sind die Folgen für Herz
und andere Organe gravierend bis hin zu langfristigen Beeinträchtigungen
der Herz- und Lungenfunktion. Mit dem Ziel, möglichst rasch zur Klärung
der dringlichsten Fragestellungen zum neuartigen Coronavirus im
Zusammenhang mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen und angeborenen Herzfehlern
beizutragen, hat die Deutsche Herzstiftung in einer Ad-hoc-Initiative eine
Million Euro für die Forschungsförderung im Kampf gegen SARS-CoV-2
bereitgestellt. Von insgesamt 60 Forschungsanträgen wurden 14
Forschungsvorhaben für eine Projektförderung mit einem Gesamtfördervolumen
von über 940.000 Euro bestimmt.
„In einer Extremsituation wie der Pandemie durch das neuartige Coronavirus
sind neue Forschungsergebnisse äußerst wichtig, um Prävention und
Behandlung zu verbessern“, betont der Notfallmediziner und Kardiologe
Prof. Dr. med. Dietrich Andresen, Vorstandsvorsitzender der Deutschen
Herzstiftung. Sein Stellvertreter im Herzstiftungs-Vorstand Prof. Dr. med.
Thomas Voigtländer fügt hinzu „Wir wollen mit der Förderung möglichst
rasch auf dem Boden hochkarätiger Forschung verlässliche Erkenntnisse in
Diagnostik und Therapie gewinnen, die helfen, Herz-Kreislauf-Patienten vor
den Folgen einer Covid-19-Erkrankung zu schützen.“
Infos zu den Forschungsprojekten unter
www.herzstiftung.de/COVID-19-Projektfoerderung.html

Ein Video-Clip „Covid-19 im Leistungssport: Wie gefährdet sind die jungen
Herzen?“ mit dem Tübinger Forscher Prof. Christof Burgstahler ist abrufbar
unter:

www.youtube.com/watch?v=4ABorsO9hwg

Ärzte und Wissenschaftler aus Bad Oeynhausen, Karlsburg und Greifswald
belegen erstmalig Wirksamkeit von Kaltplasma in prospektiver,
randomisierter und placebokontrollierter Studie.

Zu den großen Herausforderungen in der Behandlung von Patienten mit
Diabetes zählt das Management von chronischen Wunden, deren dauerhafte
Abheilung deutlich verzögert ist. Die Kombination aus fehlendem Impuls zur
Wundheilung und Infektionsgeschehen verhindert dabei Wundverschluss und
Geweberegeneration – ein Problem, das durch den Diabetes deutlich
verschärft wird. Die Behandlung ist teuer und langwierig. Die Therapie
gestaltet sich für Ärzte und Patienten gleichermaßen mühsam, weshalb neue
Konzepte dringend erforderlich sind.

Ein solch innovatives Konzept könnte die Behandlung mit Kaltplasma sein,
dessen Wirksamkeit jetzt erstmalig wissenschaftlich bestätigt wurde. Dies
ist Ärzten und Forschern im Herz- und Diabeteszentrum NRW (HDZ NRW), Bad
Oeynhausen, im Klinikum Karlsburg und im Leibniz-Institut für
Plasmaforschung und Technologie (INP) Greifswald jetzt gelungen. Sie
untersuchten 62 Wunden in einer prospektiven, randomisierten, Placebo-
kontrollierten und Patienten-verblindeten Studie, die ergänzend zur
Standardwundtherapie entweder Kaltplasma oder Placebo erhielten.

„Der Heilungsprozess unter Therapie mit Kaltplasma war signifikant
beschleunigt, was zu schnellerem Wundverschluss führte“, konstatiert der
Leiter der klinischen Prüfung, Prof. Dr. Dr. h.c. Diethelm Tschöpe,
Direktor des Diabeteszentrums am HDZ NRW. „Ein Vorteil des Verfahrens ist
die gute Patientenverträglichkeit. Wir haben keine mit der Therapie
verbundenen Nebenwirkungen festgestellt“, ergänzt Wundexpertin Dr. Tania-
Cristina Costea, Oberärztin der Klinik. Die Annahme, dass Kaltplasma
antimikrobiell und infektmodulierend wirkt, konnte nicht belegt werden.
Dies könne vermutlich auf die effektive, begleitende Standardtherapie
zurückgeführt werden und zeige, dass biologische Effekte des Plasmas in
der Wundheilung relevant seien, führt PD Dr. Bernd Stratmann, Erstautor
der Publikation und Forschungsleiter im Diabeteszentrum, weiter aus.

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Hintergrundinformation:
Als Plasma wird ein angeregter Gaszustand bezeichnet, der oft als vierter
Aggregatzustand (neben fest, flüssig und gasförmig) beschrieben wird. Die
Kombination der verschiedenen Wirkprinzipien des Plasmas hat eine stark
antibakterielle und wundheilungsfördernde Wirkung. Durch die physikalische
Gewebestimulation kann der Wundheilungsvorgang wieder aktiviert werden,
die Infektion soll durch die desinfizierende Wirkung zurückgedrängt
werden.

Als Spezialklinik zur Behandlung von Herz-, Kreislauf- und
Diabeteserkrankungen zählt das Herz- und Diabeteszentrum Nordrhein-
Westfalen (HDZ NRW), Bad Oeynhausen mit 35.000 Patienten pro Jahr, davon
14.600 in stationärer Behandlung, zu den größten und modernsten Zentren
seiner Art in Europa.
Im Diabeteszentrum des HDZ NRW unter der Leitung von Prof. Dr. med. Dr.
h.c. Diethelm Tschöpe werden jährlich rund 2.000 Menschen mit allen Typen
des Diabetes mellitus und seinen Folgeerkrankungen behandelt. Zum
Leistungsspektrum gehört auch die Diagnostik und Therapie
endokrinologischer und gastroenterologischer Erkrankungen. Ein besonderer
Schwerpunkt ist die kardiovaskuläre Risikoabschätzung und Behandlung von
Herz- und Gefäßerkrankungen im integrierten Versorgungskonzept. Zudem ist
das Diabeteszentrum auf die Behandlung von Nervenschäden und
Durchblutungsstörungen spezialisiert, dazu gehört auch die Wundheilung bei
Diabetischem Fußsyndrom.

Eine Epilepsie-Erkrankung kann in Form, Ursache und Ausprägung stark
variieren. Zur Auswahl einer passgenauen Therapie ist es daher sehr
wichtig, das individuelle Krankheitsbild genau zu kennen. Bislang sind
Ärztinnen und Ärzte bei der Einschätzung der Anfallsfrequenz auf
Schilderungen von Betroffenen und von Bezugspersonen angewiesen. Die
Angaben sind jedoch oftmals unvollständig, da Anfälle nicht immer bewusst
wahrgenommen werden. An einer Lösung wird innerhalb des Projekts »MOND«
gearbeitet: Ein alltagstaugliches, mobiles Neurosensorsystem soll
automatisch epileptische Anfälle erkennen und für die ärztliche Anamnese
sowie zur Optimierung der Patientensicherheit dokumentieren.

Der eingängige Projekttitel »MOND« steht für die klare Zielsetzung des im
April 2020 gestarteten Vorhabens: Die konzeptionelle Entwicklung eines
»Mobilen, smarten Neurosensorsystems für die Detektion und Dokumentation
epileptischer Anfälle im Alltag«. Ein umfassend dokumentiertes
Krankheitsbild von Epilepsie-Patientinnen und -Patienten wäre ein
weitreichender Erfolg, da dieses eine passgenaue Diagnose und Therapie
ermöglichen würde. »Die Betroffenen selbst schätzen jedoch die
Anfallshäufigkeit und -stärke oftmals falsch ein. Das kann
unterschiedliche Ursachen haben. Die Symptome lassen sich nicht immer
eindeutig zuordnen oder sie bleiben unbemerkt, wie z.B. im Schlaf. Wir
schätzen, dass nur maximal die Hälfte der Anfälle bewusst wahrgenommen
wird«, erklärt Prof. Dr. Rainer Surges, Direktor der Klinik und Poliklinik
für Epileptologie am Universitätsklinikum Bonn.

Bisweilen ist eine automatische, mobile Dokumentation epileptischer
Anfälle außerhalb des Krankenhauses nicht zuverlässig möglich. Ein solcher
Ansatz würde jedoch vorhandene Lücken im Patientenbericht und in der
Einschätzung des Therapieerfolgs schließen. Durch die Auswertung eines
mobil erfassten Elektroenzephalogramms (EEG), also der elektrischen
Aktivitäten des Gehirns, geht das »MOND«-Projektkonsortium neue,
vielversprechende Wege. Diese sind aber auch mit großen Herausforderungen
verbunden. Das EEG-Signal selbst und seine Interpretation sind komplex.
Jegliche Muskel- und Bewegungsaktivität (Augenbewegung, Sprechen, Gehen)
erzeugt starke Signalstörungen oder Verfälschungen von Messergebnissen.
Diesen sogenannten »Artefakten« will man im Projekt mit Methoden der
künstlichen Intelligenz begegnen.

Ohrnahe Sensorik sorgt für Alltagstauglichkeit

Darüber hinaus gilt es ein System zu entwickeln, das möglichst unauffällig
und gleichzeitig mit hohem Komfort im Alltag getragen werden kann. Dr.
Insa Wolf, Gruppenleiterin Mobile Neurotechnologien am Fraunhofer IDMT,
erklärt: »Wir planen eine Datenerfassung mit einer am Ohr getragenen,
mobilen Aufnahme-Einheit für EEG- und weitere Biosignale. Zwei
verschiedene EEG-Systeme - eines im Ohr, das andere als flexible
Klebeelektrode hinter dem Ohr - werden miteinander bezüglich
Leistungsfähigkeit und Tragekomfort verglichen. Gerade durch die EEG-Daten
erhoffen wir uns eine klinisch bedeutsame Verbesserung der Detektion
epileptischer Anfälle.« Das Projekt baut auf den Arbeiten und
Erkenntnissen des BMBF-geförderten Projekts »EPItect« auf, in welchem
einige Mitglieder des Konsortiums bereits aktiv waren
(Universitätsklinikum Bonn, Cosinuss GmbH, Fraunhofer ISST).

Forschen im Verbund zum Nutzen der Patienten

Im Projekt »MOND« haben sich Experten aus der Technologie-Entwicklung und
der klinischen Praxis zusammengetan. Ein wesentlicher Ausgangspunkt der
Arbeiten ist ein Im-Ohr-Sensor der Cosinuss GmbH, welcher die
Vitalparameter Herzrate, Körpertemperatur, Sauerstoffsättigung und
Atemrate kontinuierlich misst und nun durch die Komponente der EEG-
Erfassung erweitert wird. Das Fraunhofer IDMT und die Universität
Oldenburg bringen sowohl methodische Expertise als auch weitreichende
Erfahrungen in den Bereichen Neurotechnologie, der Muster-Erkennung und
des Machine Learning ein. Die hinter dem Ohr klebenden Elektroden
(»cEEGrids«), die als zusätzliche EEG-Sensorik im Projekt eingesetzt
werden, sind ebenfalls eine Entwicklung der Universität Oldenburg. Darüber
hinaus setzt die HörTech gGmbH den Fokus auf die frühe Einbindung der
Nutzer und den Tragekomfort des Systems. Die Planung und Umsetzung der
patientennahen Projektstudien erfolgt gemeinsam mit dem
Universitätsklinikum Marburg unter der Führung des Universitätsklinikums
Bonn. Die Integration der neuen sensorbasierten Technologien in die
bestehende Systemlandschaft, die Telematikinfrastruktur sowie in den
Versorgungsprozess haben darüber hinaus das Fraunhofer ISST und das
Institut für Medizinmanagement und Gesundheitswissenschaften (IMG) der
Universität Bayreuth im Blick. Das IMG ist im Projekt außerdem für die
gesundheitsökonomische Bewertung zuständig.

Für das Fraunhofer IDMT hat das Projekt »MOND« zudem eine besondere
Bedeutung. Dr. Jens-E. Appell, Abteilungsleiter des Institutsteils Hör-,
Sprach- und Audiotechnologie in Oldenburg, erklärt: »Die Entwicklung und
Anwendung mobiler Neurotechnologie ist für uns gemeinsam mit der
Universität ein zentrales Forschungsthema, welches auf unserem Weg zu
einem eigenständigen Fraunhofer-Institut in Oldenburg von großer Bedeutung
ist. Umso mehr freut es uns, dass wir unser Know-how im Projekt »MOND« mit
exzellenten Forschungs , Entwicklungs- und Anwendungspartnern bündeln
können und gemeinsam an einer Verbesserung der Situation von
Epilepsiepatientinnen und -patienten arbeiten dürfen.«

Förderinformation: Das Projekt »MOND« wird gefördert durch das
Bundesministerium für Gesundheit BMG im Rahmen des Förderschwerpunkts
»Digitale Innovationen für die Verbesserung der patientenzentrierten
Versorgung im Gesundheitswesen, Smarte Sensorik«

Koordiniert wird das Projekt durch das Fraunhofer-Institut für Digitale
Medientechnologie IDMT, Institutsteil Hör-, Sprach- und Audiotechnologie
in Oldenburg.


Hör-, Sprach- und Audiotechnologie HSA am Fraunhofer-Institut für Digitale
Medientechnologie IDMT in Oldenburg

Ziel des Institutsteils Hör-, Sprach- und Audiotechnologie HSA des
Fraunhofer IDMT ist es, wissenschaftliche Erkenntnisse über die
Hörwahrnehmung und Mensch-Technik-Interaktionen in technologischen
Anwendungen umzusetzen. Schwerpunkte der angewandten Forschung sind die
Verbesserung von Klang und Sprachverständlichkeit, die personalisierte
Audiowiedergabe sowie die akustische Sprach- und Ereigniserkennung mit
Hilfe künstlicher Intelligenz (KI). Einen weiteren Fokus setzt der
Institutsteil auf mobile Neurotechnologien, um auch außerhalb des Labors
Gehirnaktivitäten zu erfassen und die dabei gewonnenen Daten zu nutzen. Zu
den Anwendungsfeldern gehören Consumer Electronics, Verkehr, Automotive,
Produktion, Sicherheit, Telekommunikation und Gesundheit. Über
wissenschaftliche Kooperationen ist das Fraunhofer IDMT-HSA eng mit der
Carl von Ossietzky Universität, der Jade Hochschule und anderen
Einrichtungen der Oldenburger Hörforschung verbunden. Das Fraunhofer IDMT-
HSA ist Partner im Exzellenzcluster »Hearing4all«.
Der Institutsteil Hör-, Sprach- und Audiotechnologie HSA wird zur
Überführung in ein eigenes Fraunhofer-Institut für Hör-, Sprach- und
Neurotechnologie gefördert im niedersächsischen Programm »Vorab« durch das
Nds. Ministerium für Wissenschaft und Kultur und die Volkswagen Stiftung.

Weitere Informationen auf www.idmt.fraunhofer.de/hsa