Fast die Hälfte aller Menschen in Österreich leidet unter hohem Blutdruck, nicht einmal der Hälfte von ihnen ist das auch bewusst. Ein dauerhaft erhöhter Blutdruck kann die Blutgefäße schädigen und Folgeerkrankungen begünstigen. Neben Medikamenten könnten auch Bewegung, Ernährung und Suchtmittel erheblichen Einfluss auf den Blutdruck haben, aber auch durch Atmung kann dieser gezielt positiv beeinflusst werden – um diesen Effekt zu Nutzen haben die Expert:innen am AIT ein Wearable entwickelt und die Wirksamkeit in einer Studie belegt.
21 Prozent der Erwachsenen in Österreich werden wegen erhöhtem Blutdruck behandelt, weitere 24 Prozent leiden darunter, ohne es zu wissen. Ein dauerhaft erhöhter Blutdruck kann die Blutgefäße schädigen und Folgeerkrankungen begünstigen. Anfangs ist dieser meist ohne Symptome, erst bei stark erhöhten Werten äußert sich dieser etwa durch Kopfschmerzen, Schwindelgefühle oder Kreislaufprobleme. Bei einer frühen Erkennung und einem nur leicht erhöhten Blutdruck, kann dieser auch ohne Medikamente gesenkt werden. Bereits die Umstellung bestimmter Gewohnheiten und allgemein der Fokus auf einen gesünderen Lebensstil erzielt gute Resultate.
Schlüsselfaktoren sind hier die Reduzierung eines eventuellen Übergewichts, weniger Salz in der Ernährung und mehr Bewegung und damit ein allgemein gesünderer Lebenswandel. Gelingt es nicht, den Blutdruck dadurch zu senken, können Medikamente infrage kommen.
Aber neben allgemeinen Gewohnheitsänderungen und der Einnahme von Medikamenten hat nun eine Studie eines interdisziplinären Teams rund um Siegfried Wassertheurer und Martin Bachler, Experten für Cardiovascular Diagnostics im AIT Center for Health and Bioresources, eindeutig die positive Wirkung durch langsames Atmen in Kombination mit Biofeedback nachgewiesen.
Es klingt einfach:
Langsames Atmen kann den Blutdruck senken
Die Zeit, die ein Blutdruck-Pulswelle benötigt, um vom Herzen durch die Arterien zu einem bestimmten Ort des Körpers zu gelangen, wird als Pulsankunftszeit (engl. pulse arrival time, PAT) bezeichnet. Wenn der Blutdruck sinkt, verlangsamt sich die Pulswelle, und die PAT steigt“. Diesen Umstand machten sich die Teammitglieder nun erstmalig zunutze, um den Patienten noch während der Anwendung über den messbaren positiven Effekt der Atemübung zu informieren und ihn dadurch auch zu motivieren und in seinem Streben zu bestärken.
Bis jetzt ist keine Technologie mit kontinuierlichem Echtzeit-Biofeedback von Blutdruck während kontrollierten langsamen Atemübungen öffentlich erhältlich. Die Pulswellen Expert:innen des AIT haben in den letzten Jahren ein Pulswellenmessgerät in Form eines modernen Wearables entwickelt, das mit dem Smartphone über eine App verbunden ist. Um dieses zu nutzen, hält man das Gerät einfach in Händen und wird von der App angeleitet, kontrolliert zu atmen, so wird der Blutdruck effektiv gesenkt und der Anwendende erhält Feedback in Echtzeit. Durch das Halten des Geräts kann es die Vitalparameter live anzeigen und gibt so direktes Feedback und Anleitung, um den Blutdruck weiter zu senken. Die Wirkung wurde in einer Studie belegt, die von der Deutschen Hochdruckliga e.V. ausgezeichnet wurde.
Das Gerät nutzt die Elektrokardiographie (EKG) zur Bestimmung der Herzaktivität und einen optischen Sensor am Finger zur Messung der Pulswelle. So wird die PAT für jeden einzelnen Herzschlag in Echtzeit berechnet und dem Patienten auf seinem Smartphone oder Tablet angezeigt. Zusätzlich wird das aktive Atmen vom Gerät mit Animationen auf dem gleichen Display angeleitet.
In der Studie wurden 30 Patient:innen mit Bluthochdruck untersucht, 11 Frauen und 19 Männer, im Alter zwischen 45 und 78 Jahren. Das Wearable unterstützte die Patient:innen in 10-minütigen Sitzungen mit einer Anleitung zur Verlangsamung ihrer Atemfrequenz, und gab ihnen direkte Rückmeldung ihrer PAT. Die normale Atemfrequenz betrug etwa 14 Atemzüge pro Minute. Durch die Übung wurde die Atmung auf etwa 5,4 Atemzüge pro Minute reduziert.
Über 85% der Versuchspersonen zeigten dadurch einen Anstieg der PAT und damit eine Senkung des Blutdrucks. Das benutzerfreundliche System kann Patient:innen also dabei unterstützen, ihren Blutdruck selbstverwaltet und App-basiert zu senken.
Um längerfristige Effekte zu untersuchen, wird das AIT-System in den nächsten Jahren in Studien mit mehreren hundert Proband:innen zum Einsatz kommen und soll in einem Folgeprojekt weiterentwickelt werden, um nicht nur die Senkung des Blutdrucks zu beurteilen, sondern auch den absoluten Blutdruck zu messen.
Dieses Forschungsprojekt wurde vom Land Niederösterreich mit einer Kofinanzierung aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) finanziert – Projekt „smartPWA“. / WST3-F-5030665/002-2017
Hier können Sie die Studie nachlesen: doi.org
Martin Bachler, Research Engineer
Medical Signal Analysis,
Center for Health & Bioresources
AIT Austrian Institute of Technology
Martin Bachler studierte Medizinische Informatik an der Technischen Universität Wien, wo er sich auf biomedizinische Bild- und Signalverarbeitung spezialisierte und 2017 promovierte. Seit 2015 arbeitet er als Research Engineer am AIT Austrian Institute of Technology und ist Universitätslektor an der Technischen Universität Wien.
Er arbeitet an der Erforschung und Entwicklung von Algorithmen zur Untersuchung des Herz-Kreislauf-Systems, wobei Messungen von Elektrokardiographie und arteriellen Pulswellen im Mittelpunkt stehen.
