Das EKG ist ein etabliertes und einfach durchzuführendes diagnostisches Routineverfahren. Belastungsuntersuchungen in denen das EKG beispielsweise Aufschluss über myokardiale Ischämien und Rhythmusstörungen geben kann, belegen den hohen diagnostischen Stellenwert des EKGs. Die Veränderungen der Parameter des EKGs sind charakteristisch und unterliegen dabei den unterschiedlichen physiologischen Bedingungen. Die vorliegende prospektive klinische Untersuchung beschäftigt sich mit der Fragestellung, welche physiologischen Bedingungen für diese Veränderungen ursächlich verantwortlich sind. Dazu wurden 10 männliche Probanden in 2 doppelten Stufen- und 2 Dauertests mit und ohne ß-Blockade untersucht. Es konnte festgestellt werden, dass in Ruhe und bei intensiver Belastung die ß-Blockade eine Wirkung hatte, was auf einen relevanten Einfluss des Sympathikus schließen lässt. Bei leichter und mittlerer Belastung und in der unmittelbaren Nachbelastungsphase waren hingegen keine Unterschiede in den Tests ohne und mit ß-Blockade festzustellen. Deshalb ist die Annahme plausibel, dass die Regulation der Herzfunktionen durch den Parasympathikus stattfindet, während der Sympathikus hier lediglich eine ergänzende Modulationsfunktion hat. Grundsätzlich unterstützt dies insgesamt die Theorie der zentralen Mitinnervation, die nach den vorliegenden Ergebnissen allerdings vorrangig in der Bedeutung des Parasympathikus und nachrangig in der des Sympathikus liegt.

In der vorliegenden Arbeit wurden die Sedativa und Sedativa-induzierte Komplikationen bei gastroenterologischen endoskopischen Untersuchungen an der Universitätsmedizin Göttingen in den Jahren 2008-2009 retrospektiv untersucht. Es wurden 2456 endoskopi-sche Untersuchungen eingeschlossen, davon 983 Ösophagogastroduodenoskopien (ÖGD), 978 Ileokoloskopien und 495 retrograde endoskopische Cholangiopankreaticographien (ERCP). Als Datenquellen dienten die Sedierungsprotokolle und die Befundberichte. Zur Sedierung wurden standardmäßig Midazolam und Propofol verwendet, teilweise wur-de ergänzend Piritramid appliziert. Die mittleren Propofoldosierungen betrugen bei ÖGDs 58,5 mg, bei Koloskopien 78,1 mg und bei ERCPs 157,0 mg. Höhere Propofoldo-sierungen waren signifikant mit jüngerem Patientenalter, ambulanten Untersuchungen und therapeutischen Endoskopien assoziiert. Die Sicherheit der Sedierung wurde anhand der Sauerstoffsättigung und der Herzfrequenz untersucht. Insgesamt kam es in 2,8% der Untersuchungen zu einer Hypoxie (Sauerstoffsättigungsabfall unter 90%). Patienten, die eine Hypoxie erlitten, waren jeweils signifikant älter. In 7,5% der Untersuchungen veränderte sich die Herzfrequenz um mehr als 20% vom Ausgangswert. Großteils kam es zu einem Anstieg der Herzfrequenz. Bradykardien waren selten (2,4% aller endoskopischen Untersuchungen). Innerhalb der ÖGDs bestand ein signifikanter Zusammenhang zwischen dem Anstieg der Herzfrequenz und einer höheren Propofoldosis. Außerdem stieg die Herzfrequenz bei therapeutischen ÖGDs signifikant häufiger an. Zusammengefasst konnte bei gastroenterologischen endoskopischen Untersuchungen mit einem Kombinationsregime aus Midazolam und Propofol mit niedrigen Dosierungen und wenigen Komplikationen sediert werden.

Background: Several selected population-based studies have emphasized the significance of resting heart rate as an independent cardiovascular risk factor. However, there are no data available for using resting heart rate as a cardiovascular risk predictor in contemporary primary care. Thus, the aim of our analysis was to examine the clinical value of the measurement of resting heart rate in a large, unselected population-based cohort of primary care subjects under the conditions of contemporary primary prevention. Design: Prospective, population-based cohort study. Methods: We examined a subgroup of 5320 unselected primary care subjects free of coronary artery disease from the nationwide, longitudinal Diabetes Cardiovascular Risk Evaluation Targets and Essential Data for Commitment of Treatment (DETECT) cohort study, which was conducted from 2003 to 2008. Results: During the follow-up time of 5 years, 258 events were reported. Elevated resting heart rate was not associated with an increased risk for cardiovascular events (HR = 0.75, p = 0.394), cardiovascular mortality (HR = 0.71, p = 0.616) or major cardiovascular events (HR = 0.77, p = 0.376). By cross-sectional analysis, elevated heart rate clustered with markers of the metabolic syndrome, like increased blood pressure (systolic: OR = 5.54, p < 0.0001; diastolic: OR = 3.82, p < 0.0001), elevated fasting plasma glucose levels (OR = 8.84, p < 0.0001), hypertriglyceridaemia (OR = 22.16, p = 0.001), and obesity (body mass index OR = 0.89, p < 0.0001). Assessment of resting heart rate in clinical practice had minimal and non-significant additional prognostic value compared to established cardiovascular risk factors as judged by C statistics (C = 0.001, p = 0.979). Conclusion: The measurement of resting heart rate in the daily routine of primary care does not provide incremental prognostic information for cardiovascular risk stratification.

Thesis (doctoral)--Nijmegen, 1982.

Die aerobe Leistungsfaehigkeit von Kindern und Jugendlichen hat grosse Bedeutung fuer die Gesundheit. Die aeroben Leistungen der Jungen sind in allen Altersstufen groesser als die der Maedchen. Dabei weisen die uebenden Jungen und Maedchen in allen Altersvorgaengen die hoeheren Werte als die nichtuebenden Jungen und Maedchen auf. Unter anderem ist die aerobe Leistungsfaehigkeit zur Beurteilung der Trainierbarkeit und Belastbarkeit des kardiopulmonalen Systems interessant.

Background: Several selected population-based studies have emphasized the significance of resting heart rate as an independent cardiovascular risk factor. However, there are no data available for using resting heart rate as a cardiovascular risk predictor in contemporary primary care. Thus, the aim of our analysis was to examine the clinical value of the measurement of resting heart rate in a large, unselected population-based cohort of primary care subjects under the conditions of contemporary primary prevention. Design: Prospective, population-based cohort study. Methods: We examined a subgroup of 5320 unselected primary care subjects free of coronary artery disease from the nationwide, longitudinal Diabetes Cardiovascular Risk Evaluation Targets and Essential Data for Commitment of Treatment (DETECT) cohort study, which was conducted from 2003 to 2008. Results: During the follow-up time of 5 years, 258 events were reported. Elevated resting heart rate was not associated with an increased risk for cardiovascular events (HR = 0.75, p = 0.394), cardiovascular mortality (HR = 0.71, p = 0.616) or major cardiovascular events (HR = 0.77, p = 0.376). By cross-sectional analysis, elevated heart rate clustered with markers of the metabolic syndrome, like increased blood pressure (systolic: OR = 5.54, p < 0.0001; diastolic: OR = 3.82, p < 0.0001), elevated fasting plasma glucose levels (OR = 8.84, p < 0.0001), hypertriglyceridaemia (OR = 22.16, p = 0.001), and obesity (body mass index OR = 0.89, p < 0.0001). Assessment of resting heart rate in clinical practice had minimal and non-significant additional prognostic value compared to established cardiovascular risk factors as judged by C statistics (C = 0.001, p = 0.979). Conclusion: The measurement of resting heart rate in the daily routine of primary care does not provide incremental prognostic information for cardiovascular risk stratification.

Background: Neurophysiological models link dissociation (e.g. feeling detached during or after a traumatic event) to hypoarousal. It is currently assumed that the initial passive reaction to a threat may coincide with a blunted autonomic response, which constitutes the dissociative subtype of post-traumatic stress disorder (PTSD). - Objective: Within this systematic review we summarize research which evaluates autonomic nervous system activation (e.g. heart rate, blood pressure) and dissociation in PTSD patients to discern the validity of current neurophysiological models of trauma-related hypoarousal. - Method: Of 553 screened articles, 28 studies (N = 1300 subjects) investigating the physiological response to stress provocation or trauma-related interventions were included in the final analysis. - Results: No clear trend exists across all measured physiological markers in trauma-related dissociation. Extracted results are inconsistent, in part due to high heterogeneity in experimental methodology. - Conclusion: The current review is unable to provide robust evidence that peri- and posttraumatic dissociation are associated with hypoarousal, questioning the validity of distinct psychophysiological profiles in PTSD.

Objective: The heart rate is an essential vital sign that can be measured remotely with camera-based photoplethysmography (cbPPG). Systems for cbPPG typically use cameras that deliver red, green, and blue (RGB) channels. The combination of these channels has been proven to increase signal-to-noise ratio (SNR) and heart rate measurement accuracy (ACC). However, many combinations remain untested, the comparison of proposed combinations on large datasets is insufficiently investigated, and the interplay with skin tone is rarely addressed. Methods: Eight regions of interest and eight color spaces with a total of 25 color channels were compared in terms of ACC and SNR based on the Binghamton-Pittsburgh-RPI Multimodal Spontaneous Emotion Database (BP4D+). Additionally, two systematic grid searches were performed to evaluate ACC in the space of linear combinations of the RGB channels. Results: Glabella and forehead regions of interest provided highest ACC (up to 74.1 %) and SNR (> -3 dB) with the hue channel H from HSV color space and the chrominance channel Q from NTSC color space. The grid searches revealed a global optimum of linear RGB combinations (ACC: 79.2 %). This optimum occurred for all skin tones, although ACC dropped for darker skin tones. Conclusion: Through systematic grid searches we were able to identify the skin tone independent optimal linear RGB color combination for measuring heart rate with cbPPG. Our results proved on a large dataset that the identified optimum outperformed conventionally used color channels. Significance: The presented findings provide useful evidence for future considerations of algorithmic approaches for cbPPG.

Die zunehmende Überalterung der Bevölkerung in Europa und speziell in Deutschland stellt die Gesellschaft vor große personelle und finanzielle Herausforderungen. Diese Problematik wird im Forschungsfeld Ambient Assisted Living (AAL) adressiert. AAL hat die Zielsetzung, ältere Menschen bei Aktivitäten des täglichen Lebens zu unterstützen. Ein wesentliches Element hierbei ist die Vernetzung verschiedener Systeme im Haushalt, sodass das Verhalten einer Person erfasst werden kann. Angehörige und medizinisches Personal können somit im Notfall automatisiert verständigt werden. Hierfür ist das Monitoring von Vitalparametern ein wichtiger Baustein, da damit der momentane Gesundheitszustand einer Person erfasst und analysiert werden kann. Konventionelle Systeme zur Bestimmung von Vitalparametern erfordern eine direkte Applizierung am Körper und werden häufig als störend empfunden. Verfahren, welche auf einer kontaktlosen, optischen Erkennung von Vitalparametern mittels Bildverarbeitung basieren, können diese Problematik lösen. Allerdings sind bestehende Verfahren eher ungeeignet, da sie die notwendigen Anforderungen an Genauigkeit und Robustheit nicht erfüllen. Diese Dissertation leistet einen Beitrag, um diese Lücke zu schließen und genaue, robuste Verfahren zur Bestimmung von Vitalparametern mit intelligenten Verfahren der Bildverarbeitung zu untersuchen. Hierfür werden die Vitalparameter der Herzfrequenz, der Respirationsfrequenz und der Sauerstoffsättigung analysiert. Auf Grundlage einer Quantifizierung der beiden stärksten Störquellen, der Intensitäts- und Bewegungsartefakte, wird ein neues Verfahren, die Ratio-Methode, zur Herzfrequenzbestimmung vorgestellt. Zur Beseitigung dieser beiden Störquellen wird ein weiteres Verfahren präsentiert, welches auf einem individuellen, situationsabhängigen Hautfarbenmodell, einem erweiterten KLT-Tracking, einer ICA, einer Kanalextraktion sowie einer adaptiven Filterung beruht. Aus der Evaluierung geht hervor, dass der gemittelte RMSE für alle Szenarien stets unter einer Schwelle von 3 BPM liegt. Die Ermittlung der Respirationsfrequenz im sichtbaren Wellenlängenbereich wird mit Methoden des optischen Flusses, einer PCA sowie einer FFT analysiert. Es wird gezeigt, dass sich der gemittelte RMSE für alle Testfälle unterhalb von 2,5 Atemzyklen pro Minute befindet. Als weiterer Vitalparameter wird die Sauerstoffsättigung untersucht. Dabei werden sowohl Systeme bestehend aus einer Kamera als auch aus zwei Kameras betrachtet. Neben dem sichtbaren Wellenlängenbereich wird die Vitalparameterbestimmung auch im mittleren Infrarotbereich analysiert. Die Untersuchung fokussiert sich dabei auf die Vitalparameter der Respirations- und der Herzfrequenz. Um die Einsatzfähigkeit von Vitalparametern im Bereich AAL realistisch zu evaluieren, werden Messungen in der AAL-Testwohnung der TU Chemnitz durchgeführt und analysiert. Dabei hat sich herausgestellt, dass sowohl die Herz- als auch die Respirationsfrequenz zuverlässig erfasst werden können. Zudem wird gezeigt, dass neben perspektivischen Kameras auch omnirektionale Kameras zur Bestimmung von Vitalparametern geeignet sind. In einer weiteren Untersuchung erfolgt die Analyse für die Vitalparameterbestimmung bei Dunkelheit im nahen Infrarotbereich. Neben dem Bereich AAL eröffnen sich weitere Anwendungsszenarien auf den folgenden Feldern: Fahrerüberwachung im Fahrzeug, Detektion des plötzlichen Kindstods, E-Rehabilitation und Triage im Krankenhaus. / Europe, in particular Germany, is facing the problem of a steadily ageing society. This development goes hand in hand with a higher demand for technical assistance systems, which can assist elderly people with their self-determined living. A key element is the interconnection of different systems in the home environment in order to recognise the behaviour of a person. In case of an emergency, relatives and medical personnel can be notified automatically. In order to ensure that functionality, the monitoring of vital parameters is a crucial element to determine and to analyse the health status of a person. Conventional systems that determine vital parameters require body contact and are therefore uncomfortable for the person who wars such as system. In contrast to that, contact-less optical methods based on image processing do not share these problems. However, existing methods in this field do not fulfil the requirements regarding accuracy and robustness. This thesis contributes to close this gap by investigating accurate and robust methods to determine vital parameters by means of highly sophisticated image processing techniques. To that aim, vital parameters such as the heart rate, the respiration rate and the oxygen saturation are considered. On the basis of the quantisation of intensity and motion artefacts, a new method, the so-called ratio method, is introduced to determine the heart. In order to eliminate these artefacts another method based on an individual, scene depending skin colour model, an extended KLT tracking, an ICA, a channel selection and an adaptive filtering is presented. The evaluation shows that the mean RMSE is always below a threshold of 3 BPM. The determination of the respiration rate in the visual spectrum is realised by using optical flow, a PCA and an FFT. It can be shown that the mean RMSE is below a threshold of 2.5 breath cycles per minute for all test cases. For the oxygen saturation two setups consisting of one and two cameras respectively are investigated. Determining vital parameters is not limited to the visual spectrum. It is as well feasible to analyse long-wavelength thermal images in order to determine the heart rate and the respiration rate, which was also studied in this thesis. For a realistic evaluation the developed algorithms in the field of AAL, measurements in the AAL living lab of TU Chemnitz are conducted and analysed. It can be demonstrated that the heart rate and the respiration rate can be reliably detected. Moreover, it can be shown that omni-directional cameras can be used in the home environment for vital parameter extraction. Furthermore, this thesis provides the evidence that the determination of the heart rate and the respiration rate is also possible in case of short-wavelength infrared light. Besides the field of AAL, there exist more application areas such as driver monitoring, detection of sudden infant death syndrome, e-rehabilitation or triage in hospital.

Ergänzend zu bestehenden Verfahren Bewältigungsverhalten zu erfassen, versucht die vorliegende Studie mittels eines mehrdimensionalen Ansatzes neue Wege der psychosomatischen Grundlagenforschung zu eröffnen. Anhand des Biopsychologischen Belastungstests werden erlebens- (Annäherungsmotivation, Meidungsmotivation, Traitangst), verhaltens- und peripherpsychologische (Herzfrequenz, Hautleitwertreaktion) Parameter einer heterogenen Stichprobe aus gesunden Kontrollprobandinnen und psychosomatischen Patientinnen erhoben. Diese Parameter sollen eine Einteilung der Testpersonen in Untergruppen ermöglichen, um die Identifizierung von repressiv, optimistisch und konflikthaft bewältigenden Personen vornehmen zu können. In den Analysen lässt sich die Aufteilung der Untergruppen im hypothetisierten Rahmen allerdings nicht wiederfinden. Es zeigen sich signifikante Unterschiede zwischen den Motivationsebenen der Testpersonen (Annäherungsmotivation/Meidungsmotivation jeweils hoch/niedrig), sowie kontinuierlich signifikante Unterschiede zwischen den gesunden Kontrollprobandinnen und den psychosomatischen Patientinnen. Zusätzlich finden sich enge Parallelen zwischen Traitangst und Meidungsmotivation. / The following study proposes additionally to present methods a new multidimensional approach in psychosomatic research. Experience (approach motivation, avoidance motivation, trait-anxiety), behavioural, and peripher-psychological (heart frequency, skin conductance response) parameters are collected utilizing the Biopsychologischer Belastungstest (BBT). Using these parameters it is intended to separate test persons into clusters allowing the discrimination of coping patterns repression, optimism, and intra-personal approach avoidance conflict. The hypothesized subgroups can not be approved by the results of cluster analysis. However, significant differences between high and low approach respectively avoidance motivated test persons are found. Furthermore, throughout the analysis significant differences between "healthy" control persons and the psychosomatic patients are visible. In addition it can be emphasized that trait-anxiety is closely related to avoidance motivation.