EKG-Grundlagen

Um die elektrische Aktivität des Herzens abzuleiten und somit ein EKG zu schreiben, werden an definierten Stellen Elektroden auf die Haut geklebt. Die meisten EKGs haben farbige EKG-Elektroden, sodass man sich die Position der Elektroden gut anhand der Farben merken kann.

Die Extremitätenelektroden werden an den Armen und Beinen befestigt.

• Rot am rechten Arm
• Gelb am linken Arm
• Grün am linken Bein
• Schwarz am rechten Bein

Die schwarze Elektrode dient zur Erdung des EKGs. Somit gibt es effektiv drei Extremitätenelektroden, die die elektrische Aktivität des Herzens aufzeichnen. Ein EKG, das anhand dieser drei Extremitätenelektroden geschrieben wurde, nennt man daher Drei-Kanal-EKG.

 Tipp

Die Farben kann man sich gut anhand einer Ampel merken. Zuerst steht man an der roten Ampel und hat mit der rechten Hand den ersten Gang zum Anfahren eingelegt. Anschließend schaltet die Ampel auf Gelb und man greift mit der linken Hand sicher ans Lenkrad. Nun wird die Ampel grün und man lässt mit dem linken Fuß die Kupplung kommen. Mit dem rechten Fuß drückt man jetzt aufs Gas und die Autos hinter einem sehen den schwarzen Ruß aus dem Auspuff.

Für ausführliche Artikel zum praktischen Vorgehen siehe Artikel 12-Kanal-EKG schreiben.

Bei den Ableitungen nach Einthoven gibt es drei verschiedene Ableitungen, die die Herzerregung in der Frontalebene aufzeichnen. Die Ableitungen leiten die Potenzialunterschiede zwischen zwei Elektroden ab.

Ableitung I: rot – gelb

Ableitung II: rot – grün

Ableitung III: gelb – grün

Zusätzlich gibt es die Ableitungen nach Goldberger. Bei diesen werden zwei Elektroden zusammengeschaltet und somit eine indifferente Elektrode erzeugt, die ein konstantes Potenzial hat. Die übrig gebliebene dritte Elektrode wird als differente Elektrode bezeichnet. Somit kann die effektive Potenzialänderung am Ort dieser dritten Elektrode abgeleitet werden.

aVR: in Richtung roter Elektrode (augmented voltage right)

aVL: in Richtung gelber Elektrode (augmented voltage left)

aVF: in Richtung grüner Elektrode (augmented voltage foot)

Die vorher genannten Ableitungen leiten das elektrische Signal des Herzens in der Frontalebene ab. Um zusätzliche Informationen aus der Horizontalebene zu gewinnen, leitet man 6 Ableitungen über Brustwandelektroden nach Wilson ab.

Das 12-Kanal-EKG ergibt sich aus den:

• 3 Ableitungen nach Einthoven
• 3 Ableitungen nach Goldberger
• 6 Ableitungen nach Wilson

Die verschiedenen Ableitungen können bestimmten Regionen des Herzens zugeordnet werden. So zeichnen die Ableitungen I und aVL zum Beispiel die Seitenwand des linken Ventrikels auf. Eine Veränderung in den Ableitungen I und aVL gibt somit einen Hinweis für eine Pathologie in diesem Bereich. Folgend haben wir die verschiedenen Ableitungen und ihre zugehörigen Regionen dargestellt. Wenn ihr etwas Zeit habt, solltet ihr diese auswendig lernen. Wenn man sich die Lage der Elektroden und Ableitungen vorstellt, kann man sich die einzelnen Bereiche auch gut herleiten.

 Info

EKG-Regionen

I & aVL = Seitenwand linker Ventrikel
II & III & aVF = inferior (untere Wand)
V1 & V2 = septal/rechtsventrikulär
V3 & V4 = Vorderwand linker Ventrikel
V5 & V6 = Seitenwand linker Ventrikel & Herzspitze

V7 & V8 & V9 = Hinterwand linker Ventrikel

Linksventrikulär = I, aVL, V4-V6
Rechtsventrikulär = V3R-V4R, V1, V2

Die Veränderungen der einzelnen Ableitungen über die Zeit werden nun in Form eines EKGs abgeleitet.

EKG-Kurve

Betrachten wir die abgeleitete EKG-Kurve im Detail:

P-Welle

Die erste Welle im EKG wird als P-Welle bezeichnet. Diese korreliert mit der Vorhoferregung.

Zu Beginn der P-Welle gibt der Sinusknoten den Takt an. Da im EKG nur größere elektrische Erregungen registriert werden, ist der Sinusknoten im EKG nicht sichtbar.

PQ-Strecke

Nach der P-Welle folgt die PQ-Strecke. Sie reicht vom Ende der P-Welle bis zum Anfang des QRS-Komplexes.

Die PQ-Strecke entspricht der Überleitungszeit vom Vorhof auf die Kammern, hauptsächlich bedingt durch die Verzögerung im AV-Knoten. Sie ist im Oberflächen-EKG nicht sichtbar. Sie ist daher eine flache Linie, dies bezeichnet man auch als isoelektrisch.

QRS-Komplex

Anschließend folgt der QRS-Komplex, der die Depolarisation der Ventrikel abbildet.

ST-Strecke

Nach dem QRS-Komplex folgt die ST-Strecke, die ebenfalls wie die PQ-Strecke isoelektrisch verläuft. Die ST-Strecke ist die Zeit zwischen vollständiger Depolarisation der Ventrikel und dem Beginn der Repolarisation.

T-Welle

Die T-Welle stellt die Repolarisation der Ventrikel dar.

EKG-Intervalle

Zusätzlich gibt es noch sogenannte Intervalle.

Das PQ-Intervall beinhaltet die P-Welle und PQ-Strecke.

Das QT-Intervall geht vom Anfang der Q-Zacke bis zum Ende der T-Welle.

EKG-Zeiten

Die Wellen und Intervalle dauern eine bestimmte Zeit, die bei der Analyse des EKGs wichtig sind. Diese Zeiten sollte man sich gut einprägen und nach Möglichkeit auswendig lernen.

Das EKG wird auf speziell genormten EKG-Papier geschrieben. Die Höhe der EKG-Zacken oder Wellen wird in Millivolt (mV) angegeben. Auf dem EKG-Papier entsprechen 10 mm also 2 große Kästchen 1 Millivolt.

Die Länge der elektrischen Erregung wird in Millisekunden (ms) angegeben.

Es gibt zwei Schreibgeschwindigkeiten, auf die man achten sollte: 25 und 50 mm/s. Bei 25 mm/s ist ein kleines Kästchen 40 ms lang und ein großes 200 ms. Da das EKG-Papier bei 50 mm/s doppelt so schnell vorgeschoben wird, verkürzt sich die Zeit eines kleinen Kästchens auf 20 ms und eines großen auf 100 ms.

Die verschiedenen Ableitungen werden nebeneinander auf dem EKG-Papier dargestellt. Auf dem Papier stehen noch weitere Angaben, wie die Schreibgeschwindigkeit. Häufig interpretiert das EKG-Gerät die Kurven bereits automatisch und gibt zum Beispiel eine errechnete Herzfrequenz oder Auffälligkeiten aus. Diese sind allerdings immer mit Vorsicht zu genießen und sollten kritisch hinterfragt werden.

Wir haben einen Algorithmus erstellt, den ihr bei jeder EKG-Auswertung Schritt-für-Schritt durchgehen könnt. Wenn ihr bei einem Punkt im Algorithmus auf eine Auffälligkeit gestoßen seid, ist es wichtig, dass ihr den Algorithmus trotzdem noch bis zum Ende durchgeht, damit ihr eine weitere Auffälligkeit nicht überseht.

Die einzelnen Punkte gehen wir im Folgenden im Detail durch.

 Merke

Die EKG-Auswertung sollte strukturiert anhand eines Algorithmus erfolgen. Dieser kann wie folgt aussehen:

1. Frequenz
2. Rhythmik
3. Lagetyp
4. P-Welle
5. Q-Zacke
6. QRS-Komplex
7. ST-Strecke
8. T-Welle

Um die Frequenz zu bestimmen, sucht man sich eine Ableitung aus und bestimmt zuerst den zeitlichen Abstand zwischen zwei R-Zacken. Anschließend teilt man 60.000 durch den Abstand: 60.000/Abstand in ms.

In diesem Beispiel beträgt der Abstand 15 kleine Kästchen also bei 25 mm/s Schreibgeschwindigkeit 600 ms oder 0,6 Sekunden. Das ergibt eine Herzfrequenz von 100 pro Minute. Da die Abstände zwischen den einzelnen R-Zacken im Verlauf variieren können, sollte man mehrere Abschnitte analysieren.

Ab einer Herzfrequenz von über 100/min spricht man von einer Tachykardie, bei unter 60/min von einer Bradykardie.

Bei der Analyse des Rhythmus kann man sich ebenfalls an den R-R Abständen orientieren. Diesen kann man entweder anhand der kleinen oder großen Kästchen abzählen, durchzirkeln oder anhand des Kardiologentricks mit einem Blatt Papier bestimmen. Hierzu nimmt man ein leeres Blatt und markiert zwei R-R Abstände. Anschließend kann man das Blatt über die weiteren R-R Abstände legen.

Am letzten Beispiel erkennen wir, dass sich eine leichte Unregelmäßigkeit ergeben hat. Geringe Arrhythmien können physiologisch durch die Atmung bedingt sein. Dies wird als respiratorische Arrhythmie bezeichnet. Man sollte den Rhythmus möglichst über eine längere Zeit untersuchen.

 Tipp

Sinusrhythmus

Zusätzlich zu den Abständen zwischen den R-Zacken sollte man auf die P-Wellen achten. Ein Sinusrhythmus ist ein vom Sinusknoten gesteuerter Herzrhythmus mit sinustypischen P-Wellen (positive P-Wellen, negativ in aVR, in V1 häufig biphasisch), und regelmäßigem P-P-Intervall (mit möglicher respiratorischer Sinusarrhythmie). In der klassischen Form besteht eine 1:1-Überleitung auf die Kammern (jeder P-Welle folgt ein QRS-Komplex); bei AV-Überleitungsstörungen (z.B. AV-Block Typ Wenckebach) kann trotz fortbestehender Sinusaktivität die 1:1-Überleitung fehlen, ohne dass die Rhythmusquelle ihren Ursprung im Sinusknoten verliert.

In diesem vereinfachten Beispiel können wir P-Wellen erkennen, die einen klaren Bezug zum QRS-Komplex haben und normal konfiguriert sind. Es liegt somit ein Sinusrhythmus, also ein regelmäßiger Herzschlag, der durch den Sinusknoten angegeben wird, vor.

 Merke

Ein Sinusrhythmus ist definiert durch:

• Regelmäßige P-Wellen & konstante P-P-Intervalle
• P-Wellen: positiv (außer aVR & V1)
• Auf jede P-Welle muss QRS-Komplex folgen

 Definition

Der Lagetyp beschreibt die elektrische Herzachse in der Frontalebene und gibt Aufschluss über die Richtung der Hauptaktivierung der Herzkammern. Er kann Hinweise auf verschiedene Erkrankungen geben.

Bestimmung des Lagetyps mit Tabelle:

Zur Bestimmung des Lagetyps schaut man sich zunächst an, ob der QRS-Komplex überwiegend positiv oder überwiegend negativ ist, wobei die resultierende positive bzw. negative QRS-Fläche und nicht die maximale Ausschlaghöhe maßgeblich ist.

Anhand der folgenden Tabelle lässt sich der Lagetyp bestimmen.

 Tipp

Da der Steiltyp und Indifferenztyp in den Ableitungen nach Einthoven häufig schwer zu unterscheiden sind, kann man sich die Ableitung aVL zur Hilfe nehmen. Ist sie positiv, handelt es sich um einen Indifferenztyp, ist sie negativ, um einen Steiltyp.

 Info

Beispiel

In diesem Beispiel sind die Ableitungen I und II positiv und III negativ. Es liegt also ein Linkstyp vor.

 Info

Die Darstellung mit „+“ und „–“ ist eine Vereinfachung und beschreibt lediglich, ob der QRS-Komplex überwiegend positiv oder negativ ist. Maßgeblich ist dabei stets die resultierende QRS-Fläche (Vektorsumme) und nicht die maximale Ausschlagshöhe.
Bei Grenzlagetypen können einzelne Ableitungen isoelektrisch oder nur gering positiv/negativ sein; in diesen Fällen ist zur sicheren Einordnung die ergänzende Beurteilung von aVF und aVR erforderlich.

aVF – Beurteilung der vertikalen Achse

• QRS positiv in aVF: Hauptvektor zeigt nach kaudal → Indifferenztyp bis Rechtstyp
• QRS negativ in aVF: Hauptvektor zeigt nach kranial → Linkstyp oder überdrehter Linkstyp

→ Besonders hilfreich bei Grenzfällen zwischen Indifferenz- und Linkstyp bzw. Indifferenz- und Rechtstyp

aVR – Plausibilitätskontrolle und Extremachsen

• QRS negativ in aVR: physiologischer Normalbefund
• QRS isoelektrisch in aVR: Achse etwa senkrecht zu aVR → häufig Grenzlagetyp
• QRS positiv in aVR: Achse zeigt nach rechts-kranial → überdrehter Rechtstyp oder technischer Fehler (z. B. Elektrodenvertauschung)

→ aVR dient vor allem der Abgrenzung pathologischer Extremachsen und der Fehlerkontrolle

Bestimmung des Lagetyps mit Cabrera-Kreis:

• Grundidee:
  • Die elektrische Herzachse ist die Richtung des Summationsvektors der QRS-Erregung
  • Im Cabrera-Kreis ist jede Extremitätenableitung einem festen Winkel (in Grad) zugeordnet (z. B. I = 0°, aVF = +90°)
  • Der Lagetyp ergibt sich aus dem Winkel zwischen der elektrischen Herzachse und Ableitung I
• Vorgehen – Schritt für Schritt:
  1. Größte R-Zacke in den Extremitätenableitungen suchen → zeigt die Richtung des Summationsvektors
  2. Cabrera-Kreis nutzen: Der Vektor verläuft etwa parallel zur Ableitung mit größter R-Zacke
  3. Winkel im Kreis ablesen → daraus ergibt sich der Lagetyp

 Info

Beispiel

• EKG-Befund:
  • In Ableitung II ist die R-Zacke am höchsten
  • In Ableitung I ist die R-Zacke kleiner
  • In Ableitung III ist die R-Zacke noch kleiner
• Interpretation: II > I > III → Indifferenztyp

Die P-Welle sollte halbrund sein. Zusätzlich sollte sie einen direkten Bezug zum folgenden QRS-Komplex haben und positiv sein. In der Ableitung aVR ist eine negative und in V1 eine biphasische P-Welle normal. Zusätzlich sollten die P-Wellen uniform sein. Das heißt, alle P-Wellen in einer Ableitung sehen gleich oder zumindest sehr ähnlich aus. Sind diese Kriterien erfüllt, liegt ein Sinusrhythmus vor. Das heißt, die Erregung wird im Sinusknoten gebildet und breitet sich regelrecht über die Vorhöfe aus.

Die P-Welle sollte maximal 100 ms lang sein und nicht höher als 0,25 mV. Das PQ-Intervall sollte maximal 200 ms lang sein.

 Merke

P-Welle

• Halbrund
• QRS-Bezug
• Positiv (bis auf V1 & aVR)
• Uniform

 Merke

Nomenklatur

• Q-Zacke: Erste negative Auslenkung vor der R-Zacke
• R-Zacke: Erste positive Auslenkung
• R′ (R-Strich): Zweite positive Auslenkung, z. B. bei rsR′
• S-Zacke: Erste negative Auslenkung nach der R-Zacke
• Schreibweise
  • Großbuchstaben (Q, R, S): Größere Auslenkung
  • Kleinbuchstaben (q, r, s): Kleinere Auslenkung
• Strich (′): Zweite Zacke gleicher Richtung, z. B. r′ nach r

 QRS-Komplex

Der QRS-Komplex besteht aus der Q-Zacke und der R- sowie der S-Zacke. Der QRS-Komplex ist abhängig von der Herzfrequenz ca. 80 ms breit. Er sollte jedoch maximal 100 ms breit sein.

Er korreliert mit der Depolarisation der Ventrikel.

Q-Zacke

Die Q-Zacke sollte maximal 40 ms lang sein und maximal ¼ der Tiefe der R-Zacke aufweisen.

Ein kleines, schmales Q ist in I und aVL sowie V5/V6 physiologisch, da es die Septumerregung von links nach rechts widerspiegelt.

R/S-Umschlag

Weiterhin sollte man sich die Progression der R-Zacke über den Brustwandableitungen anschauen. Über der Brustwand nimmt die Tiefe der S-Zacke kontinuierlich ab und die Höhe der R-Zacke kontinuierlich zu. Dies bezeichnet man als R-Progression.

Bleibt eine S-Zacke bis in V6 bestehen, bezeichnet man dies als S-Persistenz. Den Punkt, an dem R größer als S wird, bezeichnet man als R/S-Umschlag. In diesem Beispiel liegt der R/S-Umschlag bei V2/3, dies ist als physiologisch zu bewerten.

Sokolow-Lyon-Index

Zusätzlich kann man den sogenannten Sokolow-Lyon-Index berechnen. Dieser kann Hinweise auf eine links- oder rechtsventrikuläre Hypertrophie geben. Zur Berechnung wird die höchste Amplitude in mV der S-Zacke in V1 oder V2 mit der höchsten R-Zacke in V5 oder V6 addiert. Ein Ergebnis von über 3,5 mV spricht für eine Linksherzhypertrophie.

Um eine Rechtsherzhypertrophie festzustellen, addiert man das höchste R in V1/V2 mit dem tiefsten S in V5/V6. In diesem Fall gilt ein Index über 1,05 mV als pathologisch.

 Merke

Sokolow-Lyon-Index

Linksherzhypertrophie:

• Kriterium: Amplitude S in V1/V2 + R in V5/V6 = >3,5 mV

Rechtsherzhypertrophie:

• Kriterium: Amplitude R in V1/V2 + S in V5/V6 = >1,05 mV

Die ST-Strecke sollte isoelektrisch, also auf einer Höhe mit der PQ-Strecke sein und horizontal verlaufen. Die Höhe wird am J-Punkt gemessen. Dieser befindet sich auf der Höhe der isoelektrischen Linie am Übergang des QRS-Komplexes zur ST-Strecke.

T-Welle

Die T-Welle sollte halbrund und positiv sein. In aVR und V1 kann sie negativ sein.

Physiologisch liegt ein konkordantes T vor. Das heißt, bei einem positiven QRS-Komplex sind auch die T-Wellen positiv und umgekehrt. Die Höhe der T-Welle sollte maximal 2/3 der Höhe von R betragen. In V1 und V2 kann diese auch höher sein.

QT-Zeit

Die QT-Zeit spiegelt die Erregung und die Erregungsrückbildung der Kammern wider. Man sollte die frequenzkorrigierte QT-Zeit berechnen. Diese wird mit QTc gekennzeichnet und berechnet sich nach der Bazett-Formel:

Link zum Download

Für viele praktische EKG-Fallbeispiele zum Üben siehe Ordner EKG-Fallbeispiele oder EKG-Fallbeispiele-Kurs.

Anhand des folgenden EKGs kannst du die EKG-Auswertung üben. Wenn du auf das Bild klickst, kommst du zur beispielhaften Auswertung des EKGs.