Herzschrittmacher

Schrittmacher Aggregat

Schrittmacher-Aggregate sind ungefähr so groß wie eine Streichholzschachtel. Das Gehäuse besteht aus Titan und enthält eine Batterie und einen Impulsgenerator. Die Haltbarkeit der Batterie hängt von der Herzrhythmusstörung und dem Modell ab. Bei dauerhafter Stimulation, z.B. aufgrund eines höhergradigen AV-Blocks besteht eine geringere Haltbarkeit als bei gelegentlicher Stimulation. Bei neuen Modellen besteht eine Haltbarkeit von ca. 5-15 Jahren. Die Implantation erfolgt in der Regel auf der nicht-dominanten Körperseite zwischen dem M. pectoralis und seiner Muskelfaszie.

Schrittmacher-Elektroden/-Sonden

Die Sonden sind isolierte Drähte, die die elektrische Aktivität des Herzens erfassen und Stromimpulse von Aggregat zum Herzen weiterleiten können. Das distale Ende der Elektrode liegt entweder im rechten Vorhof, im rechten Ventrikel oder im Sinus coronarius. Die Elektroden sind über eine kleine Schraube oder einen kleinen Anker im Myokard befestigt, damit es zu keiner Dislokation bei einer Bewegung kommt. Die Elektroden werden in der Regel über die V. subclavia oder die V. brachiocephalica zum Herzen vorgeschoben.

Funktionsweise

Die Elektroden registrieren die elektrische Aktivität des Herzens und leiten diese zum Schrittmacheraggregat (1). Das Schrittmacheraggregat analysiert das EKG (2) und gibt je nach Programmierung einen elektrischen Impuls ab (3). Der Impuls wird über die Sonden zum Herzen geleitet und über die Elektroden an das Myokard abgegeben (4). Dieser Stromimpuls ist im Schrittmacher-EKG als sogenannter Schrittmacher-Spike sichtbar (5). Im Im Myokard löst der elektrische Impuls eine elektrische Erregung (6) aus, die eine Kontraktion oder die Beendigung einer tachykarden Herzrhythmusstörung bewirken kann. Im unten dargestellten Beispiel verläuft die elektrische Erregung über die Vorhöfe (6). Die Erregung stellt sich im EKG als P-Welle dar (7).

Antibradykarde Herzschrittmacher werden zur Therapie von bradykarden Herzrhythmusstörungen verwendet. Sie kommen bei folgenden Indikationen zum Einsatz:

• Sick-Sinus-Syndrom, SA-Blöcke
• AV-Block II° Typ Mobitz, AV-Block III°
• Symptomatische Bradykardien (Synkopen, Herzinsuffizienz, Adams-Stokes-Anfälle)
• Bradykardes Vorhofflimmern
• Passager (z.B. bei einem akuten Myokardinfarkt oder bei einer Intoxikation)

Je nach Herzrhythmusstörung erfolgt die Anwendung verschiedener Modi. Je nach Indikation sind unterschiedlich viele Sonden notwendig:

• Einkammer-Schrittmacher: eine Sonde im rechten Vorhof (1)
• Zweikammer-Schrittmacher: eine Sonde im rechten Vorhof (1) und eine Sonde in der rechten Kammer (2)
• Dreikammer-Schrittmacher: eine Sonde im rechten Vorhof (1), eine Sonde in der rechten Kammer (2) und eine Sonde im Sinus coronarius (3)

Zur Darstellung der Funktion von antibradykarden Schrittmachern wurde eine Buchstabenkodierung entwickelt. Diese besteht im klinischen Alltag in der Regel aus drei Buchstaben. Der erste Buchstabe gibt den Stimulationsort, der zweite den Ort der Signalwahrnehmung und der dritte die Reaktion des Schrittmachers an.

• 1. Stimulationsort: Ort, an den die Erregung abgegeben wird
  • A = Atrium
  • V = Ventrikel
  • D = Dual (Atrium und Ventrikel)

• 2. Ort der Signalwahrnehmung: Ort, an dem die Erregung des Herzens erfasst wird
  • A = Atrium
  • V = Ventrikel
  • D = Dual (Atrium und Ventrikel)

• 3. Reaktion: Antwort des Schrittmachers auf eine registrierte elektrische Aktivität des Herzens

• 

  • I = Inhibierung
    • Es erfolgt eine durchgehende Stimulation des Myokards durch den Schrittmacher. Wenn das Herz eine elektrische Eigenaktivität aufweist, wird die Stimulation des Schrittmachers pausiert/inhibiert
    • z.B.: es liegt eine Sinusbradykardie von 30 vor ➜ Herzfrequenz zu gering ➜ Schrittmacher stimuliert, da die Stimulationsfrequenz des Schrittmachers über der des Sinusknotens liegt ➜ Sinusknoten weist vorübergehend eine Stimulationsfrequenz von über 70 auf ➜ Schrittmachererregung wird gehemmt

• T = Triggerung
  • Es erfolgt nur eine Stimulation des Myokards durch den Schrittmacher, wenn eine Eigenaktivität des Herzens registriert wird
  • z.B.: es liegt ein AV-Block vor ➜ atriale Schrittmacherelektrode erfasst eine Vorhoferregung –> Erregung wird physiologisch aufgrund des AV-Blocks nicht auf die Ventrikel übergeleitet ➜ erfasste Erregung im Vorhof wird an das Schrittmacheraggregat weitergeleitet und löst eine Stimulation des Myokards im Ventrikel über die Schrittmacherelektrode im Ventrikel aus
• D = Dual (Inhibierung und Triggerung)
  • z.B.: es liegt eine Sinusbradykardie und ein AV-Block vor
  • Bei bestehender Sinusbradykardie erfolgt eine Stimulation über die atriale Sonde (1, 3). Erzeugt der Sinusknoten jedoch eine ausreichend hohe Herzfrequenz erfolgt keine Stimulation über die atriale Sonde (= AAI) (2, 4)
  • Die Erregung des Vorhofs (entweder durch die Schrittmacherstimulation (1, 3) oder physiologisch durch den Sinusknoten (2, 4) ausgelöst) kann aufgrund des AV-Blocks nicht auf die Ventrikel übergeleitet werden ➜ Die Vorhoferregung wird erfasst und führt zu einer Stimulation über die ventrikuläre Sonde (= VAT) (3, 4). Sollte die Erregung jedoch physiologisch übergeleitet werden, erfasst die ventrikuläre Sonde die Erregung in den Ventrikeln und hemmt die Schrittmacheraktivität (= VVI) (1, 2)

Schrittmacher-Modi

In den Beispielen dargestellte Modi noch einmal erklärt:

• AAI-Schrittmacher: Es erfolgt eine Stimulation im Atrium (AAI). Wenn im Atrium eine Erregung wahrgenommen wird erfolgt folgende Aktion (AAI): Die Schrittmacherstimulation wird inhibiert (AAI)
  • z.B. bei Sinusbradykardie mit intakter AV-Überleitung ➜ Es kommt zu einer dauerhaften Stimulation im Atrium (AAI), wenn im Atrium jedoch eine Eigenaktivität wahrgenommen wird (AAI) erfolgt keine Stimulation (AAI)

• VAT-Schrittmacher: Es erfolgt eine Stimulation im Ventrikel (VAT). Wenn im Atrium eine Erregung wahrgenommen wird erfolgt folgende Aktion (VAT): Triggerung der Stimulation im Ventrikel (VAT)
  • z.B. bei AV-Block ➜ Es kommt zu einer Stimulation des Ventrikels (VAT), wenn im Atrium (VAT) eine Erregung wahrgenommen wird. Die Stimulation erfolgt nur bei wahrgenommener Erregung im Atrium (VAT)

• VVI-Schrittmacher: Es erfolgt eine Stimulation im Ventrikel (VVI). Wenn im Ventrikel eine Erregung wahrgenommen wird erfolgt folgende Aktion (VVI): Die Schrittmacherstimulation wird inhibiert (VVI)
  • z.B. bei Bradyarrhythmia absoluta im Rahmen eines Vorhofflimmerns ➜ Es kommt zu einer dauerhaften Stimulation im Ventrikel (VVI), wenn im Ventrikel jedoch eine Eigenaktivität (z.B. durch einen intermittierenden normofrequenten Sinusrhythmus mit folgender physiologischer ventrikulärer Erregung) wahrgenommen wird (VVI) erfolgt keine Stimulation (VVI)

• In der Regel erfolgt die Programmierung im DDD-Modus: Vorhöfe werden stimuliert, wenn keine Eigenaktivität besteht und Kammern werden stimuliert, wenn keine Überleitung erfolgt. Bei einer physiologischen Eigenerregung der Vorhöfe und/oder Überleitung auf die Kammern erfolgt keine Stimulation

Selten wird auch eine vierte und fünfte Position zur Beschreibung der Schrittmacher-Funktion verwendet:

• 4. Position: Frequenzadaptierung
  • R = Frequenzadaptierung vorhanden (z.B. Steigerung bei Sport durch Messung der Beschleunigung oder des Atemminutenvolumens)
  • 0 = keine Frequenzadaptierung
• Multifokale Stimulation: Stimulation an mehreren Stellen in einer Kammer
  • A = Atrium (mehrere Stimulationsorte im Vorhof/Stimulation im rechten und linken Vorhof)
  • V = Ventrikel (mehrere Stimulationsorte in der Kammer/Stimulation in der rechten und linken Kammer)
  • D = Dual (mehrere Stimulationsorte auf Vorhof- und Kammerebene)
  • 0 = Keine

 Info

Der DDDR-Schrittmacher kommt der physiologischen Herzaktion am nächsten. Heutzutage erfolgt überwiegend die Implantation von DDDR-Schrittmachern. Der Modus kann je nach Indikation angepasst werden. Wird z.B. nur ein AAI-Schrittmacher aufgrund einer Sinusbradykardie implantiert und kommt es im Verlauf zusätzlich zu einem AV-Block, muss die Implantation einer weiteren ventrikulären Sonde erfolgen.

 Tipp

Manchmal ist es einfacher, den Code rückwärts zu lesen: z.B. AAI ➜ I➜A➜A: Es erfolgt eine Inhibition der Impulsabgabe durch den Schrittmacher, wenn im Atrium eine Eigenaktivität erfasst wird. Die Impulsabgabe bei ausbleibender Eigenaktivität erfolgt im Atrium.

VAT ➜ T➜A➜V: Es erfolgt eine Triggerung der Impulsabgabe durch den Schrittmacher, wenn im Atrium eine Eigenaktivität erfasst wird. Die Impulsabgabe erfolgt im Ventrikel.

Antitachykarde Herzschrittmacher werden zur Therapie von tachykarden Herzrhythmusstörungen wie ventrikulären Tachykardien oder einem Kammerflimmern verwendet. Sie können eine ventrikuläre Tachykardie oder ein Kammerflimmern identifizieren und mittels einem antitachykarden Pacing (ATP) und/oder einer Defibrillation beenden. Die ICD-Elektroden sind an zwei Stellen von Metallspiralen, die einen Elektroschock abgeben können, umgeben. Die obere Metallspirale liegt in der Nähe der V. cava superior und die untere am rechten Ventrikel. Zwischen den beiden Elektroden läuft der Strom bei der Schockabgabe. Anhand der Metallspiralen lässt sich ein ICD radiologisch von einem Herzschrittmacher unterscheiden. Das Aggregat sieht radiologisch gleich aus. Ein ICD kann auch die Funktion eines Einkammer-Schrittmachers ausführen.

Ein ICD sollte nur bei einer Lebenserwartung von deutlich über einem Jahr implantiert werden.

ICDs kommen bei folgenden Indikationen zum Einsatz:

• Primärprophylaxe: Erhöhtes Risiko für einen plötzlichen Herztod
  • z.B. Herzinsuffizienz mit einer ischämischen Genese und einer LVEF <35% trotz einer optimalen medikamentösen Herzinsuffizienztherapie für die Dauer von mindestens 3 Monaten
    • Es sollte keine Implantation erfolgen, wenn es in den letzten 40 Tagen zu einem Herzinfarkt kam
    • Überbrückend bis zur definitiven Therapie kann ein externer Defibrillator (LiveVest®️) getragen werden
  • z.B. Kardiomyopathie/Herzerkrankung mit einem hohen Risiko für maligne Herzrhythmusstörungen: z.B. hypertrophe obstruktive Kardiomyopathie, arrhythmogene rechtsventrikuläre Kardiomyopathie, Long-QT-Syndrom oder Brugada-Syndrom
• Sekundärprophylaxe: Nach überlebtem Kammerflimmern oder einer ventrikulären Tachykardie mit einer hämodynamischen Instabilität (nicht, wenn es eine reversible Ursache gibt oder das Ereignis innerhalb von 48 Stunden nach einem Myokardinfarkt aufgetreten ist)

Bei der kardialen Resynchronisationstherapie (CRT) und den entsprechenden CRT-Systemen liegt eine Sonde im rechten Vorhof, eine Sonde in der rechten Herzkammer und eine Sonde im Sinus coronarius. Über die Sonde im Sinus coronarius kann die Hinterwand des linken Ventrikels epikardial stimuliert werden (aufgrund der hohen Druckverhältnisse liegt die Sonde nicht direkt im linken Ventrikel. Sie wird über die V. cava superior und den rechten Vorhof in den Sinus coronarius eingeführt). Die CRT-Systeme werden zur Wiederherstellung einer synchronen Kontraktion der Ventrikel implantiert. Hierdurch soll die Auswurfleistung verbessert werden. Sie kommen daher im Rahmen der Herzinsuffizienztherapie zum Einsatz.

Die Indikation besteht bei einer Herzinsuffizienz mit einer LVEF unter 35% trotz einer optimalen Herzinsuffizienztherapie und einem bestehenden Linksschenkelblock (auch bei einer hochgradigen Herzinsuffizienz mit einem Rechtsschenkelblock oder bei einer hochgradigen Herzinsuffizienz und der Indikation für einen Herzschrittmacher sollte eine CRT-Implantation evaluiert werden.

• Bei einem Linksschenkelblock kommt es zuerst zu einer Erregung der rechten Kammer und einer verzögerten Erregung der linken Herzkammer. Durch die Stimulation des linken Ventrikels soll die Erregung und somit die Kontraktion der rechten und linken Herzkammer synchronisiert werden. Hierdurch kann die Auswurfleistung und somit die Ausprägung einer Herzinsuffizienz verbessert werden

• Erfolgt eine rechtsventrikuläre Schrittmacherstimulation kommt es ebenfalls zu einer asynchronen Erregung der Kammern, da quasi ein iatrogener Linksschenkelblock besteht. Bei Personen mit einer erhaltenen LVEF stellt dies in der Regel kein Problem dar. Bei einer reduzierten LVEF und einer bestehenden Indikation für einen antibradykarden Herzschrittmacher, sollte jedoch evaluiert werden, ob unmittelbar eine CRT-Implantation erfolgen sollte, um eine asynchrone Kontraktion zu verhindern

Formen von CRT-Systemen

• CRT-D-System: Resynchronisationsfunktion + Herzschrittmacherfunktion + Defibrillatorfunktion wie ein ICD
• CRT-P-System: Resynchronisationsfunktion + Herzschrittmacherfunktion, ohne Defibrillatorfunktion

Nach der Implantation eines Herzschrittmachers/ICDs/CRT-Systems

• Radiologische Kontrolle der richtigen Lage (siehe Röntgen-Bilder im Abschnitt Antitachykarde Schrittmacher (ICD)):
  • Aggregat: in der Regel rechts oder links infraklavikulär
  • Elektrode(n) mit Spitzenprojektion auf das rechte Herzohr oder den rechten Ventrikel (Spitze stellt sich links der Wirbelsäule dar) und ggf. den Sinus coronarius (p.a. Elektrode verläuft auf Höhe des rechten Vorhofs nach links lateral ➜ Seitaufnahme: Elektrode des Sinus coronarius liegt weiter dorsal als die rechtsventrikuläre Elektrode)
  • ICD: Elektrode an zwei Stellen von einer Metallspirale umhüllt (obere projiziert auf die V. cava superior, untere auf den rechten Ventrikel) und dicker als Schrittmacherelektroden
• Schrittmacher-Kontrolle
• Vorübergehende körperliche Schonung, insbesondere des Armes und der Schulter der operierten Seite

Schrittmachersyndrom

• Bei VVI-Schrittmacher möglich: asynchrone retrograde Vorhoferregung ➜ gleichzeitige Vorhofkontraktion und Kammerkontraktion ➜ Vorhofkontraktion gegen die geschlossene AV-Klappe ➜ ggf. Hypotonie, Dyspnoe, Schwindel, Synkopen und Palpitationen

Schrittmacherinduzierte Reentrytachykardie

• Bei VAT-Schrittmacher möglich: registrierte Vorhofaktivität ➜ Stimulation des Ventrikels ➜ über den AV-Knoten kann es zu einer retrograden Erregung auf die Vorhöfe kommen ➜ ggf. Registrierung dieser Aktivität durch die Vorhofsonde ➜ erneute ventrikuläre Stimulation mit einer Reentrytachykardie

Infektion der Schrittmachertasche oder Schrittmacher-assoziierte Endokarditis

•  ➜ langfristige Antibiotikatherapie oder ggf. Explantation notwendig

Ausfall des Herzschrittmachers

• z.B. durch eine Kurzwellentherapie oder magnetische Felder (z.B. durch ein MRT➜ Herstellerangaben genau beachten: neue Herzschrittmacher sind ggf. MRT-fähig)
• z.B. durch eine Perforation oder Dislokation der Schrittmachersonde
• z.B. durch einen Kabeldefekt oder eine defekte oder leere Batterie

 Achtung

Es sollten regelmäßige Kontrollen des Schrittmachers/ICDs/CRTs erfolgen. Hinweise für eine Sondendislokation können z.B. ein Kribbelgefühl im Arm oder eine Stimulation des Zwerchfells sein. Bei Fieber sollte auch an eine Infektion des Systems gedacht werden.

Für praktische EKG-Fallbeispiele zum Thema zum Üben der EKG-Auswertung siehe: EKG-Fallbeispiel 4.3, EKG-Fallbeispiel 7, EKG-Fallbeispiel 17

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