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Klinische EKG-Interpretation

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Fehlfunktionen eines Herzschrittmachers, Fehlerbehebung und EKG

Das konventionelle Oberflächen-EKG kann die folgenden Arten von Schrittmacherdysfunktionen aufdecken:

  • Capture-Versagen (engl. failure to capture, FTC; to capture = einfangen), was bedeutet, dass die Stimulationen des Herzschrittmachers zu keiner Myokardialaktivierung führen. Als „Capture“ wird die erfolgreiche Depolarisation der Vorhöfe/Ventrikel nach Stimulation bezeichnet.
  • Stimulationsversagen (engl. failure to pace, FTP), was bedeutet, dass der Herzschrittmacher nicht stimuliert, wenn es erwartet wird.
  • Oversensing (Überinterpretation bei der Reizerfassung), was bedeutet, dass der Herzschrittmacher Signale wahrnimmt, die keine echten P-Wellen oder R-Wellen sind, und als funktionierende Spontanaktivität fehlinterpretiert. Das Erfassen solcher Signale hemmt normalerweise den Herzschrittmacher. Oversensing kann so zu Unterstimulation führen.
  • Undersensing (unzureichende Reizerfassung, auch engl. failure to sense), was bedeutet, dass wahre P-Wellen oder R-Wellen nicht wahrgenommen werden. Undersensing kann zu unnötigen Stimulationen führen.
  • Misslungene Frequenzanpassung (engl. failure to rate adjust), was bedeutet, dass der Herzschrittmacher seine Frequenz nicht an die hämodynamischen Bedürfnissen anpasst. Dies ist nur bei frequenzanpassenden Schrittmachern relevant.

Diese Fehlfunktionen führen typischerweise zu fehlenden Stimulationsartefakten, deplatzierten Stimulationsartefakten, unregelmäßiger Stimulation usw. Die meisten Fälle von Fehlfunktionen sind mit der Elektronik im Impulsgenerator oder mit einer Verlegung oder einem Abbruch der Elektroden assoziiert. Äußere Ursachen sind seltener und umfassen Elektrolytstörungen, Stoffwechselstörungen, Hypoxämie, Antiarrhythmika oder elektromagnetische Störungen, die durch andere Maschinen/Geräte verursacht werden.

Im Folgenden sind EKG-Aufzeichnungen dargestellt, die die verschiedenen Arten von Fehlfunktionen demonstrieren.

Abbildung 1. Stimulationsversagen (failure to pace).
Abbildung 1. Stimulationsversagen (failure to pace).
Abbildung 2. Undersensing (failure to sense). Eine Vorhofstimulation tritt nach der intrinsischen P-Welle auf.
Abbildung 2. Undersensing (failure to sense). Eine Vorhofstimulation tritt nach der intrinsischen P-Welle auf.
Abbildung 3. Capture-Versagen (failure to capture). Der Schrittmacher stimuliert im Vorhof, es sind aber keine P-Wellen sichtbar, was darauf hindeutet, dass die Vorhöfe nicht depolarisiert werden.
Abbildung 3. Capture-Versagen (failure to capture). Der Schrittmacher stimuliert im Vorhof, es sind aber keine P-Wellen sichtbar, was darauf hindeutet, dass die Vorhöfe nicht depolarisiert werden.
Abbildung 4. Intermittierendes Capture-Versagen (failure to capture).
Abbildung 4. Intermittierendes Capture-Versagen (failure to capture).
Abbildung 5. Capture-Versagen (failure to capture) während der Refraktärzeit.
Abbildung 5. Capture-Versagen (failure to capture) während der Refraktärzeit.
Abbildung 6. Tachyarrhythmie mit ventrikulärer Stimulation.
Abbildung 6. Tachyarrhythmie mit ventrikulärer Stimulation.

Capture-Versagen (failure to capture)

Definition: Eine Stimulation führt zu keiner myokardialen Aktivierung.

Es sollten zwei Arten des Capture-Versagens unterschieden werden:

  • Ein echtes Capture-Versagen tritt auf, wenn ein Stimulus, der erwartungsgemäß zu einer Aktivierung führen sollte, dies nicht tut. Dies kann auf eine unzureichende Reizenergie oder auf eine Elektrodenverlegung/ein Elektrodenabbruch zurückzuführen sein.
  • Ein funktionelles Capture-Versagen tritt auf, wenn während der myokardialen Refraktärzeit ein Stimulus abgegeben wird. Ein Stimulus, der während der Refraktärzeit abgegeben wird, sollte zu keiner Aktivierung führen, da das Myokard refraktär ist.

Die häufigste Ursache des Capture-Versagens ist eine unzureichende Stimulusenergie. Moderne Herzschrittmacher verfügen über integrierte Funktionen, um die Stimulusamplitude und -breite entsprechend der myokardialen Erregbarkeit zu kalibrieren. Dies geschieht durch wiederholtes Stimulieren mit allmählich abnehmender Energiemengen, bis der Stimulus keine Aktivierung mehr auslöst. Der Herzschrittmacher wird dann auf die minimale Energie eingestellt, die zur Aktivierung des Myokards benötigt wird (häufig mit einer Sicherheitsmarge). Die meisten Herzschrittmacher führen solche Kalibrierungen mehrmals täglich durch und enthalten einen Backup-Algorithmus, der einen Stimulus liefert, wenn Capture-Versagen bestätigt wird.

Oversensing

Ein oversensing tritt auf, wenn ein Herzschrittmacher elektrische Aktivität erkennt, die er fälschlicherweise als atriale (P-Welle) oder ventrikuläre Aktivität (R-Welle) interpretiert. Die Signale, die ein oversensing verursachen, sind möglicherweise im Oberflächen-EKG nicht sichtbar.

Ein oversensing kann auch auftreten, wenn elektrische Ereignisse in einer Kammer durch die Elektrode in der anderen Kammer wahrgenommen werden, was zu einer unangemessenen Hemmung des Herzschrittmachers in letzterer Kammer führt. Diese Art des oversensing wird als pacemaker crosstalk (Schrittmacher-Übersprechen) bezeichnet.

Ein oversensing kann auch auftreten, wenn die ventrikuläre Elektrode die T-Welle als R-Welle interpretiert.

Beim DDD-Schrittmacher führt ein oversensing im Vorhof zu einer rapiden ventrikulären Stimulation.

Beim DDI-Schrittmacher führt ein oversensing im Vorhof zu einer ventrikulären Unterstimulation.

Undersensing

Ein undersensing tritt auf, wenn ein Herzschrittmacher die Herzaktivität nicht erkennt. Dies kann auf eine Verlegung oder einen Abbruch der Elektroden oder auf einen unzureichenden Myokardkontakt zurückzuführen sein. Es kann auch an der niedrigen Amplitude (Spannung) der Potenziale liegen, die durch das aktivierte Myokard erzeugt werden.

Ein funktionelles undersensing tritt auf, wenn der Herzschrittmacher während des Zeitraums, in dem die Reizerfassung deaktiviert ist, keine intrinsische Aktivität wahrnimmt. Dies ist eine angemessene Form des undersensing und wurde schon zuvor diskutiert (siehe unter „PVARP“).

Undersensing kann zur Überstimulation führen, da der Herzschrittmacher keine fortlaufenden Aktivitäten wahrnimmt. Anzeichen einer Überstimulation sollten immer zu dem Verdacht auf oversensing führen.

Tachyarrhythmien

Wenn die ventrikuläre Schrittmacherstimulation durch atriale Aktivität ausgelöst wird, können Tachyarrhythmien in folgenden Situationen auftreten:

  • Eine supraventrikuläre Tachyarrhythmie (z.B. Vorhofflimmern) kann auf die Ventrikel übertragen werden.
  • Wenn es dem ventrikulären Impuls gelingt, über das His-Bündel in retrograder Richtung zurück zu den Vorhöfen zu gelangen, kann er eine weitere ventrikuläre Stimulation auslösen. Dies kann zu einer Endlosschleifen-Tachykardie (engl. endless loop tachycardia) führen, die auch als schrittmachervermittelte Tachyarrhythmie/Tachykardie (engl. pacemaker mediated tachyarrhythmia/tachycardia, PMT) bezeichnet wird. Eine PMT kann beendet werden, indem ein Magnet über den Impulsgenerator platziert wird. Moderne Herzschrittmacher enthalten oft Algorithmen, die eine PMT erkennen und beenden.
  • Bei einer Überempfindung im Atrium kann das ventrikuläre Tempo unangemessen zunehmen.

In einem vorigen Kapitel wurde schon erläutert, dass die PVARP, der Moduswechsel und die eingestellte Maximalfrequenz Mittel zur Verhinderung dieser Tachyarrhythmien sind. PVARP bedeutet, dass die Vorhofelektrode nach jeder ventrikulären Stimulation für einen bestimmten Zeitraum refraktär ist. Moduswechsel bedeutet, dass der Herzschrittmacher die Triggerfunktion während supraventrikulärer Tachyarrhythmien inaktiviert. Es ist auch zu beachten, dass schrittmachervermittelte Tachyarrhythmien die Maximalfrequenz des Herzschrittmachers, welche normalerweise auf 160 Schläge pro Minute eingestellt ist, nicht überschreiten kann.

Andere mit Schrittmacher assoziierte Tachyarrhythmien

Frequenzanpassung

Der Sensor, der die Frequenzanpassung ermöglicht, kann Signale falsch interpretieren und davon ausgehen, dass die Person physisch aktiv ist, und so die ventrikuläre Rate erhöhen. Sensoren, die Bewegungen aufzeichnen (Beschleunigungsmesser), können beispielsweise äußere Vibrationen als körperliche Aktivität fehlinterpretieren.

Runaway-Schrittmacher

Der Begriff Runaway-Schrittmacher bezeichnet einen potenziell lebensbedrohlichen Zustand, bei dem der Herzschrittmacher >200 Mal pro Minute abfeuert, was in ein Kammerflimmern resultieren kann. Die häufigste Ursache ist ein Batterieausfall oder äußere Schäden. Die Platzierung eines Magneten über dem Impulsgenerator kann die Arrhythmie möglicherweise auflösen, es können jedoch auch aggressivere Maßnahmen erforderlich sein.

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