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Klinische EKG-Interpretation

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  1. Klinische Elektrokardiographie und EKG-Interpretation
    6Themen
  2. Arrhythmologie
    24Themen
  3. Koronare (Ischämische) Herzkrankheit, akuten Koronarsyndromen und Myokardinfarkt
    21Themen
  4. Leitungsverzögerung: AV-Blöcke, Schenkelblöcke, Faszikelblöcke
    11Themen
  5. Atriale und ventrikuläre Hypertrophie und Dilatation
    5Themen
  6. Medikamente & Elektrolytstörung
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  7. Genetik, Syndrome & Verschiedene Bedingungen
    7Themen
  8. Belastungstest (Laufbandtest, Belastungs-EKG)
    6Themen
  9. Herzschrittmacher und Herzgeräte crt icd
    6Themen
  10. Pädiatrisches und neonatales EKG
    4Themen
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Die EKG-Ableitungen: Elektroden, Extremitätenableitungen, Brustwandableitungen, 12-Kanal-EKG

Bevor wir über die EKG-Ableitungen und Ableitsysteme sprechen, müssen wir den Unterschied zwischen EKG-Ableitungen und EKG-Elektroden klären. Eine Elektrode ist ein leitfähiges Pad, das an der Haut befestigt ist und die Aufzeichnung von elektrischen Strömen ermöglicht. Eine EKG-Ableitung ist eine grafische Beschreibung der elektrischen Aktivität des Herzens und wird durch die Analyse mehrerer Elektroden erzeugt. Mit anderen Worten, jede EKG-Ableitung wird durch eine Analyse der elektrischen Ströme berechnet, die von mehreren Elektroden aufgezeichnet werden. Das Standard-EKG – das als 12-Kanal-EKG bezeichnet wird, da es 12 Ableitungen enthält – wird mit 10 Elektroden aufgezeichnet. Diese 12 Ableitungen bestehen aus zwei verschiedenen Typen von EKG-Ableitungen: Extremitätenableitungen und Brustwandableitungen. Die Brustwandableitungen können auch als präkordiale Ableitungen bezeichnet werden. In diesem Artikel werden die EKG-Ableitungen ausführlich behandelt, es sind keine Vorkenntnisse erforderlich. Beachten Sie, dass die Begriffe unipolare Ableitungen und bipolare Ableitungen nicht empfohlen werden, da alle EKG-Ableitungen bipolar sind, weil sie elektrische Ströme an zwei Messpunkten vergleichen.

Elektrophysiologische Grundlagen der EKG-Ableitungen

Die Bewegung geladener Teilchen erzeugt einen elektrischen Strom. In der Elektrokardiologie werden die geladenen Teilchen durch intra- und extrazelluläre Ionen (Na+, K+, Ca2+) dargestellt. Diese Ionen fließen über Zellmembranen (damit die Zelle de- und repolarisieren kann) und zwischen Zellen über Gap Junctions (damit sich das Aktionspotential zwischen den Zellen ausbreiten kann).

Der elektrische Potentialunterschied entsteht, wenn die elektrische Erregung sich durch das Herz bewegt. Die elektrische Potentialdifferenz ist definiert als die Differenz des elektrischen Potentials zwischen zwei Messpunkten. In der Elektrokardiologie sind diese Messpunkte die Hautelektroden. Daher ist die elektrische Potentialdifferenz die Differenz im elektrischen Potential, das von zwei (oder mehr) Elektroden erfasst wird.

In der vorherigen Erläuterung wurde erklärt, wie De- und Repolarisation elektrischen Strom erzeugen. Es wurde auch beschrieben, dass die elektrischen Ströme bis zur Haut geleitet werden, da die Gewebe und Flüssigkeiten, die das Herz umgeben – also eigentlich der gesamte menschliche Körper – als elektrische Leiter wirken. Durch das Anbringen von Elektroden auf der Haut ist es möglich, diese elektrischen Ströme zu erfassen. Der Elektrokardiograph (EKG-Gerät) vergleicht, verstärkt und filtert die von den Elektroden aufgezeichneten elektrischen Potentialunterschiede und präsentiert die Ergebnisse als EKG-Ableitungen. Jede EKG-Ableitung wird als Diagramm dargestellt (auch als Kurve bezeichnet).

12-Kanal-EKG

Zahlreiche EKG-Ableitungsysteme und Konstellationen von Ableitungen wurden getestet, aber das standardmäßige 12-Kanal-EKG ist immer noch das am häufigsten verwendete und das am wichtigsten zu beherrschende Ableitungsystem. Das 12-Kanal-EKG bietet hervorragende Möglichkeiten zur Diagnose von Pathologien. Wichtig ist, dass der Großteil der empfohlenen EKG-Kriterien (z.B. Kriterien für einen akuten Myokardinfarkt) mit dem 12-Kanal-EKG entwickelt und validiert wurde.

Das 12-Kanal-EKG zeigt, wie der Name schon sagt, 12 Ableitungen an, die mit zehn Elektroden aufgezeichnet werden. Drei dieser Ableitungen sind leicht zu verstehen, da sie einfach die Differenz elektrischer Potentiale sind, die von zwei Elektroden aufgezeichnet wurden. Eine davon ist die explorierende Elektrode, während die andere die Referenzelektrode ist. In den verbleibenden neun Ableitungen ist die explorierende Elektrode weiterhin nur eine Elektrode, aber die Referenzelektrode wird durch Kombination von zwei oder drei Elektroden gebildet.

Zu jedem Zeitpunkt während des Herzzyklus analysieren alle EKG-Ableitungen die gleichen elektrischen Ereignisse, jedoch aus verschiedenen Blickwinkeln. Das bedeutet, dass EKG-Ableitungen mit ähnlichen Winkeln ähnliche EKG-Kurven aufweisen müssen. Für einige Zwecke (z. B. die Diagnose einiger Arrhythmien) ist es nicht immer notwendig, alle Ableitungen zu analysieren, da die Diagnose oft durch die Untersuchung weniger Ableitungen gestellt werden kann. Auf der anderen Seite erhöht sich die Wahrscheinlichkeit, morphologische Veränderungen (z.B. einen Myokardinfarkt) zu erkennen, mit der Anzahl der Ableitungen. Das 12-Kanal-EKG ist ein Kompromiss zwischen Sensitivität, Spezifität und Durchführbarkeit. Natürlich würden 120 Ableitungen (was in mehreren Studien zum akuten Myokardinfarkt getestet wurde) die Sensitivität für viele Pathologien verbessern, allerdings auf Kosten der Spezifität und sicherlich der Durchführbarkeit. Das andere Extrem, nämlich wenn nur eine Ableitung verwendet würde, würde es ermöglichen, verschiedene Arrhythmien zu diagnostizieren, aber sicher nicht alle, und vor allem würde es nicht erlauben, morphologische Veränderungen im Herzen zu diagnostizieren. Später wird deutlich werden, warum mehrere Ableitungen notwendig sind, um morphologische Veränderungen zu diagnostizieren.

Das EKG-Papier

Der Elektrokardiograph zeigt in jeder Ableitung ein Diagramm. Die Spannung wird auf der vertikalen (Y)-Achse und der Zeit auf der horizontalen (X)-Achse des Diagramms dargestellt. Das EKG-Papier hat kleine Kästchen (dünne Linien) und große Kästchen (dicke Linien). Kleine Kästchen sind Quadrate von 1 mm2 und es gibt 5 kleine Kästchen in jedem großen Kästchen. Siehe Abbildung 15.

Bei normaler Verstärkung (Kalibrierung) entsprechen 10 mm auf der Y-Achse 1 mV. Somit entspricht 1 mm 0,1 mV. Die Amplitude (Höhe) einer Welle/Auslenkung wird vom Maximum der Welle/Auslenkung bis zur Grundlinie (auch als isoelektrische Linie bezeichnet) gemessen.

Die EKG-Papier-Vorschubgeschwindigkeit beträgt normalerweise 25 mm/s oder 50 mm/s (10 mm/s können für längere Aufnahmen verwendet werden). Alle modernen EKG-Geräte können zwischen diesen Vorschubgeschwindigkeiten wechseln, und die Wahl der Geschwindigkeit hat keine eigentliche Relevanz bei der EKG-Interpretation (obwohl die Kurven mit 50 mm/s besser abgegrenzt sind). Jeder, der die EKG-Interpretation beherrschen möchte, muss jede Papiergeschwindigkeit beherrschen. Die folgende Abbildung (Abbildung 15) zeigt die Unterschiede zwischen 50 mm/s und 25 mm/s. Diese Darstellung sollte sorgfältig betrachtet werden und es sollte auf die Unterschiede auf der X-Achse geachtet werden (es gibt keinen Unterschied auf der Y-Achse). Sowohl 25 mm/s als auch 50 mm/s werden verwendet, um die EKG-Aufzeichnungen in diesem Kurs zu präsentieren.

Abbildung 15. Das EKG-Raster.
Abbildung 15. Das EKG-Raster.

Wie aus Abbildung 15 hervorgeht:

  • 1 kleines Kästchen (1 mm) entspricht 0,02 Sekunden (20 Millisekunden) bei 50 mm/s.
  • 1 kleines Kästchen (1 mm) entspricht 0,04 Sekunden (40 Millisekunden) bei 25 mm/s.
  • 1 großes Kästchen (5 mm) entspricht 0,1 Sekunden (100 Millisekunden) bei 50 mm/s.
  • Ein großes Kästchen (5 mm) entspricht 0,2 Sekunden (200 Millisekunden) bei 25 mm/s.

Der Leser sollte diese Unterschiede kennen, da es oft notwendig ist, die Zeitdauer verschiedener Wellen und Intervalle im EKG manuell zu messen.

Ursprung der EKG-Ableitungen

Jede Ableitung stellt Unterschiede in elektrischen Potentialen dar, gemessen an zwei Punkten im Raum. Die einfachsten Ableitungen bestehen aus nur zwei Elektroden. Der Elektrokardiograph definiert eine Elektrode als explorierende (positive) Elektrode und die andere als (negative) Referenzelektrode. In den meisten Ableitungen besteht die Referenz jedoch tatsächlich aus einer Kombination von zwei oder drei Elektroden. Unabhängig davon, wie die explorierende Elektrode und die Referenzelektrode gebildet werden, wirken die Vektoren gleich auf die EKG-Kurve. Ein Vektor, der auf die explorierende Elektrode zusteuert, erzeugt eine positive Welle/Auslenkung und umgekehrt. Siehe Abbildung 16.

Abbildung 16. Der Elektrokardiograph erzeugt einen EKG-Ableitung, indem er die elektrische Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten im Raum vergleicht. In den einfachsten Ableitungen sind diese beiden Punkte zwei Elektroden (in dieser Abbildung dargestellt). Eine Elektrode dient als explorierende Elektrode (positiv) und die andere als Referenzelektrode. Der Elektrokardiograph ist so konstruiert, dass ein elektrischer Strom, der sich zur explorierenden Elektrode hin bewegt, eine positive Auslenkung ergibt und umgekehrt.
Abbildung 16. Der Elektrokardiograph erzeugt einen EKG-Ableitung, indem er die elektrische Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten im Raum vergleicht. In den einfachsten Ableitungen sind diese beiden Punkte zwei Elektroden (in dieser Abbildung dargestellt). Eine Elektrode dient als explorierende Elektrode (positiv) und die andere als Referenzelektrode. Der Elektrokardiograph ist so konstruiert, dass ein elektrischer Strom, der sich zur explorierenden Elektrode hin bewegt, eine positive Auslenkung ergibt und umgekehrt.

Anatomische Ebenen und EKG-Ableitungen

Die elektrische Aktivität des Herzens kann von der Horizontal- und der Frontalebene aus beobachtet werden. Die Fähigkeit einer Ableitung, Vektoren in einer bestimmten Ebene zu erfassen, hängt davon ab, in welchem Winkel die Ableitung zur Ebene steht, was wiederum von der Platzierung der explorierenden Elektrode und der Referenzelektrode abhängt.

Stellen Sie sich für pädagogische Zwecke eine Ableitung mit einer Elektrode am Kopf und der anderen Elektrode am linken Fuß vor. Diese Ableitung wäre vertikal ausgerichtet, vom Kopf zum Fuß. Die Ableitung läge also in der Frontalebene und würde hauptsächlich Vektoren erkennen, die in dieser Ebene liegen (siehe Abbildung 17 A) Stellen Sie nun eine Ableitung vor, bei der eine Elektrode auf dem Brustbein und die anderen Elektrode auf dem Rücken (auf der gleichen Höhe) platziert ist. Diese Ableitung wäre vom Rücken zur vorderen Brustwand ausgerichtet, läge also in der Horizontalebene. Diese Ableitung würde hauptsächlich Vektoren aufzeichnen, die in dieser Ebene liegen. Eine schematische Darstellung ist in Abbildung 15 enthalten. Siehe Abbildung 17 B.

Abbildung 17. Schematische Darstellung der Ausrichtung von Extremitätenableitungen und Brustwandableitungen.
Abbildung 17. Schematische Darstellung der Ausrichtung von Extremitätenableitungen und Brustwandableitungen.

Die sechs Extremitätenableitungen (I, II, III, aVF, aVR und aVL) haben eine explorierende Elektrode und eine Referenzelektrode in der Frontalebene. Diese Ableitungen eignen sich daher hervorragend zur Erfassung von Vektoren, die sich in der Frontalebene befinden. Die Brustwandableitungen (V1, V2, V3, V4, V5 und V6) hingegen haben explorierende Elektroden, die sich vorne an der Brustwand befinden, und den Referenzpunkt in der Brust. Daher eignen sich die Brustwandableitungen hervorragend zur Erfassung von Vektoren, die sich in der Horizontalebene befinden.

As mentioned earlier, only three leads, namely leads I, II and III (the original leads from Willem Einthoven), are derived with only two electrodes. The remaining nine leads use a calculated reference electrode that is the average of two or three electrodes. This will be clarified shortly.

Abbildung 18. Der Aufbau der Extremitätenableitungen. Beachten Sie, dass die Elektrode am rechten Bein an keiner Ableitung beteiligt ist, sondern als Erdungskabel dient. Die Ableitungen I, II und III sind die ursprünglichen Ableitungen von Einthoven und sie können als Einthovendreieck (untere Abbildung) dargestellt werden. Die Ableitungen aVR, aVL und aVF wurden von Goldberger konstruiert; ihr Referenzpunkt ist der Durchschnitt zweier Elektroden, diese werden also zusammengeschaltet. Ableitung aVR kann in Ableitung -aVR umgewandelt werden, was empfohlen wird, da dies die Interpretation erleichtern kann. Alle modernen EKG-Geräte sind in der Lage, sowohl aVR als auch –aVR darzustellen.
Abbildung 18. Der Aufbau der Extremitätenableitungen. Beachten Sie, dass die Elektrode am rechten Bein an keiner Ableitung beteiligt ist, sondern als Erdungskabel dient. Die Ableitungen I, II und III sind die ursprünglichen Ableitungen von Einthoven und sie können als Einthovendreieck (untere Abbildung) dargestellt werden. Die Ableitungen aVR, aVL und aVF wurden von Goldberger konstruiert; ihr Referenzpunkt ist der Durchschnitt zweier Elektroden, diese werden also zusammengeschaltet. Ableitung aVR kann in Ableitung -aVR umgewandelt werden, was empfohlen wird, da dies die Interpretation erleichtern kann. Alle modernen EKG-Geräte sind in der Lage, sowohl aVR als auch –aVR darzustellen.

Prinzipien der Extremitätenableitungen

Die Ableitungen I, II, III, aVF, aVL und aVR werden alle mit drei Elektroden abgeleitet, die auf dem rechten Arm, dem linken Arm und dem linken Bein platziert werden. Angesichts der Elektrodenplatzierungen erkennen diese Ableitungen hauptsächlich elektrische Aktivität des Herzens in der Frontalebene. Abbildung 18 zeigt, wie die Elektroden geschaltet sind, um diese sechs Ableitungen zu erhalten.

Um die Extremitätenableitungen zu erklären, werden Ableitung I und Ableitung aVF als Beispiele verwendet.

Bei Ableitung I dient die Elektrode am rechten Arm als Referenzelektrode, während die Elektrode am linken Arm als explorierende Elektrode dient. Das bedeutet, dass ein Vektor, der sich von rechts nach links bewegt, zu einer positiven Auslenkung in Ableitung I führen sollte. Beachten Sie, dass Ableitung I 0° in der Frontalebene definiert (Abbildung 18, das Koordinatensystem im oberen Bild). Das bedeutet auch, dass Ableitung I das Herz aus einem Winkel von 0° „betrachtet“. In der klinischen Praxis wird es üblicherweise so ausgedrückt, dass Ableitung I „die Seitenwand des linken Ventrikels betrachtet“. Die gleichen Prinzipien gelten für Ableitungen II und III.

In Ableitung aVF dient die Elektrode am linken Bein als explorierende Elektrode, und die Referenzelektrode entsteht durch Zusammenschaltung der beiden Armelektroden. Die Zusammenschaltung der Armelektroden ergibt eine Referenzelektrode direkt oberhalb der Elektrode des linken Beins. Daher sollte jeder Vektor, der sich in der Brust nach unten bewegt, eine positive Auslenkung in Ableitung aVF ergeben. Der Winkel, mit dem Ableitung aVF die elektrische Aktivität des Herzens erfasst, beträgt 90° (Abbildung 18). In der klinischen Praxis wird es üblicherweise so ausgedrückt, dass Ableitung aVF „die untere Wand des linken Ventrikels betrachtet“. Die gleichen Prinzipien gelten für Ableitungen aVR, und aVL.

Ableitungen II, aVF und III werden als inferiore Extremitätenableitungen bezeichnet, da sie hauptsächlich die untere Wand des linken Ventrikels betrachten (Abbildung 18, Koordinatensystem im oberen Bild). Ableitung aVL, I und –aVR werden als laterale Extremitätenableitungen bezeichnet, da sie hauptsächlich die Seitenwand des linken Ventrikels betrachten. Beachten Sie, dass sich Ableitung aVR von Ableitung –aVR (unten diskutiert) unterscheidet.

Alle sechs Extremitätenableitungen werden in einem Koordinatensystem dargestellt, das die rechte Seite von Abbildung 18 (Bild A) zeigt. Es gibt einen Abstand von 30° zwischen den Ableitungen, außer zwischen Ableitung I und Ableitung II, wo eine Lücke besteht. Um diese Lücke zu schließen, kann Ableitung aVR in Ableitung -aVR umgewandelt werden. Das ist in der Tat sinnvoll, da es die EKG-Interpretation erleichtert (z.B. die Interpretation von Ischämie und elektrischer Achse). Ob Ableitung aVR oder –aVR verwendet wird, hängt von länderspezifischen Gewohnheiten ab. In den USA wird die Ableitung aVR häufiger verwendet als –aVR. Alle modernen EKG-Geräte sind jedoch in der Lage, sowohl aVR als auch –aVR darzustellen, und wir empfehlen, dass –aVR verwendet wird, da dies die EKG-Interpretation erleichtert. In jedem Fall kann der Kliniker einfach zwischen aVR und –aVR wechseln, ohne das EKG-Gerät umzustellen. Das ist einfach durch Drehen der EKG-Kurve auf den Kopf möglich.

Eine ausführlichere Erklärung der Extremitätenableitungen folgt.

EKG Ableitung I, II und III (Ableitungen nach Einthoven)

Die Ableitungen I, II und III vergleichen elektrische Potentialunterschiede zwischen zwei Elektroden. Ableitung I vergleicht die Elektrode am linken Arm mit der Elektrode am rechten Arm, wobei erstere die explorierende Elektrode ist. Man kann sagen, dass Ableitung I das Herz „von links“ betrachtet, weil die explorierende Elektrode links platziert ist (in einem Winkel von 0°, siehe Abbildung 18). Ableitung II vergleicht das linke Bein mit dem rechten Arm, wobei die Beinelektrode die explorierende Elektrode ist. Daher betrachtet Ableitung II das Herz aus einem Winkel von 60°. Ableitung III vergleicht das linke Bein mit dem linken Arm, wobei die Beinelektrode die explorierende Elektrode ist. Ableitung III betrachtet das Herz aus einem Winkel von 120° (Abbildung 18).

Die Ableitungen I, II und III sind die ursprünglichen Ableitungen nach Willem Einthoven. Die räumliche Anordnung dieser Ableitungen bildet ein Dreieck in der Brust (Einthoven-Dreieck), das in Abbildung 18 B dargestellt ist.

Nach dem Kirchhoff’schen Gesetz muss die Summe aller Ströme in einem geschlossenen Kreislauf gleich null sein. Da das Einthoven-Dreieck als eine Schaltung angesehen werden kann, sollte dafür die gleiche Regel gelten. So entsteht das Gesetz nach Einthoven:

Ableitung I + Ableitung III = Ableitung II

Das Gesetz nach Einthoven.

Dieses Gesetz impliziert, dass die Summe der Potenziale in Ableitung I und Ableitung III dem Potenzial in Ableitung II entspricht. In der klinischen Elektrokardiographie bedeutet dies, dass die Amplitude von beispielsweise der R-Zacke in Ableitung II der Summe der R-Zacken-Amplituden in Ableitung I und III entspricht. Daraus folgt, dass wir nur die Informationen aus zwei Ableitungen kennen müssen, um die verbleibende Ableitung zu berechnen. Daher enthalten diese drei Ableitungen tatsächlich nur zwei Informationen, die aus drei Blickwinkeln beobachtet werden.

EKG-Ableitung aVR, aVF und aVL (Ableitungen nach Goldberger)

Diese Ableitungen wurden ursprünglich von Emanuel Goldberger konstruiert. In diesen Ableitungen wird die explorierende Elektrode mit einer Referenzelektrode verglichen, die auf der Zusammenschaltung der beiden anderen Extremitätenelektroden basiert. Der Buchstabe a steht für „augmented“ (verstärkt), V für „voltage“ (Spannung) und R ist rechter Arm, L ist linker Arm und F ist Fuß.

In aVR ist der rechte Arm die explorierende Elektrode und die Referenzelektrode besteht aus einer Zusammenschaltung des linken Arms und des linken Beins. Ableitung aVR kann in Ableitung -aVR umgewandelt werden (was bedeutet, dass die explorierende Eletrode und die Referenzelektrode die Positionen tauschen). -aVR ist also identisch zu aVR, aber auf dem Kopf stehend. Die Umkehrung von aVR in -aVR hat drei Vorteile:

  • -aVR schließt die Lücke zwischen Ableitung I und Ableitung II im Koordinatensystem.
  • -aVR erleichtert die Berechnung der elektrischen Achse des Herzens.
  • -avR verbessert die Diagnose von akuter Ischämie/Infarkt (inferiore und laterale Ischämie/Infarkt).

Trotz dieser Vorteile wird Ableitung aVR in vielen Ländern leider immer noch verwendet. Glücklicherweise können alle modernen EKG-Geräte so eingestellt werden, dass sie entweder aVR oder –aVR. anzeigen. Wir empfehlen die Verwendung von –aVR., aber für die Zwecke dieses Kurses werden wir häufig beide Ableitungen zeigen. Wenn nur eine dieser Ableitungen angezeigt wird, kann der Leser sie einfach auf den Kopf stellen, um eine Blick auf die gewünschte Ableitung zu erhalten. Schließlich ist anzumerken, dass nur sehr wenige EKG-Diagnosen von Ableitung aVR/–aVR abhängen.

In Ableitung aVL liegt die explorierende Elektrode auf dem linken Arm, die Ableitung betrachtet das Herz somit von –30°. Bei Ableitung aVF wird die explorierende Elektrode auf dem linken Bein platziert, sodass diese Ableitung das Herz direkt von unten (kaudal) beobachtet.

Da Goldbergers Ableitungen aus den gleichen Elektroden wie Einthovens Ableitungen bestehen, ist es nicht verwunderlich, dass all diese Ableitungen eine mathematische Beziehung zueinander haben. Es gelten folgende Gleichungen:

aVL: (Ableitung I – Ableitung III) / 2

–aVR: (Ableitung I + Ableitung II) / 2

aVF: (Ableitung II + Ableitung III) / 2

Die Gleichungen nach Goldberger.

Daraus folgt, dass die EKG-Kurve in Ableitung aVF an einem spezifischen Zeitpunkt dem Durchschnitt der EKG-Kurven in den Ableitungen II und III entspricht. Daher können die Ableitungen aVR/–aVR, aVL und aVF mithilfe der Ableitungen I, II und IIII berechnet werden. Aus diesem Grund bieten diese Ableitungen (aVF, aVR/–aVR, aVL) keine neuen Informationen, sondern nur neue Blickwinkel, um dieselben Informationen zu zeigen.

Anatomische Aspekte der Extremitätenableitungen

  • II, aVF und III: werden als inferiore (diaphragmale) Extremitätenableitungen bezeichnet und betrachten hauptsächlich den unteren Bereich des linken Ventrikels.
  • aVL, I und –aVR: werden als laterale Extremitätenableitungen bezeichnet und beobachten hauptsächlich den lateralen Bereich des linken Ventrikels.

Brustwandableitungen (Ableitungen nach Wilson)

Abbildung 19. Die Brustwandableitungen. Beachte die Wilson'sche Sammelelektrode.
Abbildung 19. Die Brustwandableitungen. Beachte die Wilson’sche Sammelelektrode.

Frank Wilson und Kollegen führten eine Sammelelektrode ein, die später als Wilson’sche Sammelelektrode bezeichnet wurde. Diese Sammelelektrode ist ein theoretischer Bezugspunkt, der sich ungefähr im Zentrum des Thorax oder genauer gesagt im Zentrum des Einthoven-Dreiecks befindet. Die Wilson’sche Sammelelektrode wird berechnet, indem alle drei Extremitätenelektroden (über einen elektrischen Widerstand) zusammengeschaltet werden. Diese Zusammenschaltung stellt den Durchschnitt der elektrischen Potentiale dar, die in den Extremitätenelektroden aufgezeichnet wurden. Im Idealfall ist die Summe dieser Potentiale null (Kirchoff’sches Gesetz). Die Wilson’sche Sammelelektrode dient als Referenzpunkt für jede der sechs Elektroden, die an der vorderen Brustwand angeordnet sind. Die Brustwandableitungen werden gebildet, indem die elektrischen Potentiale der Wilson’schen Sammelelektrode mit den Potentialen verglichen werden, die jeweils von den an der Brustwand platzierten Elektroden aufgezeichnet werden. Es gibt sechs Elektroden an der Brustwand und somit sechs Brustwandableitungen (Abbildung 19). Jede Brustwandableitung liefert einzigartige Informationen, die nicht mathematisch über andere Ableitungen berechnet werden können. Da die explorierende Elektrode und die Referenzelektrode in der Horizontalebene platziert sind, betrachten diese Ableitungen hauptsächlich Vektoren, die sich in dieser Ebene bewegen.

Die Platzierung der Brustwandableitungen

  • V1: vierter Interkostalraum rechts des Sternums.
  • V2: vierter Interkostalraum links des Sternums.
  • V3: schräg zwischen V2 und V4 platziert.
  • V4: zwischen Rippe 5 und 6 in der Medioklavikularlinie.
  • V5: auf der gleichen Höhe wie V4 platziert, jedoch in der vorderen Axillarlinie.
  • V6: auf der gleichen Höhe wie V4 und V5 platziert, aber in der mittleren Axillarlinie.

Haare im Brustbereich sollten vor der Platzierung der Elektroden rasiert werden. Dies verbessert die Qualität der Aufzeichnung.

Anatomische Aspekte der Brustwandableitungen

  • V1-V2 („Septumableitungen“): betrachten hauptsächlich das Ventrikelseptum, können aber gelegentlich EKG-Veränderungen zeigen, die vom rechten Ventrikel ausgehen. Beachten Sie, dass keine der Ableitungen im 12-Kanal-EKG ausreicht, um Vektoren des rechten Ventrikels zu erfassen.
  • V3-V4 („anteriore Ableitungen“): betrachten die vordere Wand des linken Ventrikels.
  • V5-V6 („anterolaterale Ableitungen“): betrachten die Seitenwand des linken Ventrikels.

Abbildung 20 zeigt die Gesamtansicht aller Ableitungen im 12-Kanal-EKG.

Abbildung 20. Das 12-Kanal-EKG zeichnet Informationen über die elektrische Aktivität des linken Ventrikels (und weniger des rechten Ventrikels) auf. Wie in der Abbildung oben zu sehen, hat der linke Ventrikel die Form einer Kugel. Der linke Ventrikel ist traditionell in vier Wände unterteilt, und die obige Abbildung zeigt, welche Ableitungen die elektrische Aktivität jeder Wand am besten darstellen.
Abbildung 20. Das 12-Kanal-EKG zeichnet Informationen über die elektrische Aktivität des linken Ventrikels (und weniger des rechten Ventrikels) auf. Wie in der Abbildung oben zu sehen, hat der linke Ventrikel die Form einer Kugel. Der linke Ventrikel ist traditionell in vier Wände unterteilt, und die obige Abbildung zeigt, welche Ableitungen die elektrische Aktivität jeder Wand am besten darstellen.

Präsentation der EKG-Ableitungen

Die EKG-Ableitungen können chronologisch (dh I, II, III, aVL, aVR, aVL, V1 bis V6) oder entsprechend ihrer anatomischen Winkel angeordnet werden. Die chronologische Reihenfolge beachtet nicht, dass die Ableitungen aVL, I und –aVR alle das Herz aus einem ähnlichen Blickwinkel betrachten dass es die Diagnostik verbessern kann, sie nebeneinander zu platzieren. Das Cabrera-Format sollte bevorzugt werden. Im Cabrera-Format werden die Ableitungen in ihre anatomische Reihenfolge gebracht. Die inferioren Extremitätenableitungen (II, aVF und III) werden nebeneinander gestellt, entsprechend jeweils auch die lateralen Extremitätenableitungen und die Brustwandableitungen. Wie bereits erwähnt, erleichtert die Umwandlung von Ableitung aVR in –aVR die Befundung zusätzlich. Alle modernen EKG-Geräte können die Ableitungen im Cabrera-Format anzeigen, das immer bevorzugt werden sollte. Das folgende EKG zeigt ein Beispiel für das Cabrera-Format, bei dem aVR in –aVR invertiert wird. Man beachte den klaren Übergang zwischen den Kurvenformen in benachbarten Ableitungen.

Abbildung 21. Präsentation des EKG-Ableitungen im Cabrera-Format, aVR wurde invertiert zu –aVR.
Abbildung 21. Präsentation des EKG-Ableitungen im Cabrera-Format, aVR wurde invertiert zu –aVR.

Zusätzliche (ergänzende) EKG Ableitungen

Es gibt Pathologien, die bei der Verwendung eines 12-Kanal-EKGs übersehen werden können. Glücklicherweise haben Wissenschaftler die Verwendung zusätzlicher Ableitungen zur Verbesserung der Diagnostik in solchen Fällen validiert. Diese werden im Folgenden erläutert.

Rechtsventrikuläre Ischämie/Infarzierung: EKG-Ableitung V3R, V4R, V5R und V6R

Ein Infarkt des rechten Ventrikels ist ungewöhnlich, kann jedoch auftreten, wenn die rechte Koronararterie proximal verschlossen ist. Keine der Standardableitungen im 12-Kanal-EKG ist für die Diagnose eines rechtsventrikulären Infarkts ausreichend. V1 und V2 können jedoch gelegentlich EKG-Veränderungen aufweisen, die auf eine Ischämie im rechten Ventrikel hindeuten. In solchen Situationen wird empfohlen, zusätzliche Ableitungen an der rechten Brustwand anzubringen. Diese Ableitungen sind V3R, V4R, V5R und V6R, die an denselben anatomischen Punkten wie ihre linkseitigen Äquivalente platziert werden. Siehe Abbildung 22.

Abbildung 22. Die rechtsseitigen Brustwandableitungen bei rechtsventrikulärem Infarkt. Diese Ableitungen sollten ergänzt werden, falls der Verdacht auf einen rechtsventrikulären Infarkt besteht.
Abbildung 22. Die rechtsseitigen Brustwandableitungen bei rechtsventrikulärem Infarkt. Diese Ableitungen sollten ergänzt werden, falls der Verdacht auf einen rechtsventrikulären Infarkt besteht.

Posterolaterale Ischämie/Infarkt: EKG-Ableitungen V7, V8 und V9

Im Hinblick auf Myokardischämie und -infarkt ist die Erhöhung der ST-Strecke (später diskutiert) ein alarmierender Befund, da diese ein Zeichen für eine ausgedehnte Ischämie ist. Ischämische ST-Strecken-Hebungen werden häufig von ST-Strecken-Senkungen in EKG-Ableitungen begleitet, die den ischämischen Vektor aus dem entgegengesetzten Winkel betrachten. Solche ST-Strecken-Senkungen werden daher als reziproke ST-Strecken-Senkungen bezeichnet, da sie Spiegelbilder der ST-Strecken-Hebungen sind. Da das Herz in der Brust jedoch um etwa 30° nach links gedreht ist (Abbildung 23), sind die basalen Teile der lateralen linken Ventrikelwand etwas nach hinten verlagert (weshalb dies als posterolaterale Wand bezeichnet wird). Elektrische Aktivität, die von diesem Teil des linken Ventrikels ausgeht (in Abbildung 23 mit einem Pfeil markiert), kann mit den Standardableitungen nicht ohne weiteres nachgewiesen werden, aber die reziproken Veränderungen (ST-Strecken-Senkungen) werden häufig in V1-V3 beobachtet. Um die posterior gelegenen ST-Strecken-Hebungen zu erfassen, muss man die Ableitungen V7, V8 und V9 auf dem Rücken des Patienten anbringen.

Bitte beachten Sie, dass der rechtsventrikuläre Infarkt und der posterolaterale Infarkt später ausführlich besprochen werden.

Abbildung 23. Posteriore Brustwandableitungen können einen  posterioren ST-Strecken-Hebungs-Infarkt zeigen. Diese Ableitungen sollten zusätzlich platziert werden, wenn das EKG einen Hinweis auf posterolaterale Ischämie zeigt.
Abbildung 23. Posteriore Brustwandableitungen können einen posterioren ST-Strecken-Hebungs-Infarkt zeigen. Diese Ableitungen sollten zusätzlich platziert werden, wenn das EKG einen Hinweis auf posterolaterale Ischämie zeigt.

Alternative EKG-Ableitungssysteme

Abbildung 24. Alternative EKG-Ableitungssysteme.
Abbildung 24. Alternative EKG-Ableitungssysteme.

Die konventionelle Platzierung von Elektroden kann in manchen Situationen suboptimal sein. Elektroden, die sich distal auf den Extremitäten befinden, zeichnen beispielsweise während der Belastungsergometrie zu viele Störungen durch Muskelaktivität auf; Elektroden an der Brustwand können im Falle einer Reanimation oder bei einer echokardiographischen Untersuchung usw. ungeeignet sein. Es gibt Bemühungen, alternative Elektrodenplatzierungen zu finden und die Anzahl der Elektroden ohne Informationsverlust zu reduzieren. Im Allgemeinen können Ableitungsysteme mit weniger als 10 Elektroden durchaus verwendet werden, um alle Standardableitungen des 12-Kanal-EKGs automatisch zu berechnen. Solche berechneten EKG-Kurven sind den ursprünglichen 12-Kanal-EKG-Kurven sehr ähnlich, mit einigen geringfügigen Unterschieden, die sich in Amplituden und Intervallen zeigen können.

Als Faustregel gilt, dass modifizierte Ableitungsysteme in der Lage sind, Arrhythmien vollständig zu diagnostizieren, aber man sollte vorsichtig sein, wenn man diese Systeme zur Diagnose morphologischer Veränderungen (z.B. Ischämie) verwendet, da diese von Amplitudenkriterien und Intervallen abhängen. Da die alternative Elektrodenplatzierung diese beeinflussen kann, können falsch-positive und falsch-negativen EKG-Kriterien resultieren. Und tatsächlich kann bei einer Myokardischämie ein Millimeter einen lebensbedrohlichen Unterschied ausmachen.

Ableitungsysteme mit reduzierter Elektrodenzahl werden immer noch täglich zum Nachweis von Ischämie-Episoden bei stationären Patienten eingesetzt. Das erklärt sich dadurch, dass bei einer kontinuierlichen Überwachung — d.h. bei der Bewertung von EKG-Veränderungen im Zeitverlauf — die punktuelle EKG-Erfassung von untergeordneter Bedeutung ist. Stattdessen liegt der Fokus auf der Dynamik des EKGs und in diesem Szenario ist die einzelne Aufzeichnung von geringem Interesse.

Mason-Likar-EKG-Ableitungen

Das Ableitungsystem von Mason-Likar beschreibt, dass die Elektroden der Extremitäten zum Rumpf hin verlegt wurden. Das wird bei allen Arten der EKG-Überwachung (Arrhythmien, Ischämie usw.) verwendet. Die Anordnung wird ebenfalls für Belastungstests verwendet (da sie Signalstörungen durch Muskelarbeit der Extremitäten vermeidet). Wie oben erwähnt, kann die einzelne Aufzeichnung geringfügig variieren (in den Amplituden), sodass es nicht zulässig ist, eine Ischämie anhand einer einzelnen Aufzeichnung zu diagnostizieren. Zur Ischämie-Überwachung im Zeitverlauf ist Mason-Likar jedoch ein nützliches System. Siehe Abbildung 24 A.

Platzierung der Elektroden nach Mason-Likar

Die Elektroden des linken und rechten Arms werden auf den Rumpf verlagert und jeweils in der Fossa infraclavicularis 2 cm unter dem Schlüsselbein platziert.(Abbildung 24 A). Die Elektrode des linken Beins wird in die vordere Axillarlinie zwischen Beckenkamm und der unterster Rippe platziert. Die Elektrode des rechten Beins kann auf der rechten Seite über dem Beckenkämm platziert werden. Die Platzierung der Brustwandableitungen wird nicht verändert.

Reduzierte EKG-Systeme

Wie oben erwähnt, ist es möglich, (mathematisch) ein 12-Kanal-System mit weniger als 10 Elektroden zu konstruieren. Im Allgemeinen erzeugen mathematisch abgeleitete Ableitungsysteme EKG-Kurven, die fast identisch mit dem herkömmlichen 12-Kanal-EKG sind – jedoch nur fast. Die am häufigsten verwendeten Ableitungssysteme sind die Ableitung nach Frank und „EASI“.

Die Ableitung nach Frank

Das System nach Frank ist das gebräuchlichste der reduzierten Ableitungssysteme. Es wird mit Hilfe von 7 Elektroden gebildet (Abbildung 22 B). Unter Verwendung dieser Ableitungen werden 3 orthogonale Ableitungen (X, Y und Z) abgeleitet. Diese Ableitungen werden in der Vektorkardiographie (VCG) verwendet. Orthogonal bedeutet, dass die Ableitungen senkrecht zueinander stehen. Diese Ableitungen bieten eine dreidimensionale Sicht auf den Herzvektor während des Herzzyklus. Die Vektoren werden als Loop-Diagramme mit separaten Schleifen für P-, QRS-, T- und den U-Vektor dargestellt. Die Vektorkardiographie kann jedoch dem 12-Kanal-EKG angenähert werden, und entsprechend auch umgekehrt, das 12-Kanal-EKG kann der Vektorkardiographie angenähert werden. Die VCG hat jedoch in den letzten Jahrzehnten an Bedeutung verloren, da sich gezeigt hat, dass die VCG für die meisten Bedingungen eine sehr geringe Spezifität aufweist. Die VCG wird hier nicht weiter diskutiert.

Platzierung der Elektroden

Die Elektroden werden horizontal im 5. Interkostalraum platziert.

  • A wird links in der mittleren Axillarlinie platziert.
  • C wird zwischen E und A platziert.
  • H wird auf dem Hals platziert.
  • E wird auf dem Sternum platziert.
  • I wird rechts in der mittleren Axillarlinie platziert
  • M wird auf der Wirbelsäule platziert.
  • F wird auf dem linken Knöchel platziert.

Ableitung X wird von A, C und I gebildet. Ableitung Y wird von F, M und H gebildet. Ableitung Z wird von A, M, I, E und C gebildet.

EASI Ableitung

EASI bietet eine gute Annäherung an das herkömmliche 12-Kanal-EKG. EASI kann jedoch auch EKG-Kurven mit Amplituden und Dauern erzeugen, die sich vom 12-Kanal-EKG unterscheiden. Dieses Ableitungssystem wird durch die Verwendung der Elektroden I, E und A aus den Frank’schen Ableitungen und durch Hinzufügen der Elektrode S auf dem Manubrium Sterni gebildet. EASI liefert auch orthogonale Informationen. Siehe Abbildung 22.

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