Herzschrittmacher

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Einkammerschrittmacher der Fa. Guidant (explantiert nach regulärer Batterieerschöpfung). Foto von 2005
Einkammer-Herzschrittmacher (VVI) auf einem Röntgenbild

Ein Herzschrittmacher (HSM) oder Pacemaker (PM) (englisch „Schrittmacher“) ist ein in der Medizin verwendetes Gerät. Es dient der Behandlung von Patienten mit zu langsamen Herzschlägen (Bradykardie).

Das Gerät stimuliert regelmäßig den Herzmuskel mit Hilfe von elektrischen Impulsen und regt diesen so zur Kontraktion an.

Streng genommen sind die natürlichen Taktgeber des Herzens, der Sinusknoten und ggf. der Atrioventrikularknoten, „natürliche Herzschrittmacher“; der Ausdruck wird aber ganz überwiegend für die künstlichen benutzt.

Geschichte[Bearbeiten]

Erste nichtimplantierte Herzschrittmacher[Bearbeiten]

In den 1950er wurden erste nichtimplantierbare Herzschrittmacher entworfen, unter anderem 1951 von dem Kanadier Wilfred Gordon Bigelow und 1952 von dem US-Amerikaner Paul Maurice Zoll.

Erste Implantationen[Bearbeiten]

Tragbare Herzschrittmacher wurden 1957 von Earl Bakken, dem Gründer von Medtronic entwickelt.

Erster implantierbarer Herzschrittmacher

Der erste vollständig in den menschlichen Körper eingebettete Herzschrittmacher wurde am 8. Oktober 1958 von dem Arzt Åke Senning und dem Ingenieur der Firma Siemens Elema, Rune Elmqvist, in Stockholm dem Patienten Arne Larsson eingepflanzt. Kurioserweise glaubten beide damals nicht an den langfristigen Erfolg der Herzschrittmacher. Das Gerät bestand aus zwei Transistoren, die in einer Kippschaltung arbeiteten, einem Nickel-Cadmium-Akkumulator[1][2] und einer Spule zum externen Aufladen dieses Akkumulators. Die Kapazität des Akkumulators war bereits nach kurzer Dauer erschöpft. Die elektronischen Bauelemente wurden in einer Schuhcremedose mit Epoxidharz vergossen. Die benötigten Elektroden, die die Stimulationsenergie an das Herz abgaben, waren fest mit dem Schrittmacher verbunden.

In Deutschland implantierte Heinz-Joachim Sykosch (* 1926) am 6. Oktober 1961 am Universitätsklinikum Düsseldorf den ersten rund 300 Gramm schweren Herzschrittmacher vom Typ Medtronic CHARDACK-GREATBATCH 5850, gegen den ausdrücklichen Willen seines damaligen Vorgesetzten.[3] Empfänger war der 19-jährige Hans Gerd Finkentey († 1987)[4], der nach einem Motorradunfall in Lebensgefahr schwebte. Die Operation erfolge damals am offenen Herzen, der Brustraum musste aufgesägt werden. Der Herzschrittmacher war mit zehn Zinkoxid-Batterien bestückt mit einer Gesamtlaufzeit von ungefähr 18 Monaten. In Österreich wurde der erste Schrittmacher im Jahr 1963 am Allgemeinen Krankenhaus der Stadt Wien (AKH) eingesetzt.

Plutonium-Herzschrittmacher[Bearbeiten]

Da diese ersten Schrittmacher nur kurze Batterielaufzeiten hatten, wurden danach Schrittmacher mit Radionuklidbatterie implantiert, welche die benötigte elektrische Energie aus dem Zerfall von etwa 200 Milligramm Plutonium 238Pu, gewannen. Diese Schrittmacher wurden zwischen 1971 und 1976 auch in Westdeutschland Patienten implantiert. Einige sind heute noch im Einsatz.[5] In der Sowjetunion wurden Plutonium-Herzschrittmacher noch bis Mitte der 1980er Jahre implantiert.

Vorteile für die Patienten waren dabei vor allem, dass durch die Langlebigkeit der Batterien keine Elektroden durch die Haut nach außen geführt werden mussten. Dadurch entfiel die Wundpflege. Außerdem entfielen die psychisch belastenden Aufladezyklen.

Das Herzschrittmacher-Register in Deutschland verzeichnete 2011 noch zwei lebende Personen, denen 1972 Herzschrittmacher mit Plutonium-238 implantiert wurden und die diese noch in sich trugen.[6]

Skandal um Herzschrittmacherentnahmen 1976–1979[Bearbeiten]

Ab 1976 gingen bei den Staatsanwaltschaften in Köln und Frankfurt am Main anonyme Anzeigen ein, wonach es konkrete Verdachtsfälle gab, dass Herzschrittmacher unerlaubt aus Leichen entfernt, überholt und in gebrauchtem Zustand Herzkranken wieder eingesetzt wurden. Die Patienten wurden darüber nicht informiert. Am 11. Februar 1977 riet der Verband der Leitenden Krankenhausärzte Deutschlands seinen Mitgliedern „nachdrücklich“ davon ab, für die Wiederverwendung alter Herzschrittmacher Geld von Medizintechnikfirmen zu kassieren. Bekannt durch Ermittlungen wurde dabei das Medizintechnikunternehmen Ernst-Günter Lehmann, Elektro-Medizinische Apparate GmbH in Rösrath bei Köln, das nachweislich die Herzschrittmacher verstorbener Patienten von Ärzten für ein „Honorar“ von bis zu 2600 DM pro Stück erworben und die gebrauchten Geräte zum Neupreis wieder verkauft hatte. Dabei handelte es sich überwiegend um Herzschrittmacher des niederländischen Unternehmens Vitatron. So erhielt ein Oberarzt in Karlsruhe für 46 Herzschrittmacher der Marke Vitatron, die er im Zeitraum 1. Juli 1976 bis 31. Dezember 1976 implantiert hatte, genau 2971,29 DM von dem Unternehmen Ernst-Günter Lehmann, Elektro-Medizinische Apparate GmbH als Gutschrift.[7] Herzspezialisten wie Heinz-Joachim Sykosch, zugleich damaliger Präsident der „Gesellschaft für Herzschrittmacher e. V.“, sah dabei „keinerlei medizinische Bedenken“ gegen Entnahme und Wiederverwendung von Impulsgebern, allerdings ohne jede „Geschäftemacherei“. „Derart kostspielige Geräte“ sollten nach Ansicht des Mediziners „nicht einfach auf den Müll geworfen oder ins Grab gegeben werden.“ Die Barmer Ersatzkasse hielt die Entnahme und den Neueinsatz der Herzschrittmacher auch für rechtlich nicht strittig, da diese nicht mit der Entnahme und Verpflanzung von Körperorganen vergleichbar waren wie bei einem schweren Eingriff, etwa einer Autopsie. Die Krankenkassen sahen die Herzschrittmacher bei verstorbenen Patienten wieder als ihr Eigentum an und verlangten Mitteilungen der Mediziner über Entnahmen, damit nicht erneut die Kosten für die Herzschrittmacher abgerechnet werden. In anderen europäischen Staaten und in den USA gab es in den 1970er Jahren bereits gesetzliche Regelungen zur Wiederverwendung von Herzschrittmachern, wo es ein Verbot zur Wiederverwendung von gebrauchten Herzschrittmachern gab. Bis 1979 ermittelte die Staatsanwaltschaft Köln gegen Ärzte und Assistenten, Pfleger und Schwestern in kommunalen und kirchlichen Kliniken, in Kreis- und Universitätskrankenhäusern, in privaten Anstalten und in solchen des Roten Kreuzes. Darunter das Kreiskrankenhaus in Wolfach, das Elisabeth-Krankenhaus in Kassel, die Klinik der Medizinischen Hochschule Hannover und das Dreifaltigkeits-Hospital Lippstadt. Die meisten beschuldigten Mediziner aus den Ermittlungen erhielten Bußgelder zwischen 2000 DM und 25.000 DM nach § 153 StPO wegen „geringer Schuld des Täters“. Rund 400.000 DM an Bußgeldern gingen dabei an gemeinnützige Organisationen.[8] Heute ist die Entfernung eines Herzschrittmachers ohne Zustimmung des Verstorbenen oder seiner Angehörigen nach § 168 des Strafgesetzbuches wegen Störung der Totenruhe strafbar. Auch die Explantation aus Toten, die einer Kremierung zugeführt werden – früher rechtlich aufgrund des Batteriegesetzes (vor 2009: der Batterieverordnung) vorgeschrieben – ist bei den meisten modernen Krematorien heute nicht mehr erforderlich.

Funktion[Bearbeiten]

Neuere Schrittmacher haben darüber hinaus weitere Einsatzbereiche:

  • Herzrhythmusstörungen des Patienten aufzeichnen (Holterfunktionen)
  • Leitungsstörung zwischen Vorhof und Kammer (AV-Block) überbrücken (getriggerte Stimulation)
  • bei Linksschenkelblock und reduzierter Kammerfunktion die Pumpfunktion des Herzens durch bi- oder linksventrikuläre Stimulation verbessern (Kardiale Resynchronisationstherapie)
  • Schlagfolge an die Körperaktivität des Patienten anpassen (frequenzadaptiver Schrittmacher)
  • Vorhofrhythmusstörungen (z. B. Vorhofflimmern) vermeiden helfen, unter anderem durch rechtzeitige Stimulation (präventives Pacing)

Die Funktionen eines Herzschrittmachers sind auch in implantierbare Defibrillatoren (ICDs) integriert, da nach erfolgter Elektroschocktherapie die Herzeigenaktionen häufig zu langsam sind oder erst nach einer gewissen Pause wieder einsetzen, sowie für Patienten, die ohnehin zusätzlich eine antibradykarde Stimulation durch einen Herzschrittmacher benötigen. Durch diese Kombination wird die Implantation eines zweiten Gerätes sowie die problematische Abstimmung von zwei Geräten vermieden.[9]

Herzschrittmacher sind nach langen Jahren der technischen Verbesserung mittlerweile sichere und gut funktionierende Systeme, welche die chronische Medikamentenbehandlung von langsamen Herzrhythmusstörungen praktisch überflüssig gemacht haben. Das Durchschnittsalter der Patienten bei der Erstimplantation beträgt 75 Jahre.

Das Gerät, im Volksmund oft fälschlicherweise als „Batterie“ bezeichnet, besteht aus einer Lithium-Iod-Batterie zur Energieversorgung und der Elektronik zur Steuerung der Funktionen. Beide sind in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht. Ein moderner Herzschrittmacher hat eine Funktionsdauer zwischen fünf und zwölf Jahren, durchschnittlich sind es acht Jahre. In Einzelfällen wurde eine Funktionsdauer von über 19 Jahren erreicht. Ist die zuverlässige Funktion nicht mehr gewährleistet, wird in einem kleinen operativen Eingriff ein Gerätewechsel durchgeführt. Der Austausch ist dank genormter Elektrodensteckverbinder (IS-1-Standard) inzwischen nicht mehr aufwendig.

Aufbau[Bearbeiten]

Herzschrittmacher mit Elektrode

Ein Schrittmacher besteht aus dem Impulsgeber (batteriebetriebenes Gerät, Aggregat) und der Elektrode (Sonde), die den Impulsgeber mit der Kammer verbindet. Die Elektrode leitet elektrische Impulse zum Herzen und Signale des Herzens wieder zum Impulsgeber zurück. Dadurch wird die Leistung des Herzschrittmachers gesteuert.

Aggregat und Antrieb[Bearbeiten]

Die Hauptkomponente (das Aggregat) eines permanenten (fest eingepflanzten) Herzschrittmachers enthält die Batterie, den Impulsgeber und die Steuerelektronik. Heute werden ausschließlich Lithium-Batterien verwendet. Die ersten dauerhaften Herzschrittmacher benutzten Akkus, die nach wenigen Stunden Betrieb von außen aufgeladen werden mussten. Später wurden Quecksilberoxid-Zink-Primärbatterien verwendet, die einige Monate bis zu drei Jahren Dienst taten und wegen des Elektrolyts schwierig hermetisch abzudichten waren. Für kurze Zeit wurden Radioisotopengeneratoren verbaut, die Plutonium enthielten. Bald danach setzte sich die Lithiumbatterie endgültig durch.

Elektrode[Bearbeiten]

Je nach Bauart der Schrittmacherelektrode wird unterschieden in:

Programmiereinheit[Bearbeiten]

Die Einstellung erfolgt bei implantierten Schrittmachern drahtlos und bidirektional üblicherweise durch ein auf den Brustkorb aufgelegtes Abfragegerät, berührungslose Funkübertragung findet auch Verwendung. Externe Schrittmacher werden direkt am Gerät eingestellt.

Funktionsweise[Bearbeiten]

Herzschrittmacher sind an Elektroden angeschlossen, die gleichzeitig sowohl zur Wahrnehmung der Herzfunktion als auch zur Stimulation dienen. Über diese Elektroden wird ein EKG aufgenommen und ausgewertet. Je nach Einsatzzweck und Aufbau werden verschiedene Signale aus dem EKG als Trigger verwendet. Häufig wird der QRS-Komplex aus dem EKG als Trigger verwendet, um den Herzschlag zu detektieren. Wird innerhalb einer einstellbaren Zeitdauer kein Herzschlag detektiert, folgt eine Stimulation mit einem elektrischen Impuls.

Typen[Bearbeiten]

Es gibt fünf verschiedene Arten von Herzschrittmachern, die sich nach dem Ort der Stimulation unterscheiden:

  • Transkutane Stimulation(externer, nichtinvasiver Schrittmacher): Über große, aufklebbare Elektroden wird ein Stromstoß durch die Haut gegeben, der das Herz stimuliert. Aufgrund des großen Abstandes zwischen Elektroden und Herz sind große Stromstärken notwendig, die zu einer unerwünschten Stimulation der Skelettmuskulatur führen. Daher ist dieses Verfahren nur im Notfall sinnvoll und praktikabel und der Patient sollte mit einer Analgosedierung abgeschirmt werden.
  • Ösophagus-Stimulation: Dabei handelt es sich um ein minimal-invasives Verfahren, bei dem eine Elektrode durch die Speiseröhre bis zur Höhe des Herzens geschoben wird. Die Stimulation ist schmerzhaft und wird daher selten, vorwiegend zu diagnostischen Zwecken durchgeführt (aufgrund der atrialen Lage ist eine bessere Differenzierung von Vorhof- und Kammer-Aktion möglich). Das Verfahren fand keine wesentliche Verbreitung.
  • Vorübergehende intrakardiale Stimulation: Es wird über eine Vene eine Elektrode ins rechte Herz eingeführt, bei Operationen am offenen Herzen wird die Elektrode direkt am Herzen fixiert. Die Pulsgenerierung erfolgt über einen externen Stimulator. Dieses Verfahren ist wegen der Infektionsgefahr nur zur vorübergehenden Therapie geeignet.
  • (Vorübergehende) extrakardiale Stimulation: In der Anfangszeit der Schrittmachertherapie wurde die Elektrode direkt auf das Herz genäht. Heute wird eine vorübergehende Stimulation von der Außenseite des Herzens nur nach kardiochirugischen Eingriffen durchgeführt. Die Elektrodenkabel werden am unteren Ende des Brustbeins durch die Haut nach Außen geführt.
  • Intrakardiale Stimulation durch Implantat: Der Herzschrittmacher wird oberhalb der rechten oder linken Brust unterhalb des Schlüsselbeines zumeist unter die Haut (subkutan) oder bei hageren Patienten unter den großen Brustmuskel (submuskulär) implantiert. Die Elektroden werden transvenös zum rechten Vorhof oder rechten Ventrikel geführt (beim biventrikulären Schrittmacher wird eine dritte Elektrode über den rechten Vorhof und den Koronarvenensinus zur Posterolateralwand des linken Ventrikels vorgeschoben). Diese Art der Implantation eines Herzschrittmachers ist die in der Praxis häufigste.

Typen von permanenten Herzschrittmachern[Bearbeiten]

Revidierter NASPE/BPEG-Code
Stelle 1. 2. 3. 4. 5.
Bedeutung Stimulations-
ort
Registrierungs-
ort
Betriebsart Frequenz-
adaptation
Multifokale
Stimulation
Inhalt 0 (keiner) 0 (keiner) 0 (keine) 0 (keine) 0 (keine)
A (Atrium) A (Atrium) T (getriggert) R (adaptiv) A (Atrium)
V (Ventrikel) V (Ventrikel) I (inhibiert) V (Ventrikel)
D (Dual A+V) D (Dual A+V) D (Dual T+I) D (Dual A+V)
S (Single A/V) S (Single A/V)

NBG-Schrittmachercode[Bearbeiten]

Die heute angebotenen Schrittmacher folgen dem seit 1988 geltenden und 2002 revidierten NBG-Code[10] und lassen sich in mehrere Gruppen einteilen, die mit maximal fünf (meistens nur den ersten drei) Buchstaben abgekürzt/bezeichnet werden.

Der erste Buchstabe gibt den Stimulationsort an: Die Buchstaben orientieren sich dabei an der Lage der Elektroden bzw. der Stimulation. „A“ für Stimulation im Atrium (Vorhof), „V“ steht für Stimulation im Ventrikel (Herzkammer), „D“ (dual) für Stimulation in Vorhof und Kammer. „S“ (englisch single) steht für eine Einkammerstimulation, wenn der Schrittmacher noch nicht implantiert und daher noch nicht auf Atrium oder Ventrikel festgelegt ist. „0“ steht für „keine Stimulation“.

Der zweite Buchstabe gibt den Detektionsort an: Hier werden ebenfalls „A“ für Detektion im Atrium, „V“ für Detektion im Ventrikel, „D“ (dual) für Detektion in beiden Herzbereichen, „S“ (single) für eine Einkammerdetektion und „0“ für „keine Detektion“ verwendet.

Der dritte Buchstabe gibt die Betriebsart des Schrittmachers an. Man unterscheidet zwischen „I“ (englisch inhibited, „gehemmt“) und „T“ (englisch triggered, „ausgelöst“): Im inhibierten Modus wird die Abgabe eines Impulses bei herzeigener Aktivität unterdrückt, im getriggerten Modus führt ein im Atrium registriertes Signal zur Impulsabgabe im Ventrikel. „D“ (dual) heißt auch hier wieder, dass jeweils beide Modi unterstützt werden, d. h. im Falle eines Impulses in Vorhof oder Kammer werden die entsprechenden Stimulationen inhibiert und, falls ein AV-Block vorliegt, wird durch eine im Vorhof registrierte Aktion die Stimulation im Ventrikel ausgelöst (getriggert). „0“ bedeutet, dass keiner von beiden Modi unterstützt wird.

Der vierte Buchstabe beschreibt die Programmierbarkeit, Telemetrie und Frequenzadaption. „0“ bedeutet, dass der Schrittmacher nicht programmierbar ist. Mit „P“ (englisch Programmable, „programmierbar“) bezeichnet sind Schrittmacher, die eine Programmierbarkeit von maximal zwei Funktionen erlauben und mit „M“ (englisch Multi programmable, „mehrfach programmierbar“) solche von mehr als zwei Funktionen. „C“ (englisch Communication, „Kommunikation“) zeigt die Möglichkeit der Datentelemetrie an und „R“ (englisch Rate modulation, „Ratenmodulation“) die Möglichkeit der Anpassung der Schrittmacherfrequenz an ein belastungsinduziertes Signal. Seit der Revision des NBG-Schrittmachercodes 2002 sind „P“, „M“ und „C“ nicht mehr offiziell verwendbar, zumal diese Funktionen bei jedem modernen Herzschrittmacher eine Selbstverständlichkeit geworden sind.

Der fünfte und letzte Buchstabe bezeichnet den Ort der Multisite-Stimulation (Mehrstellen-Stimulation). „A“ bedeutet Stimulation an mehr als einer Stelle im rechten Atrium (oder Stimulation im rechten und linken Atrium). „V“ steht für die Stimulation an mehr als einer Stelle im rechten Ventrikel oder biventrikuläre Stimulation (Stimulation im rechten und linken Ventrikel). „D“ steht für Multisite-Stimulation in Atrium und Ventrikel. „0“ bedeutet keine Multisite-Stimulation, weder im Atrium noch im Ventrikel. Vor der Revision des Schrittmachercodes 2002 gab der fünfte Buchstabe die antitachykarde Funktion wieder. „0“ bedeutet keine antitachykarde Funktion, „P“ (englisch Pacing, „Taktgebung“) antitachykarde Stimulation, „S“ (Schock) und „D“ (dual) Pacing und Schock. Gelegentlich wird diese veraltete Nomenklatur noch gebraucht.

Einkammerschrittmacher[Bearbeiten]

V00/A00[Bearbeiten]

Der Schrittmachermodus V00/A00 wird heute nicht mehr eingesetzt, sondern höchstens noch als Notlösung bei Dysfunktion eines anderen Modus verwendet. Der Schrittmacher stimuliert festfrequent und ohne jegliche Detektion entweder den Vorhof oder den Ventrikel. Die Nachteile sind:

  • Eine Stimulation in die vulnerable Phase (des Vorhofs/Ventrikels) ist möglich (Gefahr von gefährlichen Herzrhythmusstörungen).
  • Die fehlende Synchronität zwischen Vorhof und Ventrikel kann bei V00 zum Schrittmachersyndrom führen.
  • Die Stimulation unabhängig von eventueller natürlicher Herzaktivität ist aus energetischer Sicht schlecht und verringert die Lebensdauer des Implantats.
  • Es ist keine Anpassung an die benötigte Leistung möglich (Frequenzadaption).
  • Parasystolien sind möglich

Bei Magnetauflage schaltet der Schrittmacher zu Kontrollzwecken vorübergehend in den V00/A00- (bzw. bei Zweikammerschrittmachern D00-) Modus

VVI[Bearbeiten]

Der Kammerschrittmacher VVI ist nach wie vor einer der am häufigsten verwendeten Schrittmachertypen. Dieser Schrittmacher wird als Bedarfsschrittmacher verwendet: fällt die Ventrikelaktivität zeitweise oder ganz aus, wird nach Ablauf eines eingestellten Stimulationsintervalls ein Impuls über die Elektrode in den Ventrikel abgegeben. Bei ausreichender Ventrikelaktivität ist der Schrittmacher nicht aktiv (inhibiert). Indiziert ist dieser Schrittmachertyp beim chronischen Vorhofflimmern mit bradykarder (langsamer) Überleitung. Auch beim intermittierenden AV-Block mit zumeist normaler, intrinsischer Überleitung und nur seltener Stimulationsnotwendigkeit im Ventrikel scheint dieser Modus zumindest nicht von Nachteil für den Patienten zu sein, wenn eine relativ niedrige Interventionsfrequenz und zusätzlich eine Frequenzhysterese programmiert werden. So kann die hämodynamisch ungünstige, asynchrone Ventrikelstimulation auf ein Mindestmaß reduziert werden. Die Nachteile sind:

  • Die fehlende Synchronität zwischen Vorhof und Ventrikel kann zum Schrittmachersyndrom führen
  • Es ist keine Anpassung an die benötigte Leistung möglich (Frequenzadaption)
AAI[Bearbeiten]

Der Vorhofschrittmacher AAI ist das Gegenstück auf Vorhofebene. Er ist ein sogenannter physiologischer Schrittmacher, weil er beim Sinusknotensyndrom die fehlende Erregungsbildung nachbildet und die Erregungsleitung den natürlichen Weg gehen lässt. Indiziert ist er damit nur in den Fällen, in denen das Erregungsleitungssystem voll funktionsfähig ist. Beim reinen Sinusknotensyndrom stellt er den idealen Stimulationsmodus dar, aufgrund der Tatsache, dass ein Teil der Patienten mit Sinusknotensyndrom im Verlauf auch einen AV-Block entwickeln ist dieser Schrittmachermodus heutzutage nicht mehr üblich.

SSI[Bearbeiten]

Einkammerschrittmacher werden auf der Verpackung oder in der Spezifikation auch als SSI bezeichnet, wobei das „S“ jeweils für single steht, also ein Einkammergerät. Damit wird der Tatsache Rechnung getragen, dass der Schrittmacher sowohl im Vorhof, als auch im Ventrikel eingesetzt werden kann.

Zweikammerschrittmacher[Bearbeiten]

(VAT)[Bearbeiten]

Der VAT-Schrittmacher war der erste Zweikammerschrittmacher, der eine Synchronisation zwischen Vorhof und Ventrikel bei AV- Blockierungen gewährleisten konnte und so das bis dahin ungelöste Problem des so genannten Schrittmachersyndroms lösen konnte. Er detektiert Impulse im Vorhof und stimuliert dementsprechend dann im Ventrikel. Leider ist er im Ventrikel für Eigenaktionen „blind“. Aktuell gibt es auf dem Markt keine implantierbaren VAT-Schrittmacher mehr.

Die Nachteile sind:

  • Wegen der fehlenden Registrierung im Ventrikel ist eine Stimulation in die vulnerable Phase des Ventrikels möglich (Gefahr von gefährlichen Arrhythmien).
  • Die Stimulation unabhängig von eventueller natürlicher Herzaktivität ist aus energetischer Sicht schlecht und verringert die Lebensdauer des Implantats.
  • Eine ständige Selbsttriggerung ist möglich (schrittmacherinduzierte Tachykardie).
(DVI)[Bearbeiten]

Der DVI-Schrittmacher kann bei Sinusbradykardie und Störungen der Erregungsleitung eingesetzt werden und war hierfür der erste verfügbare Schrittmacher dieser Art. Er gibt immer einen Vorhofimpuls ab und testet anschließend, ob eine Ventrikelerregung auftritt. Sollte dieses nicht der Fall sein, wird dann nach einer einstellbaren Zeitspanne ein Impuls im Ventrikel abgegeben. Reine DVI-Schrittmacher sind heute nicht mehr auf dem Markt.

Die Nachteile sind:

  • Eine Stimulation in die vulnerable Phase des Vorhofs ist möglich (Gefahr von atrialen Arrhythmien)
  • Die fehlende Synchronität zwischen Vorhof und Ventrikel bei Eigenaktivität im Vorhof und zusätzlicher AV-Blockierung kann zum Schrittmachersyndrom führen
  • Es ist keine Anpassung an die benötigte Leistung möglich (Frequenzadaption)
VDD[Bearbeiten]

Der VDD-Schrittmacher stellt eine Sonderform des Zweikammer-Schrittmachers dar. Er kann im Vorhof nur detektieren, aber nicht stimulieren und ist daher nur angezeigt beim AV-Block mit erhaltener Vorhofaktivität. Er benötigt nur eine Elektrode mit der Spitze im rechten Ventrikel, die die Vorhofsignale über zwei frei schwimmende Elektrodenringe an der Elektrode in Höhe des Vorhofes aufnimmt. Die Beschränkung auf eine Elektrode vereinfacht und verkürzt die Implantation.

Die Nachteile sind:

  • Sofern die Vorhoffrequenz niedriger als die Grundfrequenz oder gar keine Aktivität des Vorhofs vorhanden ist, arbeitet er funktionell im VVI-Modus und hat dann dieselben Nachteile wie ein VVI-Schrittmacher.
  • Die Vorhofsignale werden oft nur mit kleiner Amplitude wahrgenommen, weil die Elektrode im Vorhof dem Myokard nicht direkt anliegt.
DDD[Bearbeiten]

Der DDD-Schrittmacher ist eine Vereinigung der Schrittmachertypen VVI, AAI und VAT und kommt der physiologischen Funktion des Herzens am nächsten. Der Schrittmacher stimuliert im Vorhof, wenn nach dem eingestellten Zeitintervall dort keine Eigenaktion wahrgenommen wurde. Wenn nach dem eingestellten AV-Intervall nach einer stimulierten oder detektierten Vorhofaktion im Ventrikel keine Aktion wahrgenommen wird, gibt der Schrittmacher dort einen Impuls ab. Eine Herzaktivität im Atrium oder Ventrikel führt, wie auch bei den Einkammerschrittmachern, zur Unterdrückung der Impulsabgabe in der jeweiligen Kammer (Inhibition). Des Weiteren kann der DDD-Schrittmacher detektierte Vorhofaktionen auf die Kammer weiterleiten (getriggert). Dieses ist das Prinzip beim atrioventrikulären Block (AV-Block) und wird VAT-Funktionalmodus genannt.

Dreikammerschrittmacher (biventrikulärer Herzschrittmacher)[Bearbeiten]

Dreikammerschrittmacher zur cardialen Resynchronisationstherapie, hier ohne implantierten Defibrillator (Bild mit Annotationen)

Zur kardialen Resynchronisationstherapie bei asynchronem, kardialem Kontraktionsablauf, meistens im Rahmen eines Linksschenkelblock, und hochgradig eingeschränkter Kammerfunktion, die symptomatisch ist, das heißt eine eingeschränkte kardiale Belastbarkeit des Schweregrades III oder IV nach NYHA mit sich führt. Es konnte eine Verbesserung der kardialen Pumpfunktion, der körperlichen Belastbarkeit, der Lebensqualität und des Überlebens, insbesondere in Kombination mit einer Funktion als Implantierbarer Kardioverter-Defibrillator, belegt werden. Hierzu wird eine dritte Elektrode venös über den Koronarvenensinus in Höhe der Seitenwand (posterolateral) der linken Herzkammer eingebracht. Beim Linksschenkelblock kontrahiert sich zuerst die Kammerscheidewand (Septum) und verspätet die Posterolateralregion, was zum ineffizienten Pendelfluss innerhalb der Herzkammer führt und erheblich zu einer reduzierten Auswurfleistung beitragen kann. Durch die vorzeitige Stimulation der verspätet erregten Posterolateralwand kann der gestörte ventrikuläre Kontraktionsablauf wieder resynchronisiert werden.

Zusatzfunktionen (Frequenzadaptive Schrittmacher)[Bearbeiten]

Jeder Herzschrittmachertyp lässt sich mit einem Sensor versehen, der auf unterschiedlichste Art versucht, die Stimulationsfrequenz an den aktuellen Bedarf anzupassen. So sollte bei körperlicher Anstrengung die Herzfrequenz ansteigen. Im Einsatz sind viele unterschiedliche Prinzipien. Der verbreitetste Sensortyp ist der sogenannte „Wackelsensor“, der auf Erschütterungen reagiert (Piezokristall, Akzelerometer), des Weiteren gibt es unter anderem den QT-Sensor, den Atemminutenvolumensensor und einige andere mehr. Es gibt mittlerweile auch Schrittmacher, die 2 Sensoren besitzen, um Vorteile der einzelnen Prinzipien zu kombinieren und Nachteile zu mildern (Zweisensor-Schrittmacher) z.B. Boston Scientific Altrua. Als recht physiologisch hat sich die Closed-Loop-Stimulation (CLS) gezeigt. Bei dieser Art der Frequenzanpassung wird nicht nur auf physische Belastungen reagiert, sondern auch bei mentaler Belastung eine Frequenzanpassung durchgeführt. Gerade der ältere, meistens körperlich nicht mehr so aktive Patient profitiert vom CLS. Der CLS-Algorithmus geht allerdings mit dem Nachteil einher, dass eine rechtsventrikuläre Stimulation erforderlich ist.

Sicherheitshinweise für Träger von Herzschrittmachern[Bearbeiten]

Verbotszeichen für Personen mit Herzschrittmacher

In seltenen Ausnahmefällen können von einigen Geräten ausgehende elektromagnetische Felder vorübergehende Störungen des Herzschrittmachers verursachen. Anzeichen für eine mögliche Störung können Schwindel, Herzklopfen oder ein unregelmäßiger Puls sein. Sobald der Träger das entsprechende Gerät ausgeschaltet oder sich von der Störquelle entfernt hat, arbeitet ein Herzschrittmacher wieder normal. Es wird empfohlen, beim Einkaufen vorhandene Diebstahlsicherungsanlagen (beispielsweise hinter den Kassen und am Ein- und Ausgang) zügig zu durchqueren und in dem Bereich nicht stehen zu bleiben. Auch sollten elektrische Geräte mindestens 15 bis 20 cm von einem Herzschrittmacher entfernt gehalten werden, beispielsweise Haartrockner, Rasierapparate, Lötkolben, Mobilfunkgeräte, Funksprechgeräte, Bohrmaschinen, Tischsägen, Lautsprecheranlagen, Heizkissen, Fernsteuerungen, Magnete. Es treten jedoch außer bei größeren Magneten (beispielsweise in Magnetmatten gegen Rückenschmerzen oder auch Permanentmagnet-Undulatoren) nur selten Störungen auf. Bei Induktionsherden wird empfohlen, mit dem Herzschrittmacher einen Mindestabstand von 40 cm einzuhalten.[11]

Bisher war die Regel, dass Herzschrittmacherträger die Magnetresonanztomographie (MRT) generell meiden sollten, da diese Geräte starke wechselnde Magnetfelder erzeugen. Hierdurch kann es zu einer Überhitzung der Elektroden mit Anstieg der Reizschwelle, fehlerhafter Stimulation, ggf. mit Auslösung gefährlicher Rhythmusstörungen und Zerstörung des Aggregats kommen. Seit 2011 sind MRT-fähige Schrittmacher auf dem Markt.[12][13]

Röntgenstrahlung, auch im Rahmen einer Computertomografie, ist unbedenklich.

Beim Gebrauch von Mobiltelefonen empfiehlt das Bundesamt für Strahlenschutz einen Mindestabstand von 20 cm zum implantierten Schrittmacher. Schnurlos-Telefone gelten als unbedenklich.[14]

Computerhacker sind theoretisch in der Lage, Herzschrittmacher und automatische Defibrillatoren (ICD) gezielt zu manipulieren und so beispielsweise Attentate auf prominente Implantatträger zu verüben. Darauf haben US-Computerexperten aus Boston in einer experimentellen Studie hingewiesen.[15]

Magnetmodus[Bearbeiten]

Die Magnetfunktion des Herzschrittmachers ist ein Notfallmodus. Falls es zu Fehlern bei der Registrierung der Eigenaktionen des Herzens oder anderen Komplikationen kommt, kann man dem Patienten einen Dauermagneten auf den Herzschrittmacher legen. Dieses sollte allerdings nur unter einer EKG-Überwachung erfolgen, da die Magnetauflage eine asynchrone Stimulation (S00 bei Einkammersystemen, bzw. D00-Modus bei Zweikammer-Systemen) zur Folge hat. Eigenaktionen des Herzens werden dann komplett ignoriert (natürlich auch alle möglichen Störsignale), theoretisch ist damit aber auch eine Stimulation des Gerätes in die sogenannte vulnerable Phase des Herzens möglich (das so genannte Spike-auf-T-Phänomen), was lebensbedrohliches Kammerflimmern auslösen kann. Im Magnetmodus erregen Schrittmacher das Herz starrfrequent mit 60 bis 100 Schlägen pro Minute (je nach Modell und Firma, beispielsweise neuere Medtronic 85 bpm, Guidant 100 bpm, St. Jude 98 bpm, Biotronik 90 bpm, mehrere Modelle mit der programmierten Grundfrequenz) und ignorieren alle Eigenaktionen des Herzens. Weiterhin stellt die Magnetfrequenz einen (allerdings ungenauen) Marker der noch vorhandenen Batterieladung des Aggregates dar, so dass eine Änderung der Magnetfrequenz auf eine drohende Batterieerschöpfung hinweisen kann. Genaue Informationen zur Magnetfrequenz und deren Aussage finden sich beispielsweise im „Lampadius“ - einer Zusammenstellung der technischen Daten der bekannten Herzschrittmacher und implantierbaren Defibrillatoren. Die Magnetfunktion eines implantierbaren Defibrillators liegt dagegen in aller Regel darin, dass die gegen schnelle aus der Herzkammer kommende Rhythmusstörungen gerichteten Therapien mittels Magnet ausgeschaltet werden. Dies ist etwa bei Operationen sinnvoll, wenn Fehlregistrierungen durch das „elektrische Messer“ drohen, oder auch zur Verhinderung von inadäquaten Schockabgaben bei einer Fehlfunktion des Defibrillators. Diese Funktion ist meist programmierbar und kann in Einzelfällen aber auch dauerhaft ausgeschaltet werden (aktuell bei einigen Modellen der Fa. Guidant empfohlen, da in seltenen Fällen „hängende Magnetschalter“ nach Magnetauflage zu einer dauerhaften Unterdrückung der lebensrettenden Schockabgabe im Falle eines Kammerflimmerns hätten führen können).

Hersteller[Bearbeiten]

Bedeutende Hersteller von Herzschrittmachern sind:

Marktanteile in Deutschland[Bearbeiten]

Von den im Jahr 2011 registrierten 75.702 Implantationen in Deutschland stammen nach Angaben des Deutschen Herzschrittmacher-Registers die Herzschrittmacher von folgenden Herstellern:

Anzahl der HSM Marktanteile in % Hersteller
28.997 38,3 % Vereinigte StaatenVereinigte Staaten Medtronic mit NiederlandeNiederlande Vitatron
20.996 27,7 % DeutschlandDeutschland Biotronik
18.290 24,2 % Vereinigte StaatenVereinigte Staaten St. Jude Medical
5.295 7,0 % Vereinigte StaatenVereinigte Staaten Boston Scientific mit CPI (Cardiac Pacemakers Inc.)/Guidant und Intermedics
1.996 2,6 % ItalienItalien Sorin Group
128 0,2 % Sonstige (Osypka, Cook, Implantronik, Medico, CCS, Cardiac Impulse, Stöckert)

Siehe auch[Bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: Herzschrittmacher – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
 Wiktionary: Herzschrittmacher – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Biography of Arne Larsson.
  2. Berndt Luederitz: History of the Disorders of Cardiac Rhythm. 3. Auflage, John Wiley & Sons, 2002, ISBN 0-879-93705-X, S. 127. eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche
  3. E. Berendsen: Kardiologe Heinz-Joachim Sykosch – „Zwei Löcher ins Herz – fertig“. In: Frankfurter Allgemeine Zeitung vom 6. Oktober 2011
  4. Medtronic-Herzschrittmacher wird 50. In: RP Online vom 7. Oktober 2011
  5. Plutonium-Herzschrittmacher, Atombatterie in der Brust. Spiegel Online, 22. November 2009, abgerufen am 11. Juni 2014.
  6. Herzschrittmacher mit radioaktiven Isotopenbatterien. Bundesamt für Strahlenschutz, 22. August 2013, abgerufen am 11. Juni 2014.
  7.  Nur Buchungsfehler. In: Der Spiegel. Nr. 13, 1977, S. 109-110 (21. März 1977, online).
  8.  Fledderern auf der Spur. In: Der Spiegel. Nr. 38, 1979, S. 104-109 (17. September 1979, online).  Kleines Sonderkonto. In: Der Spiegel. Nr. 30, 1981, S. 58-62 (20. Juli 1981, online).  Das pseudomoralische Das tut man nicht. In: Der Spiegel. Nr. 4, 1983, S. 58-59 (24. Januar 1983, online).
  9. Fröhlig, Carlsson, Jung et al. (Hrsg.), Herzschrittmacher- und Defibrillator-Therapie ISBN 3131171812, 2006 Georg Thieme Verlag, S. 414
  10. NBG-Code = NASPE/BPEG Generic Pacemaker Code (NASPE: North American Society of Pacing and Electrophysiology; BPEG: British Pacing and Electrophysiology Group)
  11. Biotronik: Mögliche Störbeeinflussung des Implantats; abgerufen 3. Mai 2012
  12. Medtronic: MRT-fähiger Schrittmacher Advisa MRI und Ensura MRI SureScan; 05/2011; abgerufen 3. Mai 2012
  13. St. Jude Medical: Bedingt MRT-sichere Herzschrittmacher, Steckbrief; pdf-Datei 09/2011; abgerufen 3. Mai 2012
  14. Welchen Abstand muss ich mit meinem Handy zu einem Herzschrittmacher einhalten? Quarks&Co
  15. Krüger-Brand, Heike E., Studie: Hackerattacken auf Herzschrittmacher, Dtsch Arztebl 2008; 105(33): A-1749 http://www.aerzteblatt.de/v4/archiv/artikel.asp?src=suche&id=61230
    Originalartikel: Daniel Halperin et al.: Pacemakers and Implantable Cardiac Defibrillators: Software Radio Attacks and Zero-Power Defenses, 2008 IEEE Symposium on Security and Privacy http://www.secure-medicine.org/icd-study/icd-study.pdf
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