Konventioneller Schrittmacher

Herzschrittmacher werden transvenös implantiert. Die Kammerelektrode wird im Trabekelwerk des rechten Ventrikels verankert. Die Vorhofelektrode wird an der Lateralwand des rechten Vorhofs fixiert. Bei einer unipolaren Stimulation fließt der Strom zwischen der Elektrodenspitze und dem Aggregatgehäuse, bei der bipolaren Stimulation zwischen den beiden Elektrodenspitzen-nahen Polen. Die unipolare Stimulation führt im EKG zu höheren Spikes als die bipolare Stimulation. Der bipolaren Stimulation wird heute der Vorzug gegeben, da sie weniger störanfällig ist (das Risiko von nicht herzeigenen Signalen ist ausgesprochen niedrig).

Bei der Resnychronisationstherapie wird zusätzlich eine Stimulationssonde im Koronarsinus platziert, um so neben der Stimulation im rechten Vorhof und in der rechten Kammer auch eine linksventrikuläre Stimulation zu ermöglichen (3-Kammer-Stimulation).

Die Klassifizierung der verschiedenen Schrittmachersysteme erfolgt nach dem von Fachgesellschaften Ende der 1980er Jahre festgelegten NBG-Code (NASPE/BPEG Generic Pacemaker Code). Es handelt sich um einen 5-Buchstaben-Code, von dem meistens nur die ersten 3 bis 4 genutzt werden.   Der 1. Buchstabe kennzeichnet den Ort der Stimulation, der 2. Buchstabe den Ort der Wahrnehmung, der 3. Buchstabe die Betriebsart und der 4. Buchstabe die Frequenzadaptation. Der 5. Buchstabe gibt Auskunft darüber, ob der Schrittmacher eine multifokale Stimulation (biatrial und/oder biventrikulär) erlaubt.

Tab.: Internationale Kodierung von Schrittmachern und Sonden nach dem NBG-Code (NASPE/BPEG Generic Pacemaker Code).

AAI-Stimulation (Vorhofdemandschrittmacher): Der rechte Vorhof wird stimuliert, wenn die Eigenfrequenz niedriger als die Interventionsfrequenz des Schrittmachers ist. Bei Vorhofeigenaktionen wird der Schrittmacher inhibiert.

VVI-Stimulation (Ventrikeldemandschrittmacher):  Der rechte Ventrikel wird stimuliert. Eigenaktionen oder ventrikulare Extrasystolen bewirken eine Inhibierung der Schrittmacherfunktion.

DDD-Stimulation (AV-sequenzielle Stimulation): Mit einem programmierten AV-Intervall werden Vorhof und Kammer nacheinander (AV-sequenziell) stimuliert. Vorhofeigenaktionen führen zu einer Inhibierung des atrialen Impulses, der ventrikulare Stimulus wird getriggert. Eigenaktionen werden sowohl auf Vorhof- als auch auf Ventrikelebene erkannt.

Bei der AOO-Stimulation geht der ein AAI-Modus bei Magnetauflage in einen AOO-Modus über. Dieser Modus kann zur atrialen Hochfrequenzstimulation zwecks Unterbrechung von Vorhofflattern bzw. supraventrikularen Tachykardien verwendet werden.

Bei der VOO-Stimulation geht ein VVI-Modus bei Magnetauflage in einen ein VOO-Modus über. Es resultiert eine starrfrequente Ventrikelstimulation ohne Beachtung des Eigenrhythmus (Parasystolie). Die Magnetfrequenz wird zur Überprüfung der Batteriefunktion des Schrittmachers verwendet.

Sondenlose Schrittmacher

Seit kurzem stehen neu entwickelte sondenlose Schrittmacher zur Verfügung, die mittels eines Kathetersystems über einen transvenösen Zugang im Apex des rechten Ventrikels implantiert werden. Es handelt sich um eine noch junge Technik, die vermutlich aber viel Zukunftspotenzial haben dürfte. Derzeit ist die Anwendung noch auf Patienten, bei denen eine VVI(R)-Stimulation ausreicht, beschränkt. Anhand des Oberflächen-EKGs ist nicht absehbar, ob es sich um einen konventionellen oder sondenlosen Schrittmacher handelt.

Abb.: Effektive atriale Stimulation (AAI-Modus). Jeder atriale Spike (bipolare Stimulation) wird von einer Vorhofaktion gefolgt. Einthoven-Ableitungen. Schreibgeschwindigkeit 50 mm/s. 

Abb.: Atriale Stimulation (AAI-Modus) mit deutlich verzögerter AV-Überleitung. Ableitungen V4 - V6. Schreibgeschwindigkeit 50 mm/s.

Abb.: Effektive rechtsventrikuläre (apikale) Stimulation (VVI-Modus). Jeder ventrikuläre Spike (bipolare Stimulation) ist von einer Kammeraktion gefolgt. Die Vorhöfe werden retrograd erregt; dem stimulierten QRS-Komplex folgt eine P-Welle, z. B. sichtbar in V1 und V2. Schreibgeschwindigkeit 50 mm/s. 

Abb.: Effektive rechtsventrikuläre (septale) Stimulation (VVI-Modus). Die Rechtsabweichung der QRS-Achse, die linksschenkelblockartige Konfiguration der QRS-Komplexe und der relativ schmale stimulierte QRS-Komplex spiegeln die hoch-septale Lage der Stimulationssonde wider. 

Abb.: Durchgehende Simulation im DDD-Modus (unipolar). Die Stimulation erfolgt im Vorhof und im Ventrikel.

Bei Schrittmacherpatienten fallen nicht selten kurz nach Implantation neu auftretende Störungen der Repolarisation (bei nicht-stimulierten Aktionen) im Sinne von T-Negativierungen in den inferioren Ableitungen (II, III und aVF) und in den Brustwandableitungen auf. Sie werden auf Veränderungen der Expression von Kaliumkanal-Proteinen zurückgeführt. Ein Effekt, der als Cardiac Memory bezeichnet wird. Solche Veränderungen sind in der Regel nicht Ausdruck einer Myokardischämie.

Abb.: Neue T-Negativierungen nach Schrittmacherimplantation in V3 bis V5 (Cardiac Memory). Ähnliche Veränderungen finden sich dann auch in den inferioren Ableitungen II, III und aVF. 50 mm/s. Freundlicherweise zur Verfügung gestellt von Prof. Dr. Lars Eckardt, Münster.

Das EKG spielt eine wichtige Rolle bei der Überprüfung der Schrittmacher-Funktion. Für eine systematische EKG-Analyse ist es wichtig, den Stimulationsmodus und die Programmierung des Aggregates zu kennen. Hierdurch können auch Fehlinterpretationen vermieden werden. Das EKG-Bild sollte schon bei der Implantation überprüft werden. Ungewöhnliche Befunde müssen sofort geklärt werden (z. B. deutet ein Rechtsschenkelblock bei angestrebter rechtsventrikulärer Stimulation auf eine linksventrikuläre Lage der Sonde hin!). Zu den Problemen, die jeder Zeit auftreten können, gehören z. B. Störungen der Wahrnehmungs- und Stimulationsfunktion.

Bei einem Undersensing werden kardiale Signale nicht wahrgenommen; dies kann fälschlicherweise zu einer Stimulation führen (im EKG finden sich zu viele Stimuli!). Gründe für ein Undersensing können z. B. eine Fehlprogrammierung der Empfindlichkeitsschwelle oder Sondendefekte sein. 

Bei einem Oversensing handelt es sich um die unerwünschte Wahrnehmung von kardialen oder extrakardialen Signalen; die Folge kann eine fälschlicherweise unterbleibende Stimulation sein (zu wenige Stimuli im EKG!). 

Wenn ein Schrittmacherimpuls, der aufgrund der Programmierung eigentlich effektiv sein sollte, keine Herzaktion auslöst, liegt ein Exitblock bzw. ein Capture-Verlust (engl. capture = einfangen) vor. Zu den Ursachen, die in Frage kommen, gehören unterschwellige Impulse, temporäre Reizschwellenerhöhungen, eine Batterieerschöpfung und/oder Sondenfehlfunktionen. 

Die ventrikuläre Erregungsrückbildung (Repolarisation) bei Sinusrhythmus wird durch eine Schrittmacherstimulation, auch wenn sie nur intermittierend erfolgt, nachhaltig beeinflusst. 

Abb.: Belastungs-EKG: Wechsel von ventrikulärer Stimulation und regelrechtem Sinusrhythmus. Unter Ausgangsbedingungen VVI-Stimulation. Unter Belastung dann Übergang in einen Sinusrhythmus. Die T-Wellen bei Sinusrhythmus sind negativ (Pfeile). In der Nachbelastungsphase wieder VVI-Stimulation. Die negativen T-Wellen sind ein bei intermittierender bzw. dauerhafter Schrittmacherstimulation häufig anzutreffendes Phänomen (Cardiac Memory, siehe oben) . Die Ursache scheint eine geänderte Sequenz der Repolarisation zu sein (sog. Memory-Effekt). Rückschlüsse auf eine anderweitige Pathologie sind in dieser Situation nicht möglich.

• Israel CW, Bänsch D, Breithardt O et al. Kommentar zu den neuen ESC-Leitlinien zur Schrittmacher- und kardialen Resynchronisationstherapie. Kardiologe 2015;9:35–45.
• Bernard ML. Pacing Without Wires: Leadless Cardiac Pacing. The Ochsner Journal 2016;16:238-242.
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• Block M, Bänsch D, Gradaus R et al. Curriculum "Praxis der ICD-Therapie". Kardiologe 2008;2:49-64.
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• Markewitz A. Jahresbericht 2013 des Deutschen Herzschrittmacher- und Defibrillatorregisters. Teil 1: Herzschrittmacher.
• Markewitz A. Jahresbericht 2013 des Deutschen Herzschrittmacher- und Defibrillatorregisters. Teil 2: Implantierbarer Kardioverter/Defirbillator.

Links zu Herstellern von Schrittmachern

• Biotronik
• Boston Scientific 
• Medtronic
• St. Jude Medical