EKG-Kriterien
- Stimulationsartefakt (Spike) direkt vor der P-Welle in einem stimulierten Zyklus: schmaler Hochfrequenzimpuls, Amplitude und Form sind variabel (abhängig von Elektrodenpolarität, Ableitung, Verstärkung und Filtern); das Fehlen eines sichtbaren Spikes schließt eine Stimulation nicht aus
- Dem Spike folgt eine evozierte P-Welle mit kurzer und stabiler Verzögerung; die Spike-P-Latenz wird zusammen mit den Programmierungsdaten des Schrittmachers beurteilt und nicht anhand eines festen Schwellenwerts
- Das PQ-Intervall nach einer stimulierten P-Welle kann normal oder verlängert sein; ein Wert von > 200 ms in einem stimulierten Zyklus spiegelt eine verlängerte Verzögerung zwischen stimulierter P-Welle und QRS wider, hängt jedoch vom Stimulationsort und der intraatrialen Überleitung ab — die Diagnose eines AV-Blocks I. Grades wird nicht allein anhand dieses Werts gestellt; erforderlich sind die Beurteilung der Eigenüberleitung, der Schrittmacherelektrogramme und des klinischen Kontexts
- Der QRS-Komplex ist schmal (< 120 ms) bei fehlendem Schenkelblock — dies ist ein Zeichen der natürlichen Überleitung auf die Ventrikel
- Bei rein stimuliertem Rhythmus entsprechen die Stimulationsintervalle in etwa der programmierten Basisfrequenz; bei vorhandener Eigenaktivität werden Frequenz und Regularität durch den Sinusrhythmus und die Geräteeinstellungen bestimmt (Inhibition, AAIR)
- Fehlen eines ventrikulären Spikes vor dem QRS-Komplex: Bei reiner Vorhofstimulation treten Spikes nur vor den P-Wellen auf
Wie es im EKG aussieht
Das Hauptmerkmal der Vorhofstimulation ist das Stimulationsartefakt (Spike) direkt vor der P-Welle, allerdings nur in den Zyklen, in denen tatsächlich eine Stimulation stattfindet. Der Spike ist ein kurzes Hochfrequenzartefakt; seine Amplitude, Polarität und Sichtbarkeit hängen vom Modus (monopolar oder bipolar), den Filtern, der Verstärkung und der Ableitung ab. Daher existiert kein fester Bereich in mm oder ms, und in einigen Ableitungen ist der Spike möglicherweise nicht zu erkennen. Das Fehlen eines sichtbaren Spikes schließt eine Vorhofstimulation nicht aus — es müssen alle 12 Ableitungen und der lange Rhythmusstreifen betrachtet werden.
Unmittelbar auf den Spike folgt eine stimulierte P-Welle mit einer kurzen, stabilen Verzögerung. Die Morphologie der P-Welle hängt vom genauen Elektrodenort ab: Bei Stimulation im hohen Vorhof (Vorhofohr, laterale Wand) kann die P-Welle in Form und Achse dem Sinusrhythmus ähneln; bei Stimulation im tiefen Vorhof oder am Septum verändert sich die Form häufig, bis hin zu einer negativen P-Welle in den inferioren Ableitungen (II, III, aVF). Anhand der P-Wellen-Morphologie allein lässt sich die Stimulation nicht sicher vom Sinusrhythmus unterscheiden — man orientiert sich am Spike, den Daten des Schrittmacherprogrammierers und dem Vergleich mit vorherigen EKGs.
Das PQ-Intervall nach einer stimulierten P-Welle kann normal oder verlängert sein — die Überleitung auf die Ventrikel erfolgt auf natürlichem Weg über den AV-Knoten und das His-Purkinje-System. Eine Verlängerung dieses Intervalls auf über 200 ms in einem vorhofstimulierten Zyklus spiegelt eine vergrößerte Verzögerung zwischen Spike/stimulierter P-Welle und QRS wider; diese wird jedoch nicht nur durch die AV-Überleitung selbst beeinflusst, sondern auch durch den Stimulationsort, die intraatriale Überleitung und die Morphologie der stimulierten P-Welle. Daher wird die Diagnose eines AV-Blocks I. Grades nicht allein anhand dieses Werts gestellt — er muss mit den Programmierdaten, den Elektrogrammen des Vorhofkanals und, falls verfügbar, dem eigenen (nicht stimulierten) PQ-Intervall abgeglichen werden.
Der QRS-Komplex nach einer stimulierten P-Welle ist bei fehlendem Schenkelblock normalerweise schmal (< 120 ms) — dies ist der entscheidende Unterschied zur ventrikulären oder bikameralen Stimulation mit ventrikulärem Spike und breitem QRS. Bei rein stimuliertem Rhythmus entsprechen die Intervalle zwischen den Spikes der programmierten Basisfrequenz. Liegt die Eigenfrequenz über der Untergrenze, wird der Schrittmacher durch die eigene Vorhofaktivität inhibiert, und im EKG ist ein Sinusrhythmus ohne Spikes zu sehen; im AAIR-Modus kann sich die Frequenz durch Aktivitäts- oder Atemsensoren über die Untergrenze erhöhen, wobei der Rhythmus nicht zwingend vollkommen regelmäßig sein muss (eine Sinusarrhythmie unter Frequenzadaptation bleibt erhalten).
Mechanismus
Die Schrittmacherelektrode befindet sich im rechten Vorhof, meist im Vorhofohr oder an der lateralen Wand bzw. am Septum. Wenn die Eigenfrequenz unter die programmierte Untergrenze abfällt, gibt der Schrittmacher einen Impuls an den Vorhof ab und löst dessen Depolarisation aus — im EKG erscheint eine stimulierte P-Welle.
Die Depolarisation breitet sich auf natürlichem Weg zum AV-Knoten aus. Ist die Überleitung über den AV-Knoten, das His-Bündel und die Schenkel intakt, entsteht ein normaler, schmaler QRS-Komplex. Für eine effektive Funktion des AAI-Modus ist eine ausreichende Erhaltung der AV-Überleitung auf dem gesamten Weg von den Vorhöfen zu den Ventrikeln erforderlich und nicht nur eine normale Funktion des AV-Knotens selbst. Im AAI-Modus detektiert das Gerät ausschließlich die Vorhofaktivität (A-Sensing) und unterdrückt den eigenen Impuls bei Erkennung einer spontanen P-Welle. Im AAIR-Modus kommt eine Frequenzadaptation hinzu: Ein Aktivitäts- oder Minutchenventilation-Sensor erhöht die Stimulationsfrequenz bei Belastung.
Indikationen und Anwendung
Die Vorhofstimulation wird bei Sinusknotendysfunktion (Sinusbradykardie, Sick-Sinus-Syndrom, sinoatrialer Block) bei Patienten mit nachgewiesener, intakter AV-Überleitung eingesetzt. Der Modus ist physiologisch: Er erhält die Vorhof-Ventrikel-Sequenz aufrecht, bewahrt den Vorhofbeitrag zur ventrikulären Füllung und minimiert eine unnötige Stimulation des rechten Ventrikels.
Der AAI-Modus wird bei vorliegendem klinisch relevantem AV-Block nicht gewählt. Bei intraventrikulären Überleitungsstörungen, verlängertem PQ-Intervall oder einem signifikanten Risiko für das Fortschreiten einer AV-Überleitungsstörung wird in der Regel ein Zweikammersystem (DDD) mit einer Ventrikuelelektrode bevorzugt, einschließlich Algorithmen zur Minimierung der ventrikulären Stimulation. AAI kann bei sorgfältig ausgewählten Patienten mit symptomatischer Sinusknotendysfunktion und nachgewiesener, verlässlicher AV-Überleitung in Betracht gezogen werden; eine physiologische, asymptomatische Bradykardie (z. B. bei trainierten Sportlern) stellt für sich allein keine Indikation für eine permanente Stimulation dar.
Differenzialdiagnose
Zweikammor-Stimulation (DDD): Bei DDD ist je nach Eigenaktivität des Patienten und Geräteeinstellungen eine Vorhof- und/oder Ventrikelstimulation möglich. Ein ventrikulärer Spike und ein breiter QRS-Komplex sind nur bei tatsächlicher Ventrikelstimulation sichtbar (insbesondere aus dem Myokard des rechten Ventrikels); bei erhaltener AV-Überleitung kann der ventrikuläre Kanal inhibiert werden, und der QRS-Komplex bleibt schmal. Bei isoliertem AAI gibt es (sofern eine Stimulation erfolgt) nur einen Spike — vor der P-Welle —, und der QRS-Komplex ist bei natürlicher Überleitung schmal.
Sinusrhythmus mit Artefakten: Muskel-Tremor oder Netzbrummen können Spikes imitieren, sind jedoch in der Regel unregelmäßig und weisen keine feste Beziehung zur P-Welle auf. Echte Stimulationsspikes lassen sich durch eine reproduzierbare zeitliche Beziehung zur stimulierten P-Welle und ein charakteristisches, reproduzierbares Muster in den verfügbaren Ableitungen unterscheiden (wobei sich die Morphologie des Spikes zwischen den Ableitungen gesetzmäßig unterscheidet — abhängig von der Ableitungsachse, der Polarität des Systems und der Filterung) sowie durch die Übereinstimmung mit den Parametern der Schrittmacherprogrammierung.
Ventrikuläre Stimulation (VVI): Spike vor einem breiten QRS-Komplex (> 120 ms), P-Welle fehlt oder ist dissoziiert. Beim AAI erfolgt der Spike (sofern vorhanden) vor der P-Welle, der QRS-Komplex ist bei erhaltener Überleitung schmal.
Knotenrhythmus (Nodalrhythmus): Fehlende P-Wellen oder negative P-Welle nach dem QRS-Komplex, keine Stimulationsspikes vorhanden.
Klinische Bedeutung und Taktik
Die Vorhofstimulation ist ein physiologischer Modus: Durch die Erhaltung der AV-Synchronie und den Verzicht auf eine unnötige Ventrikelstimulation kann sie bei geeigneten Patienten die negativen Folgen einer übermäßigen rechtsventrikulären Stimulation verringern. Eine universelle Senkung des Risikos für Vorhofflimmern oder Herzinsuffizienz im Vergleich zu allen Varianten der Zweikammerstimulation ist nicht zu erwarten — das Ergebnis hängt vom jeweiligen Patienten, dem Anteil der Ventrikelstimulation und den Algorithmen des Geräts ab.
Bei der Auswertung ist es wichtig, Funktionsstörungen des Schrittmachers auszuschließen: fehlendes Capture (Spike vorhanden, aber kein ausgelöster P-Welle — Stimulationsschwelle erhöht, Beurteilung und Umprogrammierung oder Sondenrevision erforderlich), Erfassungsstörung (Sensing-Störung) eigener P-Wellen (Übersensibilisierung oder inadäquate Stimulation — Empfindlichkeitseinstellung), Auftreten oder Zunahme eines AV-Blocks (regelmäßige stimulierte P-Wellen, aber Ausfall von QRS-Komplexen oder Verlängerung des stimulierten P-QRS-Intervalls).
Bei einer Verschlechterung der AV-Überleitung ist eine dringende klinische Beurteilung des Patienten und des Geräts erforderlich. Bei einem klinisch signifikanten, bestätigten AV-Block ist der Wechsel zu einem Modus mit ventrikulärer Unterstützung angezeigt — in der Regel nach chirurgischer Ergänzung der bestehenden Einkammersystem-Sonde um eine Ventrikelsonde (eine einfache Umprogrammierung von AAI in DDD ohne Sonde ist nicht möglich), bei hämodynamischer Instabilität eine temporäre Stimulation bis zur definitiven Versorgung. Eine regelmäßige Kontrolle der AV-Überleitung ist bei allen Patienten mit AAI obligatorisch.
Häufige Fehler bei der Auswertung
- Stimulationsspike nicht bemerkt. Das Artefakt kann in Standardableitungen, insbesondere bei bipolarer Stimulation, unauffällig sein. Es müssen alle 12 Ableitungen und der lange Rhythmusstreifen durchgesehen werden — die aussagekräftigste Ableitung ist für jedes EKG individuell.
- AAI mit Sinusrhythmus verwechselt. Bei hochgelegener Vorhofstimulation kann die P-Wellen-Form der des Sinusrhythmus ähneln. Die Diagnose stützt sich auf den Spike, die Programmierdaten des Schrittmachers und den Vergleich mit früheren EKG, nicht nur auf die Frequenz oder P-Wellen-Form.
- AV-Block übersehen. Wenn eine stimulierte P-Welle vorhanden ist, aber QRS-Komplexe ausfallen oder sich das stimulierte P-QRS-Intervall verlängert, handelt es sich nicht um eine normale AAI-Funktion, sondern um ein Zeichen einer gestörten AV-Überleitung, das eine sofortige Beurteilung erfordert.
- Diagnose eines AV-Blocks I. Grades nur anhand des verlängerten PQ-Intervalls im stimulierten Zyklus gestellt. Bei einem vorhofstimulierten Zyklus hängt dieses Intervall sowohl vom Stimulationsort als auch von der intraatrialen Überleitung ab, nicht nur vom AV-Knoten — ein Abgleich mit den Programmierdaten und, wenn möglich, mit der Eigenüberleitung ist erforderlich.
- Breiten QRS-Komplex als Fehlfunktion eingestuft. Ein breiter QRS-Komplex nach einer stimulierten P-Welle hängt meist mit einem angeborenen oder erworbenen Linksschenkelblock zusammen und nicht mit einer Schrittmacherfunktionsstörung; das Vorhof-Capture bestätigt dabei, dass der Schrittmacher selbst funktioniert, obwohl der Schenkelblock eine gesonderte Risikobeurteilung hinsichtlich des Fortschreitens der AV-Überleitungsstörung und der Wahl des Stimulationsmodus erfordert.
- AAIR-Modus nicht berücksichtigt. In Ruhe kann ein Patient mit AAIR einen eigenen Sinusrhythmus ohne sichtbare Stimulation aufweisen (HF über der unteren Grenze) — dies ist normal und keine Fehlfunktion.
1. Im EKG zeigt sich ein regelmäßiger Rhythmus von 70/min, vor jeder P-Welle ist ein vertikaler Spike zu sehen, PQ-Intervall 160 ms, QRS 90 ms. Welcher Stimulationsmodus liegt vor?
Ein Spike vor der P-Welle, ein schmaler QRS-Komplex und ein normales PQ-Intervall sind Zeichen einer Vorhofstimulation (AAI). Die Ventrikel werden auf natürlichem Weg über den AV-Knoten erregt.
2. Bei einem Patienten mit Vorhofschrittmacher sind im EKG Spikes vor den P-Wellen zu sehen, aber einige QRS-Komplexe fallen aus. Was bedeutet das?
Spike und P-Welle sind vorhanden, d. h. das Vorhof-Capture ist erhalten, aber die QRS-Komplexe fallen aus — der Vorhofimpuls wird nicht auf die Ventrikel übergeleitet. Dies ist ein Zeichen einer gestörten AV-Überleitung und erfordert eine dringende klinische Beurteilung.
3. Im EKG Spikes vor den P-Wellen, Herzfrequenz 65/min, QRS-Breite 140 ms mit dem Bild eines Linksschenkelblocks. Ihre Schlussfolgerung?
Ein Spike vor der P-Welle und das Fehlen eines Ventrikelspikes sprechen für eine Vorhofstimulation mit Eigenüberleitung; ein breiter QRS-Komplex mit dem Bild eines Linksschenkelblocks ist eine begleitende Pathologie der intraventrikulären Erregungsleitung, die das Risiko eines fortschreitenden AV-Blocks erhöht und eine klinische Beurteilung bezüglich der Wahl des Modus erfordert, anstatt ein unbedenklicher Normalbefund zu sein.
Häufig gestellte Fragen
Worin unterscheidet sich die Vorhofstimulation von der Zweikammerstimulation?
Bei der Vorhofstimulation (AAI) befindet sich die Elektrode nur im Vorhof: Der Spike (sofern eine Stimulation erfolgt) ist vor der P-Welle sichtbar, die Ventrikel werden auf natürlichem Weg über den AV-Knoten erregt, der QRS-Komplex ist in der Regel schmal. Bei der Zweikammerstimulation (DDD) befinden sich Elektroden im Vorhof und im Ventrikel; je nach Eigenaktivität des Patienten kann der Vorhof, der Ventrikel, beide Kanäle oder keiner stimuliert werden — ein breiter QRS-Komplex tritt nur bei tatsächlicher Ventrikelstimulation auf.
Warum ist bei AAI eine intakte AV-Überleitung erforderlich?
Die Vorhofstimulation erzeugt einen Impuls nur im Vorhof. Um die Ventrikel zu erregen, muss der Impuls den AV-Knoten und das His-Purkinje-System passieren. Ist die Überleitung auf diesem Weg gestört, gelangt der Vorhofimpuls nicht zu den Ventrikeln, der ventrikuläre Rhythmus verlangsamt sich oder stoppt, was zu Synkopen und Kreislaufstillstand führen kann.
Kann bei AAI ein breiter QRS-Komplex auftreten?
Ja, wenn der Patient einen eigenen Linksschenkelblock hat. Der Schrittmacher erzeugt einen Impuls im Vorhof, die Überleitung erfolgt über den AV-Knoten, stößt dann jedoch auf den Schenkelblock — der QRS-Komplex verbreitert sich. Dies ist eine Begleitpathologie des ventrikulären Reizleitungssystems, die an sich keine Schrittmacherfehlfunktion darstellt, jedoch eine gesonderte Beurteilung des Risikos eines fortschreitenden AV-Blocks und der Eignung des AAI-Modus bei dem jeweiligen Patienten erfordert.
Wie unterscheidet man eine Vorhofstimulation im EKG von einem Sinusrhythmus?
Suchen Sie nach dem Stimulationsartefakt vor der P-Welle in allen 12 Ableitungen. Die Übereinstimmung der Rhythmusfrequenz mit der programmierten unteren Frequenzgrenze stützt die Diagnose nur bei vollständig stimuliertem Rhythmus — bei erhaltener Sinusaktivität kann der Schrittmacher inhibiert werden, und im AAIR-Modus steigt die Frequenz über die untere Grenze an. Im Zweifelsfall erfolgt ein Vergleich mit früheren EKG und den Schrittmacher-Programmierdaten.
Ist die Vorhofstimulation für den Patienten gefährlich?
AAI ist ein physiologischer Modus bei erhaltener AV-Überleitung im gesamten Reizleitungssystem. Ein Risiko entsteht bei der Entwicklung eines klinisch signifikanten AV-Blocks: Vorhofimpulse erreichen die Ventrikel nicht mehr. In diesem Fall sind eine dringende Beurteilung des Patienten und des Geräts sowie für eine dauerhafte ventrikuläre Unterstützung die chirurgische Ergänzung um eine Ventrikelsonde oder der Systemwechsel erforderlich; bei Instabilität ist eine Notfallstimulation indiziert.
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Verwandte Begriffe
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Quellen
- Orlow W.N. Leitfaden der Elektrokardiographie, 2020
- Kuschakowski M.S. Herzrhythmusstörungen, 2004
- Goldberger A.L. Clinical Electrocardiography: A Simplified Approach, 9th ed., 2017
- Leitlinien des Russischen Gesundheitsministeriums zur Anwendung von Herzschrittmachern, 2020
Lehrmaterial für Medizinstudierende und Ärzte. Ersetzt weder klinische Leitlinien noch die ärztliche Untersuchung; ein EKG wird stets im klinischen Kontext interpretiert.