EKG-Kriterien
- Das Kalibriersignal lokalisieren — eine rechteckige Zacke auf dem Papier (üblicherweise links oder am Ende der Aufzeichnung)
- Die Höhe des Kalibrierungsimpulses überprüfen: 10 mm entsprechen 1 mV (0,1 mV pro 1 mm)
- Die Aufnahmegeschwindigkeit anhand der gedruckten Gerätemarkierung oder der Zeitmarkierungen auf dem Papier überprüfen: 25 mm/s — 1 mm = 0,04 s; 50 mm/s — 1 mm = 0,02 s; anhand der Breite des Kalibrierungsimpulses selbst kann die Geschwindigkeit nicht ermittelt werden, es sei denn, seine vorgegebene Dauer ist im Voraus bekannt
- Bei halber Kalibrierung (5 mm = 1 mV) entspricht 1 mm 0,2 mV; wenn die Amplitude in mm in die Standardformel (10 mm/mV) eingesetzt wird, muss das Ergebnis in mV mit 2 multipliziert werden — sicherer ist es, die Amplitude in mm direkt durch die tatsächliche Empfindlichkeit in mm/mV zu teilen
- Bei doppelter Kalibrierung (20 mm = 1 mV) entspricht 1 mm 0,05 mV; bei Verwendung der Standardformel (10 mm/mV) muss das Ergebnis in mV durch 2 geteilt werden
- Bei einer Geschwindigkeit von 50 mm/s sind alle Zeitintervalle (QT, PQ, QRS) bei der Berechnung in ms durch zwei zu teilen, sofern die Messung mit einem Lineal ohne Skalenumrechnung durchgeführt wurde
- Das tatsächliche Millimeterpapier zuordnen: Großes Kästchen 5 mm = 0,2 s bei 25 mm/s, kleines Kästchen 1 mm = 0,04 s
Wie es im EKG aussieht
Das Kalibriersignal ist ein rechteckiger („P-förmiger“) Impuls, den das Gerät separat von den Ableitungskurven ausdruckt, gewöhnlich vor dem ersten Komplex oder nach der letzten Ableitung. Bei Standardkalibrierung beträgt die Höhe dieses Impulses 10 mm, was 1 mV entspricht (d. h. 1 mm in der Vertikalen = 0,1 mV).
Die Papiervorschubgeschwindigkeit bestimmt den horizontalen Maßstab. Bei einer Geschwindigkeit von 25 mm/s gilt: 1 mm = 0,04 s, großes Kästchen (5 mm) = 0,2 s, 5 große Kästchen = 1 s. Bei einer Geschwindigkeit von 50 mm/s entsprechen dieselben Abstände in Millimetern einer halb so großen Zeit: 1 mm = 0,02 s, großes Kästchen = 0,1 s.
| Geschwindigkeit | 1 mm | 1 großes Kästchen (5 mm) |
|---|---|---|
| 25 mm/s | 0,04 s | 0,2 s |
| 50 mm/s | 0,02 s | 0,1 s |
| Kalibrierung | 1 mm |
|---|---|
| 10 mm/mV (Standard) | 0,1 mV |
| 5 mm/mV (halb) | 0,2 mV |
| 20 mm/mV (doppelt) | 0,05 mV |
Bei der Interpretation von Spannungskriterien (Hypertrophie, Niederspannung) und Zeitintervallen (PQ, QRS, QT) muss der Arzt zunächst den Kalibrierungsimpuls und die Geschwindigkeitsmarkierung überprüfen, anstatt Kästchen „standardmäßig“ abzuzählen.
Mechanismus
Der Elektrokardiograph registriert die Potentialdifferenz zwischen den Elektroden und wandelt diese in eine vertikale Auslenkung des Schreibers oder des digitalen Strahls um, während der Papiervorschub oder die Zeitskala horizontal dargestellt werden. Der Kalibrierungsimpuls ist ein Testsignal bekannter Amplitude (1 mV), das das Gerät vor oder nach der Aufzeichnung an den Eingang des Verstärkers anlegt. Er zeigt die Übereinstimmung der eingestellten Verstärkung mit dem vorgegebenen Niveau (10, 5 oder 20 mm/mV) an, überprüft also die Kalibrierung der vertikalen Skala genau an diesem Punkt des Bereichs. Er ersetzt keine technische Überprüfung des gesamten Geräts, bewertet nicht die Qualität des Hautkontakts der Elektroden und bestätigt nicht die Validität biologischer Signale über den gesamten Amplitudenbereich — hierfür ist eine separate Serviceprüfung erforderlich. Die Papiervorschubgeschwindigkeit wird mechanisch oder per Software vorgegeben und bestimmt, wie viel Millimeter Papier einer Sekunde Aufzeichnung entsprechen; dies ist ein unabhängiger Parameter, der nicht mit der Signalverstärkung zusammenhängt. Beide Parameter sind rein technische Geräteeinstellungen, die nicht mit der Elektrophysiologie des Herzens zusammenhängen, aber ohne ihre Kenntnis kann kein EKG-Parameter korrekt gemessen werden.
Normvarianten
Der Standard gemäß den Richtlinien von AHA/ACCF/HRS 2009 zur EKG-Standardisierung ist eine Geschwindigkeit von 25 mm/s und eine Kalibrierung von 10 mm/mV. Zulässige Alternativen, die das Gerät explizit kennzeichnen muss:
- Geschwindigkeit 50 mm/s — wird bei Tachykardie und schmalen Komplexen verwendet, wenn eine präzisere zeitliche Auflösung erforderlich ist (z. B. zur Analyse der Delta-Welle, aberranter Überleitung);
- halbe Kalibrierung 5 mm/mV — wird bei sehr hohen Zacken angewendet (z. B. ausgeprägte Hypertrophie, damit sich die Komplexe nicht überlappen);
- doppelte Kalibrierung 20 mm/mV — wird bei Niederspannungskurven angewendet, um kleine Zacken abzugrenzen.
Geschwindigkeit und Empfindlichkeit müssen auf der Aufzeichnung selbst als Text angegeben sein. Wenn keine Textmarkierung vorhanden ist, kann die Empfindlichkeit (vertikaler Maßstab) anhand der Höhe des Kalibrierungsimpulses abgeschätzt werden, jedoch nur, wenn dessen vorgegebener Wert (in der Regel 1 mV) bekannt ist. Die Aufnahmegeschwindigkeit lässt sich nicht allein aus der Form oder der Höhe des Kalibrierungsimpulses bestimmen — dafür ist eine gedruckte Gerätemarkierung, verlässliche Zeitmarkierungen auf dem Papier oder die Gerätespezifikation erforderlich. Wenn diese Angaben fehlen, kann die Geschwindigkeit anhand des normalen Kalibrierungsrechtecks nicht zuverlässig rekonstruiert werden, und diese Unsicherheit muss bei der Befundung vermerkt werden.
Pathologische Veränderungen
Streng genommen sind Kalibrierung und Geschwindigkeit kein EKG-Befund, sondern ein Aufzeichnungsparameter, weshalb keine „Pathologie“ des Signals an sich existiert. Klinisch relevante Probleme treten über zwei verschiedene Mechanismen auf und verfälschen unterschiedliche Messungen:
- Eine Nichtübereinstimmung der Druckgeschwindigkeit mit dem tatsächlichen Papiervorschub verfälscht ausschließlich die Messung der Zeitintervalle (PQ, QRS, QT, RR) — der horizontale Maßstab wird unkorrekt, während der vertikale Maßstab (Zackenamplitude) unverändert bleibt;
- eine fehlerhafte oder falsch eingestellte Empfindlichkeit (instabiler Kalibrierungsimpuls, „schwebende“ oder verzerrte vertikale Amplitude) verfälscht die Amplitudenwerte — Spannungskriterien der Hypertrophie, niedrige oder hohe QRS-Spannung.
Diese beiden Fehler können gleichzeitig auf derselben Aufzeichnung auftreten, haben jedoch unterschiedliche Ursachen und Konsequenzen, weshalb sie bei der Befundung getrennt analysiert werden müssen.
Häufige Fehler bei der Auswertung
- Messung von Intervallen und Amplituden ohne Überprüfung des Kalibrierungsimpulses und der Geschwindigkeitsmarkierung — insbesondere bei der Auswertung von Ausdrucken fremder Geräte oder Archivaufzeichnungen.
- Automatische Standardannahme von „25 mm/s, 10 mm/mV“, obwohl auf der Aufzeichnung andere Werte vermerkt sind (häufige Ursache für eine Fehldiagnose einer Linksherzhypertrophie oder von verkürzten/verlängerten Intervallen).
- Verwirrung beim Lesen von Streifen mit 50 mm/s: Intervalle erscheinen doppelt so lang, wenn die Kästchen nach den Regeln für 25 mm/s gezählt werden (z. B. scheinbare Verlängerung von QT oder QRS).
- Ignorieren der halben oder doppelten Kalibrierung bei der Berechnung von Spannungskriterien für Hypertrophie (Sokolow-Lyon-Index, Cornell-Kriterium) — das Ergebnis ist um den Faktor zwei falsch.
- Vergleich von seriellen EKG-Aufnahmen desselben Patienten, die mit unterschiedlichen Kalibrierungen/Geschwindigkeiten aufgenommen wurden, ohne Umrechnung — dies erzeugt eine scheinbare Dynamik.
1. Wie lautet die Standardkalibrierung der Amplitude im EKG gemäß den AHA/ACCF/HRS-Richtlinien?
Der Standard liegt bei 10 mm entsprechend 1 mV, d. h. 1 mm in der Vertikalen entspricht 0,1 mV.
2. Welcher Dauer in Millisekunden entspricht ein Millimeter horizontal bei einer Aufnahmegeschwindigkeit von 50 mm/s?
Bei 50 mm/s bewegt sich das Papier doppelt so schnell wie bei 25 mm/s, weshalb 1 mm 0,02 s anstelle von 0,04 s entspricht.
3. Das EKG wurde mit einer Kalibrierung von 5 mm = 1 mV aufgezeichnet. Wie ermittelt man korrekt die wahre Amplitude der Zacke in mV?
Bei einer Empfindlichkeit von 5 mm/mV entspricht 1 mm 0,2 mV, weshalb die Amplitude in mm durch 5 (die tatsächliche Skala in mm/mV) statt durch die standardmäßigen 10 geteilt werden muss.
Häufig gestellte Fragen
Wie überprüft man, ob ein EKG mit Standardkalibrierung aufgezeichnet wurde?
Man muss den rechteckigen Kalibrierungsimpuls auf dem Streifen (üblicherweise am Anfang oder Ende der Aufzeichnung) finden und seine Höhe messen. Beträgt die Höhe 10 mm, ist die Kalibrierung standardmäßig (1 mV = 10 mm). Druckt das Gerät eine digitale Geschwindigkeits- und Empfindlichkeitsmarkierung aus, dupliziert diese die Information.
Was ändert sich, wenn das EKG mit einer Geschwindigkeit von 50 mm/s aufgenommen wurde?
Alle horizontalen Abstände auf dem Streifen werden im Vergleich zu 25 mm/s verdoppelt, sodass bei der Zeitberechnung 1 mm 0,02 s statt 0,04 s entspricht. Die Zackenamplituden (vertikale Ausdehnung) verändern sich dabei nicht, da die Vorschubgeschwindigkeit die Signalverstärkung nicht beeinflusst.
Warum wird manchmal eine Halbkalibrierung von 5 mm/mV verwendet?
Dies wird bei sehr hohen R- oder S-Zacken durchgeführt, wenn bei den standardmäßigen 10 mm/mV die Komplexe benachbarter Ableitungen miteinander verschmelzen oder über den Papierrand hinausgehen. Bei dieser Kalibrierung entspricht 1 mm 0,2 mV, das heißt, die in mm gemessene Amplitude muss durch 5 statt durch 10 geteilt werden, um mV zu erhalten.
Kann man EKGs vergleichen, die mit unterschiedlicher Geschwindigkeit oder Kalibrierung aufgenommen wurden?
Das ist möglich, jedoch nur nach Umrechnung der Millimeter-Messwerte in Standardeinheiten (ms und mV) unter Berücksichtigung der tatsächlichen Geschwindigkeit und Empfindlichkeit jeder Aufzeichnung. Ein direkter Vergleich „Kästchen für Kästchen“ ohne Umrechnung führt zu einer falschen Dynamik.
Wo findet man auf einem echten EKG die Geschwindigkeits- und Kalibrierungsmarkierung?
Moderne Geräte drucken diese Werte als Text neben der Aufzeichnung ab (z. B. „25 mm/s, 10 mm/mV“) und zeigen zusätzlich einen rechteckigen Kalibrierungsimpuls am Anfang oder Ende des Streifens. Gibt es keine Textmarkierung, kann die Empfindlichkeit anhand der Höhe des Kalibrierungsimpulses bei bekannter Größe abgeschätzt werden, und die Geschwindigkeit nur anhand von Zeitmarken oder Gerätedaten; ist dies unmöglich, muss die Unsicherheit bei der Interpretation berücksichtigt werden.
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Quellen
- AHA/ACCF/HRS Recommendations for the Standardization and Interpretation of the Electrocardiogram, 2009
- Goldberger A.L. Clinical Electrocardiography: A Simplified Approach
- Orlow W. N. Leitfaden der Elektrokardiographie
Lehrmaterial für Medizinstudierende und Ärzte. Ersetzt weder klinische Leitlinien noch die ärztliche Untersuchung; ein EKG wird stets im klinischen Kontext interpretiert.