EKG-Kriterien
- Beurteilen, ob es sich um eine Einkanal-Aufzeichnung handelt — ob nur eine einzige Kurve ohne Brustwandableitungen vorliegt
- Die Kalibrierung anhand der Gerätedaten überprüfen: Übereinstimmung von 1 mV und Aufzeichnungsgeschwindigkeit mit den angegebenen Werten (nicht immer wie bei einem Papier-EKG explizit angegeben; quantitative Messungen sind nur bei bekannter Kalibrierung und guter Signalqualität zulässig)
- Den Rhythmus beurteilen: RR-Regelmäßigkeit, Vorhandensein einer P-Welle vor jedem QRS-Komplex
- Die Herzfrequenz anhand der RR-Intervalle auf der Aufzeichnung messen (das Gerät berechnet dies in der Regel automatisch)
- Die algorithmische Markierung des Geräts (z. B. „Sinusrhythmus“, „Vorhofflimmern“, „nicht auswertbare Aufzeichnung“) als vorläufig und nicht als endgültig betrachten
- Nach Artefakten suchen: Grundlinieunruhe bei Tremor, Bewegung oder schlechtem Elektrodenkontakt
Wie es im EKG aussieht
Die Smartwatch-Aufzeichnung bei typischer Elektrodenposition (Arm mit Uhr — Finger der gegenüberliegenden Hand) ähnelt der Standardableitung I, jedoch können Form und Polarität der P-Welle, des QRS-Komplexes und der T-Welle vom Lehrbuchbeispiel abweichen — dies hängt von der Tragseite, der Armhaltung, der Kontaktqualität und dem jeweiligen Gerät ab. Auf dem Bildschirm oder in der App ist ein Streifen von ca. 30 Sekunden Dauer sichtbar. Abtastrate und Amplitudenkalibrierung sind bei verschiedenen Modellen unterschiedlich und nicht immer explizit angegeben, weshalb ein Millimeterlineal von einem Papier-EKG hier nicht direkt angelegt werden kann: Quantitative Messungen (mm, ms) sind nur bei bekannter Kalibrierung und korrektem Export der Aufzeichnung zulässig. Bei niedriger Signalqualität oder unbekannten Geschwindigkeits-/Verstärkungsparametern sind solche Messungen unzuverlässig und die Aufzeichnung wird qualitativ bewertet — Rhythmus, Frequenz, grobe Morphologie.
Anhand einer solchen Aufzeichnung ist es möglich:
- die Rhythmusregelmäßigkeit zu beurteilen (regulär/irregulär);
- die Herzfrequenz anhand der RR-Intervalle zu berechnen;
- das Vorhandensein oder Fehlen einzelner P-Wellen vor jedem QRS-Komplex zu erkennen (bei guter Signalqualität);
- grobe Auffälligkeiten zu bemerken — Pausen, ausgeprägte Tachykardie, manifester Vorhofflimmern mit chaotischer Aktivität ohne P-Welle, und in Einzelfällen eine deutliche ST-Strecken-Senkung oder -Hebung in dieser einzigen Ableitung. Solche ST-T-Veränderungen in einer einzigen Ableitung sind jedoch unspezifisch: Sie können durch Körperposition, Elektrodenkontakt, Artefakte oder eine individuelle Norm bedingt sein und erlauben es nicht, eine Ischämie eigenständig zu diagnostizieren oder auszuschließen.
Anhand einer solchen Aufzeichnung ist es nicht möglich, zuverlässig:
- eine Ischämie oder einen Myokardinfarkt zu diagnostizieren oder auszuschließen und dessen Lokalisation nach Wandabschnitten zu bestimmen (es fehlen Ableitungen über verschiedenen Herzwänden); bei Symptomen ist unabhängig von dem, was in der einzigen verfügbaren Ableitung zu sehen ist, ein standardmäßiges 12-Kanal-EKG und eine klinische Beurteilung erforderlich;
- die elektrische Herzachse (EHA) zu bestimmen;
- eine Hypertrophie zu diagnostizieren und Schenkelblöcke zu klassifizieren — es kann lediglich ein breiter QRS-Komplex oder eine ausgeprägte Leitungsstörung vermutet werden, die ein 12-Kanal-EKG erfordert;
- das QT-Intervall mit derselben Zuverlässigkeit wie bei einem Standard-EKG zu messen: Das QT-Intervall wird bei einer Einkanal-Aufzeichnung aufgrund von Bewegungsartefakten, Rauschen und der Unmöglichkeit, die optimale Ableitung zu wählen oder mehrere Ableitungen zu vergleichen, weniger zuverlässig gemessen und sollte ohne Bestätigung durch ein Standard-EKG nicht für wichtige klinische Entscheidungen herangezogen werden (bevorzugt sind die Ableitungen II oder V5 bei qualitativ hochwertiger 12-Kanal-Aufzeichnung).
Mechanismus
Die Elektroden der Uhr und des Fingers der gegenüberliegenden Hand registrieren die Potentialdifferenz zwischen zwei Körperpunkten — einen Summenvektor der Depolarisation und Repolarisation des Herzens, projiziert auf eine Achse, die der Achse der Ableitung I nahekommt. Bei typischer Position ähnelt die Aufzeichnung in ihrer Richtung der Standardableitung I, aber es handelt sich weder um ein vollwertiges 12-Kanal-EKG noch buchstäblich um dasselbe wie die Ableitung I im Einthoven-System in allen Positionen und bei allen Geräten: Andere Extremitäten- und Brustwandableitungen fehlen, weshalb eine frontale elektrische Herzachse nicht zuverlässig konstruiert werden kann (dafür sind mindestens zwei Achsen des Einthoven-Dreiecks erforderlich) oder Veränderungen nach Herzwänden lokalisiert werden können. Aus diesem Grund sind die meisten kommerziellen Uhren-Algorithmen hauptsächlich für die Rhythmusklassifizierung validiert (Sinusrhythmus, Vorhofflimmern, nicht auswertbare Aufzeichnung) und nicht für die Ischämiediagnostik oder die systematische ST-T-Analyse nach Wandabschnitten vorgesehen; die Ausgangskurve in einer Ableitung kann Informationen über ST-T-Veränderungen enthalten, aber die Erkennungsmöglichkeiten und die Validierung hängen vom jeweiligen Modell und der Software ab und sollten separat überprüft werden.
Anwendungsbereich
- Erkennung von Episoden eines paroxysmalen Vorhofflimmern bei Patienten mit Herzstolpern; Wearables können als Hilfsinstrument für eine solche Erkennung eingesetzt werden, insbesondere in Hochrisikogruppen (unter anderem bei Personen über 65 Jahren mit Schlaganfallrisikofaktoren), ersetzen jedoch kein organisiertes medizinisches Screening und die anschließende ärztliche Bestätigung;
- Dokumentation einer Episode bei Palpitationen (Herzklopfen) zur späteren Vorlage beim Arzt;
- dynamische Selbstüberwachung bei Patienten mit bekannter Arrhythmie (z. B. nach Ablation von Vorhofflimmern);
- bei Sportlern — unterstützende Aufzeichnung von Episoden während des Trainings (kein Ersatz für Belastungstests und Langzeit-EKG).
Differenzialdiagnose
- Bewegungs-/Tremorartefakt — eine chaotische, unregelmäßige Linie, bei der QRS-Komplexe teilweise erhalten oder durch Rauschen überdeckt sein können; starke Artefakte werden vom Algorithmus manchmal fälschlicherweise als Vorhofflimmern klassifiziert anstatt als „nicht auswertbare Aufzeichnung“ markiert zu werden, weshalb man anhand einer einzigen automatischen Markierung ein Artefakt nicht von echtem Vorhofflimmern unterscheiden kann — die Aufzeichnung muss in Ruhe wiederholt und das Vorhandensein regelmäßiger QRS-Komplexe auf der Originalkurve überprüft werden;
- echtes Vorhofflimmern — Fehlen von P-Wellen, unregelmäßige RR-Intervalle, wobei QRS-Komplexe dennoch unterscheidbar sind;
- Sinusarrhythmie bei Jugendlichen und jungen Erwachsenen — das RR-Intervalle ändert sich glatt, zyklisch (häufig atemfrequenzabhängig) und nicht chaotisch wie bei Vorhofflimmern;
- Extrasystolie, die in eine kurze Aufzeichnung geraten ist — ein einzelner vorzeitiger Komplex ist kein Grund für die Diagnose einer Arrhythmie ohne klinische Beurteilung und ggf. Langzeit-EKG.
Klinische Bedeutung und Taktik
Das Einkanal-Smartwatch-EKG ist ein Screening-Instrument und kein Diagnosemittel. Eine positive oder fragliche automatische Markierung (z. B. „Vorhofflimmern“) muss von medizinischem Fachpersonal bewertet werden: Die Diagnose wird durch ein dokumentiertes EKG bestätigt, einschließlich einer qualitativen Einkanal-Aufzeichnung von mindestens 30 Sekunden Dauer, die von einem Spezialisten gesichtet wurde, oder durch ein 12-Kanal-EKG bzw. ambulantes Monitoring bei entsprechender Indikation, falls die ursprüngliche Aufzeichnung nicht verlässlich oder zu kurz ist. Eine Antikoagulation wird niemals allein aufgrund einer automatischen Gerätemarkierung verordnet.
Einem Arzt ist bei der Vorstellung eines Patienten mit einer Smartwatch-Aufzeichnung Folgendes zu empfehlen:
- die Originalaufzeichnung (nicht nur die Textmarkierung der App) zu sichten und die Signalqualität zu beurteilen;
- bei Verdacht auf Vorhofflimmern oder eine andere relevante Arrhythmie die Dokumentation mittels Standard-EKG und/oder Langzeit-EKG je nach klinischer Situation zu veranlassen;
- bei aktuellen oder verdächtigen Brustschmerzen sich nicht an dem „normalen“ Urteil der Uhr zu orientieren: Es muss umgehend medizinische Notfallhilfe aufgesucht werden, und ein 12-Kanal-EKG ist so schnell wie möglich durchzuführen, ggf. zu wiederholen und durch Troponin sowie weitere Diagnostik zu ergänzen — eine Einkanal-Aufzeichnung schließt einen STEMI, Oklusionsäquivalente oder ein NSTEMI nicht aus;
- den Patientenzontext zu berücksichtigen: Bei Kindern und während der Schwangerschaft sind Algorithmen und diagnostische Schwellenwerte möglicherweise unzureichend validiert, weshalb die Aufzeichnung von einem Arzt unter Berücksichtigung des Alters oder der Schwangerschaftswoche interpretiert werden muss und bei Verdacht auf Pathologie ein Standard-EKG erforderlich ist.
Gefahr — falsch-negatives Ergebnis (Verpassen einer klinisch signifikanten Arrhythmie oder Ischämie aufgrund methodischer Einschränkungen) und falsch-positives Ergebnis (ungerechtfertigte Beunruhigung und Untersuchungen bei einem Artefakt, das vom Algorithmus fälschlicherweise als Arrhythmie interpretiert wurde).
Häufige Fehler bei der Auswertung
- die Textmarkierung der App („möglicherweise Vorhofflimmern“) als endgültige Diagnose zu betrachten, ohne die Kurve selbst zu sichten;
- das QT-Intervall oder die ST-Strecke anhand einer Einkanal-Aufzeichnung wie bei einem Standard-EKG zu messen und diese Werte ohne Bestätigung durch eine Standardaufzeichnung für Therapieentscheidungen zu verwenden;
- Bewegungs- und Kontaktartefakte nicht zu berücksichtigen, die einen unregelmäßigen Rhythmus oder sogar Vorhofflimmern imitieren;
- aktuelle oder verdächtige Brustschmerzen aufgrund einer „normalen“ Smartwatch-Aufzeichnung zu ignorieren und die Inanspruchnahme von Notfallhilfe hinauszuzögern;
- zu vergessen, dass das Fehlen von Brustwandableitungen es unmöglich macht, Veränderungen nach Herzwänden zu lokalisieren.
1. Wie viele Ableitungen registriert ein Standard-EKG einer Smartwatch wie der Apple Watch?
Die Aufzeichnung erfolgt zwischen der Elektrode an der Uhr und dem Finger der gegenüberliegenden Hand, was eine Ableitung ergibt, die in ihrer Achse der I. Standardableitung ähnelt.
2. Was von den folgenden Punkten kann anhand eines Einkanal-EKGs einer Smartwatch nicht zuverlässig beurteilt werden?
Die elektrische Herzachse wird aus dem Verhältnis mehrerer Extremitätenableitungen (mindestens zwei Achsen des Einthoven-Dreiecks) berechnet, was eine einzelne Ableitung nicht ermöglicht.
3. Ein Patient zeigt eine Smartwatch-Aufzeichnung mit dem Vermerk „Vorhofflimmern möglich“ und klagt über Brustschmerzen. Wie ist das korrekte ärztliche Vorgehen?
Brustschmerzen erfordern eine Notfallbeurteilung und ein Standard-EKG zur Ischämiediagnostik, während die Arrhythmiemeldung eines Einkanalgeräts lediglich ein Anlass für eine bestätigende Untersuchung und keine Grundlage für die sofortige Einleitung einer Therapie ist.
Häufig gestellte Fragen
Kann ein Herzinfarkt anhand des Smartwatch-EKGs diagnostiziert werden?
Nein. Die Einkanalaufzeichnung enthält keine Brustwandableitungen, weshalb eine Lokalisierung und oft auch das Vorliegen von ST-T-Ischämieveränderungen damit nicht zuverlässig beurteilt werden können, obwohl in der verfügbaren Ableitung manchmal grobe Veränderungen sichtbar sind. Bei aktuellen oder verdächtigen Brustschmerzen ist unabhängig vom Ergebnis der Uhr sofortige medizinische Hilfe und ein standardmäßiges 12-Kanal-EKG erforderlich.
Wie genau erkennen Smartwatch-Geräte Vorhofflimmern?
Bei validierten Modellen in Studien mit ausgewählten Anwendern können Sensitivität und Spezifität für die Erkennung von Vorhofflimmern hoch sein, aber die Werte hängen vom Gerät, Algorithmus und der Aufzeichnungsqualität ab und entsprechen nicht der diagnostischen Genauigkeit in der Allgemeinbevölkerung; bei Tachykardie, Extrasystolen, anderen Arrhythmien oder Artefakten klassifiziert der Algorithmus Vorhofflimmern möglicherweise nicht. Jede positive Meldung muss durch ein von medizinischem Fachpersonal gesichtetes EKG bestätigt werden, bevor Behandlungsentscheidungen getroffen werden.
Worin unterscheidet sich das Smartwatch-EKG vom Langzeit-EKG?
Das Holter-Monitoring zeichnet kontinuierlich eine oder mehrere Ableitungen über Stunden oder Tage auf und erkennt Arrhythmien im Zeitverlauf besser; die Beurteilung von ST-T-Strecken auf einer solchen Aufzeichnung ist begrenzt und hängt vom konkreten System ab, und für die Ischämiediagnostik nach Indikation ist ein standardmäßiges 12-Kanal-EKG erforderlich. Die Smartwatch liefert eine Ableitung und eine kurze Aufzeichnung auf Patientenwunsch – dies ist eine Ergänzung, kein Ersatz für das Holter-Monitoring.
Kann das Smartwatch-EKG bei Kindern oder Schwangeren verwendet werden?
Technisch ist die Aufzeichnung möglich, aber die Algorithmen und Diagnoseschwellen der Uhren sind für das Kindesalter und Schwangere möglicherweise nicht ausreichend validiert, daher sollte eine solche Aufzeichnung von einem Arzt unter Berücksichtigung des Alters oder der Schwangerschaftswoche interpretiert werden. Bei Verdacht auf eine Rhythmusstörung ist ein Standard-EKG erforderlich.
Was tun, wenn die Smartwatch „unklare Aufzeichnung“ anzeigt?
Meist handelt es sich um ein Bewegungs-, Tremor- oder schlechtes Elektrodenkontaktartefakt und nicht um ein Pathologiezeichen, aber bei starkem Artefakt liefert der Algorithmus manchmal fälschlicherweise auch andere Meldungen, weshalb eine Pathologie nicht allein anhand einer automatischen Meldung ausgeschlossen wird. Es empfiehlt sich, die Aufzeichnung in Ruhe bei entspanntem Arm zu wiederholen und bei wiederholtem Fehlschlagen oder anhaltenden Beschwerden ein Standard-EKG anzufordern.
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Quellen
- AHA/ACCF/HRS-Empfehlungen zur Standardisierung und Interpretation des EKG, 2009
- ESC-Leitlinien zur Diagnose und Behandlung von Vorhofflimmern, aktuelle Ausgabe
- Hampton J. The ECG Made Easy
Lehrmaterial für Medizinstudierende und Ärzte. Ersetzt weder klinische Leitlinien noch die ärztliche Untersuchung; ein EKG wird stets im klinischen Kontext interpretiert.