EKG-Kriterien
- Der Stimulus wird in Bezug auf die eigene P-Welle oder den QRS-Komplex, die hätten detektiert werden müssen, zu einem falschen Zeitpunkt abgegeben — das heißt, die tatsächliche Abfolge der Ereignisse entspricht nicht der programmierten zeitlichen Logik des Geräts (Basislintervall, AV/VV-Intervall, post-ventrikuläre atriale Refraktärzeit [PPVARP], Blanking-Perioden)
- Beim Abgleich mit der Schrittmacherprogrammierung: Das Intervall vom eigenen Ereignis bis zum nächsten Spike passt nicht in das erwartete Schema dieses Modus — dies muss anhand spezifischer Parameter bewertet werden und nicht anhand eines einheitlichen „Basislintervalls“
- Der Spike kann auf die T-Welle des vorausgegangenen eigenen QRS-Komplexes fallen (Risiko einer Stimulation in der vulnerablen Phase der Repolarisation) — ein alarmierender, aber kein zwingender Befund
- Möglich sind Fusionsschläge (fusion, intermediäre QRS-Morphologie zwischen eigenem und stimuliertem Komplex) und Pseudofusionsschläge (pseudofusion, der Spike überlagert einen bereits begonnenen eigenen Komplex, aber die QRS-Morphologie bleibt rein eigen); beide Phänomene spiegeln das Zusammenspiel von Rhythmen wider, beweisen aber per se kein Undersensing — sie kommen auch bei normaler Bedarfsstimulation (Demand-Pacing) vor
- Beim atrialen Undersensing — Auslassen der P-Welle: Der Stimulus wird ohne Berücksichtigung der vorausgegangenen atrialen Aktivität abgegeben, sichtbar in den Ableitungen II, V1
- Beim ventrikulären Undersensing — Auslassen des eigenen QRS-Komplexes: Der ventrikuläre Spike wird ohne Berücksichtigung des vorausgegangenen Komplexes abgegeben, obwohl er nach der Programmierung des Geräts hätte unterdrückt oder im Timing angepasst werden müssen
- Fehlen der erwarteten Unterdrückung (inhibition) oder Rücksetzung des Schrittmachertimers bei eindeutiger eigener P-Welle / eigenem QRS-Komplex — dies wird durch den Abgleich mit den Daten der Schrittmacherabfrage bestätigt
Wie es im EKG aussieht
Beim Undersensing reagiert der Schrittmacher nicht wie programmiert auf die eigene P-Welle oder den QRS-Komplex des Patienten und gibt einen Impuls ab, der unter normalen Umständen unterdrückt oder verzögert worden wäre.
Atriales Undersensing: Vor dem Hintergrund eines eigenen Sinusrhythmus mit normalen P-Wellen in II, V1 tritt ein atrialer Spike auf, der ohne Berücksichtigung der vorausgegangenen atrialen Aktivität abgegeben wird — die Sequenz entspricht nicht der programmierten zeitlichen Logik des Geräts, das heißt, der Schrittmacher hat diese P-Welle nicht erkannt.
Ventrikuläres Undersensing: Nach einem eigenen QRS-Komplex, der gemäß der Geräteprogrammierung die Abgabe des ventrikulären Stimulus hätte unterdrücken oder das Timing zurücksetzen müssen, gibt das Gerät dennoch einen Spike ab. Manchmal fällt dieser auf die T-Welle — dies ist ein alarmierender, aber kein zwingender und nicht spezifischer Befund. Es entsteht das Bild einer „Konkurrenz“ zwischen eigenem und stimuliertem Rhythmus.
Indirekte Befunde, die eine vorsichtige Interpretation erfordern, sind Fusionsschläge (fusion) und Pseudofusionsschläge (pseudofusion). Bei der Fusion erfassen eigene und stimmulatorisch ausgelöste Depolarisationswellen gleichzeitig verschiedene Myokardaregionen, weshalb der QRS-Komplex eine gemischte, intermediäre Morphologie aufweist. Bei der Pseudofusion wird der Stimulus auf eine bereits begonnene eigene Depolarisation abgegeben, es kommt jedoch zu keiner zusätzlichen Myokardaktivierung — der Spike überlagert lediglich den QRS-Komplex, während die Morphologie des Komplexes selbst vollständig eigen bleibt. Beide Phänomene spiegeln das Zusammenspiel zweier Rhythmen wider, keines davon bestätigt jedoch per se ein Undersensing — sie sind auch bei normal funktionierendem Demand-Modus möglich. Die Diagnose eines Undersensings erfordert eine separate Analyse der Übereinstimmung der Stimulation mit dem programmierten Modus.
Abgrenzung zum Normalbetrieb: Normalerweise entspricht die Stimulation der programmierten zeitlichen Logik des jeweiligen Modus (Basislintervall, AV-Zeit, Hysteresefunktion, Frequenzadaptation, Refraktär- und Blanking-Perioden), und ein detektiertes eigenes Ereignis unterdrückt oder verschiebt in der Regel den entsprechenden Ausgangsimpuls. Beim Undersensing ist diese Logik gestört: Die erwartete Reaktion auf das eigene Signal bleibt aus.
| Merkmal | Normale Erkennung | Undersensing |
|---|---|---|
| Reaktion auf eigene P-Welle / eigenen QRS-Komplex | Unterdrückung oder Zurücksetzen des Timers | keine erwartete Reaktion |
| Übereinstimmung mit der Geräteprogrammierung | Stimulation liegt innerhalb der vorgegebenen Moduslogik | Nichtübereinstimmung der tatsächlichen Sequenz mit dem Programm |
| Position des Spikes | wird durch die Modustimer bestimmt | kann auf die T- oder P-Welle fallen, muss aber nicht |
Mechanismus
Die Erkennung (Sensing) im Schrittmacher wird durch das endokardiale elektrische Signal, das die Elektrode über das intrakardiale Elektrogramm registriert, sowie durch die Algorithmen des jeweiligen Generators bestimmt: Dabei werden Signalamplitude und -eigenschaften, die Zeitfenster und Filter des Geräts sowie Refraktär- und Blanking-Perioden berücksichtigt. Die Oberflächenamplitude der P- oder R-Zelle im EKG entspricht nicht der intrakardialen Amplitude, die das Gerät „sieht“.
Wenn das reale intrakardiale Signal unter der programmierten Empfindlichkeitsschwelle (Sensitivity Threshold) liegt, eine ungeeignete Form aufweist oder in eine Periode fällt, in der der Kanal vorübergehend „blind“ ist (Refraktär- oder Blanking-Periode), registriert das Gerät es nicht.
Infolgedessen erhält die elektronische Schaltung des Geräts kein Signal über die Eigenaktivität und gibt programmgemäß einen Stimulus ab — ungeachtet dessen, dass sich das Herz bereits eigenständig erregt hat. Genau das ist Undersensing: Die Empfindlichkeitsschwelle ist im Verhältnis zur realen Signalamplitude zu hoch eingestellt oder das Signal ist physikalisch abgeschwächt.
Ursachen
- Dislokation (Verschiebung) der Elektrode vom Implantationstag
- Abnahme der Amplitude des registrierten Signals und Verschlechterung des Elektrodengewebekontakts, u. a. durch Fibrose an der Elektrodenspitze (wobei eine Fibrose klassischerweise primär die Stimulationsschwelle [Capture Threshold] erhöht und nicht direkt die „Erkennungsschwelle“; der Mechanismus des Undersensings ist die Abnahme der intrakardialen Signalamplitude)
- Kabelbruch oder Isolationsdefekt der Elektrode
- Niedrigamplitudiges eigenes Signal — z. B. kleine P-Welle bei Vorhoferkrankungen, Myokardnarbe mit niedrigamplitudigem QRS-Komplex
- Falsch programmierte Empfindlichkeitsschwelle (zu unempfindliche Einstellung — hoher Wert in mV)
- Erschöpfung der Schrittmacherbatterie (im Endstadium kann auch die Erkennung gestört sein)
- Myokardinfarkt im Bereich der Elektrodenlage
- Hyperkaliämie und andere metabolische Störungen, Antiarrhythmika — mögliche, aber weniger spezifische Faktoren: Sie beeinflussen die Leitfähigkeit und Signalamplitude auf unterschiedliche Weise und können nicht nur Undersensing, sondern auch Oversensing oder einen Verlust der Stimulation verursachen; die endgültige Ursache wird bei der Geräteabfrage unter Berücksichtigung von Elektrolyten und Medikation ermittelt.
Differenzialdiagnose
Stimulationsverlust (Failure to capture) — ein Spike ist vorhanden, aber ihm folgt keine Depolarisation (keine P-Welle oder kein QRS-Komplex nach dem Stimulus); beim Undersensing hingegen ist ein eigener Komplex vorhanden, aber der Schrittmacher registriert ihn nicht.
Übererkennung (Oversensing) — die umgekehrte Situation: Das Gerät erkennt störende Signale (Myopotenziale, T-Wellen, Artefakte) als Eigenaktivität und unterdrückt den Stimulus zu Unrecht, wodurch Pausen entstehen. Beim Undersensing können Stimuli zu früh oder zu spät abgegeben werden; Pausen sind eher charakteristisch für Oversensing, das klinische Bild hängt jedoch insgesamt vom Modus und dem jeweiligen Gerät ab.
Normales Verhalten bei intermittierender Eigenaktivität — gelegentlich sind seltene eigene Komplexe vor dem Hintergrund eines stimulierten Rhythmus ein erwartetes Verhalten im Demand-Modus (Demand Pacing) und kein Anzeichen für einen Defekt; das Unterscheidungskriterium ist die Übereinstimmung der Intervalle mit der Geräteprogrammierung.
Aufzeichnungsartefakte und Störungen — können eine Unregelmäßigkeit der Spikes imitieren, verändern jedoch nicht das wahre Verhältnis zwischen dem eigenen Komplex und dem nächstgelegenen Stimulus.
Klinische Bedeutung und Taktik
Undersensing ist gefährlich wegen der Konkurrenz zwischen eigenem und stimuliertem Rhythmus: Ein ventrikulärer Stimulus, der in die vulnerable Phase der Repolarisation (auf die T-Welle) abgegeben wird, kann theoretisch eine ventrikuläre Tachykardie oder Kammerflimmern auslösen, wenngleich dies bei modernen Schrittmachern ein seltenes Ereignis ist.
Atriales Undersensing ist hämodynamisch in der Regel weniger gefährlich, stört jedoch die AV-Synchronie und die korrekte Funktion des programmierten Modus (z. B. von DDD-Algorithmen): Der Stimulus wird ohne Berücksichtigung der realen atrialen Aktivität abgegeben. In Einzelfällen kann er beim Auftreffen des Stimulus auf eine ungünstige Phase des atrialen Zyklus die Induktion einer atrialen Tachyarrhythmie begünstigen, dies ist jedoch keine typische oder zwingende Folge — das Risiko hängt vom Stimulationsmodus und dem Zeitpunkt der Stimulusabgabe ab.
Bei Verdacht auf Undersensing im Oberflächen-EKG sollte der Arzt den Patienten zur Programmierung (Abfrage/Interrogation) des Schrittmachers überweisen: Dabei werden die gemessene Amplitude des eigenen Signals (P-Wellen- und R-Wellen-Sensing) überprüft und mit der programmierten Empfindlichkeitsschwelle verglichen, die Integrität der Elektrode (Impedanz) beurteilt und im Thorax-Röntgenbild nach Anzeichen einer Dislokation gesucht. Eine Anpassung der Empfindlichkeit (Senkung der Schwelle in mV, d. h. Erhöhung der Geräteempfindlichkeit) erfolgt erst nach der Abfrage und Ermittlung der Ursache, wobei sicherzustellen ist, dass dies kein Oversensing provoziert (insbesondere bei Rauschen, Myopotentialen oder Isolationsdefekten der Elektrode) und unter Berücksichtigung der aktuellen Blanking-/Refraktärzeiten. Bei einem mechanischen Defekt der Elektrode wird diese repositioniert oder ausgetauscht.
Häufige Fehler bei der Auswertung
- Das physiologische, intermittierende Auftreten eigener Komplexe (Demand-Modus) ohne Analyse der programmierten Intervalle fälschlicherweise als Undersensing zu interpretieren
- Fusion- und Pseudofusion-Komplexe als eigenständigen Beweis für Undersensing anzusehen, obwohl diese auch bei normaler Gerätefunktion auftreten können
- Undersensing mit einem Capture-Verlust (Failure to Capture) zu verwechseln – man muss nicht nur auf die Spikes achten, sondern auch auf das, was vor und nach ihnen geschieht
- Den Stimulationsmodus (Vorhof-/Kammer-/zweikammervariante) und die spezifischen Zeitparameter des Modus bei der Beurteilung, welcher Kanal genau die Detektion verliert, unberücksichtigt zu lassen
- Schlüsse ohne Zugriff auf die Programmierparameter des Geräts zu ziehen – das Oberflächen-EKG liefert nur einen Verdacht, eine Bestätigung erfordert die Geräteabfrage
Welches EKG-Zeichen ist für das Herzschrittmacher-Undersensing am typischsten?
Undersensing bedeutet, dass das Gerät eigene Aktivitäten überspringt, wodurch die Abfolge der Stimuli nicht dem programmierten Modus entspricht.
Worin unterscheidet sich Undersensing von einem Capture-Verlust (Failure to Capture)?
Dies sind zwei verschiedene Arten von Fehlfunktionen: Die eine betrifft die Signaldetektion, die andere die Wirksamkeit des Stimulus.
Welche der Ursachen ist für das Auftreten von Undersensing am typischsten?
Die Abnahme der Amplitude des realen intrakardialen Signals aufgrund einer Elektrodendislokation oder einer veränderten Kontaktfläche führt dazu, کہ das Signal die Detektionsschwelle nicht erreicht.
Häufig gestellte Fragen
Wie unterscheidet man Undersensing im EKG von einem Capture-Verlust?
Undersensing ist eine Detektionsstörung: Das Gerät hat die eigene P-Welle oder den QRS-Komplex nicht erkannt und gibt entgegen der programmierten Logik einen unzeitgemäßen Stimulus ab. Das Capturing nach einem solchen fehlerhaften Stimulus wird separat bewertet – es kann normal sein, fehlen (Failure to Capture) oder zu Fusion-/Pseudofusion-Komplexen führen, da Undersensing und Capture-Verlust kombiniert auftreten können. Bei einem isolierten Capture-Verlust wird der Spike fristgerecht abgegeben, aber es folgt weder eine P-Welle noch ein QRS-Komplex.
Ist ein Schrittmacher-Undersensing gefährlich?
Ja, insbesondere im Ventrikel – der Spike kann in die vulnerable Phase der Repolarisation (auf die T-Welle) fallen und theoretisch eine ventrikuläre Tachyarrhythmie auslösen, wenngleich dies ein seltenes Ereignis ist. Atriales Undersensing ist hämodynamisch meist weniger gefährlich, stört jedoch die AV-Synchronie und die Funktion des programmierten Modus.
Kann man Undersensing in einem gewöhnlichen Oberflächen-EKG erkennen?
Man kann es anhand der Diskrepanz zwischen der Stimulusabfolge sowie den Eigenkomplexen und der programmierten Geräteogik vermuten, aber die genaue Diagnose und Ursache werden bei der Programmierung (Abfrage) des Schrittmachers ermittelt, bei der die gemessenen Signalamplituden sichtbar sind.
Wie wird Undersensing behandelt?
Die Behandlung erfolgt nicht medikamentös – nach der Abfrage und Klärung der Ursache reinterpretiert/umprogrammiert der Arzt die Empfindlichkeitsschwelle des Geräts (wobei kontrolliert wird, dass dies kein Oversensing auslöst) oder nimmt, falls die Ursache mechanisch ist (Dislokation, Elektrodenbruch), eine Reposition oder den Austausch der Elektrode vor.
Worin unterscheidet sich Undersensing von Oversensing?
Dies sind entgegengesetzte Probleme: Beim Undersensing sieht das Gerät das reale eigene Signal nicht und gibt überflüssige Stimuli ab, während es bei der Überdetektion (Oversensing) Fremdsignale als Eigenaktivität interpretiert und den erforderlichen Stimulus fälschlicherweise unterdrückt, was Pausen verursacht.
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Quellen
- Goldberger's Clinical Electrocardiography, 9th ed.
- Hampton. The ECG in Practice
- Surawicz, Knilans. Chou's Electrocardiography in Clinical Practice, 6th ed.
- 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.