Herzphysiologie: Refraktärzeit und Defibrillation

Herzschrittmacher - Therapieoptionen

• Mögliche Therapieoptionen bei Herzrhythmusstörungen: pharmakologisch (Antiarrhythmika), z.B. Betablocker mit Wirkung: negativ chronotrop, negativ dromotrop, negativ inotrop. Viele weitere Substanzen (Klassifikation nach Vaughan Williams)
• Herzschrittmacher: Bei Bradykardien: "Klassischer" Herzschrittmacher; Bei Tachykardien: Neuere Entwicklungen, u.a. interner Defibrillator (ICD).

Physiologie des Herzens - Antitachykarde Herzschrittmacher

• Zeitverlauf des Aktionspotentials: Vergleich Refraktärzeiten Nervenzelle und Myokardzelle
• Frage: Wieso sind die Refraktärzeiten bei der Myokardzelle vergleichsweise lang?
• Refraktärzeit ist länger als die Zeit für die Erregungsausbreitung (lange Refraktärzeit, schnelle Erregungsausbreitung)
• Jede Erregung kann das (gesunde) Herz nur einmal durchlaufen (keine kreisende Erregung), da sie am Ende der Erregung nur auf refraktäres Gewebe trifft.
• Kontrollierte und koordinierte Kontraktion aller Herzmuskelzellen.
• Langdauernde Refraktärzeit schützt die Muskulatur des Herzens vor einer zu schnellen (oder unphysiologischen) Neuerregung.
• Ziel: Sicherstellung einer guten Pumpfunktion (Die Herzkammern müssen sich vor Kontraktion ausreichend gefüllt haben in der Diastole)

Rhythmusstörungen – Reentrymechanismus

• Jede Erregung kann das Herz nur einmal durchlaufen.
• Auch die weiteste Erregungsschleife bewirkt keine kreisende Erregung (kein Re-Entry).
• Physiologische Schutzmechanismen: Schnelle Erregungsausbreitung, lange Refraktärzeit.
• Länge der Erregungsschleife, Refraktärzeit, Erregungsausbreitungsgeschwindigkeit.
• Re-Entry ist möglich bei zu langem Weg, zu kurzer Refraktärzeit, und zu langsamer Ausbreitung.

Kreisende Erregung → Tachykardien

• Kreisende Erregung (Reentry Mechanismus): Vorhofflattern oder Vorhofflimmern (Absolute Arrhythmie, hohe Frequenz, 300 - 600 bpm).
• Kammern schlagen meist langsamer, Kammern werden durch AV-Knoten geschützt.
• Auftreten: vorübergehend (paroxysmal) oder dauerhaft (permanent).
• Gefahr von Thromben und Thrombembolien, nicht lebensbedrohlich.
• Ventrikuläre Tachykardie (VT): Regelmäßige, schnelle Abfolge breiter Kammerkomplexe, eingeschränkte bzw. keine Auswurfleistung.
• Aus VT kann Flattern oder Flimmern entstehen (> 250 / min).
• Bedeutung: Lebensbedrohlich, eingeschränkte Auswurfleistung (Pumpfunktion)

Antitachykardes Pacing (ATP)

• Besondere Form des Pacing bei ventrikulären Tachykardien (VT): Pacingimpulse mit hoher Frequenz (i.d.R. höher als VT). 
• Ziel: In betroffenen Zellen gleichzeitig Refraktärphase erzeugen. 
• Reentry unterbrochen.
• VT beendet und Kammerflimmern verhindert. 
• Geräte meist kombiniert in ICD (Implantable Cardioverter Defibrillator).
• Einteilung ebenfalls nach NASPE (Schema kommt im Kapitel "Defibrillatoren").

Defibrillatoren - Grundlagen

• Überlebenswahrscheinlichkeit nach Auftritt von Herzkammerflimmern sinkt mit zunehmender Zeit.
• Kammerflimmern = unkoordinierte myokardiale Fibrillation (300 – 800 / min); ohne Auswurfleistung der Kammern.
• Hirnschäden bereits nach wenigen Minuten.
• Unverzügliche Defibrillation bei: Kammerflattern, Kammerflimmern, (pulslose ventrikuläre Tachykardie (pVT)).
• EKG eines erfolgreichen Defibrillationsvorgangs: Kammerflimmern (HF ~ 300 / min.) → Defibrillation ("Schock") → Normaler Sinusrhythmus.

Defibrillatoren - Aufbau

• Externe Defibrillatoren: Bedarfsweise Anwendung für Akutfälle, mit von außen aufgesetzten Thoraxelektroden.
• Variante für Laien: AED - Automatic External Defibrillator.
• Interne Defibrillatoren: Implantierte und dauerhaft getragene Geräte für Patienten, die absehbar eine Defibrillation benötigen (z.B. Herzkranke Patienten).
• ICD - Implantable Cardioverter Defibrillator.
• Elektroden, Platzierung, Klebeelektroden, Handgeführte Elektroden.

Defibrillatoren - Interne Defibrillatoren

• ICD: Implantable Cardioverter Defibrillator: Indikationen.
• Patienten mit anfallsweisen Kammertachykardien und Kammerflimmern, die nicht medikamentös behandelt werden können.
• Patienten mit überlebtem plötzlichem Herztod, der nicht durch Infarkt ausgelöst wurde.
• Patienten mit eingeschränkter Pumpfunktion (Ejektionsfraktion EF < 30%)  hohes Risiko für VT bzw. Flimmern.
• Implantierbar, Schock zwischen ICD und Kammerelektrode.
• Erkennung und Therapie bei Bedarf (ATP bzw. Schock).
• ICD-Arten: Einkammer, Zweikammer, Dreikammer.
• NASPE ICD Code.

Defibrillatoren - Impuls - Form (intern und extern)

• Monophasischer Impuls: Stromfluss nur in eine Richtung, üblich bei älteren Geräten.
• Biphasischer Impuls: Stromumkehr nach definierter Zeit, benötigt weniger Energie, weniger Myokardschädigung.
• Stromumkehr durch "H-Brücke".

Defibrillatoren - Impuls - Energie (intern und extern)

• Parameter zur Charakterisierung des Impulses: Energie (in Joule [J]).
• Empfehlung für externe Defibrillatoren: Monophasisch: 360 J, Biphasisch: 150 J. 
• ICD: bis 15 J, bei subkutanen Elektroden höher.

Defibrillatoren - Spannungen

• Externe Defibrillatoren: Monophasisch (bis ca. 5 kV = 5000V), Biphasisch (ca. 1,7 – 3 kV).
• ICD: bis ca. 1 kV.
• Vorsicht: Hochspannung.

Defibrillatoren - Beispiel ICD Aktivität bei VT

• Zweimaliger Versuch durch ATP bei VT.
• Schockabgabe → VT beendet.

Defibrillatoren - Kardioversion

• Anwendung Kardioversion: Atriales Flimmern (Vorhofflimmern), Atriales Flattern (Vorhofflattern), Ventrikuläre Tachykardien (VT).
• Schockabgabe synchronisiert zur R-Zacke, Schock NICHT in vulnerable Phase.
• Beispiel: Atriales Flimmern.

Herzschrittmacher / ICD - Ökonomische Aspekte

• Kosten Herzschrittmacher: Je nach Modell (Ein-, Zwei-, Dreikammer) ca. 1000€ - 5000€.
• Kosten ICD: Je nach Modell und Anzahl der Kammern 7000€ - 20000€.
• Weitere Kosten: Regelmäßige Nachsorge, Austausch von HSM/ICD.

Herzkammer / ICD-Ökonomische Aspekte

• Abrechnungsbeispiel für die Implantation eines Zweikammer Schrittmachers (nach EBM).
• Leistungen, GOP-Wert, Punkte (Patient ab/bis 60 Lebensjahr).