Ventrikuläre Tachyarrhythmien und der plötzliche Herztod bei

Aus der Medizinischen Universitätsklinik, Abteilung Innere Medizin III, Kardiologie
und Angiologie, Ärztlicher Direktor Prof. Dr. med. Ch. Bode
der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg i.Br.
Ventrikuläre Tachyarrhythmien und der plötzliche Herztod bei
Patienten nach Herzschrittmacherimplantation
INAUGURAL - DISSERTATION
zur
Erlangung des Medizinischen Doktorgrades
der Medizinischen Fakultät
der Albert-Ludwigs-Universität
Freiburg i.Br.
Vorgelegt
2004
von
Robert Gradinger
geboren in
Würzburg
Dekan
Prof. Dr. med. J. Zentner
1. Gutachter
PD Dr. med. T. Faber
2. Gutachter
PD Dr. med. J. Martin
Jahr der Promotion
2004
Danksagung
An erster Stelle möchte ich mich bei Hr. Prof. Dr. med. Manfred Zehender und
Hr. PD Dr. med. Thomas Faber für die Überlassung des interessanten Themas und
die kontinuierliche Betreuung während meiner Doktorarbeit bedanken. Darüber
hinaus möchte ich besonders Fr. Dr. med. Christine Hummel erwähnen, die mir vor
allem zu Beginn der Arbeit mit grossem Zeitwand und Engagement zur Seite
gestanden hat. Hr. Dr. med. Sven Treusch und Hr. Dr. rer. nat. Karsten Morkel von
Guidant möchte ich für die Unterstützung bei der Auswertung der EVENTS-Studie
danken. Fr. Gunzenhauser und Fr. Bendrich aus der Schrittmacherambulanz haben
mir durch ihre Hilfsbereitschaft das Erstellen dieser Arbeit vielfach entscheidend
erleichtert.
Zuletzt möchte ich mich noch bei meinen Eltern bedanken, die mir den Weg in
die Medizin gewiesen haben und mich während des Studiums stets unterstützt und
bestärkt haben.
1
EINLEITUNG ............................................................................................ 1
1.1
Die Herzschrittmachertherapie ................................................................. 2
1.1.1
Entwicklung der Herzschrittmachertherapie ............................................. 2
1.1.2
Einfluss der Herzschrittmachertherapie auf Prognose und Lebensqualität3
1.1.3
Fehlfunktionen während der Herzschrittmachertherapie .......................... 4
1.2
Der plötzliche Herztod .............................................................................. 6
1.2.1
Definition des plötzlichen Herztodes......................................................... 6
1.2.2
Epidemiologie des plötzlichen Herztodes ................................................. 6
1.2.3
Risikofaktoren des plötzlichen Herztodes ................................................. 7
1.3
Zielsetzung ............................................................................................... 8
2
MATERIAL UND METHODEN ............................................................... 11
2.1
Das Patientenkollektiv der Untersuchung ............................................... 11
2.1.1
Indikationen zur Herzschrittmachertherapie ........................................... 11
2.1.2
Funktionsweise des Schrittmachersystems ............................................ 12
2.2
Semi-qualitative Erfassung der Häufigkeit des plötzlichen Herztodes in
den
Jahren
2000
und
2001
bei
Patienten
mit
permanenter
Herzschrittmachertherapie...................................................................... 13
2.3
Dokumentation und Analyse der Mechanismen lebensbedrohlicher
ventrikulärer
Tachyarrhythmien
während
Stimulation
mit
einem
Herzschrittmacher................................................................................... 14
2.4
Prospektive Langzeitstudie zur Erfassung ventrikulärer Tachykardien bei
Schrittmacherpatienten (EVENTS) ......................................................... 14
2.4.1
Studiendesign ......................................................................................... 14
2.4.2
Studienzentren ....................................................................................... 15
2.4.3
Patientenkollektiv.................................................................................... 16
2.4.4
Durchführung .......................................................................................... 17
2.4.5
Schrittmachermodelle und Funktionen ................................................... 18
2.4.5.1
Arrhyhmie-Logbuch und EGM-Speicherung ........................................... 18
2.4.5.2
Histogramme .......................................................................................... 20
2.4.5.3
Zähler ..................................................................................................... 20
2.4.6
Elektrogrammauswertung....................................................................... 20
3
ERGEBNISSE ........................................................................................ 24
3.1
Semiqualitative Erfassung des plötzlichen Herztodes in den Jahren 2000
und 2001 bei Patienten mit permanenter Herzschrittmachertherapie ..... 24
3.2
Lebensbedrohliche
ventrikuläre
Arrhythmien
während
permanenter
Herzschrittmachertherapie...................................................................... 26
3.2.1
Mechanismen der Arrhythmieentstehung und –aggravation bei ventrikulär
stimulierendem System: Kurz-lang-kurz-Sequenzen („short-long-short“,
SLS) und Lang-kurz-lang-Sequenzen (long-short-long“, LSL) als Auslöser
einer ventrikulären Tachykardie.............................................................. 26
3.2.2
Mechanismen der Arrhythmieentstehung und –aggravation bei atrial
stimulierendem System .......................................................................... 29
3.2.3
Mechanismen der Arrhythmieentstehung und –aggravation bei atrioventrikulär stimulierendem System ......................................................... 30
3.2.3.1
Mangelnde
Wahrnehmung
ventrikulärer
Ektopien
durch
den
Herzschrittmacher als Auslöser einer ventrikulären Tachykardie ........... 31
3.2.3.2
Kurz-lang-kurz- und Lang-kurz-lang-Sequenzen als Auslöser einer
ventrikulären Tachykardie....................................................................... 32
3.2.3.3
Physiologisches Undersensing (Blanking) als Ursache für die Auslösung
einer ventrikulären Tachykardie.............................................................. 36
3.2.3.4
Stimulationsunabhängige Arrhythmieentstehung ................................... 38
3.2.3.5
Stimulationsassoziierte Arrhythmieentstehung ....................................... 38
3.3
Studie zur Erfassung ventrikulärer Tachykardien bei Schrittmacherpatienten (EVENTS) ............................................................................... 44
3.3.1
Patientenkollektiv.................................................................................... 44
3.3.1.1
Alters- und Geschlechtsverteilung .......................................................... 44
3.3.1.2
Ejektionsfraktion ..................................................................................... 44
3.3.1.3
Implantationsindikationen ....................................................................... 44
3.3.1.4
Grunderkrankungen................................................................................ 45
3.3.1.5
Medikation .............................................................................................. 49
3.3.2
Analyse
der
in
den
Herzschrittmacheraggregaten
gespeicherten
Informationen.......................................................................................... 50
3.3.2.1
Auswertung der Elektrogramme ............................................................. 50
3.3.2.2
Histogramme und Zähler ........................................................................ 54
3.3.3
Patienten mit erwiesenen ventrikulären Tachykardien............................ 55
3.3.3.1
Alters- und Geschlechtsverteilung .......................................................... 55
3.3.3.2
Ejektionsfraktion ..................................................................................... 55
3.3.3.3
Implantationsindikationen ....................................................................... 55
3.3.3.4
Grunderkrankungen................................................................................ 56
3.3.3.5
Medikation .............................................................................................. 58
3.3.3.6
Verteilung der 135 dokumentierten ventrikulären Tachykardien ............. 59
4
DISKUSSION ......................................................................................... 60
4.1
Häufigkeit des plötzlichen Herztodes unter Herzschrittmachertherapie.. 61
4.2
Studie
zur
Erfassung
ventrikulärer
Tachykardien
bei
Herzschritt-
macherpatienten (EVENTS) ................................................................... 63
4.2.1
Häufigkeit ventrikulärer Tachykardien im Patientenkollektiv der EVENTSStudie ..................................................................................................... 63
4.2.2
Charakterisierung
und
Interpretation
der
dokumentierten
Herz-
rhythmusstörungen ................................................................................. 64
4.2.2.1
Analyse der dokumentierten ventrikulären Tachykardien ....................... 64
4.2.2.2
Einschränkungen
der
diagnostischen
Fähigkeiten
der
Herzschritt-
machermodelle ....................................................................................... 65
4.2.3
Herzschrittmacherpatientenkollektiv
mit
erwiesenen
ventrikulären
Tachykardien .......................................................................................... 67
4.3
Interaktionen zwischen Herzschrittmacher und ventrikulären Ektopien .. 70
4.3.1
Komplikationen durch die Interaktion des Herzschrittmachers mit
spontaner Myokarderregung................................................................... 71
4.3.1.1
Wechselnde Ankopplungsintervalle der Kammerkomplexe als Ursache für
die Arrhythmieentstehung....................................................................... 72
4.3.1.2
Physiologisches Undersensing als Ursache für die Auslösung einer
ventrikulären Tachykardie....................................................................... 75
4.3.1.3
Schrittmacherassozierte
und
stimulationsunabhängige
Arrhythmie-
entstehung .............................................................................................. 76
4.4
Konsequenzen aus den vorliegenden Ergebnissen................................ 77
5
ZUSAMMENFASSUNG ......................................................................... 79
6
ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS .............................................................. 80
7
LITERATUR ........................................................................................... 81
1
Einleitung
1 Einleitung
Als Herzrhythmusstörungen werden Unregelmäßigkeiten in der regulären
Schlagfolge des Herzens bezeichnet. Oftmals sind sie die Folge einer organischen
Herzerkrankung wie z. B. koronare Herzkrankheit, Kardiomyopathie oder Myokarditis.
Es werden bradykarde und tachykarde Herzrhythmusstörungen unterschieden. Die
gefährlichste Folge von Herzrhythmusstörungen für den Patienten ist der plötzliche
Herztod. Über 75% aller Kreislaufstillstände werden durch Rhythmusstörungen des
Herzens verursacht, wobei ventrikuläre Tachykardien und Kammerflimmern die
häufigsten Ursachen sind. Bradykarde Herzrhythmusstörungen und Asystolie sowie
mechanische Ursachen (z. B. Herzbeuteltamponade, fulminante Lungenembolie,
Papillarmuskelabriss bei Myokardinfarkt) können ebenso einen Sekundenherztod
verursachen. Durch einen akuten Herztod besonders stark bedroht sind Patienten mit
koronarer Herzerkrankung und komplexen ventrikulären Extrasystolen. Auch andere
kardiale Grunderkrankungen mit linksventrikulärer Funktionsstörung (Kardiomyopathie, Herzinsuffizienz, Herzklappenfehler) erhöhen das Risiko für einen plötzlichen
Herztod.
Kammerflimmern entsteht entweder direkt oder über eine Degeneration
ventrikulärer Tachykardien. Als auslösende Mechanismen finden sich früh (R-auf-TPhänomen) und spät einfallende Extrasystolen, Kurz-lang-kurz-Sequenzen sowie
Torsade de pointes Tachykardien. Der Begriff Torsade de pointes Tachykardien
bezeichnet eine Sonderform ventrikulärer Tachykardien, die eng mit einer
Verlängerung der QT-Zeit im EKG verknüpft ist. Als Ursachen kommen genetische
Veranlagung (Romano-Ward-Syndrom, Jerwell-Lange-Nielsen-Syndrom), Elektrolytstörungen (Hypokaliämie, Hypomagnesämie) und Pharmaka (Chinidin, Sotalol,
Amiodaron, Phenotiazine, trizyklische Antidepressiva) in Frage.
Eine eher seltenere Ursache für einen plötzlichen Herztod ist die Therapie
bradykarder Herzrhythmusstörungen mit einem künstlichen Herzschrittmacher.
Untersuchungen zeigen, dass ca. 20% aller Herzschrittmacherpatienten plötzlich und
unerwartet versterben. Die allgemein angegebene Häufigkeit liegt den Daten der
neunziger Jahre zufolge zwischen 13% und 24% [Mattioli AV et al., 1995; Shen WK
et al., 1994; Tung RT et al., 1994; Zehender M et al., 1992].
2
Einleitung
1.1 Die Herzschrittmachertherapie
1.1.1 Entwicklung der Herzschrittmachertherapie
Die Herzschrittmachertherapie ist bei der Behandlung von bradykarden Herzrhythmusstörungen auf der Basis schwerer Erkrankungen des Erregungsleitungsund -bildungssystems ein seit vielen Jahren bewährtes Therapieprinzip [Bernstein
AD et al., 1996; Bloomfield P et al., 1990; Ector H et al., 2000; Lamas GA et al.,
1995; Shen WK et al., 1994; Tung RT et al., 1994].
Bereits in der ersten Hälfte des zwanzigsten Jahrhunderts gelang dem Arzt
von Marmorstein (1927) die erste erfolgreiche transvenöse Elektrostimulation des
rechten Vorhofs [Schechter DC, 1972]. Dies fand lange Zeit wenig Beachtung und
wurde erst in den 50er Jahren von Furman wieder aufgegriffen. Er stimulierte 1958
erstmals während einer Operation einen Patienten transvenös mit einem externen
Herzschrittmacher über fünf Stunden. Ein weiterer Patient konnte mit transvenöser
externer Stimulation über dreizehn Wochen stimuliert werden [Furman S et al., 1958;
Furman S et al., 1959].
Ebenfalls 1958 wurde von den Schweden Elmquist und Senning der erste
Herzschrittmacher implantiert [Elmquist H et al., 1960]. Allerdings musste dessen
Batterie noch von außen aufgeladen werden.
Der erste implantierbare Herzschrittmacher, der nicht mehr von außen
aufgeladen werden musste, wurde 1960 von Chardack eingesetzt [Chardack WM et
al., 1960]. Mit der Einführung des Bedarfsherzschrittmachers 1963 war die Grundlage für die moderne Herzschrittmachertherapie geschaffen [Castellanos A et al.,
1964; Sykosch J et al., 1963].
Jährlich werden heute in Deutschland ca. 70.000 Erstimplantationen
durchgeführt. 2001 wurden 3% Vorhof-Schrittmacher, 37% Kammer-Aggregate und
60% atrio-ventrikuläre Systeme implantiert. 27% der Herzschrittmacher wurden
wegen einer Sinusknotenerkrankung, 12% wegen eines AV-Blockes II. Grades, 23%
wegen eines AV-Blockes III. Grades, 2% aufgrund eines Sick-Sinus-Syndroms in
Kombination mit einem AV-Block, 24% aufgrund bradykarden Vorhofflatterns –bzw.
flimmerns und 12% wegen Bradykardie-Tachykardie implantiert [Markewitz A, 2002].
Auffällig ist die zunehmende Verwendung von Zweikammersystemen: 1993 wurden
in Deutschland 30% atrio-ventrikuläre Systeme implantiert [Irnich W et al., 1994],
2001 betrug deren Anteil 60% [Markewitz A, 2002]. Zahlen des Dänischen
Herzschrittmacherregisters 1999 belegen den Trend zur zunehmenden Verwendung
3
Einleitung
von DDD-Systemen. So wurden 1999 in Dänemark in 61% DDD-Herzschrittmacher
erstimplantiert [2000]. In den USA wurden schon 1993 bei 67% aller Erstimplantationen Zweikammersysteme verwendet [Bernstein AD et al., 1996].
1.1.2 Einfluss der Herzschrittmachertherapie auf Prognose und
Lebensqualität
Nach den o. g. Aussagen stellt sich nun die Frage, welchen Einfluss die
Therapie mit einem Herzschrittmacher auf die Lebensqualität und Prognose der
Patienten hat.
Eine Verbesserung der Lebensqualität durch die Herzschrittmachertherapie wird
aufgrund der Verminderung von Symptomen wie Synkopen oder Schwindel
allgemein anerkannt [Kalusche D, 1996b].
Aussagen
über
die
Verbesserung
der
Überlebensrate
unter
Herz-
schrittmachertherapie müssen differenzierter gemacht werden. Die Prognosen
unterscheiden sich für die verschiedenen Grunderkrankungen. Studien in den 70er
Jahren zeigten eine Steigerung der Fünfjahresüberlebensrate von 30% auf über 60%
für Patienten mit Herzschrittmachertherapie bei Adam-Stokes-Anfällen aufgrund
plötzlicher hochgradiger AV-Block-Bilder im Vergleich zu Patienten mit rein
medikamentöser Therapie [Edhag O et al., 1976; Simon AB et al., 1978].
Alt et al. untersuchten die Überlebensraten von 2007 Herzschrittmacherpatienten als Gesamtkollektiv und separat für die jeweilige Implantationsindikation
[Alt E et al., 1983]. Die 10-Jahresüberlebensrate für alle Herzschrittmacherpatienten
lag mit 35% um 10% niedriger als bei einer vergleichbaren Normalbevölkerung
(44,4%). Da diese Divergenz sich bereits in den ersten Jahren herausbildete und
dann konstant blieb, kann man sie als das krankheitsbedingte Sterblichkeitsrisiko der
Herzschrittmacherpatientenpopulation bezeichnen.
Betrachtet man nun die Prognose für die einzelnen Implantationsindikationen,
so zeigten sich gravierende Unterschiede in Abhängigkeit der verschiedenen
Grunderkrankungen. Die Prognose war für Patienten mit Sinusknoten-Syndrom
signifikant besser als für Patienten mit AV-Block oder Bradyarrhythmie. Im Vergleich
zur entsprechenden Normalbevölkerung lag die Überlebensrate bei Patienten mit
Sinusknoten-Syndrom nur 2% unter der Prognose für die Normalbevölkerung. Bei
Patienten mit AV-Block lag sie 15,6% darunter, bei Patienten mit Bradyarrhythmie
sogar 23,1%. Diese Unterschiede sind signifikant [Alt E et al., 1983]. Die schlechte
4
Einleitung
Prognose für Patienten mit Bradyarrhythmia absoluta erklärt sich durch die zugrunde
liegende Herzerkrankung. In den meisten Fällen ist sie die Folge einer
Kardiomyopathie [Büchner C et al., 1983]. Ausgeprägte Blockbilder sind in der Regel
durch eine umfassende Myokardschädigung bedingt. Es wird deutlich, dass das
Ausmaß der kardialen Grunderkrankung die Lebenserwartung der Herzschrittmacherpatienten bestimmt. Allerdings muss darauf hingewiesen werden, dass die
Vergleiche zwischen den verschiedenen Implantationsindikationen im Hinblick auf die
Prognose problematisch sind. Die Therapie mit einem Herzschrittmacher ist primär
symptomatisch. Die Zielsetzung ist nicht kurativ. Daher beziehen sich die
Unterschiede bezüglich der
Prognose bei den verschiedenen Implantations-
indikationen vor allem auf die zugrundeliegende Erkrankung und weniger auf den
Einfluss der Herzschrittmachertherapie.
1.1.3 Fehlfunktionen während der Herzschrittmachertherapie
Obwohl die Therapie der oben beschriebenen Herzrhythmusstörungen mittels
eines Herzschrittmachers in aller Regel die Lebensqualität und Prognose der
Patienten unter Berücksichtigung der Grunderkrankung verbessert, bleibt ein
geringes Restrisiko dieser Therapie bestehen.
Irnich et al. untersuchten die Ursachen von 29.000 Todesfällen bei Herzschrittmacherpatienten in den alten Bundesländern zwischen 1987 und 1997. Die Daten
stammen aus dem deutschen Herzschrittmacherregister [Irnich W, 1999]. Bei 190
Patienten (0,66%) war ein direkter Zusammenhang zwischen der Todesursache und
einer Herzschrittmacherfehlfunktion oder einem Defekt der Elektrode nachzuweisen.
Bei 2,3% der Todesfälle wurde die Diagnose plötzlicher Herztod gestellt, wobei ein
technischer Defekt als Ursache nicht ausgeschlossen werden konnte. Allerdings
wurden keine genaueren Angaben zu den näheren Umständen gemacht.
Ergänzt wurden diese Angaben durch Funktionsprüfungen von Herzschrittmachern verstorbener Patienten. 0,52% der Herzschrittmacher zeigten in diesen
Untersuchungen eine Betriebsstörung, aufgrund derer keine stimulierte Herzaktion
mehr erzeugt werden konnte.
Betrachtet man die Summe aller Defekte (Herzschrittmacher, Sensing,
Elektrode), so trat bei einem von 260 Patienten eine Funktionsstörung auf. Da nur
29% der Defekte erkannt werden, stirbt jährlich einer von 376 Herzschrittmacherpatienten
mit
einem
unerkannten
technischen
Mangel
des
Herz-
schrittmachersystems. In Anbetracht der mittleren Überlebenszeit eines Herzschritt-
5
Einleitung
macherpatienten von sechs Jahren verstirbt einer von 62 Herzschrittmacherpatienten
mit oder aufgrund eines technischen Defektes.
Setzt man die Summe der unerkannten Defekte von Herzschrittmacher,
Elektrode und Sensing (insgesamt 241 Fälle pro Jahr) ins Verhältnis mit der Anzahl
der jährlichen plötzlichen Todesfälle bei Herzschrittmacherpatienten (667 Fälle pro
Jahr), so stellt sich die Frage, ob nicht etwa ein Drittel aller plötzlichen Todesfälle bei
Herzschrittmacherpatienten durch Fehlfunktionen des Herzschrittmachersytems
bedingt sind [Irnich W, 1999].
Schäden bzw. Probleme am Herzschrittmacheraggregat und an den
Elektroden können die Übertragung der Herzschrittmacherimpulse auf das Myokard
negativ
beeinflussen.
Darüber
hinaus
können
auch
transistorische
Herz-
schrittmacherfehlfunktionen auftreten. Diese werden durch Interferenzen von
Aggregat und Organismus verursacht. Mittels Langzeit-EKG-Registrierung können
diese Störungen in verschiedene Gruppen eingeteilt und quantifiziert werden. Die
Studie von Brandes et al. zeigte bei 83% der untersuchten Patienten Herzschrittmacherfehlfunktionen. Es wurden Patienten mit Symptomen wie Schwindel oder
Synkopen und Patienten ohne solche Beschwerden mit einer 24-Stunden-LangzeitEKG-Untersuchung erfasst. Insgesamt wurden 6609 Fehlfunktionen detektiert.
Darunter
waren
5104
Sensingdefekte
und
1505
unangemessene
Herzschrittmacherinhibitionen. Es wurden keine Exit-Blockierungen nachgewiesen.
Die unangemessenen Inhibitionen wurden ausschließlich durch Myopotentiale
ausgelöst. Die Sensingdefekte zeigten vielfältige Ursachen [Brandes A et al., 1996].
Andere
Studien
fanden
zwischen
35%
und
69%
unangemessene
Herzschrittmacherinhibitionen als vorrangige Herzschrittmacherfehlfunktionen im 24Stunden-Langzeit-EKG [Breivik K et al., 1980; Janosik DL et al., 1987; Oka Y et al.,
1985]. Sensingdefekte treten zwar nicht so häufig, aber keineswegs selten auf. Oka
et al. konnten 704 Sensingdefekte bei 5 Patienten nachweisen [Oka Y et al., 1985].
Brandes et al. detektierten 5104 Sensingdefekte bei 77 Patienten [Brandes A et al.,
1996].
Exitblockierungen zeigten sich bei 8% bis 10% der Herzschrittmacherpatienten [Gross-Fengels W et al., 1982; Janosik DL et al., 1987; Murray A et al.,
1981].
6
Einleitung
Auch durch äussere Einflüsse wie Mobiltelefone, Diebstahlsicherungsanlagen,
Kernspintomographie und andere elektromagnetische Störungen kann es zu Herzschrittmacherdysfunktionen kommen [Wilke A et al., 1997].
Grundsätzlich bleibt festzustellen, dass Herzschrittmacherfehlfunktionen sowohl
bei symptomatischen wie asymptomatischen Patienten auftreteten. Sie sind häufiger
als es Symptome wie Schwindel und Synkopen während der Herzschrittmachertherapie vermuten lassen [Brandes A et al., 1996].
1.2 Der plötzliche Herztod
1.2.1 Definition des plötzlichen Herztodes
Beim plötzlichen Herztod handelt es sich um einen natürlichen, unerwarteten
Tod, der nach Symptombeginn rasch eintritt. Die Angaben über das zeitliche Intervall
zwischen Beginn der Symptomatik und dem Eintritt des Todes variieren zwischen
einer Stunde, sechs Stunden oder vierundzwanzig Stunden. Die Voraussetzung für
die Diagnose „plötzlicher Herztod“ ist per Definitionem ein Herz-Kreislaufstillstand,
der rhythmogen bedingt ist. Andere Ursachen wie Lungenembolie, akute
Perikardtamponade oder Aortenruptur sollten ausgeschlossen werden [1979; Kuller
LH, 1980; Lengfelder W et al., 1990].
Grundsätzlich unterscheidet man, ob der plötzliche Herztod in direkter
zeitlicher Verbindung mit einem akuten Herzinfarkt auftritt oder nicht direkt mit einem
akuten Ereignis in Zusammenhang steht. Ca. 75% der Patienten erliegen einem
primär arrhythmischen Tod, wobei kein akuter Herzinfarkt vorliegt. Allerdings besteht
in den meisten Fällen eine chronische koronare Herzkrankheit mit alten Infarktnarben
[Lengfelder W et al., 1990]. Ungefähr ein Viertel der Patienten verstirbt an
Kammerflimmern aufgrund eines akuten Herzinfarktes bzw. Reinfarktes [Lown B,
1980; Lown B et al., 1971].
1.2.2 Epidemiologie des plötzlichen Herztodes
Es wird vermutet, dass ungefähr 15% bis 20% aller natürlichen Todesfälle in
den westlichen Industriestaaten dem plötzlichen Herztod zuzuordnen sind [Kalusche
D, 1996a]. In der Bundesrepublik Deutschland versterben ungefähr 90.000
Menschen pro Jahr daran [Andresen D et al., 1993; Hombach V et al., 1984;
Lengfelder W et al., 1990]. Andere Schätzungen gehen von ca. 150.000 plötzlichen
7
Einleitung
Todesfällen in der Bundesrepublik Deutschland aus [Wehr M, 2001]. Nimmt man
Zahlen aus den USA zum Vergleich, die 200.000 bis 400.000 plötzliche Todesfälle
pro Jahr veranschlagen [Gillum RF, 1989; Gordon T et al., 1971; Josephson ME,
1986; Kuller L et al., 1966; Kuller LH et al., 1989], so scheinen ca. 90.000 plötzliche
Todesfälle pro Jahr in Deutschland ein realistischer Wert zu sein.
1.2.3 Risikofaktoren des plötzlichen Herztodes
Folgende Tabelle zeigt die Risikofaktoren des plötzlichen Herztodes:
Ursachen des plötzlichen Herztodes
Koronare Herzerkrankung
Idiopathische dilatative Kardiomyopathie
Hypertrophe Kardiomyopathie
Rechtsventrikuläre Dysplasie
Verlängerung der QT-Zeit
Proarrhythmische Wirkung von Antiarrhythmika
Elektrolytstörungen
Angeborene Herzerkrankungen
Herzklappenfehler
Akute Myokarditis
Kokainkonsum
Sarkoidose
Amyloidose
Kardiale Tumoren
WPW-Syndrom
Bangungut, oder nächtlicher plötzlicher Herztod bei Süd-Ost-Asiaten
Thyreotoxikose
Linksventrikulärere Divertikel
Tab. 1-1 Ursachen des plötzlichen Herztodes [Poole JE et al., 1995]
Es besteht eine sehr enge Korrelation zwischen der Koronararteriensklerose
und dem plötzlichen Herztod. Bei 80% der plötzlichen Todesfälle liegt eine
hochgradige koronare Herzerkrankung vor, gefolgt von der idiopathischen dilatativen
Kardiomyopathie bei 10% der Fälle des plötzlichen Herztodes [Myerburg RJ et al.,
1987; Perper JA et al., 1975]. Daher sind die Risikofaktoren für die Entwicklung einer
koronaren
Herzerkrankung
(Zigarettenkonsum,
arterieller
Hypertonus
und
Hypercholesterinämie) auch als Risikofaktoren für das Auftreten des plötzlichen
Herztodes anzusehen. Außerdem weisen Linksherzhypertrophiezeichen und Q-
8
Einleitung
Zacken im Ruhe-EKG auf ein gesteigertes Risiko für einen plötzlichen Herztod hin
[Lengfelder W et al., 1990].
Untersuchungen von Patienten, die einen plötzlichen Herztod überlebten,
untermauern die Verbindung von koronarer Herzerkrankung und plötzlichem Herztod.
So zeigten koronarangiographische Untersuchungen bei erfolgreich reanimierten
Patienten mit plötzlichem Herzkreislaufstillstand nur in 20% bis 40% einen akuten
Myokardinfarkt. Allerdings wiesen 94% der Überlebenden eine chronische koronare
Herzerkrankung auf, bei 70% lagen Wandbewegungsstörungen vor, bei einem Drittel
eine schwere koronare Dreigefäßerkrankung [Weaver WD et al., 1976].
Der typische Überlebende eines akuten Herz-Kreislaufstillstandes zeigt
folgende Merkmale: ein 64jähriger Mann (81%) mit koronarer Herzerkrankung (78%)
und einem abgelaufenen Myokardinfarkt in der Anamnese (45%) [Cobb LA et al.,
1992].
Neben einem abgelaufenem Myokardinfarkt erhöhen eine reduzierte linksventrikuläre Ejektionsfraktion, häufige bzw. komplexe ventrikuläre Extrasystolen und
Spätpotentiale im 24-Stunden-Langzeit-EKG das Risiko für den plötzlichen Herztod
[Bigger JT, Jr. et al., 1984; Breithardt G et al., 1987; Cobb LA et al., 1986; Mukharji J
et al., 1984].
Die mit einem Herzschrittmacher versorgten Patienten stellen ein per se von
kardialen Grunderkrankungen betroffenes Patientenkollektiv dar und sind überproportional häufig von einem plötzlichen Herztod betroffen. Der größte Anteil der
plötzlichen Todesfälle unter Herzschrittmacherpatienten wird dem Fortschreiten der
kardialen Grunderkrankung angelastet. Dennoch zeigen einzelne Untersuchungen
einen Zusammenhang zwischen Herzschrittmacherfehlfunktionen oder Interaktion
von Herzschrittmacherimpulsen und Herzeigenaktionen als Ursache für den
plötzlichen Herztod unter Schrittmachertherapie des Herzens [Zehender M et al.,
1994].
1.3 Zielsetzung
Ziel der Dissertationsarbeit war es, die Häufigkeit und Ursachen des plötzlichen
Herztodes unter Herzschrittmachertherapie anhand dokumentierter Beispiele aufzuarbeiten. In der Herzschrittmacherambulanz des Universitätsklinikums Freiburg
wurden in den vergangenen fünfzehn Jahren zahlreiche Fallbeispiele von
tachykarden
ventrikulären
Rhythmusstörungen
bei
Herzschrittmacherpatienten
9
mittels
Langzeit-EKG-Aufnahmen
Einleitung
dokumentiert.
Diese
Beispiele
wurden
in
Abhängigkeit der Auslösemechanismen der Rhythmusstörungen in verschiedene
Gruppen eingeteilt. Von besonderem Interesse war eine mögliche Beteiligung des
Herzschrittmacheraggregates an der Auslösung und/oder Aggravation lebensbedrohlicher ventrikulärer Rhythmusstörungen. Die bei der Analyse der dokumentierten
Beispiele
gefundenen
Ergebnisse
wurden
mit
in
der
Literatur
beschriebenen Fällen ventrikulärer Rhythmusstörungen unter Herzschrittmacherbeteiligung verglichen.
Ergänzt wurde diese Dokumentation durch eine prospektive Studie zur
Häufigkeit ventrikulärer Tachyarrhythmien bei Herzschrittmacherpatienten (EVENTSStudie), welche auf der Basis einer neuen Generation von Herzschrittmachern der
Firma Guidant Corp. durchgeführt wurde. Diese Herzschrittmachermodelle erlauben
es erstmals, ventrikuläre Tachyarrhyhtmien in entsprechenden EKG-Speichern zu
erfassen. Zusammen mit der semiqualitativen Erfassung des plötzlichen Herztodes
unter Herzschrittmacherpatienten des Universitätsklinikums Freiburg wurden so
Erkenntnisse über die Häufigkeit ventrikulärer Tachyarrhythmien und des plötzlichen
Herztodes unter Herzschrittmachertherapie gewonnen.
Entsprechend der dargestellten Zielsetzung unterteilt sich die Dissertation in
folgende drei Abschnitte:
1. Semiqualitative Erfassung der Häufigkeit des plötzlichen Herztodes in den
Jahren 2000 und 2001 bei einem Patientenkollektiv mit permanentem
Herzschrittmacher.
2. Analyse der Mechanismen dokumentierter lebensbedrohlicher ventrikulärer
Tachyarrhythmien mit entsprechender Herzschrittmacherinteraktion.
3. Prospektive
Langzeitstudie
zur
Häufigkeit
spontaner
und
Herzschritt-
macherinteraktiv ausgelöster und aggravierter ventrikulärer Tachyarrhythmien
bei
Herzschrittmacherpatienten
mit
intrakardialer
EKG-Speicherung
(EVENTS).
Die aus diesen 3 Teilen gewonnenen qualitativen und quantitativen Ergebnisse
zum plötzlichen Herztod bei Patienten mit permanenter Herzschrittmachertherapie
wurden mit epidemiologischen Studien zur Prävalenz ventrikulärer Rhythmusstörungen, des plötzlichen Herztodes und dessen Risikofaktoren in der Bevölkerung
10
Einleitung
verglichen. Es stellt sich die Frage, ob der Herzschrittmacher das Risiko für einen
plötzlichen Herztod erhöht. Ebenso kann das Herzschrittmacherpatientengut per se
durch
die
zur
Herzschrittmacherimplantation
führenden
kardialen
Grunder-
krankungen einer Gruppe mit gesteigertem Risiko für den plötzlichen Herztod
angehören. Es wurde versucht, die Bedeutung des Herzschrittmachers bei der
Auslösung des plötzlichen Herztodes zu bewerten und die Pathomechanismen der
Arrhythmieentstehung zu beschreiben.
11
Material und Methoden
2 Material und Methoden
2.1 Das Patientenkollektiv der Untersuchung
Gegenstand
der
Untersuchungen
Herzschrittmacher.
im
sind
Im
Zusammenhang
ausschließlich
Folgenden
mit
dieser
Patienten
werden
die
Dissertation
mit
zur
einem
geführten
implantierten
Schrittmacherimplantation
führenden bradykarden Rhythmusstörungen aufgeführt und die verschiedenen
Schrittmacherbetriebsarten erläutert.
2.1.1 Indikationen zur Herzschrittmachertherapie
Die Indikationen zur permanenten Herzschrittmachertherapie lassen sich wie
folgt einteilen [Kalusche D, 1996b]:
Symptomatische Bradykardie:
-
Sinusknotensyndrom,
-
Bradyarrhythmia absoluta,
-
AV-Block II. und III. Grades.
Morgagni-Adam-Stokes-Anfälle (Schwindel, Synkopen, Präsynkopen):
-
Sinusknotensyndrom (plötzliche SA-Blockierungen oder Sinusarrest,
Tachykardie-Bradykardie-Syndrom),
-
paroxysmale AV-Blockierungen höheren Grades,
-
Carotissinussyndrom.
Prophylaktische Indikationen:
-
Trifaszikulärer Block,
-
asymptomatische oder wenig symptomatische Sinusknotenerkrankung beim
älteren Menschen.
12
Material und Methoden
2.1.2 Funktionsweise des Schrittmachersystems
Die Funktionsweise eines Herzschrittmachers wird über einen Buchstabencode
beschrieben, der früher drei Positionen, heute fünf Positionen umfasst:
1. Positon: Ort der Stimulation 2. Position: Ort der Detektion 3. Position: Arbeitsweise
A = Atrium
V = Ventrikel
D=A+V
0 = keine Funktion
A = Atrium
V = Ventrikel
D=A+V
0 = keine Funktion
I = inhibiert
T = getriggert
D=I+T
0 = keine Funktion
Tab. 2-1 Schrittmachercode
Die Angabe der vierten und fünften Position ist fakultativ, nicht obligatorisch. An
Position vier wird angegeben, ob ein frequenzadaptives System vorliegt. Ist dies der
Fall wird die vierte Position mit R gekennzeichnet. Die fünfte Position gibt spezielle
antitachykarde Funktionen an.
Nach diesem Buchstabencode werden ventrikuläre und atriale Einkammerschrittmacher als VVI- bzw. AAI-Schrittmacher bezeichnet. Ein DDD-Schrittmacher
ist ein Zweikammerschrittmacher.
AAI-Funktion: Ein Vorhofdemandschrittmacher gibt einen Stimulus ab, sobald
die Vorhoffrequenz die programmierte Interventionsfrequenz unterschreitet. Durch
Vorhofextrasystolen wird der Schrittmacher inhibiert. Implantationsindikation zur AAIStimulation ist vor allem das Sinusknotensyndrom, insbesondere im Falle einer
symptomatischen
Sinusbradykardie,
die
nicht
durch
eine
AV-Knotenstörung
kompliziert wird.
VVI-Funktion: Ventrikeldemandschrittmacher werden durch Kammerdepolarisationen inhibiert. Sie waren lange Zeit die am häufigsten implantierten
Schrittmachertypen, z. B. bei Bradyarrhythmie. Ein Nachteil ist die unphysiologische
Stimulation, durch die bei VVI-Schrittmacherpatienten ein sog. Schrittmachersyndrom
ausgelöst werden kann. Dies bedeutet, dass die Kammerstimulation bei erhaltenem
Sinusrhythmus zu einer retrograden Vorhoferregung und Vorhofkontraktion gegen
die
geschlossene
Blutdruckabfall
und
AV-Klappe
führt.
Dadurch
Schwindelerscheinungen
kann
es
kommen.
zu
Die
reflektorischem
Inzidenz
des
Schrittmachersyndroms wird auf 7% geschätzt [Cohen SI et al., 1982]. Zusätzlich
wirkt sich der Verlust der Vorhofsystole bei vorbestehender Herzinsuffizienz
ungünstig auf die Auswurfleistung des Herzens aus.
13
Material und Methoden
DDD-Funktion: DDD-Schrittmacher sind an zwei Elektroden angeschlossen,
von denen eine im rechten Vorhof und eine in der rechten Kammer liegt. DDDSchrittmacher
können
sowohl
AV-sequentiell
stimulieren
als
auch
die
Sinusknotenfrequenz auf die Kammer überleiten. Die physiologische VorhofKammer-Synchronisation verbessert die Auswurfleistung des Herzens. Somit ist sie
für Patienten mit Herzinsuffizienz von Bedeutung. Die wichtigste Indikation zur
Implantation eines Zweikammerschrittmachers ist der AV-Block II. und III. Grades mit
erhaltener Sinusknotenfunktion. Weitere Indikationen sind das Schrittmachersyndrom
unter
Stimulation
mit
einem
VVI-Schrittmacher
sowie
die
pathologische
Sinusbradykardie bei der Sinusknotenerkrankung mit gleichzeitig erhaltener AVKnotenleitung.
2.2 Semi-qualitative Erfassung der Häufigkeit des plötzlichen
Herztodes in den Jahren 2000 und 2001 bei Patienten mit
permanenter Herzschrittmachertherapie
Alle Patienten, die in der Schrittmacherambulanz des Universitätsklinikums
Freiburg nach Implantation kontrolliert wurden, waren Gegenstand dieser Erhebung.
Im Rahmen der Studie wurden alle Patienten gesondert erfasst, die nicht zur
entsprechend vorgesehenen Kontrolluntersuchung in den Jahren 2000 und 2001
erschienen sind. Bei diesen Patienten erfolgte eine unmittelbare Abklärung für den
Grund des Nichterscheinens in Form eines standardisierten Fragebogens unter
Einbeziehung des Patienten bzw. dessen Angehörigen oder des Hausarztes.
Im Todesfalle folgte eine telefonische Abklärung der Art des Todeseintrittes
(plötzlich oder nicht plötzlich) und soweit möglich der Umstände des Todeseintrittes.
Ziel dieses Dissertationsteiles war es, die Häufigkeit plötzlicher Todesfälle semiqualitativ zu erfassen und mit den Ergebnissen entsprechender Studien zu
vergleichen.
14
Material und Methoden
2.3 Dokumentation und Analyse der Mechanismen lebensbedrohlicher ventrikulärer Tachyarrhythmien während
Stimulation mit einem Herzschrittmacher
In den vergangenen fünfzehn Jahren wurden in der Schrittmacherambulanz des
Universitätsklinikums
Freiburg
zahlreiche
Beispiele
des
Auftretens
lebens-
bedrohlicher tachykarder Herzrhythmusstörungen bei Schrittmacherpatienten mittels
Langzeit-EKG-Aufzeichnung dokumentiert. Diese Beispiele wurden im Rahmen der
Dissertation im Hinblick auf die genaue Identifikation der Mechanismen und
Umstände der Interaktion von Tachyarrhythmien und Schrittmacheraktionen
aufgearbeitet.
Im einzelnen wurden die Beispiele hierzu nach den Auslösemechanismen
sortiert, katalogisiert und bewertet.
Des weiteren wurden alle relevanten Beispiele mit einem Scanner erfasst und
in einer veröffentlichungsfähigen Form gespeichert.
2.4 Prospektive Langzeitstudie zur Erfassung ventrikulärer
Tachykardien bei Schrittmacherpatienten (EVENTS)
2.4.1 Studiendesign
In der prospektiven multizentrischen EVENTS-Studie, basierend auf ZweiKammerschrittmachern der Firma Guidant Corp. soll die Art, Häufigkeit und Schwere
ventrikulärer Rhythmusstörungen bei Schrittmacherpatienten bestimmt werden.
Hierzu wurden von September 1998 bis November 2000 in dreiundzwanzig
deutschen
Studienzentren
231
Patienten
mit
medizinischer
Indikation
zur
permanenten Herzschrittmachertherapie in die Studie eingeschlossen und über
einen Zeitraum von 15 Monaten nach der Implantation beobachtet.
15
Material und Methoden
2.4.2 Studienzentren
Teilnehmende Zentren:
Investigator:
Medizinische Universitätsklinik und Poliklinik der AlbertLudwigs-Universität Freiburg
Prof. Dr.med. M. Zehender, Dr.med. T.S. Faber
Zentralkrankenhaus Reinkenheide, Bremerhaven
Dr. med. Dissmann, Dr. med. Appel
Landkrankenhaus Coburg,
Akad. Lehrkrankenhaus der Universität Würzburg
Prof. Dr. med. Brachmann
Universität Erlangen-Nürnberg, Medizinische Klinik II
Prof. Dr. med. Daniel, Frau Dr. med. Kuly
Martin-Luther-Universität Halle, Medizinische Klinik
Prof. Dr. med. Werdan, OA Dr. med.Prondzinsky
Gemeinschaftspraxis für Kardiologie, Hamburg
Dres .med. Zahorsky, Schmidt, Breuer
St. Vincentius-Krankenhaus Karlsruhe
Akad. Lehrkrankenhaus
Prof. Dr.med. Gonska, Frau Dr. med. Müller
Klinikum Rosenheim
OA Dr.med. Morgenstern
Kardiologische Gemeinschaftspraxis, Berlin
Dres. med. Dingerkus, Hennig
Herzzentrum Leipzig, Kardiologie
Dres. med. Hindricks, Kottkamp
Kardiologische Gemeinschaftspraxis, Kiel
Dres. med. Schröder, Lutz
Kardiologische Gemeinschaftspraxis, Hamburg
Prof. Dr. med. Matthey, Prof. Dr. med. Schofer, Dr. med. Geiger
Städtisches Klinikum Brandenburg, Kardiologie
Prof. Dr. med. Oeff, OÄ Frau Dr. med. Schäfer, OA Dr. med. Huber
Evangelisches Krankenhaus, Bad Gandersheim
CA Dr. med. Zahn
Kreiskrankenhaus Klinik am Eichert, Göppingen
Dr. med. Hofgärtner
Klinikum Süd Nürnberg, Kardiologie
OA Dr. med. Göhl
Kardiologische Gemeinschaftspraxis, Chemnitz
Dres. med. Dänschel, Kleinertz
Klinikum der Friedrich-Schiller-Universität Jena,
Innere Medizin III
OA PD Dr. med. Kühnert, Dr. med. Pohl
Johannes-Gutenberg-Universität Mainz, Kardiologie
PD Dr. med. Himmrich, Dr. med. Nowak, Dr. med. Liebrich
Spreewaldklinik Lübben
CA Dr. med. Reinhold, OA Dr. med. Scholz
Justus-Liebig-Universität Gießen,
Klinik für Herz- und Gefäßchirurgie
OA Dr. med. Stertmann
Ernst-Moritz-Arndt Universität Greifswald,
Innere Abteilung
OA Dr. med. Möx
Kardiologische Praxis, Chemnitz
Dr. med. Kaltofen
Tab. 2-2 Studienzentren und Investigators der EVENTS-Studie
16
Material und Methoden
Es wurden 231 Patienten eingeschlossen, die sich wie folgt auf die verschiedenen
Studienzentren verteilten:
GesamtCode Stadt
Klinik
Einschluss
14
Bad Gandersheim
Evang. Krankenhaus
18
9
Berlin
Praxis Dingerkus/Hennig
2
2
Bremerhaven
ZK Reinkenheide
7
17
Chemnitz I
Praxis Kleinertz/Dänschel
7
23
Chemnitz II
Praxis Kaltofen/Schubert/Gerner
21
3
Coburg
Landkrankenhaus
19
4
Erlangen
Uni
24
1
Freiburg
Uni
49
21
Gießen
Uni
5
15
Göppingen
KKH Klinik am Eichert
5
22
Greifswald
Uni
6
5
Halle
Uni
3
12
Hamburg I
Praxis Mathey, Schofer
0
6
Hamburg II
Praxis Schmidt
19
18
Jena
Uni
6
11
Kiel
Praxis Schröder
7
10
Leipzig
Herzzentrum Leipzig
13
20
Lübben
Spreewaldklinik
1
19
Mainz
Uni
2
16
Nürnberg, Süd
Klinikum Süd
6
8
Rosenheim
Klinikum Rosenheim
11
Tab. 2-3 Verteilung der Patienten auf die Zentren der EVENTSStudie
2.4.3 Patientenkollektiv
In die Studie wurden insgesamt 231 Patienten eingeschlossen, von denn 58%
männlich und 42% weiblich waren.
Einschlusskriterien:
-
Jeder Patient mit einem Pulsar oder Discovery Zweikammer-Schrittmachersystem der Firma Guidant
-
Patienten, die in der Lage sind, Sinn und Ablauf der Studie zu verstehen
-
Patienten, die mindestens 18 Jahre alt sind
17
Material und Methoden
Ausschlusskriterien:
-
Patienten mit chronischem Vorhofflimmern
-
Patienten, die nicht für ein Follow up verfügbar sind
-
Patientinnen, bei denen eine Schwangerschaft vorliegt
Endpunkte der Studie:
Primärer Endpunkt:
Auftreten von gemäss den ACC/AHA-Guidlines behandlungsbedürftigen
ventrikulären
Tachykardien,
die
mittels Schrittmacheraufzeichnung oder EKG zu dokumentieren sind.
Sekundärer Endpunkt:
Abhängigkeit
tachyarrhythmischer
Ereignisse
von
Medikation und kardialer Grunderkrankung.
2.4.4 Durchführung
Am Tag der Schrittmacherimplantation wurden auf einem standardisierten
Erfassungsbogen
neben
Alter,
Geschlecht
und
Implantationsdatum
die
Schrittmacherindikation und Begleiterkrankungen der Patienten erfasst. Auf einem
standardisierten Formular wurden bei der Entlassungsuntersuchung ebenso die
Ejektionsfraktion des Patienten, sowie deren Bestimmungsart, Angaben zur kardialen
Medikation (Klasse-I-Antiarrrhythmikum, Beta-Blocker, Sotalol, Amiodaron) und die
kardiale Zwischenanamnese festgehalten. Der Schrittmacher wurde wie unten
beschrieben zur Arrhythmieerkennung –und Diagnostik programmiert.
Zu den Follow-up-Untersuchungen wurden die Patienten 3, 9 und 15 Monate
nach der Schrittmacherimplantation in das Studienzentrum einbestellt. Dabei wurden
die vom Schrittmacher gespeicherten Elektrogramme (EGM), das ArryhthmieLogbuch, die Histogramme und die Zähler vom Speicher des Schrittmachers
abgerufen und ausgedruckt. Auf dem Follow-Up-Formular waren vom Untersucher
Angaben zur kardialen Medikation und Zwischenanamnese (Synkope, Infarkt,
intermittierendes
machen.
Ebenso
Vorhofflimmern/flattern,
wurde
die
supraventrikuläre
Programmierung
der
Tachykardien)
diagnostischen
zu
Schritt-
macherfunktionen sowie die Vollständigkeit der ausgedruckten Elektrogramme und
des Arryhthmie-Logbuchs vermerkt.
18
Material und Methoden
Zusätzlich zu diesen Daten wurden bei der Follow-Up-Untersuchung nach 15
Monaten am Studienende noch einmal die Ejektionsfraktion bestimmt, vermerkt ob
der Patient während der Studie verstorben war und eine Zusammenfassung über die
Vollständigkeit der vorangegangenen Follow-Up-Untersuchungen erstellt.
Nachdem der Dateneingang abgeschlossen war und die Daten bei Guidant
Corp. in Giessen vorlagen, wurde in Zusammenarbeit von Hr. Dr. Treusch und Hr.
Dr. Morkel von Guidant und Hr. Gradinger von der Universität Freiburg eine
Microsoft-Acces-Datenbank erstellt und die Auswertung der Daten durchgeführt.
2.4.5 Schrittmachermodelle und Funktionen
Abb. 2-1 Das in der EVENTS-Studie verwendete Herzschrittmachermodell Discovery DR, Giudant
2.4.5.1 Arrhyhmie-Logbuch und EGM-Speicherung
Die implantierten 2-Kammerschrittmachermodelle Pulsar oder Discovery
(Guidant Corp., St. Paul, MN, USA) verfügen über Funktionen, die die
Dokumentation und Analyse von Arrhythmien ermöglichen.
Die Aufzeichnung der Arrhythmien im Arrhythmielogbuch kann durch fünf
verschiedene Ereignistypen ausgelöst werden. In der EVENTS-Studie wurde die
Programmierung der Speicherfunktion des Arrhythmielogbuchs auf rezidivierende
19
Material und Methoden
ventrikuläre Extrasystolen (VES) und ventrikuläre Tachykardien (VT) oder nur auf
ventrikuläre Tachykardien eingestellt.
Eine ventrikuläre Tachykardie wird aufgezeichnet, wenn der Schrittmacher in
einer ventrikulären Detektionsbetriebsart arbeitet und die ventrikuläre Frequenz eine
programmierbare „ventrikuläre Detektionsfrequenz“ über eine programmierbare
„ventrikuläre Detektionsdauer“ hinaus überschreitet. Zusätzlich muss die Frequenz,
die im Ventrikel registriert wurde, schneller sein als die im Vorhof gemessene
Frequenz (V > A Kriterium).
Um die ventrikuläre Frequenz zu bestimmen, werden detektierte ventrikuläre
Ereignisse sowohl innerhalb als auch außerhalb der ventrikulären Refraktärzeiten
herangezogen.
In dieser Studie wurden als Grenze für die VT-Erkennung mindestens vier
ventrikuläre Zyklen mit einer Frequenz von mehr als 120 Schlägen pro Minute
festgelegt. Dies geschah in Anlehnung an die MADIT-I Kriterien, die bei mindestens
drei ventrikulären Schlägen mit einer Frequenz von mehr als 120 Schläge pro Minute
die Grenze zur VT-Definition zogen [Moss AJ et al., 1996].
Die in der Studie verwendeten Schrittmachermodelle sind in der Lage bis zu
vierzig Sekunden lang intrakardiale Elektrogramme (EGM) zu speichern. In den
Zweikammersystemen werden Vorhof- und Kammer- EGM simultan aufgezeichnet
und auf zwei verschiedenen Kanälen abgebildet. Die Aufzeichnungsoptionen wurden
so eingestellt, dass bei einem Speicher von vierzig Sekunden maximal acht
Elektrogramme a fünf Sekunden gespeichert werden konnten.
Die Aufzeichnung eines EGM beginnt mit dem Herzzyklus, der demjenigen
Zyklus folgt, der das Ereignis ausgelöst hat. Die ersten vier VES, die zur Aktivierung
der EGM-Aufzeichnung geführt haben, sind somit nicht dokumentiert. Wenn der
gesamte verfügbare Speicherplatz verbraucht ist, überschreibt das neueste Ereignis
das älteste Ereignis im Schrittmacherspeicher.
Ausserdem zeichnet der Schrittmacher fünf PMT-Ereignisse auf. Diese
Arrhythmieform steht für Schrittmacher-induzierte Tachykardie. Ein PMT-Ereignis,
das nach dem fünften PMT-Ereignis stattfindet, überschreibt das älteste PMTEreignis im Schrittmacherspeicher.
20
Material und Methoden
2.4.5.2 Histogramme
Die Frequenzhistogramme erlauben es dem Untersucher, atrial und ventrikulär
stimulierte und detektierte Ereignisse, die während der Aufzeichnungsperiode
gesammelt wurden, grafisch darzustellen. Diese Periode beginnt mit der letzten
Rückstellung durch den Arzt und endet, wenn die Daten per Telemetrie vom
Schrittmacher abgerufen werden.
Die Frequenzbereiche werden bei Frequenzen zwischen 30 min-1 und 180
min-1 in 10 min-1-breite Abschnitte eingeteilt und in einzelnen Abschnitten für Frequenzen über 180 min-1.
2.4.5.3 Zähler
Die Ereigniszähler zeichnen die Anzahl der intrinsischen und schrittmacherbezogenen Ereignisse auf, die während einer Aufzeichnungsperiode auftreten. Diese
Periode beginnt mit dem Zeitpunkt, an dem die Zähler zum letzten Mal vom Arzt
zurückgestellt wurden, und endet, wenn die Daten per Telemetrie aus dem
Schrittmacher abgerufen werden. Weder ein Zugriff auf die Daten noch
Veränderungen der programmierten Parameter stellen den Zähler zurück.
Im Rahmen der EVENTS-Studie wurden folgende Ereignisse gezählt:
-
Gesamtanzahl an ATR-Umschaltungen
-
Die prozentuale Verteilung von ventrikulärer Stimulation und Detektion
-
Die Summe einzelner VES und Couplets
-
Die Summe von drei oder mehr aufeinander folgender VES
-
Die Summe der detektierten ventrikulären Tachykardien
Die Anzahl von einzelnen ventrikulären Extrasystolen oder Couplets,
nichtanhaltenden ventrikulären Tachykardien und anhaltenden ventrikulären Tachykardien werden auf diese Art im Zähler der Schrittmachermodelle registriert.
2.4.6 Elektrogrammauswertung
Alle gespeicherten EGM, von denen ein Ausdruck vorlag, wurden durch PD
Dr. med. Th. Faber vom Universitätsklinikum Freiburg und Hr. Dr. med. S. Treusch
von Guidant in Giessen bewertet. Die EGM wurden aufgrund der Diagnosen in die
folgenden Gruppen eingeteilt:
21
Material und Methoden
Eine ventrikuläre Tachykardie wurde als bewiesen angesehen, wenn auf dem
EGM
mindestens
drei
schnelle
ventrikuläre
Zyklen
ohne
vorhergehende
Vorhofaktionen zu sehen waren. Dies wurde in Verbindung mit den nicht
gespeicherten, die Aufzeichnung triggernden vier ventrikulären Schlägen als
ventrikuläre Tachykardie gewertet.
Abb. 2-2 Ventrikuläre Tachykardie
Als wahrscheinliche aber nicht bewiesene ventrikuläre Tachykardie wurden
Arrhythmien gewertet, wenn das EGM nur zwei oder drei vorzeitige ventrikuläre
Schläge entsprechend mit einem oder zwei schnellen Intervallen am Anfang der
EGM-Speicherung zeigte. (VT only with onset). Von einer VT kann man in diesem
Fall nur ausgehen, wenn man die vier Trigger-VES mit einbezieht.
Abb. 2-3 Ventrikuläre Tachykardie nur mit Onset
22
Material und Methoden
Wenn Vorhofflattern oder Vorhofflimmern der Grund für eine schnelle
ventrikuläre Antwort war, die die EGM-Speicherung auslöste, so konnte dies im
Vorhofkanal des EGMs identifiziert werden und in die entsprechende
eingeteilt werden.
Abb. 2-4 Vorhofflimmern
Abb. 2-5 Vorhofflattern
Gruppe
23
Material und Methoden
Vorhoffrequenzen von mehr als 120 min-1 mit 1:1-Überleitung wurden als
supraventrikuläre Tachykardien klassifiziert.
Abb. 2-6 Supraventrikuläre Tachykardie
Ebenso wurde atriales Undersensing und ventrikuläres Oversensing anhand
der EGM erkannt und entsprechend gewertet. Ein atriales Undersensing liegt vor,
wenn die vom Schrittmacher gemessene Amplitude der Vorhoferregung unter der
programmierten Empfindlichkeit des Aggregates liegt. Der Schrittmacher kann die
atrialen Ereignisse nicht detektieren und interpretiert deshalb die ventrikulären
Ereignisse als VES. Umgekehrt bedeutet ventrikuläres Oversensing, dass vom
Schrittmacher Ereignisse im Ventrikel detektiert werden, die in der Form nicht
vorhanden sind. Der Schrittmacher reagiert aufgrund einer zu hohen Empfindlichkeit
des Aggregates auf inadäquate Reize im Ventrikel, die er für VES hält.
Lag ein AV-synchroner Herzzyklus mit Frequenzen unter 120 min-1 nach EGMAufzeichnung vor, so wurde ein normaler Sinusrhythmus postuliert.
24
Ergebnisse
3 Ergebnisse
3.1 Semiqualitative Erfassung des plötzlichen Herztodes in den
Jahren 2000 und 2001 bei Patienten mit permanenter
Herzschrittmachertherapie
Bei allen Patienten, die in den Jahren 2000 und 2001 nicht zur vereinbarten
Kontrolluntersuchung in der Schrittmacherambulanz des Universitätsklinikums
Freiburg erschienen, wurde die Ursache für das Fernbleiben geklärt.
Im Beobachtungszeitraum verstarben insgesamt 109 Patienten. Bei 13 konnte
ein plötzlicher Herztod durch den Hausarzt bestätigt werden, die restlichen 96
Patienten erlagen anderen Grundleiden, oder aber es konnten keine näheren
Angaben zur Todesursache in Erfahrung gebracht werden.
96
13
andere Todesursache
plötzlicher Herztod
Abb. 3-1 Anteil plötzlicher Tode bei 109 verstorbenen
Herzschrittmacherpatienten
Setzt man die nachgewiesenen plötzlichen Todesfälle ins Verhältnis zu der
Gesamtanzahl an verstorbenen Schrittmacherpatienten, so kann festgestellt werden,
dass ein Anteil von 12% plötzlich verstorben ist.
Unter den dreizehn plötzlich verstorbenen Patienten befanden sich zehn
Männer (77%) und drei Frauen (23%). Das Durchschnittsalter lag bei 73,2 Jahren.
Der jüngste Patient war 20 Jahre alt, der älteste 89 Jahre.
25
Ergebnisse
AV-Block II°
15%
andere
31%
AV-Block
III°
31%
Brady-AA
bei VHF
23%
Abb. 3-2 Implantationsindikationen bei 13 plötzlich verstorbenen Herzschrittmacherpatienten
Die Implantationsindikationen verteilten sich wie folgt:
AV-Block II°:
2 Patienten (15%)
AV-Block III°:
4 Patienten (31%)
Bradyarrhythmie bei Vorhofflimmern:
3 Patienten (23%)
Andere:
4 Patienten (31%)
Bei
vier
Patienten
war
ein
Infarkt
in
der
Anamnese
bekannt.
Die
Behandlungsdauer variierte zwischen neun Jahren und weniger als einem Jahr. 40%
der plötzliche verstorbenen Patienten wurden mit einem Zweikammersystem
stimuliert, 60% mit einem Einkammersystem. Eine Vorhofstimulation fand bei keinem
der Patienten statt.
26
Ergebnisse
3.2 Lebensbedrohliche ventrikuläre Arrhythmien während
permanenter Herzschrittmachertherapie
In den vergangenen fünfzehn Jahren wurden in der Schrittmacherambulanz des
Universitätsklinikums Freiburg mittels 24-Stunden-Langzeit-EKG-Registrierung Fallbeispiele tachykarder ventrikulärer Rhythmusstörungen bei Schrittmacherpatienten
dokumentiert. Im Folgenden sollen diese Fallbeispiele im Hinblick auf die auslösenden Mechanismen und eine eventuelle Schrittmacherbeteiligung untersucht und
in Gruppen mit auf ähnliche Weise getriggerten ventrikulären Tachykardien eingeteilt
werden.
3.2.1 Mechanismen der Arrhythmieentstehung und –aggravation bei
ventrikulär stimulierendem System: Kurz-lang-kurz-Sequenzen
(„short-long-short“, SLS) und Lang-kurz-lang-Sequenzen (longshort-long“, LSL) als Auslöser einer ventrikulären Tachykardie
Kurz-lang-Sequenzen mit involvierter Kammerstimulation des EinkammerHerzschrittmachers als Auslöser ventrikulärer Tachykardien wurden schon Ende der
80er Jahre als Auslöser ventrikulärer Tachykardien beschrieben [Karbenn U et al.,
1989]. In den 90er Jahren veröffentlichte die Arbeitsgruppe um Böhm [Böhm A et al.,
1998] ein Fallsbeispiel, das die Auslösung einer Torsade de pointes Tachykardie
aufgrund einer Kurz-lang-Sequenz mit Schrittmacherbeteiligung dokumentierte.
Bei Einkammersystemen können LSL- bzw. SLS-Sequenzen durch ventrikuläre
Extrasystolen während VVI-programmierter Stimulation entstehen. Das erste lange
Intervall wird hierbei durch zwei selbständige Herzaktionen ohne Schrittmacherbeteiligung gebildet. Früh auf den zweiten regulären QRS-Komplex folgt eine
ventrikuläre Extrasystole, die das kurze Intervall begrenzt. In der darauffolgenden
postextrasystolischen Pause wird keine selbständige Herzerregung initiiert, so dass
eine Schrittmacheraktion folgt, die das zweite lange Intervall limitiert. Darauf folgt die
tachykarde Rhythmusstörung
direkt im Anschluss an die schrittmacherinduzierte
Erregung.
Die Lang-kurz-lang-Sequenz als Auslöser einer ventrikulären Tachykardie kann
ebenso aus einer Periode heraus entstehen, in der der Einkammerschrittmacher
regelmäßig stimuliert. Die Zeitspanne zwischen den regelrechten Herzschrittmacheraktionen bildet ein langes Intervall. Eine früh einfallende ventrikuläre Extrasystole
27
Ergebnisse
bestimmt das darauf folgende kurze Intervall. Bei diesem Auslösemechanismus ist
auffällig, dass bei einzelnen Beispielen nach der postextrasystolischen Pause
zusätzlich zum arrhythmogenen Potential der Lang-kurz-lang-Sequenz noch eine
Fusion einer ventrikulären Extrasystole mit einer Herzschrittmacheraktion besteht,
die eine ventrikuläre Tachykardie einleitet.
Abb. 3-3 Das erste lange Intervall der LSL-Sequenz ist von zwei selbständigen Herzaktionen
begrenzt, an das sich - limitiert durch eine ventrikuläre Extrasystole (VES) - ein kurzes
Intervall anschließt. Auf die VES folgt während der postextrasystolischen Pause keine
selbstständige Herzaktion (langes Intervall). Mit Aktivierung des Schrittmachers und
Abgabe eines Kammerstimulus (V) beginnt eine ventrikuläre Tachykardie (VT).
Abb. 3-4 Das erste lange Intervall der LSL-Sequenz besteht zwischen zwei eigenständigen Herzaktionen. Durch eine ventrikuläre Extrasystole (VES) wird das kurze Intervall begrenzt.
Wegen der fehlenden Eigenerregung in der postextrasystolischen Pause wird der
Schrittmacher aktiviert (V) und somit das lange Intervall limitiert; es kommt zu einer
ventrikulären Tachykardie (VT).
28
Ergebnisse
Schrittmacherinduzierte ventrikuläre Tachykardie bei implantierbarem Cardioverter
Defibrillator (ICD):
Abb. 3-5 SLS-Sequenz aufgrund einer ventrikulären Extrasystole (VES) mit Herzschrittmacherbeteiligung. Im Vorfeld der SLS-Sequenz besteht ein eigenständiger
Herzrhythmus. Auf eine VES folgt aufgrund der postextrasystolischen Pause keine
Herzaktion (langes Intervall), so dass die antibradykarde Funktion des ICD (V)
aktiviert wird. Direkt im Anschluss an die stimulierte Herzaktion beginnt eine
ventrikuläre Tachykardie.
Abb. 3-6 SL-Sequenz aufgrund einer ventrikulären Extrasystole (VES) mit Herzschrittmacherbeteiligung,
mit oder ohne Fusionsschlag. Auf eine reguläre
Schrittmacheraktion folgt eine VES (kurzes
Intervall). Bei diesem Beispiel handelt es sich bei
der der postextraystolischen Pause folgenden
Erregung um einen Fusionsschlag (Fusion) einer
VES mit einer Schrittmacheraktion, dem eine
ventrikuläre Tachykardie (VT) folgt.
29
Ergebnisse
Abb. 3-7 SL-Sequenz aufgrund einer ventrikulären Extrasystole (VES) mit Herzschrittmacherbeteiligung, mit oder ohne Fusionsschlag. Auf eine reguläre
Herzschrittmacheraktion folgt eine VES (kurzes Intervall). Bei diesem Beispiel
handelt es sich bei der der postextrasystolischen Pause folgenden Erregung um
einen Fusionsschlag (Fusion) einer VES mit einer Herzschrittmacheraktion, dem
eine ventrikuläre Tachykardie (VT) folgt.
3.2.2 Mechanismen der Arrhythmieentstehung und –aggravation bei
atrial stimulierendem System
Aufgrund der Tatsache, dass bei Vorhofschrittmachern die Stimulation im Atrium
und nicht im Ventrikel erfolgt, kann durch diese kaum eine ventrikuläre Tachykardie
ausgelöst werden. Unter dem Begriff „Pseudo-Auslösung“ ventrikulärer Tachykardien
durch atriale Stimulation wird die Tatsache beschrieben, dass der Herzschrittmacherstimulus die Arrhythmieentstehung nur scheinbar bedingt. In Wirklichkeit handelt es
sich aber um eine spontane ventrikuläre Tachykardie auf die der Herzschrittmacher
keinen Einfluss hat. Ein Beispiel für dieses Phänomen wurde nicht dokumentiert.
Im Gegensatz dazu können bei Zweikammerschrittmachern durch eine Vorhoferregung aufgrund supraventrikulärer Extrasystolen ventrikuläre Tachykardien ausgelöst werden. Der Herzschrittmacher nimmt die supraventrikuläre Extrasystole im
Atrium war und überträgt diese auf den Ventrikel. Dort kann die vorzeitige Erregung
über Lang-kurz-Sequenzen an der Auslösung ventrikulärer Tachykardien beteiligt
sein. Die Fallbeispiele 3-14 und 3-15 zeigen die Beteiligung von supraventrikulären
Extrasystolen an der Auslösung ventrikulärer Tachykardien bei atrio-ventrikulär
stimulierenden Systemen.
30
Ergebnisse
War wie im folgenden Beispiel ein AAI-programmierter Schrittmacher in die
Entstehung einer ventrikulären Tachykardie aufgrund einer Kurz-lang-Sequenz
involviert, so konnte eine aktive Beteiligung des Schrittmachers an der Entstehung
der Rhythmusstörung in dem vorliegenden Fallbeispiel ausgeschlossen werden.
Abb. 3-8 SL-Sequenz ohne direkte Herzschrittmacherbeteiligung bei AAI-programmierten Einkammersystem. Zwischen zwei eigenständigen Herzaktionen liegt das kurze Intervall. Da darauf
keine weitere eigenständige Vorhoferregung erfolgt, wird der AAI-Schrittmacher aktiviert (A).
Noch bevor die Erregung auf die Kammern übertragen wird, eröffnet eine ventrikuläre
Extrasystole (VES) die ventrikuläre Tachykardie (VT). Daher ist der Herzschrittmacher an
deren Entstehung nicht ursächlich beteiligt. Da der AAI-programmierte Schrittmacher die
VES nicht wahrnehmen kann, stimuliert er während der VT weiter.
3.2.3 Mechanismen der Arrhythmieentstehung und –aggravation bei
atrio-ventrikulär stimulierendem System
Die Triggerung ventrikulärer Tachykardien bei Patienten mit ZweikammerHerzschrittmachern durch supraventrikuläre wie ventrikuläre Extrasystolen wurde in
den 90er Jahren von Zehender et al. [Zehender M et al., 1999] beschrieben.
Bei der Analyse der vorliegenden Beispiele konnten bestimmte Pathomechanismen, die zur Auslösung
ventrikulärer tachykarder Rhythmusstörungen
führten, wiederholt beobachtet werden. Auf dieser Grundlage wurden die Ereignisse
bei implantierten Zweikammersytemen in Untergruppen gegliedert.
31
Ergebnisse
3.2.3.1 Mangelnde Wahrnehmung ventrikulärer Ektopien durch den Herzschrittmacher als Auslöser einer ventrikulären Tachykardie
Fehlfunktionen des Herzschrittmachers kommen als potentielle Auslöser
ventrikulärer Tachykardien in Frage. Herzschrittmacherfehlfunktionen können folgendermaßen eingeteilt werden:
Fehlfunktion
Mögliche Ursachen
Reizschwellenanstieg mit Verlust der Stimulation
-
Undersensing
-
Oversensing
-
Sondendislokation
Sondenbruch
Isolationsdefekt der Sonden
Adaptionsprobleme zwischen Sonde und
Aggregat
Batterieerschöpfung
schlechte Sondenplatzierung bei
Implantation
Sondendislokation
Alterung der Sonde
inadäquate Programmierung von
Sensitivität und Blanking-Periode
Hypokaliämie
Antiarrhythmika
Kardioversion bzw. Defibrillation
Dislokation der Kammersonde
(Vorhofaktionen werden von der
Kammersonde registriert)
Isolationsdefekt
Kabelbruch
Adapterprobleme
T-Wellen-Sensing
Artefakte
Myopotentiale
Tabelle 3-1 Herzschrittmacherfehlfunktionen [Werdan K. et al., 2003]
Vor allem bei Sensing-Problemen kann es durch das Wahrnehmungsdefizit zu
Interaktionen zwischen ventrikulären Ektopien und Herzschrittmacherstimulationen
kommen.
Beschrieben
sind
Wahrnehmungsstörungen
ventrikulärer
Ektopien
während Phasen akuter Ischämien, bei Vorliegen von Erregungsausbreitungsstörungen
und
im
Zusammenhang
mit
ventrikulären
Extrasystolen
bzw.
Tachykardien. [Vera Z et al., 1975; Zehender M et al., 1994]. Potentielle Auslöser
ventrikulärer Arrhythmien bei vorliegenden Sensingdefekten sind ein R-auf-TPhänomen durch eine Herzschrittmacherstimulation in die vulnerable Phase einer
ventrikulären Extrasystole, Kurz-lang-Sequenzen und Fusionsschläge
Im folgenden Fallbeispiel wird die ventrikuläre Tachykardie durch eine Kurzlang-Sequenz und möglicherweise zusätzlich durch einen Fusionsschlag induziert.
32
Ergebnisse
Auffällig ist, dass im Vorfeld der ventrikulären Tachykardie eine Steigerung von einer
ventrikulären Extrasystole über ein Couplet und Triplett bis hin zur ventrikulären
Tachykardie zu beobachten ist.
Abb. 3-9 1.
2.
Vor der ventrikulären Tachykardie (VT) entsteht durch das Undersensing (US) der
dritten Extrasystole des Tripletts ein verkürztes Intervall zur nächsten
herzschrittmacherinduzierten Aktion, der ein normal langer zeitlicher Abstand bis zur
nächsten Herzschrittmacheraktion folgt. So geht der Rhythmusstörung eine SLSequenz voraus, die als Ursache für die Entstehung einer ventrikuklären Tachykardie
in Frage kommt. Hinzu kommt ein Fusionsschlag durch Undersensing der ersten
Extrasystole der VT. Welcher der beiden Mechanismen (SL-Sequenz oder
Fusionsschlag) allein für die Entstehung der VT verantwortlich ist oder ob gerade diese
Kombination die Rhythmusstörung bedingt, ist nicht sicher zu eruieren.
Das erste Couplet des Beispiels entsteht direkt im Anschluss an eine SLS-Sequenz, die
durch eine VES bedingt ist. Auffällig ist die Steigerung von VES über Couplet und
Triplett bis hin zur VT. Dies kann als Beispiel einer Aggravation der Rhythmusstörungen
angesehen werden, an deren Ende eine VT ensteht.
3.2.3.2 Kurz-lang-kurz- und Lang-kurz-lang-Sequenzen als Auslöser einer
ventrikulären Tachykardie
Sehr oft entstehen die genannten Sequenzen durch interponierte ventrikuläre
Extrasystolen. Durch den frühzeitigen Einfall einer ventrikulären Extrasystole nach
einer regulären Eigenaktion oder nach einem schrittmacherinduzierten QRS-Komplex
entsteht zunächst ein kurzes Intervall; durch die postextrasystolische Pause folgt ein
langes Intervall, an das sich eine ventrikuläre Tachykardie unmittelbar anschließt.
Das Intervall zwischen zwei regelrechten Herzaktionen, das der ventrikulären
33
Ergebnisse
Extrasystole vorausgeht, ist dabei in der Regel das erste lange Intervall einer Langkurz-lang-Sequenz.
Abb. 3-10 Der konstante zeitliche Abstand zwischen zwei regulären Herzschrittmacheraktionen
wird als langer Teil der Sequenz betrachtet. Auf eine korrekte Herzschrittmacheraktion
folgt eine früh einfallende ventrikuläre Extrasystole (VES); dieses Intervall wird als
kurzer Teil der Sequenz definiert. Die nächste Herzschrittmacherstimulation folgt im
selben zeitlichen Abstand, wie er zwischen zwei Herzschrittmacheraktionen festgelegt
ist (langes Intervall). Direkt im Anschluss an den Schrittmacherspike (V) beginnt eine
ventrikuläre Tachykardie (VT).
Abb. 3-11 SLS2-Sequenz, ausgelöst durch eine ventrikuläre Extrasystole (VES) mit
Herzschrittmacherbeteiligung. Im Anschluß an eine regelrechte
Herzschrittmacheraktion entsteht das kurze Intervall durch eine früh
einfallende VES. Der lange Abschnitt der Sequenz besteht während der
postextrasystolischen Pause bis zur nächsten herzschrittmacherinduzierten Herzaktion. Das folgende Intervall ist durch eine korrekt
stimulierte Herzschrittmacheraktion begrenzt, worauf eine ventrikuläre
Tachykardie beginnt.
34
Ergebnisse
Abb. 3-12 SLS-Sequenz mit ventrikulärer Extrasystole (VES). Zunächst erfolgt durch den DDD-Herzschrittmacher eine Ventrikelstimulation (V). Danach entsteht aufgrund fehlender eigener
Vorhofaktivität ein langes Intervall, so dass der Herzschrittmacher sowohl Vorhof (A) als
auch Kammer (V) erregt. Kurz darauf eröffnet eine VES (kurzes Intervall) die ventrikuläre
Tachykardie. Während der Tachykardie kann man Stimulationen des Herzschrittmachers
erkennen, die durch ein Wahrnehmungsdefizit des Herzschrittmachers bedingt sind. Dies
erhöht die Gefahr für eine sekundäre Auslösung von Kammerflimmern.
Abb. 3-13 SLS-Sequenz durch ventrikuläre Extrasystole (VES) mit Herzschrittmacherbeteiligung. Auf
eine reguläre Herzschrittmacheraktion (V) folgt eine VES (kurzes Intervall), darauf ist
durch die postextrasystolische Pause ein langes Intervall zu erkennen, das durch eine
Herzschrittmacher-stimulierte Aktion begrenzt wird. Durch eine weitere VES schließt sich
ein kurzes Intervall an, das ein ventrikuläres Triplett auslöst. Der kausale Zusammenhang
zwischen Herzschrittmacheraktion und Entstehung der VT besteht in diesem Beispiel
darin, dass die stimulierte Herzaktion in die SLS-Sequenz eingebunden ist, auch wenn die
beiden VES als Hauptursache der Arrhythmogenese angesehen werden müssen.
35
Ergebnisse
Auch supraventrikuläre Extrasystolen sind an der Entstehung von Lang-kurzlang- bzw. Kurz-lang-kurz-Sequenzen beteiligt, wie die folgenden Beispiele zeigen:
Abb. 3-14 LS-Sequenz durch eine supraventrikuläre Extrasystole (SVES) mit Herzschrittmacherbeteiligung. Das lange Intervall bildet der Zeitraum zwischen den beiden letzten
Herzschrittmacheraktionen vor der SVES. Direkt im Anschluss an das kurze Intervall
zwischen dem letzten herzschrittmacherinduziertem Herzschlag und der SVES beginnt
eine ventrikuläre Tachykardie (VT), nachdem der Herzschrittmacher auf die P-Welle mit
einer Kammererregung (V) reagiert hat. Die SVES, die mit der vorzeitigen Vorhoferregung
(P) beginnt, kann spontan oder retrograd bedingt sein. Es entsteht in der Folge eine VT.
Abb. 3-15 LS-Sequenz aufgrund einer vorzeitigen Vorhoferregung, die der Herzschrittmacher auf die
Kammern überträgt. Die ersten drei Herzaktionen des Beispiels werden durch eine
korrekte Stimulation von Vorhof und Kammer durch den Herzschrittmacher bestimmt. Das
lange Intervall besteht zwischen den letzten beiden korrekten Herzschrittmacheraktionen.
Eine frühzeitige selbstständige Vorhoferregung (P) mit darauffolgender Kammererregung
durch den Herzschrittmacher bildet das kurze Intervall, auf welches eine ventrikuläre
Tachykardie (VT) folgt. Das Ankopplungsintervall zwischen der Vorhoferregung (P) und der
Stimulation durch den Herzschrittmacher erscheint sehr kurz für eine Übertragung. Da der
zeitliche Abstand zwischen den vorhergehenden Herzschrittmacheraktionen länger ist als
zwischen der letzten regulär stimulierten Aktion und dem der VT vorausgehenden
Kammerspike, ist dennoch eine Übertragung der Vorhoferregung durch den Herzschrittmacher auf die Kammer anzunehmen.
36
Ergebnisse
Im folgenden Beispiel eines Patienten mit absoluter Arrhythmie bei
Vorhofflimmern ist der auslösende Mechanismus der ventrikulären Tachykardie nicht
sicher zu klären.
Abb. 3-16 LS-Sequenz bei Vorhofflimmern mit Herzschrittmacherbeteiligung. Es handelt sich hier um
einen DDD-Herzschrittmacher ohne Mode-Switch mit wechselnder Vorhoferkennung.
Abb. 3-17 SL-Sequenz bei Vorhofflimmern mit Herzschrittmacherbeteiligung. Auch hier ein DDDHerzschrittmacher ohne Mode-Switch mit wechselnder Vorhoferkennung.
3.2.3.3 Physiologisches Undersensing (Blanking) als Ursache für die
Auslösung einer ventrikulären Tachykardie
Ein typischer Auslösemechanismus für ventrikuläre Tachyarrhythmien bei
Zweikammerschrittmachern besteht darin, dass ventrikuläre Extrasystolen exakt in
die ventrikuläre Blankingzeit des Schrittmachers fallen. Nachdem der Schrittmacher
einen Vorhofspike (A) abgegeben hat, ist der ventrikuläre Eingang für ca. 13 bis 40
msec blind geschaltet (Blankingzeit). Fällt in diese Phase eine ventrikuläre
Extrasystole, so kann der Schrittmacher sie nicht registrieren, und die Kammerstimulation (V) erfolgt während der Erregungsrückbildung der Extrasystole. Wird
hierbei in den aufsteigenden Teil der T-Welle (vulnerable Phase) stimuliert, so kann
eine ventrikuläre Tachykardie entstehen.
37
Ergebnisse
Die folgenden vier Beispiele verdeutlichen diesen Mechanismus:
Abb. 3-18 Ventrikuläre Extrasystole (VES) während der Blankingzeit des Zweikammerschrittmachers
als Ursache für die Entstehung der ventrikulären Tachykardie (VT).
Abb. 3-19 Ventrikuläre Extrasystole (VES) während der Blankingzeit des Zweikammerschrittmachers
als Ursache für die Entstehung der ventrikulären Tachykardie (VT).
Abb. 3-20 Ventrikuläre Extrasystole (VES) während der Blankingzeit des
Zweikammerschrittmachers als Ursache für die Entstehung der
ventrikulären Tachykardie (VT). Möglicherweise liegt hier
allerdings auch ein Fusionsschlag zwischen der VES und der
Herzschrittmacheraktion als Auslöser der VT vor.
38
Ergebnisse
Abb. 3-21 Ventrikuläre Extrasystole (VES) während der Blankingzeit des Zweikammerschrittmachers
als Ursache für die Entstehung der ventrikulären Tachykardie (VT).
3.2.3.4 Stimulationsunabhängige Arrhythmieentstehung
Abb. 3-22 Bei diesem Beispiel eines Herzschrittmacherpatienten mit absoluter Arrhythmie bei
Vorhofflattern entsteht die ventrikuläre Tachykardie (VT) durch eine früh einfallende
ventrikuläre Extrasystole (VES), ohne dass der Herzschrittmacher hier zur Entstehung
beiträgt (keine Herzschrittmacheraktion erkennbar). Als Auslösemechanismus ist neben
der früh einfallenden VES auch eine SLS-Sequenz, die aufgrund der absoluten
Arrhythmie entsteht, denkbar.
3.2.3.5 Stimulationsassoziierte Arrhythmieentstehung
Unter dem Begriff „stimulationsassoziierte Arrhythmieentstehung“ werden
Mechanismen beschrieben, aufgrund derer ohne direkten Einfluss des Herzschrittmachers eine ventrikuläre Tachykardie auslöst wird. In den folgenden Fallbeispielen
liegt bis zum Beginn der Rhythmusstörung keine Fehlfunktion des Schrittmachers
vor. In Tabelle 3-1 sind die verschiedenen Schrittmacherfehlfunktionen zusammengefasst. Als typische Fehlfunktionen der Herzschrittmacheraggregate werden
Wahrnehmungsdefizite (Undersensing, Oversensing), unangemessene Herzschritt-
39
Ergebnisse
macherhemmungen v.a. durch Myopotentiale und Exitblockierungen bezeichnet.
Andere Pathomechanismen, die unabhängig von der Tätigkeit des Schrittmachers
auftreten, können ebenso zur Entstehung von ventrikulären Tachykardien führen. In
diesen Situationen ist der Herzschrittmacher nicht ursächlich an der Entstehung der
Arrhythmie beteiligt. Häufig konnten früh einfallende ventrikuläre Extrasystolen in den
vorliegenden Fallbeispielen dokumentiert werden, durch die ventrikuläre Tachykardien ausgelöst wurden.
Abb. 3-23 Der Zweikammerschrittmacher stimuliert regelgerecht.
Durch eine früh einfallende ventrikuläre Extrasystole
(VES) wird eine ventrikuläre Tachykardie (VT)ausgelöst.
Abb. 3-24 Der Herzschrittmacher stimuliert korrekt. Nach der letzten Vorhofstimulation fällt eine
ventrikuläre Extrasystole (VES) ein. Vom Herzschrittmacher wird im weiteren Verlauf
keine Kammererregung abgegeben; die ventrikuläre Tachykardie (VT) beginnt direkt mit
einer VES. Bei der zweiten im Bild sichtbaren Herzaktion ist ein Fusionsschlag zu
erkennen, der allerdings vermutlich keinen direkten Einfluss auf die zwei Schläge später
beginnende ventrikuläre Tachykardie (VT) hat.
40
Ergebnisse
Abb. 3-25 Regelrechte Aktion des Zweikammerschrittmachers. Durch eine früh einfallende
ventrikuläre Extrasystole (VES) wird die ventrikuläre Tachykardie (VT) ausgelöst.
Bereits zwei Herzschrittmacheraktionen zuvor findet sich ein ventrikuläres Couplet.
Abb. 3-26 Wieder wird die ventrikuläre Tachykardie (VT) durch eine früh einfallende ventrikuläre
Extrasystole (VES) ausgelöst; die Herzschrittmacherfunktion ist bis dahin korrekt. Bei
diesem Fallbeispiel handelt es sich um eine Langzeit-EKG-Dokumentation des gleichen
Patienten wie in Abb. 3-25; die DDD-Programmierung wurde in eine AAI-Einstellung
geändert. Da der AAI-programmierte Schrittmacher die VES nicht erkennt, stimuliert er
auch während der VT weiter (A).
41
Ergebnisse
Abb. 3-27 Korrekte Funktion des Zweikammerschrittmachers. Auslösung der ventrikulären Tachykardie (VT) durch eine früh einfallende ventrikuläre Extrasystole (VES).
Abb. 3-28 In diesem Beispiel (Variante von Abb. 3-27) funktioniert der Zweikammerschrittmacher
regelrecht, bis eine früh einfallende ventrikuläre Extrasystole (VES) die ventrikulären
Tachykardie (VT) auslöst.
Abb. 3-29 In diesem Beispiel (Variante von Abb. 3-27) liegt eine korrekte Herzschrittmacherfunktion
bis zur Einleitung einer ventrikulären Tachykardie (VT) durch eine ventrikukäre
Extrasystole (VES) vor.
42
Ergebnisse
Abb. 3-30 Der Herzschrittmacher reagiert auf die eigenständigen Vorhoferregungen mit
Kammerspikes. Bei nun fehlender Vorhofaktion fällt dabei der DDD-Schrittmacher
zurück auf die Grundfrequenz. Bevor jedoch eine Zweikammerstimulation erfolgen
kann, fällt eine ventrikuläre Extrasystole (VES) ein, mit der die ventrikuläre
Tachykardie (VT) beginnt. Die Ursache liegt in der durch die Pause entstandenen SLSequenz.
Abb. 3-31 In diesem Bespiel ist eine nicht korrekte Herzschrittmacherfunktion anzunehmen, da im
Vorfeld der Tachykardie wiederholt Exit Blocks auftreten. Allerdings haben diese in Bezug
auf die Entstehung der ventrikulären Tachykardie (VT) keine Bedeutung. Die Rhythmusstörung beginnt ohne Einwirkung des Herzschrittmachers mit einer früh einfallenden
ventrikulären Extrasystole (VES).
43
Ergebnisse
Abb. 3-32 Eine früh einfallende ventrikuläre Extrasystole (VES) löst die ventrikuläre Tachykardie (VT)
aus. Der Herzschrittmacher stimuliert korrekt vor und nach der VT und hat keinen Einfluss auf die
Entstehung der Rhythmusstörung.
44
Ergebnisse
3.3 Studie zur Erfassung ventrikulärer Tachykardien bei
Schrittmacherpatienten (EVENTS)
3.3.1 Patientenkollektiv
3.3.1.1 Alters- und Geschlechtsverteilung
Von den 231 in die Studie eingeschlossenen Patienten wurde bei 210
Patienten mindestens eine Follow-up-Untersuchung durchgeführt. Die für die
Auswertung relevante Patientengruppe bestand aus diesen 210 Patienten. Die
folgenden Zahlen beziehen sich auf dieses Patientenkollektiv. Hier war die
Geschlechtsverteilung
58%
männlich
(121)
und
42%
weiblich
(89).
Das
Durchschnittliche Alter in der Gruppe betrug 72,08 (+/- 10,11) Jahre.
Das mittlere Follow-up-Intervall betrug 12,8 (+/- 4,9) Monate.
Patienten-Zahl
151
31
28
210
Pat. mit >15 M -FU
Pat. mit > 9 M -FU
Pat. mit > 3 M -FU
GESAMT
Durchschnitts-FU Dauer
459,6
285,9
87,0
384,3
Tab. 3-2 Anzahl der Patienten bezogen auf die durchgeführten FUs und auf die durchschnittliche Beobachungsdauer in Tagen
3.3.1.2 Ejektionsfraktion
Bei 194 Patienten wurde die Ejektionsfraktion entweder echokardiographisch
oder
angiographisch
bestimmt.
9%
der
Patienten
hatten
eine
reduzierte
Ejektionsfraktion unter 35%, bei 91% war die Ejektionsfraktion größer als 35%. Der
Mittelwert der Ejektionsfraktionen betrug 55,29% (+/- 15,32).
3.3.1.3 Implantationsindikationen
Die Indikationen zur Herzschrittmacherimplantation waren folgendermaßen
verteilt:
Eine AV-Knotenerkrankung lag bei 84 Patienten (40%) vor. Unter dem Begriff
Sinusknotenerkrankung werden das Sick-Sinus-Syndrom, der sinuatriale Block, ein
Sinusarrest, chronotrope Inkompetenz und Bradykardie zusammengefasst. Dieses
Krankheitsbild lag als Schrittmacherindikation bei 79 Personen (38%) vor. Eine
45
Kombination
aus
AV-Knotenerkrankung
Ergebnisse
und
Sinusknotendefekt
lag
bei
30
Probanden (14%) vor.
17 Patienten (8%) ließen sich nicht einer dieser Gruppen zuteilen: Bei 2
Patienten (1%) wurden keine Angaben zum Rhythmus gemacht, 2 (1%) hatten einen
normalen Sinusrhythmus, bei 8 Patienten (4%) wurde der Herzschrittmacher wegen
Bradykardie/Tachykardie implantiert, Bradykardie/Tachykardie in Kombination mit
Flattern/Flimmern war in 2 Fällen (1%) Indikation, bei 2 Patienten (1%) war
Flattern/Flimmern der Grund und bei einem Patienten (0,5%) wurde sowohl
Flattern/Flimmern als auch Sinusrhythmus angegeben.
Insgesamt 30 der in die Studie aufgenommenen Patienten (14%) zeigten
Schenkelbockbilder. 13 Patienten (6%) hatten einen Linksschenkelblock, 10 (5%)
einen Rechtschenkelbock. Bei 5 Patienten (2%) war ein Rechtsschenkelblock in
Kombination mit einem linksanteriorem Hemiblock (LAHB) bekannt. Ein isolierter
LAHB lag bei 2 Patienten (1%) vor.
AV- und Sinusandere
Knoten8%
Erkrankung
14%
AV-KnotenErkrankung
40%
Sinus-KnotenErkrankung
38%
Abb. 3-33 Verteilung der Schrittmacherindikationen im Patientenkollektiv der EVENTS-Studie
3.3.1.4 Grunderkrankungen
Die in der Anamnese bei Studieneinschluss registrierten Vorerkrankungen der
Patienten verteilten sich wie folgt:
33 der 210 Patienten (16%), die mindestens eine FU durchlaufen haben,
hatten keine Begleiterkrankungen.
Koronare Herzerkrankung:
Bei 78 Patienten (37%) wurde die Diagnose koronare Herzerkrankung (KHK)
vermerkt. 32 Patienten (15%) hatten in der Anamnese einen manifesten Infarkt. Bei 4
Patienten
war
die
Lokalisation
unbekannt,
11
hatten
einen
isolierten
46
Ergebnisse
Vorderwandinfarkt, 10 einen isolierten Hinterwandinfarkt, 3 Patienten hatten eine
Kombination von VWI und HWI, 2 einen HWI in Kombination mit einem lateralen
Infarkt, 1 Patient hatte einen anteroseptalen Infarkt.
19 Patienten (9%) wurden mit Angina Pectoris ohne vorangegangenen Infarkt
in die Studie aufgenommen. Insgesamt wurde die Diagnose Angina Pectoris bei 27
Patienten gestellt, bei 6 zusätzlich mit einem VWI, bei je einem mit VWI/HWI und
HWI.
25 der 78 KHK-Patienten (32%) wurden mit einem Beta-Blocker behandelt.
Vorhofarrhythmien:
Chronische Vorhofarrhythmien in der Anamnese waren als Ausschlusskriterium der EVENTS-Studie festgelegt. Vorhoftachykardien mit schneller ventrikulärer Antwort können ein Grund für sog. falsch-postitive EGM-Speicherungen sein.
Der Herzschrittmacher kann eine Vorhoftachykardie mit schneller ventrikulärer
Antwort bei Vorliegen eines atrialen Undersensings nicht von einer ventrikulären
Tachykardie unterscheiden und triggert die EGM-Aufzeichnung [Nowak B, 1999;
Nowak B, 2002]. Im Rahmen der EVENTS-Studie lag die Problematik im begrenzten
Speicher der Herzschrittmacheraggregate. Durch die falsche Triggerung der EGMSpeicherung aufgrund von Vorhofarrhythmien wäre der Speicher des Herzschrittmachers gefüllt worden, so dass potentiell aufgetretene ventrikuläre Tachykardien
zugunsten der falsch diagnostizierten atrialen Tachykardien gelöscht worden wären
und der weiteren Analyse nicht in Form von EGM zur Verfügung gestanden wären.
Intermittierendes Vorhofflattern bzw. Vorhofflimmern war bei einigen Patienten
des Studienkollektivs im Vorfeld bekannt oder trat im Verlauf des Beobachtungszeitraums auf. Im Gegensatz zu den chronischen Verlaufsformen wurden die
Patienten mit intermittierenden Vorhofarrhythmien in die Studie eingeschlossen. Die
atrialen Rhythmusstörungen traten zum einen nur zeitlich begrenzt auf. Zum anderen
konnten fälschlicherweise als ventrikuläre Tachykardien gespeicherte EGM durch die
Analyse als Vorhoftachykardien diagnostiziert werden.
Bei 23 Patienten (11 %) waren intermittierendes Vorhofflattern bzw. -flimmern
anamnestisch vor Studieneinschluss bekannt.
Bei 53 Patienten (25%) wurde während der Nachsorge intermittierendes/
permanentes Vorhofflattern bzw. -flimmern im EGM nachgewiesen. Bei 40 von
diesen war dies beim Einschluss nicht bekannt gewesen. Bei 29 von diesen wurde
47
Ergebnisse
Vorhofflattern/flimmern im EGM nachgewiesen, aber in keiner Zwischenanamnese
erwähnt (6x bei 3 FUs, 7x bei 2 FUs, 16x bei 1 FU).
Bei weiteren 20 Patienten (10%) kam es laut Zwischenanamnese während der
Nachsorge zu neu aufgetretenem intermittierendem/permanentem Vorhofflattern
bzw. -flimmern.
Bei FU1 hatten 20 Patienten Vorhofflattern/flimmern ohne Erwähnung in der
Zwischenanamnese, bei FU2 17, bei FU3 20.
Bradykarde Rhythmusstörungen in der Anamnese:
Bei 8 Patienten (4%) wurden bradykarde Rhythmusstörungen in der
Anamnese als Begleiterkrankung angegeben, wobei nur bei einem Patienten dies die
einzige Begleiterkrankung war. 7 hatten zusätzlich einen Hypertonus, 2 von diesen
mit KHK, einer mit KHK und ventrikulären Tachykardien.
Ventrikuläre Tachykardien:
10 Patienten (5%) litten unter ventrikulären Tachykardien in der Anamnese als
Begleiterkrankung. Bei diesen handelte es sich ausnahmslos um nicht anhaltende
ventrikuläre Tachykardien. Bei 7 von diesen Patienten lag eine bekannte koronare
Herzerkrankung vor.
Arterielle Hypertonie:
101 Patienten (48%) mit arterieller Hypertonie wurden in die Studie eingeschlossen. Davon litten 34 zusätzlich unter einer koronaren Herzerkrankung, 3 an
einer koronaren Herzerkrankung und an einer Kardiomyopathie. 2 Patienten hatten
zusätzlich zur arteriellen Hypertonie eine Kardiomyopathie.
Arteriosklerose:
24 der 210 Patienten (11%), die in die Studie eingeschlossen wurden, hatten
als Begleiterkrankung eine Arteriosklerose. 17 von diesen litten zusätzlich an arterieller Hypertonie, davon 10 in Kombination mit einer koronaren Herzerkrankung.
Arteriosklerose und koronaren Herzerkrankung ohne Hypertonie kam als Grunderkrankung in 3 Fällen vor.
48
Ergebnisse
Kardiomyopathie:
14 Patienten (7%) mit einer Kardiomyopathie als Vorerkrankung nahmen an
der Studie Teil. Darunter waren 2 Patienten mit einer koronaren Herzerkrankung, 3
mit koronarer Herzerkrankung und Hypertonie, sowie 2 mit Hypertonie ohne koronare
Herzerkrankung. 7 der Patienten mit Kardiomyopathie hatten eine Ejektionsfraktion
von kleiner/gleich 35%, 2 davon zusätzlich mit koronarer Herzerkrankung. Bei 3
Patienten lag eine Kardiomyopathie ohne koronare Herzerkrankung, Hypertonus
oder einer Ejektionsfraktion von weniger als 35% vor.
Kongestive Herzerkrankung:
8 Patienten (4%) mit einer kongestiven Herzerkrankung wurden in die Studie
aufgenommen.
Zerebrovaskuläre Erkrankung:
15 Patienten (7%) litten an einer zerebrovaskulären Erkrankung, davon 5
zusätzlich an einer koronaren Herzerkrankung und Hypertonie, 2 an einer koronaren
Herzerkrankung und 5 an Hypertonie.
Diabetes mellitus:
30 Patienten (14%) mit der Diagnose Diabetes mellitus wurden in die Studie
aufgenommen.
MADIT-I-Risikofaktoren:
Zustand nach Infarkt, nicht anhaltende ventrikuläre Tachykardien und eine
Ejektionsfraktion von kleiner/gleich 35% sind laut der MADIT I Studie Risikofaktoren
für die Entwicklung von malignen ventrikulären Tachykardien [Moss AJ et al., 1996].
Insgesamt wurden 52 Patienten (25%) in die EVENTS-Studie aufgenommen, bei
denen eine oder mehrere der o.g. Risikofaktoren als Begleiterkrankung bekannt
waren. Das Auftreten der einzelnen Risikofaktoren oder deren Kombination
verdeutlicht das folgende Diagramm. Bei 4 Patienten (2%) lag das Risikoprofil
komplett vor.
49
Ergebnisse
180
158
160
140
120
100
80
60
40
21
17
20
3
4
Z.n.Inf. + nsVT
Z.n.Inf. + nsVT +
EF<=35%
0
Z.n.Inf.
3
0
nsVT + EF<=35%
EF<=35%
nsVT
4
Z.n.Inf. + EF<=35% keine Risikofaktoren
Abb. 3-34 Verteilung der MADIT-I-Risikofaktoren im Patientenkollektiv der EVENTS-Studie
3.3.1.5 Medikation
Im Studienprotokoll erfasst wurden nur die kardial bedeutsamen Wirkstoffe:
Klasse-I-Antiarrhythmika, Beta-Blocker, Sotalol und Amiodaron.123 Patienten (59%)
erhielten keine kardial relevante Medikation. 41 Patienten (20%) wurden mit einem
Beta-Blocker therapiert, 9 Patienten (4%) mit Amiodaron, 5 Patienten (2%) sowohl
mit einem Beta-Blocker und mit Amiodaron. Sotalol alleine nahmen 20 Patienten
(10%) ein, 2 Patienten (1%) erhielten Sotalol in Kombination mit einem Klasse IAntiarrhythmikum.
50
Ergebnisse
140
123
120
100
80
60
41
40
20
20
9
5
2
0
keine
Medikation
ß-Blocker
Sotalol
Amiodaron
Amiodaron + Sotalol + Kl.Iß-Blocker
AA
Abb. 3-35 Kardiale Medikation im Patientenkollektiv der EVENTS-Studie
3.3.2 Analyse der in den Herzschrittmacheraggregaten gespeicherten Informationen
Die in der EVENTS-Studie verwendeten Herzschrittmachermodelle konnten
maximal acht intrakardiale EGM zu je fünf Sekunden aufzeichnen. Neben den
Informationen, die aus der Analyse der EGM gewonnen wurden, stand noch die
Speicherfunktion der Histogramme und Zähler für die Zugangsspeicherdatenauswertung zur Verfügung.
3.3.2.1 Auswertung der Elektrogramme
In einem mittleren Follow-up-Zeitraum von 12,8 +/- 4,9 Monaten wurden
insgesamt 3263 Elektrogramme (EGM) dokumentiert. Von 342 EGM lag kein
verwertbarer Ausdruck mehr vor und auf 401 EGM fanden sich Artefakte. 2520 EGM
wurden in Hinblick auf die bestehende Rhythmusstörung untersucht. Eine VT wurde
als bewiesen klassifiziert, wenn im EGM mindestens 3 schnelle ventrikuläre Zyklen
ohne vorausgehende Vorhofaktionen zu sehen waren. Zusammen mit den 4 TriggerVES, die die EGM-Aufzeichnung auslösten, galt die Diagnose VT als gesichert. Die
51
Ergebnisse
folgende Abbildung stellt die diagnostizierten Befunde der 2520 analysierten EGM
dar:
V oversensing
0,8% PMT
0,0%
A undersensing
V.a. VT VT without Onset
0,6%
5,4%
0,0%
AF
17,3%
VT with Onset
2,7%
PVC/Couplets
5,2%
SVT
24,5%
without diagnostic finding
43,6%
Abb. 3-36 Diagnosen bei 2520 analysierten Elektrogrammen
Insgesamt wurden 1098 EGM (44%) aufgezeichnet, auf denen keine
diagnostischen
Befunde
zu
finden
waren.
Bei
617
EGM
(25%)
waren
supraventrikuläre Tachykardien der Trigger zur EGM-Speicherung. Vorhofflattern lag
in 437 Fällen (17%) vor. Ventrikuläres Oversensing fand sich in 20 EGM (1%), für
atriales Undersensing und PMT (pacemaker mediated tachycardia) gab es keine
Beispiele.
16 EGM (1%) wurden als Verdacht auf eine ventrikuläre Tachykardie (VT)
klassifiziert. 135 EGM (5%) waren dokumentierte VT ohne Onset. In 67 Fällen (3%)
lag die Einschränkung VT nur mit Onset (VT unter Einbezug der 4 Trigger VES) vor.
Einzelne vorzeitige ventrikuläre Extrasystolen (VES) sowie Couplets fanden sich 130
mal (5%).
Die 135 VT, die auch ohne den Onset als solche bewiesen sind, wurden im
Hinblick auf Dauer und Frequenz in 4 Gruppen eingeteilt. VT mit 3 bis 10 Zyklen
sowie mit mehr als 10 Zyklen wurden zusammengefasst. Die Frequenzbereiche
wurden von 120 bis 180 Schläge min-1und schneller als 180 Schläge min-1 festgelegt.
Es fanden sich 57 VT (42%) mit einer Frequenz zwischen 120 und 180 Schlägen
min-1 und einer Länge von 3 bis 10 Zyklen und 45 VT (33%) mit derselben Frequenz
52
Ergebnisse
und einer Dauer von mehr als 10 Schlägen. Bei den erwiesenen VT ohne Onset mit
Frequenzen von über 180 Zyklen min-1 fanden sich 12 Fälle (9%) mit 3 bis 10 Zyklen
und 21 Fälle (16 %) mit mehr als 10 Schlägen.
60
57
50
45
Number of VTs [n]
40
30
21
20
12
10
0
3-10 Cycles, 120-180/min
>10 Cycles, 120-180/min
3-10 Cycles, >=180/min
>10 Cycles, >=180/min
VT rate, duration
Abb. 3-37 Einteilung der 135 VT ohne Onset nach Frequenz und Dauer
Die folgenden Abbildungen zeigen Elektrogramme, die in der EVENTS-Studie
aufgezeichnet und ausgewertet wurden:
Abb. 3-38 nicht anhaltende ventrikuläre Tachykardie
53
Ergebnisse
In Abbildung 3.38 erkennt man am Anfang der Aufzeichnung in der unteren
Ableitung fünf schnelle ventrikuläre Extrasystolen (VES), die nicht an die Vorhofaktionen (obere Ableitung) gekoppelt sind. Die darauf folgenden vier Kammerkomplexe sind wieder vom Vorhof gesteuert. Daher sind die Aktionen in der unteren
Ableitung im Vergleich zu den Vorhoferregungen zeitlich leicht verzögert. In der
Abbildung sind alle Aktionspotentiale vom Herzen selbst erzeugt und vom Herzschrittmacher nur detektiert. Im vorliegenden Beispiel ist keine Herzschrittmacherstimulation zu sehen. Vom Herzschrittmacher stimulierte Aktionen haben im Gegensatz zu den hier sichtbaren großen Ausschlägen sehr flache Amplituden in intrakardial aufgezeichneten EGM (Siehe Abbildung 3.40).
Abb. 3-39 anhaltende ventrikuläre Tachykardie
In diesem Elektrogramm (Abbildung 3.39) ist in der Kammerableitung eine
ununterbrochene Reihe von schrittmacherdetektierten ventrikulären Extrasystolen
(VES) zu sehen. Der Vorhof schlägt regelmäßig selbstständig, der Herzschrittmacher
übt wie in Abbildung 3.38 rein detektive Aufgaben aus.
Abb. 3-40 4er-Salve
54
Ergebnisse
Die ersten vier sichtbaren Kammerkomplexe (untere Ableitung) in Abbildung
3.40 zeigen keine zeitliche Bindung an die Aktionen des Vorhofs (obere Ableitung)
und sind daher als ventrikuläre Extrasystolen zu werten. Sowohl die drei Vorhof- als
auch die vier Kammerkomplexe zeigen große Ausschläge und sind somit vom
Herzschrittmacher detektiert. Im Anschluss an diese Episode wird der erste kleine
Kammerkomplex zeitlich an den dritten Vorhofschlag angekoppelt. Hier detektiert der
Herzschrittmacher die Vorhofaktion und stimuliert in der Kammer. Die darauffolgenden Vorhof- und Kammerschläge mit kleinen Ausschlägen sind herzschrittmachergesteuert. Im Gegensatz zu den beiden oben beschriebenen Beispielen übt
der Herzschrittmacher hier nach der ventrikulären Tachykardie seine antibradykarde
Funktion aus.
3.3.2.2 Histogramme und Zähler
Aus den Histogrammen und Zählern des Schrittmacherspeichers kann man
den Anteil an ventrikulär stimulierten Schrittmacheraktionen (Vpace) ablesen. Bei
den FUs mit nachgewiesenen ventrikulären Tachykardien betrug der Anteil
ventrikulärer Stimulation im Schnitt 88%, bei den FUs ohne VT im Schnitt 85%.
89% der Patienten hatten VT-Detektionen in den Zählern des Schrittmachers.
Bei 41% wurden 0 bis 100 VT gezählt , bei 29% 100 bis 1000 VT und bei 19%
waren mehr als 1000 VT im Speicher.
Bei FUs, in denen durch die EGM-Analyse VT nachgewiesenen wurden, fanden
sich im Schnitt 837 VT-Detektionen pro FU in den Zählern. Bei FUs ohne VT (in
denen die EGM-Analyse negativ ausfiel) waren im Schnitt 1048 VT-Detektionen in
den Zählern. Die Auswertung konnte nur für die FUs durchgeführt werden, von denen
ein Ausdruck der Histogramme und Zähler vorlag.
55
Ergebnisse
3.3.3 Patienten mit erwiesenen ventrikulären Tachykardien
3.3.3.1 Alters- und Geschlechtsverteilung
Bei 54 Patienten der 210 Patienten des Studienkollektivs (26%), die
mindestens eine FU durchlaufen haben, konnte anhand der gespeicherten Elektrogramme eine oder mehrere Episoden einer ventrikulären Tachykardie nachgewiesen
werden.
Von diesen 54 Patienten waren 19 Patienten (35%) weiblich, 35 (65%)
männlich. Der Altersdurchschnitt lag bei 73,6 Jahren.
3.3.3.2 Ejektionsfraktion
Bei 4 Patienten von 54 Patienten mit erwiesenen ventrikulären Tachykardien
(7%) wurde die Ejektionsfraktion nicht bestimmt. 3 Patienten (6%) hatten eine
reduzierte linksventrikuläre Pumpfunktion kleiner/gleich 35%. Bei 47 Patienten (94%)
war die Ejektionsfraktion grösser 35%. Die durchschnittliche Ejektionsfraktion lag bei
58,20% (+/- 15,04%).
EF nicht best.
7%
EF<=35%
6%
EF>35%
87%
Abb. 3-41 Darstellung der Ejektionsfraktionen bei den Patienten mit erwiesenen ventrikulären
Tachykardien im Hinblick auf die MADIT-I-Kriterien (>= 35%).
3.3.3.3 Implantationsindikationen
Von den 54 Patienten mit erwiesenen ventrikulären Tachykardien erhielten 29
Patienten (53%) den Herzschrittmacher aufgrund einer AV-Knotenerkrankung und 14
Patienten (26%) wegen einer Sinus-Knotenerkrankung. Bei 8 Patienten (15%) lag
eine Kombination von AV- und Sinus-Knotenerkrankung vor. 3 Patienten (6%)
wiesen andere Herzschrittmacherindikationen auf. Je einer zeigte Flattern/Flimmern
in Kombination mit Bradykardie/Tachykardie, ein trifaszikuläres Blockbild (LAHB +
RSB) sowie einen normalen Sinusrhythmus.
56
Ergebnisse
Insgesamt 9 Patienten (17%) wiesen Schenkelblockbilder auf. Bei je 3
Patienten (6%) lag ein Links- bzw. Rechtschenkelblock oder ein Rechtsschenkelblock in Kombination mit einem linksanteriorem Hemiblock vor.
Sinus-KnotenErkrankung
26%
AV- und SinusKnotenErkrankung
15%
andere
6%
AV-KnotenErkrankung
53%
Abb. 3-42 Verteilung der Schrittmacherindikationen bei Patienten mit erwiesenen
ventrikulären Tachykardien
3.3.3.4 Grunderkrankungen
8 Patienten (15%) aus der Gruppe mit erwiesenen ventrikulären Tachykardien
(54 Patienten) hatten keine Begleiterkrankungen in der Anamnese.
Koronare Herzerkrankung:
17 der 54 Patienten (32%) mit erwiesenen ventrikulären Tachykardien hatten
eine bekannte koronare Herzerkrankung . Bei 6 Patienten (11%) war ein Infarkt in der
Vorgeschichte bekannt. 3 Patienten hatten einen isolierten Vorderwandinfarkt
erlitten, 2 einen isolierten Hinterwandinfarkt und ein Patient wies sowohl einen
Vorderwandinfarkt als auch einen Hinterwandinfarkt in der Anamnese auf. Neben 2
Infarktpatienten gaben noch 7 weitere Angina Pectoris als Beschwerde an.
Ventrikuläre Tachykardien:
3 von 54 Patienten (6%) wiesen nicht anhaltende ventrikuläre Tachykardien in
der Anamnese auf, 2 von diesen mit bekanntem Infarkt in der Vorgeschichte.
Arterielle Hypertonie:
Von den 54 Patienten mit erwiesenen ventrikulären Tachykardien in den
gespeicherten Elektrogrammen war bei 28 Patienten (52%) ein arterieller Hypertonus
bekannt.
57
Ergebnisse
Weitere Nebenerkrankungen:
Desweiteren fanden sich in der Gruppe mit erwiesenen ventrikulären
Tachykardien (54 Patienten) 2 Patienten (4%) mit bradykarden Rhythmusstörungen,
7 Personen (13%) mit Arteriosklerose, 2 Patienten (4%) mit Kardiomyopathie, 1
Patient (2%) mit kongestiver Herzerkrankung, 7 Patienten (13%) mit einer
zerebrovaskulären Erkrankung und 9 Patienten (17%) mit Diabetes mellitus.
MADIT-I-Risikofaktoren:
Zu den MADIT-I-Risikofaktoren zählen, wie oben beschrieben, Zustand nach
Infarkt, eine linksventrikuläre Ejektionsfraktion unter 35% und nicht anhaltende
ventrikuläre Tachykardien [Moss AJ et al., 1996].
Von den 54 Patienten mit erwiesenen ventrikulären Tachykardien (nsVT)
hatten 45 (83%) keinen Infarkt in der Vorgeschichte, eine Ejektionsfraktion von
größer 35% und keine bekannten nicht anhaltenden ventrikulären Tachykardien in
der Anamnese. 1 Patient (2%) hatte sowohl einen Zustand nach Infarkt als auch eine
reduzierte
linksventrikuläre
Pumpfunktion,
zwei
(4%)
eine
Ejektionsfraktion
kleiner/gleich 35% ohne Zustand nach Infarkt und ohne nsVTs. 3 Patienten (6%)
hatten eine gute Pumpfunktion kombiniert mit Zustand nach Infarkt ohne nsVTs. 2
Patienten (4%) litten bei guter Pumpfunktion des Ventrikels sowohl an nsVTs und
hatten in der Vorgeschichte einen Infarkt durchgemacht. Bei 1 Patienten (2%) lagen
von den bekannten Risikofaktoren nur nsVts vor. Das gesamte Risikoprofil mit allen 3
Faktoren fand sich bei keinem der Patienten mit erwiesenen ventrikulären
Tachykardien.
58
Ergebnisse
50
45
45
40
35
30
25
20
15
10
5
3
2
1
2
1
0
T
ns
V
VT
f.+
ns
VT
ns
35
%
+Z
.
n.
In
Z.
n.
In
f.+
Z.
n.
In
f.
5%
=3
EF
<
EF
In
f.
+
EF
<=
Z.
n.
ke
in
e
R
is
ik
o
fa
k
<=
35
%
to
re
n
0
Abb. 3-43 Verteilung der MADIT-I-Risikofaktoren bei Patienten mit erwiesenen ventrikulären Tachykardien
3.3.3.5 Medikation
Von den 54 Patienten, bei denen in der Studie ventrikuläre Tachykardien
nachgewiesen werden konnten, wurden 12 Patienten (22%) mit einem Beta-Blocker
behandelt, 7 von diesen wiesen eine Erkrankung der Herzkranzgefässe auf. 8
Patienten (15%) erhielten Sotalol, von denen für 2 in der Anamnese eine koronare
Herzerkrankung angegeben wurde.
Sotalol
15%
ß-Blocker
22%
keine
Medikation
63%
Abb. 3-44 Kardiale Medikation bei Patienten mit erwiesenen ventrikulären Tachykardien
59
Ergebnisse
3.3.3.6 Verteilung der 135 dokumentierten ventrikulären Tachykardien
Die folgende Abbildung zeigt die Verteilung der dokumentierten ventrikulären
Tachykardien auf die 54 Patienten, bei denen VT nachgewiesen wurden:
25
23
20
15
12
10
6
5
5
4
1
0
1 Ereignis
2
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Ereignisse Ereignisse Ereignisse Ereignisse Ereignisse Ereignisse Ereignisse Ereignisse
Abb. 3-45 Anzahl der dokumentierten ventrikulären Tachykardien pro Patient
Bei 14 Patienten der 54 Patienten (26%) wurden 4 oder mehr Episoden
ventrikulärer Tachykardien nachgewiesen. 40 Patienten (74%) zeigten maximal 3
Ereignisse, die als ventrikuläre Tachykardien verifiziert wurden. Die folgende Tabelle
zeigt die Aufnahmebefunde der in höherem Maße (mehr als 3 Ereignisse, schnelle
VT mit mehr als 10 Zyklen) von ventrikulären Tachykardien betroffenen Patienten.
alle Patienten
Geschlecht
Alter
EF
Patienten
mit Patienten
mit Patienten mit VTmind. 1 dok. VT
mehr als 3 dok. Frequenzen über
VT
180 min-1 und
mehr
als
10
Zyklen
männlich: 58%
männlich: 65%
männlich 79%
männlich 60%
72,08 Jahre (+/73,6 Jahre (+/72,29 Jahre (+/74,84 Jahre (+/10,11)
8,51)
9,00)
9,18)
55,29% (+/- 15,32) 58,20% (+/- 15,04) 55,92% (+/- 13,80) 57,24% (+/- 15,61)
AV-Block
SSS
beides
andere
40%
38%
14%
8%
53%
26%
15%
6%
57%
14%
29%
0%
50%
25%
20%
5%
KHK
Z.n. Infarkt
VT bekannt
Hypertonus
Kardiomyopathie
37%
15%
5%
48%
7%
32%
11%
6%
52%
4%
43%
14%
14%
36%
0%
20%
5%
0,5%
60%
0,5%
Tabelle 3-3 Patienten der EVENTS-Studie
60
Diskussion
4 Diskussion
Der plötzliche Herztod während Herzschrittmachertherapie ist ein seit langem
bekanntes Problem bei der Behandlung bradykarder Herzrhythmusstörungen und
gehört noch immer zu den Haupttodesursachen der Patienten mit implantiertem
Herzschrittmacher [Jordaens L, 1995].
Ein Großteil der plötzlichen Todesfälle unter Herzschrittmachertherapie wird auf
das Fortschreiten der kardialen Grunderkrankung der Patienten zurückgeführt.
Darüber hinaus gibt es in der Literatur dokumentierte Beispiele einer Interaktion von
Herzeigenaktionen und Schrittmacherstimulationen, die zur Entstehung ventrikulärer
Tachykardien führen können [Böhm A et al., 1998; Eberle F et al., 1979; Kalmar P et
al., 1975; Karbenn U et al., 1989; Lew WY et al., 1989; Madsen GM et al., 1989;
Maendely R et al., 1987; Oupadia P et al., 1998; Scheibelhofer W et al., 1982b;
Scheibelhofer W et al., 1982a; Zehender M et al., 1992; Zehender M et al., 1994;
Zehender M et al., 1999].
Da diese Interaktionen potentiell vermeidbare Ursachen des plötzlichen
Herztodes während Schrittmachertherapie darstellen, sind Erkenntnisse über die
Häufigkeit des plötzlichen Herztodes und das Auftreten ventrikulärer Tachykardien
bei Herzschrittmacherpatienten ebenso wie die Charakterisierung bestimmter
Auslösemechanismen
der
Arrhythmieentstehung
unter
Elektrostimulation
des
Herzens von besonderem Interesse. In Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde
versucht, sich der Fragestellung des plötzlichen Herztodes während permanenter
Schrittmachertherapie des Herzens mit drei verschiedenen Ansätzen zu nähern:
1. Quantitative Erfassung des plötzlichen Herztodes im Patientenkollektiv der
Herzschrittmacherambulanz des Universitätsklinikums Freiburg in den
Jahren 2000 und 2001
2. Analyse der Auslösemechanismen dokumentierter ventrikulärer Tachyarrhythmien unter Herzschrittmachertherapie
3. Prospektive Langzeitstudie zur Häufigkeit ventrikulärer Tachyarrhythmien
bei
Herzschrittmacherpatienten
(EVENTS)
mit
intrakardialer
EKG-Speicherung
61
Diskussion
4.1 Häufigkeit des plötzlichen Herztodes unter Herzschrittmachertherapie
Seit den siebziger Jahren des zwanzigsten Jahrhunderts wurden in der Literatur
zahlreiche Untersuchungen zur Häufigkeit des plötzlichen Herztodes unter Herzschrittmachertherapie veröffentlicht [Billoret A et al., 1978; Breivik K et al., 1980;
Fauchier JP et al., 1971; Geddes JS et al., 1978; Hager W, 1974; Hua G et al., 1970;
Mattioli AV et al., 1995; Moser T, 1987; Permutti B et al., 1976; Seipel L et al., 1977;
Shen WK et al., 1994; Siddons H, 1974; Simon AB et al., 1982; Steinbach K et al.,
1978; Steinbach K et al., 1995; Strata G et al., 1979; Tung RT et al., 1994; Zehender
M et al., 1992]. Die folgende Tabelle gibt eine Übersicht über die Ergebnisse dieser
Erhebungen:
Literatur
Häufigkeit
plötzlicher Tode
Hua et al. 1970
31%
Fauchier et al. 1971
26%
Hager et al. 1974
20%
Siddons 1974
23%
Permutti et al. 1976
20%
Seipel et al. 1977
12%
Steinbach et al. 1978
14%
Billoret et al. 1978
17%
Strata et al. 1979
18%
Geddes et al. 1979
19%
Breivik et al. 1980
20%
Simon et al. 1982
21%
Moser 1987
20%
Zehender et al. 1992
23%
Mattioli et al. 1992
19%
Tung et al. 1994
18 %DDD 21% VVI
Shen et al. 1994
13%
Steinbach et al. 1995
8-10%
Tab. 4-1 Studien zur Häufigkeit plötzlicher Todesfälle unter Herzschrittmachertherapie
Entsprechend diesen Untersuchungen liegt die Wahrscheinlichkeit, während der
Behandlung mit einem Herzschrittmacher an einem plötzlichen Herztod zu
versterben, zwischen 10% und 31%. Mit einem Anteil von 12% plötzlichen Herztoden
unter den in den Jahren 2000 und 2001 verstorbenen Patienten der Herz-
62
Diskussion
schrittmacherambulanz des Universitätsklinikums Freiburg liegt das Ergebnis
durchaus im Erwartungsspektrum, wenn auch im unteren Bereich der Ergebnisse
bereits vorliegender Studien. Moser wies in seiner Dissertation, bei der in gleicher
Weise vorgegangen wurde wie in der vorliegenden Arbeit, einen Anteil von 20%
plötzlicher Tode unter 242 verstorbenen Herzschrittmacherpatienten nach [Moser T,
1987].
Die im Vergleich zu den vorliegenden Studien geringere Häufigkeit plötzlicher
Todesfälle unter Herzschrittmachertherapie bei den Patienten der Herzschrittmacherambulanz des Universitätsklinikums Freiburg könnte durch technische Weiterentwicklungen in der Schrittmachertechnologie bedingt sein:
In den neunziger Jahren hat sich die Verwendung von Zweikammersystemen
zunehmend durchgesetzt. Wurden 1993 in Deutschland noch bei 30% der
Herzschrittmacherimplantationen Zweikammersysteme eingesetzt [Irnich W et al.,
1994], so betrug deren Anteil 2001 60% [Markewitz A, 2002].
40% der plötzlich verstorbenen Patienten der Herzschrittmacherambulanz des
Universitätsklinikums Freiburg in den Jahren 2000 und 2001 waren mit einem DDDHerzschrittmachersystem versorgt. In der Arbeit von Moser aus dem Jahr 1987
waren es 4% [Moser T, 1987]. Zehender et al. hatten einen Anteil von 6% DDDHerzschrittmacherpatienten in ihrer Studie [Zehender M et al., 1992]. Der im
Vergleich zu Moser (20% plötzliche Todesfälle unter Herzschrittmachertherapie) und
Zehender et al. (23% plötzliche Todesfälle unter Herzschrittmachertherapie)
geringere Anteil plötzlicher Todesfälle unter Herzschrittmachertherapie bei Patienten
der Herzschrittmacherambulanz des Universitätsklinikums Freiburg in den Jahren
2000 und 2001 (12%) könnte zu der Vermutung Anlass geben, dass die häufigere
Verwendung
von
Zweikammersystemen
hierfür
von
Bedeutung
ist.
Dem
widersprechen zwei in den letzten Jahren veröffentlichten Studien, die die
Zweikammerstimulation mit ventrikulärer Stimulation verglichen: Die CTOPP-Studie
konnte keinen Vorteil der physiologischen Stimulation (AAI, DDD) gegenüber der
ventrikulären Stimulation (VVI) im Hinblick auf Tod durch kardiovaskuläre Ursachen
nachweisen [Connolly SJ et al., 2000]. Ebenso zeigte sich in der DAVID-Studie kein
klinischer Vorteil der Zweikammerstimulation gegenüber der ventrikulären Stimulation
bei Patienten mit einem implantierbaren Kardioverter Defibrillator bezüglich der
Lebenserwartung [Wilkoff BL et al., 2002]. Allerdings könnte der beschriebene
geringere Anteil plötzlicher Todesfälle im Rahmen der Herzschrittmachertherapie
63
Diskussion
unabhängig vom Stimulationsort durch technische Weiterentwicklungen in der
Herzschrittmachertechnik (Sensing, Elektroden) bedingt sein.
Hinweise auf mögliche Ursachen der plötzlichen Todesfälle unter permanenter
Schrittmachertherapie des Herzens konnten durch zwei Ansätze gewonnen werden:
1. Analyse des Risikopatientenkollektivs
2. Charakterisierung der arrhythmieauslösenden Mechanismen
Die Analyse des Herzschrittmacherpatientenkollektivs, das von ventrikulären
Tachykardien und dem plötzlichen Herztod betroffen ist, kann Aufschluss über
prädisponierende Faktoren geben. Im Rahmen dieser Arbeit wurden die Patienten
der Herzschrittmacherambulanz des Universitätsklinikums Freiburg, die in den
Jahren 2000 und 2001 am plötzlichen Herztod verstorben sind, untersucht. Hinzu
kam die Analyse und Auswertung der EVENTS-Studie mit von ventrikulären
Tachykardien betroffenen Herzschrittmacherpatienten.
Durch die Charakterisierung mittels Langzeit-EKG dokumentierter Fallbeispiele
ventrikulärer Arrhythmien unter Herzschrittmachertherapie konnten verschiedene
Auslösemechanismen der Arrhythmogenese dargestellt werden.
4.2 Studie zur Erfassung ventrikulärer Tachykardien bei Herzschrittmacherpatienten (EVENTS)
Die Studie zur Erfassung ventrikulärer Tachykardien bei Herzschrittmacherpatienten (EVENTS), als Bestandteil der im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten
Untersuchungen, ermöglichte es, das Auftreten ventrikulärer Rhythmusstörungen in
einem Kollektiv von Patienten mit permanenter Herzschrittmachertherapie quantitativ
zu erfassen. Darüber hinaus wurden die Arrhythmien anhand gespeicherter
intrakardialer Elektrogramme analysiert.
4.2.1 Häufigkeit ventrikulärer Tachykardien im Patientenkollektiv der
EVENTS-Studie
Bei 54 von 210 in der EVENTS-Studie untersuchten Patienten (26%) wurden
ventrikuläre Tachykardien anhand der gespeicherten intrakardialen EGM nach-
64
Diskussion
gewiesen. Diese Beobachtung deckt sich mit den Ergebnissen der Studie von
Brandes et al. zur Spontanvariabilität ventrikulärer Rhythmusstörungen bei Herzschrittmacherpatienten. Dort wurden bei 24% der untersuchten Patienten ventrikuläre
Arrhythmien der Lown-Klasse IVB (ventrikuläre Salven) mittels Langzeit-EKG
nachgewiesen [Brandes A et al., 1996]. Untersuchungen zur Spontanvariabilität
ventrikulärer Arrhythmien bei herzgesunden Patienten zeigten, dass ventrikuläre
Salven und Tachykardien bei 4% bis 5% der gesunden Bevölkerung beobachtet
werden können [Bethge K-P, 1982; Meinertz T et al., 1983]. Demnach treten
ventrikuläre Tachykardien im Herzschrittmacherpatientenkollektiv deutlich häufiger
als bei Herzgesunden auf.
4.2.2 Charakterisierung und Interpretation der dokumentierten Herzrhythmusstörungen
Die
EVENTS-Studie
basierte
auf
der
Analyse
von
intrakardialen
Elektrogrammen, die von den Herzschrittmachern gespeichert wurden. Die
Charakterisierung
intrakardialer
Elektrogramme
lässt
keine
morphologischen
Interpretationen zu. Ventrikuläre Tachykardien können anhand von Elektrogrammen
diagnostiziert und bezüglich Dauer und Frequenz bewertet werden. Im Rahmen der
Auswertung der Ergebnisse der EVENTS-Studie müssen auch die diagnostischen
Fähigkeiten der verwendeten Herzschrittmacher diskutiert werden.
4.2.2.1 Analyse der dokumentierten ventrikulären Tachykardien
135 von insgesamt 2520 analysierten EGM konnten als bewiesene
ventrikuläre Tachykardien klassifiziert werden. Somit erfüllten 5% der von den
Herzschrittmachern
als
ventrikuläre
Tachykardien
eingeordneten
Rhythmus-
störungen die Kriterien für die Diagnose VT ohne Onset (mindestens drei schnelle
ventrikuläre
Zyklen
ohne
vorhergehende
Vorhofaktionen
im
dokumentierten ventrikulären Tachykardien wurden im Hinblick auf
Frequenz in vier Gruppen eingeteilt:
EGM).
Die
Dauer und
65
I.
Diskussion
VT mit 3 bis 10 Zyklen und einer Frequenz zwischen 120 und
180 min-1
II.
VT mit mehr als 10 Zyklen und einer Frequenz zwischen 120 und
180 min-1
III.
VT mit 3 bis 10 Zyklen und einer Frequenz größer/gleich 180
min-1
IV.
VT mit mehr als 10 Zyklen und einer Frequenz größer/gleich 180
min-1
III
9%
IV
16%
I
42%
II
33%
Abb. 4-1 Verteilung der VT ohne Onset nach Frequenz und
Dauer
Die Gruppen IV beinhaltet schnelle anhaltende Formen ventrikulärer Tachykardien, die als potentiell maligne angesehen werden können. 20 Patienten der 54
Patienten mit erwiesenen ventrikulären Tachykardien (37%) zeigten gefährliche
Formen ventrikulärer Tachykardien. Ihr Anteil am Gesamtkollektiv der Studie betrug
10%.
4.2.2.2 Einschränkungen der diagnostischen Fähigkeiten der Herzschrittmachermodelle
Die
Verwendung
diagnostischer
Funktionen
wie
der
Elektrogramm-
Speicherung bei neueren Generationen von Herzschrittmachern hat sich in der
Praxis bewährt [Huikuri H, 2000; Israel CW et al., 2000; Nowak B, 1999].
Dennoch bestehen Einschränkungen in Bezug auf die diagnostischen
Aussagemöglichkeiten vor allem bei Herzschrittmachern ohne die Möglichkeit zu
Onset-Aufzeichnung und Marker-Beschriftungen. Diese Funktionen stehen bei
66
Diskussion
neuesten Herzschrittmachermodellen zur Verfügung. Besonders die Beurteilung
gespeicherter Elektrogramme wird dadurch verbessert. Nowak et al. zeigten, dass
diese Funktionen für eine optimale Analyse der gespeicherten Elektrogramme
notwendig sind. Nur 30% der in ihrer Studie gespeicherten Elektrogramme konnten
ohne Onset-Aufzeichnung und Marker-Beschriftungen bezüglich der vom Herzschrittmacher gestellten Diagnose bestätigt werden. Bei 61% der Elektrogramme, die ohne
diese Funktionen keinen diagnostischen Befund zeigten, wurde mit Hilfe von OnsetAufzeichnung
und
Marker-Beschriftungen
die
zugrundeliegende
Arrhythmie
identifiziert [Nowak B et al., 2003].
Diese Beobachtungen sind für die Bewertung der Ergebnisse der EVENTSStudie von Bedeutung, da die verwendeten Schrittmachermodelle Pulsar und Discovery nicht über die Fähigkeit zu Onset-Aufzeichnungen und Markerbeschriftungen
verfügten. Bei 44% der in der EVENTS-Studie aufgezeichneten Elektrogramme fand
sich kein diagnostischer Befund. Welche Mechanismen die ElektrogrammSpeicherung triggerten, konnte ohne das Onset nicht festgestellt werden. Es besteht
die Möglichkeit, dass hierfür Arrhythmien verantwortlich waren, die aufgrund des
fehlenden Onsets nicht analysiert werden konnten.
Ebenso ist bekannt, dass ein Herzschrittmacher Vorhofarrhythmien mit
schneller Überleitung auf den Ventrikel bei atrialem Undersensing nicht von
ventrikulären Tachykardien unterscheiden kann [Nowak B, 1999; Nowak B, 2002].
25% der in der EVENTS-Studie gespeicherten EGM waren durch supraventrikuläre
Tachykardien getriggert und bei 17% lag Vorhofflattern vor. Obwohl chronisches
Vorhofflimmern ein Ausschlusskriterium der EVENTS-Studie darstellte, wurden
insgesamt 42% der gespeicherten Elektrogramme durch atriale Arrhythmien
getriggert. Ventrikuläres Oversensing fand sich in 20 EGM (1%).
Die Speicherkapazität der in der EVENTS-Studie verwendeten Herzschrittmacheraggregate war begrenzt. Insgesamt konnten 8 Elektrogramme vom Aggregat
gespeichert werden. Ältere Ereignisse wurden zugunsten neu aufgetretener
Ereignisse aus dem Speicher gelöscht. Es besteht Grund zu der Annahme, dass
möglicherweise früher aufgetretene ventrikuläre Tachykardien zugunsten falsch
positiver Trigger (Vorhofarrhythmien, ventrikuläres Oversensing) aus dem Speicher
entfernt wurden oder aufgrund des nicht vorhandenen Onsets nicht diagnostiziert
werden konnten.
67
Diskussion
4.2.3 Herzschrittmacherpatientenkollektiv mit erwiesenen ventrikulären
Tachykardien
Im folgenden soll durch die Analyse der Daten der Patienten mit dokumentierten ventrikulären Tachykardien dargestellt werden, welche Faktoren die durch
ventrikuläre Tachykardien betroffenen Patienten eines Herzschrittmacherpatientenkollektivs charakterisieren. Die Tabelle 3.3 des Ergebnisteils stellt das Gesamtkollektiv der Studie den Patienten mit dokumentierten ventrikulären Tachykardien
gegenüber.
Im Hinblick auf das Geschlecht zeigte sich in der vorliegenden Arbeit ein Anteil
von Patienten männlichen Geschlechts von 58% (Gesamtkollektiv) gegenüber 65%
im Kollektiv mit dokumentierten ventrikulären Tachykardien. Der Anteil männlicher
Patienten im Kollektiv mit mehr als drei dokumentierten Ereignissen betrug 79% und
bei den Patienten mit hochgradigen Formen ventrikulärer Tachykardien 60%. Dies
bestätigte die Ergebnisse vorangegangener Untersuchungen: Männer haben im
Vergleich zu Frauen, wie aus vorangegangenen epidemiologischen Studien bekannt
ist, ein erhöhtes Risiko, am plötzlichen Herztod zu versterben [Kuller LH, 1980; Lown
B, 1979; Myerburg RJ, 1986; Vuori I et al., 1978]. In verschiedenen Arbeiten zeigte
sich, dass während Therapie mit einem Herzschrittmacher Männer ein höheres
Risiko haben, zu versterben, als Frauen [Fitzgerald WR et al., 1979; Otterstad JE et
al., 1981]. Eine 1,7fach höhere Mortalität bezüglich des plötzlichen Herztodes unter
Herzschrittmachertherapie für das männliche Geschlecht gegenüber weiblichen
Patienten beschrieben auch Zehender et al. [Zehender M et al., 1992; Zehender M et
al., 1994].
Auch die im Rahmen dieser Arbeit vorgelegte Untersuchung der Todesursache
der Patienten der Herzschrittmacherambulanz des Universitätsklinikums Freiburg, die
2000 und 2001 verstarben, zeigte einen erhöhten Anteil plötzlicher Herztode unter
männlichen Patienten. Männer hatten ein deutlich höheres Risiko, unerwartet zu
versterben (männlich : weiblich 3,33 : 1). Damit konnte übereinstimmend mit vorausgehenden Arbeiten festgestellt werden, dass das männliche Geschlecht ein
bedeutender Risikofaktor für den plötzlichen Herztod unter Herzschrittmachertherapie ist.
68
Diskussion
Betrachtet man die Indikationen für die Herzschrittmachertherapie, so konnte
folgende Beobachtung gemacht werden: Von besonderer Bedeutung für das
Auftreten des plötzlichen Herztodes während Herzschrittmachertherapie sind
Implantationsindikationen wie AV-Blockierungen und intraventrikuläre Leitungsblockierungen. Eine mögliche Erklärung ist, dass der AV-Block
Ausdruck einer
schwerwiegenden myokardialen Vorerkrankung (z.B. Myokardinfarkt, koronare
Herzerkrankung, Kardiomyopathie) ist [Otterstad JE et al., 1981; Zehender M et al.,
1994]. Zehender et al. fanden in der 1992 veröffentlichten Studie einen engen
Zusammenhang zwischen dem Ausmaß der myokardialen Schädigung und der
Häufigkeit plötzlicher Todesfälle. So war das Risiko, an einem plötzlichen Herztod zu
versterben, für Patienten mit bi- oder trifaszikulären Schenkelblockierungen,
schweren AV-Blockierungen oder Vorhofflimmern erhöht. Jeder dritte Patient mit
einem trifaszikulären Schenkelblock verstarb plötzlich. Eine mögliche Ursache für
das erhöhte Auftreten arrhythmischer Ereignisse in diesen Patientengruppen ergibt
sich aus der Beobachtung, dass bei Vorliegen von AV- bzw. intraventrikulären
Leitungsblockierungen vermehrt fehlende Wahrnehmungen ventrikulärer Extrasystolen durch den Herzschrittmacher vorkommen. Dies kann zu Wechselwirkungen
von spontanen ventrikulären Herzaktionen und Herzschrittmacherstimulationen
führen (R-auf-T-Phänomen, Kurz-lang-Sequenzen, Fusionsschläge) [Vera Z et al.,
1975; Zehender M et al., 1992; Zehender M et al., 1994].
Die im Rahmen dieser Arbeit erhobenen Daten aus der EVENTS-Studie und
die Ergebnisse der Untersuchung der Patienten der Herzschrittmacherambulanz des
Universitätsklinikums Freiburg, die 2000 und 2001 verstarben, sowie vorausgegangene Studien, konnten bestätigen, dass die Häufigkeit plötzlicher Todesfälle
bzw. das Auftreten ventrikulärer Tachykardien bei Herzschrittmacherpatienten mit
AV-Blockierungen oder anderen Leitungsstörungen erhöht ist. Die Auswertung der
EVENTS-Studie zeigte einen erhöhten Anteil an AV-Blockierungen bei den Patienten
mit dokumentierten ventrikulären Tachykardien im Vergleich zum Gesamtkollektiv.
40% der in die Studie eingeschlossenen Patienten erhielten einen Herzschrittmacher
wegen eines AV-Blocks. Bei den Patienten mit dokumentierten ventrikulären
Tachykardien lag der Anteil der AV-Blockierungen bei 53%, bei den Patienten mit
mehr als drei dokumentierten ventrikulären Tachykardien bei 57% und bei den
Patienten mit hochgradigen Formen ventrikulärer Tachykardien bei 50%.
69
Diskussion
Auch bei der Untersuchung der Todesursachen der Patienten der Herzschrittmacherambulanz des Universitätsklinikums Freiburg, die 2000 oder 2001 an einem
plötzlichen Herztod verstarben, steht der Herzblock (AV-Block zweiten und dritten
Grades) an erster Stelle der Implantationsindikationen. Ein erhöhtes Vorkommen
plötzlicher
Todesfälle
bei
Herzschrittmacherpatienten
mit
AV-Blockierungen
gegenüber Sinusknotenerkankungen wiesen verschiedene Studien nach [Mattioli AV
et al., 1995; Moser T, 1987; Simon AB et al., 1982; Zehender M et al., 1992].
Auffällig war die Beobachtung, dass das Risiko für den plötzlichen Herztod und
das Auftreten ventrikulärer Tachykardien während Herzschrittmachertherapie nicht
mit den bekannten Risikofaktoren korrelierte:
Folgende Risikogruppen für den plötzlichen Herztod sind bekannt [Huikuri HV
et al., 2001]:
1. hohes koronares Risikoprofil
2. abgelaufener Infarkt in der Anamnese
3. linksventrikuläre Ejektionsfraktion unter 35%
4. Herz-Kreislaufstillstand in der Anamnese
5. Kombination aus reduzierter Ejektionsfraktion, abgelaufenem Myokardinfarkt und ventrikulären Tachykardien
Im Patientenkollektiv der EVENTS-Studie war der Anteil an Patienten mit
koronarer Herzerkrankung oder reduzierter Ejektionsfraktion bei der Gruppe mit
nachgewiesenen ventrikulären Tachykardien geringer als im Gesamtkollektiv. Nur in
der Gruppe mit mehr als drei dokumentierten ventrikulären Tachykardien lag der
Anteil an Patienten mit koronarer Herzerkrankung mit 43% über dem des
Gesamtkollektivs (37%). Der Anteil an Patienten mit einem bekannten Myokardinfarkt
in der Anamnese lag jedoch auch hier mit 14% unter dem des Gesamtkollektivs
(15%). Übereinstimmend mit diesen Beobachtungen beschrieben Zehender et al.
eine
geringere
Häufigkeit
abgelaufener
Myokardinfarkte
bei
Herzschritt-
macherpatienten, die einem plötzlichen Herztod erlegen waren, und stellten fest,
dass eine reduzierte linksventrikuläre Ejektionsfraktion von geringem Vorhersagewert
für den plötzlichen Herztod unter Herzschrittmachertherapie ist [Zehender M et al.,
1992; Zehender M et al., 1994].
70
Diskussion
4.3 Interaktionen zwischen Herzschrittmacher und ventrikulären
Ektopien
In der Literatur sind verschiedene Situationen beschrieben, in denen ein
Herzschrittmacherpatient durch Fehlfunktionen oder Interaktionen des Aggregates
mit Erregungen des Herzens potentiell gefährdet ist:
1.
Versagen der elektrischen Steuerkomponenten des Herzschrittmachersystems
2.
Störung der Herzschrittmacherfunktion durch äußere Einflüsse
3.
Interaktionen des Herzschrittmachers mit Herzeigenaktionen
Das Versagen der elektrischen Steuerkomponenten des Herzschrittmachers
kann zu einem Ausfall der stimulierenden Wirkung des Herzschrittmachers auf das
Myokard führen. Der Herzschrittmacherpatient ist in diesem Fall durch bradykarde
Rhythmusstörungen bis hin zum Adam-Stokes-Anfall gefährdet. Die Störung kann
das Herzschrittmacheraggregat betreffen [Bohm A et al., 2000; Tegtmeyer CJ et al.,
1981; Vijayaraman P et al., 2002; Wallace WA et al., 1970] oder durch Defekte der
Elektrode bedingt sein [Alonso C et al., 2001; Glikson M et al., 1994a; Glikson M et
al., 1994b; Kawanishi DT et al., 1996; Kazama S et al., 1993; Ohm OJ, 1980;
Parsonnet V et al., 1981]. Als Schrittmacher-Twiddler-Syndrom wird die ineffektive
Impulsgabe
durch
den
Herzschrittmacher
bezeichnet,
wenn
diese
durch
multifaktorielle Rotation des Aggregates oder Isolationsschäden an der Elektrode
aufgrund von Knickbildungen oder Längstorsion bedingt ist [Ellringmann U et al.,
1977; Gialafos J et al., 1995; Lal RB et al., 1990; Young KR et al., 2002].
Die
Beeinflussung
der
Herzschrittmacherfunktion
durch
galvanische,
magnetische, elektrische und elektromagnetische Kräfte im direkten Umfeld der
Herzschrittmacherpatienten ist in der Literatur beschrieben. Im privaten Bereich
betrifft dies Mobiltelefone und elektronische Artikelsicherungsanlagen [Barbaro V et
al., 1995; Dodinot B et al., 1993; Hofgartner F et al., 1996; Mugica J et al., 2000;
Trappe HJ, 1996; Wilke A et al., 1996; Wilke A et al., 1997]. In der Klinik können
Defibrillatoren, Lithotripsie, Kernspintomographie, Strahlentherapie und Elektrokauter
Fehlsteuerungen des Herzschrittmachers verursachen [Delhumeau A et al., 1988;
Holmes DR, Jr. et al., 1986; Irnich W, 1992; Lauck G et al., 1995; Quertermous T et
71
Diskussion
al., 1983; Souliman SK et al., 1994; Venselaar JL et al., 1987; Wilke A et al., 1997;
Wilke A et al., 2000].
Im Zusammenhang mit dem Auftreten des plötzlichen Herztodes unter
Herzschrittmachertherapie stellt die Interaktion zwischen spontanen Herzeigenaktionen und Herzschrittmacherimpulsen einen besonders relevanten Aspekt der
Arrhythmogenese unter Herzschrittmachertherapie dar. Für die Untersuchungen im
Rahmen dieser Arbeit ist dies von besonderem Interesse, da das Auftreten
ventrikulärer
Tachykardien
unter
Herzschrittmachertherapie
Gegenstand
der
EVENTS-Studie war. Die Erkenntnisse über die Auslösung ventrikulärer Tachykardien
bei
Herzschrittmacherpatienten,
die
anhand
von
Langzeit-EKG-Auf-
zeichnungen gewonnen wurden, werden nachfolgend diskutiert.
4.3.1 Komplikationen durch die Interaktion des Herzschrittmachers mit
spontaner Myokarderregung
Bei Herzschrittmacherpatienten besteht ein erhöhtes Risiko für den plötzlichen
Herztod und, wie unter Gliederungspunkt 4.2.1 beschrieben, eine höhere Spontanvariabilität ventrikulärer Rhythmusstörungen der höheren Lown-Klassifikationen
(multiforme ventrikuläre Extrasystolen, Bigemini, Couplets, Salven, R-auf-TPhänomen) als in der herzgesunden Normalbevölkerung. In der EVENTS-Studie
zeigten 26% der Herzschrittmacherpatienten ventrikuläre Tachykardien. Daher ist die
Interaktion ventrikulärer Extrasystolen mit den Herzschrittmacherimpulsen für die
Entstehung ventrikulärer Arrhythmien unter permanenter Herzschrittmachertherapie
besonders von Interesse.
Untersuchungen zur Häufigkeit von Schrittmacherfehlfunktionen belegten, dass
die fehlende Wahrnehmung elektrischer Aktivität des Herzens (Sensingdefekte) die
vorherrschende Schrittmacherfehlfunktion ist [Brandes A et al., 1996; Kamke W et
al., 2002; Zehender M et al., 1994; Zehender M et al., 1999]. Diese
Wahrnehmungsdefizite treten während akuter Ischämien, bei Erregungsausbreitungsstörungen und während ventrikulärer Tachykardien gehäuft auf. Folgende
Komplikationen können dann zur Auslösung gefährlicher Arrhythmien führen:
72
1.
Diskussion
Der Herzschrittmacher stimuliert in die vulnerable Phase der ventrikulären
Extrasystole (R-auf-T-Phänomen)
2.
Wechselnde Ankopplungsintervalle der RR-Abstände lösen über Kurzlang Sequenzen Arrhythmien aus
3.
Der Herzschrittmacher stimuliert während der ventrikulären Tachykardie
weiter und löst dadurch Kammerflimmern aus
4.
Fusionsschläge zwischen ventrikulären Extrasystolen und Herzschrittmacherstimulationen induzieren die Arrhythmie
Auch die im Rahmen dieser Arbeit durchgeführte Analyse dokumentierter
ventrikulärer Tachykardien unter Herzschrittmachertherapie konnte die Interaktionen
ventrikulärer Extrasystolen mit Herzschrittmacheraktionen als häufige Ursache für die
Auslösung ventrikulärer Tachykardien nachweisen. Bei der Analyse der LangzeitEKG-Beispiele konnten die o.g. Mechanismen dargestellt werden.
4.3.1.1 Wechselnde Ankopplungsintervalle der Kammerkomplexe als Ursache
für die Arrhythmieentstehung
Der häufigste Auslösemechanismus für ventrikuläre Tachyarrhythmien mit
Herzschrittmacherbeteiligung in den vorliegenden Fallbeispielen ließ sich auf
wechselnde Ankopplungsintervalle der Kammerkomplexe im Sinne von Kurz-langSequenzen mit involvierter Kammerstimulation durch den Schrittmacher zurückführen. Bei allen dokumentierten Beispielen war das Auftreten ventrikulärer Extrasystolen in Kombination mit der Herzschrittmacherstimulation ausschlaggebend für
die Entstehung der ventrikulären Arrhythmie:
73
Diskussion
Abb. 4-2 Entspricht Abb. 3-4 des Ergebnisteils
Diese Mechanismen der Arrhythmieauslösung mit Schrittmacherbeteiligung
wurden in der Vergangenheit wiederholt beobachtet. Durch eine niedrige Stimulationsfrequenz wurde mit dem Einsetzen der Kammerstimulation eine monomorphe
ventrikuläre Tachykardie ausgelöst [Karbenn U et al., 1989].
In den 90er Jahren veröffentlichte die Arbeitsgruppe um Böhm [Böhm A et al.,
1998] ein Fallbeispiel, das die Auslösung einer Torsade de pointes Tachykardie
aufgrund einer Kurz-lang-Sequenz mit Schrittmacherbeteiligung dokumentierte. Um
den spontanen Ersatzrhythmus einer Patientin mit AV-Block zu bestimmen, wurde
der VVI-Schrittmacher auf eine Frequenz von 30 Schlägen pro Minute eingestellt. Auf
einen stimulierten Kammerkomplex folgte ein junktionaler Ersatzschlag mit einem
Kopplungsintervall von 1480 ms. Der nächste stimulierte Kammerkomplex kam 480
ms danach. Dieses typische Lang-kurz-Intervall der RR-Abstände triggerte die
Entstehung der Torsade de Pointes Tachykardie. Die Umprogrammierung des
Schrittmachers auf eine Frequenz von 100 Schlägen pro Minute verhinderte die
Entstehung von weiteren Torsade de Pointes Tachykardien.
In den Beispielen der Abbildungen 3-6 und 3-7 konnten neben den wechselnden
Ankopplungsintervallen auch Fusionsschläge ventrikulärer Extrasystolen mit Schrittmacherstimulationen am Beginn der ventrikulären Tachykardien dokumentiert
werden. Dieser Mechanismus der Arrhythmogenese bei VVI-Schrittmachern ist in der
Literatur beschrieben [Lefroy DC et al., 1994]. Ob die Rhythmusstörung allein durch
74
Diskussion
die wechselnden Ankopplungsintervalle oder die Fusionsschläge ausgelöst wurde,
der ob die Kombination aus beidem ausschlaggebend war, bleibt offen.
Auch die Beispiele ventrikulärer Tachykardien bei Patienten mit Zweikammerschrittmachern wurden durch Kurz-lang-Sequenzen geprägt. Die Ursache für deren
Entstehung waren entweder eine Schrittmacherfehlfunktion im Sinne eines Wahrnehmungsfehlers (Abbildung 3-9) oder eine interponierte Extrasystole (ventrikulär
oder supraventrikulär), wie in den Abbildungen 3-10 bis 3-15 deutlich wird. Ektope
Vorhoferregungen können dann zu wechselnden Ankopplungsintervallen der
Kammerkomplexe führen, wenn sie durch die AV-sequentielle Stimulation bei
Zweikammerschrittmachern auf den Ventrikel übertragen werden [Zehender M et al.,
1999]. Die Tachykardie konnte sowohl durch eine Extrasystole als auch durch eine
vom Schrittmacher stimulierte Herzaktion ausgelöst werden. Entscheidender Faktor
für den Beginn der Tachykardie waren die typischen wechselnden Ankopplungsintervalle zwischen den stimulierten und ektopen Herzaktionen. Es war unerheblich,
ob durch eine postextrasystolische Pause nach einer VES bis zur nächsten
Schrittmacheraktion ein langes Intervall entstand oder ob aufgrund eines
Undersensings einer VES die Stimulation durch den Schrittmacher innerhalb eines
zu kurzen Intervalls erfolgte. In einem Fall stimulierte der Herzschrittmacher während
der ventrikulären Tachykardie weiter. Dies kann zur sekundären Auslösung von
Kammerflimmern führen [Zehender M et al., 1994].
Die Bedeutung der fehlenden Wahrnehmung ventrikulärer Extrasystolen durch
den Herzschrittmacher für die Entstehung ventrikulärer Arrhythmien wird in der
Literatur beschrieben. Die Wahrnehmungsfunktion des Herzschrittmachers bei
verzögerter ventrikulärer Leitungsausbreitung durch intraventrikuläre Blockierungen
und bei ventrikulären Extrasystolen ist stark herabgesetzt [Vera Z et al., 1975].
Die Erkennung von ventrikulären Extrasystolen oder regulären Herzaktionen
durch den Herzschrittmacher erfolgt über die Anstiegssteilheit des QRS-Komplexes.
Vor
allem
bei
ventrikulären
Extrasystolen
und
intraventrikulären
Leitungs-
blockierungen ist die Anstiegssteilheit der Kammerkomplexe reduziert. In der Studie
von Zehehnder et al. [Zehender M et al., 1992] zeigte sich ein stark erhöhtes Risiko
für den plötzlichen Herztod bei Schrittmacherpatienten mit bi- oder trifaszikulären
Schenkkelblockbildern. Analog dazu wurde ein Anteil von weniger als 1% fehlender
75
Diskussion
Erkennung ventrikulärer Extrasystolen bei Patienten ohne Schenkelblock oder mit
linksanteriorem Hemiblock beobachtet. Bei vorliegendem Rechtsschenkelblock stieg
der Anteil der nichterkannten ventrikulären Extrasystolen auf 1%, bei Linksschenkelblock auf 6% und bei bifszikulären Blockbildern auf 14%.
Obwohl in den vorliegenden dokumentierten ventrikulären Arrhythmien unter
Herzschrittmachertherapie keine Fallbeispiele für unangemessene Herzschrittmacherhemmungen durch Myopotentiale dokumentiert wurden, ist dies ein in der
Literatur oft beschriebenes Phänomen [Breivik K et al., 1980; Gialafos J et al., 1985;
Wirtzfeld A et al., 1972]. Es kann neben dem Ausfall des Herzschrittmachers für die
Zeit der myopotentialinduzierten Hemmung auch zu einer fehlenden Wahrnehmung
ventrikulärer Extrasystolen und zur Entstehung ventrikulärer Tachykardien kommen
[Breivik K et al., 1980; Iesaka Y et al., 1982; Seipel L et al., 1976; van Cleve RB et
al., 1978].
Neben der Entstehung von Lang-kurz-lang- bzw. Kurz-lang-kurz Sequenzen
durch Herrschrittmacherstimulation und ventrikuläre Extrasystolen konnte in den
Langzeit-EKG-Beispielen ein weiterer Mechanismus beschrieben werden, der den
Einfluss ventrikulärer Extrasystolen in Verbindung mit der Herzschrittmacherfunktion
für die Entstehung ventrikulärer Tachykardien unter Therapie mit einem Herzschrittmacher unterstreicht.
4.3.1.2 Physiologisches Undersensing als Ursache für die Auslösung einer
ventrikulären Tachykardie
Durch den Herzschrittmacher ausgelöste ventrikuläre Arrhythmien bis hin zum
Kammerflimmern durch ein R-auf-T-Phänomen mit Herzschrittmacherbeteiligung sind
in der Literatur beschrieben [Preston TA, 1973; Preston TA, 1975; Wilke A et al.,
2000].
Eine Sonderform des R-auf-T-Phänomens unter Herzschrittmachertherapie
sind ventrikuläre Extrasystolen, die in die Blankingzeit eines Zweikammerschrittmachers fallen. Sie sind eine bekannte Komplikation der Therapie mit DDDbzw. DDI-Schrittmachern [Barnay C et al., 1998; Berman ND et al., 1987; Bertuso J
et al., 1986; Erlebacher JA et al., 1986; Irwin M et al., 1994; Lamas GA et al., 1985;
Pieterse MG et al., 1994; Quintal R et al., 1984; Schibgilla V et al., 1998]. In den
beschriebenen Fallbeispielen 3-18 bis 3-21 konnte dieser Auslösemachanismus
dokumentiert werden.
76
Diskussion
Nachdem der Herzschrittmacher einen Vorhofspike (A) abgegeben hat, ist der
ventrikuläre Eingang für ca. 13 bis 40 msec blind geschaltet (Blankingzeit). Fällt in
diese Phase eine ventrikuläre Extrasystole, so kann der Schrittmacher sie nicht
registrieren, und die Kammerstimulation (V) erfolgt während der Erregungsrückbildung der Extrasystole. Wird hierbei in den aufsteigenden Teil der T-Welle
(vulnerable Phase) stimuliert, kann eine ventrikuläre Tachykardie entstehen. In
Abbildung 4-3 ist dieser Mechanismus dokumentiert.
Abb. 4-3 Entspricht Abb. 3-21 des Ergebnisteils
Normalerweise ist der Schrittmacherimpuls nicht ausreichend, um bei einem
Einfall in die vulnerable Phase Arrhythmien auszulösen. Eine Ausnahme bildet die
Phase nach einem akuten Myokardinfarkt [Burgess MJ et al., 1970; Chardack WM et
al., 1969; Chatterjee K et al., 1969; Jones M et al., 1977; Koch R et al., 1971a; Koch
R et al., 1971b; Oupadia P et al., 1998]. Auch bei der Schrittmacherstimulation in die
vulnerable Phase ventrikulärer Extrasystolen ist die Flimmerschwelle in Bereiche
gesenkt, in denen durch den Herzschrittmacherstimulus ventrikuläre Tachyarrhythmien ausgelöst werden können [Richter-von Arnauld HP et al., 1974]. In der
Literatur ist Kammerflimmern nach einem Schrittmacherstimulus-auf-T-Phänomen
bei vorangegangener ventrikulärer Extrasystolie beschrieben [Castellanos A, Jr. et
al., 1966; Castellanos A, Jr. et al., 1973; Seipel L et al., 1975; Seipel L et al., 1976].
Durch die Reduktion der Blankingzeit bei der Schrittmacherprogrammierung
kann die Häufigkeit derartiger Komplikationen unter Elektrotherapie des Herzens
reduziert werden [Irwin M et al., 1994].
4.3.1.3 Schrittmacherassozierte und stimulationsunabhängige
Arrhythmieentstehung
Neben den Beispielen mit direkter Beteiligung des Herzschrittmachers an der
Entstehung ventrikulärer Tachyarrhythmien wurden die Rhythmusstörungen bei einer
Vielzahl
der
dokumentierten
Fallbeispiele
ohne
Herzschrittmacherinteraktion
ausgelöst. Der vorherrschende Mechanismus bei der Entstehung der ventrikulären
77
Diskussion
Tachykardien ist durch früh einfallende Extrasystolen bedingt (Abbildungen 3-22 bis
3-32). Die vorzeitigen Kammerkomplexe treffen in die vulnerable Phase der
Erregungsrückbildung
der
schrittmachergestützten
Herzaktionen.
Ein
direkter
Zusammenhang mit der Schrittmachertherapie konnte nicht nachgewiesen werden.
4.4 Konsequenzen aus den vorliegenden Ergebnissen
Der plötzliche Herztod zählt zu den häufigsten Todesursachen während
permanenter Schrittmachertherapie des Herzens. Dies wird zum Großteil durch das
Fortschreiten der kardialen Grunderkrankung bedingt. Dennoch spielt auch die
Interaktion des Schrittmacheraggregats mit ventrikulären Ektopien eine Rolle bei der
Auslösung maligner ventrikulärer Arrhythmien bei Herzschrittmacherpatienten. Die im
Rahmen der vorgelegten Arbeit durchgeführte EVENTS-Studie konnte das Auftreten
ventrikulärer Tachykardien während Herzschrittmachertherapie belegen. Durch die
Analyse von Langzeit-EKG-Dokumentationen ventrikulärer Tachykardien im Zusammenhang mit der Elektrostimulation des Herzens wurden Mechanismen der
Arrhythmogenese veranschaulicht. Übereinstimmend mit Beispielen aus der Literatur
konnte die Bedeutung von Wahrnehmungsdefiziten der Herzschrittmacher bei
ventrikulären Arrhythmien festgestellt werden.
Besonders gefährdet sind Patienten mit hochgradigen AV-Blockierungen und
intraventrikulären Erregungsausbreitungsstörungen. Bei diesen Patienten ist ebenso
wie bei durch Symptome (Schwindel, Synkopen) auffälligen Herzschrittmacherträgern eine intensive Diagnostik angezeigt. Schrittmacherfehlfunktionen und
Arrhythmien können anhand von Langzeit-EKG und modernen Herzschrittmachern
(Onset-Recording) nachgewiesen werden [Brandes A et al., 1998; Nowak B et al.,
2003].
Eine
besonders
exakte
Programmierung
des
Aggregates
ist
bei
Risikopatienten unbedingt notwendig. Durch eine hohe Empfindlichkeit des
Herzschrittmachers bei der Wahrnehmung ventrikulärer Extrasystolen kann ebenso
wie durch die Programmierung einer kurzen Blankingzeit die Häufigkeit gefährlicher
Interaktionen zwischen Herzeigenaktionen und Schrittmacherstimulationen reduziert
werden. Eine Option bei besonders gefährdeten Patienten wäre die Therapie mit
einem implantierbaren Kardioverter Defibrillator (ICD). Der ICD hat sich in der
Prävention des plötzlichen Herztodes bei bestimmten Risikogruppen (koronare
Herzerkrankung,
reduzierte
Ejektionsfraktion,
ventrikuläre
Tachykardien)
in
78
Diskussion
verschiedenen Studien bewährt [Buxton AE et al., 1999; Moss AJ et al., 1996; Moss
AJ et al., 2002]. Gleichzeitig besteht die Möglichkeit der antibradykarden
Herzschrittmachertherapie durch den ICD.
Die Ergebnisse der vorgelegten Arbeit lassen sich in den folgenden drei
Feststellungen zusammenfassen:
1.
Der plötzliche Herztod ist eine ernste und häufige Komplikation der
Herzschrittmachertherapie.
2.
Ventrikuläre Tachykardien treten bei Herzschrittmacherpatienten gehäuft
auf.
3.
Bei der Auslösung ventrikulärer Arrhythmien unter Herzschrittmachertherapie spielt die Interaktion von Schrittmacheraggregat und spontanen
Herzeigenaktionen eine herausragende Rolle.
Deshalb sind in Zukunft weiterführende Studien zu Auftreten und Ursache des
plötzlichen Herztodes unter Herzschrittmachertherapie klinisch von Bedeutung. Mit
Hilfe von in ihren diagnostischen Funktionen weiterentwickelten Schrittmacheraggregaten können in Zukunft weitere Erkenntnisse über Auslösung und Häufigkeit
ventrikulärer Arrhythmien gewonnen werden und dazu beitragen, das Verständnis für
die zugrundeliegenden Mechanismen zu verbessern. Weiterführende Studien sind
wichtig, um diese etablierte Therapieform für die Patienten noch sicherer zu
gestalten.
79
Zusammenfassung
5 Zusammenfassung
Der plötzliche Herztod zählt zu den häufigsten Todesursachen während
permanenter Schrittmachertherapie des Herzens und tritt mit einer Häufigkeit von
10% bis 31% auf. Im Rahmen der vorgelegten Arbeit durchgeführte Untersuchungen
zeigten einen Anteil von 12% plötzlichen Herztoden unter den Patienten der Schrittmacherambulanz des Universitätsklinikums Freiburg, die 2000 und 2001 verstorben
waren.
Die EVENTS-Studie als weiterer Bestandteil dieser Arbeit konnte das
Vorkommen ventrikulärer Tachykardien bei Herzschrittmacherpatienten quantitativ
und qualitativ belegen. Bei 26% der untersuchten Patienten wurden ventrikuläre
Tachykardien in gespeicherten intrakardialen Elektrogrammen nachgewiesen. 10%
der
Patienten
zeigten
potentiell
maligne
Formen
ventrikulärer
Arrhythmien
(anhaltende Tachykardien mit Frequenzen über 180 min-1).
Die Analyse von ventrikulären Tachykardien bei Herzschrittmacherpatienten, die
mittels Langzeit-EKG dokumentiert wurden, veranschaulichte als dritter Teil dieser
Arbeit die Bedeutung der Interaktion von ventrikulären Ektopien und Schrittmacherstimulationen für die Arrhythmogenese. Verschiedene Mechanismen konnten dargestellt werden. Häufig beruhten sie auf Wahrnehmungsdefiziten der Herzschrittmacher
bezüglich ventrikulärer Extrasystolen. Es ist bekannt, das AV-Blockierungen und
Erregungsausbreitungsstörungen ebenso wie akute Ischämien und ventrikuläre
Tachykardien diese Wahrnehmungsstörungen bedingen können.
Damit übereinstimmend zeigten die Untersuchungen im Rahmen dieser Arbeit ,
dass der AV-Block die führende Implantationsindikation bei den plötzlich verstorbenen Patienten des Universitätsklinikums Freiburg war. Der Anteil an AVBlockierungen bei den Patienten mit nachgewiesenen ventrikulären Tachykardien
der EVENTS-Studie war im Vergleich zum Gesamtkollektiv ebenfalls erhöht.
Für die Zukunft sind weiterführende klinische Studien mit modernsten Herzschrittmachermodellen, die über hochentwickelte diagnostische Möglichkeiten
verfügen, von Bedeutung. So kann das Verständnis für die Risikofaktoren und
Mechanismen des plötzlichen Herztodes während Herzschrittmachertherapie weiter
verbessert werden. Der implantierbare Kardioverter Defibrillator kann als therapeutische Option bei Hochrisikopatienten in Erwägung gezogen werden, da er
antitachykarde Funktionen mit antibradykarder Stimulation vereint.
80
6 Abkürzungsverzeichnis
AA
absolute Arrhythmie
AP
Angina Pectoris
EGM
Elektrogramm
EKG
Elektrokardiogramm
FU
Follow-up-Untersuchung
HWI
Hinterwandinfarkt
ICD
implantierbarer Cardioverter Defibrillator
KHK
Koronare Herzerkrankung
LAHB
Linksanteriorer Hemiblock
LPHB
Linksposteriorer Hemiblock
LSB
Linksschenkelblock
LSL
Lang-kurz-lag
LZ-EKG
Langzeitelektrokardiogramm
nsVT
nicht anhaltende ventrikuläre Tachykardie
RSB
Rechtsschenkelblock
SLS
Kurz-lang-kurz
SVES
supraventrikuläre Extrasystole
VES
ventrikuläre Extrasystole
VT
ventrikuläre Tachykardie
VWI
Vorderwandinfarkt
EPU
elektrophysiologische Untersuchung
Abkürzungsverzeichnis
81
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