Anästhesiol Intensivmed Notfallmed Schmerzther 2005; 40(5): 294-297
DOI: 10.1055/s-2005-861350
Mini-Symposium
© Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York

Anästhesiologische Implikationen bei Patienten mit Schrittmacher oder Defibrillator

Anaesthesia in Patients with Pacemaker or CardioverterM.  Redlin1
  • 1 Institut für Anästhesiologie (Prof. Dr. med. Hermann Kuppe), Deutsches Herzzentrum Berlin
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Publication Date:
30 May 2005 (online)

Seit der ersten klinischen Implantation eines asynchronen Einkammerstimulationssystems durch Senning (in Stockholm im Jahr 1958) haben Schrittmacher (PM) und interne Kardioverter bzw. Defibrillatoren (ICD) eine geradezu rasante technologische Evolution vollzogen (Tab. [1]).

Tab. 1 Historische Entwicklung von Schrittmacher- sowie Kardioverter- bzw. Defibrillatorsystemen 1958 erster V00-Schrittmacher 1964 erster VVI-Schrittmacher 1969 erster bifokaler Schrittmacher 1972 Verfügbarkeit von Lithium-Batterien 1978 erste AV-sequenzielle Stimulation 1980 erste AICD-Implantation 1983 erste frequenzadaptierte Systeme 1998 erste klinische Erfahrung mit so genannten „atrioverter” 2000 erste klinische Erfahrung mit biventrikulärer Stimulation

Mittlerweile sind mehr als 500 000 Menschen in den USA Schrittmacher-Träger. Und mit steigender Tendenz kommen jährlich etwa 115 000 Patienten dazu. In Deutschland beträgt die Zahl der durchgeführten Neuimplantationen bzw. Austauschoperationen an Herzschrittmachersystemen ca. 50 000 pro Jahr. Im Jahr 2001 lag hier das gemittelte Erstimplantationsalter für Frauen bei ca. 77,1, für Männer bei ca. 73,3 Jahren. Als Hauptindikation bestand bei mehr als 34 % der Patienten ein symptomatischer höhergradiger av-Block, gefolgt vom so genannten „sick-sinus-syndrom” bei ca. 27 % der Betroffenen. Bradykardes Vorhofflattern bzw. Vorhofflimmern führte bei 24 %, ein Bradykardie-Tachykardie-Syndrom bei 12,3 % der Patienten zur Schrittmacherimplantation. Bei den verwendeten Geräte-Typen ergibt sich ein klarer Trend zu vorhofgesteuerter und damit nahezu physiologisch arbeitender Systeme. In Deutschland lag der Anteil der DDD-Schrittmacher bei symptomatischen av-Blockierungen im Jahr 2001 bei 71,7 %.

Die gegenwärtig verwendeten Ein- bzw. Zweikammersysteme besitzen eine Vielzahl elektronischer Programmiermöglichkeiten. Die Palette reicht vom „automatic mode-switching” über die nach körperlicher Aktivität bzw. metabolischen Erfordernissen gesteuerte Frequenzadaptation bis hin zur programmierbaren Elektrodenkonfiguration.

Um bei der Vielzahl der verwendeten Systeme den Typ und den potenziellen Funktionsmodus zu erkennen, wird bei Schrittmachern der so genannten NASPE/BPEG (NBG) Generic-Code verwendet (North American Society of Pacing and Electrophysiology, British Pacing and Electrophysiology Group Generic Pacemaker Code). Die ersten drei Buchstaben der Schrittmacherkodierung beschreiben die antibradykarde Funktion, der vierte die Programmierbarkeit und der letzte Buchstabe mögliche antitachykarde Eigenschaften (Tab. [2]). In der aktuell praktizierten Schreibweise wird in der vierten Position nur noch eine mögliche Frequenzadaptation mit „R” angegeben, da alle gegenwärtig verwendeten Schrittmacher multiprogrammierbar sind.

Tab. 2 Kodierung der Eigenschaften von Schrittmachern (NASPE-BPEG Generic (NBG) Pacemaker Code) 1. Stimulation 2. Wahrnehmung 3. Antwort auf Sense-Impulse 4. Parameteränderung 5. Antitachykarde Funktion A - atrial A - atrial T - Triggerung P - einfach-programmierbar P - antitachykarde Funktion V - ventrikulär V - ventrikulär I - Inhibition M - multi-programmierbar S - Schock D - dual D - dual D - dual mode C - DialogverkehrR - Frequenzadaption D - dual P + S

Früher häufig implantierte starrfrequent bzw. asynchron arbeitende Herzschrittmacher (SOO, DOO) werden heutzutage nicht mehr eingesetzt. Mögliche Interaktionen mit einem noch vorhandenen Eigenrhythmus können bei dieser Stimulationsform maligne Rhythmusstörungen induzieren. Außerdem besteht keinerlei Anpassung an metabolische Erfordernisse. Darüber hinaus ist der Energieverbrauch dieser Aggregate sehr hoch.

Bedarfs- bzw. Synchronmodi können sowohl auf Vorhof- als auch auf Kammerniveau (AAI, VVI) arbeiten. Solange eine Eigenaktion detektiert wird, unterbleibt der Stimulationsimpuls für den Vorhof respektive für den rechten Ventrikel (Inhibition). Wird keine Eigenaktion erkannt, erfolgt nach einem (häufig aktivierten) Hysterese-Intervall die entsprechende Stimulation. Die Bedeutung der Hysterese-Funktion liegt darin, dass Interferenzen zwischen eigenen und stimulierten Herzaktionen weitgehend vermieden werden. Um eine eventuell doch noch eintreffende Eigenaktion abzuwarten, setzt bei Hysterese-Schaltung die Schrittmacher-Stimulation erst nach einer Latenz ein, die deutlich länger ist als das dann nachfolgende Stimulationsintervall. Moderne Zweikammer-Systeme erlauben bei zusätzlich aktivierter Frequenzadaptation eine weitgehend physiologische Rhythmussteuerung. Im DDD-Mode werden Eigenaktionen auf beiden Ebenen (rechter Vorhof bzw. rechte Kammern) detektiert und bei Bedarf zeitgerecht nacheinander stimuliert. Für die Gefahr des Mitnehmens unphysiologisch hoher Vorhofimpulse auf die Kammerebene („atrial tracking”) sollte die Option des „automatic mode-switching” aktiviert sein. Hierdurch wird erreicht, dass in der elektronischen Hierachie-Ebene auf einen Stimulationsmodus zurückgeschaltet wird, der bei hoher Vorhoffrequenz nur eine normofrequente Kammernstimulation zulässt. Die alleinige Festlegung auf eine obere Grenzfrequenz würde bei anhaltender Vorhoftachykardie und entsprechendem „atrial tracking” die Kammern in einem problematisch hohen Frequenzbereich stimulieren.

Folgende potenzielle Gerätefehler müssen dem Anästhesisten im perioperativen Umgang mit Schrittmacher-Patienten vertraut sein. Ihre Auflistung erhebt keinerlei Anspruch auf Vollständigkeit:

1. Im Oberflächen-EKG sind keine sichtbaren Stimulations-Spikes zu erkennen:

so genannte „oversensing”, d. h. PM-Inhibition durch Detektion eines elektrischen Signals ausreichender Frequenz und Amplitude - elektromagnetische Interferenzen - Elektrokauter u. v. m. Elektrodenprobleme - Dislozierung - Fibrosierung - Infarzierung - Vernarbung mechanische Störungen, unterbrochener Stromfluss leere Batterie.

2. Im EKG sind PM-Spikes sichtbar, denen jedoch keine elektromechanische Herzaktion folgt:

Elektrodenprobleme (s. o.) akute Veränderung der Reizschwelle - Medikamente - Zustand nach externer Defibrillation/Kardioversion - myokardiale Ischämie - Veränderungen im Säure-Basen-Haushalt bzw. Elektrolytimbalanzen.

3. Stimulation mit unerwünschter Frequenz:

Aktivierung der Frequenzadaptation u. a. durch - mechanische Beatmung - Vibration bzw. Bewegung infolge chirurgischer Aktivitäten - Erhöhung der Körperkerntemperatur - Muskelfaszikulation während der Ausleitungsphase einer Narkose etc. „oversensing” (s. o.)

4. Spezielle Fehlfunktion bei Zweikammer-Systemen:

so genannte „crosstalk inhibition” - Detektion und dadurch Inhibition des Stimulationssignals im jeweils falschen Bereich.

Beispielsweise kann ein Vorhofimpuls, der im Ventrikelkanal registriert wird, die notwendige Kammerstimulation unterbinden. Bei fehlendem Eigenrhythmus kommt es zur Asystolie!

Auch die Implantationszahlen von ICDs sind seit der Verfügbarkeit transvenöser Elektroden und der dadurch vermeidbar gewordenen Thorakotomie sprunghaft angestiegen. 1999 wurden weltweit bereits bei mehr als 50 000 Patienten ICDs eingesetzt. Hauptindikationen sind lebensbedrohliche ventrikuläre Tachykardien bzw. Zustände nach erfolgreicher Reanimation bei Kammerflimmern. Insbesondere Patienten auf der Warteliste zur Herztransplantation profitieren bei einer dilativen Kardiomyopathie mit Disposition zu malignen Herzrhythmusstörungen von der prophylaktischen ICD-Implantation.

Moderne Geräte weisen nicht nur eine wesentlich verlängerte Batterielebensdauer auf. Über spezielle Modifikationsmöglichkeiten der Tachy- bzw. Bradykardie-Detektion hinaus sind sie mittlerweile multiprogrammierbar wie herkömmliche Schrittmacher. Darüber hinaus erlauben sie das Speichern dysrhythmischer Situationen und die Aufzeichnung und spätere Auswertung der Terminierung lebensbedrohlicher Rhythmusstörungen.

ICDs werden ähnlich wie Schrittmacher nach einem speziellen Code (NASPE/BPEG; NBD; s. o.) systematisiert. Die aktuelle Nomenklatur beschreibt mit den ersten drei Buchstaben die antitachykarden Eigenschaften und kodiert im vierten Buchstaben durch die Wiederholung des kompletten Schrittmacher-Codes die antibradykarde Funktion (Tab. [3]).

Tab. 3 Kodierung der Eigenschaften von Defibrillatoren (NBD AICD Code) 1. Schockort 2. Antitachykarder Stimulationsort 3. Tachykardie-Detektion 4. Antibradykarder Stimulationsort 0 - keiner 0 - keiner E - EKG 0 - keiner A - Vorhof A - Vorhof H - Hämodynamik A - Vorhof V - Ventrikel V - Ventrikel V - Ventrikel D - doppelt (A + V) D - doppelt (A + V) D - doppelt (A + V)

Naturgemäß können auch ICDs durch Interferenzen mit elektromagnetischen Störquellen aus ihrer Regelfunktion ausgelenkt werden. Zusätzlich zu möglichen Stimulationsproblemen muss hier in erster Linie an die Abgabe inadäquater bzw. ineffektiver intrakardialer Schocks gedacht werden. Ein akuter Anstieg der Defibrillations-Schwelle ist ursächlich neben mechanischen Elektrodenproblemen oft bei myokardialer Infarzierung, Hypoxie, Störungen im Säure-Basen-Haushalt bzw. Elektrolytimbalanzen zu beobachten. Ebenso beeinflusst eine antiarrhythmische Pharmakotherapie die Effektivität der potenziellen elektrischen Intervention. Bezüglich der Einzelheiten dieser so genannten „drug-device interaction” sei auf die entsprechende Literatur verwiesen. Lidocain, Langzeit-Gaben von Amiodaron und Phenytoin erhöhen die Defibrillations-Schwelle, wohingegen Narkotika wie Isoflurane bzw. Propofol diese Eigenschaft nicht aufweisen.

Im perioperativen Management von Schrittmacher- bzw. ICD-Trägern muss das Hauptaugenmerk auf eine höchstmögliche hämodynamische Stabilität gelegt werden. Viele dieser Kranken sind Hochrisikopatienten und weisen neben ihrer rhythmischen Instabilität eine Reihe ernsthafter kardiovaskulärer Nebenerkrankungen auf. Die artifizielle Inhibition oder Triggerung von PM-Stimuli durch elektromagnetische Interferenzen bzw. fälschlich ausgelöste Elektroschocks können dramatische Konsequenzen für den gesamten perioperativen Verlauf nach sich ziehen. Wenn der Patient nur über einen unzureichenden Ersatzrhythmus verfügt und gravierende elektromagnetische Störungen während der Operation nicht auszuschließen sind, muss der Schrittmacher auf einen asynchronen Modus umprogrammiert werden. Dabei sollte auch die mögliche Frequenzadaptation ausgeschaltet sein. Bei ICDs muss in diesen Fällen das automatische Tachykardie-Sensing abgeschaltet werden. Die Bereitstellung eines funktionstüchtigen externen Kardioverters/Defibrillators ist dann aber absolut unverzichtbar. Wenn bei hämodynamischer Instabilität eine Umprogrammierung zwingend erforderlich wird, aber infolge fehlender Ausrüstung bzw. mangelnder fachlicher Kompetenz nicht möglich ist, kann ein Dauermagnet direkt auf dem PM bzw. ICD platziert werden. Leider wird dadurch nicht bei allen Geräten automatisch die asynchone Arbeitsweise gestartet bzw. die Tachykardie-Detektion gestoppt. Es gibt Voreinstellungen, bei denen überhaupt keine Reaktion auf eine Magnetauflage erfolgt. Einige Geräte reagieren nur initial mit der Abgabe einer begrenzten Anzahl asynchroner Stimuli, andere werden erst durch eine Magnetauflage in einen programmierfähigen Zustand versetzt. Im letzteren Fall kann sich die Gefahr einer so genannten Phantomprogrammierung deutlich erhöhen. Das bedeutet, dass z. B. der Diathermieimpuls des Elektrokauters den normalerweise zur Programmierung genutzten Radiofrequenzimpuls simuliert und dadurch möglicherweise eine völlig neue Arbeitsweise startet. Trotz allem führt aber bei der Mehrzahl der verwendeten Schrittmacher die Magnetauflage zu einer asynchronen Stimulation. Darüber hinaus kann in vielen Fällen mit dieser einfachen Maßnahme die Abwesenheit eines Programmiergerätes zumindest teilweise kompensiert werden. Bei Patienten, deren aktueller Eigenrhythmus den Schrittmacher inhibiert, wird dadurch die im Bedarfsfall einsetzende PM-Stimulation sichtbar.

ICDs reagieren auf die Magnetauflage in der Regel mit einer Inaktivierung sowohl der Tachykardie-Detektion als auch der Schockabgabe. Aber auch hier gibt es Ausnahmen. Einzelheiten müssen der Produktinformation bzw. dem aktuellen Programmier-Modus entnommen werden. Wenn immer möglich, sollte in jedem Fall die spezielle Magnetreaktion des jeweiligen PM bzw. ICD bereits präoperativ bekannt sein.

Allgemeine Hinweise:

  • wenn möglich, präoperative Kontaktaufnahme mit implantierender Schrittmacher-Abteilung

  • vor Op-Beginn

    - Geräte-Identifikation (Schrittmacher-Ausweis, Röntgen-Signatur)

    - elektronische Programmabfragung

    - Batteriestatus

  • aktuelle Thorax-Röntgenaufnahme obligat

    - Elektrodenverlauf

  • bei Schrittmacher-Abhängigkeit und starken elektromagnetischen Interferenzen

    - Umprogrammierung auf asynchronen Modus und Abschaltung der Frequenzadaptation

    - evtl. Anlage einer zentralvenösen Schleuse als Port für notfallmäßige Einführung einer passageren Schrittmacher-Elektrode

  • bei ICDs Abschaltung der Tachykardie-Detektion

  • Bereitstellung eines externen Defibrillators/Kardioverters

  • prinzipielle Verfügbarkeit eines Magneten im Operationssaal

  • bei unbekanntem Schrittmacher oder ICD (Typ, Programmierung und spezielle Magnetreaktion) keine automatische Auflage eines Dauermagneten, solange Patient hämodynamisch stabil ist

  • Röntgen-Identifikation anstreben

  • neben EKG-Überwachung unbedingt Verifizierung der mechanischen Herzaktion bzw. der arteriellen Pulswelle

    - Pulsoximetrie obligat

    - ggf. invasive Druckmessung

  • kein spezielles Anästhesieverfahren notwendig, Orientierung allein nach hämodynamischen Kriterien

    - evtl. Verzicht auf Etomidate und Succinylcholin (Muskelfaszikulationen)

  • keine zentrale Venenpunktion in eine elektrodenführende Vene

    - bei Langzeit-Schrittmacher-Trägern Thrombosierung in diesem Bereich, einschließlich der oberen Hohlvene möglich (oberflächlicher Umgehungskreislauf sichtbar?)

  • möglichst Verzicht auf Pulmonalarterienkatheter

    - Elektrodendislokation

  • wenn HZV-Monitoring unerlässlich, auf Alternativen ausweichen

    - PiCCOTM (Pulsion, München), transösophageale Echokardiographie

  • immer bipolares Kautern anstreben

  • wenn unipolares Kautern unverzichtbar, indifferente Elektrode möglichst weit entfernt vom Aggregat (jedoch mindestens 15 cm) und so dicht wie möglich am Op-Feld platzieren

  • bei unipolarer Elektrochirurgie

    - Energiemenge so gering wie möglich wählen

    - Dauer der Energieabgabe bei ICD-Trägern auf < 5 sec begrenzen (ICD-Detektionszeit bei malignen Rhythmusstörung häufig > 5 sec)

  • bei Notwendigkeit einer externen Defibrillation bzw. Kardioversion Energieapplikation wenigsten 10 cm vom Schrittmacher bzw. ICD entfernt

  • Unterkühlung des Patienten und postoperatives „shivering” vermeiden

  • Magnet-Resonanz-Tomographie ist bei PM- bzw. ICD-Patienten absolut kontraindiziert

    - auch ohne Aggregat können Elektroden als Antenne fungieren (Hyperthermie, Dislokation)

  • Stoßwellenlitotrypsie nach Abschaltung der Frequenzadaptation möglich

  • diagnostisches Röntgen unbedenklich

  • direkte therapeutische Bestrahlung im PM- bzw. ICD-Bereich kann ab 10 Gy unvorhersehbare Geräte- und Elektrodenfehler auslösen (immer Kontaktaufnahme mit Schrittmacher-Abteilung bzw. Herstellerfirma)

  • Vorstellung des Patienten beim Kardiologen

    - fakultativ nach jedem Eingriff

    - obligatorisch nach jeder externen Defibrillation/Kardioversion bzw. nach Magnetauflage (Re-Programmierung, Reizschwellen-Messung)

Weiterführende Literatur

  • 1 Atlee J L, Bernstein A D, Eng Sc D. Cardiac Rhythm Management Devices (Part I). Indications, Device Selection, and Function.  Anesthesiology. 2001;  95 1265-1280
  • 2 Atlee J L, Bernstein A D, Eng Sc D. Cardiac Rhythm Management Devices (Part II). Perioperative Management.  Anesthesiology. 2001;  95 1492-1506
  • 3 Engelbrecht K. Anästhesie bei Patienten mit Herzschrittmachern und automatischen, implantierbaren Defibrillatoren.  Anästhesist. 1997;  (46) 1117-1128
  • 4 Markewitz A. Jahresbericht 2000/2001 des Deutschen Zentralregisters Herzschrittmacher.  Herzschr Elektrophys. 2002;  13 242-257

Dr. Mathias Redlin

Institut für Anästhesiologie, (Prof. Dr. med. Hermann Kuppe), Deutsches Herzzentrum Berlin

Augustenburger Platz 1 · 13353 Berlin ·

Email: redlin@dhzb.de

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