Eine kurze Anleitung zur Fehlersuche im Herzschrittmacher-Schaltkreis

Dieses Thema taucht häufig in den vergangenen Arbeiten auf. Alle Fragen zu Herzschrittmachern sind durch eine willkürliche Entscheidung des Seitenautors in der Sektion Cardiothoracic ICU gelandet.

• Frage 2 aus der ersten Arbeit von 2016
• Frage 29 aus der zweiten Arbeit von 2013
• Frage 28 aus der ersten Arbeit von 2013
• Frage 8.2 aus der zweiten Arbeit von 2010
• Frage 10.1 aus dem zweiten Paper von 2009
• Frage 3 aus dem zweiten Paper von 2004

Potentielle Probleme mit der Stimulation:

Output-Fehler: Versagen, einen Stimulations-Spike zu produzieren

Fehler bei der Erfassung: Stimulations-Spikes erzeugen keine QRS-Komplexe

Undersensing: Schrittmacher schreitet trotz Vorhandensein von offensichtlichen P-Wellen asynchron

Oversensing: Ausbleiben der Schrittmacheraktivität trotz offensichtlicher Bradykardie

Cross-talk: Versagen der DDD-Stimulation; atriale Schrittmacherspitze wird von der ventrikulären Elektrode fälschlicherweise für ein QRS gehalten

Endlosschleifentachykardie: atriale Elektrode verwechselt ventrikuläre Depolarisation mit atrialer Aktivität

Tägliche Schrittmacherwartung

Pflege der epikardialen Drähte:

• Schrittmacherdrähte müssen mindestens alle 72 Stunden angezogen werden
• Bei der Handhabung von epikardialen Schrittmacherdrähten sollten immer Handschuhe getragen werden, um Mikroelektrokutionen zu vermeiden
• Drähte, die nicht verwendet werden, sollten in sterilem Mull aufgerollt werden
• Drähte, die verwendet werden, sollten sicher mit Klebeband am Bauch des Patienten befestigt werden

Minimale tägliche Beurteilung von Box und Draht:

• Wundstellenbeurteilung
• Prüfung des Anschlusses der Schrittmacherdrähte
• Messung und Dokumentation der Drahtlänge in jeder Pflegeschicht
• Position der Drähte auf der täglichen CXR notieren
• Prüfung der Batterie des Impulsgenerators

Minimale tägliche Beurteilung des Schrittmacherpatienten:

• 12-Kanal-EKG
• Prüfung des zugrunde liegenden Rhythmus und der Frequenz (den Schrittmacher für einige Sekunden ausschalten)
• Prüfung der Empfindlichkeit
• Prüfung der Stimulationsschwelle
• Prüfung des Stimulationsmodus (ist er richtig gewählt?)

Gelegentliche (nicht tägliche) Kontrollen:

• Diese werden von der Hochschule in Frage 2 aus der ersten Arbeit von 2016 erwähnt. Laut der Musterantwort müssen diese nicht täglich überprüft werden.
• Maximale Tracking-Rate: die maximale Vorhof-Rate, bei der ein Schrittmacher einen ventrikulären Stimulationsreiz nach jedem erfassten Vorhof-Schlag abgibt; d.h. Wenn die Vorhöfe mit 130 Schlägen pro Minute arbeiten und die MTR des Schrittmachers auf 120 eingestellt ist, wird er nicht häufiger als 120 schreiten.
• AV-Intervall: das Intervall, das nach einem geschrittenen oder wahrgenommenen Vorhofschlag erlaubt ist, bevor ein ventrikulärer Stimulationsimpuls abgegeben wird. D.h. wie lange der Schrittmacher wartet, bis er entscheidet, dass der Schlag nicht durch den AV-Knoten geleitet wurde.
• Die postventrikuläre atriale Refraktärperiode (PVARP) ist eine Schrittmacher-Refraktärperiode, die in erster Linie die Erkennung retrograder P-Wellen verhindern soll; sie verhindert, dass der Schrittmacher einen weiteren Impuls zu nahe am letzten QRS sendet, um kein R-on-T-Phänomen zu erzeugen.

Wie Sie die Empfindlichkeitsschwelle überprüfen

Zusammenfassend:

• Setzen Sie den Schrittmacher in einen VVI-, AAI- oder DDD-Modus (d.h. endogene Herzaktivität sollte den Schrittmacher hemmen.)
• Stellen Sie die Leistung so niedrig wie möglich ein; Sie wollen keine R-auf-T-Phänomene haben – Sie müssen nur die Schrittmacher-Spikes sehen.
• Verändern Sie die Frequenz auf eine, die viel niedriger ist als die natürliche Frequenz des Patienten
• Erhöhen Sie den Empfindlichkeitswert, bis keine Herzaktivität mehr wahrgenommen wird
• Nun verringern Sie die Empfindlichkeit, bis der Schrittmacher jede p-Welle oder jedes QRS-Intervall wahrnimmt.

• Dieser minimale Empfindlichkeitswert ist die Empfindlichkeitsschwelle.
• Meistens neigt man dazu, die Empfindlichkeit auf die Hälfte der Empfindlichkeitsschwelle herunterzudrehen, um sicherzustellen, dass die elektrische Aktivität des Herzens auch dann erfasst wird, wenn die Elektrodenspitze mit Schmutz überwuchert ist.
• Wenn Sie den Empfindlichkeitswert noch weiter herunterdrehen, riskieren Sie Oversensing. Oversensing wird an anderer Stelle ausführlicher beschrieben; kurz gesagt handelt es sich um eine unangemessene Hemmung der Stimulation als Reaktion auf irgendwelche trivialen, nicht-kardialen Signale, wie das freundliche Brummen der Mikrowelle in der Nähe.

Im Detail:

Wie findet man die Stimulationsschwelle („Erfassungsschwelle“)

Um den minimalen Strom zu finden, der für die Erfassung erforderlich ist, kann man ein einfaches Manöver durchführen:

• Setzen Sie den Schrittmacher weit über die native Rate, so dass die betreffende Kammer kontinuierlich stimuliert wird.
• Beginnen Sie, die Leistung zu reduzieren, bis kein QRS-Komplex mehr auf jeden Schrittmacher-Spike folgt.
• Die Leistung, bei der eine unvollständige Erfassung stattfindet, ist die Erfassungsschwelle.
• Typischerweise sollte man die Leistung etwa auf das Doppelte der Erfassungsschwelle einstellen.

Ein systematischer Ansatz zur Fehlersuche beim temporären Schrittmacher

Beginnen Sie mit der Box.

• Ist er überhaupt eingeschaltet?
• Ist die Batterie leer?
• Sind die Drähte vom Impulsgeber gelöst?
• Sind die Elektroden angeschlossen?
• Wurde der temporäre Schrittmacherdraht im Zuge einer kürzlichen Druckstellenversorgung herausgezogen?
• Sind die epikardialen Elektroden verschoben? Wackelt die transvenöse Elektrodenspitze nutzlos im Beatmungsgerät?
• Ist ein seltsames Zucken in der Brustwandmuskulatur des Patienten festzustellen? Zeigt das Beatmungsgerät ein bizarres Sägezahnmuster, das darauf schließen lässt, dass das Zwerchfell stimuliert wird?

Ok, die Hardware ist also intakt. Wenn es einen Fehler in der Ausgabe gibt, liegt es nicht an den Kabeln oder der Batterie. Gehen Sie zur Software über.

Prüfen Sie zuerst die Abtastung.

• Schalten Sie den Schrittmacher in einen VVI-, AAI- oder DDD-Modus.
• Ändern Sie die Rate auf eine, die viel niedriger ist als die native Rate des Patienten.
• Beobachten Sie die Abtastanzeige.
• Verringern Sie weiter die Empfindlichkeit (erhöhen Sie den mV-Wert)
• Finden Sie den Maximalwert, bei dem der Schrittmacher KEINE endogene elektrische Aktivität erfasst.
• Erhöhen Sie nun weiter die Empfindlichkeit (verringern Sie den mV-Wert)
• Finden Sie die Empfindlichkeitsschwelle, bei der der Sensor JEDES endogene elektrische Ereignis erfasst (d.h. es sind keine Stimulations-Spikes sichtbar)

Die Empfindlichkeitseinstellung sollte die Hälfte der Empfindlichkeitsschwelle betragen (d.h. der Schrittmacher sollte doppelt so empfindlich sein wie die Empfindlichkeitsschwelle).

Damit wird zwar kein Oversensing als Ursache für das Versagen der Stimulation beseitigt, aber es sollte das Untersensing ausschalten.

Nun prüfen Sie die Ausgangsschwelle.

• Stellen Sie den Schrittmacher weit oberhalb der nativen Rate ein.
• Beginnen Sie, die Leistung zu reduzieren.
• Finden Sie die Erfassungsschwelle – wo ein QRS-Komplex nicht mehr auf jeden Schrittmacher-Spike folgt.

Verringern Sie die Leistung auf das Doppelte der Erfassungsschwelle.

Klappt es immer noch nicht?

• Rollen Sie den Patienten auf eine Seite, dann auf die andere. Manchmal beeinflusst dies die Position der Spitze des transvenösen Schrittmacherkabels gerade genug, um eine Erfassung zu erreichen.
• Die Elektroden umdrehen. Manchmal funktioniert das, aber logischerweise sollte es nicht funktionieren.
• Konvertieren Sie auf unipolare Stimulation. Befestigen Sie die negative Elektrode an der positiven Elektrode und die negative Elektrode am subkutanen Gewebe der Brust.
• Geben Sie auf. Warten Sie darauf, dass ein weiterer Draht angebracht wird oder dass die epikardialen Elektroden wieder angebracht werden.

Was passiert, wenn Sie den Magneten anbringen?

Generell reagieren die meisten Herzschrittmacher auf die Magnetexposition, indem sie asynchron werden, d.h. sie beginnen mit der Stimulation, ohne zu reagieren. AICDs werden aufhören zu defibrillieren. Das ist gut zu wissen, wenn Sie einen Patienten mit einem implantierten Gerät palliieren und nicht wollen, dass der Defibrillator in den letzten Minuten seines Lebens wahllos feuert.

Natürlich gibt es keinen Standard unter den Herstellern, was genau passieren soll, wenn der Magnet angelegt wird. Die Modelle von Medtronic und Boston Scientific schalten asynchron; St. Jude durchläuft ein vorprogrammiertes Protokoll, das typischerweise die Aufzeichnung und Speicherung eines EKGs beinhaltet, und die Geräte von Biotronic machen etwas völlig Zufälliges, je nach Modell und Batterielebensdauer. Ein guter Artikel über diese idosynkratischen Verhaltensweisen ist auf Medscape zu finden.

Spezifische temporäre Herzschrittmacher-Probleme

Ausgangsausfall

Es ist genau das, wonach es klingt.

Kein Ausgang bedeutet kein Ausgang. Irgendwie sind die Elektroden tot – kein Strom fließt durch sie. Dadurch entsteht kein charakteristischer Rhythmus, der Ihnen einen Anhaltspunkt gibt. Der Herzschrittmacher funktioniert einfach nicht. Das kann daran liegen, dass etwas mit der Batterie oder den Kabeln nicht stimmt, oder daran, dass der Schrittmacher jedes kleine Zucken der umgebenden Muskeln überempfindet (obwohl das normalerweise ein unipolares Problem wäre).

Sagen wir, Sie haben die Überempfindlichkeit ausgeschlossen, indem Sie mit der Sensorschwelle herumgespielt haben, oder (weniger elegant) indem Sie in einen asynchronen Modus gewechselt haben.

Versuchen Sie nun, die Leistung auf das Maximum zu erhöhen (20mA in den meisten Vorhofmodi, 25mA für die Ventrikel).

Wenn der Schrittmacher bei maximaler Leistung immer noch nicht fangen kann, könnten Sie eine letzte Sache versuchen – die Schrittmacherdrähte direkt an den Schrittmacher anzuschließen, ohne das Kabel. Dies ist bei den transvenösen Modellen meist nicht möglich. Bei der epikardialen Stimulation schließt dies die Elektrode als Ursache für das Versagen der Stimulation aus.

Failure to capture

Dies ist leicht zu diagnostizieren. Es handelt sich um die Dissoziation zwischen Stimulations-Spikes und QRS-Komplexen (oder P-Wellen).

Failure to Capture bedeutet, dass Sie entweder zu wenig Strom verwenden oder Ihre Elektrode in einer dummen Position ist (d.h. nicht in der Nähe der Ventrikelwand). Gegen Letzteres können Sie nichts tun.
Das Erstere bleibt in Ihrer Kontrolle.

Der erste Schritt ist also, die Schrittmacherleistung zu erhöhen.

Wenn Sie bereits die maximale Stromstärke verwenden, gibt es mehrere Möglichkeiten:

• Die Drahtspitzen sind mit fibrinösem Dreck zugewachsen und müssen ausgetauscht werden
• Das Myokard ist resistent gegen die Stimulation, weil eine Elektrolytentgleisung, eine kürzliche Defibrillation oder Antiarrhytmika den Prozess stören.
• Der Bereich des Myokards, den die Elektrode berührt, hat einen Infarkt erlitten und tut nichts mehr.

Man kann in dieser Situation versuchen, die Polarität der Elektroden umzupolen, um zu sehen, ob dies hilft. Alternativ kann man versuchen, die bipolare Schaltung in eine unipolare Schaltung umzuwandeln.

Failure to sense – „undersensing“

Dies ist eine Situation, in der der Schrittmacher, der angewiesen ist, sich selbst zu hemmen, sobald ein lebensfähiges P oder QRS auftritt, stattdessen unverantwortlich schreitet und die normale Herzaktivität ignoriert. Dieser Schrittmacher ist im Wesentlichen asynchron.

Die Lösung für dieses Problem ist, die Sensorschwelle zu reduzieren, bis etwas passiert. Wenn nichts passiert, ist etwas mit der Elektrode nicht in Ordnung. Es kann sein, dass es nicht möglich ist, diese Situation mit einer Polaritätsumkehr oder einer Umstellung auf unipolare Stimulation zu retten, aber man sollte es trotzdem versuchen.

Unangemessen hohe Empfindlichkeit – „Oversensing“

Dies ist eine Situation, in der etwas anderes als echte elektrische Myokardaktivität fälschlicherweise für ein inhibitorisches Signal gehalten wird. Der Schrittmacher im AAI-VVI- oder DDD-Modus schaltet sich pflichtbewusst ab, obwohl er eigentlich pacen sollte.

Dies sieht typischerweise wie eine Bradykardie aus. Es sind keine Schrittmacherspikes sichtbar (oder zu wenige).

Man sieht dies manchmal bei wachen Patienten; wenn sie ihre Brustmuskulatur anspannen (z.B. beim Versuch, sich im Bett aufzusetzen), ist der Schrittmacher unheimlich still, was darauf hindeutet, dass die Kontraktion der Skelettmuskulatur als inhibitorisches Signal interpretiert wird.

Alternativ können diese Potentiale von einem VAT- oder DDD-Schrittmacher als Trigger für Pulse fehlinterpretiert werden. Das Ergebnis ist ein Schrittmacher-Spike bei jedem Zucken der Muskeln. Das Ergebnis ist eine horrende sensorinduzierte Tachykardie.

Dieses Problem ist zum Glück leicht zu lösen. Man kann die Empfindlichkeit des Impulsgebers erhöhen; oder man kann ihn einfach in einen asynchronen Modus schalten.

Übersprechen

Dies ist ein Phänomen der Zweikammer-DDD-Stimulation.

Wesentlich wird der atriale Stimulationsspike vom ventrikulären Draht wahrgenommen und als ventrikuläre Kontraktion interpretiert. Dadurch wird die ventrikuläre Stimulationsleitung gehemmt und gibt keinen Impuls ab, so dass der Ventrikel nicht stimuliert wird.

Das ist alles schön und gut, wenn Sie eine intakte AV-Leitung haben, aber – seien wir ehrlich – Sie haben Zweikammer-Stimulationsdrähte, also haben Sie wahrscheinlich eine Art ernsthaftes Problem mit Ihrer AV-Leitung. In diesem Fall werden Sie keine ventrikuläre Aktivität haben und Crosstalk wird Sie wahrscheinlich ziemlich schnell töten.

Mit einer unabhängigen Kontrolle der atrialen und ventrikulären Stimulation kann man die Empfindlichkeit des ventrikulären Stimulationsdrahtes verringern, um dies zu verhindern.

Zur gleichen Zeit kann man den Ausgangsstrom des atrialen Drahtes reduzieren, um die Stimulationsspitze weniger offensichtlich zu machen und damit weniger wahrscheinlich die ventrikuläre Abtastung auszulösen.

Heutzutage haben Zweikammer-Impulsgeneratoren eine voreingestellte „Ausblendungsperiode“, die die Abtastung in der ventrikulären Leitung genau im Moment der atrialen Stimulation deaktiviert.

Die andere Möglichkeit bei einem modernen Gerät ist, dass dies auftritt, weil der ventrikuläre Stimulationsdraht in den Vorhof gewandert ist.

„Endlosschleifen“-Tachykardie

Dies ist in gewisser Weise der Kehrwert des Crosstalk. Im DDD-Modus würde der atriale Stimulationsdraht den ventrikulären Stimulationsimpuls als atriale Depolarisation interpretieren und einen weiteren ventrikulären Impuls auslösen, und so weiter und so fort. LITFL hat ein exzellentes Beispiel.

Alternativ könnte die retrograde Leitung der ventrikulären Depolarisation die atriale Elektrode täuschen und sich als native atriale Aktivität darstellen. Die atriale Ableitung würde pflichtgemäß den ventrikulären Impuls entladen, und dieser würde ebenfalls retrograd geleitet werden, und so weiter und so fort.

Beide Beispiele hätten keine nennenswerten p-Wellen und sähen wie eine breitkomplexe SVT aus. Die Tachykardie wäre mit der maximalen Rate, die der Schrittmacher erlaubt.

Auch hier handelt es sich um ein Versagen der Sensorik. Man kann dies leicht beheben, indem man in einen asynchronen Modus wechselt.