Das transkutane Pacing schließt die Lücke zwischen einer ineffektiven Medikamentenbehandlung und einer transvenösen Schrittmachertherapie. Wichtigste Indikationen sind instabile bradykarde Herzrhythmen und eine drohende Asystolie. Als nichtinvasives Verfahren ist es vom Rettungs-, Pflege- und ärztlichen Personal schnell und leicht anwendbar.
Vom erfolgreichen Einsatz eines künstlichen Herzschrittmachers, eines „Artifical Pacemaker“, wurde in der Literatur erstmals 1932 berichtet. Der New Yorker Kardiologe Albert Hyman hatte erfolgreich Herzstillstände im Tierexperiment mit intrakardialen Stimulationskanülen therapiert [1]. Die erste Implantation eines Herzschrittmachers fand deutlich später, im Jahr 1958, statt [2].
Transkutanes Pacing etablierte sich in den 1980er-Jahren
Die transkutane Schrittmacherbehandlung startete Anfang der 1950er-Jahre. Damals wurden Nadeln subkutan in den Brustkorb gestochen und mit einem Herzschrittmacher verbunden [3]. Diese Vorgehensweise hatte Erfolg, fand aber dennoch keine Verbreitung. Auch die kardiale Stimulation über Ösophaguselektroden setzte sich trotz anfänglichem Optimismus nicht durch.
Mittlerweile hat sich die Technik deutlich weiterentwickelt. Das sogenannte transkutane Pacing über moderne Klebeelektroden etablierte sich Mitte der 1980er-Jahre [4]. Bei diesem Verfahren werden elektrische Reizimpulse über großflächige, selbstklebende Elektroden abgegeben. Diese werden an geeigneten Stellen auf dem Brustkorb aufgeklebt.
Ziel ist dabei, dass die Ventrikel sich zwischen den Stimulationselektroden befinden, was unterschied- liche Elektrodenpositionen ermöglicht. Genügt die Reizimpulsstärke, resultiert eine kardiale Depolarisa-tion mit nachfolgender Kontraktion der Ventrikel [4].
Wichtig zu wissen: Eine Schrittmacherstimulation ist nur dann erfolgreich, wenn der Herzmuskel in der Lage ist, mit einer Kontraktion auf die elektrische Stimulation zu reagieren. So kann es bei einem massiven Herzinfarkt oder einer schweren Hyperkaliämie vorkommen, dass der Herzmuskel trotz Schrittmacherstimulation nicht kontrahiert. Das muss nicht bedeuten, dass mit dem Schrittmacher etwas nicht in Ordnung ist [4].
Hintergrund und Indikation. Eine Bradykardie ist beim Erwachsenen definiert als eine Herzfrequenz < 60/min. Nicht jede Bradykardie ist jedoch behandlungsbedürftig. Ein anschauliches Beispiel ist der Leistungssportler, der bei völligem Wohlbefinden eine recht langsame Ruheherzfrequenz aufweist. Aber auch ohne Leistungssportler zu sein, kann eine langsame Herzfrequenz unter Umständen durch eine Steigerung des Schlagvolumens kompensiert werden [5]. Die „unphysiologische“ Bradykardie wird durch eine verminderte Bildung oder eine Blockierung in der Fortleitung von elektrischen Reizen an das Myokard verursacht [5, 8]. Erstere betrifft vorrangig den Sinusknoten, Letztere manifestiert sich meist als AV-Überleitungsstörung (AV-Blöcke). Vereinfacht formuliert gilt eine Bradykardie in der Akutsituation dann als behandlungsbedürftig, wenn eine (oder mehrere) der sogenannten Instabilitätskriterien vorliegt oder wenn im EKG ein Herzrhythmus identifiziert wird, der mit dem Risiko für das Auftreten einer Asystolie assoziiert ist. Eine Orientierung bietet der in Abbildung 1 dargestellte Bradykardie-Algorithmus des Europäischen Rates für Wiederbelebung (European Resuscitation Council, ERC) [6–8].
Instabilitätszeichen. Die Instabilitätszeichen sind laut ERC Schock, Synkope, kardiale Ischämie und Herzinsuffizienz. Sie werden häufig mit dem Akronym KISS bezeichnet – kurz für: Kardiale Insuffizienz, Ischämie, Synkope und Schock.
- Schockzeichen sind niedriger Blutdruck, schwach tastbarer Puls, Vigilanzminderung, Kaltschweißigkeit, kühle Haut, eine verlängerte Rekapillarisierungszeit und blasse Hautfarbe.
- Synkope ist definiert als vorübergehender Bewusstseinsverlust mit Verlust des Muskeltonus aufgrund einer globalen, vorübergehenden, zerebralen Minderperfusion. Synkope ist gekennzeichnet durch einen plötzlichen Beginn, eine kurze Dauer sowie eine spontane und vollständige Erholung.
- Eine kardiale Ischämie ist eine Störung oder Unterbrechung der Herzmuskeldurchblutung. Zeichen hierfür sind Druck- oder Engegefühl in der Brust oder thorakale Schmerzen, die an ein akutes Koronarsyndrom denken lassen. Wichtig zu wissen: Es ist einerseits möglich, dass die koronare Minderversorgung im Rahmen der Bradykardie die Beschwerden hervorruft. Es ist aber auch möglich, dass ein Herzinfarkt der Auslöser der Bradykardie ist. Hier kann ein 12-Kanal-EKG wertvolle Hinweise geben.
- Eine Herzinsuffizienz ist keine eigenständige Erkrankung, sondern ein Symptom verschiedener Grunderkrankungen. Besonders bei der Linksherz- insuffizienz ist die Atemnot ein wichtiges Symptom. Auskultatorisch können feuchte Rasselgeräusche über der Lunge feststellbar sein, die den Beginn eines Lungenödems anzeigen. Die Herzinsuffizienz kann aber auch schon so weit fortgeschritten sein, dass ein Lungenödem in voller Ausprägung besteht. Auch periphere Ödeme, gestaute Halsvenen, Un- ruhe, kalte Extremitäten oder Zyanose gehören in diese Gruppe, obwohl es teilweise Überschneidungen mit den Schockzeichen gibt.
Bradykardie-Algorithmus. Das transkutane Pacing schließt die Lücke zwischen einer ineffektiven Medikamentenbehandlung und einer transvenösen Schrittmachertherapie. Gemäß Algorithmus beginnt die Behandlung (sofern erforderlich) im Allgemeinen mit intravenösem Atropin.
In der Praxis kann es aber auch vorkommen, dass einer oder mehrere Schritte übersprungen werden. Gemäß ERC-Anwendermanual sollte umgehend mit einer transkutanen Herzschrittmachertherapie begonnen werden, wenn auf Atropin keine Reaktion folgt oder wenn es unwahrscheinlich ist, dass Atropin wirksam ist [6]. Hierfür kann das vorliegende EKG genutzt werden. So bringt die Verabreichung von Atropin z. B. beim AV-Block dritten Grades keinen Nutzen, weil Atropin nur am Sinusknoten und im Bereich der AV-Überleitung wirksam ist [9].
Beim AV-Block dritten Grades mit breiten Kammerkomplexen kann manchen Experten zufolge sofort die Verwendung von intravenösem Adrenalin erwogen werden [11].
Geht es der Patientin oder dem Patienten (im Folgenden: der Patient) klinisch sehr schlecht, kann auch der sofortige Einsatz des transkutanen Pacings in Betracht gezogen werden. Wichtig zu wissen: Außerhalb der Reanimation ist intravenöses Adrenalin mit äußerster Vorsicht einzusetzen. Empfehlenswert ist eine entsprechende Verdünnung und eine zurückhaltende Vorgehensweise [11].
Ein schnell und leicht anzuwendendes Verfahren
Das transkutane Pacing ist als nichtinvasives Verfahren leicht anzuwenden. Es genügt ein Minimum an Training. Das Verfahren kann sehr schnell eingesetzt werden, wobei der höhere Zeitbedarf und die Risiken, die mit einer zentralvenösen Punktion im Rahmen einer transvenösen Schrittmacherstimulation einhergehen, vermieden werden. Das transkutane Pacing kann vom Rettungs-, Pflegefach- und ärztlichen Personal begonnen werden, bis eine Expertenhilfe im Sinne einer transvenösen Stimulation verfügbar ist [6].
Die Stimulation über die Klebeelektroden ist für einen wachen Patienten unangenehm, weil die Brustmuskulatur ebenfalls schmerzhaft kontrahiert. Meist erfolgt ein Einsatz des transkutanen Schrittmachers jedoch erst bei einer gewissen Vigilanzminderung.
Wichtig zu wissen: Relativ bewusstseinsklare Patienten, die eine transkutane Schrittmachertherapie benötigen, werden mittels Analgesie oder Analgo- sedierung behandelt.
Vigilanzgeminderte Patienten, die im Rahmen einer erfolgreichen transkutanen Schrittmachertherapie wieder wacher werden (durch Verbesserung der zerebralen Perfusion), benötigen ebenfalls eine zeitnahe Schmerzbehandlung bzw. Analgosedierung [6, 8].
Transkutanes Pacing fachgerecht vorbereiten
EKG-Monitoring. Bei den typischerweise verwendeten Geräten, bei denen EKG-Monitor, Defibrillator und Schrittmacher kompakt gebündelt sind, ist die EKG-Ableitung über die normalen EKG-Monitoring-Elektroden erforderlich. Man stimuliert also über die großen Klebeelektroden und leitet zugleich das EKG über das normale EKG-Monitoringkabel (rot, gelb, grün, ggf. schwarz) ab. Wichtig: Die Ableitung des EKG und gleichzeitige Abgabe von Stimulationimpulsen ist über die großflächigen Klebeelektroden nicht möglich.
Haut. Die Haut soll trocken sein. Ist sie sehr schwitzig, sollte sie vor dem Aufkleben der Stimulationselektroden trocken gewischt werden. Bei Männern mit starker Brustbehaarung kann es notwendig sein, die Stellen, auf die die Stimulationselektroden aufgeklebt werden, zu rasieren.
Elektroden. Die Stimulationselektroden sind so aufzukleben, dass Lufteinschlüsse vermieden werden [16]. Sind die Stimulationselektroden einmal aufgeklebt, ist es nicht erlaubt, sie wieder abzuziehen und an anderer Stelle erneut zu verwenden. Sonst besteht das Risiko schwerer Verbrennungen der Haut [15].
Das ERC empfiehlt zwei Methoden für das Anbringen der Elektroden:
- Möglichkeit 1: Hierbei werden die Elektroden auf die Stellen aufgeklebt, wie es üblicherweise auch bei der Defibrillation oder Kardioversion erfolgt. Der ERC bezeichnet dies als rechtspektoral-apikal. Die Position wird auch als antero-lateral bezeichnet. Eine Elektrode wird unterhalb des rechten Schlüsselbeins aufgeklebt (rechtspektorale Position). Die andere Elektrode (apikale oder laterale Position) wird dort geklebt, wo beim 12-Kanal-EKG die V6-Elektrode angebracht wird, d. h. etwa in Höhe des Xiphoids auf die mittlere Axillarlinie. Der ERC empfiehlt standardmäßig die rechtspektoral-apikale Positionierung. Die Elektroden können dort in einer Notfallsituation schneller aufgebracht werden, weil man den Patienten nicht auf die Seite drehen muss. Oftmals erschwert auch Bekleidung das Aufkleben auf dem Rücken [6]. Wichtig zu wissen: Die apikale (laterale) Elektrode soll ausreichend weit seitlich aufgeklebt werden. Bei Frauen ist insbesondere noch darauf zu achten, dass die Stimulationselektrode nicht auf das Brustgewebe geklebt wird [6].
- Möglichkeit 2: Dies ist die anterior-posteriore Position. Sie kann beispielsweise aufgrund eines implantierten Defibrillators oder Schrittmachers im Bereich des rechten Schlüsselbeins zur Anwendung gelangen. Hierbei wird die vordere (anteriore) Stimulationselektrode links neben das Sternum in der V2- und V3-Position auf die Brustwand geklebt. Die hintere (posteriore) Stimulationselektrode wird auf dem Rücken links neben die Wirbelsäule geklebt (etwa auf gleicher Höhe wie die vordere Elektrode). Wenngleich der ERC die anterior-posteriore Position als zweite Wahl ansieht, gibt es auch Autoren, die sie effektiver finden, weil die Ventrikel hier ziemlich genau zwischen den Elektroden liegen sollen [9].
Zwei Betriebsmodi möglich
Transkutanes Pacing kann im sog. Demand-Modus, auch synchrone Stimulation genannt, oder im Fixed-Rate Pacing, auch asynchrone Stimulation und Non-Demand-Modus genannt, erfolgen.
- Meistens wird der Demand-Modus verwendet (Abb. 2). Demand bedeutet „bei Bedarf“. Hierbei wird der Schrittmacher unterdrückt, sofern er vom Patienten selbst erzeugte QRS-Komplexe erkennt. Er tritt nur bei Bedarf in Aktion und berücksichtigt eigene Herzaktionen des Patienten, weshalb dieser Modus auch als synchrone Stimulation bezeichnet wird. Wichtig zu wissen: Die synchrone Stimulation vermeidet ein sog. Spike-auf-T-Phänomen. Es bedeutet, dass der Schrittmacherimpuls in die vulnerable Phase einer herzeigenen Aktion fällt. Dies kann maligne Rhythmusstörungen bis hin zum Kammerflimmern auslösen [6]. Vom Patienten selbst erzeugte Herzaktivität wird auch als intrinsische Herzaktivität bezeichnet. Die Fähigkeit des Schrittmachers, intrinsische Herzaktivität zu erkennen, wird als „Sensing“ bezeichnet.
- Beim Fixed-Rate Pacing nimmt der Herzschrittmacher keine Rücksicht auf vom Patienten selbst erzeugte QRS-Komplexe. Somit kann es zum zuvor beschriebenen Spike-auf-T-Phänomen kommen. Dieser Betriebsmodus kann erforderlich sein, wenn auf dem EKG-Monitor viele Bewegungsartefakte auftreten oder Störsignale registriert werden, die eine ausreichende Wahrnehmung der QRS-Komplexe unmöglich machen. Im Demand-Modus könnte dies zu einer ungewollten Unterdrückung der Schrittmacherfunktion führen [6]. Wichtig zu wissen: Unter bestimmten Voraussetzungen kann es auch vorkommen, dass der Schrittmacher selbstständig aus dem Demand-Modus in den Fixed-Rate-Modus umschaltet. Dies passiert, wenn sich zum Beispiel eine Elektrode der Extremitätenableitungen löst und der Schrittmacher somit seiner Sensing-Funktion beraubt wird.
Mit der niedrigsten möglichen Stimulations- intensität beginnen
Meist wird für Erwachsene eine Stimulationsfrequenz im Bereich von 70–90/min verwendet (Abb. 2). Eine sinnvolle Möglichkeit ist es, die Stimulation mit 70 oder 80/min zu beginnen [14]. Die meisten Geräte verfügen über eine frei wählbare Stimulationsstromstärke (auch Stimulationsintensität genannt), die üblicherweise in Milliampere (mA) angegeben wird.
Der ERC empfiehlt, mit der niedrigsten mög- lichen Stimulationsintensität zu beginnen. Sie wird dann stufenweise erhöht. Dabei behält man den Patienten und das EKG (und die SpO2-Kurve, wenn vorhanden, auch die arterielle Druckmesskurve) im Auge. Es empfiehlt sich, zu Beginn nicht zu zögerlich mit der Steigerung der Stimulationsintensität zu sein. Werte unterhalb 50 mA werden kaum Erfolg haben und es ist gut möglich, dass erst 100 mA Erfolg bringen. Andererseits kann eine zu rasche Steigerung der Stimulationsenergie dem Patienten Schmerzen zufügen. Wichtig zu wissen: In der Praxis beeinflusst der klinische Zustand des Patienten die Vorgehensweise. Steht der Patient kurz vor einem Kreislaufstillstand, sind etwaige Schmerzen nachrangig und man steigert die Stimulationsintensität zügig [14].
Möglichkeiten, den Therapieerfolg zu ermitteln
EKG. Bei ausreichend hoher Stimulationsintensität treten synchron zu den abgegebenen Impulsen Zuckungen der Brustmuskulatur auf. Außerdem erscheinen im EKG sog. Schrittmacher-Spikes. Das sind kleine Zacken. Ist die Stimulationsstromstärke hoch genug, folgt jedem Spike ein QRS-Komplex. Fachleute bezeichnen dies als Capture (dt.: einfangen, erobern).
Capture meint, dass dem Stimulationsimpuls des Schrittmachers eine elektrische Reizantwort des Herzens folgt. Ein elektrisches Capture erkennt man bei nichtinvasiver Stimulation an breiten QRS-Komplexen mit hohen, breiten T-Wellen. Diese EKG-Veränderungen erinnern an ventrikuläre Extrasystolen (VES) oder einen Linksschenkelblock [10, 12, 13] (Abb. 3).
Artefakte. Beim transkutanen Pacing wird starker elektrischer Strom durch die Brust zum Herzen übertragen. Es kann vorkommen, dass die EKG-Elektroden das von diesem Strom erzeugte Signal registrieren und es als Artefakt auf dem EKG-Monitor anzeigen. Ein Artefakt kann mitunter einem QRS-Komplex ähneln und mit dem elektrischen Capture verwechselt werden (Abb. 4, 5). Daher ist darauf zu achten, ob das Monitor-EKG während der Stimulation breite QRS-Komplexe mit hohen, breiten T-Wellen aufweist [12, 13].
Pulskontrolle. Hierfür empfiehlt sich die A. femoralis (in der Leiste). Vor allem die A. carotis communis (am Hals) gilt als ungeeignete Stelle. Die Begründung ist, dass Muskelzuckungen im Rahmen der externen Stimulation das Pulstasten dort erheblich erschweren können. Durch die Stimulation kontrahieren u. a. der große Brustmuskel (M. pectoralis major) und auch der Kopfwender (M. sternocleidomastoideus). Dies erschwert das Tasten der Pulswelle am Hals.
Doch auch für die A. radialis existieren zumindest Fallberichte, denen zufolge im Rahmen der externen Stimulation vermeintlich ein Puls getastet wurde, der tatsächlich aber gar nicht vorhanden war [12, 13].
Pulsoxymetrie. Bei der Pulsoxymetrie-Kurve achtet man auf Ausschläge, die anzeigen, dass die elektrischen Herzaktionen auch zu einem entsprechenden kardialen Auswurf führen („gute SpO2-Kurve“). Wichtig zu wissen: Gerade in der Notfallmedizin weist die Pulsoxymetrie eine gewisse Fehlerquote auf. Schlecht durchblutete Extremitäten (z. B. niedriger Blutdruck, Auskühlung) beeinträchtigen die Zuverlässigkeit der Messung.
[1] Hyman AS. Resuscitation of the stopped heart by intracardial therapy. II. Experimental use of an artificial pacemaker. Arch Intern Med (Chic). 1932; 50 (2): 283–305
[2] Schlegel W, Karger CP, Jäkel O. Medizinische Physik. Heidelberg: Springer Nature; 2018
[3] Zoll PM. Resuscitation of the heart in ventricular standstill by external electric stimulation. N Engl J Med 1952; 247 (20): 768–771
[4] Van Aken H, Reinhart K, Welte T et al. Intensivmedizin. 3. Aufl. Stuttgart: Thieme; 2014
[5] Fröhlich G. Bradykarde Herzrhythmusstörungen. SpringerReference Innere Medizin; 2014
[6] ERC Leitlinien 2015. Anwendermanual 7. Aufl.
[7] Deutscher Rat für Wiederbelebung. www.grc-org.de
[8] Soar J, Nolan JP, Bottiger BW, et al. Resuscitation 2015
[9] Schnelle R. EKG in der Notfallmedizin. Stumpf & Kossendey; 2017
[10] Jahn M, Löwe J. EKG für Rettungsdienst und Notfallmedizin. Jahn M, Löwe J (Hrsg.). Urban & Fischer; 2019
[11] nerdfallmedizin.blog/2020/08/25/nerdpearl-9-adrenalin-fur-av-block-iii-als-initiale-therapie/
[12] ems12lead.com/2015/03/19/tcp-success-part-1/
[13] ems12lead.com/2015/03/20/tcp-success-part-2/
[14] nerdfallmedizin.blog/2018/09/29/pacing-schrittmacher therapie-im-notfall/
[15] Loch A, Ang CC, Ahmad WAW. Re-usage of external pacing elec trodes results in skin burns. Resuscitation 2013; 84: e127–e128
[16] Girrbach FF, Neef M. Externer Schrittmacher – Notfallpacing – Schritt für Schritt. Notfallmedizin up2date 2017; 12: 351–355
