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EKG: Kurven-Schau

Elekotroden für EKG am BrustkorbDie Ableitung der Herzströme über Elektroden an der Hautoberfläche und ihre Aufzeichnung – elektronisch oder auf Millimeterpapier – sind für den kundigen Arzt ein offenes Buch. Aus dem Medizinalltag ist das EKG längst nicht mehr wegzudenken. Für die moderne Kardiologie war dieses Diagnoseinstrument ein unverzichtbarer Wegbereiter.

 

Der Niederländer Willem Einthoven war 1903 nicht der erste Naturwissenschaftler, dem die Darstellung der elektrischen Aktivität des Herzens gelang. Schon im 18. und 19. Jahrhundert hatten Forscher etwa durch Experimente mit Taubenherzen den Zusammenhang von Strom und Muskelaktivität entdeckt. Einthovens Versuchspersonen mussten Arme und Beine in Wannen mit Salzlösung tauchen, um die Spannungsschwankungen aus dem Herzen über die Hautoberfläche nachzuweisen. Sein Instrumentarium war viel empfindlicher als die Apparaturen seiner Vorgänger und daher erstmals auch klinisch anwendbar. So wurde sein Elektrokardiograf zum bahnbrechenden Meilenstein in der Medizingeschichte. Heute noch werden die von Nobelpreisträger Einthoven entwickelten Ableitungen der Extremitäten nach ihm benannt. Die amerikanischen Kardiologen Frank Norman Wilson und Emanuel Goldberger waren weitere Namensgeber für Brustwand- beziehungsweise Extremitätenableitungen, die in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts zum heute noch gültigen Schema wurden.

 

Einem chemischen Prozess verdanken wir das Geheimnis des Lebens, stellt der Kardiologe Univ.-Doz. Dr. Hans Joachim Nesser, der Leiter der 2. Internen Abteilung am Krankenhaus der Elisabethinen in Linz fest. Der Sinusknoten im rechten Herzvorhof – ein Bereich spezieller Herzmuskelzellen – ist der natürliche Taktgeber für die Pumpfunktion der Herzmuskelzellen. Seine elektrische Energie erzeugt dieses Minikraftwerk aus einer ständigen Verschiebung des Natrium- und Kaliumstoffwechsels innerhalb und außerhalb seiner Zellen. Die elektrische Entladung von etwa einem tausendstel Volt breitet sich über das Erregungsleitungssystem im Herzen aus. AV-Knoten, His-Bündel, Tawara-Schenkel, Purkinje-Fasern – diese nachgeordneten Muskelstrombahnen leiten den elektrischen Reiz vom Vorhof bis zur Herzspitze.

 

Zunächst ziehen sich die Vorhöfe zusammen. Dann, während die Vorhöfe sich entspannen, pumpen die Muskeln der Herzkammern. Im Herzmuskelgewebe findet ein ständiges Wechselspiel von Ladung und Entladung statt. Das EKG zeichnet die dadurch auf der Haut entstehenden unterschiedlichen Ladungszustände – sogenannte Potenzialdifferenzen – ähnlich wie ein Seismograf auf und dokumentiert so die Herzschlagfolge. Jede Welle und Zacke ist einer ganz bestimmten Phase im Pulsschlag zuzuordnen.

 

Kurz und schmerzlos

Das Ruhe-EKG bei entspannter Lage dauert nur wenige Momente. Rhythmusstörungen, die nur gelegentlich auftreten, entwischen leicht dieser kurzen Beobachtung. Ein unauffälliges Ruhe-EKG ist zwar eine Orientierungshilfe, aber keinesfalls ein Persilschein für ein vermeintlich gesundes Herz. Gerade bei einer noch versteckten Infarktbedrohung ist das Ruhe-EKG absolut unzuverlässig, warnt Kardiologe Hans Joachim Nesser.

 

Viel aufschlussreicher ist das Belastungs-EKG auf dem Fahrradergometer. Vor dieser Herausforderung an das Herz-Kreislauf-System erfolgt eine klinische Voruntersuchung inklusive Herz-Ultraschall, um ein Belastungsrisiko auszuschließen.

 

Mini-Spion

Das Langzeit-EKG, das üblicherweise mit sechs Elektroden auskommt, und bis zu 72 Stunden ununterbrochen aufnehmen kann, soll sporadische Rhythmusstörungen aufspüren. Den gleichen Zweck hat ein sogenannter Eventrecorder, der wie ein Armband getragen wird und auf Knopfdruck startet, wenn eine Arrhythmie auftritt. Zum Nachweis extrem seltener, schwerer Rhythmusstörungen dient der sogenannte Loop-Recorder, der nunmehr durch Miniaturisierung als weltweit beachtete Weiterentwicklung unter Linzer Mitwirkung als Minispion in der Größe zweier Streichhölzer mit einer Injektionskanüle unter die Haut geschoben wird. Die Messwerte werden dabei von außen abgefragt. So können anfallsartige Zwischenfälle wie beispielsweise kurzzeitiges Herzrasen dokumentiert werden. Für Smartphones sind bereits – in Österreich noch nicht funktionierende – Apps auf dem Markt, mit denen ein EKG erstellt und die Messwerte an das behandelnde Zentrum verschickt werden können.

 

Dem Computer überlegen

Beim intrakardialen EKG werden die Herzströme auch aus dem Herzinneren abgeleitet, nämlich dann, wenn genaueste Informationen über Art und Ursache besonders schneller Rhythmusstörungen benötigt werden, um sie mit Verödungstechniken zu unterbinden.

 

Für die Alltagsdiagnostik kaum von Bedeutung ist das EKG aus der Speiseröhre, versichert Univ.-Doz. Dr. Nesser. Und auch das fetale EKG zur Untersuchung der Herztätigkeit des ungeborenen Kindes, das über die Bauchdecke der Mutter oder nach dem Blasensprung über die Kopfhaut des Babys durchgeführt wird, ist eher selten. Ein dreidimensionales Vektor-EKG hat sich im Alltag nicht durchgesetzt.

 

Primar Dr. Nesser: „Der EKG-versierte Arzt ist der Computeranalyse überlegen und der Geübte sieht viel mehr als der Arzt, der nur selten damit zu tun hat.“ Bei Durchblutungsstörungen ohne Infarkt, Pumpschwäche oder akuter Herzmuskelentzündung ist die Aussagekraft des EKGs eingeschränkt. Eine Schädigung der Strombahnen jedoch, etwa durch Vernarbung, kann einen sogenannten Rechts- oder Linksschenkelblock in den Strombahnen des Herzens und typische Veränderungen im EKG schaffen. Bei Rhythmusstörungen ist die EKG-Diagnostik besonders effektiv. So ist zum Beispiel bei schnellem Herzklopfen oder bei verlangsamtem Puls oft schon aus dem einfachen EKG zu ersehen, ob Gefahr im Verzug ist, ob etwa ein extrem verlangsamter Puls einen Schrittmacher notwendig macht. Das nicht erkannte Vorhofflimmern aufgrund eines erkrankten Sinusknotens – ein hohes Risiko für Embolien und Schlaganfall – ist ein klassischer Anlass für ein EKG. Sehr wohl erkennbar sind ein verdickter Herzmuskel oder eine einseitige Fehlbelastung des Herzens. Sogar eine Störung des Elektrolythaushalts etwa durch Entwässerungsmittel, insbesondere ein Mangel oder Überschuss an Kalium, ist aus dem EKG ersichtlich. Auch eine übermäßige Wirkung des Herzmittels Digitalis zeigen die EKG-Kurven auf.

 

Die derzeit verfügbare Technik der Multielektroden hält Herzspezialist Hans Joachim Nesser für ausgereizt. Die Zukunft gehört wohl der weiteren Miniaturisierung. Und trotz seiner Grenzen gehört das EKG auch im 21. Jahrhundert zur Paradeausstattung von Allgemeinmedizinern und Kardiologen.

 

Klaus Stecher

Juni 2014

 

Foto: shutterstock, privat

  

Kommentar

Kommentarbild von Univ.-Doz. Dr. Hans Joachim Nesser zum Printartikel „Ein Arzt, der in Sachen EKG versiert ist, ist einer Computeranalyse noch immer überlegen. Der Geübte sieht viel mehr als der Arzt, der nur selten mit einem EKG zu tun hat.“
Univ.-Doz. Dr. Hans Joachim Nesser

Leiter der 2. Internen Abteilung, Krankenhaus der Elisabethinen, Linz

Zuletzt aktualisiert am 13. November 2020