Archiv "Herzschrittmacher: Störmöglichkeiten durch medizintechnische Behandlungsverfahren" (11.09.1992)

DEUTSCHES

ÄRZTEBLATT

ZUR FORTBILDUNG

Herzschrittmacher

Störmöglichkeiten durch medizintechnische

Behandlungsverfahren

Werner Imich

I

n den alten Ländern der Bundesrepublik Deutschland leben 175 000 Herzschrittma- cher-Patienten (4), das heißt, jeder 349. Bürger der Bun- desrepublik ist ein Schrittmacher- Patient. Ihre Zahl dürfte sich in den kommenden Jahren kaum verrin- gern. Das mittlere Alter dieser Pa- tienten liegt für Männer bei 73, für Frauen bei 75 Jahren, so daß man bei gleicher Verteilung als Mittel- wert für das Kollektiv der Patienten

74 Jahre angeben kann. Damit un- terscheiden sich Schrittmacher-Pa- tienten vom Normalkollektiv grund- sätzlich durch ihr hohes Alter, so daß sie in der Praxis des Arztes deutlich häufiger anzutreffen sein dürften, als ihrem Anteil an der Gesamtbevölke- rung entspricht.

Unsicherheit hinsichtlich der Möglichkeit der Beeinflussung des Schrittmachers existiert bei manchen Ärzten, wenn medizintechnische Be- handlungsverfahren für Diagnose und Therapie indiziert sind (6). Es kommt immer wieder vor, daß erst Negativerfahrungen daran erinnern, daß die Erregung des Herzens durch ein technisches Gerät eingeleitet wird, den Schrittmacher, der durch Irritation bei der Signalerkennung oder durch hohe Energien elektri- scher oder mechanischer Art in sei- ner Funktion beeinträchtigt oder so- gar beschädigt werden kann. Die Pa- lette beeinträchtigender Verfahren reicht von der Reizstromtherapie Institut für Medizinische Technik

(Leiter: Prof. Dr.-Ing. Werner Irnich) der Justus-Liebig-Universität Gießen

Was muß der Arzt von einem Herzschrittmacher wissen, wenn er bei deren Trägern medizin- technische Behandlungsverfahren anwenden will? Einige Verfahren können bedenkenlos eingesetzt, andere müssen strikt ausge- schlossen werden. Es ist die In- tention des Beitrages, Ärzten ei- nen Leitfaden an die Hand zu geben, wie dem Schrittmacher- Patienten in der Praxis bei der Anwendung medizintechnischer Verfahren zu begegnen ist.

über die Elektrochirurgie und Dia- thermie bis zum Kernspintomogra- phen. Auch bei therapeutischer Strahlenanwendung können sich Mißeffekte ergeben.

Herzschrittmacher-Patienten können und sollten ein normales Le- ben führen. Unter diesem Gesichts- punkt muß man es bedauern, wenn ihnen Behandlungsverfahren vorent- halten werden, die harmlos sind, an- dere dagegen zugemutet werden, die für den Schrittmacher und damit für seinen Träger bedenklich sind.

Bewertung der medizintechnischen Verfahren

Bedenkenlos können bei Herz- schrittmacher-Patienten angewendet werden:

— alle Arten des Ultraschalls,

— Gleichströme (Iontophorese, Stangerbad),

— alle Arten der apparativen Mas- sagen, jedoch ausschließlich der Reizstrom-Massage,

— alle Arten der Thermotherapie, jedoch ausschließlich der Dia-

thermie,

— alle Arten der Phototherapie,

— Laser-Licht.

Eine Beeinflussung, Beeinträch- tigung oder gar Gefährdung des Schrittmacher-Patienten ist immer dann möglich, wenn durch galvani- sche, magnetische, elektrische oder elektromagnetische Einkopplung am Schrittmachereingang, also zwischen den beiden Elektroden, eine Span- nung entsteht, die das Gerät fälsch- lich als Herzsignal interpretiert oder es vorübergehend oder bleibend feh- lerhaft arbeiten läßt.

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Reizstromgeräte

Unter „Reizstrom" sollen alle Impulsfolgen einschließlich der Elektroakupunktur und Schmerzsti- mulation und der sinusförmigen Wellen verstanden werden, deren Frequenz zwischen einigen Hertz und dem Kilohertz-Bereich (Faradi- sation, diadynamische Ströme, Trä- bertsche Ströme, Interferenzströme) liegt. Für diese Stromformen gilt, daß sie dann einen implantierten Herzschrittmacher nicht beeinflus- sen können, wenn weder Schrittma- cher noch Elektrode in dem durch die Reizstromelektroden einge- schlossenen Volumen liegen. Das bedeutet, daß grundsätzlich an Extremitäten und Kopf behandelt werden kann, ohne einen Einfluß be- fürchten zu müssen. Sobald jedoch die Elektroden am Unter- oder Oberkörper angelegt werden, darf ihr Einsatz nur noch unter kontinu- ierlicher EKG- oder Pulskontrolle erfolgen. Die Behandlung ist abzu- brechen, wenn nach Anschalten Dt. Ärztebl. 89, Heft 37, 11. September 1992 (53) A1-2957

des Reizstromgerätes verlängerte Schrittmacher-Intervalle, also eine Reduktion der Herzfrequenz, auftre- ten sollten. Ebenfalls halten wir es für nicht ganz unproblematisch, wenn bei existierender Eigenfre- quenz des Patienten aufgrund der Reizstrombehandlung der Schritt- macher Impulse mit seiner „Störfre- quenz" abgibt. Erkennt nämlich ein Schrittmacher ein Signal als Störung, schaltet er sicherheitshalber um auf eine festfrequente Störfrequenz. Ei- ne Beeinflussung ist nur bei unipola- ren Schrittmachern gegeben.

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Elektrokrampftherapie Auch wenn die bei der Elektro- krampftherapie eingesetzten Strom- formen denen der Reizstromthera- pie im 50-Hz-Bereich ähnlich sind, muß diese Art der Therapie bei Herzschrittmacher-Patienten kri- tisch beurteilt werden. Dies liegt in der sehr viel höheren Intensität des Verfahrens begründet. Dadurch be- dingt können am Schrittmacherein- gang ebenfalls Signale entstehen, die bei der Impulsfolge „unterbrochen"

zur Inhibition, sonst zur Umschal- tung auf „Störfrequenz" führen kön- nen. Auch hier gilt, daß nur unipola- re Systeme beeinflußt werden.

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Hochfrequenz-Wärme- therapie

Bei diesen Geräten werden elek- tromagnetische Felder berührungs- los durch die Haut in den Körper eingekoppelt und breiten sich dort mehr oder weniger lokal aus. Dabei muß differenziert werden zwischen der Kurzwellenbehandlung (27,12 MHz), der Dezimeterwelle (433,92 MHz) und der Mikrowelle (2.450 MHz). Als gefährlich hat sich die Kurzwelle erwiesen, bei der vor al- lem bei der Spulenfeldmethode ein Magnetfeld in den gesamten Be- handlungsraum abgestrahlt wird. Es ist ein Fall dokumentiert (2), bei dem ein Schrittmacher-Patient bei der Behandlung an Kammerflim- mern gestorben ist. Nach unseren Untersuchungen sollte mindestens ein Abstand von zwei Metern zum Strahler eingehalten werden. Zu be- achten ist, daß Mauern keine ab-

schirmende Wirkung gegenüber die- sen Feldern besitzen.

Die Applikation von Dezimeter- wellen ist deutlich besser fokussiert.

Bei ihr besteht ebenfalls Gefahr für den Patienten, wenn der Thoraxbe- reich bestrahlt wird. Anwendung der Dezimeterwelle an Extremitäten oder im Bauch- und unteren Rük- kenbereich dürfen nur unter Puls- und EKG-Kontrolle durchgeführt werden.

Die Mikrowelle hebt sich inso- fern von den beiden erstgenannten Verfahren ab, als ihre Wirkung bei nur geringer Eindringtiefe stark ge- bündelt ist. Während Bestrahlungen im Extremitäten- und Kopfbereich ohne Kontrolle möglich sind, sollten bei Anwendung im Thorax- und Un- terleibsbereich Puls- oder EKG- Kontrollen durchgeführt werden.

Gegenüber Hochfrequenzfeldern sind unipolare und bipolare Systeme gleichermaßen anfällig.

Für alle Verfahren der Hochfre- quenz-Wärmetherapie gilt ebenso wie bei der Reizstromtherapie, daß die EKG- beziehungsweise Pulskon- trolle während der gesamten Be- handlung durchgeführt werden muß.

Das bedeutet, daß der Patient sich auf keinen Fall alleine überlassen werden darf.

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Elektrochirurgie

Bei der Anwendung von Hoch- frequenzenergie zum Schneiden und Koagulieren gilt die gleiche Regel wie bei der Reizstromtherapie.

Hochfrequenzenergie darf ange- wandt werden, wenn die Neutral- elektrode den Bereich, innerhalb dessen der Hochfrequenzstrom fließt, vom Thorax separiert. Dies kann also beispielsweise an den Extremitäten dadurch geschehen, daß die Neutralelektrode proximal angebracht wird, und zwar am besten so, daß sie die Extremität völlig um- schlingt. Auch bei Eingriffen im uro- logischen oder gynäkologischen Be- reich könnte man durch einen metal- lischen Gürtel, der zur Neutralelek- trode parallelgeschaltet wird, eine derartige Bereichstrennung vorneh- men. Bei lokal begrenzten oberfläch- lichen Behandlungen kann eine Be- einflussung des Schrittmachers ver-

hindert werden, indem man aus ei- ner großflächigen Neutralelektrode mit leitfähigem Kleber einen Flek- ken herausschneidet, der der Größe des Operationsgebietes entspricht, und dieses Loch dann auf die zu be- handelnde Stelle zentriert. Dadurch begrenzt man das HF-Feld auf einen kleinen, oberflächlichen Bereich, der die eingekoppelten Spannungen am Schrittmacher drastisch reduziert.

Ist dies alles nicht möglich und kann man bei der Koagulation auch nicht auf bipolare HF-Chirurgie-Ge- räte zurückgreifen, kann es zu einer Beeinflussung des Herzschrittma- chers kommen, wobei folgende Ef- fekte auftreten können (7):

1. Inhibition beziehungsweise fal- sche Synchronisation beim Ein- und Ausschalten des Gerätes, 2. Inhibition des Schrittmachers

während der gesamten HF-An- wendung,

3. Anomalien im Schrittmacherver- halten nach Beendigung der HF- Chirurgie,

4. Umprogrammierung program- mierbarer Parameter,

5. Ausfall durch Defekt,

6. Auslösen von Kammerflimmern.

Der letztgenannte Effekt ist in den vergangenen zehn Jahren in der Literatur seltener beschrieben wor- den. Dies liegt nicht an einer Ver- besserung der Schrittmachertechnik, sondern darin begründet, daß die alten HF-Chirurgie-Geräte mit Röhren grundsätzlich eine Amplitu- denmodulation mit 100 Hertz (Hz) besaßen. Neuere, transistorisierte Geräte besitzen diese Eigenschaft nicht. Es ist dringend zu raten, nur moderne Geräte zu benutzen, die entweder unmoduliert oder mit ei- ner Modulationsfrequenz oberhalb 20 KHz arbeiten. Weiter muß un- bedingt die Regel beachtet werden, daß das Schrittmachergehäuse nie mit der aktiven Elektrode des HF- Chirurgie-Gerätes in Kontakt kom- men darf.

Bei Anwendung von HF-Chirur- gie muß also ein Schrittmacherpa- tient ständig über das EKG über- wacht werden. Dabei wäre es vorteil- haft, wenn der Anästhesist jeweils beim Einschalten des HF-Gerätes meldete, welche Reaktionen da- durch ausgelöst werden, wie bei- A1-2958 (54) Dt. Ärztebl. 89, Heft 37, 11. September 1992

spielsweise „verlängertes Intervall",

„dauernde Inhibition", „veränderte Parameter". Auf diese Weise wird si- chergestellt, daß der Chirurg den Einsatz der HF-Chirurgie individuell so vornimmt, daß daraus keine Nachteile für den Patienten entste- hen. Weiterhin sollte ein kundiger Kardiologe mit Magnet und Pro- grammiergerät zugegen oder zumin- dest unmittelbar erreichbar sein, um im Bedarfsfalle korrigierend ein- schreiten zu können.

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Stoßwellen^-Lithotripsie Bei diesem Verfahren werden nicht nur enorme Drücke, vor allem im Fokus des Ellipsoids erzeugt, man muß auch aufgrund der hohen Span- nungen und Ströme mit elektroma- gnetischen Störimpulsen rechnen.

Wir haben insgesamt 32 Schrittma- cher von zwölf Firmen je 2000 Stoß- wellen im Fokus ausgesetzt, was von 30 Geräten ohne Konsequenzen überstanden wurde. Bei insgesamt 13 Schrittmacherpatienten verlief die Behandlung komplikationslos.

Eine Literaturrecherche zeigte, daß auch andere Autoren vergleichbare Ergebnisse erhalten haben (5). Dar- aus jedoch eine Verallgemeinerung in der Weise ableiten zu wollen, daß Schrittmacherpatienten durch Stoß- wellenlithotripsie nicht gefährdet seien, wäre fehl am Platz. Man sollte vor Behandlung eines Schrittma- cherpatienten erst den Schrittma- cher in vitro testen, bevor man ein Risiko mit dem Patienten eingeht.

Dies folgt aus der Überlegung her- aus, daß sich die Schrittmacher in ih- rer Technologie ständig ändern, klei- ner, leichter und dünner werden, was für die Resistenz gegenüber Druck- wellen durchaus fatale Folgen haben könnte. Entsprechende Informatio- nen und Geräte können beim Ver- fasser abgefragt werden.

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Strahlentherapie

Bei Anwendung ionisierender Strahlen zu diagnostischen Zwecken ist bisher noch nie über Zwischenfäl- le mit Herzschrittmachern berichtet worden. Dagegen können sich gera- de bei den modernen Schrittma- chern mit CMOS-Technologie und

Mikroprozessoren durch Radiothe- rapie Veränderungen und Schädi- gungen ergeben. Nach einer Emp- fehlung von Venselaar und Mitarbei- tern (8) sollte eine Dosis von 5 Gy als oberer Grenzwert für die heutige Schrittmachergeneration beachtet werden. Bemerkenswert scheint zu sein, daß die Schrittmacherhersteller bisher derartige Tests nicht unter- nommen haben, so daß in den Bedie- nungsanleitungen oder auch im Pa- tientenausweis keine Warnung ent- halten ist, ob oder bis zu welcher Do- sis ionisierende Bestrahlung erlaubt ist.

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Kernspintomographie Bei der Kernspintomographie werden derart starke magnetostati- sche Felder erzeugt, daß ein Schritt- macher auch in einer gewissen Ent- fernung dadurch beeinflußt werden kann, daß seine Reed-Kontakte (dies sind kleine, magnetisch zu be- einflussende Schalter) ansprechen.

Nach unseren Untersuchungen (1) kann dies schon oberhalb von 0,3 mT beziehungsweise 3 Gauss erfolgen.

Oberhalb von 8 mT beziehungsweise 80 Gauss ist mit Sicherheit jeder Schrittmacher durch Ansprechen al- ler Reed-Kontakte in seinem Prüfzu- stand, bei dem unterschiedliche Re- aktionen ausgelöst werden. So wird in jedem Falle die Synchronisations- eigenschaft des Schrittmachers aus- geschaltet, so daß bei Patienten mit eigenen Aktionen Parasystolien zu erwarten sind. Bei einigen Schritt- macherfabrikaten läuft auch ein Reizschwellen-Test-Zyklus ab, der zu mehreren ineffektiven Impulsen und damit zu einer verlängerten Pause bei schrittmacherabhängigen Patienten führt.

Bei Herzschrittmachern, die ma- gnetisierbare Materialien beinhal- ten, kann es zu einer anziehenden Kraft innerhalb des Gradientenfel- des kommen Wir haben jedoch fest- gestellt, daß diese^. Kräfte unterhalb von 5 N (0,5 kg) liegen, die auch im Alltag durch Dehnung und Drehung des Körpers erzeugt werden. Weiter- hin kann das Gradientenfeld zur Fehlsynchronisation führen. Diese Phänomene sind vom Schrittmacher- fabrikat abhängig und auch eher bei

1,5- beziehungsweise 2-T-Geräten zu erwarten als bei 0,5 T. Da die Schrittmacherhersteller selbst keine Angaben zu den möglichen Fehl- funktionen in den Feldern des Kern- spintomographen machen, sollte vor der Entscheidung zu dieser Diagno- seform unbedingt der Rat von Erfah- renen eingeholt werden. Dies gilt auch für die Beurteilung, ob die Funktionsänderungen unter dem Einfluß des Magnetfeldes für die Schrittmacherpatienten tolerabel sind oder nicht.

Vor der Einschätzung, daß ge- nerell keine Bedenken gegen die An- wendung der Kernspintomographie bei Schrittmacherpatienten bestün- den, kann nur gewarnt werden.

Schließlich sind im Verlauf der letz- ten zehn Jahre etwa 700 unterschied- liche Schrittmachermodelle von bis zu 17 Herstellern implantiert wor- den, so daß zum Beweis der Richtig- keit einer solchen These selbst hun- dert Prüfungen nicht ausreichend wären. Eine Untersuchergruppe (3) fand im Tierversuch, daß Schrittma- cher im Feld des Kernspintomogra- phen, das neben dem statischen auch ein hochfrequentes Feld besitzt, auf eine Frequenz von bis zu 300 pro Mi- nute beschleunigt werden können.

Auch hier wird empfohlen, vor Be- handlung des Patienten mit einem in diesem Sinne noch nicht erprobten Schrittmacher einen In-vitro-Ver- such mit dem gleichen Modell durch- zuführen. Informationen und Geräte sind beim Verfasser zu erhalten.

Schlußbemerkungen Die VDE-Norm 0750 Teil 202

„Besondere Festlegungen für die Si- cherheit von Hochfrequenz-Chirur- giegeräten" enthält unter Punkt 6.8.2

„Bedienungsanleitung": „Bei Patien- ten mit Herzschrittmachern oder Schrittmacherelektroden besteht ei- ne Gefährdungsmöglichkeit da- durch, daß eine Störung der Schritt- macherfunktion auftreten kann oder der Schrittmacher beschädigt wer- den könnte. Im Zweifelsfall sollte die Kardiologische Abteilung um Rat gefragt werden." Unter dem Ge- sichtspunkt des bisher Gesagten muß dies zweifach kommentiert werden:

Dt. Ärztebl. 89, Heft 37, 11. September 1992 (57) A1^-2961

DEUTSCHES

ÄRZTEBLATT

DISKUSSION

1. Die gleiche Anwendungsre- gel gilt auch für die Hochfrequenz- Diathermie; entsprechende Norm- aussagen gibt es bisher jedoch noch nicht.

2. Der „Rat" des Kardiologen kann eigentlich nur lauten, daß bei Anwendung von Hochfrequenzener- gie im Extremfall Kammerflimmern ausgelöst werden kann und deshalb immer ein Defibrillator einsatz- und griffbereit zur Verfügung stehen muß. Nach Beendigung der Operati- on sollte der Schrittmacher über- prüft werden.

Dt. Ärztebl. 89 (1992) A1 -2957-2962 [Heft 37]

Literatur:

1. Batz, L.; Irnich, W.; Baiser, F.: Die Beeinflus- sung von Herzschrittmachern durch magneti- sche Störfelder. Herzschrittmacher 10 (1990) 118 ^—122

2. Bundessozialgericht — Urteil v. 24. 6. 1981

—2RU61/79 3. Hayes, D. L.; Holmes, D. R.; Gray, J. E.: Ef- fect of 1,5 Tesla nuclear magnetic resonance imaging scanner an implanted permanent pacemarkers, JACC 10 (1987) 782-786 4. Irnich, W.; Batz, L.: Jahresbericht 1990 des

Zentralregisters Herzschrittmacher, Herz- schrittmacher 12 (1992) 40-45

5. Imich, W.; Lazica, M.; Gleisner, M.: Extra- corporeal Shock Wave Lithotripsy in Pace- maker Patients. In: Perioperative Manage- ment of Pacemaker Patients. Atlee/Gombotz/

Tscheliessnigg (Eds.), Springer-Verlag, im Druck

6. Jacob, H.; Volkmann, H.; Ziegenhahn, Ch.;

Uhlemann, Ch.: Störbeeinflussung von im- plantierten Herzschrittmachern durch appa- rative Physiotherapie. Z. ärztl. Fortbild. 84 (1990) 443-447

7. Tuleimat, S.; Irrich, W.; Tobisch, R.: HF- Chirurgie bei Herzschrittmacherpatienten.

Biomed. Technik 33 (1988) Suppl. 241-242 8. Venselaar, J. L. M.; v. Kerkoerle, H. L. J. M.;

Vet, A. J. T. M.: Radiation damage to pace- makers from radiotherapie. PACE 10 (1987) 538-542

Anschrift des Verfassers:

Prof. Dr.-Ing. Werner Irnich Leiter des

Instituts für Medizinische Technik der Justus-Liebig-Universität Gießen Aulweg 123

W-6300 Gießen

1. Temperatur und Zeitangaben fehlen

In diesem nur einseitigen Be- richt können die Fakten, die zu der Schlußfolgerung geführt haben, daß Cialit nicht zur Verhinderung des Übertragens einer HIV-Infektion geeignet sind, nicht eingesehen wer- den. Cialit wird in der HNO-Heil- kunde zur Langzeitkonservierung mit zytotoxischem Effekt verwendet.

Eine erhaltene osteogenetische Po- tenz ist für die Funktion der Schal- leitung nicht notwendig. Dieser Arti- kel weist folgende Lücken auf:

(1) Die Uberlebenszeit von HIV ist im flüssigen Zustand im wesentli- chen abhängig von der Zeit, der Temperatur und der Konzentration des verwendeten Konservierungsmit- tels. Temperatur und Zeitangaben fehlen.

C) Andere Autoren finden eine HIV-Inaktivierung durch Cialit, sie- he Grob und Grehn (zitiert in Scha- del et al.[1]).

® Die beiden zitierten Arbei- ten von Dickinson und Cookson ha- ben das Überleben von Bakterien in Cialit-Lösungen geprüft. Best über- lebender Keim ist Pseudomonas flu- orescens, ein Bakterium, welches in keiner Weise mit HIV, einem Virus, verglichen werden kann.

® Auch ein spekulativ vorhan- denes höchst effektives Virusinakti- vierungsmittel kann nicht ersetzen, daß die Spender selektioniert wer- den müssen, so daß eine Infektions- freiheit angenommen werden kann.

Ein Hinweis auf diese wichtige Vor- bedingung zur Transplantation fehlt in dem Artikel.

® Die Transplantation von Ge- hörknöchelchen mit in Cialit konser- viertem Material wird seit 20 Jahren in Deutschland durchgeführt. In die- ser Zeit sind bei den Empfängern keine Hepatitis-Virus- oder HIV-

Übertragungen bekannt geworden.

Das Hepatitis-B-Virus ist gegenüber äußeren Einflüssen wesentlich resi- stenter als HIV.

® Als Alternative können auch alloplastische Materialien Verwen- dung finden.

Literatur

1. Schadel, A.; Löwer, J.; Seifert, E.: HNO 39 (1991) 177-181

Prof. Dr. med. Dr. rer. nat.

Lutz Gürtler

Max v. Pettenkofer-Institut für Hygiene und

Medizinische Mikrobiologie Ludwig-Maximilians-Universität Pettenkoferstraße 9 a

W-8000 München 2

Prof. Dr. med. Eberhard Wilmes HNO-Klinik

Klinikum Großhadern Marchioninistraße 15 W-8000 München 70

2. Bestrahlung und Sterilisation

als weitere Möglichkeiten In dem Artikel sind einige Fak- ten der allogenen Knochentrans- plantation nicht richtig oder irrefüh- rend wiedergegeben.

Die Aussage im ersten Ab- schnitt, daß die Möglichkeit einer HIV-Übertragung zu einem weitge- henden Verlassen der allogenen Knochentransplantation geführt hat, ist unrichtig. Nach neuesten Unter- suchungen werden pro Jahr etwa 300 000 allogene Knochentransplan- tationen in den USA durchgeführt.

Aufgrund eigener Erhebungen sowie einer weiteren Untersuchung im or- thopädischen Bereich kann in der Bundesrepublik Deutschland mit et- wa 10 000 bis 20 000 kryokonservier-

Ist Cialit zur

HIV-Abtötung geeignet?

Zu dem Kurzbericht von Dr. med. Wolfgang Röder und Mitarbeiter in Heft 43/1991

A1 -2962 (58) Dt. Ärztebl. 89, Heft 37, 11. September 1992