Herzschrittmacher

• in Ruhe 5l/min

• unter großer Belastung 30l/min

• HF x SV = HZV

• Reizbildung:

  • Sinusknoten

    • Im Sinusknoten entsteht der Sinusrhythmus

    • Ursprung der Erregung des Herzens

    • Frequenz beeinflusst durch ZNS

• Reizweiterleitung und -steuerung:

  • AV-Knoten

    • Der AV-Knoten leitet den Sinusrhythmus vom Muskelgewebe isoliert und zeitlich verzögert weiter

  • His-Bündel

    • Das His-Bündel ist nicht direkt mit dem AV-Knoten verbunden, sondern über ein Myokard

    • Es erzeugt Kammerersatzrhythmus bei Ausfall des Sinusknoten mit 20-30 Schlägen/min

  • Tawara-Schenkel

    • Reizleitungssystem teilt sich in zwei Schenkel auf

    • Fällt eine Aufleitung des Leitungssystems aus spricht man von einem Schenkelblock

  • Purkinje-Fasern

    • Bilden das letzte Stück der Reizleitungssysteme

1. P-Welle - resultiert aus der Erregung der Vorhöfe

2. PQ-Strecke - entspricht der Überleitzeit vom AV-Knoten in die Ventrikel

3. QRS-Komplex - charakterisiert die Erregungsausbreitung in der Arbeitsmuskulatur

4. T-Welle - entspricht der Erregungsrückbildung

• Elektrode und Phasengrenze (Ableitung und Stimulation)

• Mikroelektronik für Signalverarbeitung

• Energiequelle → hermetisch dichte zuverlässige Batterie

• Gehäuse und Isolationswirkstoffe

• Steuerungssystem mit bidirektionaler Telemetri

Die erzeugte Impulsfrequenz kann vom Vorhof abgeleitet werden (vorhofsynchrone Stimulation), wenn hier noch eine Erregung messbar ist, die aber nicht in die Ventrikel weitergeleitet wird.

Beispiel AV-Block III° : vorhandene Erregung (oben 1Hz) wird meist nicht weitergeleitet

Bradykarde Herzrhythmusstörungen

• regelmäßige Stimulationsimpulse überwinden Störungen bei der Reizleitung oder der Erregungserzeugung

• ➔ Überwindung von Reizleitungsstörungen

• Erster HSM 1958

  • Erster implantierte Herzschrittmacher durch Chirurg Elmquist und Ingenieur Senning, 1958, besteht aus:

    • zwei Transistoren (Grundstein für den Bau von HSM)

    • zwei extern aufladbaren Nickel-Kadmium Akkumulator (heute Li-Ionen-Batterie)

  • Die ersten Hsm arbeiteten mit fester Frequenz (70 Impulse/min)

  • Keine Anpassung an momentane Belastung möglich

Im Normalfall hat die Erregung ihren Ursprung im Sinusnoten (1), dessen Frequenz jedoch vom ZNS beeinflusst wird.

Diese Erregung breitet sich über die Muskulatur des rechten und später auch des   linken Vorhofes (2) aus und erreicht nach ca. 50ms den sog. atrioventrikulären Knoten (AV-Knoten) (3). 

Tachykarde Herzrhythmusstörungen

Größen wie Bluttemperatur (Thermistor) oder momentanes Schlagvolumen (Impedanzmessung) oder Messung der Bewegung durch Bewegungs (Beschleunigungssensoren), usw.

Störungen der Erregungserzeugung und Reizleitung können durch im Herzrhythmus wiederkehrende regelmäßige Stimulationsimpulse eines Herzschrittmachers überwunden werden.

Die richtige Antwort ist: Reizleitungsstörungen

z.B. Unterbrechen von Tachykardie bis hin zum Herzkammerflimmern eine Unterbrechung der hochfrequenten Erregung durch stärkere elektrische Impulse, also keine regelmäßigen Impulse.

Ziel: synchrone Stimulation und Kontraktion des Herzmuskels und damit Resynchronisation der Erregungsabläufe im gesamten Herzen.

1. Buchstabe: Stimulationsort

2. Buchstabe: Registrierungsort / Detektionsort

3. Buchstabe: Betriebsart

4. Buchstabe: Frequenzanpassung (früher Programmierbarkeit)

5. Buchstabe: Multifokale Stimulation

Beim vollständigen Ausfall, z.B. des Sinusknotens, kommt die beschriebene teilautonome Reizung zum Tragen, d.h. der AV-Knoten oder letztlich sogar das HIS'sche Bündel übernehmen die Schrittmacherfunktion mit stark verringerten Frequenzen bei entsprechend stark verringerter Herzleistung. Bei einer totalen Blockerung der Erregungsüberleitung von den Vorhöfen zu den Ventrikeln arbeiten die Vorhöfe synchron zum Sinusknoten, die Herzkammern aber unabhängig davon mit nur 25 - 30 Schlägen/min.

Die richtige Antwort ist: AV-Knoten oder His-Bündel

Keinerlei Anpassung des Herzrhythmus an die momentane Belastung. Keine Berücksichtiung evtl. (noch) vorhandener Vorhofaktivitäten. 

Die ersten Herzschrittmacher arbeiteten mit einer fest eingestellten Frequenz von z.B. 70 Impulsen/min.

• Arbeitsmuskulatur

• besteht aus Zellen die sich aufgrund elektrischer Erregung kontrahieren

• so miteinander elektrisch verkoppelt, dass sich wenn Zellen überschwellig stimuliert werden, die Erregung auf die anderen Zellen verzögert übertragt, so dass es zu einer Kontraktion der Ventrikel kommt

• Ein RC-Oszillator ist eine Schaltung, in der mittels zweier Transistoren und einer Widerstand-Kondensator-Kombination Impulse in festem zeitlichen Abstand erzeugt werden

• Frequenz kann durch Veränderung von R oder C verändert/eingestellt werden