KARDIOTECHNIK Perfusion - Deutsche Gesellschaft für ...

Elementarvektor
Elementarvektor
Abb. 7: Kräfteparallelogramm
einer einzelnen Zelle auftritt und aufgezeichnet
werden kann. Er stammt von dem
Grund-Baustein (Elementar-Baustein) des
Herzmuskels, der einzelnen Myokardzelle
bzw. -faser, und hat eine Richtung.
Der Herzmuskel enthält Millionen Muskelfasern,
und in jeder dieser einzelnen
Muskelfasern entsteht bei Erregung eine
Spannungsveränderung, deren Richtung
und Größe durch einen kleinen Elementarvektor
dargestellt werden kann.
Diese Millionen von Elementarvektoren
summieren sich zum so genannten Summationsvektor.
Dazu siehe auch Abb. 7.
Entsprechend dem Kräfteparallelogramm
(Abb. 7) addieren sich alle Elementarvektoren
der Erregungsausbreitung zu
vielen nacheinander ablaufenden Momentanvektoren,
die zusammen eine Schleife
(Vektorschleife, Abb. 8) ergeben. In dieser
Vektorschleife, die mittels eines Vektorkardiographen
aufgezeichnet werden kann,
können die Vorhofschleife (P), die Schleifen
der Erregungsausbreitung (QRS) und
die Erregungsrückbildung der Kammern
(T) voneinander unterschieden werden.
Größe der Spannungen im EKG
Die Größe der Spannungen im EKG ist von
der Zahl der ablaufenden Vektoren und der
Art der Summation abhängig. Zwei weitere
Faktoren haben jedoch auf die Größe und
Richtung der projizierten Vektoren einen Einfluss:
Je näher die zum Registrieren angelegte
EKG-Elektrode dem abzubildenden Vektor
liegt, desto größer wird dieser im EKG erscheinen.
Zum Zweiten muss man beachten,
dass es sich beim Herzen um ein Hohlorgan
handelt und die Vektoren der Vorderwand und
der Hinterwand summiert werden müssen –
bei entgegengesetzter Richtung kommt es zu
einer „Verkleinerung“ des abgebildeten Vektors.
Um auf die Problematik in der OPCAB-
Chirurgie zurückzukommen: Beim Anbringen
der Klebeelektroden muss auf das
Operationsgebiet Rücksicht genommen
werden, d. h. die Elektroden werden weit
KARDIOTECHNIK 2/2004
Summationsvektor
Abb. 8: Vektorschleifen
dorsal am Thorax bzw. am Schultergürtel
angebracht. Dadurch sind sie relativ weit
vom Herzen entfernt und bieten (siehe
oben) nur eine schwache Signalqualität
(kleiner Vektor, geringe Amplitude im
EKG). Wenn dann, wie in der OPCAB-
Chirurgie oft angewandt, das Herz mittels
Saugglocke aus dem Thorax gehoben wird,
ist eine ausreichende Signalqualität nicht
mehr gegeben:
– abzubildender Vektor zu klein (nur
selten wird hier über die normalen
EKG-Ableitungen ein ausreichendes
Signal übermittelt)
–Triggerung der Gegenpulsation nicht
möglich, da die R-Zacke aufgrund der
zu geringen Signalamplitude nicht
mehr detektiert werden kann
Aus der geschilderten Problematik bietet
sich die Ableitung eines intrakardialen
EKGs als Trigger an. Die Gewinnung und
Weiterleitung des Signals birgt aber in der
Praxis einige Tücken in sich. Da in der OP-
CAB-Chirurgie aber fast immer temporäre
Herzschrittmacher eingesetzt werden, bieten
sich diese Geräte zur Lösung dieser
Problematik an.
SIGNALDETEKTION UND -VERARBEI-
TUNG MITTELS INTERFACE UND
TEMPORÄREM SCHRITTMACHER
Zur Triggerung der Gegenpulsation wird
die R-Zacke des EKGs verwendet. Die R-
Zacke stellt die Erregung der Muskulatur
des rechten und linken Ventrikels dar, wobei
die Erregung des linken Ventrikels
(durch die größere Muskelmasse) die Vektoren
der Erregung des rechten Ventrikels
überlagert.
Da es bei der Steuerung der IABP auf den
linken Ventrikel ankommt, wird das Sensing-Signal
des linken Ventrikels verwertet.
Voraussetzung hierfür ist der Einsatz eines
zumindest VVI-Schrittmachers. In der Regel
wird aber ein DDD-System verwendet.
Die Implantation einer bipolaren Elektrode
durch den Chirurgen ist der erste
Schritt. Diese wird an den Schrittmacher
P
QRS
T
angeschlossen. Über das Interface, in dem
das Sensing-Signal verarbeitet und verändert
wird, wird das Signal an die Gegenpulsation
weitergeleitet und triggert dort das
Aufblasen (Inflation) bzw. das Leersaugen
(Deflation) des Ballons.
Zitat aus der Produktbeschreibung der
Dr. Osypka GmbH:
„Mit dem Interface BPI 202 ist es möglich,
marktübliche Ballonpulsationspumpen
(Aortenpumpen) mit einem kompatiblen
externen Herzschrittmacher zu synchronisieren.
Alle Ballonpulsationspumpen
mit drei- oder fünfpoligem Oberflächen-EKG-Anschluss
können mit dem Interface
BPI 202 verbunden werden.
Zur Steuerung der Ballonpulsationspumpe
mit Hilfe des Schrittmachers wird
das Signal des Ventrikel-Kanals genutzt
und weiterverarbeitet. Am Ausgang des Interfaces
wird ein Signal bereitgestellt, dessen
elektrische Erscheinung (Form, Impulsamplitude,
Basisbreite) einem Oberflächensignal
(R-Welle) ähnelt.
Um sowohl bei stimulierter als auch bei
spontaner Kammeraktion eine synchrone
Tätigkeit zwischen Herz und Ballonpulsationspumpe
zu erreichen, wird das Ausgangssignal
zeitlich angepasst:
– Nach der Wahrnehmung einer R-Welle
wird das Ausgangssignal nur geringfügig
verzögert. Die Verzögerung
beträgt ca. 5 ms, wenn die R-Wellen-
Amplitude etwa doppelt so groß ist
wie die eingestellte Empfindlichkeit.
– Nach der Abgabe eines Stimulationsimpulses
im Ventrikel erfolgt eine etwas
längere Signalverzögerung, ca.
35 ms, um die Latenzzeit des Herzmuskels
(die Zeit zwischen Impulsabgabe
und der dadurch ausgelösten Depolarisation)
zu überbrücken.
Zur Kontrolle wird die Signalabgabe des
Interfaces durch Aufleuchten einer Diode
angezeigt.“
34