EKG: Das zeigt die Elektrokardiografie an
Routine: Ein EKG erhält in Deutschland fast jeder Mensch früher oder später
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Kurze Geschichte des EKGs
Bereits im Jahre 1882 leitete Augustus Desiré Wailer, ein englischer Physiologe, das erste EKG ab – bei seinem Hund Jimmy. Dass die Methode ab dem frühen 20. Jahrhundert auch Menschen zu Gute kam, ist vor allem Willem Einthoven zu verdanken. Der niederländische Arzt verbesserte die Technik und schuf die theoretischen Grundlagen zum Lesen der "Herzschrift", wie man damals sagte. Für diese Leistung erhielt er 1924 den Medizin-Nobelpreis. Heute ist das EKG aus dem medizinischen Alltag nicht mehr wegzudenken.
Der Sinuskonten (1) in den Vorhöfen, der AV-Knoten (2), der die Erregung über spezielle Bahnen (3) in die Herzkammern weiterleitet
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Wie funktioniert ein EKG?
Damit das Herz fortlaufend Blut durch das Gefäßsystem befördert, müssen sich sowohl die Herzkammern als auch die Vorhöfe im richtigen Moment zusammenziehen und wieder entspannen. Um diese zeitlich abgestimmte Aktivität der Herzmuskelzellen zu bewerkstelligen, besitzt die "Pumpe" ein Erregungsbildungs- und Erregungsleitungssystem.
In diesem System nimmt der Sinusknoten eine Schlüsselposition ein. Hier entsteht die elektrische Erregung, die das Zusammenziehen der Muskelzellen bewirkt. Weil er das Herz rhythmisch antreibt und die Frequenz des Herzschlags vorgibt, wird der Sinusknoten auch als körpereigener "Schrittmacher" bezeichnet. Er befindet sich im Bereich des rechten Vorhofs.
Die vom Sinusknoten ausgehenden elektrischen Impulse pflanzen sich über das Erregungsleitungssystem fort. Sie erregen zuerst die beiden Vorhöfe und dann nach Weiterleitung über den sogenannten AV-Knoten die Herzmuskelzellen der beiden Kammern. Diese werfen das Blut in die Lungen- und die Körperschlagader (Aorta) aus. Der AV-Knoten stellt dabei einen elektrischen Leitungskanal zwischen den Vorhöfen und den Herzkammern dar, der dafür verantwortlich ist, dass erst die Vorhöfe und dann die Kammern erregt werden. Im Verlauf eines jeden Zyklus bildet sich die Erregung der Herzmuskelzellen zurück, wiederum zuerst in den Vorhöfen und danach in den Kammern.
Während all dieser Phasen kommt es am Herzen zu Änderungen der elektrischen Spannung, die – wenn auch stark abgeschwächt – bis zur Körperoberfläche weitergeleitet werden. Diese Spannungsschwankungen greifen die auf der Haut aufgebrachten EKG-Elektroden kontinuierlich ab. Das EKG-Gerät zeichnet die Signale auf, verstärkt sie und stellt sie dann als Kurve dar. Das ausgedruckte Elektrokardiogramm zeigt diese immer wiederkehrende elektrischen Herzaktion, mit Bildung, Weiterleitung und Rückbildung der Erregung.
Bei der Brustwandableitung werden sechs Elektroden nach einem Schema platziert
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Wie wird ein EKG durchgeführt?
Vor einer Routineuntersuchung wird abgeklärt, ob man Medikamente nimmt oder unter Grunderkrankungen, insbesondere des Herz-Kreislauf-Systems, leidet. Beides kann das Untersuchungsergebnis beeinflussen. Das normale Ruhe-EKG wird meist im Liegen, manchmal auch im Sitzen angefertigt. Dabei werden in der Regel insgesamt zehn Elektroden am Körper befestigt: Jeweils eine an jedem Arm und Bein – die so genannten Extremitätenableitungen – plus sechs weitere an festgelegten Punkten auf dem Brustkorb, die Brustwandableitungen. Ein Gel verbessert den Kontakt zwischen Haut und Elektroden. Heutzutage kommen oft Saugelektroden zum Einsatz, die durch einen schwachen Unterdruck einen besseren Hautkontakt aufweisen. Hier reicht die Feuchtigkeit von einem Hautdesinfektionsspray für guten Kontakt aus.
Das anschließende Schreiben des EKG dauert meist nicht einmal eine Minute. Währenddessen wird man meist aufgefordert
- kurz nicht zu sprechen
- flach zu atmen
- und große Bewegungen zu vermeiden.
Diese Aktivitäten können zu falschen Impulsen bei der Aufzeichnung (Artefakten) führen, und so die Qualität des aufgezeichneten EKGs vermindern. Das macht es schwerer, das EKG korrekt zu beurteilen. Nach der Ableitung und Dokumentation folgt dann die Auswertung des Elektrokardiogramms. Wichtige Kriterien sind dabei die absoluten Höhen beziehungsweise die Tiefen der Spannungsausschläge, ihre Steilheit und Dauer sowie ihre zeitlichen Abstände zueinander. Bei der Bestimmung dieser Größen hilft ein genormtes EKG-Lineal. Zur besseren Unterscheidung haben die Ausschläge in der Fachsprache eine Kennzeichnung mit den Buchtstaben: P-Q-R-S-T.
Es gibt auch Computerprogramme, die das EKG auswerten. Sie können bei der Beurteilung zwar unterstützen, aber nicht ersetzen.
Der Sinus-Rhythmus: die normale Erregungs- und Rückbildungskurve des Herzens
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EKG – Arten und Einsatzbereiche
Es gibt drei unterschiedliche EKG-Arten:
- das am häufigsten durchgeführte Ruhe-EKG
- das Langzeit-EKG
- und das Belastungs-EKG
Dabei stellen Langzeit-EKG und Belastungs-EKG zwei Sonderformen der Elektrokardiografie dar. Sie kommen bei Fragestellungen zum Einsatz, die sich mit einem Ruhe-EKG nicht hinreichend beantworten lassen.
Das Langzeit-EKG
Beim Langzeit-EKG bekommt man ein kleines, tragbares EKG-Gerät, das die Herzstromkurve kontinuierlich registriert, meist über 24 Stunden, manchmal auch über 48 Stunden oder mehr. Die Messdaten werden dann am Computer ausgelesen und anschließend kardiologisch ausgewertet. Das Langzeit-EKG dient hauptsächlich dazu, Herzrhythmusstörungen zu entdecken, die nur vorübergehend auftreten – und deshalb im vom normalen EKG erfassten Zeitraum möglicherweise nicht vorkommen. Aktivitäten und auftrende Beschwerden werden im Untersuchungszeitraum protokolliert. Dadurch lassen sich Auffälligkeiten im EKG mit entsprechenden Ereignissen – beispielsweise sportlicher Aktivität – in Zusammenhang bringen.
Beim Belastungs-EKG ist Anstrengung erwünscht
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Das Belastungs-EKG
Dieses EKG wird rein technisch genauso geschrieben wie ein Ruhe-EKG. Der Unterschied ist, dass man sich während der Messung auf einem sogenannten Ergometer körperlich anstrengt. Das Ergometer kann entweder ein stationäres Fahrrad oder ein Laufband sein. Alter und Fitness bestimmen die anfägliche Belastung, stufenweise erhöht diese sich dann nach einem festgelegten Schema. Während der Belastung und anschließenden Erholung werden folgende Parameter überwacht:
- das EKG
- der Blutdruck
- der Puls.
Sinn und Zweck des Belastungs-EKG ist, Herz-Kreislauf-Erkrankungen zu erkennen, die sich erst bei körperlicher Anstrengung bemerkbar machen. Also beispielsweise Durchblutungsstörungen der Herzkranzgefäße (koronare Herzkrankheit) oder eine Herzschwäche (Herzinsuffizienz). Außerdem lässt sich mit dieser Form der Elektrokardiografie die momentane körperliche Leistungsfähigkeit ermitteln, bei Gesunden wie bei Kranken. Gerade bei älteren oder kranken Menschen kann es sein, dass eine solche körperliche Belastung nicht durchführbar ist. Dann wird die Belastung mit Hilfe eines Medikaments, welches das Herz schneller und schwerer arbeiten lässt, simuliert. Währenddessen wird das Herz im Ultraschall untersucht (Dobutamin-Stressecho).
Diese Veränderung der EKG-Kurve tritt bei einem akuten Herzinfarkt auf
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Wann wird ein EKG gemacht?
Im Elektrokardiogramm ist der Herzrhythmus und die Erregungsausbreitung im Herzen sichtbar. Es wird immer dann angefertigt, wenn der Verdacht auf Erkrankungen des Herzmuskels selbst, oder weitere Faktoren, die die Funktion beeinträchtigen, besteht. Dazu gehören:
- Herzrhythmusstörungen wie zum Beispiel Vorhofflimmern, zu langsamer Herzschlag (Bradykardie) oder Herzstolpern (Extrasystolie)
- Herzinfarkt
- Koronare Herzerkrankung
- Herzmuskelentzündung (Myokarditis)
- Herzbeutelentzündung (Perikarditis)
- Bestimmte Störungen des Elektrolythaushalts wie etwa ein Kaliummangel
- Verdickungen der Herzwand, übermäßige Belastungen des rechten oder linken Herzens
- Überdosierungen einiger Medikamente
- Manche Lungenerkrankungen, beispielsweise die Lungenembolie
Bei all diesen Erkrankungen hilft die Elektrokardiografie auch dabei, den Verlauf zu kontrollieren und zu prüfen, wie gut eine Behandlung anschlägt. Zudem ist das Ruhe-EKG auch ein Bestandteil bei der Vorbereitung auf Operationen, wenn Risikofaktoren vorliegen (wie etwa Kurzatmigkeit beim Treppensteigen, häufiges Stechen oder Drücken in der Brust).
Sehr häufig wird auch ein EKG bei Vorstellung in der Notaufnahme geschrieben. Insbesondere dann, wenn ausgeschlossen werden soll, dass hinter den Beschwerden ein Problem mit dem Herz steckt - wie zum Beispiel bei Oberbauch- oder Rückenschmerzen.
Einfach erklärt: So funktioniert das Herz
Gibt es Risiken und Nebenwirkungen bei einem EKG?
Ruhe- und Langzeit-EKG sind vollständig schmerzfrei, haben keine Nebenwirkungen und bergen somit keinerlei Risiken. Beim Belastungs-EKG sind ernsthafte Zwischenfälle zwar selten, können aber vorkommen. Deshalb erfolgt die Untersuchung nur unter Überwachung. Sie wird abgebrochen, wenn folgende Beschwerden auftreten:
- Schwindel
- Brustschmerzen
- starke Atemnot
- übermäßiger Blutdruckanstieg oder Abfall
Bei einigen Erkrankungen darf das Belastungs-EKG gar nicht durchgeführt werden. Dazu gehören beispielsweise:
- akute Herzmuskelentzündungen
- ein weniger als zwei Wochen zurückliegender Herzinfarkt
- sehr hohe Blutdruckwerte in Ruhe
- eine instabile Angina pectoris.
Dies ist ein anfallsartiger, starker Schmerz in der Brust bei koronarer Herzerkrankung.
Prof. Markus Haass
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Beratender Experte: Professor Dr. med. Markus Haass ist Internist und Kardiologe. Er ist Lehrbeauftragter der Universität Heidelberg und seit 2002 Chefarzt der Abteilung Innere Medizin II mit den Schwerpunkten Kardiologie, Angiologie und Internistische Intensivmedizin am Theresienkrankenhaus Mannheim und seit Dezember 2015 ärztlicher Direktor der Theresienkrankenhaus und St.Hedwig-Klinik gGmbH in Mannheim, einem akademischen Lehrkrankenhaus der Universität Heidelberg.
Wichtiger Hinweis: Dieser Artikel enthält nur allgemeine Hinweise und darf nicht zur Selbstdiagnose oder –behandlung verwendet werden. Er kann einen Arztbesuch nicht ersetzen. Die Beantwortung individueller Fragen durch unsere Experten ist leider nicht möglich.
