Algorithmen zur Optimierung der Hämodynamik

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1 Algorithmen zur Optimierung der Hämodynamik.1 Frequenzadaptation Aktivitätssensor Atemminutenvolumen Kontraktilität Closed Loop Stimulation (CLS) Peak Endokardial Akzeleration (PEA) QT-Intervallsensor Sensorkombinationen 62.2 Weitere Algorithmen, die zu einer Frequenzanpassung führen Frequenzglättungsalgorithmen Frequenzanhebung bei Karotissinussyndrom 6. AV-Intervall AV-Intervalloptimierung Anpassungen des AV-Intervalls 65.4 Algorithmen zur Vermeidung unnötiger rechtsventrikulärer Stimulation bei DDD-Systemen AV-Hysteresen Algorithmen mit Modus umschaltung von AAI nach DDD und zurück; Minimization of Pacing in the Ventricles (MPV) 68.5 Algorithmen zur Förderung der intrinsischen Frequenz Frequenzhysterese Frequenzabsenkung in Ruhephasen 70

2 60 Kapitel Algorithmen zur Optimierung der Hämodynamik.1 Frequenzadaptation Frequenzadaptation ermöglicht eine belastungsabhängige, sensorgesteuerte Erhöhung der Grundfrequenz bei chronotroper Inkompetenz. Ziel ist es, im Idealfall die physiologische Reaktionsweise des gesunden Sinusknoten zu imitieren, was durch die gegenwärtige Sensortechnologie noch nicht zu erreichen ist. Die Sensoren registrieren die physikalische oder mentale Aktivität des Patienten und passen die Höhe der Stimulationsfrequenz entsprechend der Belastungsintensität an. Für die Messung der Aktivitäten kommen unterschiedliche Sensoren zum Einsatz. Ein idealer Sensor sollte folgende Eigenschaften besitzen: Schnelle Ansprechzeit bei Beginn und Beendigung einer Belastung Differenzierung von körperlichen, mentalen und vegetativen Belastungen Frequenzzunahme proportional zur Belastungsintensität Hohe Spezifität der Signalerkennung Viele Sensorkonzepte wie die Veränderungen von Bluttemperatur, O 2 -Sättigung, ph-wert und rechtsventrikulärem Druck (dp/dt) konnten sich nicht etablieren, da diese Systeme eine Spezialsonde erfordern. Auch Peak Endokardial Akzeleration (PEA) und QT-Sensor werden nicht mehr als Sensoren für die Frequenzanpassung auf dem Markt angeboten. In der klinischen Praxis haben sich folgende Sensoren, die mit konventionellen Sonden kompatibel sind, durchgesetzt: Aktivitätssensor (Piezosensor und Akzelerometer); Atemminutenvolumenäquivalent; Kontraktilität CLS..1.1 Aktivitätssensor Aufgrund des einfachen Messprinzips sind aktivitätsgesteuerte Herzschrittmacher die am meisten verbreiteten frequenzadaptiven Systeme. Aktivitätssensoren sorgen für ein schnelles Ansprechen bei Belastungsbeginn und -ende. Sie erfassen jedoch lediglich Belastungen, die mit Erschütterungen bzw. Körperbeschleunigungen einhergehen. Gerade bei älteren Patienten mit eingeschränkter Aktivität ergeben sich z. B. beim Treppabsteigen zu hohe und beim Treppaufsteigen zu niedrige Herzfrequenzen. Zur Erfassung der körperlichen Aktivität haben sich zwei Messverfahren durchgesetzt: 1. Messung von Körpervibrationen mittels Piezosensor 2. Messung der Beschleunigungen mittels Akzelerometer kpiezosensor Ein piezoelektrischer Kristall befindet sich im Herzschrittmachergehäuse und wandelt Körpervibrationen in elektrische Signale um. Diese Signale werden gefiltert und müssen einen Schwellenwert überschreiten, damit sie eine frequenzadaptive Stimulation starten. Da der Piezokristall Vibrationen detektiert, können auch Erschütterungen unabhängig von Aktivität als Belastung fehlinterpretiert werden, wie Vibrationen in der Straßenbahn. Ist der piezoelektrische Kristall an der Innenseite des Schrittmachergehäuses befestigt, kann auch äußerlicher Druck auf das Schrittmachergehäuse, wie z. B. bei Bauchlage des Patienten oder bei Auflage eines Programmierkopfes, zu inadäquaten Frequenzanstiegen führen. Umgekehrt treten bei Belastungen wie z. B. Fahrradfahren oder Treppaufsteigen relativ geringe Vibrationen im Bereich des Schrittmachergehäuses auf, so dass eine adäquate Frequenzzunahme ausbleibt. kakzelerometer Das Akzelerometer misst in der Regel nur die Beschleunigung in anteriorer und posteriorer Richtung. Damit ist dieser Sensor weniger störanfällig gegenüber externen Erschütterungen als der Piezosensor. Belastungen des täglichen Lebens wie Gehen und Laufen können gut erfasst werden. Aber ähnlich wie beim Piezosensor hat das Akzelerometer Probleme bei Belastungen mit relativ ruhigem Oberkörper wie z. B. beim Fahrradfahren, Treppaufsteigen. Ungünstig bei Aktivitätssensoren ist auch die fehlende Sensitivität für vegetative Veränderungen (z. B. Fieber) und mentale Belastungen (Emotionen).

3 61.1 Frequenzadaptation.1.2 Atemminutenvolumen Das Atemminutenvolumen (AMV) ist das Produkt aus Atemfrequenz und Atemzugvolumen. Es verändert sich nahezu proportional mit der Belastungsintensität, wird mental und durch das autonome Nervensystem beeinflusst. Bei der Berechnung des Atemminutenvolumenäquivalents müssen sowohl die Atemfrequenz als auch das Atemzugvolumen ermittelt werden. Hierfür hat sich die Impedanzmessung zwischen Elektrode (entweder atrial oder ventrikulär) und dem Schrittmachergehäuse durchgesetzt. Für die Messung der atemabhängigen Impedanzschwankungen ist in der Regel eine bipolare Sonde erforderlich. Es werden niederamplitudige Stimulationsimpulse (μa-bereich) abgegeben. Die Abgabe dieser Impulse erfolgt meistens zwischen der distalen Elektrode im Vorhof oder Ventrikel und dem Schrittmachergehäuse. Die Messung der Spannung erfolgt zwischen der proximalen Elektrode und dem Schrittmachergehäuse. Die Impedanz berechnet sich nach dem Ohm-Gesetz aus dem Quotienten der gemessenen Spannung und des abgegebenen Stromes. In einigen Zweikammersystemen kann dieses Messverfahren auch mit unipolaren Sonden im Vorhof und Ventrikel eingesetzt werden. Dies ermöglicht eine atemminutengesteuerte Frequenzadaptation im Rahmen eines Aggregatwechsels bei älteren unipolaren Sonden. Damit einzelne tiefe Atemzüge nicht zu einem inadäquaten Frequenzanstieg führen, wird fortlaufend ein Mittelwert über mehrere Atemzüge zur Frequenzsteuerung verwendet. Das heißt je nach Algorithmus kann dieser Sensor über eine langsame bis mittelschnelle Ansprechzeit verfügen. Das Signal ist störanfällig gegenüber starken Armbewegungen, wie sie beim Schwimmen oder bei gymnastischen Übungen auftreten. Dadurch kann die Frequenz inadäquat bis zur maximalen Sensorfrequenz ansteigen. In der Regel wird der Atemminutenvolumensensor mit einem Aktivitätssensor kombiniert ( Sensorkombinationen)..1. Kontraktilität Closed Loop Stimulation (CLS) Die Kontraktionsdynamik des Herzmuskels verändert sich in Abhängigkeit vom benötigten Herzzeitvolumen (HZV). Wird ein gesteigertes HZV benötigt, dann steigert der natürliche kardiovaskuläre Regelkreis die Kontraktionsdynamik. Wird ein geringeres HZV benötigt, so verringert sich die Kontraktionsdynamik. Der Sensor bewertet diese Veränderungen der Kontraktionsdynamik unmittelbar nach Beginn der ventrikulären Kontraktion mit Hilfe einer Impedanzmessung zwischen distalem Ende der Ventrikelsonde und Schrittmacher. Die Kontraktionsdynamik und mit ihr die ermittelte Impedanzkurve verändern sich proportional mit der Belastungsintensität. Die Veränderung der Impedanzkurve regelt die Zu- und Abnahme der Stimulationsfrequenz und setzt so die Information des geschlossenen natürlichen Regelkreises in eine Frequenzregelung um. Die CLS berücksichtigt auch mentale und statische Belastungen des Patienten. Für die Messung der Impedanzänderung ist eine ventrikuläre Sonde obligatorisch..1.4 Peak Endokardial Akzeleration (PEA) Auch mit diesem Sensorprinzip wird die Kontraktilität des Myokards gemessen. Allerdings benötigt dieses Messprinzip eine Spezialsonde. Bei dieser Sonde ist in der Sondenspitze ein Akzelerometer integriert, der die Beschleunigungsbewegung registriert und spezifisch einem Frequenzprofil zuordnet. Dieser Sensor wird aufgrund der benötigten Spezialsonde zurzeit nicht mehr in den neuen Schrittmacheraggregaten für die Frequenzanpassung verwendet. Allerdings findet dieser Sensor Anwendung bei biventrikulären Systemen für die AV-Intervall und VV-Intervalloptimierung..1.5 QT-Intervallsensor Bei diesem Sensorprinzip wird die QT-Zeit als Indikator für den Belastungszustand verwendet. Ge-

4 62 Kapitel Algorithmen zur Optimierung der Hämodynamik messen wird die Zeit nach ventrikulärem Stimulus bis zum steilsten Abfall der T-Welle. Das QT-Intervall verändert sich in Abhängigkeit von zirkulierenden Katecholaminen und kann somit neben körperlichen Belastungen auch vagale Reaktionen und Stresssituationen für die Frequenzanpassung berücksichtigen. Da die Reaktionszeit verzögert ist, eignet sich dieser Sensor insbesondere im Zusammenspiel mit einem Aktivitätssensor. > Dieser Sensor kann nur bei ventrikulär beteiligten Systemen verwendet werden, da er zur Messung eine ventrikuläre Stimulation benötigt. Zurzeit wird dieser Sensor nicht mehr in neuen Schrittmacheraggregaten eingesetzt..1.6 Sensorkombinationen Ziel der verfügbaren Sensorkombinationen ist es, die Vorteile zweier Sensoren zu kombinieren und die jeweiligen Nachteile auszuschalten. kqt und Aktivität Der langsam reagierende QT-Sensor wird mit dem Aktivitätssensor mit schneller Ansprechzeit kombiniert. Beide Sensoren kontrollieren sich gegenseitig. Es können bei der Programmierung Gewichtungen vorgenommen werden, welcher Sensor stärker berücksichtigt werden soll. Diese Sensorkombination wird nicht mehr hergestellt ( QT-Sensor). kamv und Akzelerometer Auch hier wird der relativ langsam reagierende AMV-Sensor mit dem schnell reagierenden Aktivitätssensor kombiniert. Diese Sensorkombination eignet sich besonders für sportlich aktive Patienten mit chronotroper Inkompetenz, die sportlichen Aktivitäten nachgehen wollen wie Radfahren, Bergsteigen, Skitouren etc. Die Eigenschaften der aktuellen Sensoren sind in Tab..1 aufgeführt..2 Weitere Algorithmen, die zu einer Frequenzanpassung führen.2.1 Frequenzglättungsalgorithmen Sinn der Frequenzglättungsalgorithmen ist es, einen plötzlichen atrialen bzw. ventrikulären Frequenzabfall zu kompensieren. Sensorunabhängige Frequenzglättung Andere Bezeichnungen: Flywheel; Rate-Smoothing; Smoothing; Fallback; Fading; Rate Fading Ursachen für einen Frequenzabfall sind z. B. Sinusarrest oder eine plötzlich eintretende Sinusbradykardie in Ruhe oder unter Belastung. Der Frequenzglättungsalgorithmus beobachtet die aktuelle Herzfrequenz, lässt Frequenzschwankungen bis zu einem gewissen Maße zu, und setzt bei einem extremen Frequenzabfall mit einer Stimulationsfrequenz nahe der zuletzt gemessenen Herzfrequenz ein. Anschließend wird die Stimulationsfrequenz langsam auf die Grundfrequenz bzw. Fallbackfrequenz heruntergeführt ( Abb..1). Sensorgesteuerte Frequenzglättung Für die Frequenzglättung kann alternativ auch die Frequenzadaptation dienen, wenn bei spezieller Einstellung die Sensorfrequenz wie ein Auf- Tab..1 Aktuelle Sensoren für die Frequenzanpassung Sensor Ansprechzeit Proportionalität Akzelerometer Schnell Gering Atemminutenvolumen Mittel Ja Closed Loop Stimulation Schnell Ja Piezosensor Schnell Nein (Ein/Aus-Verhalten)

5 6.2 Weitere Algorithmen, die zu einer Frequenzanpassung führen a b Abb..1a,b Sinusarrest unter Belastung ohne (a) und mit (b) Frequenzglättung Abb..2 Frequenzeinbruch mit Frequenzglättung durch die kalkulierte Sensorfrequenz (hier ca. 100 min -1 ) fangnetz unterhalb des Eigenrhythmus»mitläuft«( Abb..2)..2.2 Frequenzanhebung bei Karotissinussyndrom Andere Bezeichnungen: Frequenzabfallreaktion; Rate Drop Response; Spontane Bradykardiereaktion; DDD/AMC-Modus mit Frequenzbeschleunigung Das Karotissinussyndrom (CSS) kann bei Patienten zu symptomatischem Frequenz- und Blutdruckabfall führen, bis hin zur Synkope. Eine Anhebung der Stimulationsfrequenz soll die Synkope vermeiden, insbesondere bei CSS mit kardioinhibitorischer Komponente. Erkennt der Schrittmacher einen Frequenzabfall entsprechend seinen Kriterien, stimuliert er entweder für eine frei programmierbare oder fixe Dauer mit einer erhöhten Frequenz. Anschließend wird abhängig von der Programmierung die Stimulationsfrequenz langsam auf die programmierte Grundfrequenz zurückgeführt. Dieser Algorithmus kann zusätzlich zur Frequenzhysterese ( Abschn..5.1) eingeschaltet werden ( Abb..). Abb.. Frequenzanhebung bei Karotissinussyndrom: Der Schrittmacher setzt beim CSS mit einer erhöhten Frequenz ein. Zusätzlich ist eine einmalige AV-Hysterese sichtbar, um zu überprüfen, ob eine eigene AV-Überleitung vorhanden ist. Da dies in diesem Beispiel nicht der Fall ist, tritt eine AV-sequentielle Stimulation für die nächsten Zyklen mit kürzerem AV- Intervall ein

6 64 Kapitel Algorithmen zur Optimierung der Hämodynamik. AV-Intervall Andere Bezeichnungen: AV-Zeit; AV-Verzögerung; unterschiedliche Bezeichnungen nach stimuliertem und wahrgenommenem Vorhof..1 AV-Intervalloptimierung Für die Optimierung des AV-Intervalls stehen folgende Verfahren zur Verfügung: Approximation mittels Oberflächen-EKG Doppler-Echokardiografie Approximation mittels Ösophagus-EKG Approximation mittels Oberflächen-EKG Die Approximation mittels Oberflächen-EKG bietet eine Optimierung des PV-/AV-Intervalls ohne A V 100 ms Abb..4 Das optimale atrioventrikuläre Intervall entspricht 100 ms ab Ende P-Welle bis R-Zacke (stimulierte und intrinsische Vorhofdepolarisation). (A=Atrialer Stimulus; V=Ventrikulärer Stimulus) V 100 ms zusätzlichen Untersuchungsaufwand. Nach Untersuchungen von Koglek (2000) liegt ein optimale atrioventrikuläre Überleitungszeit vor, wenn der Abstand zwischen Ende der P-Welle bis R-Zacke des stimulierten QRS-Komplexes 100 ms beträgt, unabhängig davon, ob eine stimulierte oder intrinsische Vorhofdepolarisation vorliegt. Entsprechend muss das AV/PV-Intervall programmiert werden ( Abb..4). > Manchmal ist es schwierig, das Ende der P-Welle eindeutig zu bestimmen. Doppler-Echokardiografie Mit der Doppler-Echokardiografie kann mit verschiedenen AV-Intervallen die längste diastolische linksventrikuläre Füllzeit (transmitral gemessen) und durch Darstellung der VTI (»velocity time index«= Geschwindigkeits-Zeit-Integral des Aortenflusses) das maximale systolische Auswurfvolumen ermittelt werden ( Abb..5). Ritter (1994) beschreibt eine Formel, mit der das optimale PV-/AV-Intervall mittels Doppler- Echokardiografie mit nur zwei Einstellungen ermittelt werden kann. Man misst dazu den zeitlichen Abstand zwischen ventrikulären Stimulus und Mitralklappenschluss unter Programmierung des Schrittmachers mit einem kurzen und einem langen AV-Intervall. Aus der unten stehenden Formel berechnet sich das optimale AV-Intervall (entweder im Atrium stimuliert=avi oder im Atrium nicht-stimuliert=pvi). Abb..5 Transmitraler Fluss doppler-echokardiografisch gemessen. Links: AV-Intervall =150 ms; rechts: AV-Intervall=250 ms; längere diastolische Füllzeit rechte Abbildung. Aus: Fischer u. Ritter (2002)

7 65. AV-Intervall Ritter-Formel: Optimiertes Intervall: [AVI = AV Intervall; PVI = PV Intervall] PVI bzw. AVI = (A B) (D C) + B A = Sehr lange programmierte PVI/AVI B = Sehr kurze programmierte PVI/AVI C = Große Distanz: V=Stimulus bis Mitralklappenschluss D = Kleine Distanz: V=Stimulus bis Mitralklappenschluss Modifizierte Formel nach Fröhlig/Lemke (2005): PVI bzw. AVI = A (D C) Approximation mittels Ösophagus-EKG Mit Hilfe des Ösophagus-EKG kann das linke Vorhofsignal abgeleitet werden. Als optimale Einstellung in Ruhe gilt ein Wert von ca. 70 ms zwischen Beginn des wahrgenommenen Vorhofs bis zum (rechts)ventrikulären Stimulus (nach von Knorre et al. 1996; Abb..6). Automatische AV/PV-Intervall- Optimierung Ein Algorithmus erlaubt mittlerweile eine IEGMbasierende automatische Programmierung des PV-/AV-Intervalls. Für die Bestimmung des optimalen PV-/AV- Intervalls ist die Messung der P-Wellendauer erforderlich, die eine Abschätzung der interatrialen Leitungszeit ermöglicht. Die P-Wellendauer wird hierbei mittels Messung des rechten Vorhofsig- nals bestimmt, und das linke Vorhofsignal als Far- Field-Signal mittels eines speziellen Algorithmus. Dieser gemessenen P-Wellendauer wird ein dynamisches Intervall (Δ) hinzugefügt (Δ ist ca ms). P-Wellendauer plus dynamisches Intervall entspricht dem optimierten PV-Intervall (SAV,»sensed AV-interval«). Für die Bestimmung des stimulierten AV-Intervalls (PAV,»paced AV-interval«) fügt der Schrittmacher noch einen AV-Korrekturwert von 50 ms zum PV-Intervall hinzu ( Abb..7)...2 Anpassungen des AV-Intervalls Frequenzadaptives PV-/AV-Intervall Andere Bezeichnungen: Rate-adaptives AV-Intervall ; Adaptives AV-Intervall; Dynamisches AV-Intervall; Automatisches AV-Intervall; Dynamische AV-Zeit Das PR-Intervall verkürzt sich üblicherweise unter Belastung in der Regel um ca ms. Das frequenzadaptive PV-/AV-Intervall ahmt die- A S SAV opt Abb..6 Das optimale AVI ist erreicht, wenn der Abstand zwischen Beginn des wahrgenommenen Vorhofsignals (transösophageal=linksatriales Signal) und (rechts) ventrikulärem Stimulus 70 ms beträgt Abb..7 Automatische Bestimmung des optimalen SAV- Intervalls (PV-Intervall, Sensed-AV-Intervall). Es wird der gemessenen P-Wellendauer (A s ) ein dynamisches Intervall hinzugefügt (Δ=0 ms oder 60 ms). Mit freundlicher Genehmigung der St. Jude Medical GmbH, Eschborn

8 66 Kapitel Algorithmen zur Optimierung der Hämodynamik PV/AV -Intervall Ruhe PVI/AVI Abb..8 Frequenzadaptives PV-/ AV-Intervall Belastung PVI/AVI Basisfrequenz Maximalfrequenz Frequenz ses physiologische Verhalten nach ( Abb..8). Die Umsetzung erfolgt in den verschiedenen Aggregaten ähnlich. Es wird der Grundfrequenz oder einer definierten Ruhefrequenz das Ruhe-PV-/AV-Intervall zugeordnet und der Maximalfrequenz oder der gewählten Belastungsfrequenz das verkürzte PV-/AV-Intervall. Für die dazwischen liegenden Frequenzen erfolgt entweder eine lineare oder stufenweise Anpassung des PV-/AV-Intervalls. Neben dem (wohl geringen) hämodynamischen Nutzen ergibt sich bei vielen DDD-Schrittmachern noch ein technischer Aspekt. Die Verkürzung des PV-Intervalls an der oberen Grenzfrequenz reduziert gleichzeitig auch die totale atriale Refraktärzeit (TARP =PV-Intervall und PVARP ). Damit wird die 2:1-Frequenz etwas angehoben und es können höhere triggerbare Maximalfrequenzen erzielt werden. Der hämodynamische Effekt dieses Algorithmus ist umstritten. Eine größere Differenz als 0 ms zwischen Ruhe-PV-/AV-Intervall und Belastungs-PV-/AV-Intervall scheint keinen hämodynamischen Vorteil zu verschaffen. Negative PV-/AV-Hysterese Bei Patienten mit hypertropher obstruktiver Kardiomyopathie (HOCM) ist es hämodynamisch günstiger, wenn der Ventrikel von apikal her (apiko-basale Depolarisation) stimuliert wird, anstelle der Eigenüberleitung auf den Ventrikel (baso-apikale Depolarisation). Für diese Indikation ist die negative PV-/AV-Hysterese sinnvoll. Sobald eine intrinsische Überleitung vorliegt, verkürzt der Schrittmacher das PV-/AV-Intervall mit dem Ziel, die ventrikuläre Stimulation zu ermöglichen..4 Algorithmen zur Vermeidung unnötiger rechtsventrikulärer Stimulation bei DDD-Systemen Verschiedene Studien haben den negativen Effekt der unnötigen rechtsventrikulären Stimulation bezüglich Herzinsuffizienz, Vorhofflimmern und Mortalität nachgewiesen. Es scheint daher geboten, die natürliche intrinsische Überleitung zu erhalten und nur im Bedarfsfall den Ventrikel zu stimulieren, z. B. bei AV-Blockierungen oder wenn trotz intakter intrinsischer Überleitung mit längerer AV-Überleitungszeit die rechtsventrikuläre Stimulation eine bessere Hämodynamik ergibt. Für die Vermeidung der rechtsventrikulären Stimulation kommen entweder AV-Hysterese, permanent lange AV-Zeiten oder Algorithmen in Frage, die je nach Blockierung automatisch zwischen AAI- und DDD-Modus wechseln..4.1 AV-Hysteresen Prinzip der AV-Hysterese Nach Detektion einer ventrikulären Spontandepolarisation verlängert sich das PV-/AV-Intervall um einen Hysteresewert. Solange in dieser verlängerten PV-/AV-Zeit intrinsische Überleitungen auftreten, bleibt die um den Hysteresewert verlängerte PV-/AV-Zeit erhalten. Wenn eine Überleitung innerhalb des PV-/ AV-Intervalls plus AV-Hysterese ausbleibt, stimuliert der Schrittmacher am Ende der AV-Hysterese und startet im nächsten Zyklus das programmierte

9 .4 Algorithmen zur Vermeidung unnötiger rechtsventrikulärer Stimulation 67 Abb..9 AV-Hysterese. Mit freundlicher Genehmigung der Biotronik SE & Co. KG, Berlin Abb..10 Repetitive AV-Hysterese. Mit freundlicher Genehmigung der Biotronik SE & Co. KG, Berlin PV-/AV-Intervall ohne AV-Hysterese. Eine erneute Wahrnehmung der intrinsischen Überleitung innerhalb des kurzen PV-/AV-Intervalls verlängert wieder das PV-/AV-Intervall um den Hysteresewert ( Abb..9). Prinzip der repetitiven AV-Hysterese Die repetitive AV-Hysterese erlaubt für eine definierte Anzahl von Zyklen ein langes PV-/AV- Intervall unter der Annahme, dass die Blockierung nur intermittierend für wenige Zyklen vorliegt. Erfolgen während dieser repetitiven Zyklen intrinsische atrioventrikuläre Überleitungen, bleibt die AV-Hysterese erhalten. Bleibt der AV-Block während dieser Beobachtungsphase bestehen, kommt anschließend das kurze PV-/AV-Intervall ohne Hysterese zum Einsatz ( Abb..10). Prinzip der AV-Such-Hysterese Andere Bezeichnungen: Search AV (+); Automatic Intrinsic Conduction Search (AICS); Ventricular Intrinsic Preference (VIP); DDD/AMC (Automa-

10 68 Kapitel Algorithmen zur Optimierung der Hämodynamik Abb..11 Prinzip der AV-Such-Hysterese: Für eine programmierbare Anzahl an Zyklen (in diesem Beispiel 2) verlängert der Schrittmacher das programmierte PV-Intervall einmalig um einen programmierbaren Hysteresewert. Links: Es erfolgt keine intrinsische Depolarisation innerhalb dieses Intervalls, so dass das programmierte PV-Intervall weiter Anwendung findet; rechts: Es erfolgt eine intrinsische Depolarisation, so dass das PV-Intervall plus Hysterese fortgesetzt wird. Mit freundlicher Genehmigung der Medtronic GmbH, Meerbusch Abb..12 Nach einem nicht-übergeleiteten atrialen Ereignis stimuliert der Schrittmacher mit einem kurzen AVI. Liegt im nächsten Zyklus weiter keine Überleitung vor, stimuliert der Schrittmacher den Ventrikel wieder für einen Zyklus mit kurzem AVI und geht anschließend in den DDD-Modus über. Mit freundlicher Genehmigung der Medtronic GmbH, Meerbusch tic Mode Conversion); AV Scanning; IRSplus; AV- AdVisor Stimuliert der Schrittmacher den Ventrikel über einen längeren Zeitraum, kann eine AV-Such- Hysterese die intrinsische Überleitung testen. In diesem Fall wird in periodischen Abständen (Suchintervalle) das PV-/AV-Intervall einmalig oder für mehrere Zyklen (repetitive Zyklen) um den Hysteresewert verlängert. Wenn die intrinsische Überleitung innerhalb dieser Suchzyklen stattfindet, bleibt die AV-Hysterese bestehen. Im Falle einer ausbleibenden Überleitung ist das kurze PV-/ AV-Intervall wieder aktiv ( Abb..11)..4.2 Algorithmen mit Modusumschaltung von AAI nach DDD und zurück; Minimization of Pacing in the Ventricles (MPV) Andere Bezeichnungen: AAISafeR/SafeR-Modus (AAI-Modus mit Sicherheit für den Ventrikel); RMS (»reverse mode switch«); MVP (»managed ventricular pacing«); VP-Suppression (ventrikuläre Stimulationsunterdrückung) Bei diesen speziellen Betriebsarten arbeiten die Schrittmacher im AAI-Modus, solange eine intrinsische AV-Überleitung vorhanden ist. Je nach

11 .4 Algorithmen zur Vermeidung unnötiger rechtsventrikulärer Stimulation 69 Atriales IEGM Ventr. IEGM Abb..1 Nach zwei konsekutiven nicht-übergeleiteten atrialen Ereignissen wechselt der Schrittmacher in den DDD- Modus, bis der Algorithmus testet, ob eine intrinsische Überleitung vorliegt. Mit freundlicher Genehmigung der Sorin Group Deutschland GmbH Tab..2 Verschiedene Algorithmen zur Vermeidung der rechtsventrikulären Stimulation Hersteller/ Algorithmus Biotronik/ VP-Unterdrückung Boston/RMS Medtronic/ MVP Sorin/Safe R Kriterien für den Mode- Switch von AAI nach DDD n aus 8 Zyklen geblockte P-Wellen 2 geblockte P-Wellen >2 s ventrikuläre Pause langsame ventrikuläre Zyklen innerhalb von 11 Zyklen (AAI mit VVI-Backup) Mode-Switch von DDD nach AAI Suchintervalle alle 0 s, 1, 2, 4, 8, min, 20 h Nach 25 konsekutiven ventrikulären Eigenaktionen Umschaltversuche von DDD nach AAI bei länger anhaltenden Blockierungen Bei >15 Umschaltungen/h Suche alle 20 h Programmierbar 2 aus 4 geblockte P-Wellen Ein Zyklus ventrikuläre Eigenaktion Nach 1, 2, 4, 8 min, bis 16 h 2 geblockte P-Wellen aus 12 geblockten P-Wellen 7 kontinuierliche PR-Intervalle länger als programmierter Wert Ventrikuläre Pause länger als programmierter Wert Nach 12 konsekutiven ventrikulären Eigenaktionen Rückschaltung in AAI Nach 100 ventrikulären Stimulationen: Umschaltung in AAI mit Überprüfung der Eigenüberleitung, bei 12 kontinuierlichen intrinsischen Überleitungen bleibt SM im AAI-Modus, ansonsten zurück in DDD-Modus Bei AV-Blockierungen >0 min innerhalb 1 h nur noch einen Umschaltversuch pro Tag Algorithmus werden einzelne AV-Blockierungen toleriert. Entwickeln sich höhergradige AV-Blockierungen oder je nach Algorithmus unphysiologisch lange AV-Zeiten, schaltet der Schrittmacher kurzzeitig in den DDD-Modus. Im DDD-Modus überprüft der Schrittmacher nach einer definierten Zeit, ob eine intrinsische Überleitung vorhanden ist. Falls dies der Fall ist, schaltet der Schrittmacher in den AAI-Modus zurück. Bei anhaltenden AV-Blockierungen bleibt der Schrittmacher im DDD-Modus bis zum nächsten Umschaltversuch ( Tab..2; Abb..12, Abb..1).

12 70 Kapitel Algorithmen zur Optimierung der Hämodynamik.5 Algorithmen zur Förderung der intrinsischen Frequenz.5.1 Frequenzhysterese Andere Bezeichnungen: Sinuspräferenz, Hysterese, Hysteresekorrektur Um dem Eigenrhythmus Präferenz einzuräumen, ermöglicht die Frequenzhysterese, die programmierte Stimulationsfrequenz um z. B. 10 Schläge/min abzusenken. Liegt ein Eigenrhythmus über der Hysteresefrequenz vor, erfolgt keine Impulsabgabe. Erst wenn der Eigenrhythmus auf die Hysteresefrequenz abfällt, stimuliert der Schrittmacher einmalig mit der Hysteresefrequenz. Der Schrittmacher stimuliert anschließend so lange mit der programmierten Stimulationsfrequenz, bis die Eigenfrequenz des Herzens die Stimulationsfrequenz wieder überholt. Erst mit Eigenrhythmus ist die Frequenzhysterese wieder aktiv. Die Frequenzhysterese kann als Frequenzwert (z. B. 50 ipm) oder als prozentualer Wert (z. B. -10%) in Abhängigkeit von der Stimulationsfrequenz programmiert werden. Ein andere Möglichkeit ist die Angabe eines Hystereseintervalls (z. B. 200 ms), das zum Stimulationsintervall hinzuaddiert wird ( Abb..14). Ergänzende Hysteresefunktionen Repetitive Frequenzhysterese. Die repetitive Frequenzhysterese fördert den Spontanrhythmus, indem sie bei Ausbleiben des Eigenrhythmus mit einer programmierbaren Anzahl von Zyklen mit der langsameren Hysteresefrequenz stimuliert. Such-Frequenz-Hysterese. Die Such-Frequenz-Hysterese sucht nach einem Spontanrhythmus während länger anhaltender Stimulationsphasen. Der Schrittmacher reduziert nach einer definierten Anzahl von stimulierten Ereignissen die Stimulationsfrequenz für eine programmierbare Anzahl von Zyklen auf die Hysteresefrequenz. Wird während der Stimulationen mit der Hysteresefrequenz keine Eigenaktion detektiert, stimuliert der Schrittmacher mit der Grundfrequenz oder bei aktiver Frequenzadaptation mit der Sensorfrequenz. Die Suche nach Eigenrhythmus wird in periodischen Zeitintervallen wiederholt..5.2 Frequenzabsenkung in Ruhephasen Andere Bezeichnungen: Ruhefrequenz; Nachtprogramm; Schlaffunktion; Nächtliche Frequenzabsenkung Mit dieser Funktion soll die natürliche Frequenzabsenkung in Ruhe- und Schlafphasen nachgeahmt werden. Die Definition der Ruhe- bzw. Schlafphasen erfolgt entweder automatisch mittels Sensor für die Frequenzanpassung oder durch die Programmierung von Einschlaf- und Aufwachzeiten. Es wird eine Ruhe- bzw. Schlaffrequenz festgelegt. Die Anpassung mittels Sensor bietet dem Patienten Freiraum, wann die Ruhephasen eingelegt und damit die Stimulationsfrequenz abgesenkt werden. Die Frequenzabsenkung mittels Uhrzeitsteuerung ist hingegen fix definiert. Hier sollte bei den Nachsorgen immer überprüft werden, ob sich die Lebensgewohnheiten des Patienten geändert haben oder ob evtl. eine Fernreise mit entsprechender Zeitverschiebung ansteht. P P P A A A AI SI HY SI Abb..14 Frequenzhysterese: Auslöseintervall=Stimulationsintervall+Hystereseintervall; 1200 ms=1000 ms+200 ms. In diesem Beispiel: Hysteresefrequenz: 50 ipm; Stimulationsfrequenz: 60 ipm

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