Der Herzschrittmacher Polarity bietet endlich die Lösung eines alten Problems. Dank Combipolar, einem neuen Verfahren zur Erkennung der Herzaktivität kann jetzt die unipolare Elektrode, die weitaus flexibler und langlebiger ist als ihre bipolare Schwester, auch im Vorhof des Herzens sicher eingesetzt werden. 

Die Wahrnehmung der Herzaktivität stellt besonders im Vorhof eine grosse technische Herausforderung dar. Das elektrische Potential der Eigenaktivität des Vorhofs ist im Vergleich zum Signal der Hauptkammer sehr klein. Damit es vom Schrittmacher wahrgenommen werden kann, muss eine hohe Empfindlichkeit eingestellt werden. Bei zu hoher Empfindlichkeit besteht allerdings die Gefahr, dass falsche elektrische Signale, die nicht aus dem Herzen kommen, wahrgenommen werden. Solche Störsignale können ihren Ursprung in der umliegenden Brustmuskulatur haben oder sogar von ausserhalb des Körpers kommen.
Ein Herzschrittmachersystem besteht aus einem Schrittmacher und einer oder mehrerer Elektroden. Die Aufgabe der Elektrode(n) ist es, den elektrischen Impuls des Schrittmachers zur Erregung des Muskels ins Herz und die elektrischen Signale der Eigenaktivität des Herzmuskels zum Schrittmacher zu leiten.
Bislang hat man in der Verwendung von bipolaren Elektroden einen guten Kompromiss gefunden, um beiden Ansprüchen (sichere Signalwahrnehmung, Ausschluss der Störsignale) gerecht zu werden. Bei der bipolaren Elektrode liegen beide Pole im Herzen. Bei der unipolaren Elektrode liegt der eine Pol an der Spitze der Elektrode und der andere wird durch das Metallgehäuse des Schrittmachers gebildet. Infolgedessen ist das Wahrnehmungsfeld bei bipolaren Elektroden viel kleiner als bei unipolaren, d.h. es ist weniger empfindlich für Störsignale.
Aus dem unterschiedlichen Aufbau von uni- und bipolarer Elektrode ergeben sich unterschiedliche mechanische Eigenschaften. Diese Eigenschaften führen zu unterschiedlichem Verhalten über die Zeit. Der komplexere Aufbau der bipolaren Elektrode ist der Grund für die grössere Steifheit und den grösseren Durchmesser im Vergleich zur unipolaren Elektrode. Dies wiederum hat eine stärkere mechanische Belastung zur Folge und lässt die Elektrode schneller altern. Diese Beobachtungen wurden in einer dänischen Studie aufschlussreich dargestellt (siehe Fussnote). Der Aspekt der Langlebigkeit einer Elektrode ist besonders dann von grosser Bedeutung, wenn Kinder eine Herzschrittmachertherapie benötigen.
Es gilt heute als erwiesen, dass die sog. physiologische Stimulation des Herzens, bei der das Zusammenspiel der beiden Kammern erhalten bleibt, den bestmöglichen Pumpeffekt erzielt. Dies konnte in einer Vielzahl internationaler Studien gezeigt werden. Zur physiologischen Stimulation benötigt der Arzt zwei Elektroden, eine für die Vor- und eine für die Hauptkammer. Die Anwendung bipolarer Elektroden kann daher schon bei der Implantation Schwierigkeiten verursachen, da zwei, im Durchmesser etwas grössere Elektroden durch die Blutgefässe eingeführt werden müssen.
Der neuentwickelte Herzschrittmacher Polarity vereinigt nun die Vorteile der unipolaren mit denen der bipolaren Elektrode. Dank der speziellen combipolaren Wahrnehmung ist es möglich, in Vorhof und Hauptkammer je eine unipolare Elektrode zu implantieren, dabei die Gefahr der Wahrnehmung von Störsignalen auszuschliessen und zugleich von der längeren Funktionsdauer der unipolaren Elektrode zu profitieren. Schrittmachersysteme müssen dank des neuen Verfahrens weniger häufig ausgetauscht werden. Das kommt vor allem den Kindern unter den Herzschrittmacherpatienten zugute, die ihr Leben lang auf die Schrittmachertherapie angewiesen sind.
In umfangreichen klinischen Tests konnte die Genauigkeit der combipolaren Wahrnehmung nachgewiesen werden. Bei mehr als 90% der Patienten wurden die Störsignale ausgefiltert. Damit ist die Sicherheit dieser weltneuen Konfiguration gegeben.
Polarity und Combipolar sind eingetragene Warenzeichen.

Fussnote: Einstufung des Verhaltens über die Zeit der Herzschrittmacher-Elektroden durch das dänische Herzschrittmacher-Register; M. Möller und P. Arnsbo, PACE, Vol. 19, September 1996.

Bildtext: Die Diagramme zeigen die Auswirkungen der Muskelaktivität (nach dem Pfeil) bei unipolarer Wahrnehmung (oberes Bild) und bei combipolarer Wahrnehmung (unteres Bild).

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Hintergrundinformation zur Herzschrittmacher-Technologie

Ein moderner Herzschrittmacher ist ein elektronisches Gerät zur Überwachung und Stimulation eines kranken Herzens, das ohne technische Unterstützung zu langsam schlagen würde. Die meisten Herzschrittmacher stellen heute sicher, dass sich der Herzrhythmus an die Aktivität des Körpers anpasst. Ein Einkammer-Herzschrittmacher stimuliert entweder im Vorhof oder in der Herzkammer. Ein Zweikammer-Herzschrittmacher überwacht und stimuliert sowohl Vorhof als auch Kammer und stimmt deren Kontraktionen so aufeinander ab, dass ihre Leistung der des gesunden Herzens so nahe wie möglich kommt.
Ein Herzschrittmachersystem besteht aus dem eigentlichen Herzschrittmacher, heute ein hochtechnisches Gerät mit zahlreichen Speicher- und Programmiermöglichkeiten, sowie einer (Einkammer-Schrittmacher) oder zwei (Zweikammer-Schrittmacher) Elektroden. Die Elektrode, der vermeintlich einfache mechnische Teil des Systems, besteht aus Stecker, Kabel und Spitze und stellt die Verbindung des Schrittmachers zum Herzen her.

Wahrnehmung der Aktivität des Herzens
Die Elektrode hat zwei Funktionen: Zum einen leitet sie elektrische Impulse zum Herzen, um das Herz zum Schlagen anzuregen (Stimulation), zum anderen transportiert sie Information über die Aktivität des Herzens zum Schrittmacher zurück (Wahrnehmung). Nimmt der Schrittmacher über die Elektrode wahr, dass das Herz von sich aus schlägt, stellt er die Stimulation vorübergehend ein.
Die Wahrnehmung basiert auf der Erkennung von elektrischen Signalen, die immer dann entstehen, wenn die Herzmuskeln sich zusammenziehen. In einem unipolaren System werden diese Signale zwischen einem Kontrollpunkt an der Spitze der Elektrode und dem Herzschrittmacher registriert. In einem bipolaren System liegen die beiden Kontrollpunkte sehr viel enger beeinander. Hier werden die Signale zwischen der Elektrodenspitze und einem Elektrodenring, unweit der Spitze, überwacht.
Der Herzschrittmacher registriert alle elektrischen Signale zwischen den Überwachungspunkten. Diese entstehen aber nicht nur bei der Kontraktion des Herzmuskels, sondern z. B. auch bei der Anspannung der Körpermuskulatur. Je grösser die Distanz zwischen den beiden Überwachungspunkten, desto mehr Fremdsignale können wahrgenommen werden. D.h., dass zum Beispiel bei der unipolaren Wahrnehmung zwischen der Elektrodenspitze im Herzen und dem weit entfernt liegenden Herzschrittmacher auch Signale erfasst werden, die z.B. von der Brustmuskulatur stammen können. Bei der bipolaren Wahrnehmung zwischen den beiden eng beeinander liegenden Polen auf der Elektrode werden diese Signale nicht wahrgenommen.
Die Vorteile der bipolaren Wahrnehmung, insbesondere im Vorhof des Herzens, wo die herzeigenen Signale sehr klein sind, liegen also auf der Hand. Allerdings besteht eine bipolare Elektrode aus zwei ineinander gewendelten und gegeneinander isolierten Drähten. Sie hat damit einen deutlich grösseren Durchmesser als eine unipolare Elektrode und ist infolgedessen auch weniger flexibel. Zudem kann es bei bipolaren Elektroden durch Isolationsdefekte zu einem Kurzschluss kommen, und die Lebenserwartung der bipolaren Elektroden ist im allgemeinen kürzer.

Das neue combipolare Wahrnehmungsprinzip
Im Zweikammer-Herzschrittmacher Polarity ist ein neues Prinzip für die Wahrnehmung von Signalen im Vorhof integriert: die combipolare Wahrnehmung. Sie ermöglicht die störungsarme bipolare Wahrnehmung im Vorhof mit den flexibleren und langlebigeren unipolaren Elektroden, und zwar nach folgendem Prinzip:
Bei der combipolaren Wahrnehmung fungiert die Spitze der Elektrode im Vorhof als erster Überwachungspunkt und die Elektrodenspitze in der Herzkammer als zweiter. Die Distanz zwischen den beiden Kontrollpunkten ist also beinahe so gering wie bei der bipolaren Wahrnehmung, so dass auch hier die Signale der Brustmuskulatur nur sehr schwach wahrgenommen werden und den Schrittmacher nicht störend beeinflussen können.
Das Prinzip der combipolaren Wahrnehmung erlaubt erstmals in der Geschichte der Schrittmachertechnologie die Kombination zweier bestechender Vorteile: die störungsarme Wahrnehmung im Vorhof bei Verwendung der dünneren, flexibleren und langlebigeren unipolaren Elektroden.
Polarity und Combipolar sind eingetragene Warenzeichen.

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