Elektrokardiogramm (EKG) Ablauf, Funktionsweise und Formen

Elektrokardiogramm (EKG) Untersuchung von Herzrhythmus und Herzfrequenz

Ein Elektrokardiogramm (EKG) dient der Aufzeichnung der Aktivität der Vorkammern und Hauptkammern des Herzens. Damit lassen sich Herzfrequenz und Herzrhythmus nachverfolgen. Veränderungen gegenüber dem normalen EKG geben Auskunft über Herzrhythmusstörungen, Herzinfarkte und andere Herzerkrankungen. Die Untersuchung ist einfach, schmerzlos und dauert bei einem normalen Ruhe-EKG keine Minute. Wir erklären Ihnen in diesem Artikel die Funktionsweise, Formen und den Ablauf eines EKG.

Elektrokardiogramm (EKG)</

Elektrokardiogramm Untersuchung copyright: iiievgeniy, bigstockphoto

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Was ist ein Elektrokardiogramm?

Der Begriff kommt aus dem Griechischen, wo καρδία (kardía) Herz bedeutet und γράμμα (grámma) Aufzeichnung. Sinngemäß ist das Elektrokardiogramm eine Herzspannungskurve. Diese Aufzeichnung gibt Auskunft über die elektrischen Impulse des herzeigenen autonomen Erregungsleitungssystems. Wichtig ist, dass diese elektrischen Impulse keine Informationen über die tatsächliche Herzleistung (Herzminutenvolumen = Schlagfrequenz x Auswurfleistung) liefert.

Die Geräte, wie wir sie heute kennen, hat der niederländische Arzt Willem Einthoven entwickelt, der dafür 1924 den Nobelpreis für Medizin erhielt. Noch heute benennt man wichtige Ableitungen an Armen und Beinen beim EKG nach ihm (Einthoven I, II, III). Von ihm stammt auch die Bezeichnung der Zacken im EKG mit P, Q, R, S, T und U.

Elektrokardiogramm (EKG)

Bradykarde Herzrhythmusstörungen im EKG Untersuchung –

 

Das autonome Erregungsleitungssystem des Herzens

Das Herz verfügt über ein eigenes, autonomes Erregungsbildungs- und Erregungsleitungssystem. Dieses funktioniert unabhängig vom übrigen Nervensystem. Das vegetative Nervensystem mit Sympathikus und Parasympathikus beeinflusst zwar die Geschwindigkeit des Herzschlages, aber prinzipiell arbeitet das Herz selbständig.

Die elektrischen Impulse bilden spezialisierte Herzmuskelzellen, die sogenannten Schrittmacherzellen. Da der Herzschlag lebenswichtig ist, gibt es ein spezielles Backup-System. Dieses sorgt dafür, dass untergeordnete Instanzen die Erregung des Herzens übernehmen, wenn die übergeordnete Instanz ausfällt.

  • Primärer Schrittmacher ist der Sinusknoten (Nodus sinuatrialis oder Keith-Flack-Knoten), der in der rechten Vorkammer sitzt. Er sendet 60 bis 80 Impulse pro Minute aus.
  • Sekundärer Schrittmacher ist der Atrioventrikularknoten (AV-Knoten, Nodus atrioventricularis, Aschoff-Tawara-Knoten). Er sitzt, wie der Name schon sagt, zwischen rechter Vorkammer und Hauptkammer. Normalerweise leitet er die Impulse des Sinusknotens weiter. Fällt der Sinusknoten aus, übernimmt der AV-Knoten mit 40 bis 50 Impulsen die Erregungsbildung.
  • Tertiärer Schrittmacher ist das His-Bündel (Fasciculus atrioventrivularis). Funktioniert auch der AV-Knoten nicht mehr, sorgt dieses für eine Notfallerregung mit 20 bis 30 Impulsen pro Minute. Die Impulse gibt das His-Bündel über eine Reihe von Aufzweigungen bis an die Herzspitze weiter: Zwei linke und einen rechten Tawara-Schenkel und die Purkinje-Fasern.

Die Impulse sorgen dafür, dass sich die Herzmuskelzellen der Vorkammern und der Hauptkammern koordiniert zusammenziehen (Systole) und zwischen den Impulsen dehnen (Diastole). Die elektrischen Signale verändern sich bei jeder Aktivität des Herzmuskels.

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Das EKG-Gerät – Funktionsweise

Das EKG-Gerät besteht aus drei Komponenten:

  • mehreren Elektroden, die man an verschiedenen Stellen am Körper befestigt. Die Elektroden sind mit dem EKG-Gerät über Kabel verbunden. Den Hautkontakt verbessert ein spezielles leitfähiges Gel oder feuchte Papierstreifen. Moderne EKG-Geräte sorgen mit einem geringen Unterdruck für das sichere Anheften der Elektroden auf der Haut (Saugelektroden). Meistens verwendet man
    • vier Extremitätenableitungen, jeweils eine an jedem Arm und Bein, sowie
    • sechs Brustwandableitungen an verschiedenen Stellen des Brustkorbs.
  • einem Verstärker, der die schwachen elektrischen Signale verstärkt. Auf der Haut kommt von den Herzströmen nur noch weniger als ein Millivolt an. Diese geringe Spannung muss man elektronisch verstärken, um Veränderungen gut zu erkennen.
  • einem Aufzeichnungsgerät. Die verstärkten elektrischen Impulse bewegen im klassischen Falle auf einem laufenden Streifen Millimeterpapier einen Stift, der die Signale aufzeichnet (EKG-Kurve). Moderne EKG-Geräte erfassen die Signale mittlerweile digital, was die Datenspeicherung erleichtert und eine automatische Auswertung mithilfe spezieller Programme ermöglicht.

 

Die Bedeutung der einzelnen Abschnitte in einem Elektrokardiogramm

Schaut man sich eine EKG-Aufzeichnung an, so sieht man darin Wellen und dazwischenliegende Strecken. Weiterhin unterscheidet man Intervalle zwischen zwei Wellen. Diese sind mit bestimmten Herzaktivitäten gleichzusetzen:

  • P-Welle. Die P-Welle entsteht bei der Erregungsbildung durch den Sinusknoten. Sie erscheint als kleiner, nach oben verlaufender (positiver) Ausschlag und bezeichnet die Erregungsausbreitung erst über die rechte, dann die linke Vorkammer.
  • PQ-Strecke. In diesem Zeitraum findet die Übertragung der Erregung von den Vorkammern auf die Hauptkammern statt. Entspricht damit der Zeit zwischen dem Ende der Vorkammererregung bis zum Beginn der Hauptkammererregung.
  • QRS-Komplex. Dieser zeigt die Erregung der Hauptkammern an, mit der negativen Q-Zacke als Beginn. Es folgen eine oder zwei große positive R-Zacken und ein oder zwei negativen S-Zacken. Die R-Zacke ist der größte Ausschlag im EKG und bezeichnet die Depolarisierung der Hauptkammern, sprich der Erregung der meisten Herzmuskelzellen. Die kleine S-Zacke zeigt das Ende der Depolarisation an.
  • J-Punkt bezeichnet den Übergang von der S-Zacke zur ST-Strecke.
  • ST-Strecke. In diesem Zeitraum sind alle Zellen in den Hauptkammern polarisiert.
  • T-Welle. Bezeichnet die Erregungsrückbildung (Repolarisation) der Herzkammern.
  • U-Welle. Tritt nur zeitweise auf, vermutlich durch die Repolarisation der Purkinje-Fasern.

Als Intervalle bezeichnet man

  • PQ-Intervall zwischen P-Welle und Q-Welle. Diese bezeichnet den Zeitraum zwischen dem Beginn der Erregung der Vorkammern und dem Ende der Erregung der Hauptkammern.
  • QT-Intervall zwischen Q-Welle und T-Welle. Sie umfasst die gesamte Erregungszeit der Hauptkammern von Beginn bis Ende und entspricht damit der Kammersystole.

 

Formen des Elektrokardiogramms

  • Ruhe-EKG. Das Ruhe-EKG zeichnet der Arzt im Liegen und unter Ruhebedingungen auf. Es nimmt nur knapp eine Minute in Anspruch.
  • Belastungs-EKG. Beim Belastungs-EKG findet eine Aufzeichnung der Herztätigkeit unter Belastung statt. Die körperliche Belastung erfolgt klassisch mit Kisten steigen, heutzutage aber fast nur noch auf Fahrrad-Ergometer oder Laufband. Diese Form des EKGs gibt Auskunft darüber, ob es unter körperlicher Beanspruchung zu Veränderungen der Herztätigkeit wie Herzrhythmusstörungen kommt.
  • Langzeit-EKG. Für ein Langzeit-EKG bekommt der Patient ein kleines mobiles EKG-Gerät. Dieses muss er an einem Gürtel über mindestens 24 Stunden mit sich herumtragen. In der Regel kommt dieses Gerät mit weniger Elektroden als üblich aus. Das Langzeit-EKG gibt Aufschluss über nur zeitweise auftretende Herzrhythmusstörungen, die ein Ruhe-EKG nicht erfasst.

 

Wann macht man ein Elektrokardiogramm?

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Das Elektrokardiogramm ist fester Bestandteil der Diagnostik von Herzerkrankungen:

Ferner verwendet man das EKG zur Kontrolle der Funktionsfähigkeit eines implantierten Herzschrittmachers.

 

Literatur

  1. Albrecht Ohly, Marion Kiening: Kurzlehrbuch EKG endlich verständlich. 2. Auflage. München: Urban & Fischer/Elsevier Verlag 2015. ISBN-10: 3437414143.
  2. Hans-Joachim Trappe, Hans-Peter Schuster: EKG-Kurs für Isabel. 7. Auflage. Stuttgart: Georg Thieme Verlag 2017. ISBN-10: 3132407992

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Autorenprofil

Dr. Harald Stephan, Wissenschaft-/ Fachautor

Dr. rer. medic. Harald Stephan, Wissenschaft-/ Fachautor, Er ist Naturwissenschaftler mit medizinischer Promotion. Autor medizinischer Themen im Blutbild & Diagnostik Gesundheitsmagazin "Großes Blutbild".


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