Ein Tiefpassfilter von 300 Hz verbessert die Detektion von Schrittmacherspikes in Fern- und Bett-Elektrokardiogrammen
Das Elektrokardiogramm (EKG) ist seit seiner Erfindung durch Willem Einthoven im Jahr 1902 ein Eckpfeiler der klinischen Kardiologie. Es wird breit eingesetzt, um verschiedene kardiovaskuläre Erkrankungen zu diagnostizieren und zu überwachen, einschließlich bei Patienten mit Schrittmachern. Ein entscheidendes Merkmal von Schrittmacher-EKGs ist der Schrittmacherspike – ein kleines Signal, das der P-Welle oder dem QRS-Komplex vorausgeht. Die genaue Detektion dieses Spikes ist essenziell für die Beurteilung der Schrittmacherfunktion und ein adäquates Patientenmanagement. Mit der zunehmenden Verwendung bipolarer Schrittmacher gestaltet sich die Erkennung von Schrittmacherspikes jedoch schwieriger. Die derzeitige obere Frequenzgrenze von 150 Hz, empfohlen von der American Heart Association (AHA) und dem American College of Cardiology (ACC), führt häufig zum Verlust der Spike-Detektion und damit zu Fehldiagnosen. Diese Studie untersuchte den Einfluss verschiedener Tiefpassfilter-Einstellungen (LPF) auf die Detektion von Schrittmacherspikes in Fern- und Bett-EKGs. Die Hypothese war, dass eine höhere obere Frequenzgrenze die Detektion verbessert.
Die Studie wurde in der Abteilung für Kardiologie des Xinhua-Krankenhauses der Shanghai Jiao Tong University School of Medicine in Shanghai, China, durchgeführt. Insgesamt 109 konsekutive Patienten mit permanenten Schrittmachern wurden während der Routine-Nachsorge vom 1. Januar 2015 bis zum 30. Juni 2015 eingeschlossen. Nach Ausschluss von 21 Patienten aufgrund technischer Probleme verblieben 88 Patienten (Alter: 73,8 ± 10,2 Jahre; 43 Frauen, 48,9 %). Diagnosen umfassten Sinusknotensyndrom (44,3 %), atrioventrikulären Block (39,8 %), Tachy-Brady-Syndrom (12,5 %) und andere Erkrankungen (3,4 %). Alle Schrittmacher hatten bipolare Elektroden, davon 96,6 % Dual-Chamber-Systeme.
Standard-12-Kanal-EKGs wurden bei sechs Frequenzgrenzen aufgezeichnet: 40 Hz, 100 Hz, 150 Hz, 200 Hz, 300 Hz und 400 Hz. Die untere Frequenzgrenze lag bei 0,5 Hz. Die EKGs wurden am Bett mit einem MCA-22-12UP-Gerät (MedEx Beijing Company) bei 500 Hz Abtastrate und 25 mm/s Papiergeschwindigkeit erfasst. Das Gerät wies eine Empfindlichkeit von 10 mm/mV, eine Eingangsimpedanz >5 MΩ und eine Gleichtaktunterdrückung >100 dB auf. Die Rauschpegel blieben unter 15 mV.
Zwei unabhängige, verblindete Ärzte analysierten die EKGs. Ein ventrikulärer Schrittmacherrhythmus wurde definiert, wenn beide Untersucher in >5 Ableitungen einen ventrikulären Spike identifizierten. Ein atrialer Spike erforderte die Sichtbarkeit in Ableitung II und aVR. Basislinieninterferenzen wurden bei Clutter >0,01 mV in ≥6 Ableitungen angenommen. Bei Uneinigkeit entschied ein dritter Kardiologe.
Ergebnisse
Für atriale Spikes zeigte der 300-Hz-LPF die beste Detektion (Bett-EKG: AUC 0,73; 95 %-KI 0,61–0,84 vs. 0,56 bei 150 Hz). Die Sensitivität betrug 59,4 %, die Spezifität 85,7 %. Der positive prädiktive Wert (PPV) lag bei 92,7 %, der negative prädiktive Wert (NPV) bei 40,9 %. Fern-EKGs erreichten vergleichbare Werte.
Bei ventrikulären Spikes übertraf der 300-Hz-LPF ebenfalls den 150-Hz-Standard (Bett-EKG: AUC 0,93 vs. 0,86). Sensitivität und Spezifität lagen bei 95,5 % bzw. 90,9 %, der PPV bei 96,9 % und der NPV bei 87,0 %.
Die Basislinieninterferenzen stieg mit höheren Frequenzgrenzen an (Bett-EKG: 4,5 % bei 40 Hz vs. 65,9 % bei 400 Hz; Fern-EKG: 8,0 % vs. 75,0 %). Der 300-Hz-LPF bot den optimalen Kompromiss zwischen Spike-Detektion und Störungen.
Diskussion
Die aktuellen 150-Hz-Empfehlungen sind unzureichend, insbesondere für bipolare Systeme mit kleinen atrialen Spikes. Die 300-Hz-Einstellung verbessert die Detektion signifikant – entscheidend für Fern-EKGs, bei denen Signalverluste durch Übertragung auftreten können. Trotz erhöhter Interferenzen ermöglicht der 300-Hz-LPF eine zuverlässige Diagnostik. Künftige Studien sollten weitere EKG-Parameter untersuchen und Standards für die Schrittmacher-EKG-Analyse aktualisieren.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000000110