Was ist eine elektrophysiologische Untersuchung und wann wird sie durchgeführt?

Damit das Herz regelmäßig und koordiniert schlägt, verfügt es über ein eigenes elektrisches Reizbildungs- und Reizleitungssystem. Der elektrische Impuls für einen normalen Herzschlag entsteht im Sinusknoten im rechten Vorhof und breitet sich zunächst über die beiden Herzvorhöfe aus. Anschließend gelangt die Erregung zum Atrioventrikularknoten (AV-Knoten), der die elektrische Verbindung zwischen den Vorhöfen und den Herzkammern herstellt. Von dort wird der Impuls über das His-Bündel, die Tawara-Schenkel und die Purkinje-Fasern auf die Herzmuskulatur der Herzkammern übertragen.

Störungen dieses komplexen elektrischen Systems können dazu führen, dass das Herz zu schnell, zu langsam oder unregelmäßig schlägt. Dabei können unterschiedliche Mechanismen eine Rolle spielen. Beispielsweise können zusätzliche elektrische Leitungsbahnen oder kreisende Erregungen innerhalb des Herzens anfallsartiges Herzrasen verursachen. Bei anderen Patienten ist die Weiterleitung der elektrischen Impulse verzögert oder zeitweise vollständig unterbrochen.

Das gewöhnliche EKG zeichnet die elektrische Aktivität des Herzens über Elektroden auf der Körperoberfläche auf. Es liefert bereits zahlreiche Informationen über den Herzrhythmus und mögliche Störungen der Erregungsleitung. Allerdings lassen sich bestimmte elektrische Vorgänge innerhalb des Herzens damit nicht unmittelbar darstellen.

Bei der elektrophysiologischen Untersuchung werden deshalb spezielle Elektrodenkatheter direkt im Herzen positioniert, um die elektrischen Signale an unterschiedlichen Stellen aufzuzeichnen. Dadurch können die zeitliche Abfolge der elektrischen Erregung und die Funktion einzelner Abschnitte des Reizleitungssystems wesentlich genauer untersucht werden.

Eine EPU kann insbesondere bei folgenden Fragestellungen sinnvoll sein:

• Anfallsartiges Herzrasen (paroxysmale Tachykardien): Wenn Patienten wiederholt über plötzlich einsetzendes und ebenso plötzlich endendes Herzrasen berichten, bislang aber keine Aufzeichnung während einer solchen Episode gelungen ist.
• Verdacht auf supraventrikuläre Tachykardien: Beispielsweise bei einer AV-Knoten-Reentrytachykardie (AVNRT) oder einer Tachykardie unter Beteiligung einer zusätzlichen elektrischen Leitungsbahn (AVRT).
• Bestimmte Erregungsleitungsstörungen: Wenn untersucht werden soll, ob eine relevante Verzögerung oder Blockierung der elektrischen Überleitung zwischen den Vorhöfen und Herzkammern besteht.
• Ausgewählte weitere Rhythmusstörungen: Wenn die genaue Untersuchung der elektrischen Eigenschaften des Herzens für die weitere Diagnostik oder Therapieplanung erforderlich ist.

Nicht jede Herzrhythmusstörung erfordert eine elektrophysiologische Untersuchung. Häufig reichen zunächst nicht-invasive Verfahren wie ein Ruhe-EKG, Langzeit-EKG oder Ereignisrekorder aus. Ob eine EPU sinnvoll ist, hängt von den Beschwerden, den bisherigen Untersuchungsergebnissen und der individuellen klinischen Situation ab.

Die EPU wird in einem speziell ausgestatteten elektrophysiologischen Herzkatheterlabor durchgeführt. Neben der üblichen Ausstattung eines Herzkatheterlabors stehen dort besondere Mess- und Stimulationssysteme zur Verfügung, mit denen sich elektrische Signale aus dem Herzen gleichzeitig an verschiedenen Stellen aufzeichnen und analysieren lassen.

Ähnlich wie bei einer herkömmlichen Herzkatheteruntersuchung liegt der Patient während der EPU auf einem Untersuchungstisch. Die Leistenregion wird desinfiziert und anschließend steril abgedeckt.

Die Untersuchung erfolgt unter örtlicher Betäubung der Punktionsstelle. Abhängig von der Fragestellung und der kalkulierten Untersuchungsdauer können zusätzlich beruhigende Medikamente verabreicht werden.

Einführen und Positionieren der Elektrodenkatheter

Der Zugang zum Herzen erfolgt üblicherweise über eine Vene in der rechten Leiste. Nach örtlicher Betäubung wird die Leistenvene punktiert und es werden kleine Zugangsschleusen eingeführt. Über diese lassen sich mehrere dünne, flexible Elektrodenkatheter durch das Venensystem bis in das rechte Herz vorschieben.

Die Katheter werden an bestimmten Stellen innerhalb des Herzens positioniert, beispielsweise im rechten Vorhof, im Bereich des His-Bündels und in der rechten Herzkammer. Häufig wird zusätzlich ein Katheter im Koronarsinus platziert, einer Vene auf der Rückseite des Herzens, über die sich insbesondere elektrische Signale aus dem Bereich des linken Vorhofs erfassen lassen.

Der Untersucher befindet sich dabei unmittelbar neben dem Patienten und arbeitet häufig in sitzender Position. Die Position der Katheter kann mithilfe einer Röntgendurchleuchtung oder spezieller dreidimensionaler Navigationssysteme kontrolliert werden.

Messung der elektrischen Erregungsleitung

Sobald die Elektrodenkatheter korrekt positioniert sind, werden die elektrischen Signale direkt aus dem Herzen aufgezeichnet. Diese Aufzeichnungen werden als intrakardiale Elektrogramme bezeichnet und bilden zusammen das sogenannte intrakardiale EKG.

Im Unterschied zum Oberflächen-EKG können damit elektrische Erregungen aus einzelnen Abschnitten des Herzens zeitlich sehr genau zugeordnet werden. Während das Oberflächen-EKG beispielsweise eine verlängerte Überleitungszeit zwischen Vorhöfen und Herzkammern erkennen lassen kann, ermöglicht die EPU eine genauere Zuordnung, in welchem Abschnitt des Reizleitungssystems die Verzögerung auftritt.

Gezielte Auslösung von Herzrhythmusstörungen

Ein weiterer wichtiger Bestandteil der Untersuchung ist die sogenannte programmierte elektrische Stimulation.

Dabei werden über die Elektrodenkatheter kurze, gezielte elektrische Impulse abgegeben. Durch unterschiedliche Stimulationsfolgen und vorzeitig abgegebene Impulse lässt sich untersuchen, ob Herzrhythmusstörungen unter kontrollierten Bedingungen ausgelöst werden können.

Gelingt es beispielsweise, eine anfallsartige Tachykardie auszulösen, können die elektrischen Signale während des Herzrasens gleichzeitig an verschiedenen Stellen innerhalb des Herzens aufgezeichnet werden. Anhand der zeitlichen Abfolge dieser Signale und zusätzlicher Stimulationsmanöver lässt sich häufig feststellen, welcher Mechanismus für die Rhythmusstörung verantwortlich ist.

Eine ausgelöste Tachykardie kann in vielen Fällen durch weitere elektrische Stimulationsimpulse wieder beendet werden. Falls erforderlich, stehen im Herzkatheterlabor weitere Möglichkeiten zur Beendigung der Rhythmusstörung zur Verfügung.

Allerdings lassen sich nicht alle Herzrhythmusstörungen während einer EPU zuverlässig provozieren. Eine unauffällige Untersuchung schließt daher nicht jede vermutete Rhythmusstörung sicher aus.

Abschluss der Untersuchung

Nach Abschluss der Messungen werden die Elektrodenkatheter und die Zugangsschleusen entfernt. Die Punktionsstelle in der Leiste wird anschließend versorgt. Eine rein diagnostische EPU dauert häufig etwa 30 bis 60 Minuten. Bei komplexeren Fragestellungen kann die Untersuchung jedoch auch länger dauern. Die elektrophysiologische Untersuchung ist zugleich ein wesentlicher diagnostischer Bestandteil vieler Katheterablationen, bei denen Herzrhythmusstörungen gezielt behandelt werden. Sie kann jedoch auch als eigenständige Untersuchung durchgeführt werden, ohne dass unmittelbar eine Ablation erfolgt.

Die elektrophysiologische Untersuchung ist ein etabliertes invasives Untersuchungsverfahren, das in spezialisierten Zentren regelmäßig durchgeführt wird. Dennoch ist sie wie jede Herzkatheteruntersuchung mit gewissen Risiken verbunden.

Zu den häufigeren möglichen Komplikationen gehören Blutergüsse oder Nachblutungen im Bereich der Leistenpunktion. Seltener können Verletzungen von Blutgefäßen auftreten.

Da die Elektrodenkatheter bis in das Herz vorgeschoben werden, sind in seltenen Fällen auch Verletzungen von Herzstrukturen möglich. Eine besonders seltene, aber potenziell schwerwiegende Komplikation ist die Ansammlung von Blut im Herzbeutel infolge einer Verletzung der Herzwand.

Ein wesentlicher Bestandteil der EPU ist die gezielte elektrische Stimulation des Herzens. Dabei können Herzrhythmusstörungen ausgelöst werden, was bei vielen Untersuchungen ausdrücklich beabsichtigt ist. In der Regel lassen sich diese Rhythmusstörungen durch weitere Stimulationsmanöver wieder beenden. Gelegentlich können jedoch Medikamente oder eine elektrische Kardioversion erforderlich werden.

In seltenen Fällen können auch schwerwiegende Herzrhythmusstörungen auftreten, die eine sofortige Behandlung notwendig machen. Deshalb erfolgt die Untersuchung in einem entsprechend ausgestatteten Herzkatheterlabor unter kontinuierlicher Überwachung.

Das individuelle Komplikationsrisiko hängt insbesondere von der zugrunde liegenden Herzerkrankung, der Fragestellung und dem Umfang der Untersuchung ab.

Wie wird eine elektrophysiologische Untersuchung durchgeführt?

Die EPU wird in einem speziell ausgestatteten elektrophysiologischen Herzkatheterlabor durchgeführt. Neben der üblichen Ausstattung eines Herzkatheterlabors stehen dort besondere Mess- und Stimulationssysteme zur Verfügung, mit denen sich elektrische Signale aus dem Herzen gleichzeitig an verschiedenen Stellen aufzeichnen und analysieren lassen.

Ähnlich wie bei einer herkömmlichen Herzkatheteruntersuchung liegt der Patient während der EPU auf einem Untersuchungstisch. Die Leistenregion wird desinfiziert und anschließend steril abgedeckt.

Die Untersuchung erfolgt unter örtlicher Betäubung der Punktionsstelle. Abhängig von der Fragestellung und der kalkulierten Untersuchungsdauer können zusätzlich beruhigende Medikamente verabreicht werden.

Einführen und Positionieren der Elektrodenkatheter

Der Zugang zum Herzen erfolgt üblicherweise über eine Vene in der rechten Leiste. Nach örtlicher Betäubung wird die Leistenvene punktiert und es werden kleine Zugangsschleusen eingeführt. Über diese lassen sich mehrere dünne, flexible Elektrodenkatheter durch das Venensystem bis in das rechte Herz vorschieben.

Die Katheter werden an bestimmten Stellen innerhalb des Herzens positioniert, beispielsweise im rechten Vorhof, im Bereich des His-Bündels und in der rechten Herzkammer. Häufig wird zusätzlich ein Katheter im Koronarsinus platziert, einer Vene auf der Rückseite des Herzens, über die sich insbesondere elektrische Signale aus dem Bereich des linken Vorhofs erfassen lassen.

Der Untersucher befindet sich dabei unmittelbar neben dem Patienten und arbeitet häufig in sitzender Position. Die Position der Katheter kann mithilfe einer Röntgendurchleuchtung oder spezieller dreidimensionaler Navigationssysteme kontrolliert werden.

Messung der elektrischen Erregungsleitung

Sobald die Elektrodenkatheter korrekt positioniert sind, werden die elektrischen Signale direkt aus dem Herzen aufgezeichnet. Diese Aufzeichnungen werden als intrakardiale Elektrogramme bezeichnet und bilden zusammen das sogenannte intrakardiale EKG.

Im Unterschied zum Oberflächen-EKG können damit elektrische Erregungen aus einzelnen Abschnitten des Herzens zeitlich sehr genau zugeordnet werden. Während das Oberflächen-EKG beispielsweise eine verlängerte Überleitungszeit zwischen Vorhöfen und Herzkammern erkennen lassen kann, ermöglicht die EPU eine genauere Zuordnung, in welchem Abschnitt des Reizleitungssystems die Verzögerung auftritt.

Gezielte Auslösung von Herzrhythmusstörungen

Ein weiterer wichtiger Bestandteil der Untersuchung ist die sogenannte programmierte elektrische Stimulation.

Dabei werden über die Elektrodenkatheter kurze, gezielte elektrische Impulse abgegeben. Durch unterschiedliche Stimulationsfolgen und vorzeitig abgegebene Impulse lässt sich untersuchen, ob Herzrhythmusstörungen unter kontrollierten Bedingungen ausgelöst werden können.

Gelingt es beispielsweise, eine anfallsartige Tachykardie auszulösen, können die elektrischen Signale während des Herzrasens gleichzeitig an verschiedenen Stellen innerhalb des Herzens aufgezeichnet werden. Anhand der zeitlichen Abfolge dieser Signale und zusätzlicher Stimulationsmanöver lässt sich häufig feststellen, welcher Mechanismus für die Rhythmusstörung verantwortlich ist.

Eine ausgelöste Tachykardie kann in vielen Fällen durch weitere elektrische Stimulationsimpulse wieder beendet werden. Falls erforderlich, stehen im Herzkatheterlabor weitere Möglichkeiten zur Beendigung der Rhythmusstörung zur Verfügung.

Allerdings lassen sich nicht alle Herzrhythmusstörungen während einer EPU zuverlässig provozieren. Eine unauffällige Untersuchung schließt daher nicht jede vermutete Rhythmusstörung sicher aus.

Abschluss der Untersuchung

Nach Abschluss der Messungen werden die Elektrodenkatheter und die Zugangsschleusen entfernt. Die Punktionsstelle in der Leiste wird anschließend versorgt. Eine rein diagnostische EPU dauert häufig etwa 30 bis 60 Minuten. Bei komplexeren Fragestellungen kann die Untersuchung jedoch auch länger dauern. Die elektrophysiologische Untersuchung ist zugleich ein wesentlicher diagnostischer Bestandteil vieler Katheterablationen, bei denen Herzrhythmusstörungen gezielt behandelt werden. Sie kann jedoch auch als eigenständige Untersuchung durchgeführt werden, ohne dass unmittelbar eine Ablation erfolgt.

Welche Risiken und Komplikationen können bei einer EPU auftreten?

Die elektrophysiologische Untersuchung ist ein etabliertes invasives Untersuchungsverfahren, das in spezialisierten Zentren regelmäßig durchgeführt wird. Dennoch ist sie wie jede Herzkatheteruntersuchung mit gewissen Risiken verbunden.

Zu den häufigeren möglichen Komplikationen gehören Blutergüsse oder Nachblutungen im Bereich der Leistenpunktion. Seltener können Verletzungen von Blutgefäßen auftreten.

Da die Elektrodenkatheter bis in das Herz vorgeschoben werden, sind in seltenen Fällen auch Verletzungen von Herzstrukturen möglich. Eine besonders seltene, aber potenziell schwerwiegende Komplikation ist die Ansammlung von Blut im Herzbeutel infolge einer Verletzung der Herzwand.

Ein wesentlicher Bestandteil der EPU ist die gezielte elektrische Stimulation des Herzens. Dabei können Herzrhythmusstörungen ausgelöst werden, was bei vielen Untersuchungen ausdrücklich beabsichtigt ist. In der Regel lassen sich diese Rhythmusstörungen durch weitere Stimulationsmanöver wieder beenden. Gelegentlich können jedoch Medikamente oder eine elektrische Kardioversion erforderlich werden.

In seltenen Fällen können auch schwerwiegende Herzrhythmusstörungen auftreten, die eine sofortige Behandlung notwendig machen. Deshalb erfolgt die Untersuchung in einem entsprechend ausgestatteten Herzkatheterlabor unter kontinuierlicher Überwachung.

Das individuelle Komplikationsrisiko hängt insbesondere von der zugrunde liegenden Herzerkrankung, der Fragestellung und dem Umfang der Untersuchung ab.