Defibrillator
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Ein Defibrillator ist ein Gerät zur Defibrillation und/oder Kardioversion, es kann durch gezielte Stromstösse an das Herz eine Kammertachykardie (Kammerflattern bei tiefen Frequenzen, Kammerflimmern bei höheren Frequenzen) beenden.

Inhaltsverzeichnis

* 1 Indikation
* 2 Therapie
o 2.1 Kardioversion
* 3 Aufbau
* 4 Bauarten
o 4.1 Implantierbarer Kardioverter-Defibrillator
o 4.2 Halbautomatische Defibrillatoren
* 5 Defribrillation durch Laien

Indikation

Die Ursache für einen plötzlichen Herztod ist in 80% aller Fälle eine pulslose ventrikuläre Tachykardie, d.h. eine pathologisch hohe Herzfrequenz (bei entsprechend hohen Frequenzen nur noch ein "Flattern" oder "Flimmern") die aufgrund der Trägheit des Blutes zu keinem effektiven Bluttransport und damit zu einer Sauerstoffunterversorgung des Körpers führt. Aus umfangreichen Studien ist bekannt, dass in diesem Zustand die Überlebenswahrscheinlichkeit pro Minute um etwa 10% sinkt.

Die Ursache für ein Kammerflimmern ist in allen Fällen eine kreisende elektrische Erregung in der Herzkammer. Im normalen, physiologischen Zustand des Herzens breitet sich pro Herzschlag - von der Herzspitze ausgehend - immer nur eine Erregungswelle im Ventrikel aus. Die Erregungswelle endet, da sie am Ausgangspunkt auf bereits depolarisierte Herzmuskelzellen trifft, die nicht mehr erregbar sind (d.h. die Welle kommt innerhalb der absoluten Refraktärzeit der Herzmuskelzellen am Ausgangspunkt an). Unter gewissen Umständen kann es dazu kommen, dass die elektrische Depolarisation der Herzmuskelzellen kürzer andauert (und damit auch die Refraktärzeit verkürzt ist), was zur Folge hat, dass die Erregungswelle - sobald sie wieder am Ausgangspunkt ankommt - auf wieder depolarisierbare Herzmuskelzellen trifft und somit eine neue Erregungswelle ausgelöst wird. Der Vorgang wiederholt sich und führt somit zu einer kreisenden elektrischen Erregung im Ventrikel.

In den restlichen 20% der Fälle ist der plötzliche Herztod Ursache einer Asystolie oder eines AV-Blockes 3. Grades, bei denen der Ventrikel nicht mehr kontrahiert. Letzteres ist nur durch einen Herzschrittmacher zu therapieren. Bei einer Asystolie wird ebenfalls keine Defibrillation, sondern eine Kardiopulmonale Reanimation (Basisreanimation) durchgeführt.

Therapie

Die kreisende elektrische Erregung im Herzen, die ja die Ursache für ein Kammerflimmern darstellt, lässt sich durch eine gleichzeitige Stimulation von mindestens 70% aller Herzmuskelzellen unterbechen. Dabei wird eine große Anzahl von Zellen gleichzeitig depolarisiert, was zur Folge hat, dass diese Zellen eine relativ lange Zeit (etwa 250ms = Refraktärzeit der Zellen) nicht mehr erregbar sind. Die Erregungswelle im Ventrikel trifft dann mit großer Wahrscheinlichkeit irgendwann nur noch auf Zellen, die sich noch innerhalb ihrer Refraktärzeit befinden und damit nicht mehr erregbar sind. Der kreisenen Welle wird quasi der Weg abgeschnitten. Das Herz befindet sich nun wieder in einem Ausgangszustand, in dem das natürliche Erregungsleitungssystem die Stimulation des Herzens wieder übernehmen kann.

Die gleichzeitige Depolarisation vieler Zellen wird durch einen starken Stromimpuls (mindestens 2 A für eine Dauer von 10-20 ms) durch das Herz erzielt, der von dem Defibrillator durch den Körper des Patienten geleitet wird. Allerdings gibt es keinen Grenzwert der Stromstärke oder Energiemenge, ab dem der Schock mit Sicherheit erfolgreich ist. Statt dessen wird ein Wert angegeben, ab dem der Schock mit gewisser Wahrscheinlichkeit zum Erfolg führt. Verbreitet ist der DFT90 Wert, der die Schwelle angibt, bei der die Erfolgswahrscheinlichkeit bei 90% liegt. Der Grenzwert wird üblicherweise als Energie des Elektroschocks in Joul angegeben. Der Maximalwert für Erwachsene liegt bei etwa 360 J. Empfohlen werden von der American Heart Association (AHA) 3 J/Kg Körpergewicht bei Erwachsenen und 2-4 J/Kg bei Kindern und Säuglingen. Je länger das Herzflimmern bereits andauert, desto höher ist die erforderliche Energiemenge. Spätestens beim dritten erfolglosen Schockversuch wird die maximale Energiemenge abgegeben. Nach erfolgreicher Schockabgabe tritt üblicherweise ein temporärer AV-Block auf, der durch eine externe Stimulation überbrückt werden muss.

Kardioversion

In manchen Fällen tritt ein Herzflimmern nur in den Vorhöfen auf (Vorhofflimmern). Dieser Zustand ist noch nicht lebensbedrohlich, da der Ventrikel weiterhin kontrahiert und Blut durch den Körper pumpt. Allerdings ist die Pumpleistung des Herzens in diesem Fall reduziert und es besteht außerdem die Gefahr, dass sich das Flimmern der Vorhöfe auf die Ventrikel überträgt. Deshalb wird in der Regel auch hier eine Defibrillation durchgeführt. Allerdings ist bei dieser Behandlung darauf zu achten, dass der Elektroschock nicht in der vulnerablen Phase des Ventrikels abgegeben wird, da dadurch ein lebensbedrohliches Kammerflimmern ausgelöst werden kann. Um dies zu vermeiden wird die Schockabgabe von dem EKG des Patienten getriggert, der Schock wird dabei 20 ms nach der R-Zacke abgegeben und verläuft damit in ca. 90% der Fälle erfolgreich. Diese Therapieform bezeichnet man als Kardioversion.

Aufbau

Prinzipiell besteht ein Defibrillator aus einem Akkumulator, einem DC/DC-Wandler, einem Kondensator, einer Ausgangsschaltung und einer Steuereinheit. Da die Spannung des Akkumulators für einen Elektroschock zu klein ist, muss mit Hilfe eines DC/DC-Wandlers eine größere Spannung erzeugt werden mit der der Kondensator auf eine zuvor eingestellte Energie aufgeladen wird. Auf Knopfdruck gibt der Kondensator seine gespeicherte Energie, bis zu 360 Joule, an den Patienten ab. Diese Energie wird über großflächige Elektroden (so genannte Paddels), die mit den Händen auf den Brustkorb des Patienten gedrückt werden, abgegeben. Die Ausgangsschaltung sorgt für die Generierung bestimmter Pulsformen. Die Steuereinheit regelt den Ladevorgang des Kondensators, leitet die Ausgangsschaltung und sorgt auch dafür, dass bei nicht erfolgter Schockabgabe die Energie des Kondensators über einem internen Widerstand verbraucht wird (Schutzschaltung). Moderne Defibrillatoren arbeiten biphasisch. Das bedeutet, dass von der Ausgangsstufe nicht nur ein Stromstoß abgegeben wird, sondern dass durch Spannungswechsel an den Paddles auch Stromstöße in umgekehrter Richtung abgegeben werden. Da bei dieser Methode mit geringeren Energien gearbeitet werden kann, ist die biphasische Defibrillation für den Patienten schonender.

Bauarten

Konventionelle (nicht-automatisierte) Defibrillatoren beinhalten auch Funktionen eines EKGs, mit dessen Hilfe der Arzt die Entscheidung zur Defibrillation trifft.

Manche Defibrillatoren beinhalten auch Funktionen eines Herzschrittmachers, ein Gerät zur Messung der Sauerstoffsättigung und eins zur Blutdruckmessung.

Implantierbarer Kardioverter-Defibrillator

Bei Patienten mit hohem Risiko für Kammerflimmern können miniaturisierte automatische Defibrillatoren (Implantierbare Kardioverter-Defibrillatoren oder ICDs von englisch Internal Cardioverters/Defibrillators), ähnlich einem Herzschrittmacher, implantiert werden.

Halbautomatische Defibrillatoren

Halbautomatische Defibrillatoren, sogenannte Automatisierter Externer Defibrillator (AED), haben zusätzlich zu den oben genannten Funktionen die Option, nichtärztliches medizinisches Personal (z. B. Sanitäter) bei ihren Entscheidungen zu unterstützen.

Bei diesen Automatisierten Externen Defibrillatoren analysiert eine Software den Herzrhythmus und entscheidet danach, ob eine Defibrillation sinnvoll ist. Diese können auch von Laien benutzt werden.

Defribrillation durch Laien

Vor allem in angelsächsischen Ländern werden halbautomatische Defibrillatoren, sogenannte Public Access Defibrillator (PAD) zunehmend an öffentlichen Orten (Flughäfen, Casinos, Bahnhöfen, etc.) deponiert, um eine bessere Reanimation zu ermöglichen (Frühdefibrillation). Die Standorte werden dabei durch folgendes Sicherheitszeichen gekennzeichnet.

Auch in Deutschland ist ein solcher Trend zu beobachten. Diese Geräte führen den Anwender durch Sprachanweisungen durch die Defibrillation. Entgegen vieler Aussagen handelt es sich bei den in Deutschland eingesetzten Geräten nicht um sog. Vollautomaten, da die Freigabe der Defibrillation nur durch den Anwender erfolgt. Somit handelt es sich ebenfalls um Halbautomaten.