Moderne Schrittmachertherapien: Kabellose Herzschrittmacher – vom ersten Schrittmacher 1958 zum Leadless Pacing
Die Geschichte des Herzschrittmachers ist eine bemerkenswerte Geschichte medizinisch-technischen Fortschritts. Was vor fast 70 Jahren mit vergleichsweise großen und technisch einfachen Geräten begann, entwickelt sich heute zunehmend zu winzigen Schrittmachern, die direkt im Herzen sitzen und ganz ohne herkömmliche Schrittmachersonden auskommen.
1958: Der Beginn einer Erfolgsgeschichte
Als Geburtsstunde der modernen Herzschrittmachertherapie gilt der 8. Oktober 1958. An diesem Tag implantierte der schwedische Herzchirurg Åke Senning am Karolinska-Hospital in Stockholm dem Patienten Arne Larsson den ersten vollständig implantierbaren Herzschrittmacher. Entwickelt worden war das Gerät von dem Arzt und Ingenieur Rune Elmqvist. (PubMed Central (PMC))
Das damalige System hatte mit einem modernen Herzschrittmacher kaum noch etwas gemeinsam. Die Energieversorgung erfolgte über einen von außen wiederaufladbaren Nickel-Cadmium-Akku und die Lebensdauer des ersten Gerätes war ausgesprochen kurz.
Doch das Prinzip funktionierte – ein elektrischer Impuls konnte einen zu langsamen Herzschlag zuverlässig ersetzen.
Es folgte eine kontinuierliche Entwicklung: kleinere Geräte, langlebigere Batterien, zuverlässigere Elektroden, Bedarfsschrittmacher, Zweikammersysteme, frequenzadaptive Stimulation und schließlich zunehmend physiologische Stimulationsverfahren. (PubMed Central (PMC))
Das Problem der Schrittmachersonde
Bei einem klassischen Herzschrittmacher wird der eigentliche Impulsgeber meist unterhalb des Schlüsselbeins unter die Haut implantiert. Eine oder mehrere dünne Elektroden werden über eine Vene bis in den rechten Vorhof beziehungsweise die rechte Herzkammer vorgeschoben.
Dieses Prinzip funktioniert hervorragend und hat sich über Jahrzehnte bewährt. Dennoch stellen gerade Elektroden und Schrittmachertasche mögliche Schwachstellen des Systems dar.
Elektroden können beispielsweise dislozieren, im Laufe der Jahre beschädigt werden oder Infektionen verursachen. Auch im Bereich der Schrittmachertasche können Hämatome, Infektionen oder andere Probleme auftreten.
Genau hier setzt die Idee des Leadless Pacemaker, also des elektrodenlosen oder umgangssprachlich „kabellosen“ Herzschrittmachers, an.
Der Herzschrittmacher sitzt komplett im Herzen
Bei einem Leadless Pacemaker befinden sich Batterie, Elektronik und Stimulationselektrode gemeinsam in einem winzigen Gehäuse.
Eine Schrittmachertasche unter der Haut ist nicht mehr erforderlich. Ebenso entfällt die lange Elektrode zwischen Brustwand und Herz.
Das kleine System wird in der Regel über die Femoralvene in der Leistemithilfe eines Katheters bis zum Herzen vorgeschoben und dort direkt im Endokard verankert.
Damit verändert sich das Prinzip der Schrittmacherimplantation grundlegend: Aus einem System aus Aggregat und Elektrode wird ein kompakter Schrittmacher im Herzen selbst.
Micra – der winzige Schrittmacher von Medtronic
Eines der bekanntesten Systeme ist der Micra™ von Medtronic.
Das Gerät ist etwa so groß wie eine größere Vitaminkapsel und nach Herstellerangaben rund 93 Prozent kleiner als ein konventioneller Herzschrittmacher. Es wird über einen Katheter von der Leiste aus direkt in den rechten Ventrikel implantiert. (Medtronic)
Ursprünglich waren Leadless-Systeme im Wesentlichen für die reine ventrikuläre Stimulation vorgesehen. Damit eigneten sie sich besonders für Patienten, bei denen ohnehin eine VVI-Stimulation ausreichend war, beispielsweise bei permanentem Vorhofflimmern mit symptomatischer Bradykardie.
Mit Micra AV kam ein wichtiger Entwicklungsschritt hinzu. Mithilfe eines integrierten Beschleunigungssensors kann das System mechanische Signale der Vorhofkontraktion erkennen und die ventrikuläre Stimulation daran ausrichten. Dadurch lässt sich bei geeigneten Patienten eine AV-synchrone ventrikuläre Stimulation erreichen, obwohl sich tatsächlich nur ein Schrittmacher im rechten Ventrikel befindet. (PubMed Central (PMC))
AVEIR – zwei kabellose Schrittmacher kommunizieren miteinander
Einen anderen technologischen Ansatz verfolgt das AVEIR™-System von Abbott.
Neben einem ventrikulären Leadless Pacemaker kann beim AVEIR DRzusätzlich ein zweites kleines Aggregat im rechten Vorhof implantiert werden.
Damit befinden sich zwei voneinander getrennte kabellose Schrittmacher im Herzen: einer im Vorhof und einer im Ventrikel.
Das Entscheidende ist ihre Kommunikation miteinander. Über die sogenannte Implant-to-Implant-Kommunikation (i2i) können beide Geräte Schlag für Schlag Informationen austauschen und ihre Stimulation koordinieren. Dadurch wird erstmals eine echte kabellose Zweikammerstimulation ermöglicht. (Abbott)
Das ist ein entscheidender Entwicklungsschritt, denn damit kann das Leadless Pacing prinzipiell auch für Patienten interessant werden, die eine Stimulation von Vorhof und Herzkammer benötigen.
Welche Vorteile haben kabellose Herzschrittmacher?
Der entscheidende Vorteil liegt eigentlich schon im Namen: Es gibt keine transvenöse Schrittmachersonde und keine klassische Aggregattasche.
Damit können typische Probleme konventioneller Systeme wie Sondenbruch, Sondendislokation und Tascheninfektionen vermieden werden. Größere Vergleichsdaten zeigen insgesamt eine deutliche Reduktion insbesondere sonden- und taschenbezogener Komplikationen gegenüber konventionellen transvenösen Systemen. (DOI)
Auch kosmetisch ist das Verfahren attraktiv: Unterhalb des Schlüsselbeins befindet sich kein tastbares Aggregat und es entsteht dort keine Operationsnarbe.
Leadless bedeutet aber nicht komplikationslos
Auch der kabellose Herzschrittmacher ist kein risikofreies Verfahren.
Da für die Implantation ein relativ großlumiger venöser Zugang erforderlich ist, können Gefäßkomplikationen auftreten. Bei der Verankerung innerhalb des Herzens besteht außerdem ein – insgesamt seltenes, aber relevantes – Risiko einer Perforation mit Perikarderguss beziehungsweise Herztamponade. In Vergleichsstudien sind diese Komplikationen bei Leadless-Systemen teilweise häufiger als bei konventionellen transvenösen Schrittmachern. (DOI)
Hinzu kommen langfristige Fragen: Was geschieht nach Erschöpfung der Batterie? Wird das alte Gerät belassen oder entfernt? Wie viele Geräte können im Laufe eines langen Patientenlebens im Herzen verbleiben?
Systeme wie AVEIR wurden deshalb unter anderem mit Blick auf eine mögliche spätere Rückholung des Gerätes entwickelt. (PubMed Central (PMC))
Vom einfachen Impulsgeber zum Netzwerk im Herzen
Betrachtet man die Entwicklung seit 1958, wird die Dimension des Fortschritts besonders deutlich.
Der erste implantierte Schrittmacher konnte im Wesentlichen nur eines: das Herz elektrisch stimulieren.
Moderne Systeme können den Eigenrhythmus analysieren, ihre Frequenz an körperliche Belastung anpassen, Vorhof und Herzkammer koordinieren und immer differenzierter auf die individuelle elektrische Aktivität des Herzens reagieren.
Mit dem Leadless Pacing verschwindet nun zusätzlich eine Komponente, die über Jahrzehnte als unverzichtbar galt: die Schrittmachersonde.
Besonders faszinierend ist die Entwicklung von der einfachen ventrikulären Leadless-Stimulation hin zu zwei winzigen Geräten, die getrennt in Vorhof und Ventrikel sitzen und drahtlos miteinander kommunizieren.
Ist der klassische Herzschrittmacher damit bald Geschichte?
So weit sind wir noch nicht.
Konventionelle Herzschrittmacher sind ausgesprochen ausgereifte, zuverlässige und vielseitige Systeme. Darüber hinaus lässt sich nicht jede heute benötigte Form der kardialen Stimulation bereits vollständig durch Leadless-Systeme ersetzen.
Die Entwicklung zeigt jedoch eindeutig, wohin die Reise gehen könnte: kleiner, weniger invasiv, modular und zunehmend ohne transvenöse Elektroden.
Vom ersten vollständig implantierten Herzschrittmacher des Jahres 1958 bis zu zwei miteinander kommunizierenden Miniaturschrittmachern innerhalb des Herzens liegen knapp sieben Jahrzehnte.
Kaum eine andere Technologie zeigt so eindrucksvoll, wie aus einer zunächst lebensrettenden, aber technisch noch einfachen Idee Schritt für Schritt ein hochentwickeltes, zunehmend physiologisches Therapiesystem geworden ist.
Leadless Pacing dürfte dabei nicht das Ende dieser Entwicklung sein – sondern ein weiterer großer Schritt auf dem Weg zum Herzschrittmacher der Zukunft.
Mit Unterstützung von KI erstellt.
jpo