Die Anästhesiologie
Autoren
Bernhard Zwißler und Kim Alexander Boost

Anästhesie bei Patienten mit Herzschrittmachern und implantierbaren Kardioverter-Defibrillatoren (ICD)

Im Jahr 2015 wurde in Deutschland bei 105.835 Patienten ein elektronisches Unterstützungssystem des Herzens implantiert. Insgesamt leben in Deutschland aktuell etwa 1 Mio. Menschen mit einem implantierten Herzschrittmacher. Neben antibradykarden Systemen kommen antitachykarde Schrittmacher, implantierbare Kardioverter-Defibrillatoren (ICD) sowie zunehmend auch biventrikuläre Schrittmachersysteme zur kardialen Resynchronisationstherapie (CRT) zum Einsatz. Komplett intrakardiale, sondenlose Systeme befinden sich in der klinischen Erprobung. Weltweit werden ca. 1500 verschiedene Aggregate durch mehr als 20 Hersteller produziert und technisch kontinuierlich modifiziert. Die perioperative Betreuung von Patienten mit Schrittmachern und ICD stellt daher für den Anästhesisten nicht nur eine medizinische, sondern oftmals auch eine technische und logistische Herausforderung dar.

Epidemiologie

Im Jahr 2015 wurde in Deutschland bei 105.835 Patienten ein elektronisches Unterstützungssystem des Herzens implantiert [1]. Insgesamt leben in Deutschland aktuell etwa 1 Mio. Menschen mit einem implantierten Herzschrittmacher. Neben antibradykarden Systemen kommen antitachykarde Schrittmacher, implantierbare Kardioverter-Defibrillatoren (ICD) sowie zunehmend auch biventrikuläre Schrittmachersysteme zur kardialen Resynchronisationstherapie (CRT) zum Einsatz. Weltweit werden ca. 1500 verschiedene Aggregate durch mehr als 20 Hersteller produziert und technisch kontinuierlich modifiziert. Die perioperative Betreuung von Patienten mit Schrittmachern und ICD stellt daher für den Anästhesisten nicht nur eine medizinische, sondern oftmals auch eine technische und logistische Herausforderung dar [2, 3].

Indikation zur Implantation

Die Indikation zur Implantation antibradykarder Schrittmacher wird heute – u. a. wegen des negativen Einfusses einer rechtsventrikulären Stimulation auf die linksventrikuläre Pumpfunktion [4] – strenger gestellt als noch vor einigen Jahren. Die zugrundliegende kardiale Problematik ist häufig komplex und erfordert ein differenziertes Vorgehen [5]. Voraussetzung ist jedoch meist das Vorhandensein einer symptomatischen Herzrhythmusstörung [5].
Häufige Indikationen für Herzschrittmacher (Auswahl; komplette Übersicht bei [5, 6]):
  • Symptomatisch
    • Sinusbradykardie,
    • Sinusknotenerkrankungen/hypersensitiver Karotissinus,
    • AV-Block II. Grades, Mobitz I (Wenkebach),
    • Vorhofflimmern mit niedriger Kammerfrequenz,
    • bi- und trifaszikulärer Block/wechselnder Block.
  • Asymptomatisch
    • AV-Block III. Grades (permanent),
    • AV-Block III. Grades n. AV-Knoten Ablation,
    • AV-Block II. Grades, Typ Mobitz II.
Im Gegensatz zur Platzierung einer rechtsatrialen (z. B. für AAI-Stimulation) und/oder rechtsventrikulären (z. B. DDD-Stimulation) Schrittmachersonde kann durch eine biventrikuläre Stimulation die Ventrikelkontraktion synchronisiert und so die Myokardarbeit effizienter gemacht werden („cardiac resynchronization therapy“, CRT). Hierzu wird zusätzlich zu den Standardsonden eine weitere Sonde über den Sinus coronarius in den Bereich der epikardialen Venen des linksventrikulären Myokards vorgeschoben. Indikation für die biventrikuläre Stimulation ist die Herzinsuffizienz im NYHA-Stadium III trotz optimaler Medikation mit Linksschenkelblock (QRS-Zeit von >120 ms), einer EF von <35 % sowie erhaltenem Sinusrhythmus [7]. Biventrikuläre Schrittmacher stellen somit nicht primär eine Therapie von Rhythmusstörungen, sondern der Myokardinsuffizienz dar und können bei entsprechenden Risikopatienten die Morbidität und die Letalität signifikant senken [8].
Implantierbare Kardioverter-Defibrillatoren (ICD) kamen nach der klinischen Erstzulassung im Jahre 1985 zunächst v. a. bei Patienten zum Einsatz, die mindestens eine lebensbedrohliche supraventrikuläre oder ventrikuläre Tachykardie bzw. einen Herzstillstand infolge Kammerflimmern überlebt hatten. Aktuelle Klasse-I-Indikationen für die Implantation eines ICD gemäß den Leitlinien der American Heart Association (AHA) von 2012 [9, 10] sind:
  • Zustand nach Kreislaufstillstand auf dem Boden von Kammerflimmern (VF) bzw. ventrikulärer Tachykardie (VT),
  • spontan auftretende und anhaltende ventrikuläre Tachykardie auf dem Boden einer strukturellen Herzerkrankung,
  • Synkopen unbekannter Ursache und bei elektrophysiologischer Untersuchung auslösbare, hämodynamisch wirksame und anhaltende Kammertachykardie bzw. Kammerflimmern ohne Möglichkeit einer wirksamen medikamentösen Prophylaxe,
  • schlechte Linksherzfunktion (EF ≤35 %) nach mindestens 40 Tage vorausgegangenem Myokardinfarkt und NYHA-Status II oder III,
  • schlechte Linksherzfunktion (EF ≤30 %) nach mindestens 40 Tage vorausgegangenem Myokardinfarkt und NYHA-Status I,
  • selbstlimitierende Kammertachykardie bei Patienten mit KHK, vorausgegangenem Myokardinfarkt und Linksherzdysfunktion,
  • nichtischämische dilatative Kardiomyopathie (EF ≤35 %) und NYHA-Status II oder III.
Die prophylaktische Implantation eines ICD verbessert bei Patienten nach Myokardinfarkt und gleichzeitig schlechter Linksherzfunktion (EF <30 %) das Überleben [11].
Patienten mit Herzschrittmacher (konventionell, biventrikulär und/oder ICD) weisen ein erhöhtes perioperatives kardiales Risiko auf [12, 13]. Probleme treten dabei v. a. auf dem Boden der Grunderkrankung und nur selten wegen Fehlfunktion des Schrittmachersystems auf [12].

Funktionsprinzipien

Schrittmacher

Jeder Schrittmacher besteht aus Steuerungseinheit und einer oder mehreren Elektroden. Über die Elektrode(n) werden elektrische Impulse von definierter Reizstärke und Impulsdauer zum Herzen geleitet und lösen dort bei Überschreiten der Reizschwelle ein Aktionspotenzial aus.
Schrittmacherelektroden
Die Elektroden moderner Schrittmachersysteme werden meist im rechten Ventrikel und/oder rechten Vorhof endokardial sowie bei biventrikulärer Stimulation zusätzlich im Sinus coronarius („3-Kammer-Schrittmacher“) platziert. Man unterscheidet unipolare und bipolare Elektroden. Bei unipolaren Systemen ist das Aggregat über eine Elektrode mit dem Herzen verbunden; die Rückleitung des Reizstroms erfolgt über das Körpergewebe zum Schrittmachergehäuse (= indifferente Elektrode). Bei bipolaren Systemen fließt der Reizstrom zwischen zwei direkt am Herz befestigten Elektroden. Die Gehäuse von Schrittmachern und ICD werden heute vorzugsweise infraklavikulär subkutan oder unter der Muskelfaszie zwischen Thoraxwand und M. pectoralis implantiert.
Die Mehrzahl der heute implantierten Schrittmacher sind bipolare Systeme. Schrittmacher-Spikes im EKG (und auf dem Monitor) sind hier deutlich niedriger als bei unipolaren Systemen und können leicht übersehen werden. Zur perioperativen Visualisierung der Schrittmacheraktivität ist die Aktivierung der Schrittmacher Detektionsfunktion am Überwachungsmonitor zu empfehlen.
Cave
Zunehmend kommen heute auch komplett intrakardial implantierte Schrittmacher zum Einsatz (Abb. 1). Patienten mit solchen Systemen sind von außen nicht mehr zu erkennen, da hier die sonst erforderliche subkutane Implantation des Aggregats entfällt.
Schrittmachertypen
Bei den antibradykarden Schrittmachern lassen sich je nach Ort und Anzahl der Elektroden, der Fähigkeit zur Reizwahrnehmung (Sensing) bzw. der Art der Reizantwort verschiedene Schrittmachertypen unterscheiden:
  • Festfrequente Schrittmacher erkennen die elektrische Aktivität des Herzens nicht und stimulieren das Myokard mit einer definierten Frequenz unabhängig vom Eigenrhythmus des Patienten (asynchrone Stimulation). Dieser Typ wird heute nicht mehr implantiert. Bei elektrischer Interferenz oder Magnetauflage können jedoch Demand-Schrittmacher in diesen Modus übergehen.
  • Demand-Schrittmacher registrieren die elektrische Spontanaktivität des Herzens. Ein Impuls wird nur dann ausgelöst, wenn dies wegen fehlender oder zu geringer Spontanaktion notwendig ist (synchrone Stimulation). Liegt die Eigenfrequenz des Patienten über der Stimulationsfrequenz des Geräts, so werden keine Impulse ausgesandt (Inhibition). Bei allen modernen Schrittmachersystemen können Funktionsparameter (Frequenz, Stromstärke, Spannung, Stimulationsmodus u. a.) auch nach Implantation durch Programmierung von außen modifiziert und mittels Telemetrie abgefragt und kontrolliert werden.
  • Frequenzadaptierende Schrittmacher sind in der Lage, auf Änderungen definierter physiologischer Variablen des Patienten (z. B. Atemfrequenz, Temperatur, pH, QT-Zeit etc.) selbstständig mit Änderungen der Stimulationsfrequenz zu reagieren.
Schrittmacherfehlfunktion
Schwere primäre Fehlfunktionen von Schrittmachern sind selten [14]. Dysfunktionen traten jedoch bei präoperativen Patienten in bis zu 12 % der Fälle auf [12]. Sie lassen sich in 6 Kategorien einteilen (Tab. 1).
Tab. 1
Mögliche Ursachen für eine Schrittmacherfehlfunktion
Kategorie der Fehlfunktion
Zeichen im EKG
Schrittmacher sendet kein Stimulationssignal („failure to pace“)
Schrittmacherspikes im EKG fehlen völlig
Stimulationssignal wird nicht vom Myokard übernommen („failure to capture“)
Schrittmacherspikes sind im EKG vorhanden, lösen aber keine Herzaktion aus
Eigenaktionen des Patienten werden nicht erkannt („undersensing“)
Schrittmacherspikes fallen ein, obwohl normale P-Wellen oder QRS-Komplexe vorhanden sind (Tab. 2)
Elektrische Störeinflüsse werden als Herzaktionen interpretiert („oversensing“)
Abnorme Schrittmacherfrequenzen mit regelmäßigen oder zufälligen Pausen
Abnorme Stimulationsfrequenz
Herzfrequenz unterhalb oder oberhalb der einprogrammierten Grenzen
Spezifische Interaktionen von Zweikammersystemen
Meist hochfrequente Stimulation
Zur Diagnose einer Schrittmacherfehlfunktion ist ein 12-Kanal-EKG, ein Thoraxröntgenbild sowie eine telemetrische Abfrage des Aggregats und seiner Funktionsbedingungen (Stimulationsschwelle?, Sensingschwelle?, Batteriefunktion?, Sondenimpedanzen?) erforderlich.

ICD

Im Grundsatz messen alle ICD das R-R-Intervall und kategorisieren es in normal, zu schnell oder zu langsam. Überschreitet die Anzahl der R-R-Intervalle pro Zeiteinheit eine vorgegebene Zahl, so wird eine antitachykarde Überstimulation („overpacing“) bzw. eine Defibrillation ausgelöst. Moderne ICD enthalten daneben zusätzlich Funktionen konventioneller antibradykarder Schrittmacher (z. B. zur Stimulation bei Asystolie oder Bradykardie) mit Platzierung von bis zu 3 Sonden (RV, RA, LV).

Subkutane ICD-Systeme

Insbesondere wegen des relevanten Risikos von Sondendysfunktion und Sondeninfektionen und der damit verbundenen reduzierten Haltbarkeit von transvenösen Sonden (30–40 %-Ausfall nach 5–10 Jahren) wurde in den letzten Jahren ein rein subkutanes ICD-System entwickelt, welches seit 2009 in Deutschland verfügbar ist und bei guten Daten zu Sicherheit zunehmend eingesetzt wird. Anders als bei einem transvenösen ICD-System wird das Aggregat in der Regel auf der linken Seite der Brust neben dem Brustkorb implantiert und die Elektrode unmittelbar unter der Haut zum Brustbein hin und am Brustbein bis unterhalb der Jugulargrube implantiert.
Der komplett subkutane ICD (S-ICD) eignet sich v. a. für junge Patienten, bei denen eine lange Haltbarkeit des S-ICDs gefordert ist, für Patienten mit angeborenen Herzfehlern (komplexe Klappenvitien, Voroperationen, z. B. Fontansituation), bei denen eine transvenöse ICD-Anlage komplikationsreich oder unmöglich sein kann und Patienten mit primär elektrischen Erkrankungen (z. B. Long-QT Syndrom, Brugada-Syndrom, idiopathisches Kammerflimmern etc.). Der S-ICD erlaubt nur eine temporäre transthorakale Stimulation für 30 s post-Schock und verfügt über keinerlei antibrady- oder antitachykarde Stimulationsmöglichkeit, sodass er für Patienten mit Schrittmacherindikation oder ventrikulären Rhythmusstörungen (z. B. monomorphe VT’s, die mittels ATP limitiert werden können) nicht in Frage kommt.
Das System gilt als gute Alternative zu konventionellen transvenösen Systemen v. a. bei jüngeren Patienten und bei Patienten nach Sondenkomplikationen oder -infektionen.

Nomenklatur

Schrittmacher

Die Nomenklatur der verschiedenen Schrittmachersysteme erfolgt mit Hilfe eines seit 1988 geltenden und 2002 revidierten international standardisierten 5-Buchstabencodes (Tab. 2; [15]). Die ersten 3 Buchstaben beziehen sich ausschließlich auf antibradykarde Schrittmacher und kennzeichnen die stimulierte Kammer, die steuernde Kammer sowie die Art der Reizantwort des Schrittmachers auf eine erfasste elektrische Herzaktion (Betriebsart). Buchstabe 4 gibt Auskunft über die Möglichkeit der Frequenzmodulation. Buchstabe 5 bezeichnet eine biatriale oder biventrikuläre Stimulation (= A, V, D).
Tab. 2
NBG-Herzschrittmacher-Code nach der Revision 2002. (Nach: [5])
1. Buchstabe
2. Buchstabe
3. Buchstabe
4. Buchstabe
5. Buchstabea
Stimulierte Kammer
Steuernde Kammer
Betriebsart
Frequenzadaptation
Multifokale Stimulation
0 = Keine
0 = Keine
0 = Keine
0 = Keine
0 = Keine
A = Atrium
A = Atrium
T = Getriggert
R =F („adaptive rate“)
A = Atrium
V = Ventrikel
V = Ventrikel
I = Inhibiert
 
V = Ventrikel
D = Doppelt (A+V)
D = Doppelt (A+V)
D = Doppelt (T + I)
 
D = Doppel (A+V)
aBeim 5. Buchstaben: „A“ bedeutet Stimulation an mehr als einer Stelle im rechten Atrium (oder Stimulation im rechten und linken Atrium). „V“ steht für die Stimulation an mehr als einer Stelle im rechten Ventrikel oder biventrikuläre Stimulation (Stimulation im rechten und linken Ventrikel). „D“ steht für Multisite-Stimulation in Atrium und Ventrikel. „0“ bedeutet keine Multisite-Stimulation, weder in Atrium noch in Ventrikel. Vor der Revision des Schrittmachercodes 2002 gab der fünfte Buchstabe die antitachykarde Funktion wieder. „0“ bedeutet keine antitachykarde Funktion, „P“ (Pacing) antitachykarde Stimulation, „S“ (Shock) und „D“ (Dual) Pacing und Shock. Gelegentlich wird diese veraltete Nomenklatur noch gebraucht
Beispiel
Ein V00-Schrittmacher stimuliert den Ventrikel (V), erhält keine Information vom Herzen (0) und kann daher nicht darauf reagieren (0). Er stimuliert das Herz mit fester Frequenz unabhängig vom Eigenrhythmus des Patienten (asynchron).
Beispiel
Ein VVI-Schrittmacher stimuliert den Ventrikel (V). Hat der Patient eigene Kammerkomplexe, so werden diese erkannt (V) und die Stimulation inhibiert (I). Etwa 40 % der heute implantierten Aggregate sind Schrittmacher vom VVI- (oder AAI-)Typ.
Beispiel
Ein DDD-Schrittmacher ist in der Lage, über 2 getrennte Elektroden sowohl den Vorhof und Ventrikel zu stimulieren (D) als auch deren elektrische Herzaktivität zu detektieren (D). Als Reizantwort sind sowohl Inhibierung als auch Triggerung möglich (D). Erkennt der Schrittmacher eine P-Welle bzw. den QRS-Komplex, so wird die Stimulation über die entsprechende Elektrode inhibiert. Eine P-Welle bei fehlendem QRS-Komplex löst eine Stimulation des Ventrikels aus („Triggerung“). Fehlen sowohl P-Welle als auch QRS-Komplex, erfolgt eine Stimulation von Vorhof und Kammer. Etwa 60 % der heute implantierten Aggregate sind Schrittmacher vom DDD-Typ.
Beispiel
Bei der VDD-Stimulation kann über eine einzige, im Ventrikel platzierte Sonde sowohl atrial wahrgenommen als auch ventrikulär stimuliert werden. Eine effektive Vorhofstimulation ist über diese im Atrium frei flottierende Elektrode meist nicht möglich, sodass als Stimulationsmodus nicht DDD, sondern VDD programmiert wird.
Beispiel
Ein DDDRV-Schrittmacher verfügt neben den Eigenschaften eines DDD-Schrittmachers über die Fähigkeit, die Herzfrequenz an den Bedarf anzupassen (R; „rate response“) und stimuliert rechten und linken Ventrikel mit unterschiedlichen Elektroden, wodurch die Kontraktionseffizienz z. B. bei Patienten mit Herzinsuffizienz optimiert wird.

ICD

Die Nomenklatur von ICD erfolgt ebenfalls nach einem international standardisierten Kode (Tab. 3). Während lange Zeit nur ventrikuläre ICD implantiert wurden (z. B. VVEV), sind heute zunehmend auch Systeme mit (bi)ventrikulärem und atrialem Modus (2–3 Sonden) verfügbar.
Tab. 3
NBD-Code von implantierbaren Kardioverter-Defibrillatoren (ICD; Nach: [15])
1. Buchstabe
2. Buchstabe
3. Buchstabe
4. Buchstabe
Schockkammer
Antitachykarde Stimulationskammer
Tachykardiedetektion
Antibradykarde Stimulationskammerb
O = Keine
O = Keine
E = EKG
 
A = Atrium
A = Atrium
H = Hämodynamika
 
V = Ventrikel
V = Ventrikel
  
D = Dual (A+V)
D = Dual (A+V)
  
aHämodynamische Sensoren sind bislang nicht im klinischen Einsatz
bFür eine genaue Identifikation wird die Position 4 in den kompletten NBG-Code übersetzt, z. B. VVE-DDDRV für einen ICD mit ventrikulärer Schockabgabe und antitachykarder Pacingfuktion sowie antibradykardem DDD-Modus, Frequenzadaptation und Resynchronisationstherapie im Ventrikel

Anästhesiologisches Management

Präoperative Befunderhebung

Die präoperative Befunderhebung und das anästhesiologische Management unterscheiden sich zwischen Patienten mit Schrittmachern und ICD nicht grundsätzlich. Träger von Schrittmachern oder ICD sind häufig ernsthaft kardial vorerkrankt. Eine sorgfältige präoperative Befunderhebung ist daher bei diesen Patienten unerlässlich. Art und Umfang der Untersuchung richten sich nach der jeweiligen Grundkrankheit.
Anamnese und körperliche Untersuchung
Patienten mit Herzschrittmacher weisen häufig Begleiterkrankungen von Herz, Kreislauf oder Stoffwechsel auf (KHK, Myokardinfarkt, Hypertonie, Herzinsuffizienz, Diabetes mellitus, Rhythmusstörungen, Herzfehler, Kardiomyopathie u. a.), die das Anästhesie- und Operationsrisiko erhöhen. Bei Anamnese, Inspektion und körperlicher Untersuchung ist daher auf Symptome dieser Erkrankungen zu achten. Synkopen oder Schwindelzustände können zusätzlich auf eine Fehlfunktion des Schrittmachers hindeuten. Nach kreislaufaktiver Medikation sollte gezielt gefragt werden, da Digitalis und Katecholamine die Flimmerschwelle des Herzens herabsetzen.
ICD sind heute miniaturisiert, verfügen in der Regel über mehrere Sonden und können daher – auch wegen des identischen Implantationsorts – bei der körperlichen Untersuchung bzw. der Beurteilung eines Röntgenthoraxbildes leicht mit Schrittmachern verwechselt werden.
Labor und Blutgasanalyse
Hypoxämie, Hyperkapnie, Azidose, Hypernatriämie sowie ein erhöhtes intrazelluläres Kalium können funktionell ein Schrittmacherversagen durch Erhöhung der Reizschwelle des Herzens zur Folge haben. Die Konzentration der Elektrolyte im Serum sollte daher präoperativ im Normbereich liegen.
Ebenso sind Störungen der Oxygenierung bzw. des Säure-Basen-Haushalts bei Verdacht durch eine Blutgasanalyse zu objektivieren und präoperativ zu therapieren.
Die routinemäßige Durchführung von Labortests „nur“ aufgrund eines implantierten Schrittmachers oder ICD und ohne spezielle Indikation ist nicht erforderlich [14, 16].
EKG
Das EKG ist bei Patienten ohne Spontanaktivität des Herzens wegen der Schrittmacher induzierten, artifiziellen Erregungsausbreitung und -rückbildung meist nur eingeschränkt beurteilbar, erlaubt jedoch eine grobe Abschätzung der Funktion des Geräts (Abb. 2) bzw. der Abhängigkeit des Patienten vom Schrittmacher.
Geht z. B. bei einem VVI-Schrittmacher jedem QRS-Komplex eine Stimulation voraus, ist der Patient wahrscheinlich vom Schrittmacher abhängig und kann daher bei einem Ausfall des Aggregats vital gefährdet sein. Weist das EKG dagegen vorwiegend spontane QRS-Komplexe auf, ist eine Abhängigkeit vom Schrittmacher wenig wahrscheinlich. Wird der Schrittmacherspike nicht durch eine Vorhof- oder Kammeraktion gefolgt, so besteht der Verdacht auf eine Fehlfunktion (Tab. 1). Zeigt das EKG wegen eines zu hohen Eigenrhythmus des Patienten keine Schrittmacherspikes, so können die meisten Schrittmacher durch Auflegen eines Magneten in eine festfrequente Stimulationsform überführt und so deren Fähigkeit zur Impulsgebung überprüft werden. Stimuliert das Aggregat bei Magnetauflage mit einer langsameren Frequenz als der eigentlich zu erwartenden Magnetfrequenz, ist dies ein Zeichen für einen Batterieabfall des Aggregats.
Ein präoperatives 12-Kanal-EKG ist bei Patienten mit Herzschrittmachern jedoch nicht mehr erforderlich, sofern die regelmäßig vorgesehenen Schrittmacherkontrollen durchgeführt wurden und der Patient keine klinischen Symptome aufweist [16].
Dagegen sollte bei ICD-Trägern ein aktuelles 12-Kanal-EKG präoperativ verfügbar sein [16].
Thoraxröntgenaufnahme
Eine Thoraxröntgenaufnahme gibt Aufschluss über Anzahl, Zugang, Insertionsstelle sowie gelegentlich auch über die Integrität der Elektroden und erlaubt wegen der integrierten „Röntgen-Signatur“ auch eine Identifikation des Schrittmachertyps.
Die routinemäßige Anfertigung eines präoperativen Röntgenbilds ohne spezielle Indikation ist jedoch nicht erforderlich.
Schrittmacherspezifische Informationen
Dem Anästhesisten sollten präoperativ die folgenden schrittmacherspezifischen Informationen bekannt sein:
  • Indikation zur Implantation,
  • Datum der Implantation,
  • Art des Schrittmachers,
  • Eigenrhythmus des Patienten („Ist der Patient schrittmacherabhängig?“),
  • Stimulationsfrequenz/Magnetfrequenz,
  • Zeitpunkt der letzten Kontrolle und Informationen zum Batteriestatus.
Die meisten dieser Informationen lassen sich zusammen mit weiteren technischen Daten (Reizstromstärke, Wahrnehmungsschwelle etc.) dem internationalen Schrittmacherpass entnehmen, den alle Patienten bei Implantation ihres Schrittmachers erhalten. Die normale Lebensdauer eines SM-Aggregats liegt zwischen 6 und 12 Jahren. Routinekontrollen finden meist im Abstand von 6–12 Monaten statt. Liegt die letzte offizielle Kontrolluntersuchung des Schrittmachers mehr als 1 Jahr zurück bzw. ergeben sich anamnestisch oder klinisch Hinweise auf eine Störung, muss das Aggregat wegen der hohen Rate von Fehlfunktionen (ca. 15 %) präoperativ getestet werden und das Testergebnis dem Anästhesisten vorliegen [14].
Die präoperative telemetrische Kontrolle des Aggregats liefert die sichersten Informationen zur Funktionstüchtigkeit der Sonden und dem aktuell eingestellten Programm [14].

Narkoseverfahren

Ein spezielles Narkoseverfahren bei Patienten mit Herzschrittmachern oder ICD gibt es nicht. Grundsätzlich können alle gängigen Techniken der Allgemein- und Regionalanästhesie sowie alle in der Anästhesie gebräuchlichen Medikamente zum Einsatz kommen [17]. Durch Succinylcholin bzw. Etomidate ausgelöste Muskelzuckungen und Myokloni können jedoch sehr selten zu einer Inhibierung eines VVI-Schrittmachers mit Bradykardie bzw. Asystolie führen. Bei Demand-Schrittmachern wird daher die Verwendung nichtdepolarisierender Relaxanzien bzw. die präoperative Umprogrammierung auf festfrequente Stimulation empfohlen [18]. Störungen der Funktion infolge Anwendung von Lachgas oder Lokalanästhetika sind eine Rarität. Isofluran und Propofol verändern die Defibrillationsschwelle von ICD nicht. Der Effekt anderer Anästhetika ist bislang nicht untersucht [14].
Eine perioperative Endokarditisprophylaxe wegen eines implantierten Herzschrittmachers oder ICD ist nicht notwendig.

Komplikationen durch Hochfrequenzchirurgie

Elektromagnetische Störsignale sind auch heute noch die Hauptursache für technische Probleme bei Patienten mit Schrittmachern und ICD.
Cave
Intra- und postoperativ kann v. a. die Hochfrequenzchirurgie (Resektoskope und Elektrokauter) mit der Schrittmacherfunktion interferieren.
Bei elektromagnetischen Störsignalen schalten Demand-Schrittmachern auf eine niederfrequente asynchrone Stimulation (V00) um. Diese kann eine unkoordinierte Stimulation des Herzens, Rhythmusstörungen bis hin zu Kammerflimmern auf dem Boden eines R-auf-T Phänomens zur Folge haben. Das Risiko ist insbesondere bei Patienten mit herabgesetzter Flimmerschwelle (Therapie mit Digitalis bzw. Katecholaminen, Hypokaliämie, frischer Infarkt, ventrikuläre Extrasystolen) erhöht.
Hochfrequenzchirurgie in der Nähe des Schrittmacheraggregates (<15 cm) birgt zudem die Gefahr der direkten Beschädigung mit Totalausfall des Aggregats. Eine thermische Schädigung im Bereich der Elektrodenspitze kann zu einer Erhöhung der Reizschwelle des Myokards führen und funktionell einem Ausfall des Aggregats gleichkommen. Eine transitorische Inhibition bzw. falsche Synchronisation der Reizgebung tritt auf, wenn der Schrittmacher die Impulse des Elektrokauters als herzeigene Signale interpretiert. Patienten ohne Eigenrhythmus sind dann besonders gefährdet. Einige Aggregate reagieren auf längerdauernde elektromagnetische Störwellen mit einem sog. „mode reset“, z. B. von DDD auf VVI oder VOO. Diese Reprogrammierung kann den Verlust der atrioventrikulären Synchronisierung zur Folge haben und so die Hämodynamik verschlechtern [13].
Vorsichtsmaßnahmen
Eine grundsätzliche prophylaktische Umprogrammierung von Demand-Schrittmachern auf einen asynchronen V00-Modus ist nicht erforderlich. Bei absolut schrittmacherabhängigen Patienten sollte zu Beginn der Operation unter Monitorkontrolle während des Einsatzes des Elektrokauters auf relevante Pausen und Asystolien durch Inhibierung des Aggregats geachtet werden. Bei deren Auftreten und weiterhin notwendiger Anwendung des Elektrokauters sollte durch Auflage eines Magneten auf den Schrittmacher dessen Wechsel in einen starrfrequenten V00- oder D00-Modus ausgelöst werden.
Nachfolgende Vorsichtsmaßnahmen sollten bei jeder Operation beachtet werden:
Perioperative Vorsichtsmaßnahmen bei Schrittmacherpatienten und Hochfrequenzchirurgie
  • Koagulation, wenn möglich, mittels bipolarem Elektrokauter. Schäden an Aggregat oder Myokard sind hierbei nahezu ausgeschlossen
  • Reizstromstärke so gering wie möglich
  • Kein direkter Kontakt von Schrittmachergehäuse und Elektrokauter
  • Anbringen der Neutralelektrode („Erdung“), sodass der Schrittmacher nicht zwischen Kauter- und Neutralelektrode liegt und der Abstand zwischen elektrischem Feld und Schrittmacher möglichst groß ist
  • Anwendung des Kauters möglichst selten
  • Keine kontinuierliche Anwendung des Elektrokauters über mehrere Sekunden
  • Keine rhythmisch intermittierende Anwendung des Elektrokauters
(Abb. 3 und 4)
Cave
Nicht alle Schrittmachertypen wechseln nach Auflage eines Magneten in einen asynchronen Stimulationsmodus [7].
Mögliche Reaktionen eines Schrittmachers auf die Anlage eines Magneten (Auswahl; herstellerspezifische Übersicht bei: [19]):
  • Übergang in einen asynchronen Stimulationsmodus (85 % aller Aggregate).
  • Keine Änderung von Rhythmus bzw. Frequenz. Häufigste Ursache ist ein durch Inaktivierung der Umprogrammierung modifizierter Magnetmodus.
  • Asynchrone Stimulation für 10–64 Schläge, dann Rückkehr zum eingestellten Programm.
  • Permanenter oder transienter Verlust der Stimulation. Ursache: Schrittmacher springt in den Threshhold-Test-Mode.
Der Kontakt zum Hersteller (Tab. 4) ist die verlässlichste Methode zu klären, wie ein Schrittmacher auf die Auflage eines Magnet reagieren wird und ob diese Maßnahme elektromagnetische Interferenzen sicher verhindert. Bei Schrittmachern mit programmierbarem Magnetverhalten muss der aktuelle Status präoperativ durch telemetrische Abfrage eruiert werden.
Tab. 4
Kontaktadressen wichtiger Hersteller bzw. Vertreiber von Schrittmachern und ICD in Deutschland
Hersteller
Telefonnummern (Deutschland)
Homepage
Pacesetter/Telectronics/St.Jude
06196-7711-0
Medtronic
0211-5293-0
Biotronik
030-68905-0
CPI/Guidant
0641-92221-0
ELA Medical
089-993554-0
Vitatron
 
Sorin
089-993554-0
Das prophylaktische Auflegen eines Magneten in der perioperativen Phase ist nicht indiziert.
Besonderheiten bei Patienten mit ICD
Ähnlich wie Schrittmacher können auch ICD sowie die darin integrierten antitachykarden Komponenten durch elektrische, elektromagnetische und mechanische Interferenzen in ihrer Funktion gestört werden. Zwar sind direkte Schäden am Aggregat oder eine Umprogrammierung dank der verbesserten Abschirmung nicht (mehr) zu erwarten [14]; durch elektromagnetische Störfelder ausgelöste Defibrillationen wurden jedoch beobachtet [14].
Bei elektiven Eingriffen sollte daher die „Tachykardie-Sensing“-Funktion des ICD während der Operation durch Auflage eines Magneten abgeschaltet und ein externer Defibrillator bereitgestellt werden. Nur bei Operationen in Bauchlage, bei denen eine Magnetauflage nicht möglich ist, sollte eine präoperative Umprogrammierung erfolgen. Nach Ende der Operation ist der ICD wieder zu aktivieren und in jedem Fall eine Kontrolle des Systems durchzuführen.
Mittlerweile gehen alle gebräuchlichen ICD-Modelle einheitlich bei Auflage eines Magneten in den „Tachy-off“-Modus mit Abschaltung der antitachykarden Funktion. Nach Entfernung des Magneten wechselt das Aggregat wieder automatisch in den „Tachy-on“-Modus. Zur Sicherheit ist eine Kontrolle der korrekten Funktion durchzuführen, bevor der Patient den Aufwachraum und damit das durchgehende kardiale Monitoring verlässt.
Die antibradykarden Eigenschaften des ICD werden durch den Magneten in der Regel nicht beeinträchtigt.

Spezielle Komplikationen unterschiedlicher Schrittmachertypen

Schrittmacher vom VVI-Typ
Hier kann das Einsetzen der Ventrikelstimulation zu einem Abfall von Blutdruck und Herzzeitvolumen führen. Dieses sog. Schrittmachersyndrom wird hauptsächlich durch den Wegfall der Vorhofaktion bei der Füllung des Ventrikels (Verlust der AV-Synchronizität) verursacht. In dieser Situation muss durch vorsichtige Reduktion der Stimulationsfrequenz mit Hilfe des Programmiergeräts oder Steigerung der Spontanfrequenz (z. B. durch Gabe von Atropin oder Orciprenalin) versucht werden, wieder einen Eigenrhythmus des Patienten herzustellen.
Frequenzadaptierende Schrittmacher
Frequenzadaptierende Schrittmacher sind in der Lage, Änderungen von Muskelaktivität, Atemfrequenz, Atemminutenvolumen, zentralvenöser Temperatur, rechtsventrikulärer Kontraktilität, zentralvenösem pH, O2-Sättigung oder des QT-Intervalls zu erkennen und mit einer Änderung der Stimulationsfrequenz zu beantworten. Perioperativ können diese Parameter jedoch unabhängig vom Aktivierungszustand des Patienten modifiziert werden (z. B. durch Muskelfaszikulationen, Kältezittern, Diathermie, Hypothermie, Abfall der venösen O2-Sättigung, Infusion von warmen Lösungen oder Bikarbonat, Hyperventilation und so hämodynamisch bedrohliche Veränderungen der Stimulationsfrequenz induzieren).
Im Allgemeinen ist das perioperative Abschalten der Eigenschaft zur Frequenzadaptation trotz der vielfältigen Möglichkeiten der Interferenz nicht erforderlich. Der Anästhesist sollte jedoch die Art des jeweiligen Sensors kennen, um Störeinflüsse perioperativ vermeiden bzw. Frequenzänderungen richtig interpretieren zu können. Dies gilt ganz besonders für bewegungssensitive Systeme, bei denen das Atemminutenvolumen, Muskelfaszikulationen oder Vibrationen als Trigger dienen [13]. So wurden ventrikuläre Tachykardien im Zusammenhang mit Succinylcholin oder Etomidate (Risiko von Myokloni) bei Narkoseeinleitung mehrfach beschrieben.
Externe temporäre Schrittmacher
Patienten mit externen temporären Schrittmachern sind durch die nicht isolierte Verbindung zwischen Herz und Außenwelt zusätzlich gefährdet. Wegen der vielen netzbetriebenen Geräte im OP und auf der Intensivstation besteht die Gefahr von Kammerflimmern, wenn Patient oder Personal oder andere leitende Strukturen den nicht isolierten Teil der Schrittmacherelektrode berühren. Um dies zu verhindern, sollte der externe Schrittmacher und der von außen zugängliche Teil der Elektroden entsprechend isoliert und vor Berührung geschützt werden. Vor Durchführung einer Defibrillation oder Kardioversion sollte eine Diskonnektion des externen Schrittmachers erfolgen, um Schäden am Aggregat zu vermeiden.

Perioperatives Monitoring

Die Möglichkeit lebensbedrohlicher Komplikationen macht eine engmaschige Überwachung von Patienten mit Herzschrittmacher unabdingbar.
Cave
Die fortlaufende Aufzeichnung eines EKG über einen Monitor (Schrittmacherdetektion einschalten bzw. Filterfunktionen ausschalten) ist obligat, kann jedoch einen Kreislaufstillstand nicht immer rechtzeitig anzeigen.
Daher muss auch die mechanische Herzaktion überwacht werden. Dies kann durch die Pulsoxymetriekurve, durch ein Ösophagusstethoskop (bei Kindern) oder – bei größeren Eingriffen – durch invasive Blutdruckmessung geschehen. Auch ein plötzlicher Abfall der endexspiratorischen CO2-Konzentration bei Verwendung der Kapnographie oder ein Ausfall des Pulsoxymeters kann ein früher Hinweis auf das Fehlen einer mechanischen Herzaktion sein.
Patienten mit Herzschrittmacher können ihre Herzfrequenz vielfach nicht situationsgerecht steigern. Sie sind daher zur Aufrechterhaltung ihres Herzzeitvolumens in besonderem Maße auf den Frank-Starling-Mechanismus angewiesen.
Vordringliches Ziel des hämodynamischen Monitorings ist es daher, eine Hypovolämie in der perioperativen Phase zu vermeiden.
Ob hierfür die Messung zentralvenöser oder pulmonalarterieller Drücke nötig ist, hängt von Art und Dauer des Eingriffs sowie dem Zustand des Patienten ab. Unter den bekannten Risiken eines solchen invasiven Monitorings müssen die potenziell schwerwiegenden Folgen einer Schrittmacherinfektion berücksichtigt werden. Dagegen ist eine Dislokation von Elektroden durch das Einschwemmen eines Pulmonaliskatheters außer in der Phase unmittelbar nach Implantation unwahrscheinlich. Die zentralvenöse Kanülierung wird über einen der Insertionsstelle der Schrittmachersonde gegenüberliegenden Zugang empfohlen. Labor- und Blutgasanalysen müssen regelmäßig durchgeführt werden, um Hypoxämien sowie Störungen des Elektrolyt- und Säure-Basen-Haushalts frühzeitig erkennen und beheben zu können.

Besonderheiten der postoperativen Phase

Herzschrittmacher und ICD sind nur selten Ursache postoperativer Komplikationen. Eine Erhöhung der Reizschwelle durch Narbenbildung an der Elektrodenspitze infolge Defibrillation oder Anwendung von Hochfrequenzchirurgie kann jedoch mit einer Latenz von Stunden bis Tagen auftreten und bei Patienten ohne ausreichende Eigenfrequenz zur Bradykardie bzw. Asystolie führen. Postoperativ wird daher von den meisten Herstellern und Leitlinien eine Kontrolle des Aggregats empfohlen, bei der die adäquate Reizwahrnehmung und -auslösung des Schrittmachers sowie der Batteriestatus überprüft wird [2, 3, 14].
Bei präoperativ umprogrammierten Geräten sind eine rasche postoperative Testung sowie die Wiederherstellung des zuvor bestehenden Programms obligat. Patienten mit ICD müssen bis zur postoperativen Kontrolle (und ggf. Reaktivierung) des Aggregats mittels EKG-Monitoring überwacht werden.

Möglichkeiten der externen Stimulation

Bei Patienten mit Herzschrittmachern, insbesondere bei solchen ohne Eigenaktionen, müssen perioperativ neben einem adäquaten Monitoring zusätzlich alternative Stimulationsmöglichkeiten für den Fall einer Schrittmacherfehlfunktion bereitgehalten werden. Das Funktionsprinzip temporärer externer Schrittmacher ist grundsätzlich identisch mit dem von permanenten Schrittmacher; der Pulsgenerator befindet sich jedoch im Gegensatz zum permanenten SM außerhalb des Körpers. Mehrere Techniken sind verfügbar.

Passagere, transvenöse Stimulation

Eine Schrittmachersonde wird über eine zentralvenöse Schleuse in das rechte Herz eingeschwemmt und anschließend zur Stimulation an das externe Aggregat angeschlossen. Sowohl an einen zentralvenösen als auch an einen pulmonalarteriellen Katheter gekoppelte Elektroden sind kommerziell erhältlich. Die Stimulation erfolgt meist auf Vorhofebene.
Am Aggregat müssen nun folgende 4 Parameter definiert werden:
  • Reizfrequenz: Frequenz, mit der Impulse ausgesandt werden (z. B. 70/min).
  • Reizstärke: muss solange erhöht werden, bis das Herz die Impulse übernimmt. Gelingt dies auch bei hoher Reizstärke nicht, sollte die Position der Sonde korrigiert werden.
  • Reizschwelle: muss solange vermindert werden, bis der SM bei spontanen Herzaktionen des Patienten nicht mehr stimuliert (ist nur von Bedeutung, wenn die Betriebsart auf „synchron“ eingestellt wird).
  • Betriebart:
    • synchron: der SM stimuliert nur dann, wenn die Spontanfrequenz des Patienten die zuvor eingestellte Reizfrequenz (oben) unterschreitet.
    • asynchron: der SM stimuliert mit der eingestellten Reizfrequenz unabhängig davon, ob der Patient spontane Herzaktionen hat oder nicht.

Transkutane Stimulation

Hierfür eignen sich besonders die in neueren Defibrillatoren integrierten transthorakalen Schrittmacher. Über zwei niederohmige Flächenelektroden werden bei sehr langen Impulsbreiten von 20–40 ms über einen externen Schrittmacher Stromstärken von bis 200 mA abgegeben. Die erforderlichen externen Schrittmacherelektroden sollten je nach Operationsgebiet und Risikokonstellation ggfs. bereits präoperativ aufgeklebt werden (Abb. 5). Die wegen des großen Abstands zwischen Elektroden und Herz erforderlichen, hohen Stromstärken können auch zu einer unerwünschten Stimulation der Skelettmuskulatur führen.

Transösophageale Stimulation

Transösophageale Schrittmachersonden eignen sich für den unerwarteten intraoperativen Notfall, da sie leicht und weitgehend unabhängig vom operativen Eingriff platziert werden können. Die Methode bewirkt jedoch auch bei hoher Energie meist nur eine atriale Stimulation. Bei Patienten mit hochgradiger AV-Überleitungsstörung sind sie daher nicht effektiv.

Besondere Eingriffe

Defibrillation und Kardioversion

Sowohl nach Defibrillation als auch nach Kardioversion können schrittmacherassoziierte Komplikationen auftreten. Die Störungen reichen von vorzeitiger Batterieerschöpfung über den Verlust von Reizerkennung und Reizübertragung bis hin zur schrittmacherinduzierten Tachykardie und zur Nekrose von Teilen des rechten Ventrikels [18]. Jede Defibrillation oder Kardioversion bei Patienten mit Schrittmachern, aber auch ICD sollte daher mit möglichst geringer Leistung sowie einem Sicherheitsabstand von 10 cm zwischen Defibrillatorplatte und Aggregat bzw. Elektrode erfolgen. Die Defibrillatorplatten sollten möglichst nicht parallel, sondern orthograd zum Verlauf der Schrittmacherelektrode platziert werden (Abb. 6).

Extrakorporale Stoßwellenlithotrypsie (ESWL)

Bei der ESWL von Nieren- und Gallensteinen kann die korrekte Funktion eines Schrittmachers durch elektromagnetische und/oder mechanische Interferenzen beeinträchtigt werden.
Bei DDD-Schrittmachern besteht die Gefahr, dass durch die Vorhofstimulation eine Stoßwelle ausgelöst wird, die dann ihrerseits zu einer transitorischen Inhibition der Ventrikelstimulation mit Asystolie führt. DDD-Schrittmacher müssen in diesem Fall auf einen VVI-bzw. D00-Modus umprogrammiert werden. Dagegen scheint ESWL für Patienten mit Einkammerschrittmacher auch ohne Umprogrammierung sicher zu sein [20].
Schrittmacher, die ihre Stimulationsfrequenz auf der Basis der Muskelaktivität verändern, sollten vor ESWL auf einen festfrequenten Modus umgeschaltet werden, um einen Anstieg der Herzfrequenz während der Behandlung zu vermeiden.

Elektrostimulation

Cave
Die transkutane elektrische Nervenstimulation (TENS) kann in seltenen Fällen im niederfrequenten Bereich (10–60 Hz) zur totalen Inhibition von Demand-Schrittmacher führen.
In der Regel kann das Verfahren jedoch unter adäquater hämodynamischer Überwachung sicher zur Anwendung kommen, wobei eine unmittelbare Nähe von TENS und SM-Aggregat vermieden werden sollte [13].
In ähnlicher Weise kann Niederfrequenzakupunktur, insbesondere im Bereich von Hals, Schulter und Brustkorb eine Inhibition von Demand-Schrittmachern bewirken. Die Methode gilt daher bei Patienten mit einer Eigenfrequenz unter 50/min als kontraindiziert. Schließlich kann das Monitoring von evozierten Potenzialen bei VDD- oder DDD-Schrittmachern zu Tachykardien führen, wenn der Schrittmacher den Stimulationsimpuls als Vorhofaktion detektiert und an die Kammer weiterleitet. Durch präoperative Umprogrammierung auf einen VVI-Modus kann diese Form der Interferenz ausgeschlossen werden.

Elektrokrampftherapie (EKT)

Elektrokrampftherapie kann über die hierdurch ausgelösten Myopotenziale zu einer Schrittmacherinhibierung führen. Eine Umprogrammierung auf einen asynchronen Modus für den Eingriff wird daher empfohlen [14].

Magnetresonanztomographie (MRT)

Cave
Die Durchführung eines nichtthorakalen MRT mit Magnetfeldstärken bis 1,5 Tesla kann nach Umprogrammierung des Schrittmachers oder ICD‘s problemlos durchgeführt werden [21]. Nach Abschluss der MRT-Untersuchung sollte die korrekte Funktion des Systems überprüft werden.
Nichtthorakale Untersuchungen in Kernspingeräten mit niedriger Magnetfeldstärke (0,5–1,5 Tesla) wurden nach Umprogrammierung von Schrittmachern in den asynchronen Modus und unter kontinuierlicher Kreislaufüberwachung sicher durchgeführt [2, 21]. Ob auch thorakale Kernspinuntersuchungen gleichermaßen sicher durchführbar sind, ist bislang noch unklar. Derzeit wird daher von dieser diagnostischen Maßnahme abgeraten [14].

Strahlentherapie

Strahlendosen, wie sie im Rahmen der radiologischen Diagnostik angewandt werden, beeinträchtigen weder Schrittmacher noch ICD. Dagegen kann eine Strahlentherapie im Bereich des Aggregats bereits bei Dosen von 10 Gy unvorhersehbar zu Schrittmacherfehlfunktionen führen. Hier muss gegebenenfalls das Schrittmacheraggregat vor Beginn einer Strahlentherapie operativ verlagert werden.
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