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EKG: Das zeigt die Elektrokardiografie an

Die Elektrokardiografie, kurz EKG, stellt die elektrischen Vorgänge im Herzmuskel grafisch dar. Das ermöglicht dem Arzt vielfältige Rückschlüsse auf die Herzfunktion
von Ulrich Kraft, aktualisiert am 30.01.2017

Routine: Ein EKG erhält in Deutschland fast jeder Mensch früher oder später

W&B/Martin Ley

Was ist ein EKG?

Jedes Zusammenziehen (Kontraktion) des Herzmuskels geht mit einer elektrischen Erregung einher. Sie folgt einem bestimmten Muster, das sich bei jedem Herzschlag wiederholt. Die dadurch entstehenden Spannungsänderungen am Herzen werden beim EKG an der Haut mit Hilfe von Elektroden abgeleitet. Das EKG-Gerät verstärkt diese sehr schwachen Signale dann und stellt sie als Kurve dar, entweder auf einem Monitor oder ausgedruckt auf Papier. Die Abkürzung EKG steht übrigens sowohl für das Verfahren, also die Elektrokardiografie, als auch für deren sichtbares Ergebnis, das Elektrokardiogramm.

Wer hat das EKG entwickelt?

Bereits im Jahre 1882 leitete Augustus Desiré Wailer, ein englischer Physiologe, das erste EKG ab – bei seinem Hund Jimmy. Dass die Methode dann ab dem frühen 20. Jahrhundert auch Menschen zu Gute kam, ist vor allem Willem Einthoven zu verdanken. Der niederländische Arzt verbesserte die Technik und schuf die theoretischen Grundlagen zum Lesen der "Herzschrift", wie man damals sagte. Für diese Leistung erhielt er 1924 den Medizin-Nobelpreis.

Heute ist das EKG aus dem medizinischen Alltag längst nicht mehr wegzudenken. Zwar sieht der Arzt nur den zeitlichen Ablauf der elektrischen Erregung des Herzens. Richtig interpretiert, kann er daraus aber wichtige Informationen über die Funktion des Organs gewinnen – und damit über die Herzgesundheit. Das EKG liefert Hinweise auf verschiedenste Herzerkrankungen, angefangen von Herzrhythmusstörungen über die Herzmuskelentzündung bis hin zum Herzinfarkt.

Dabei gibt es drei unterschiedliche EKG-Arten: das weitaus am häufigsten durchgeführte Ruhe-EKG, sowie das Langzeit-EKG und das Belastungs-EKG, die bei bestimmten Fragestellungen herangezogen werden.

Die EKG-Elektroden registrieren Spannungsschwankungen des Herzens

Thinkstock/Hemera

Wie funktioniert ein EKG?

Damit das Herz fortlaufend Blut durch das Gefäßsystem befördert, müssen sich sowohl die Herzkammern als auch die Vorhöfe im richtigen Moment zusammenziehen und wieder entspannen. Um diese zeitlich abgestimmte Aktivität der Herzmuskelzellen zu bewerkstelligen, besitzt die "Pumpe" ein Erregungsbildungs- und Erregungsleitungssystem.

In diesem System nimmt der Sinusknoten eine Schlüsselposition ein. Hier entsteht die elektrische Erregung, die das Zusammenziehen der Muskelzellen bewirkt. Weil er das Herz rhythmisch antreibt und die Frequenz des Herzschlags vorgibt, wird der Sinusknoten auch als körpereigener "Schrittmacher" bezeichnet. Er befindet sich im Bereich des rechten Vorhofs.

Die vom Sinusknoten ausgehenden elektrischen Impulse pflanzen sich über das Erregungsleitungssystem fort. Sie erregen zuerst die Vorhöfe, dann die Herzmuskelzellen der beiden Kammern, die das Blut in die Lungen- und die Körperschlagader (Aorta) auswerfen. Im Verlauf eines jeden Zyklus bildet sich die Erregung zurück, wiederum zuerst in den Vorhöfen und danach in den Kammern.

Während all dieser Phasen kommt es am Herzen zu Änderungen der elektrischen Spannung, die – wenn auch stark abgeschwächt – bis zur Körperoberfläche weitergeleitet werden. Diese Spannungsschwankungen greifen die auf der Haut aufgebrachten EKG-Elektroden kontinuierlich ab. Das EKG-Gerät zeichnet die Signale auf, verstärkt sie und stellt sie dann als Kurve dar. Was der Arzt auf diesem Elektrokardiogramm sieht, ist ein immer wiederkehrendes Bild der elektrischen Herzaktion, mit Bildung, Weiterleitung und Rückbildung der Erregung.

So unregelmäßig sieht ein EKG bei Vorhofflimmern aus

W&B/Jörg Neisel

Wie wird ein EKG durchgeführt?

Vor jeder Elektrokardiografie klärt der Arzt, ob der Patient Medikamente einnimmt und ob er unter Grunderkrankungen leidet, insbesondere des Herz-Kreislauf-Systems. Beides kann das Untersuchungsergebnis beeinflussen. Das normale Ruhe-EKG wird meist im Liegen, manchmal auch im Sitzen angefertigt. Dabei werden in der Regel insgesamt zehn Elektroden am Körper befestigt: Jeweils eine an jedem Arm und Bein – die so genannten Extremitätenableitungen – plus sechs weitere an festgelegten Punkten auf dem Brustkorb, die Brustwandableitungen. Ein Gel verbessert den Kontakt zwischen Haut und Elektroden. Heutzutage setzen die Ärzte oft Saugelektroden ein, die durch einen schwachen Unterdruck einen besseren Hautkontakt aufweisen.

Das anschließende Schreiben des EKG dauert meist nicht einmal eine Minute. Nach der Ableitung folgt dann die Auswertung des Elektrokardiogramms. Wichtige Kriterien sind dabei die absoluten Höhen beziehungsweise die Tiefen der mit verschiedenen Buchstaben gekennzeichneten Spannungsausschläge, ihre Steilheit und Dauer sowie ihre zeitlichen Abstände zueinander. Bei der Bestimmung dieser Größen hilft dem Arzt ein genormtes EKG-Lineal.

Es gibt auch Computerprogramme, die das EKG auswerten. Sie können den Arzt bei der Beurteilung zwar unterstützen, aber nicht ersetzen.

Langzeit-EKG und Belastungs-EKG – zwei Sonderformen der Elektrokardiografie

Diese beiden Varianten der Elektrokardiografie setzt der Arzt bei Fragestellungen ein, die sich mit einem Ruhe-EKG nicht hinreichend beantworten lassen.

Beim Langzeit-EKG bekommt der Patient ein kleines, tragbares EKG-Gerät, das seine Herzstromkurve kontinuierlich registriert, meist über 24 Stunden, manchmal auch über 48 oder mehr Stunden. Die Messdaten werden dann am Computer ausgelesen und anschließend vom Arzt ausgewertet. Das Langzeit-EKG dient hauptsächlich dazu, Herzrhythmusstörungen zu entdecken, die nur vorübergehend auftreten– und deshalb im vom normalen EKG erfassten Zeitraum möglicherweise nicht vorkommen. Im Untersuchungszeitraum protokolliert der Patient seine Aktivitäten und auftretende Beschwerden. Dadurch lassen sich Auffälligkeiten im EKG mit entsprechenden Ereignissen – beispielsweise sportlicher Aktivität – in Zusammenhang bringen.

Beim Belastungs-EKG tritt der Patient in die Pedale

W&B/Martin Ley

Das Belastungs-EKG wird rein technisch genauso geschrieben wie ein Ruhe-EKG. Der Unterschied ist, dass sich der Untersuchte während der Messung auf einem sogenannten Ergometer körperlich anstrengt. Das Ergometer kann entweder ein stationäres Fahrrad oder ein Laufband sein. Die Belastung passt der Untersucher individuell an, abhängig von Alter und Fitness des Patienten, und erhöht sie stufenweise nach einem festgelegten Schema. Während der Belastung und anschließenden Erholung beobachtet der Arzt sowohl die Herzstromkurve als auch Blutdruck und Puls.

Sinn und Zweck des Belastungs-EKG ist, Herz-Kreislauf-Erkrankungen zu erkennen, die sich erst bei körperlicher Anstrengung bemerkbar machen. Also beispielsweise Durchblutungsstörungen an den Herzkranzgefäßen (koronare Herzkrankheit) oder eine Herzschwäche (Herzinsuffizienz). Außerdem lässt sich mit dieser Form der Elektrokardiografie die momentane körperliche Leistungsfähigkeit ermitteln, bei Gesunden wie bei Kranken.

Diese Veränderung der EKG-Kurve tritt bei einem akuten Herzinfarkt auf

W&B/Jörg Neisel

Wann wird ein EKG gemacht?

Im Elektrokardiogramm kann der Arzt Störungen des Herzrhythmus und der Erregungsausbreitung im Herzen erkennen. Daraus kann er dann Rückschlüsse auf Erkrankungen und Umstände ziehen, die entweder unmittelbar das Herz betreffen oder aber dessen Funktion beeinträchtigen. Dazu gehören:

  • Herzrhythmusstörungen wie zum Beispiel Vorhofflimmern, zu langsamer Herzschlag (Bradykardie) oder Herzstolpern (Extrasystolie)
  • Herzinfarkt
  • Koronare Herzerkrankung
  • Herzmuskelentzündung (Myokarditis)
  • Herzbeutelentzündung (Perikarditis)
  • Bestimmte Störungen des Elektrolythaushalts wie etwa ein Kaliummangel
  • Verdickungen der Herzwand, übermäßige Belastungen des rechten oder linken Herzens
  • Überdosierungen einiger Medikamente
  • Manche Lungenerkrankungen, beispielsweise die Lungenembolie

Bei all diesen Erkrankungen hilft die Elektrokardiografie auch dabei, den Verlauf zu kontrollieren und zu prüfen, wie gut eine Behandlung anschlägt. Zudem ist das Ruhe-EKG auch ein Bestandteil bei der Vorbereitung auf Operationen sowie bei Routineuntersuchungen, also Gesundheits-Checks.

Welche Risiken und Nebenwirkungen hat ein EKG?

Ruhe- und Langzeit-EKG sind vollständig schmerzfrei, haben keine Nebenwirkungen und bergen somit keinerlei Risiken. Beim Belastungs-EKG sind ernsthafte Zwischenfälle zwar selten, können aber vorkommen. Deshalb überwacht der Arzt den Patienten bei der Untersuchung. Wenn Beschwerden wie Schwindel, Brustschmerzen, starke Atemnot oder ein übermäßiger Blutdruckanstieg beziehungsweise Abfall auftreten, bricht der Arzt das Belastungs-EKG sofort ab. Bei einigen Erkrankungen darf es sogar überhaupt nicht durchgeführt werden. Dazu gehören beispielsweise akute Herzmuskelentzündungen, ein weniger als zwei Wochen zurückliegender Herzinfarkt, sehr hohe Blutdruckwerte in Ruhe oder eine instabile Angina pectoris. Letzteres ist ein anfallsartiger, starker Schmerz in der Brust bei koronarer Herzerkrankung.

Prof. Markus Haass

W&B/Privat

Beratender Experte: Professor Dr. med. Markus Haass ist Internist und Kardiologe. Er ist Lehrbeauftragter der Universität Heidelberg und seit 2002 Chefarzt der Abteilung Innere Medizin II mit den Schwerpunkten Kardiologie, Angiologie und Internistische Intensivmedizin am Theresienkrankenhaus Mannheim, einem akademischen Lehrkrankenhaus der Universität Heidelberg.

Quellen:
1. Herold G: Innere Medizin 2013, Köln Selbstverlag
2. Berufsverband Deutscher Internisten. Online: www.internisten-im-netz.de (Abgerufen am 24.7.2013)
3. Wonisch M, Berent R, Klicpera M et al.: Praxisleitlinien Ergometrie. In: Journal für Kardiologie 2008, 15: 3-17
4. Ohly A: EKG endlich verständlich. München Urban & Fischer Verlag/Elsevier GmbH 2008


Wichtiger Hinweis:
Dieser Artikel enthält nur allgemeine Hinweise und darf nicht zur Selbstdiagnose oder –behandlung verwendet werden. Er kann einen Arztbesuch nicht ersetzen. Die Beantwortung individueller Fragen durch unsere Experten ist leider nicht möglich.




Bildnachweis: W&B/Martin Ley, W&B/Privat, Thinkstock/Hemera, W&B/Jörg Neisel

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