Störbeeinflussung von Schrittmachern und ICDs durch Mobiltelefone
Priv.-Doz. Dr. B. Nowak
aus "Herzschrittmachertherapie und Elektrophysiologie", Band 15, Heft 1 (2004)
© Steinkopff Verlag 2004
Zusammenfassung
Mobiltelefone sind die häufigste potentielle Störquelle mit Schrittmachern oder ICDs im öffentlichen Leben. In zahlreichen In-vitro- und In-vivo-Untersuchungen wurde gezeigt, dass Mobiltelefone sowohl Schrittmacher, als auch in geringerem Ausmaß ICDs, vorübergehend in ihrer Funktion stören können. Art und Ausmaß einer Störung sind von einer Vielzahl von Variablen abhängig die durch Aggregatparameter, Patientencharakteristika, Telefoncharakteristika und Interaktionsvariablen beeinflusst werden. In keinem Fall wurden gravierende Störungen oder bleibende Beschädigungen der Aggregate nachgewiesen.
Durch das E-Netz, das mit einer höheren Übertragungsfrequenz arbeitet, wurden bisher keine Störungen nachgewiesen. Mit der Beachtung einiger Vorsichtsregeln können auch Patienten mit Schrittmachern und ICDs problemlos Mobiltelefone benutzen.
Schlüsselwörter
Mobiltelefon – Störbeeinflussung – Schrittmacher – ICD
Einleitung
Unter einer elektromagnetischen Störbeeinflussung versteht man die Interaktion zwischen zwei elektrischen Geräten mit und ohne direkten Kontakt der beiden. Hierbei ist ein Gerät die elektromagnetische Quelle der Störung. Ein zweites Gerät fungiert als Empfänger oder „Opfer“ und wird durch die Beeinflussung in seiner Funktion gestört [26].
In dieser Arbeit soll der aktuelle Stand von Störbeeinflussungen von Herzschrittmachern und implantierbaren Cardiovertern Defibrillatoren (ICDs) durch Mobiltelefone diskutiert werden.
Die Wahrscheinlichkeit eines Kontaktes zwischen implantiertem Aggregat und Mobiltelefon ist durch die rapide Verbreitung von Mobiltelefonen steil angestiegen. In Deutschland wird die Anzahl der Benutzer von Mobiltelefonen im Jahr 2002 auf etwa 50–60 Millionen geschätzt. Weltweit werden im Jahr 2003 etwa eine Milliarde Nutzer für drahtlose Kommunikationsmedien erwartet. Mobiltelefone sind die mobilsten aller elektromagnetischen Störquellen für Schrittmacher und ICDs, so dass die Patienten im öffentlichen Leben ständig mit entsprechenden Kontakten rechnen müssen, sofern sie nicht selbst ein Mobiltelefon nutzen.
Seit Anfang der 90er Jahre sind mögliche Störbeeinflussung zwischen Herzschrittmachern und Mobiltelefonen zunehmend in den Blickpunkt des Interesses gerückt [8, 10, 16, 21]. Mittlerweile liegen eine Vielzahl von Publikationen zu diesem Thema vor, die sowohl In-vitro- als auch In-vivo-Testungen beinhalten.
Mobiltelefone
Die ersten Mobiltelefone in den 80er Jahren nutzten eine analoge Übertragung der Funksignale. Das analoge C-Netz wurde in Deutschland seit 1986 betrieben. Sein Betrieb wurde am 1. 1. 2001 eingestellt, wobei seine maximale Teilnehmerzahl etwa 850.000 betragen hatte. In den USA werden noch überwiegend analoge Mobiltelefone genutzt, während in Europa mittlerweile über 90% der Mobiltelefone die digitale Übertragungstechnik nutzen [26]. Daher werden und wurden in vielen Arbeiten auch analoge Mobiltelefone untersucht.
Das analoge C-Netz arbeitete frequenzmoduliert bei einer Frequenz von 450 MHz. Die Sendeleistung betrug in der Regel 2 Watt. Nur fest in Fahrzeugen eingebaute Geräte hatten eine Sendeleistung von bis zu 15 Watt.
Die digitalen Mobiltelefonnetze arbeiten im GSM-Standard (Global System for Mobile Communication). Das D-Netz benutzt eine Frequenz von 900 MHz und die Sendeleistung ist abhängig vom Abstand zur Basisstation, sie beträgt maximal 2 Watt. Das E-Netz arbeitet in einem Frequenzbereich von 1800 MHz, die Sendeleistung ist wieder ortabhängig und beträgt maximal 1 Watt.
Die Impulsfrequenz der Mobiltelefone wechselt in Abhängigkeit von dem jeweiligen Betriebsmodus wie Ein- und Ausbuchen, Wählen, Klingeln, Telefonieren und Sprechen.
Beim Telefonieren liegt sie bei 217 Hz. In der Betriebsart DTX (Discontinuous Transmission Mode) während des Gesprächsaufbaues, oder wenn der Telefonierende schweigend zuhört, wird die Impulsfrequenz von 217 Hz auf 2 Hz, überlagert von 8 Hz, zurückgefahren. Hierbei ist das Risiko einer Interaktion erhöht.
Die neuen Mobilfunktelefone der dritten Generation, welche die Technologien UMTS und TETRA nutzen, arbeiten im Frequenzbereich oberhalb von 1800 MHz, so dass dort eher weniger Störbeeinflussungen zu erwarten sind. Arbeiten liegen hierzu allerdings noch nicht vor.
Kabellose Telefone die nur innerhalb der Wohnung genutzt werden, verursachen keine Störungen der Schrittmacher- oder ICD-Systeme [13]. Sie arbeiten heutzutage überwiegend im DECT-Standard (Digital Enhanced Cordless Telecommunications). Diese Telefone arbeiten zwischen 1880 und 1900 MHz. Ihre Sendeleistung liegt bei 250 mW.
Mechanismen der Störbeeinflussung
Potentielle Störbeeinflussungen
Für die Störbeeinflussung von Herzschrittmachern durch Mobiltelefone sind eine Vielzahl von Mechanismen beschrieben worden. Diese beinhalten die Inhibierung von Schrittmacherimpulsen, die Triggerung einer schnellen Stimulation oder eine Umschaltung in den Störmodus. Daneben sind ein inadäquater Mode-Switch und Störungen der Telemetrie beschrieben worden [12, 13, 22].
Eine Änderung der programmierten Parameter oder eine Beschädigung der Aggregate wurden allerdings in keinem Fall nachgewiesen [13, 19].
Bei ICDs kann die antibradykarde Stimulation, analog zu den möglichen Störungen bei Schrittmachern, beeinträchtigt werden. Daneben ist eine Inhibierung der Tachykardiedetektion und damit der Therapieabgabe möglich. Ebenso wurden inadäquate Therapieabgaben sowohl als antitachykarde Stimulation, als auch als Schockabgaben, beschrieben [4]. Darüber hinaus kam es auch zu Störungen der Telemetrie zwischen ICD und Programmiergerät. Mögliche Konsequenzen für schrittmacherabhängige Patienten sind eine Verlangsamung der Herzfrequenz bis hin zur Asystolie. Auch sind aggregatinduzierte Tachykardien sowie die Induktion von Arrhythmien bis hin zu ventrikulären Tachykardien und Kammerflimmern bei Stimulation in der vulnerablen Phase der T-Welle denkbar.
Mögliche Symptome der Patienten sind damit analog denen bei spontan auftretenden Arrhythmien und reichen von Beschwerdefreiheit über Palpitationen, Schwindel, Schmerzen, Angst, Dyspnoe bis hin zur Präsynkope und Synkope.
Bei ICDs kommen Schmerzen bei inadäquaten Schockabgaben hinzu. Sollte eine Störung der Tachykardiedetektion auftreten, könnten maligne ventrikuläre Arrhythmien nicht adäquat therapiert werden.
Variable Faktoren einer Störbeeinflussung
Patientencharakteristika: Hierbei wird die Möglichkeit und das Ausmaß einer Störung von der Implantationsseite und damit der möglichen Nähe zu einem Mobiltelefon, als auch von der Implantationstiefe und damit der Dicke der abschirmenden Gewebeschicht bestimmt. Ebenso spielt die Abschirmung der proximalen Elektrode/n durch eine Schleife hinter dem Aggregat eine wesentliche Rolle. Weitere wichtige Faktoren für die Folgen einer Störung sind das Ausmaß einer Schrittmacherabhängigkeit, bzw. eines Ersatzrhythmus, sowie der Grundrhythmus des Patienten zum Zeitpunkt der Störung.
Telefoncharakteristika: Hierbei ist vor allem der aktuelle Übertragungsmodus in Abhängigkeit von den unterschiedlichen Phasen eines Telefongespräches bedeutsam (s. o.). Insbesondere in der Betriebsart DTX (Discontinuous Transmission Mode) während des Gesprächsaufbaues, oder wenn der Telefonierende schweigend zuhört ist das Risiko einer Interaktion erhöht.
Daneben spielt die Übertragungsfrequenz und damit die Eindringtiefe bzw. Dämpfung der elektromagnetischen Wellen eine wesentliche Rolle. Der Sendeleistung des Telefons kommt ebenfalls eine entscheidende Bedeutung zu. Sie wird in Abhängigkeit von den Übertragungsbedingungen automatisch angepasst und hängt, wie gesagt, vom Abstand zur nächsten Basisstation ab. Somit besteht bei großem Abstand und hoher Sendeleistung ein höheres Risiko einer Störbeeinflussung. Daneben haben die Antennencharakteristika der einzelnen Mobiltelefone einen weiteren Einfluss auf die lokal am Mobiltelefon auftretenden elektromagnetischen Felder.
Aggregatvariablen: Ein- und Zweikammersysteme können hier unterschiedlich empfindlich gegenüber Störungen sein. Dabei spielen sowohl Designunterschiede des gleichen Herstellers, als auch unterschiedliches Design verschiedener Hersteller eine Rolle.
In einer In-vitro-Untersuchung von Irnich und Mitarbeiter konnte gezeigt werden, dass von 6 Herstellern alle Schrittmacher resistent gegenüber einer Störbeeinflussung durch Mobiltelefone waren. 11 Hersteller hatten sowohl empfindliche als auch unempfindliche Schrittmachermodelle, und bei 3 Herstellern waren alle Modelle durch Mobiltelefone zu stören [16].
Weitere Aggregatvariablen, die das Auftreten und das Ausmaß einer Störung beeinflussen, sind die programmierte Empfindlichkeit, die programmierte Frequenz und der Stimulationsmodus zum Zeitpunkt der Störung.
Die Dämpfung einer Elektrode hängt von Dicke und Material der Isolation ab. Silikon weist hier gegenüber Polyurethan eine höhere Dämpfung auf [16].
Die Aufnahme eines Störsignals erfolgt insbesondere über den Konnektor und über die proximalen 5–10 cm der Elektroden [18]. Die Schlaufenbildung der Elektroden hinter dem Aggregat trägt dabei bereits erheblich zur Abschirmung bei [18].
Interaktionsvariablen: Zusätzliche Faktoren, die das Auftreten einer Störung beeinflussen, sind die Position von Mobiltelefon und Schrittmacher/ICD zueinander. Dabei sind auch ungewöhnliche Konstellationen möglich. Es wurde darüber berichtet, das Mobiltelefonbenutzer auf der Antenne gekaut haben, oder das die Antenne ins Ohr gesteckt wurde [22]. Die größte Beeinflussung tritt auf, wenn die Antenne des Mobiltelefons parallel zur proximalen Elektrode ausgerichtet ist [2, 17].
Daneben sind, wie oben ausgeführt, der Operationsmodus des Telefons und die Dauer der Interaktion von Bedeutung.
Aus diesen Aufzählungen geht hervor, dass multiple Variablen in das Szenario einer Störbeeinflussung zwischen Mobiltelefon und Schrittmacher bzw. ICD eingehen. Es ist daher praktisch unmöglich, alle diese Variablen bei entsprechenden Testungen zu berücksichtigen. Auch in den nachfolgend aufgeführten Untersuchungen konnte dementsprechend immer nur ein Teil der Szenarien berücksichtigt werden. Hayes hat zu diesem Thema sehr treffend bemerkt: „The patient could grow old completing the testing of all possibilities, not to mention the investigator“ [12].
Schrittmacher
In-vitro-Studien-Schrittmacher
Mitte der 90er Jahre wurden mehrere In-vitro-Studien zur Störbeeinflussung von Schrittmachern durch Mobiltelefone publiziert. Die größte Untersuchung hierzu stammt von Irnich und Mitarbeiter [16, 19]. Darin wurden 231 Schrittmachermodelle von 20 verschiedenen Herstellern untersucht. Hierbei wurden die Schrittmacher mit angeschlossener Elektrode in Kochsalzlösung in einer Flüssigkeitstiefe von 20 mm platziert. Die Antennen der Mobiltelefone wurden 10 mm oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche positioniert. Die Schrittmacheraggregate wurden auf eine Störbeeinflussung sowohl durch das C-Netz, als auch durch das Dund E-Netz untersucht.
Durch das analoge C-Netz kam es bei 31% der Schrittmacher zu einer Störbeeinflussung. Hier war eine Störung der Schrittmacher nur während des Wählvorganges gegeben [16, 19].
Durch D-Netz-Telefone kam es in 34% der Schrittmacher zu einer Störbeeinflussung. Gegenüber dem D-Netz waren die Schrittmacher von 6 Firmen immun. 11 Hersteller besaßen sowohl störempfindliche als auch störunempfindliche Aggregate. Die Beeinflussungsmöglichkeit hört in vitro bei maximal 25 cm Abstand auf.
Alle Schrittmachermodelle waren gegenüber dem E-Netz resistent! Dies erklärt sich sowohl durch die geringere Sendeleistung, als auch die doppelt so hohe Frequenz von 1,8 GHz. Diese hat eine geringere Eindringtiefe und höhere Reflexionen an der Oberfläche, sowie eine größere Dämpfung zur Folge.
Daher kann Patienten die sich ein Mobiltelefon anschaffen wollen zur bevorzugten Nutzung des E-Netzes geraten werden.
Irnich und Mitarbeiter hat auf der Basis seiner in-vitro Untersuchung in einer Risikoanalyse abgeschätzt, dass bei einer Entfernung zwischen Schrittmacher und Mobiltelefon von 10–20 cm das Risiko einer bedeutsamen Störbeeinflussung nur 1 : 100 000 beträgt [19]. In diese Berechnung gingen die folgenden Faktoren ein: 1) Mobiltelefon genau über dem Schrittmacher platziert, 2) Abstand zwischen Mobiltelefon und Schrittmacher zwischen 10 und 20 cm, 3) Patient ist schrittmacherabhängig, 4) Wahrscheinlichkeit ein Mobiltelefon zu benutzen, 5) Wahrscheinlichkeit, dass der Schrittmacher mehr als 3 Sekunden inhibiert wird, 6) Wahrscheinlichkeit, dass die Einkopplung maximal ist, 7) Wahrscheinlichkeit, dass die Sendeleistung ≤1 Watt ist. Würden keinerlei Warnungen oder Instruktionen der Patienten vorliegen, würde dieses Risiko auf 1 : 3300 ansteigen.
Barbaro und Mitarbeiter untersuchte 25 verschiedene Schrittmachermodelle auf Störungen durch analoge Telefone [3]. Bei diesen In-vitro-Testungen wurden Inhibierungen des Stimulationsimpulses bis zu maximal drei Aktionen bei 40% der untersuchten Aggregate gefunden. Am häufigsten kam es im Rahmen der Klingelphase zu Störungen. Diese traten bereits während der Kontaktaufnahme zwischen Basisstation und Mobiltelefon auf. Damit war das Risiko einer Störbeeinflussung 3–6 Sekunden vor dem Beginn des Klingelns am größten. Umprogrammierungen oder Aggregatbeschädigungen waren nicht nachweisbar.
Moberg und Strandberg untersuchte lediglich drei Herzschrittmacher eines Herstellers in vitro und konnte keine Störungen nachweisen [22]. Hieraus wurde der offensichtlich gewagte Schluss gezogen, dass implantierte Schrittmacher nicht von Mobiltelefonen beeinflusst werden.
In-vivo-Studien-Schrittmacher
Zur Testung möglicher Störbeeinflussung zwischen Herzschrittmachern und Mobiltelefonen wurde eine Vielzahl von In-vivo-Testungen durchgeführt. Viele dieser Untersuchungen wurden lediglich in Abstractform publiziert und sind hier nicht aufgeführt. Eine Übersicht über die Originalarbeiten zu diesem Thema gibt die Tabelle 1. In diesen Studien wurden zwischen 16 und 980 Schrittmacherpatienten mit Mobiltelefonen der verschiedenen Mobilfunknetze getestet. Störungen traten zwischen 0% und 39% der untersuchten Patienten auf. Hayes und Mitarbeiter publizierte 1997 die größte klinischen Untersuchung zum Thema Störbeeinflussung von Schrittmachern durch Mobiltelefone [14]. Es wurden 980 Patienten untersucht. Getestet wurden ein analoges und 4 digitale Telefone unter „worst case“ Bedingungen. Insgesamt wurden 5533 Tests durchgeführt.
Autor | Jahr | Mobiltelefon | n | Störungen |
|---|---|---|---|---|
Barbaro et al. [2] | 1995 | GSM, 2 W | 101 | 26% |
Hofgärtner et al. [15] | 1996 | C- und D-Netz, 0,5 - 8 W | 104 | 18% |
Naegeli et al. [23] | 1996 | GSM, 2 und 8 W | 39 | C-Netz 15,4% |
Nowak et al. [24] | 1996 | D-Netz, 2 W | 31 | 0% |
Sparks et al. [28] | 1996 | GSM, 2 W | 16 | 31% |
Wilke et al. [31] | 1996 | D-Netz, 2 W | 50 | 4% |
Altamura et al. [1] | 1997 | GSM, 2 W, Analog, 0,6 W | 200 | 21,5% |
Hayes et al. [14] | 1997 | Analog und digital | 980 | 20% |
Elshershari et al. [9] | 2002 | GSM, 2 W | 95 | 1% |
Dabei wurden in insgesamt 20% der Tests Störungen zwischen Schrittmachern und Mobiltelefonen nachgewiesen. Eindeutig klinisch signifikante Störbeeinflussungen traten nur in 1,7% der Tests auf. Dies war auch nur dann der Fall, wenn das Mobiltelefon direkt über dem Schrittmacher platziert wurde. Bei normaler Telefonbenutzung am Ohr traten keine klinisch signifikanten Störungen auf.
Die Störbeeinflussung waren bei Zweikammerschrittmachern (25,3%) häufiger als bei Einkammerschrittmachern (6,8%; p<0,001). Bei dem analogen Telefon traten Störungen in 2,5% auf, während dies bei den digitalen Telefonen in 23,7% der Fall war (p=0,01). Bei Schrittmachern ohne Durchführungsfilter traten Störungen in 28,9–55,8% auf, während dies bei Aggregaten mit derartigen Filtern nur in 0,4–0,8% der Fall war (p=0,01). Die Störungen manifestierten sich am häufigsten als atriales Tracking, asynchrone Stimulation und als ventrikuläre Inhibierung.
Im Rahmen dieser Störungen waren die Patienten in 64% asymptomatisch. In 36% der Fälle traten Symptome auf. Dies waren am häufigsten Palpitationen, gefolgt von Schwindel, Dyspnoe und Präsynkopen [14].
Bezüglich einer frequenzadaptativen Stimulation kam es in einer anderen Untersuchung bei einem temperaturgesteuerten frequenzvariablen Schrittmacher bei Testungen mit C- und D-Netz-Mobiltelefonen in wenigen Sekunden zu einer Steigerung der Stimulationsfrequenz auf die programmierte Maximalfrequenz [15]. Dagegen wurde in einer weiteren Studie keine Beeinträchtigung der Thoraximpedanzmessung zur Bestimmung des Atemminutenvolumens gefunden [28].
Die Ergebnisse der aufgeführten Studien (Tab. 1) zur Störbeeinflussung von Schrittmachern durch Mobiltelefone zeigen erhebliche Unterschiede in der Häufigkeit derartiger Störungen. Dies erklärt sich durch die multiplen Variablen die solche Störungen beeinflussen, wie Patientencharakteristika, Telefoncharakteristika, Schrittmachervariablen und Interaktionsvariablen, wie bereits oben ausgeführt.
In mehreren Punkten liefern jedoch alle Untersuchungen einheitliche Ergebnisse: 1) Bei einer maximalen Sendeleistung der Mobiltelefone von 2 Watt traten Störungen nur bei großer Nähe von weniger als 10–15 cm zwischen Telefon und Schrittmacher auf. 2) Die Störungen waren immer nur von kurzer Dauer und resultierten nur sehr selten in bedeutsamen Symptomen der Patienten. 3) Eine Änderung der Schrittmacherprogrammierung oder eine Aggregatbeschädigung trat in keinem Fall auf [12, 18].
ICDs
In-vitro-Studien-ICDs
Zur Störbeeinflussung von ICDs durch Mobiltelefone liegen nur zwei In-vitro-Untersuchungen vor. Bei der nicht ganz sinnvollen Testung in Luft wurde dabei bei 4 von 6 getesteten ICDs eine Störung durch Mobiltelefone nachgewiesen [4]. Hierbei kam es zu Impulsinhibierungen, zu Umprogrammierungen und zur fälschlichen Detektion von ventrikulären Tachykardien und Kammerflimmern. Diese waren jeweils in geringer Entfernung zum Konnektor induzierbar. Bei konsekutiver Testung in Kochsalzlösung ließen sich dagegen keinerlei Störungen mehr nachweisen!
In einer zweiten In-vitro-Studie kam es bei analogen und bei digitalen Telefonen mit einer maximalen Leistung von 1,3 W, sowohl zu einer Inhibierung der antibradykarden Stimulation, als auch zur Auslösung von Schockabgaben. Allerdings traten diese nur bei einem sehr geringen Abstand von 2,3–5,8 cm zwischen ICD und Mobiltelefon auf, wenn die Antenne direkt über dem Konnektor positioniert wurde [5]. Die ICDs befanden sich bei dieser Untersuchung in Kochsalzlösung.
In-vivo-Studien ICDs
Mögliche Störbeeinflussungen zwischen Mobiltelefonen und ICDs wurden in einigen kleineren Studien in-vivo untersucht. Hierbei wurden sowohl pektoral als auch abdominal implantierte Aggregate getestet.
Autor | Jahr | Mobiltelefon | n | Störungen |
|---|---|---|---|---|
Schibgilla et al. [27] | 1997 | D-Netz, 2 W | 15 | 0% |
Fetter et al. [11] | 1998 | digital, 0,6 W | 31 | 0% |
Barbaro et al. [4] | 1999 | GSM, 2 W, | 13 | 26% |
Occhetta et al. [25] | 199 | GSM, 2 W, | 30 | 0% |
Chiladakis et al. [7] | 2001 | digital, 2 W, | 39 | 0% |
Lediglich in einer Untersuchung kam es bei 3 Patienten zu einer unbedeutenden Triggerung der ventrikulären Stimulation. Diese war nur bei einem Abstand von weniger als 2 cm zwischen Mobiltelefon und ICD nachweisbar [4].
Ansonsten konnten in den übrigen Studien keinerlei Störbeeinflussungen der ICDs durch die getesteten Mobiltelefone nachgewiesen werden.
Eine Störung der Telemetrie zwischen Programmiergerät und Aggregat wurde jedoch mehrfach beobachtet [7, 25]. Hierbei kam es zu Artefakten während der Telemetrie intrakardialer Ekgs und zu inadäquaten Marker-Annotationen. Diese wurden allerdings auf eine Störung der Programmiergeräten durch Mobiltelefone, und nicht auf eine der ICDs selbst zurückgeführt [7].
Daneben kam es bei einem Abstand von unter 5 mm zwischen Mobiltelefon und ICD zu einer Aktivierung des Magnetschalters [11].
Hieraus leitet sich die Forderung ab, bei ICD-Kontrollen keine Mobiltelefone in der Nähe zu haben. Dies versteht sich eigentlich von selbst.
Warum sind ICDs gegenüber Störungen durch Mobiltelefonen offensichtlich weniger empfindlich als Schrittmacher? Es wird vermutet, dass zum einen durch das größere Volumen und eine dadurch bedingte tiefere Implantation eine größere Abschirmung durch das körpereigene Gewebe zustande kommt. Daneben besteht die Möglichkeit, dass in dem größeren Konnektor die Anschlüsse der Defibrillatorelektroden besser abgeschirmt werden [20]. Schließlich wird zur Aktivierung der Schockabgabe eine Folge schneller Zyklen benötigt, so dass nur eine länger anhaltende Störung fälschlich als Tachykardie interpretiert werden kann. Demgegenüber kann ein antibradykarder Schrittmacher in jedem Zyklus inhibiert, bzw. getriggert werden. Irnich schlägt daher vor, bei der Testung von ICDs auf Störbeeinflussung hin die Stimulationsfrequenz über die Eigenfrequenz der Patienten zu programmieren, so dass auch kurze Inhibierungen der antibradykarden Stimulation problemlos erkannt werden können [20].
Externe Schrittmacher
Externe temporäre Schrittmacher werden lediglich im stationären Bereich zur Notfalltherapie oder nach herzchirurgischer Operation eingesetzt. Auch sie können durch elektromagnetische Beeinflussungen gestört werden, wie eine kürzlich publizierte Untersuchung von Trigano und Mitarbeitern [31] zeigte. Dabei wurden externe temporäre Herzschrittmacher in einer experimentellen Studie auf mögliche Störungen durch Mobiltelefone und Funkgeräte untersucht. Bei ihnen zeigte sich, dass acht von neun externen Schrittmacher sowohl durch D-Netz, als auch durch E-Netz-Telefone zu stören waren. Es kam zur Inhibierung der Impulsabgabe mit daraus resultierender Asystolie und zu asynchroner Stimulation.
Das gleiche galt für Funkgeräte. Die Störungen waren teilweise noch in einer Entfernung von 2 Metern nachweisbar! Tobisch und Irnich fanden bei ihrer Untersuchung an insgesamt 9 externen und 7 transthorakalen Schrittmachern, dass das empfindlichste Gerät (Cordis, Chronocor III) in einem Abstand von 90 cm zu stören war. Die nächsten beiden Geräte wurden bei 40 cm beeinflusst. Alle anderen waren realistisch nicht durch ein D-Handy zu stören. E-Geräte und DECT-Telefone störten praktisch nicht.
Diese Ergebnisse unterstreichen die Forderung, die Nutzung von Mobiltelefonen im Krankenhaus durch Personal und Patienten verantwortungsbewusst zu handhaben. Auch bei der Verlegung von Patienten mit externen Schrittmachern ist zu beachten, dass es nicht durch Mobiltelefone oder Funkgeräte des Rettungsdienstpersonals zu Störungen der Aggregate kommt. Auch bei Beschaffung externer Schrittmacher sollte man auf Störfestigkeit gegenüber Mobiltelefonen bestehen.
Technische Schutzmaßnahmen vor Störungen durch Mobiltelefone
Grundsätzlich ist es wünschenswert Schrittmacher und ICDs so zu konstruieren, dass Störmöglichkeiten von außen weitestgehend ausgeschlossen sind. Dies geschieht zum Teil durch die metallische Abschirmung des Schrittmachergehäuses. Daneben sind die üblichen Algorithmen aktiv, die bei Erkennung eines Störsignals in einen Störmodus umschalten. Hierbei findet meist eine unerwünschte asynchrone Stimulation statt.
In allen Herzschrittmachern werden interne Filter verwendet, die einen gewissen Schutz vor elektromagnetischen Störungen wie durch Mobiltelefone bieten. Bei ausreichend starken Signalen, wie die von Mobiltelefonen, die in das Gehäuse der Schrittmacher dringen, kann es zur Übersteuerung der Filter kommen, so dass diese dann nicht mehr wirksam sind. Die Signale können dann fälschlicherweise vom Schrittmacher wahrgenommen werden. Um dies zu verhindern, können die Leitungen, die die Verbindung zwischen den Elektrodensteckern im Schrittmacherkonnektor mit der Elektronik im Inneren der Aggregate herstellen, selbst geschützt werden. Dafür werden im Bereich der Durchführung durch das Schrittmachergehäuse keramische kapazitive Filter integriert. Dadurch kann ein durch die elektromagnetische Störung von Mobiltelefonen verursachtes Signal das internen Filter nicht mehr erreichen und damit auch nicht überlasten [6, 29].
Der Wirksamkeit dieses Konzeptes konnte bereits durch die groß angelegt Studie von Hayes und Mitarbeitern mit 980 Schrittmacherpatienten belegt werden. Hier traten Störungen durch Mobiltelefone bei Schrittmachern ohne derartige Durchführungsfilter in 28,9% bis zu 55,8% auf. Demgegenüber waren Störungen bei Schrittmachern mit Durchführungsfiltern nur in 0,4% bis 0,8%, und damit signifikant seltener (p=0,01) nachweisbar [14].
Zusammenfassung und Empfehlungen
Mobiltelefone können durch Einkopplung elektromagnetischer Felder eine Störung von Schrittmachern und ICDs hervorrufen. Dies ist durch zahlreichen In-vitro- und In-vivo-Untersuchungen belegt.
Die Art und das Ausmaß einer Störbeeinflussung sind von einer Vielzahl von Variablen abhängig, die durch Aggregatparameter, Patientencharakteristika, Telefoncharakteristika und Interaktionsvariablen beeinflusst werden. Störungen waren nur bei engem räumlichen Kontakt zwischen Mobiltelefon und Schrittmacher / ICD nachweisbar. In keinem Fall wurden gravierende Störungen oder bleibende Beschädigungen der Aggregate nachgewiesen. Das individuelle Risiko erscheint für die betroffenen Patienten daher sehr gering.
Hersteller sollten Implanteure und Patienten über die Störmöglichkeiten ihrer Implantate informieren. Zukünftige Aggregate sollten einen zuverlässigen Schutz gegenüber Störungen von Mobiltelefonen bieten. Bei Einhaltung der folgenden einfachen Vorsichtsmaßnahmen kann eine Störung der Herzschrittmacher und ICDs praktisch nicht vorkommen:
- Ein enger Kontakt von weniger als 20 cm zwischen Mobiltelefon und Herzschrittmacher bzw. ICD muss vermieden werden.
- Das eingeschaltete Telefon sollte nicht in unmittelbarer Nähe zu dem Herzschrittmacher oder ICD, wie z. B. in einer Jacken- oder Hemdtasche, getragen werden.
- Es sollte möglichst mit dem Ohr telefoniert werden, dass dem pektoral implantierten Schrittmacher/ICD abgewandt ist.
- Patienten mit Schrittmacher/ ICDs sollten Mobiltelefone mit höheren Übertragungsfrequenzen (E-Netz) benutzen, da hierfür keine Störungen nachgewiesen wurden.
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