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16.9.2019

Elektromagnetische Interferenz von aktiven Herzrhythmusimplantaten im Alltag und im beruflichen Umfeld

Elektromagnetische Interferenz von aktiven Herzrhythmusimplantaten im Alltag und im beruflichen Umfeld

Auszug: Stellungnahme der Deutschen Gesellschaft für Kardiologie (DGK) und der Deutschen Gesellschaft für Arbeitsmedizin und Umweltmedizin (DGAUM)

Träger von Herzschrittmachern oder ICDs müssen über das potenzielle Risiko einer Störbeeinflussung ihres implantierten Systems aufgeklärt werden. Auch wenn EMI-Ereignisse (Elektromagnetische Interferenzen) selten sind, beschäftigt die Wechselwirkung die Patienten sehr. Im Rahmen von Routinenachsorgen nach Device-Implantation betrifft etwa ein Viertel der Patientenfragen das Thema EMI. Viele Patienten schränken sich dennoch aus Unwissenheit oder Furcht vor EMI im Alltagsleben oft unnötigerweise ein. Auch Ärzte widmen dem Thema EMI eine hohe Aufmerksamkeit. In einer Befragung von 855 französischen Ärzten (etwa die Hälfte davon Kardiologen) gaben 16% an, dass sie innerhalb eines Jahres zumindest einen Verdachtsfall von Störbeeinflussung mit ICD oder Herzschrittmacher beobachtet hatten. Betrachtet man das Vorkommen nachgewiesener EMI-Ereignisse von aktiven kardiologischen Implantaten mit klinischer Relevanz, so liegen die Häufigkeiten deutlich niedriger. In der größten und aktuellsten Untersuchung wird das Risiko einer klinisch relevanten oder potenziell relevanten EMI für ICD Träger durch Oversensing mit 0,3 pro 100 Patientenjahre (2940 Patienten, Beobachtungszeitraum 7772 Patientenjahre) angegeben.

Klinische Bedeutung von elektromagnetischen Interferenzen 

Elektromagnetische Felder des Alltagslebens können in unterschiedlicher Weise mit kardialen implantierbaren elektrischen Geräten interagieren. Das Auftreten einer Interferenz sowie die Auswirkungen auf das implantierte System hängen dabei im Wesentlichen von Stärke und Frequenz des elektromagnetischen Feldes ab und haben in Abhängigkeit von der Expositionsdauer bei unterschiedlichen Grunderkrankungen und Implantaten verschiedene klinische Relevanz. Vier verschiedene Einwirkungen von EMF auf den Patienten und das Implantat sollten unterschieden werden:

  • Konstruktive oder destruktive Überlagerung herzeigener Biosignale mit Störsignalen (meist mit resultierendem Oversensing), die aufgrund einer Einkopplung von EMF in den menschlichen Körper induziert werden (häufigstes Phänomen),
  • Aktivierung des Magnetsensors (Reed Switch, Hall-Sensor),
  • Erwärmung von metallischen Komponenten mit möglichen thermischen Schäden,
  • Schädigung der Device-Elektronik, spontane Umprogrammierungen und ggf. „power-on-reset“.

In der Beurteilung der klinischen Auswirkung einer Störung sind die kardialen Grunderkrankungen in der Risikobeurteilung von hoher Relevanz. In Abbildung 1 werden die verschiedenen Grunderkrankungen neben klinischen Konsequenzen einer Implantatstörung zusammengefasst. Die Dauer einer Störbeeinflussung hat erhebliche Relevanz für die klinische Auswirkung einer Device-Störung. Sehr kurze Störungen gehen in der Regel nicht mit einer relevanten Gefährdung des Patienten einher und sind oft asymptomatisch. Eine anhaltende Stimulationsinhibition durch Oversensing bei Schrittmacherabhängigkeit fuhrt konsekutiv zur Bradykardie/Asystolie bis hin zum Bewusstseinsverlust. Ein ventrikulares Oversensing bei einem ICD, das nicht den Noise Modus triggert, führt im schlimmsten Fall zur Schockabgabe.

Vor allem inadaquate Schockabgaben bei ICDs sind nicht nur schmerzhaft und psychisch belastend, sondern können selten auch selbst lebensbedrohliche Rhythmusstörungen auslösen. Einzelne Hersteller bieten einen Störmodus an, sog. Noise Mode, der sich bei Herzschrittmachern und Defibrillatoren unterscheidet. Ein sehr hochfrequentes, hochamplitudiges und anhaltendes Oversensing im ventrikularen Kanal kann über Algorithmen erkannt werden und als „Noise“ unterschieden werden.

 

Potentielle Störquellen und ihre Einschätzung

Mobiltelefone

Aktuelle Mobiltelefone und Smartphones inklusive deren Internetfunktion stellen ein sehr geringes Interferenzrisiko für Schrittmacher- und Defibrillatorträger dar. Die Einhaltung eines Mindestabstands zwischen Smartphone und Implantat ist sicher effektiv, ist aber aufgrund der Telefonie- und Internetfunktion nicht erforderlich. Die Aktivierung des Magnetschalters durch teilweise stärkere Magneten der internen Lautsprecher von Smartphones konnte nicht beobachtet werden. Zu induktiven Mobiltelefonladestationen nach dem Qi-Standard sollten mindestens 10cm Abstand eingehalten werden.

Unterhaltungselektronik und Kopfhörer

Schrittmacher- und Defibrillatorträger können MP3-Player im bestimmungsgemäßen Gebrauch nutzen. Die Einhaltung eines Sicherheitsabstands scheint nicht erforderlich zu sein. Stärkere Permanentmagnete (v. a. neodymiumhaltige Dauermagnete), die z.B. in Kopfhörern und Lautsprechern oder Aggregathüllen enthalten sind, sollten wegen des Risikos einer asynchronen Stimulation (Herzschrittmacher) oder einer Inhibition der Tachyarrhythmieerkennung (Defibrillator) nicht direkt auf der Gerätetasche platziert werden.

Diebstahlsicherungen in Geschäften

Schrittmacher- und Defibrillatorträger sollten den Bereich von Diebstahlsicherungen in Kaufhäusern zügig passieren und nicht in deren elektromagnetischem Feld verweilen. Das größte Interferenzrisiko (Inhibition der Stimulation, inadäquate Defibrillatortherapien) geht hierbei von akustomagnetischen Diebstahlsicherungen aus. Bei RFID Scannern ist die EMI-Gefahr nur aus Invitro- Studien ableitbar. Solange keine belastbaren In-vivo-Studien vorliegen, sollte sicherheitshalber ein Abstand von 60cm bei Schrittmachern und 40cm bei ICDs empfohlen werden.

Sicherheitselektronik und Metalldetektroren

Schrittmacher- und ICD-Träger können Torbogenmetalldetektoren und handbetriebene Metalldetektoren ohne Einschränkungen bestimmungsgemäß nutzen. Das Fahren in Elektroautos scheint keine Gefährdung für Schrittmacher- und ICD-Träger bezüglich elektromagnetischer Interferenz darzustellen.

Haushalt: 50/60 Hz Wechselstrom, Induktionsherde und Körperfettwaagen

Korrekt installierte Stromleitungen stellen für Schrittmacher- und ICD-Träger kein Gefährdungspotenzial hinsichtlich elektromagnetischer Interferenz dar. Zur Vermeidung von Interferenzen sollten Schrittmacher- und ICD-Träger in besonderem Maße auf eine korrekte Erdung von elektrischen Geräten achten und defekte Haushaltsgeräte nicht in Betrieb halten. Elektrische Geräte des Alltags können zum Teil lokal starke EMF erzeugen und sollten nur mit ca. einer Unterarmlänge Abstand zum Thorax betreiben werden. Es wird empfohlen, einen Sicherheitsabstand von 25cm zwischen implantiertem Herzschrittmacher oder Defibrillator und Induktionskochfeldern zur Vermeidung von EMI einzuhalten. Dies erlaubt einen bestimmungsgemäßen Gebrauch, wenn man sich nicht über die Kochplatte lehnt. ICD-Träger sowie Schrittmacherträger mit suffizientem Eigenrhythmus sollten hinsichtlich des Gebrauchs von Körperfettwaagen nicht eingeschränkt werden.

Für eine erste, schnelle Beurteilung des Risikos einer elektromagnetischen Interferenz kann Abbildung 2 herangezogen werden.

Vorgehensweise im Betrieb

Im beruflichen Umfeld ist zu empfehlen, die elektromagnetische Interferenz von aktiven Herzrhythmusimplantaten im Einzelfall zu beurteilen, damit gezielt entschieden werden kann, ob betroffene Beschäftigte an ihren bisherigen Arbeitsplatzen weiterhin eingesetzt werden können oder ob Einschränkungen erforderlich sind. Bei dieser Beurteilung sollten der Arbeitgeber, der Betriebsarzt und die Fachkraft für Arbeitssicherheit eng zusammenarbeiten und die folgende Vorgehensweise beachten: Im Rahmen der Gefährdungsbeurteilung sind zu Beginn die Arbeits- und Aufenthaltsbereiche des Beschäftigten zu bestimmen. Es müssen alle Bereiche, in denen sich der Implantatträger während seiner Arbeitszeit und den Arbeitspausen aufhält, bewertet werden. Hierzu gehören neben dem eigentlichen Arbeitsplatz auch Sozial- und Sanitärräume sowie deren Zugangswege, da Anlagen oft räumlich nah zu diesen Bereichen aufgestellt sind, wenn vielleicht auch nicht direkt sichtbar hinter Wänden, die EMF aber meist nicht abschirmen. In allen Arbeits- und Aufenthaltsbereichen müssen die Feldquellen, d. h. alle feldrelevanten, elektrisch betriebenen Arbeits- und Betriebsmittel identifiziert und deren EMF-Emissionen ermittelt werden. Bei der Ermittlung sind die Arbeitspositionen und Körperhaltungen des Implantatträgers zu berücksichtigen und immer die maximalen Feldstärken im Bereich des Thorax zu bestimmen. Die Feldstärkebestimmung kann mittels Messung, Berechnung oder Vergleich mit ähnlichen Anlagen erfolgen und von der Fachkraft für Arbeitssicherheit durchgeführt werden. Bei fehlender Fachkunde hierfür kann diese über entsprechende Fortbildungskurse der Berufsgenossenschaften erworben werden.

Im nächsten Schritt muss bewertet werden, ob die ermittelten Feldstärken zu einer elektromagnetischen Interferenz beim Implantat führen können. Hierzu ist ein Vergleich der Feldstarken mit allgemeinen Störschwellen möglich, wie sie z. B. im Forschungsbericht 451 des Bundesministeriums für Arbeit und Soziales aufgeführt sind. Liegen die in den Arbeits- und Aufenthaltsbereichen des Beschäftigten auftretenden Feldstärken darunter, sind keine weiteren Maßnahmen erforderlich. Liegen die ermittelten Feldstarken, beispielweise an Industriearbeitsplatzen, über den allgemeinen Störschwellen, sollte die für den Betrieb zuständige Aufsichtsperson des Unfallversicherungsträgers hinzugezogen werden. Die Aufsichtsperson kann auf speziell ausgebildete Fachleute zurückgreifen, die anhand der ermittelten Feldstärken und weiteren Informationen aus dem Implantatausweis des Beschäftigten (Implantattyp, Sondentyp, Einstellungen) eine individuelle Bewertung durchführen. Weitere Möglichkeiten zur Bewertung sind, den Implantathersteller zu kontaktieren, um eine Vor-Ort-Messung mit einem Implantatdummy zu bitten, oder eine Laboruntersuchung zur Ermittlung der individuellen Störschwellen durchführen zu lassen.

Für eine erste, schnelle Beurteilung des Risikos einer elektromagnetischen Interferenz kann Abbildung 3 herangezogen werden. Darin sind verschiedene Geräte und Anlagen aufgeführt mit der jeweiligen Angabe, ob eine Beeinflussung grundsätzlich möglich oder nicht wahrscheinlich ist.

Fazit

Zusammenfassend lasst sich sagen, dass aktuelle bipolare Aggregate im Schrittmacher und Defibrillatorbereich, die auf vom Hersteller empfohlene Nominalwerte programmiert sind, für Alltagsexpositionen im Allgemeinen sicher sind. Neue Implantate wie total subkutane ICDs, kabellose Schrittmacher und Herzinsuffizienzaggregate wie CCMs („cardiac contractility modulation devices“) sind von ihrer Störfestigkeit momentan nur bedingt einschätzbar. Vor allem bei technischen Neuerungen wie neuen Kommunikationsstandards, induktivem Laden und Störquellen im kHz-Bereich besteht nur eine sehr geringe Evidenz aus In-vivo-Studien. Hier sollte im Zweifelsfall Vorsicht geboten sein. Störquellen jenseits der 3GHz sind weitestgehend zu vernachlässigen, da die Penetration in den Körper bei den im Alltag auftretenden Feldstärken zu gering ist. Expositionsvermeidung oder zumindest ein ausreichender Abstand zur Feldquelle sind die wichtigsten Maßnahmen zur Vermeidung einer elektromagnetischen Interferenz mit einem elektrischen kardialen Implantat.

Sie finden den gesamten Beitrag inkl. Literatur und Abbildungen hier.

Abb.1
Abb.2
Abb.3