ArchivDeutsches Ärzteblatt38/2003Moderne Herzschrittmachersysteme wenig störanfällig durch Mobilfunktelefone

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Moderne Herzschrittmachersysteme wenig störanfällig durch Mobilfunktelefone

Dtsch Arztebl 2003; 100(38): A-2438 / B-2037 / C-1918

Hekmat, Khosro; Kanani, Reza; Lauterbach, Gerhard; Südkamp, Michael; Ahmadpoor, Tooraj; Weber, Hans Joachim; Mehlhorn, Uwe

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Zusammenfassung
Elektromagnetische Felder können die Funktion von Herzschrittmachern mit einer Rate von bis zu 53 Prozent beeinflussen. Durch die Entwicklung von neuen Filtern in modernen Schrittmachern soll die Störbeeinflussung durch elektromagnetische Felder deutlich reduziert worden sein. In einer prospektiven Studie wurde bei 200 Patienten mit permanenten Herzschrittmachersystemen das Ausmaß der Störbeeinflussung durch Mobilfunktelefone überprüft. 107 Einkammer- und 93 Zweikammersysteme wurden getestet. Als Mobilfunkgerät wurde ein GSM-Handy (D-Netz, 2 W, 900 MHz) in unterschiedlichen Funkzuständen und Distanzen zum Herzschrittmacher benutzt. Die Testergebnisse wurden mit fortlaufender EKG-Aufzeichnung dokumentiert. Nur vier (zwei Prozent) Herzschrittmacher zeigten eine Störbeeinflussung durch das D2-Mobiltelefon. Drei Schrittmachersysteme (ein VVI- und zwei DDD-Systeme) schalteten auf Störfrequenz um. Ein VVI-Schrittmacher wurde inhibiert. Bei einem Abstand der Mobilfunkantenne zum Schrittmacher von mehr als 2 cm konnte keine Störbeeinflussung festgestellt werden. Moderne Herzschrittmachersysteme zeigen somit eine niedrige Inzidenz an Störbeeinflussung durch Mobilfunktelefone. Im Einzelfall kann eine individuelle Austestung mit geeigneter Programmierung der Schrittmacherempfindlichkeit das Risiko von Störbeeinflussungen reduzieren. D-Netz-Mobilfunkgeräte sollten nicht direkt über dem Herzschrittmacheraggregat getragen werden.

Schlüsselwörter: Herzschrittmacher, Mobiltelefon, Interferenz, elektromagnetisches Feld

Summary
Little Interference of Cellular Phones on Modern Pacemakers
Electromagnetic fields may interfere with normal pacemaker function with a rate up to 53 per cent. Development of new feedthru filters have lessened this problem. However, it remains unclear whether these features also reduced the incidence of electromagnetic interference in currently available pacemakers. In 200 patients with an implanted pacemaker (93 dual-chamber [DDD(R)] and 107 ventricular-inhibited [VVI(R)] pacemakers), a mobile GSM-phone (German D-Net, 2 W, 900 MHz) was tested in the standby, dialing and operating mode. Continuous surface electrocardiograms were recorded when calls were made by stationary phone to cellular phone. In four (two per cent) of 200 patients, a reproducible interference was induced with the D-Net phone. Two DDD and one VVI pacemakers showed a switching to interference frequencies. Only one VVI pacemaker showed an inhibition. Interferences could only be detected in close proximity (< 2 cm) to the pacemaker. Cellular phones may be dangerous for pacemaker patients. However, they can be used safely if patients do not carry the phone close to the pacemaker, which is the only place where high risk interference has been observed. Individual testing and programming of pacemakers may reduce interferences.

Key words: cardiac pacemaker, cellular phone, interference, electromagnetic field


Der Gebrauch von Mobilfunktelefonen hat in den vergangenen Jahren einen rasanten Aufschwung erlebt. Weltweit telefonieren mittlerweile mehr als 200 Millionen Menschen unabhängig von ortsfesten Anschlüssen mit diesen Geräten.
Da die beim Mobilfunk entstehenden elektromagnetischen Felder Herzschrittmacher beeinflussen können, sah sich das Bun­des­ge­sund­heits­mi­nis­ter­ium im Jahr 1995 veranlasst, mit einer Pressemeldung auf die Gefahren bei dem Gebrauch von Mobiltelefonen hinzuweisen (7).
Irnich und Mitarbeiter (8) konnte 1996 an 231 verschiedenen Schrittmachern bei In-vitro-Tests eine 44,6- prozentige Störbeeinflussung durch das deutsche analoge C-Netz und das digitale D-Netz zeigen. Durch die Entwicklung von neuen Filtern in modernen Schrittmachern soll die Störbeeinflussung durch elektromagnetische Felder deutlich reduziert worden sein (5).
In einer prospektiven Studie wurde bei Patienten mit permanenten Herzschrittmachersystemen das Ausmaß der Störbeeinflussung durch Mobilfunktelefone geprüft.
Überprüfung verschiedener Schrittmachermodelle
Von März 1998 bis März 1999 wurden nach entsprechender Aufklärung und Einwilligung 200 Patienten in die Studie aufgenommen. Insgesamt wurden 116 Männer und 84 Frauen mit einem mittleren Alter von 50,7±27,6 Jahren untersucht. Der jüngste Patient war 6 Monate, der älteste 90 Jahre alt. Die Prüfung der Systeme erfolgte im Rahmen der halbjährlichen ambulanten Schrittmachernachuntersuchung. Alle Tests wurden in dem gleichen Raum und unter gleichen Bedingungen durchgeführt. Für die Tests wurden keine speziellen Umprogrammierungen der Schrittmacher vorgenommen.
Insgesamt überprüften die Autoren 58 verschiedene Schrittmachermodelle (107 Einkammer- und 93 Zweikammersysteme) von 7 Herstellern (Biotronik, CPI Guidant, Intermedics, Medtronic, Pacesetter, Telectronics, Vitatron). Die mittlere Laufzeit der implantierten Schrittmachergeräte lag bei 38 ± 34 Monaten. Es wurden 89 Schrittmacherelektrodenmodelle von 12 Firmen untersucht. Die Gesamtzahl der Elektroden betrug 293 (99 bipolar, 194 unipolar).
Als Mobilfunkgerät wurde ein D2-Handy (GSM, 2 Watt, 900 MHz) der Firma Ericsson Modell GA 628 in unterschiedlichen Funkzuständen und Distanzen zum Herzschrittmacher verwendet. Getestet wurden jeweils der Kontaktaufbau, das Empfangen eines Anrufs und das Sprechen. Das Mobiltelefon wurde vor dem Kontaktaufbau direkt auf die Schrittmachertasche gelegt und in verschiedene Richtungen gedreht. Im Falle einer Störung wurde das Telefon langsam von der Schrittmachertasche entfernt und der Abstand gemessen. Die Testergebnisse wurden mit fortlaufender 6-Kanal-EKG-Aufzeichnung dokumentiert.
Störbeeinflussung gering
Insgesamt zeigten nur vier (zwei Prozent) Herzschrittmacher eine Störbeeinflussung durch das D2-Mobiltelefon. Drei Schrittmachersysteme schalteten auf eine Störfrequenz um (Biotronik Actros VVIR, Medtronic Elite 7075 DDD, Medtronic Minuet 7108 DDD). Eine Störfrequenz ist eine asynchrone Reizfrequenz des Schrittmachers, auf die er während einer starken elektromagnetischen Störung vorübergehend umschalteten kann. Alle fünf Sonden waren unipolar, die Empfindlichkeit im Ventrikel lag bei 2,5 mV, im Vorhof bei 0,5 mV.
Ein VVI-Schrittmacher (Medtronic Minix 8340) mit einer bipolaren Sonde wurde inhibiert, und zeigte zudem noch einen Sensingdefekt. Eine Inhibierung resultiert in einer Unterdrückung der Impulsabgabe durch intrakardiale Signale oder Fremdsignale. Dieser Mechanismus kann für einen Patienten ohne Eigenrhythmus tödlich sein. Die Inhibierung bedeutete jedoch wegen eines ausreichenden Ersatzrhythmus in diesem Fall keine Gefährdung für den Patienten. Die Empfindlichkeit war, aus nicht bekannten Gründen, mit 0,6 mV für einen VVI-Schrittmacher sehr niedrig programmiert. Durch eine Umprogrammierung auf 1,25 mV konnte die Störung eliminiert werden. Ein Sensingdefekt bezeichnet eine mangelnde Empfangs- oder Wahrnehmungsfunktion eines Schrittmachers. Ein Sensingdefekt kann ein Kammerflimmern auslösen, wenn der nicht wahrgenommene Impuls des Schrittmachers in die vulnerable Phase des Herzens fällt.
Die Störbeeinflussung war in allen vier Fällen am besten während des Kontaktaufbaus des Mobiltelefons reproduzierbar, das heißt unmittelbar vor Ertönen des ersten Signaltons des Handys. Wegen der niedrigen Störbeeinflussung von zwei Prozent kann keine Aussage bezüglich unipolarer und bipolarer Wahrnehmungseinstellung getroffen werden. Kein Schrittmacher zeigte nach den Tests eine Änderung in der Programmierung. Bei einem Abstand der Mobilfunkantenne zum Schrittmacher von mehr als 2 cm konnten die Autoren in keinem Fall eine Störbeeinflussung feststellen.
Schutz durch spezielle Filter
In der Literatur (17, 9) sind Störbeeinflussungen von bis zu 53 Prozent beschrieben worden. In der Studie der Autoren zeigte sich nur eine niedrige Störbeeinflussung von zwei Prozent durch das D2-Mobiltelefon.
Andere Studien wiederum zeigen ebenfalls eine seltene (vier Prozent) (12) oder gar keine Beeinflussung (10, 11) der Schrittmacher durch Mobiltelefone. Die unterschiedlichen Studiendesigns, Mobilfunknetze und Schrittmachermodelle erschweren jedoch einen direkten Vergleich der Studien. Tabelle 1 gibt einen Überblick über die Studien und die verschiedenen Mobilfunknetze.
Bei einigen Studien wurde die Wahrnehmungsempfindlichkeit auf die niedrigste Stufe (14, 7, 9) programmiert, wodurch die Schrittmacher auf jede Art von elektromagnetischen Störungen besonders sensibel reagieren. Dies wurde in der Studie der Autoren nicht durchgeführt, da die Patienten unter normalen Bedingungen getestet werden sollten. Bei einem Patienten war die Empfindlichkeit mit 0,6 mV für einen VVI-Schrittmacher sehr niedrig programmiert. Durch eine Umprogrammierung auf 1,25 mV konnte die Störung eliminiert werden.
Die Studie konnte wegen der niedrigen Störbeeinflussung keine Unterschiede bei der programmierten Polarität zeigen. Andere Studien konnten jedoch keinen Unterschied bei der Sondenpolarität feststellen (6, 8). Keiner der untersuchten Herzschrittmacher zeigte nach den Tests eine Änderung der zuvor programmierten Parameter, was auch von Irnich et al. (8) dargestellt werden konnte.
Spezielle „Feedthru“-Filter sollen moderne Herzschrittmacher noch besser vor elektromagnetischen Störungen schützen. Der Aufbau dieser Filter unterliegt jedoch dem Firmengeheimnis, sodass wahrscheinlich noch nicht alle Schrittmachermodelle der vorliegenden Studie damit ausgerüstet sind. Die Firma Pacesetter hat kürzlich eine Beschreibung ihrer gefilterten Durchführung geliefert. Durch die Verwendung dieser speziellen „Feedthru“-Filter kann bereits das Eindringen unerwünschter Signale in das Innere des Herzschrittmachers verhindert werden (Grafik).
Die unterschiedlichen Mobilfunksysteme beeinflussen Herzschrittmacher in unterschiedlichem Maße (6, 8). Analoge Systeme sind nicht gepulst und zeigen daher eine niedrigere Inzidenz an Störungen (9). Handys mit hoher Funkleistung (Wattzahl) zeigen größere Störraten und eine größere maximale Stördistanz zum Herzschrittmacher (7, 8).
Individuelle Austestung wichtig
Moderne Herzschrittmachersysteme zeigen eine niedrige Inzidenz an Störbeeinflussung durch D-Netz-Mobilfunktelefone. Wegen der potenziellen Gefahr einer Inhibition oder der Auslösung von Kammerflimmern sollte im Einzelfall eine individuelle Austestung mit geeigneter Programmierung des Schrittmachersystems erfolgen. Damit kann das Risiko von Störbeeinflussungen auf ein Minimum reduziert werden beziehungsweise dem Schrittmacherpatienten von dem Gebrauch eines Mobiltelefons abgeraten werden. D-Netz-Mobilfunkgeräte sollten nicht direkt über dem Herzschrittmacheraggregat sondern besser am Gürtel getragen werden.
Mobilfunktelefone mit einer Sendefrequenz von > 1 800 MHz (E-Netz) haben eine geringere Eindringtiefe. Diese Geräte scheinen überhaupt keine Störungen zu verursachen (8). Das in Planung befindliche Mobilfunknetz UMTS mit einer Sendefrequenz von mehr als 2 000 MHz und einer Funkleistung von 1 Watt dürfte bei Herzschrittmacherpatienten keine Störungen verursachen. Hierzu sind jedoch entsprechende klinische Untersuchungen notwendig.
Die Firma Pacesetter hat bereits nach Genehmigung durch die amerikanische Food and Drug Administration (FDA) ihre neuen Schrittmachermodelle mit dem Vermerk „cellular tested“ versehen. Dieser Vermerk soll darauf hinweisen, dass diese Schrittmacher durch kein analoges oder digitales Mobilfunksystem störbar sein sollen. Auch hierzu sind weitere klinische Studien notwendig.
Im Sinne der Patienten wäre es wünschenswert, wenn alle Firmen, die Schrittmacher herstellen, dem Beispiel von Pacesetter folgen würden. Die
Autoren appellieren deshalb an alle Firmen, ihre Filtersysteme zu veröffentlichen, und anzugeben, welche Schrittmachersysteme seit wann damit ausgerüstet sind.

Die vorliegende Arbeit wurde vorgestellt auf dem 12. Weltkongress der World Society of Cardio-Thoracic Surgeons der vom 3. bis 6. März 2002 in Luzern, Schweiz, stattfand.

Manuskript eingereicht: 24. 2. 2003, revidierte Fassung angenommen: 30. Mai 2003
zZitierweise dieses Beitrags:
Dtsch Arztebl 2003; 100: A 2438–2445 [Heft 38]

Literatur
 1. Altamura G, Toscano S, Gentilucci G, Ammirati F, Castro A, Pandozi C, Santini M: Influence of digital and analogue cellular telephones on implanted pacemakers. Eur Heart J 1997; 18: 1632–1641.
 2. Barbaro V, Bartolini P, Donato A, Militello C, Altamura G, Ammirati F, Santini M: Do European GSM mobile cellular phones pose a potential risk to pacemaker patients? Pacing Clin Electrophysiol 1995; 18: 1218–1224.
 3. Barbaro V, Bartolini P, Donato A, Militello C: Electromagnetic interference of analog cellular telephones with pacemakers. Pacing Clin Electrophysiol 1996; 19: 1410–1418.
 4. Chen WH, Lau CP, Leung SK, Ho DS, Lee IS: Interference of cellular phones with implanted permanent pacemakers. Clin Cardiol 1996; 19: 881–886.
 5. Hayes DL, Carrillo RG, Findlay GK, Embrey M: State of the science: pacemaker and defibrillator interference from wireless communication devices. Pacing Clin Electrophysiol 1996; 19: 1419–1430.
 6. Hayes DL, Wang PJ, Reynolds DW, Estes M, 3rd, Griffith JL, Steffens RA, Carlo GL, Findlay GK, Johnson CM: Interference with cardiac pacemakers by cellular telephones. N Engl J Med 1997; 336: 1473– 1479.
 7. Hofgartner F, Muller T, Sigel H: [Could C- and D-network mobile phones endanger patients with pacemakers?]. Dtsch Med Wochenschr 1996; 121: 646–652.
 8. Irnich W, Batz L, Muller R, Tobisch R: Electromagnetic interference of pacemakers by mobile phones. Pacing Clin Electrophysiol 1996; 19: 1431–1446.
 9. Naegeli B, Osswald S, Deola M, Burkart F: Intermittent pacemaker dysfunction caused by digital mobile telephones. J Am Coll Cardiol 1996; 27: 1471– 1477.
10. Nowak B, Rosocha S, Zellerhoff C, Liebrich A, Himmrich E, Voigtlander T, Meyer J: Is there a risk for interaction between mobile phones and single lead VDD pacemakers? Pacing Clin Electrophysiol 1996; 19: 1447–1450.
11. Sriratanasathavorn C, Wongklaw U, Pooranawatanakul S, Chaithiraphan S: Electromagnetic interference of permanent pacemakers by mobile phones in Thailand. J Med Assoc Thai 2000; 83 (Suppl. 2): S159–162.
12. Wilke A, Grimm W, Funck R, Maisch B: Influence of D-net (European GSM-Standard) cellular phones on pacemaker function in 50 patients with permanent pacemakers. Pacing Clin Electrophysiol 1996; 19: 1456–8.

Anschrift für die Verfasser:
Dr. med. Khosro Hekmat
Klinik und Poliklinik für Herz- und Thoraxchirurgie
der Universität zu Köln
Joseph-Stelzmann Straße 9
50924 Köln
E-Mail: khosro.hekmat@medizin.uni-koeln.de

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