mini|Einkammerschrittmacher der Fa. Guidant (explantiert nach Batterieerschöpfung), Foto von 2005 mini|Einkammer-Herzschrittmacher (VVI) auf einem Röntgenbild
Ein Herzschrittmacher (HSM) oder (PM) (englisch für ‚Schrittmacher‘) ist ein elektronischer Impulsgenerator zur (meist regelmäßigen) elektrischen Stimulation (Anregung) des Herzmuskels zur Kontraktion. Das Gerät dient der Behandlung von Patienten mit zu langsamen Herzschlägen (bradykarde Rhythmusstörungen).
Biologisch sind im Herzen der Sinusknoten und gegebenenfalls sekundär der Atrioventrikularknoten die „natürlichen Schrittmacher“ bzw. Taktgeber für die Herzschlagfrequenz. Der Begriff „Herzschrittmacher“ wird jedoch überwiegend für die künstlichen Geräte verwendet. Im Jahr 2009 wurden weltweit mehr als 737.000 Herzschrittmacher neu implantiert und 264.000 alte Geräte durch neue ersetzt. Wenige Jahre später wurde die Gesamtzahl bereits auf 1,25 Millionen geschätzt. In Deutschland wird die Zahl der chirurgischen Eingriffe zur Implantation eines Herzschrittmachers für das Jahr 2020 auf knapp 99.000 geschätzt, nach etwas weniger als 103.000 Eingriffen im Jahr 2019.
Geschichte Erste externe Herzschrittmacher Schon „1927 konstruierte Albert Hyman erstmals ein Gerät, das zur rhythmischen Reizung des stillstehenden Herzens geeignet war, und er erprobte es erfolgreich im Tierexperiment.“ Er nannte das Gerät artificial pacemaker (wörtlich: künstlicher Schrittmacher).Ch. Büchner, W. Drägert, V. Schlosser, Th. Arnold, B. Nuber: Schrittmacher des Herzens. (= Forum cardiologicum. Band 14). Boehringer Mannheim, Mannheim 1973, S. 11.J. H. Meier-Sydow, J. Hauch, H. M. Bergmeyer, H. Hüsselmann: Erste Erfahrungen mit einem tragbaren elektrischen Schrittmacher bei postmyokarditischem Herzblock. In: Die Medizinische Welt, 12. Jahrgang, 1961, S. 583.
In den 1950er Jahren wurden erste externe Herzschrittmacher für Menschen entworfen, unter anderem 1951 von dem Kanadier Wilfred Gordon Bigelow und 1952 von dem US-Amerikaner Paul Maurice Zoll, der in diesem Jahr über die erste erfolgreiche Anwendung eines Herzschrittmachers beim Menschen berichtete. Für eine Implantation waren diese Geräte allerdings zu groß. Sie hatten etwa die Größe eines damaligen Fernsehgerätes, und der Patient musste das Gerät auf Rollen vor sich herschieben.
Erste Implantationen Tragbare Herzschrittmacher wurden 1957 von Earl Bakken, dem Gründer von Medtronic, entwickelt und konnten z. B. um den Hals getragen werden.
mini|Erster implantierbarer Herzschrittmacher Der erste vollständig in den menschlichen Körper eingebettete Herzschrittmacher wurde am 8. Oktober 1958 von dem Arzt Åke Senning und dem Ingenieur der Firma Siemens Elema, Rune Elmqvist, in Stockholm dem Patienten Arne Larsson eingepflanzt. Beide glaubten damals nicht an den langfristigen Erfolg der Herzschrittmacher. Das Gerät bestand aus zwei Transistoren, die in einer Kippschaltung arbeiteten, einem Nickel-Cadmium-AkkumulatorBerndt Luederitz: History of the Disorders of Cardiac Rhythm. 3. Auflage. John Wiley & Sons, 2002, ISBN 0-87993-705-X, S. 127. und einer Spule zum externen Aufladen dieses Akkumulators. Die Kapazität des Akkumulators war bereits nach kurzer Dauer erschöpft. Die elektronischen Bauelemente wurden in einer Schuhcremedose mit Epoxidharz vergossen. Die benötigten Elektroden, die die Stimulationsenergie an das Herz abgaben, waren fest mit dem Schrittmacher verbunden.
Im selben Jahr stellte Seymour Furman (1931–2006) fest,Seymour Furman, George Robinson: The use of an intracardiac pacemaker in the correction of total heart-block. In: Surg. Forum. Band 9, 1958, S. 245 ff. dass die erforderliche Stromstärke viel niedriger ist, wenn die Elektrode in die Herzkammer eingeführt wird und dort die Muskulatur direkt reizt. Am 16. Juli 1958 führte Furman, der zu dieser Zeit Assistenzarzt in der Allgemeinchirurgie war, im Montefiore Hospital in New York erstmals eine transvenöse Elektrode in die rechte Herzhauptkammer eines Patienten mit vollständigem atrioventrikulärem Block ein. Unter Verwendung der Röntgendurchleuchtung wurde die Elektrode über die Vena basilica mediana in den rechten Ventrikel eingeführt. Der Patient unterzog sich zuvor einer Dickdarmresektion aufgrund eines bösartigen Tumors. Der Schrittmacher wurde mit herkömmlichem Wechselstrom betrieben und das Elektrodensystem bestand aus einer massiven Kupferdrahtleitung mit einer unbeschichteten Klemmenspitze, ergänzt durch einen Hautdraht, um den Stromkreis zu schließen. Im selben Jahr wurde das erste handelsübliche Herzschrittmachermodell von Wilson Greatbatch zum Patent angemeldet und 1960 berichtete William M. ChardackVgl. auch William M. Chardack: Heart-block treated with an implantable pacemaker. In: Prog. Cardiov. Dis. Band 6, 1964, S. 319 ff. über den ersten erfolgreichen Einsatz dieses mit Quecksilberbatterien versehenen Geräts.Friedrich Wilhelm Hehrlein: Herz und große Gefäße. In: Franz Xaver Sailer, Friedrich Wilhelm Gierhake (Hrsg.): Chirurgie historisch gesehen: Anfang – Entwicklung – Differenzierung. Dustri-Verlag, Deisenhofen bei München 1973, ISBN 3-87185-021-7, S. 164–185, hier: S. 179–180. Zu den Mitentwicklern des ersten Herzschrittmachers (und des ersten transthorakalen Defibrillators) in Deutschland gehören H. A. Dittmar, G. E. Friese und Egbert Nusser (* 1927).Nusser, Egbert. In: Walter Habel (Hrsg.): Wer ist wer? Das deutsche Who’s who. 24. Ausgabe. Schmidt-Römhild, Lübeck 1985, ISBN 3-7950-2005-0, S. 906.
In Deutschland implantierte Heinz-Joachim Sykosch (1926–2017) am 6. Oktober 1961 am Universitätsklinikum Düsseldorf den ersten rund 300 Gramm schweren Herzschrittmacher vom Typ Medtronic CHARDACK-GREATBATCH 5850, gegen den ausdrücklichen Willen seines damaligen Vorgesetzten.E. Berendsen: Kardiologe Heinz-Joachim Sykosch – „Zwei Löcher ins Herz – fertig“. In: Frankfurter Allgemeine Zeitung. vom 6. Oktober 2011. Empfänger war der 19-jährige Hans Gerd Finkentey († 1987),Medtronic-Herzschrittmacher wird 50. In: RP Online. vom 7. Oktober 2011. der nach einem Motorradunfall in Lebensgefahr schwebte. Die Operation erfolge damals am offenen Herzen, der Brustraum musste aufgesägt werden. Der Herzschrittmacher war mit zehn Zinkoxid-Batterien bestückt mit einer Gesamtlaufzeit von ungefähr 18 Monaten. In Österreich wurde der erste Schrittmacher im Jahr 1963 am Allgemeinen Krankenhaus der Stadt Wien (AKH) eingesetzt.
Radionuklidbatterien Plutonium-Herzschrittmacher mini|Plutonium-Herzschrittmacher Laurens-Alcatel-Model von Medtronic
Da die ersten Schrittmacher nur kurze Batterielaufzeiten hatten, wurden danach Schrittmacher mit Radionuklidbatterie als radioaktive Energiequellen, welche die benötigte elektrische Energie aus der Zerfallswärme von etwa 200 Milligramm Plutonium 238Pu gewannen, implantiert.Plutonium Herzschrittmacher (englisch) mit Abbildungen. Diese „Atomschrittmacher“ wurden beim Menschen erstmals 1971 in FrankreichFriedrich Wilhelm Hehrlein: Herz und große Gefäße. In: Franz Xaver Sailer, Friedrich Wilhelm Gierhake (Hrsg.): Chirurgie historisch gesehen: Anfang – Entwicklung – Differenzierung. Dustri-Verlag, Deisenhofen bei München 1973, ISBN 3-87185-021-7, S. 164–185, hier: S. 179 f. und zwischen 1971 und 1976 auch in Westdeutschland Patienten implantiert. Einige waren 2009 noch im Einsatz. In der Sowjetunion wurden Plutonium-Herzschrittmacher noch bis Mitte der 1980er Jahre implantiert.
Vorteile für die Patienten waren dabei vor allem, dass durch die Langlebigkeit der Batterien keine Elektroden durch die Haut nach außen geführt werden mussten. Dadurch entfiel die Wundpflege. Außerdem entfielen die psychisch belastenden Aufladezyklen.
Die in Deutschland implantierten plutoniumhaltigen Herzschrittmacher waren zudem in einem Register des Bundesamtes für Strahlenschutz (BfS) erfasst worden. 2014 waren noch zwei lebende Personen registriert, denen 1972 Herzschrittmacher mit Plutonium-238 implantiert wurden und die diese noch in sich trugen.
Das BfS diskutiert in einer Untersuchung die Strahlenbelastung des Trägers und die Umweltbelastung durch unsachgemäße Entsorgung des Aggregats.
Promethium-Herzschrittmacher Der von der Firma Biotronik 1970 produzierte Herzschrittmacher benutzte die durch den Betazerfall des natürlich vorkommenden Promethium-Nuklids 147Pm emittierten Elektronen zur Stromerzeugung (Betavoltaikbatterie) und erreichte damit immerhin eine theoretische Laufzeit von 10 Jahren bei geringerem Materialpreis und geringerem Gefährdungspotential im Vergleich zu Plutonium.
Für Promethium-Herzschrittmacher gelten weniger strenge Auflagen als für Plutonium-Herzschrittmacher.
Skandal um Herzschrittmacherentnahmen 1976–1979