Nachrichten 03.05.2018

„Es gibt aktuell keinen Grund, Schrittmacher-Patienten von Elektroautos abzuraten“

Könnten Elektroautos für Patienten mit Schrittmachern oder implantierbaren Defibrillatoren (ICD) eine Gefahr darstellen? Darüber haben wir mit Dr. Carsten Lennerz vom Deutschen Herzzentrum in München gesprochen. In einer Studie hat der Kardiologe das Störpotenzial von Elektroautos untersucht.

Herr Dr. Lennerz, gab es schon Fälle, bei denen ein Elektroauto die Funktion eines Schrittmachers oder implantierbaren Kardioverter-Defibrillators (ICD) beeinträchtigt hat?

Lennerz: Nein, bis dato gab es noch keine Studien oder Berichte, in denen es zu einer Funktionsstörung von Schrittmachern bzw. ICDs durch Elektroautos gekommen ist. Man weiß aber, dass starke Elektromotoren elektromagnetische Felder erzeugen.

Und wir wissen auch, dass relevante elektromagnetische Felder (abhängig von Feldstärke und Feldfrequenz) Funktionsstörungen von Schrittmachern und ICDs auslösen können, insbesondere wenn sie sich in unmittelbarer räumlicher Nähe zur Störquelle befinden. Da die Elektromobilität im öffentlichen und privaten Verkehr immer mehr zunimmt, könnten die Patienten mit Schrittmachern oder ICDs dadurch einer potenziellen Gefährdung  ausgesetzt sein.

Theoretisch können Elektroautos für Patienten mit kardialen Devices  also gefährlich werden, welche Interferenzen wären vorstellbar? 

Lennerz: Die Detektion von elektrischen Herzsignalen und somit des Herzschlages ist das Grundprinzip einer Schrittmacher- und Defibrillator-Therapie. Es gibt Fallberichte und auch Studien, die zeigen, dass elektromagnetische Felder von Schrittmachern oder Defibrillatoren wahrgenommen und fälschlicherweise als eigene Herzaktivität fehlinterpretiert werden können. Dies wird als Oversensing bezeichnet. Schrittmacher können auf ein Oversensing im Kammerkanal mit einer Inhibition der Stimulation reagieren, was beim schrittmacherabhängigen Patient zu einer Asystolie führen kann.

Tritt ein Oversensing im  Vorhofkanal auf, kann im getriggerten Modus eine inadäquat schnelle Stimulation der Herzkammer auftreten  oder ein inadäquate Mode-Switch-Reaktion ausgelöst werden.

In gleicher Weise können elektromagnetische Interferenzen auch bei Patienten mit ICDs die antibradykarden Funktionen stören. Zudem besteht die Gefahr, dass extrakardiale elektrische Signale  fälschlicherweise als Tachykardie wahrgenommen  werden.  Als Reaktion darauf können inadäquate antitachykarde Stimulationen (ATPs) oder auch Schockabgaben ausgelöst werden, die im ungünstigen Falle echte Rhythmusstörungen induzieren können.  Schockabgaben sind zudem schmerzhaft sowie psychisch belastend. 

In einer früheren Studie hat sich das Elektroauto für Device-Träger aber als unproblematisch herausgestellt…

Lennerz: Das stimmt, es gibt bereits eine kleinere Arbeit, die die elektromagnetische Interferenz (EMI) zwischen Hybridelektroautos und Herzschrittmachern bzw. Defibrillatoren untersucht hat. Die Autoren haben kein EMI-Ereignis beobachtet, die Ergebnisse sind somit mit unseren konsistent.

Allerdings hat diese Studie einige Limitationen. Es wurde nur ein einziges Hybrid-Auto untersucht. Somit kann man nicht ausschließen, dass ein Teil der Leistung durch den Verbrennungsmotor zugesteuert wurde. Eine weitere wichtige Limitation liegt im Versuchsaufbau:  Das Hybridauto wurde vom Boden angehoben, damit die Probanden das Auto beschleunigen können und nicht aktiv am Verkehr teilnehmen müssen. Dieser Versuchsaufbau eliminiert die Reibung, die notwendig ist, um dem Fahrzeug eine relevante Leistung abzuverlangen und somit ein entsprechend starkes elektromagnetisches Feld zu erzeugen.

Wir haben die Tests deshalb mit vollelektrischen Fahrzeugen auf einem Rollenprüfstand durchgeführt. Die Probanden werden elektromagnetischen Feldern ausgesetzt, so wie sie im Alltag beim Fahren von Elektroautos auftreten.

Unsere Studie ist somit die erste, die Daten zur Interferenz bzw. Sicherheit von Device-Trägern und Elektroautos liefert. Das sind wichtige Informationen für Patienten mit Schrittmachern bzw. Defibrillatoren.      

Auch in ihrer Studie haben Sie keine Interferenzen feststellen können. Wie haben Sie das getestet?

Lennerz: Wir haben vier unterschiedliche Elektroautos – BMW i3, Tesla Model 85S, Nissan Leaf und Volkswagen E-up! – getestet. Auf einem Rollenprüfstand haben die Probanden eines der Fahrzeuge maximal beschleunigt (bis 30, 50, 80 km/h) und bis 120 km/h ausgefahren. Während dieser Beschleunigungsfahrten wurde ein 6 Kanal-EKG abgeleitet. Um eine elektromagnetische Interfenz im Oberflächen-EKG sichtbar zu machen, wurden die Patienten kontinuierlich stimuliert.

Das entsprechende Programmierungsprotokoll wurde von unserer Arbeitsgruppe entwickelt und in mehreren Studien etabliert. Anhand der EKGs und der Device-Abfragen ließen sich keine Interferenzen feststellen – weder bei den Beschleunigungsfahrten noch beim Wiederaufladen.

Bei einer  Fallzahl von 108 Probanden können wir aber nicht beweisen, dass die Nutzung von Elektroautos für Schrittmacher und Defibrillator-Träger sicher ist. Aber die Ergebnisse sind doch sehr ermutigend. Das 95%-Konfidenzintervall für das tatsächliche Nicht-Vorliegen von EMI liegt bei 0–3,4%.

Wir haben auch gesehen, dass die elektromagnetischen Felder (EMF) in der Fahrgastzelle sehr klein sind. Das könnte daran liegen, dass die Batterie, die Elektromotoren und alle andere EMF-erzeugende Komponenten in den Autos eine ausreichende elektromagnetische Abschirmung haben. 

Können Menschen mit Schrittmachern somit beruhigt ein Elektroauto kaufen?

Lennerz: Jedenfalls gibt es bisher keine Studiendaten, die es rechtfertigen würden, Patienten mit Schrittmachern oder Defibrillatoren von dem Kauf oder der Nutzung eines Elektroautos abzuraten. Momentan können wir aber natürlich nur Aussagen für die in der Studie getesteten Fahrzeuge machen. Da immer mehr Elektroautos entwickelt werden und sich die Technologien rasant weiterentwickeln, sind weitere Untersuchungen sinnvoll.

Diese Studie ist ein weiterer Mosaikstein in unserem Bestreben, unbegründete Restriktionen für Patienten mit Schrittmachern bzw. Defibrillatoren  zu verhindern sowie ihnen die Angst vor potenziellen Störquellen zu nehmen bzw.  relevante Störquellen, die gemieden werden sollten,  zu identifizieren.

Literatur

 Lennerz C, O'Connor M, Horlbeck L et al. Electric Cars and Electromagnetic Interference With Cardiac Implantable Electronic Devices: A Cross-sectional Evaluation. Ann Intern Med. [Epub ahead of print 24 April 2018]: doi: 10.7326/M17-2930

Kolb C, Schmieder S, Lehmann G, Zrenner B, Karch MR, Plewan A, et al. Do airport metal detectors interfere with implantable pacemakers or cardioverter-defibrillators? J Am Coll Cardiol. 2003;41(11):2054-9.

Jilek C, Tzeis S, Vrazic H, Semmler V, Andrikopoulos G, Reents T, et al. Safety of screening procedures with hand-held metal detectors among patients with implanted cardiac rhythm devices: a cross-sectional analysis. Ann Intern Med. 2011;155(9):587-92.

Lennerz C, Pavaci H, Grebmer C, Semmler V, Bourier F, Haller B, et al. Electromagnetic Interference in Cardiac Implantable Electronic Devices: Is the Use of Smartphones Safe? J Am Coll Cardiol. 2017;69(1):108-10.

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Bildnachweise
Vortrag von Ch. Liebetrau/© DGK 2019
Vortrag von M. Kreußer/© DGK 2019
Late Gadolineum Enhancement im MRT/© S. Achenbach (Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg)
Diskussion P. Stachon vs. R. Autschbach/© DGK 2019
Vortrag von T. Schmidt/© DGK 2019
DGK Herztage 2018 - Interview Prof. Dr. Boris Schmidt
Vortrag Prof. Dr. Thomas Deneke - Jahrestagung DGK 2018/© DGK 2018
Vortrag Priv.-Doz. Dr. Hans-Jörg Hippe Jahrestagung DGK 2018/© DGK