Kurz gesagt: Das EKG misst Spannungsunterschiede an der Körperoberfläche, die aus dem Summenvektor vieler gleichzeitig erregter Herzmuskelzellen entstehen. Jede Ableitung sieht nur die Projektion dieses Vektors auf ihre Achse. Zeigt die Depolarisation zum Pluspol, entsteht ein positiver Ausschlag. Aus vier Extremitäten- und sechs Brustwandelektroden werden so zwölf Ableitungen: drei nach Einthoven, drei nach Goldberger und sechs nach Wilson.
Im Physikum wird das EKG selten als Mustererkennung geprüft. Gefragt ist, ob du die Physik dahinter verstanden hast: Was ist ein Vektor, warum ist eine Zacke positiv, wie hängen Elektroden und Ableitungen zusammen, welcher Winkel gehört zu welcher Ableitung? Wer das in der Vorklinik sauber lernt, hat es in der Klinik deutlich leichter. Diese Seite fasst die Grundlagen so zusammen, dass du sie in mündlicher und schriftlicher Prüfung erklären kannst.
Das EKG zeichnet elektrische Potentialdifferenzen an der Körperoberfläche auf. Es misst weder die Pumpkraft noch das Aktionspotential einer einzelnen Zelle. Viele gleichzeitig erregte Herzmuskelzellen erzeugen zusammen einen Summenvektor mit Richtung und Größe, der sich während eines Herzzyklus ständig ändert. Die P-Welle steht für die Vorhofdepolarisation, der QRS-Komplex für die Kammerdepolarisation, die T-Welle für die Kammerrepolarisation. Ein geordneter elektrischer Rhythmus beweist deshalb noch keinen wirksamen Kreislauf, und ein normales EKG schließt eine reduzierte Pumpfunktion nicht aus.
Entscheidend ist die Projektion des Summenvektors auf die Achse der jeweiligen Ableitung. Läuft eine Depolarisationsfront auf den Pluspol zu, entsteht ein positiver Ausschlag, läuft sie weg, ein negativer. Steht der Vektor ungefähr senkrecht zur Ableitungsachse, bleibt die Nettosumme klein, und der Komplex wirkt flach oder biphasisch. Ein kleiner Ausschlag bedeutet also nicht automatisch schwache elektrische Aktivität.
Die Repolarisation ist eine andere elektrische Front mit umgekehrtem Vorzeichen. Dass die T-Welle in vielen Ableitungen trotzdem gleichsinnig zum QRS verläuft, liegt daran, dass die Kammern in anderer Richtung repolarisieren, als sie depolarisiert wurden. Das ist kein Widerspruch zur Vektorregel, solange du benennst, welche Erregungsart du gerade betrachtest.
| Ableitung | System | Positiver Pol | Ebene |
|---|---|---|---|
| I | Einthoven, bipolar | 0° | frontal |
| II | Einthoven, bipolar | +60° | frontal |
| III | Einthoven, bipolar | +120° | frontal |
| aVR | Goldberger, augmentiert | −150° | frontal |
| aVL | Goldberger, augmentiert | −30° | frontal |
| aVF | Goldberger, augmentiert | +90° | frontal |
| V1–V6 | Wilson, unipolar | Brustwandposition von rechts parasternal bis mittlere Axillarlinie | horizontal |
Ein nützlicher Kontrollsatz für die Einthoven-Ableitungen lautet: Die Spannung in II entspricht der Summe aus I und III. Wenn du in einer Aufgabe zwei Werte kennst, kannst du den dritten berechnen.
Eine Elektrode ist ein physischer Kontakt auf der Haut, eine Ableitung eine berechnete Perspektive. Aus den Extremitätenelektroden an rechtem Arm, linkem Arm und linkem Bein entstehen die sechs Ableitungen der Frontalebene. Die Elektrode am rechten Bein dient als technische Referenz zur Störunterdrückung. Die sechs Brustwandelektroden liefern V1 bis V6 und damit die Horizontalebene.
Im Arbeitsmyokard beruht der schnelle Aufstrich vor allem auf Natriumeinstrom, das Plateau auf dem Zusammenspiel von Calcium- und Kaliumströmen, die Repolarisation auf Kaliumausstrom. Schrittmacherzellen im Sinusknoten haben dagegen kein stabiles Ruhepotential: Eine langsame diastolische Depolarisation führt sie immer wieder zur Schwelle, der Aufstrich ist vor allem calciumgetragen. Sympathikus macht die Rampe steiler und die Frequenz höher, Parasympathikus flacher.
Die Phasen der Einzelzelle lassen sich nicht eins zu eins auf die Zacken des Oberflächen-EKG übertragen. Der QRS beschreibt die Ausbreitung der Depolarisation über die Kammern, ST-Strecke und T-Welle hängen mit der ventrikulären Repolarisation zusammen. Diese Unterscheidung wird im Physikum gern als Falle eingebaut.
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Lernheft ansehenDie Elektrode ist der Kontakt auf der Haut, die Ableitung die daraus berechnete elektrische Perspektive. Deshalb genügen zehn Elektroden für zwölf Ableitungen.
Die Einthoven-Ableitungen I, II und III messen zwischen zwei Extremitätenelektroden. Goldberger und Wilson werden als unipolar bezeichnet, weil sie gegen eine zusammengeschaltete Referenz messen.
Sie ist eine technische Referenz zur Störunterdrückung und liefert keine eigene Ableitung.
Der positive Pol von aVF liegt bei +90°, also nach inferior in der Frontalebene.
Weil die Kammern in umgekehrter Richtung repolarisieren. Zwei Umkehrungen ergeben zusammen wieder einen gleichsinnigen Ausschlag.
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