Um die Reproduzierbarkeit eines Elektrokardiogramms zu gewährleisten, ist nicht nur eine Standardisierung der Ableitungen erforderlich, sondern auch die Registrierung selbst sowie die technischen Verarbeitungsverfahren müssen einheitlich definiert sein. Nur wenn die technischen Rahmenbedingungen konstant gehalten werden, lassen sich EKG-Befunde zuverlässig vergleichen und korrekt interpretieren – sowohl im zeitlichen Verlauf bei einem einzelnen Patienten als auch zwischen unterschiedlichen Geräten oder Institutionen.
Zu den wesentlichen Parametern der Registrierung gehören insbesondere die Papiergeschwindigkeit, die Verstärkung (Kalibrierung), die Abtastrate digitaler Systeme sowie die Filtereinstellungen und die Signalverarbeitung. In der klinischen Routine beträgt die Papiergeschwindigkeit in der Regel 25 mm/s; für spezielle Fragestellungen, etwa zur genaueren Analyse schneller Rhythmusstörungen oder zur Beurteilung kurzer Intervalle, kann auch eine Geschwindigkeit von 50 mm/s verwendet werden. Die Standardkalibrierung beträgt üblicherweise 10 mm pro Millivolt. Dadurch entsteht eine definierte Beziehung zwischen der elektrischen Signalstärke und der grafischen Darstellung auf dem Papier oder Bildschirm.
Bei modernen Elektrokardiographen erfolgt die Registrierung meist digital. Das analoge elektrische Signal des Herzens wird zunächst verstärkt und anschließend durch einen Analog-Digital-Wandler in diskrete Messwerte umgewandelt. Die zeitliche Auflösung dieser Digitalisierung wird durch die Abtastrate bestimmt. Damit auch rasche Signaländerungen, insbesondere der steile QRS-Komplex, korrekt erfasst werden, liegen typische Abtastraten bei diagnostischen EKG-Systemen im Bereich von etwa 500 bis 1000 Hz.
Neben der Abtastrate ist auch die Bandbreite der Signalübertragung von Bedeutung. Für diagnostische Ruhe-EKG wird üblicherweise eine Bandbreite von etwa 0,05 bis 150 Hz gefordert. Eine ausreichend breite Frequenzübertragung ist notwendig, um sowohl langsame Veränderungen der Grundlinie als auch schnelle Potentialänderungen korrekt abzubilden.
Zur Verbesserung der Signalqualität werden verschiedene Filter eingesetzt. Hochpassfilter reduzieren langsame Baselinewanderungen, die beispielsweise durch Atmung oder Bewegungen entstehen können. Tiefpassfilter dienen der Unterdrückung hochfrequenter Störungen, etwa durch Muskelaktivität oder elektronische Interferenzen. Zusätzlich werden häufig Netzfrequenzfilter verwendet, um Störungen durch die elektrische Stromversorgung (50 Hz beziehungsweise 60 Hz) zu minimieren.
Die Filtereinstellungen müssen jedoch sorgfältig gewählt werden, da eine übermäßige Filterung die Morphologie der EKG-Kurven verändern und diagnostisch relevante Signalanteile abschwächen kann. Aus diesem Grund definieren internationale Standards genaue Anforderungen an die Filtercharakteristik und die zulässigen Verzerrungen der Signalform.
EKG-Geräte und EKG-Systeme gehören zu den medizinischen elektrischen Geräten und unterliegen daher speziellen medizintechnischen Bestimmungen, Vorschriften und Normen. Diese Regelwerke betreffen sowohl die technische Konstruktion der Geräte als auch deren sichere Anwendung im klinischen Alltag.
Eine zentrale Rolle spielen internationale Normen der IEC-60601-Reihe für medizinische elektrische Geräte. Spezifische Anforderungen für Elektrokardiographen werden unter anderem in der Norm IEC 60601-2-25 (diagnostische Elektrokardiographen) sowie in IEC 60601-2-47 (Langzeit-EKG-Systeme) festgelegt. Diese Normen definieren unter anderem Anforderungen an Messgenauigkeit, Frequenzübertragung, Filtercharakteristik und Datendarstellung.
Ein wesentlicher Bestandteil dieser Regelwerke betrifft die elektrische und funktionelle Sicherheit. Hierzu gehören Vorgaben zur elektrischen Isolation, zur Begrenzung von Ableitströmen sowie zu Schutzmaßnahmen gegen elektrische Gefährdungen für Patientinnen, Patienten und medizinisches Personal. Ebenso werden Anforderungen an die elektromagnetische Verträglichkeit formuliert, um sicherzustellen, dass EKG-Geräte weder durch externe elektromagnetische Felder gestört werden noch selbst andere medizinische Geräte beeinflussen.
Ziel dieser Normen und technischen Standards ist es, eine reproduzierbare, qualitativ hochwertige und diagnostisch verlässliche EKG-Registrierung zu gewährleisten – unabhängig davon, ob das EKG in einer Arztpraxis, in einem Krankenhaus, auf einer Intensivstation oder im Rahmen von Langzeituntersuchungen aufgezeichnet wird.
Im praktisch-klinischen Alltag kommen folgende EKG-Geräte bzw. -Systeme zum Einsatz:
Standard-EKG | EKG-Monitor | Belastungs-EKG | Langzeit-EKG | Externer Ereignisrekorder | Implantierbarer Ereignisrekorder | Smartphone-EKG