LE 5 COSE CHE TUTTI I CARDIOLOGI DEVONO SAPERE SULL ECG NEI PAZIENTI PORTATORI DI PM

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1 LE 5 COSE CHE TUTTI I CARDIOLOGI DEVONO SAPERE SULL ECG NEI PAZIENTI PORTATORI DI PM A cura di Massimo Zecchin 1. Non sempre l artefatto di stimolazione del pacemaker è visibile. 2.Se l artefatto di stimolazione è visibile deve essere seguito da un onda P o da un complesso QRS 3.La FC di stimolazione e l intervallo AV possono essere diversi da quelli programmati 4.Il magnete rende il pacemaker temporaneamente sordo e l ICD temporaneamente muto 5.Stimolazione non sempre significa cattura 1. Non sempre l artefatto di stimolazione del pacemaker è visibile. Il progresso della tecnologia ha trasformato in pochi decenni i pacemaker (PM) in computer capaci di analizzare l attività cardiaca e rispondere, con algoritmi anche complessi, alle variazioni del ritmo stimolando quando e nelle modalità richieste dall organismo. I PM possono essere Monocamerali: con un solo elettrodo posizionato in ventricolo destro; ormai sono praticamente inesistenti i dispositivi con il solo elettrodo in atrio destro Bicamerali: con un elettrodo in atrio ed uno in ventricolo destro; in alcuni dispositivi vi è un singolo elettrodo in grado di sentire l attività di ambedue le camere, ma di stimolare il solo ventricolo (bicamerali monocatetere) Biventricolari (con un ulteriore elettrodo in un ramo del seno coronarico per la stimolazione ventricolare sinistra e resincronizzazione cardiaca). La stimolazione del pacemaker è visibile sul tracciato ECG grazie ad un artefatto di stimolazione ( spike ) che precede l onda P o il complesso QRS stimolati. L assenza di tale artefatto non è collegata ad un malfunzionamento del dispositivo, ma può significare che: il ciclo cardiaco spontaneo atriale (nei bicamerali) o ventricolare (nei monocamerali) è più breve di quello programmato, con conseguente inibizione della stimolazione. P. es FC programmata a 60/min con FC spontanea 70/min (Figura 1)

2 Figura 1 la conduzione atrio-ventricolare spontanea è più rapida di quella programmata (ossia l intervallo tra l attività atriale, spontanea o stimolata e l attivazione ventricolare spontanea è inferiore all intervallo atrio-ventricolare programmato). In tal caso, dopo un onda P (spontanea o stimolata) vi sarà un QRS spontaneo. (Figura 2) Figura 2 Dati convincenti hanno dimostrato che la stimolazione del ventricolo destro è emodinamicamente sfavorevole e può talora causare o aggravare lo scompenso cardiaco congestizio. In alcuni dispositivi, con algoritmi per la riduzione della stimolazione ventricolare, è possibile osservare un intervallo PQ anche molto lungo (Figura 3a), o addirittura più cicli atriali (spontanei o stimolati) consecutivi non seguiti da stimolazione ventricolare (programmazione AAI o ADI), prima che possa comparire una stimolazione ventricolare (commutazione automatica AAI<->DDD). (Figura 3b)

3 Figura 3a Figura 3b Infine, lo spike può essere presente, ma poco visibile o non visibile per niente durante stimolazione bipolare ; questa modalità di stimolazione è la regola nei defibrillatori, ma può essere presente anche nei pacemaker: il circuito di stimolazione si chiude tra i due poli dell elettrodo a contatto con il cuore localizzati a pochi mm di distanza (Figure 4a - 4b); la stimolazione monopolare è più frequentemente utilizzata nei pacemaker, così da visualizzare meglio lo spike, più ampio perché il circuito di stimolazione è molto più largo, chiudendosi tra la punta dell elettrodo e la cassa del dispositivo (Figura 5).

4 Figura 4a Figura 4b Figura 5

5 2.Se l artefatto di stimolazione è visibile deve essere seguito da un onda P o da un complesso QRS A meno che la stimolazione non sia coincidente con l attività spontanea della camera cardiaca, l assenza di un onda P o di un complesso QRS dopo uno spike rispettivamente atriale o ventricolare è segno di deficit di cattura e malfunzionamento del PM. (Figura 6) Figura 6 3.La FC di stimolazione e l intervallo AV possono essere diversi da quelli programmati Può capitare che all ECG sia visibile un attività spontanea, in assenza di stimolazione cardiaca, con frequenza inferiore (p. es 55/min) a quella programmata (p. es 60/min), così come è possibile osservare in un paziente con PM bicamerale un intervallo PR spontaneo (p. es 200 msec) superiore a quello programmato (p. es 180 msec). Ciò è dovuto all isteresi (in frequenza o dell intervallo AV), funzione che permette al cuore di raggiungere una frequenza spontanea inferiore (p. es fino a 50/min) o un intervallo AV superiore (p. es. fino a 230 msec) prima che il pacemaker inizi a stimolare alla frequenza (p. es 60/min) o con l intervallo AV (p. es 180 msec) programmati (Figure 7 e 8). Figura 7

6 Figura 8 Dopo alcuni battiti stimolati, il dispositivo allungherà progressivamente gli intervalli ricercando la presenza di un eventuale attività spontanea. Inoltre, la frequenza cardiaca minima può essere programmata a valori più bassi nelle ore notturne che durante il giorno. D altra parte, talora è possibile osservare una frequenza di stimolazione superiore a quella minima programmata. Ciò può essere dovuto a una funzione rate-responsive : incrementa la frequenza di stimolazione sulla base di sensori (p. es. un accelerometro o sensori di ventilazione) durante movimento o esercizio fisico una funzione di stabilizzazione della frequenza cardiaca, chiamata a seconda delle Aziende rate smoothing, ventricular rate stabilization, flywheel : alla fine di una tachicardia, in presenza di FA o dopo extrasistoli ventricolari vi è una transitoria stimolazione a frequenza più elevata, con raggiungimento graduale del valore basale allo scopo di evitare brusche variazioni del ciclo cardiaco (p. es, dovute alle pause post-extrasistoliche, post-tachicardia o in corso di FA con frequenza molto irregolare). Può anche capitare che casualmente la registrazione ECG venga effettuata durante la ricerca automatica della soglia da parte del dispositivo. Infine, è possibile osservare intervalli di stimolazione molto brevi (generalmente circa 100 msec). Ciò è dovuto ad una funzione, chiamata stimolazione ventricolare di sicurezza, che consiste nell erogazione di uno stimolo ventricolare quando il canale ventricolare sente un evento contemporaneamente o subito dopo una stimolazione atriale. Poiché, in pratica, il dispositivo non è in grado di distinguere se il segnale sia dovuto all artefatto di stimolazione atriale erroneamente sentito dal ventricolo (cross-talk) (Figura 9) oppure un battito ventricolare (p. es un extrasistole) casualmente contemporanea alla stimolazione atriale, uno stimolo ventricolare viene erogato immediatamente, evitando l asistolia in presenza di cross-talk ma con un intervallo così breve da non innescare pericolose aritmie in presenza di un battito realmente ventricolare, p. es un extrasistole.

7 Figura 9 In corso di ritmo sinusale e normale conduzione AV vi può essere una stimolazione ventricolare di sicurezza in caso di deficit di sensing atriale, qualora la stimolazione atriale coincida con il complesso QRS spontaneo (Figura 10). Figura Il magnete rende il pacemaker temporaneamente sordo e l ICD temporaneamente muto L utilizzo di un magnete, semplice strumento che dovrebbe essere presente in tutte le sale operatorie e in pronto soccorso, protegge delle interferenze elettromagnetiche causate dal bisturi elettrico utilizzato in prossimità del dispositivo, con modalità diverse tra pacemaker e defibrillatori.

8 In presenza di un magnete posizionato sopra la tasca (Figura 11), i pacemaker modicano la loro programmazione, stimolando il cuore (con modalità e frequenza diverse da modello a modello e secondo lo stato di carica della batteria) ma sempre in modalità fissa (asincrona), ossia indipendentemente dall attività cardiaca spontanea o eventuali stimoli elettrici esterni (Figura 12). Figura 11 Figura 12

9 I defibrillatori, invece, in presenza di magnete disattivano automaticamente le terapie antitachicardiche (shock ed pacing antitachicardico), mantenendo invariata la programmazione antibradicardica (ossia potenzialmente inibita dall attività cardiaca spontanea e da eventuali interferenze esterne). Tutti i parametri vengono ripristinati secondo la programmazione originale alla rimozione del magnete. In pratica il posizionamento del magnete è utile: 1) Durante l utilizzo di elettrobisturi in prossimità del dispositivo, nei portatori di PM privi di attività cardiaca spontanea adeguata (PM-dipendenti). Il PM stimola indipendentemente dall attività cardiaca sentita. 2) Durante l utilizzo di elettrobisturi in prossimità del dispositivo, nei portatori di defibrillatori che non sono PM-dipendenti (poiché in questi pazienti il magnete non modifica la programmazione antibradicardica). Il defibrillatore non eroga terapia antitachicardiche (appropriate o inappropriate). 3) In presenza di ripetuti shock inappropriati nei portatori di defibrillatore (p. es per malfunzionamenti o aritmie erroneamente riconosciute come pericolose), inibendo le terapie antitachicardiche (quindi gli shock inappropriati) fino a quando il dispositivo non viene riprogrammato 5.Stimolazione non sempre significa cattura L artefatto di stimolazione deve essere seguito da una corrispondente onda P o complesso QRS, la cui morfologia dipenderà 1) dalla sede di stimolazione 2) dalla percentuale di tessuto stimolato rispetto a quello attivato spontaneamente. Pertanto, sono possibili le seguente evenienze: 1) lo spike può non essere seguito da nessun complesso (assenza di cattura) perchè a. la stimolazione avviene al di fuori del periodo refrattario ma non è in grado di depolarizzare il ventricolo (deficit di cattura Figura 6). b. la stimolazione avviene durante il periodo refrattario (Figura 13); in questo caso non vi è necessariamente deficit di cattura, ma vi può essere un deficit di sensing Figura 13

10 2) l onda P o il complesso QRS interamente secondario alla stimolazione inizia subito dopo lo spike 3) l onda P o il complesso QRS parzialmente secondario alla stimolazione, può iniziare contemporaneamente allo spike (stimolazione cardiaca ad atrio/ventricolo già parzialmente depolarizzato); la morfologia del onda P o del complesso QRS è generalmente intermedia tra quella spontanea e quella interamente stimolata (fusione) (Figura 14) 4) l onda P o il complesso QRS interamente spontaneo, può iniziare contemporaneamente o prima dello spike, che spesso è visibile all interno dell onda P o del complesso QRS (stimolazione cardiaca ad atrio/ventricolo già interamente depolarizzato); la morfologia dell onda P o del complesso QRS è identica a quella spontanea (pseudofusione)(figura 14) Figura 14 5) Nei pazienti con terapia di resincronizzazione può esserci una stimolazione biventricolare appena viene sentita un attivazione ventricolare spontanea, nel tentativo di resincronizzare anche in presenza di extrasistoli ventricolari o in corso di FA nei battiti a frequenza più elevata di quella programmata. Generalmente la morfologia di questi complessi QRS stimolati è comunque simile a quella spontanea.

11 BIBLIOGRAFIA ESSENZIALE Clinical Cardiac Pacing, Defibrillation and Resynchronization Therapy, 4th Edition, by Drs. Kenneth A. Ellenbogen, Bruce L. Wilkoff, G. Neal Kay, and Chu- Pak Lau. Saunders Elsevier Lloyd MS, El Chami NF, Langberg JJ: Pacing Features That Mimic Malfunction: A Review of Current Programmable and Automated Device Functions That Cause Confusion in the Clinical Setting. J Cardiovasc Electrophysiol. 2009;20(4): Jacob S, Panaich SS, Maheshwari et al. Clinical applications of magnets on cardiac rhythm management devices. Europace 2011;13: Barold SS, Herweg B.: Usefulness of the 12-lead electrocardiogram in the follow-up of patients with cardiac resynchronization devices. Part II. Cardiol J. 2011;18(6): Barold SS, Herweg B. Usefulness of the 12-lead electrocardiogram in the follow-up of patients with cardiac resynchronization devices. Part I. Cardiol J. 2011;18(5):