Korelace intraatriálních elektrických potenciálů a tlaků s morfologickými a funkčními ukazateli přetížených síní stanovenými echokardiografií

Overview

Východisko.
U pacientů s chronickou atrioventrikulární blokádou (AVB) nebo prostou komorovou kardiostimulací (VVI) a zachovanou sinusovou depolarizací jsou levá a pravá předsíň (LA, RA) přetížené zvýšeným intraatriálním tlakem způsobeným atrioventrikulární dyssynchronií (AVDys). Přetížené síně mohou dilatovat a ztratit svou kontraktilní funkci. Cílem práce bylo zjistit vztah mezi intrakardiálně měřeným tlakem a dilatací předsíní u pacientů s AVDys a současně také ověřit, zda případná dilatace pravé předsíně u těchto pacientů souvisí s nižším elektrickým potenciálem pravé síně.

Metody.
U 26 pacientů (77 ± 10 let, 16 mužů), kde dlouhodobá AVDys byla hlavním patofyziologickým mechanismem vedoucím k přetížení síní (12 AVB, 14 VVI), byly změřeny intrakardiální tlaky (žilní, pravokomorový, plicní arteriální a zaklíněný – PWP) a elektrické potenciály v pravé síni. Tyto veličiny korelovaly s echokardiograficky získanými parametry (rozměry, objemy a ejekční frakce levé a pravé síně).

Výsledky. Ejekční frakce LA a PWP vykazovaly středně silnou inversní korelaci:
r = –0,489, p = 0,025, hladina významnosti 0,05. Souvislost PWP a morfologických ukazatelů LA nebyla potvrzena. Nebyly nalezeny významné korelace mezi intraatriálním potenciálem RA a její morfologií či funkcí. Ani pravostranné tlaky nekorelovaly s echokardiografickými ukazateli.

Závěry.
Ve studovaném souboru byla nalezena inverzní korelace mezi zaklíněným tlakem a ejekční frakcí levé síně, nepodařilo se však prokázat jinou korelaci morfologických a funkčních parametrů předsíní měřených echokardiograficky s intrakardiálním tlakem ani elektrickým potenciálem.

Klíčová slova:
intrakardiální tlak, elektrický intrakardiální potenciál, předsíně, morfologie, funkce, echokardiografie.

ÚVOD

Morfologie a funkce srdečních předsíní je ovlivňována řadou faktorů. Jak zvětšení preloadu, tak afterloadu a rovněž porucha funkce samotné komory po určité době vyvolají hemodynamické změny, které se odrazí na morfologii a funkci levé síně (1–6). Atrioventrikulární (AV) disociace u kompletní atrioventrikulární blokády (AVB) je modelem hemodynamicky velmi nepříznivého stavu, kdy síň pracuje po většinu času proti velkému odporu, což může mít za následek vzestup intraatriálního tlaku, její dilataci a tendenci k arytmiím jako obecnému projevu elektrické nestability síně (7, 8). (Ještě horší může být situace u reverzní synchronizace komor a síní, pokud pacient závislý na komorové stimulaci má zpětné vedení z komor na síně.) Podle zkušeností našeho implantačního centra se do chronicky zatížené a dilatované síně často jen obtížně zavádí elektroda ve smyslu nalezení optimální stabilní polohy elektrody a elektrický potenciál síně je v mnoha případech nedostačující pro spolehlivý senzing. Komplikace ze špatného senzingu se objevují i po implantaci (9). Existuje však jen velmi málo údajů o tom, zda charakteristika elektrických potenciálů v síních odráží nějakým způsobem morfologické a funkční parametry předsíní.

Cílem naší práce proto bylo nalézt vztah mezi intrakardiálně měřeným tlakem a dilatací předsíní u pacientů, kterým je implantována fyziologická – sekvenční – stimulace pro AVB nebo pro reverzní synchronizaci; současně také zjistit, zda případná dilatace pravé předsíně u těchto pacientů souvisí s nižším elektrickým potenciálem pravé síně měřeným perioperačně.

SOUBOR NEMOCNÝCH

Sledovaný soubor, jehož charakteristika je uvedena v tabulce 1, tvořilo 26 pacientů indikovaných k zavedení trvalé fyziologické – sekvenční stimulace, kteří splňovali následující vstupní kritéria: 1. trvalá AV disociace při kompletní AVB nebo 2. trvalá jednodutinová komorová (VVI) stimulace s kompletní AV disociací či reverzní synchronizací, 3. informovaný souhlas pacienta s protokolem studie zahrnujícím kromě indikovaného zákroku (implantace pacemakeru (PM)) rovněž pravostrannou katetrizaci, 4. echokardiograficky dobrá vyšetřitelnost. Vylučovacím kritériem byla přítomnost významné chlopenní srdeční vady či závažné systolické dysfunkce levé komory (ejekční frakce (LVEF) pod 35 %). Třináct pacientů mělo v dokumentaci hypertenzní chorobu, jedenáct pacientů ischemickou chorobu srdeční. Jeden pacient měl v minulosti embolizaci plic, sedm pacientů mělo hemodynamicky nevýznamné degenerativní změny na levostranných srdečních chlopních.

Z těchto 26 pacientů mělo 12 pacientů (46 %) indikovanou primoimplantaci pro AVB 3. stupně (z nich dva pacienti blokádu 2.–3. stupně), přičemž u sedmi pacientů bylo trvání AVB delší než 4 měsíce a u ostatních nebylo trvání zcela jasné, dle symptomatologie či dostupných informací však bylo zřejmé, že jde rovněž o chronickou blokádu. Čtrnáct (54 %) pacientů mělo v minulosti z různých indikací provedenou implantaci pacemakeru (PM) v režimu VVI při zachované sinusové depolarizaci síní, jejímž výsledkem byl vznik AV disociace nebo reverzní synchronizace. Průměrná doba trvání VVI stimulace v době vstupu do studie byla 7,4 let (4–15 let).

POUŽITÉ METODY

U pacientů, kteří byli indikováni k implantaci kardiostimulátoru pro AV chronickou blokádu anebo k upgradu komorové stimulace na dvoudutinovou, bylo před implantací PM provedeno echokardiografické vyšetření (při AV disociaci nebo reverzní synchronizaci). Poté bylo na implantačním sále provedena punkce v. subclavia a přes zavedený sheath pravostranná srdeční katetrizace s měřením tlaků a měření intraatriálních elektrických potenciálů pravé síně. Dále z téhož vpichu operatér pokračoval již rutinním výkonem zavedení fyziologické (DDD nebo VDD) stimulace u pacientů s AVB anebo přidáním síňové elektrody a výměnou původního zdroje VVI za dvoudutinový (DDD) systém. Hodnoty tlaku a elektrických potenciálů byly korelovány s veličinami získanými echokardiograficky.

Echokardiografické vyšetření se provádělo v klidu vleže na lůžku. Záznam byl uložen a parametry byly později hodnoceny off-line. Byla stanovena průměrná hodnota opakovaně měřeného parametru z 6–12 srdečních cyklů tak, že respirační variabilita pacienta byla pokládána za zanedbatelnou. Přehled sledovaných parametrů je patrný z tabulky 2 a 3; šlo o rozměry jednotlivých oddílů, objem předsíní a dále hemodynamické parametry především plnění levé komory – vlny E (pasivní) a A (aktivní komponenta) a ejekční frakci předsíní. Rozměry byly u levé komory měřeny podle pennské konvence. U předsíní, kde je ohraničení dutiny méně jasné, se postupovalo u různých parametrů diferencovaně. Konkrétně u LA₁ metodou „tracing echo – leading echo“,  při určení dlouhé osy ve čtyřdutinové projekci – tj. v projekci 11 dle klasického echokardiografického číslování (parametry LA₁₁Lo a RA₁₁Lo) od posledního echa zavřených cípatých chlopní k leading echo zadní (de facto anatomicky proximální) stěny síní, při určení příčné osy (LA₁₁RL a RA₁₁RL) se brala v úvahu vzdálenost mezi jasně definovanými vnitřními echy laterální stěny a septa ve středu síní. Ejekční frakce síně (aktivní vyprázdnění) byla vypočtena Simpsonovou metodou z objemu síně na konci vlny P a minimálního objemu po systole síně. Za směrodatnou hodnotu se považovala největší ejekční frakce z interferenčního cyklu síní a komor, tedy cyklus, ve kterém jsou optimální podmínky pro síňovou kontrakci (QRS komplex následoval s fyziologickým zpožděním za touto P vlnou). Tak lze relativně nejlépe posoudit kontrakční schopnost síně bez ovlivnění dyssynchronií. Časově rychlostní integrály (TVI) byly zpracovány manuálním tracingem dopplerovských spektrálních křivek po vnější straně obálky. Minutový index průtoku byl pak získán jako odvozená veličina: jako adekvátní násobek součtu všech časově-rychlostních integrálů (TVI) zpracovaných za 8–10 s na daném ústí. Všechny parametry u daného pacienta byly měřeny vždy jedním stejným operátorem. Průměrná intraindividuální variabilita měření pro dvourozměrnou echokardiografii při měření parametrů předsíní činí v laboratoři 4 %. Intraindividuální variabilita pro dopplerovská měření je 2 %.

Pravostranná katetrizace byla prováděna rovněž při AV dyssynchronii, a to cestou v. subclavia Swan-Ganzovým katétrem 7F. Registrace tlakových křivek byla pořízena přístrojem Mingograf Elema (Siemens) a SMU 611 (Hellige). Referenční hladina „0“ byla stanovena ve ²/₃ výšky od podložky ke sternoklavikulárnímu skloubení. Ke zpracování byly vzaty stabilizované průměrné hodnoty středního tlaku žilního centrálního, komorového, tlaku v plicnici a zaklíněného tlaku v plicní kapiláře.

Elektrofyziologické vyšetření bylo prováděno rovněž cestou katetrizace v. subclavia. Steerable intrakardiální kvadrupolární katétr Mansfield Polaris 7F byl zaveden za skiaskopické kontroly ve více projekcích do pravé síně a bylo dosaženo stabilního kontaktu s laterální stěnou pravé síně. Síňový potenciál byl snímán bipolárně a za směrodatnou pro zpracování byla považována jeho stabilizovaná hodnota. Vzhledem k tomu, že potenciál se může na různých místech síně lišit, bylo provedeno měření v úrovni horní, střední a dolní síně. Katétr byl posléze přemístěn do stabilní polohy v síňovém oušku a znovu registrován elektrický potenciál.

Statistické zpracování. Pro zjištění vzájemného vztahu jednotlivých veličin bylo užito korelační analýzy. Korelovány byly invazivní parametry – tedy tlaky a potenciály – získané před implantací VDD/DDD s echokardiografickými – neinvazivními parametry. K posouzení korelace mezi parametry byla (v závislosti na normalitě dat – test normality Shapiro-Wilk) použita Pearsonova, resp. Spearmanova korelační analýza.

VÝSLEDKY

Průměrné hodnoty jednotlivých sledovaných parametrů echokardiografických jsou uvedeny v tabulce 2 a 3. Intrakardiální tlaky a potenciály ukazuje tabulka 4.

Výsledky korelační analýzy vztahu echokardiografických parametrů a invazivně získaných tlaků a potenciálů:

• A. Levá předsíň. Obecně nebyly nalezeny buď žádné významné korelace mezi parametry, nebo byly nalezeny pouze slabé korelace. Jediným relevantním výsledkem v ukazatelích levé síně se ukázala inverzní korelace její systolické funkce a zaklíněného tlaku: Zde korelační analýza prokázala středně silnou zápornou korelaci mezi parametry PWP a ejekční frakce LAEF_max (r = – 0,489, p = 0,025 na hladině signifikance 0,05). Graf na obrázku 1 znázorňuje tuto závislost. Vyšší plnicí tlaky síně tedy obecně znamenaly horší kontrakční schopnost síně. Nebyla však zjištěna žádná souvislost tohoto tlaku v zaklínění a morfologických ukazatelů levé síně, tj. velikosti nebo objemu (tab. 5).

• B. Pravá předsíň: Nebyly nalezeny významné korelace mezi intraatriálním potenciálem pravé síně a její morfologií (velikost, objem). Ani pravostranné tlaky nekorelovaly s echokardiografickými morfologickými a funkčními ukazateli. Korelační koeficienty ukazují tabulky 6 a 7.

DISKUZE

Existuje dobře dokumentované přetížení síní například u významné chlopenní stenotické vady. My jsme se pokusili prokázat souvislost přetížení síní s především funkční poruchou – AV dyssynchronií. Naše původní hypotéza, že budeme schopni dokázat vztah morfologických a funkčních parametrů přetížených předsíní, tedy že více dilatované síně mají nižší elektrický potenciál a naměříme v nich vyšší tlak, se nepotvrdila. Šlo o vzorek pacientů, kde hlavní patofyziologickou příčinou dilatace a dysfunkce předsíní měla být atrioventrikulární dyssynchronie. Nicméně je nutné počítat s tím, že některé další vlivy, které mohou dále přispívat ke zhoršení přetížení síní, zcela eliminovat nelze. To jsme však při zpracování studie nepokládali za zásadní překážku, jelikož například věk či diastolická dysfunkce tlakové poměry v síních mohou zhoršit – to by tedy teoreticky mohlo zvýšit pravděpodobnost, že statisticky významná korelace bude při vstupních měřeních při AV dyssynchronii nalezena. Efekt těchto přidružených faktorů na parametry síní je vcelku dobře známý již delší dobu (10–13). Náš soubor je poměrně homogenní věkově. Jde o relativně starší populaci, takže potenciální ovlivnění souboru by mělo být rovnoměrné. Jak již bylo zmíněno, u velké části souboru se vyskytuje hypertenze, která může způsobit poruchu relaxace levé komory, zhoršení podmínek pro plnění komory (6, 14, 15), a podílet se tak na dilataci levé síně. Pokud by však diastolická dysfunkce měla znamenat nějaké zkreslení, tak by spíše opět ovlivnila výsledky ve prospěch hypotézy, což se nestalo. Na druhé straně získané korelace jsou výsledkem zpracování poměrně malého souboru pacientů, takže některé parametry jsou pravděpodobně zkresleny chybou malých čísel. To je právě daň zaplacená výběru pacientů bez chlopenních vad (aortální degenerativní stenózy) a jiných nekorigovatelných závažných příčin přetížení síní. Tito pacienti jsou sice relativně často právě kandidáty kardiostimulace, nicméně z našeho výběru byli vyřazeni. Další možnou limitací je, že měření z provozních důvodů nebylo provedeno simultánně. Echokardiografie byla provedena v některých případech již v den předcházející implantaci (tudíž katetrizaci) – zde však nepředpokládáme významnou změnu hemodynamiky, neboť po celou dobu až do provedení katetrizace trval stejný stav dyssynchronie jako po mnoho předchozích let. Není důvod se domnívat, že by se náhle v posledních 24 hodinách mezi echo a implantací cokoliv změnilo. Na druhé straně po AV synchronizaci se hemodynamika přelaďuje již v prvních minutách (16), i když podstatná úprava parametrů kardiovaskulárního systému se odehrává až později. Proto jsme jako základ pro korelaci vzali měření před synchronizací. Z pohledu malého souboru, nesimultánního měření a nepříliš zvýšených hodnot tlaku při katetrizaci (nepřítomnost významné plicní hypertenze souboru) tedy není překvapující, že vyšly obecně nesystematické, velmi slabé nebo žádné korelace parametrů echokardiografických s parametry získanými invazivně (tlak, potenciál).

Pokud se týká intrakardiálních tlaků, logicky se jeví námi dokumentovaný – byť nepříliš silný – vztah systolické funkce levé síně a PWP. Je možné, že nižší ejekční frakce souvisí s určitým vyčerpáním systolické funkce síně, odpovídající pokles integrálu síňové vlny či souvislost s objemy síně se však nepodařilo doložit. Na druhé straně jsme u stejného souboru v rámci jiné studie prováděli echokardiografické měření i bezprostředně po AV synchronizaci; přestože hlavní patofyziologický mechanismus přetížení byl již sekvenční stimulací odstraněn, i zde vyšla inverzní korelace tlaku a EF levé síně: r = –0,567, p = 0,014, hladina signifikace 0,05 (nepublikované výsledky). To podporuje naši hypotézu o vyčerpání (remodelaci) síně. Dle literatury souvisejí invazivně měřené tlaky úzce spíše s preejekční periodou levé síně a ejekčním časem levé síně (LAPEP) (3, 4, 6), neměli jsme však k dispozici taková registrační zařízení, která by nám tyto intervaly dovolila přesně hodnotit. Vedle standardně zavedených metodik výpočtu tlakových srdečních gradientů u stenotických vad či regurgitací je hodnocení diastolické funkce levé komory a predikce plnicího tlaku poměrně obtížná. Rychlosti a integrály vlny E a A jsou ovlivňovány mnoha faktory (věk, srdeční frekvence, náplň řečiště a tlaky v jednotlivých oddílech, přítomnost regurgitací atd.). Při analýze se většinou narazí právě na nepřehlednost problematiky, kdy lze jen těžko abstrahovat působení jednoho hemodynamického faktoru od ostatních, a na fakt, že vývoj těchto parametrů při pokračující dysfunkci není lineární (17, 18). Dnes se využívá k demonstraci hemodynamiky levé síně a k predikci plnicího tlaku především parametrů toku v plicních žilách a tkáňového dopplerovského měření anulárních rychlostí. Toky v plicních žilách jsou spolehlivěji získány jícnovou echokardiografií (19), kdy charakter toků v plicní žíle koreluje s tlakem v levé síni, resp. plnicím tlakem levé komory (20–22). Velmi dobrou korelaci s invazivně měřenými tlaky mají také funkční indikátory síňového ouška, tj. jeho plnicí a vyprazdňovací rychlosti (23, 24). Integrace parametrů tkáňového dopplera (TDI) znamenala posun v diagnostice systolické a diastolické dysfunkce levé komory, nicméně rychlost mitrálního anulu při síňové kontrakci (vlna A) vypovídá také o systolické funkci síně. Případně lze vyšetřovat i strain síňové svaloviny (25, 26). Naše studie však v počátku nebyla postavena na vyšetřování jícnovou echokardiografií ani na TDI parametrech, neboť ještě nebyly technicky k dispozici. Střední hodnoty intrakardiálních tlaků v našem souboru nebyly příliš vysoké, je však třeba vzít v úvahu, že jde o starou populaci. Starší lidé mají obecně nižší pocit žízně a často bývají relativně hypovolemičtí, navíc vzhledem k prováděnému operačnímu výkonu předcházelo ještě dvanáctihodinové lačnění. Nicméně metodika měření byla systematická, data nabrána za stejných podmínek v celém souboru a počítané korelace by tak neměly být podstatně ovlivněny.

Pokud se týká parametrů pravého srdce, nebyla srovnávána výše plicní hypertenze měřená katétrem s výpočtem dopplerovským. Echokardiograficky lze kvantifikovat plicní hypertenzi v případě přítomnosti malého regurgitačního jetu na trikuspidální chlopni (maximální rychlost jetu indikuje tlakový spád mezi pravou komorou a pravou síní, který v součtu s centrálním žilním tlakem v pravé síni dává výšku systolického tlaku v pravé komoře). V našem souboru byly často přítomny objemově nevýznamné regurgitace na trikuspidální chlopni při vstupu, ale vzhledem k nestejné náplni komory v jednotlivých cyklech při AV dyssynchronii nebyly hodnoty konstantní (často – a to zvláště u reverzní synchronizace – se objevuje dokonce regurgitace diastolická). Navíc po synchronizaci zhusta regurgitační jety, které jsou většinou dány právě asynchronním uzávěrem cípatých chlopní, mizí. K hodnocení plicní hypertenze tedy nebyly použitelné. Navíc takto měřené tlaky korelují s přímou manometrií spolehlivě jen při absolutně simultánním měření, což v našem případě nemohlo být zajištěno. Nepřímé ukazatele plicní hypertenze (velikost pravé komory a charakter průtoku ve výtokovém traktu pravé komory) jsme nepovažovali z více důvodů za spolehlivé pro predikci tlaku a ve studii jsme je nehodnotili.

Literární práce zabývající se korelacemi intrakardiálního signálu EKG s echokardiografickými parametry prakticky neexistují. Objevují se práce zabývající se povrchovým elektrogramem, které dokládají, že na povrchovém EKG je síňová vlna málo senzitivní pro predikci zvětšené pravé síně – nejcitlivější je velikost P ve V2 svodu (27). O něco lepší je predikce zvětšení levé síně podle přítomnosti negativní P vlny ve V1 (28) a dalších parametrů EKG, ale obecně není příliš spolehlivá (29). Tato tendence „převahy zvětšené levé síně“ by spíše mohla korespondovat s vyšší voltáží dilatovaných síní v časném stadiu. Logické je, že velikosti předsíně odpovídá trvání vlny P, resp. délka interatriálního vedení (30–32). Většina prací poslední doby se zabývá mnohem delikátnějšími vztahy elektrogramu a funkčních hemodynamických parametrů. Například preejekční perioda levé síně (LAPEP) signifikantně koreluje s trváním P vlny a trváním P-R intervalu (33). LAPEP sice nekoreluje se zaklíněným tlakem, ale nalezena byla významná korelace mezi středním PWP či konečným diastolickým tlakem levé komory (LVEDP) a ejekční dobou levé síně (LAET): r = -0,72 resp. -0,75 (3, 34). Na druhé straně Okamoto et al. nepotvrdili korelaci LAET či LAPEP s rozměrem levé síně (35). V naší studii jsme tyto parametry nesledovali, jelikož například měření LAPEP by jistě vyžadovalo kvalitnější registrační zařízení, než jsme měli k disposici. Naše výsledky při korelaci potenciálu a velikosti síně nepotvrdily náš původní předpoklad, že dilatované síně ztrácejí svůj potenciál. Není vyloučeno, že některé širší síně mohou mít de facto excentrickou hypertrofii a jejich potenciál v tomto stadiu nemusí být nižší.

Při hodnocení výsledků měření by bylo zajímavé také srovnání hodnot získaných v našem souboru s normálními hodnotami stejně staré populace. K dispozici jsou tabulky normálních hodnot rozměrů středního věku, eventuálně objemy a jejich poměr (27, 36), ale nikoliv selektivně pro starou populaci, kde je situace komplikována vysokou morbiditou. Nicméně srovnání našeho souboru ukazuje, že i když volumy pacientů v naší studii mají poměrně široký rozptyl, jsou ve většině případů značně vyšší než u normálních jedinců středního věku.

Zkratky

• AV – atrioventrikulární
• AVB – atrioventrikulární blokáda
• AVDys – atrioventrikulární dyssynchronie
• DDD – dvoudutinová stimulace (snímání i stimulace síní i komor)
• EF – ejekční frakce
• LA₁ – levá síň v projekci 1
• LA₁₁Lo, RA₁₁Lo – dlouhá osa levé/pravé síně v apikální projekci
• LA₁₁RL, RA₁₁RL – pravolevá osa levé/pravé síně v apikální projekci
• LAEDV, LAESV, RAEDV, RAESV – enddiastolický a endsystolický objem levé/pravé síně
• LAEF, RAEF – ejekční frakce levé/pravé síně
• LAEF_max, RAEF_max – maximální ejekční frakce levé/pravé síně při AV dyssynchronii
• LAET – ejekční doba levé síně
• LAPEP – preejekční perioda levé síně
• LVd – diastolický rozměr levé komory
• LVEDP – konečný diastolický tlak levé komory
• LVEDV, LVESV – enddiastolický a endsystolický objem levé komory
• LVEF – ejekční frakce levé komory
• LVs – systolický rozměr levé komory
• PM – pacemaker
• PWd – diastolický rozměr zadní stěny levé komory
• PWP – tlak v zaklínění
• Sd – diastolický rozměr septa
• TDI – integrace parametrů tkáňového dopplera
• Tkd – diastolický tlak
• TKs – systolický tlak
• TVI – časově rychlostní integrál (time-velocity integral)
• TVI-A, TVI-E, V_max A – složky průtoku na mitrálních chlopni, přičemž E = pasivní a A = aktivní vyprázdnění levé síně
• TVIA_max – velikost integrálu maximální vlny A
• VDD – jednodutinová (komorová) stimulace síněmi řízená
• V_maxA_max – vrcholová rychlost maximální vlny A – síňového příspěvku
• VVI – jednodutinová (komorová) stimulace
• Σ/min – součet všech TVI za minutu
• ΣE/min, ΣA/min – minutový součet integrálů vlny E, resp. A

ADRESA PRO KORESPONDENCI:

MUDr. Dan Marek, Ph.D.

I. interní kardiologická klinika FN

I. P. Pavlova 6, 775 20 Olomouc

fax: +420 588 442 500

e-mail: dan.marek@fnol.cz