Rok 1958 był w Szwecji czasem wielkich emocji i wydarzeń. 29 czerwca w Sztokholmie reprezentacja gospodarzy została rozbita w finale Mistrzostw Świata w Piłce Nożnej przez Brazylię 5:2. Co gorsza, nadzieję na zwycięstwo kibicom Szwecji zabrał nikomu wówczas nieznany 18-latek – Pele. Dla medycyny i elektrofizjologii ważniejsze wydarzenie miało miejsce niedaleko stadionu Rasunda, gdzie 8 października w Instytucie Karolinska zostało wykonane pierwsze wszczepienie sztucznego rozrusznika serca.
Wprawdzie pierwszy układ implantowany był przez torakotomię lewostronną przy wykorzystaniu elektrody nasierdziowej, jednak już w drugiej połowie lat 60. dostępne stały się elektrody wewnątrzsercowe do przezżylnej, koniuszkowej stymulacji prawokomorowej –RVAP (ang. Right Ventricle Apical Pacing), co wyznaczyło standard elektroterapii właściwie do dnia dzisiejszego1-3.
Z czasem okazało się jednak, że niefizjologiczny tor depolaryzacji serca niesie ze sobą niekorzystne konsekwencje. Apikalna aktywacja mięśniówki prawej komory długoterminowo może prowadzić do pogorszenia funkcji skurczowej lewej komory. Do tego niekorzystnego zjawiska dochodzi w przebiegu mechanicznej dyssynchronii skurczu serca powodującej wcześniejszą aktywację prawej komory, następnie przegrody międzykomorowej i dopiero ze znacznym opóźnieniem ściany bocznej lewej komory. Przekłada się to w konsekwencji na wzrost ciśnienia napełniania lewej komory i spadek objętości wyrzutowej, pogorszenie przepływu wieńcowego, zaburzenia perfuzji i metabolizmu komórek miokardium prowadzące do rozstrzeni lewej komory i funkcjonalnej niedomykalności mitralnej. Mimo że RVAP w zapisie EKG morfologicznie przypomina aktywację jak w bloku lewej odnogi pęczka Hisa, to opóźnienie w przewodzeniu jest większe, co szczególnie widać w grupie chorych z niewydolnością serca4-8.
Przedstawiony powyżej niekorzystny wpływ mechaniczny i elektryczny stymulacji koniuszkowej znajduje potwierdzenie w badaniach klinicznych. W badaniu DAVID, przeprowadzonym na grupie 506 pacjentów z niewydolnością serca, stwierdzono, że u chorych z układem ICD DDDR 70/min w porównaniu z ICD VVI 40/min znacząco częściej rejestrowano wystąpienie złożonego punktu końcowego w postaci zgonu lub niewydolności serca, co wiązano z większym odsetkiem RVAP. W analizie post hoc badania DAVID, a także badania MOST, niezależnie stwierdzono, że odsetek stymulacji prawokomorowej > 40% może sprzyjać rozwinięciu niewydolności serca. Co ciekawe, w badaniu MADIT II, a także w publikacji Smit i wsp. wysoki odsetek stymulacji prawokomorowej >5 0%, nie tylko w grupie chorych z niską LVEF (ang. Left Ventricular Ejection Fraction ), ale także z jedynie pośrednio obniżoną funkcją skurczową lewej komory sprzyjał większej ilości i szybszemu wystąpieniu wyładowań ICD9-13.
Pacjenci bez strukturalnej choroby serca rzadziej prezentują kliniczne cechy niewydolności serca i pogorszenia funkcji skurczowej lewej komory w przebiegu stymulacji – PICM (ang. Pacing Induced Cardiomyopathy). Nie są jednak tego ryzyka pozbawieni. Spośród najważniejszych czynników ryzyka należy wymienić odsetek stymulacji komorowej oraz szerokość wystymulowanego zespołu QRS. Kiehl i wsp. w dużym, retrospektywnym badaniu na 823 chorych z LVEF > 50% oraz blokiem przedsionkowo-komorowym trzeciego stopnia analizowali wpływ stymulacji prawokomorowej pod kątem wystąpienia PICM definiowanego jako spadek LVEF < 40% lub konieczność upgrade’u do układu CRT. Okazało się, że odsetek stymulacji komorowej > 20% wiązał się z rozwinięciem PICM u 12,3% chorych w okresie 4,3 +/- 3,9 lat. W analizie wieloczynnikowej wystąpienie PICM zależało tylko od niższej LVEF przed wszczepem oraz odsetka stymulacji komorowej. Kim i wsp., na podobnej grupie chorych z zachowaną LVEF oraz całkowitym blokiem przedsionkowo-korowym, stwierdzili wystąpienie PICM u 16,1% pacjentów w obserwacji 4,7+/-3,5-letniej. Pogorszenie LVEF wiązano głównie z szerokością wystymulowanego QRS (największa czułość QRS > 140/ms, największa specyficzność QRS > 167 ms). Szerokość QRS naturalnie kojarzy się z większym stopniem dyssonchronii, co potwierdza analiza badania PREDICT HF. Co czwarty pacjent z zachowaną LVEF i QRS > 160 ms oraz co drugi z QRS > 190 ms rozwijał objawy niewydolności serca w przebiegu pogorszenia funkcji skurczowej lewej komory14-16.
Niekorzystne następstwa niefizjologicznego toru aktywacji komór podczas RVAP skłaniały lekarzy zajmujących się elektroterapią do poszukiwania alternatywnych miejsc stymulacji. Najkorzystniejsza konceptualnie wydawała się przegroda międzykomorowa z uwagi na przypominający fizjologiczny kierunek aktywacji komór, tj. od podstawy do koniuszka w bezpośredniej bliskości układu His-Purkinje. Stymulacja dolnej części drogi odpływu prawej komory lub okolicy środkowej części przegrody międzykomorowej skutkowała węższym zespołem QRS, a także potencjalnie mniejszą dyssynchronią skurczu lewej komory oraz lepszymi parametrami hemodynamicznymi. W praktyce klinicznej nie udało się jednoznacznie potwierdzić wyższości przegrodowej lokalizacji elektrody w porównaniu z RVAP czy to w stymulacji bradyarytmicznej, czy resynchronizującej. Może to wynikać z faktu, że fiksacja elektrody w pozycji na przegrodzie międzykomorowej, posługując się kryteriami fluoroskopowymi i elektrokardiograficznymi, nie zawsze jest prosta i jednoznaczna. To powoduje, że część elektrod implantowanych nawet przez doświadczonych operatorów „ląduje” na wolnej ścianie prawej komory. Weryfikacje septalnych położeń elektrod w tomografii komputerowej zdają się potwierdzać tę tezę17-22.
Alternatywnie do miokardialnej stymulacji prawokomorowej stopniowo rozwijała się stymulacja pęczka Hisa (ang. HBP – His Bundle Pacing ), a ostatnio lewej odnogi pęczka Hisa (ang. LBBP – Left Bundle Branch Pacing). Pierwsze doniesienia dotyczące HBP sugerowały potencjalnie korzystny efekt stymulacji w postaci zmniejszenia rozmiarów i poprawy funkcji lewej komory oraz poprawy w skali czynnościowej NYHA. Wprowadzenie dedykowanych koszulek doprowadzających skróciło czas zabiegu i znacznie poprawiło odsetek udanych implantacji układów stymulujących pęczek Hisa. Ostatnie kilka lat przyniosły pierwsze kliniczne weryfikacje potencjalnych korzyści stymulacji układu His-Purkinje. W prospektywnym, nierandomizowanym badaniu Abdelrahman i wsp. porównali HBP z RVP w grupie ponad 750 pacjentów z prawidłową LVEF. Chorzy stymulowani konwencjonalnie, z odsetkiem stymulacji > 20%, istotnie częściej osiągali punkt końcowy obejmujący zgon, hospitalizację z powodu niewydolności serca bądź konieczność upgrade’u do CRT-D.
U chorych z RVP < 20% ww. różnic nie obserwowano, co po raz kolejny potwierdza niekorzystny wpływ stymulacji prawokomorowej. Podobny schemat badania zaproponował Sharma i wsp., tym razem porównując LBBP z RVP. Ponownie okazało się, że stymulacja fizjologiczna może obniżać śmiertelność całkowitą oraz częstość hospitalizacji z powodu niewydolności serca już w średnim czasie obserwacji około 1,6 roku. W każdym z ww. badań stymulowany QRS był oczywiście istotnie węższy w porównaniu z konwencjonalną stymulacją prawokomorową. Te rewelacyjne wyniki obserwowane już w tak krótkich obserwacjach klinicznych przy wciąż niewielkim zapleczu sprzętowym i wczesnym etapie rozwoju CSP skłaniają do refleksji23-25.
Oczywiście ww. badania wymagają potwierdzenia w wieloośrodkowych badaniach randomizowanych. Jeśli uda się powtórzyć te zachęcające wyniki zabiegowe i kliniczne, stymulacja fizjologiczna nabierze prawdziwego rozpędu. Największe nadzieje można upatrywać w LBBP, która jest techniką zdecydowanie prostszą do opanowania niż HBP. Jak widać w wynikach badania Sharmy i wsp. wszczepienie elektrody do LBBP cechowało się niewielką ilością powikłań okołozabiegowych, porównywalną z implantacją konwencjonalną. Biorąc również pod uwagę raportowany w różnych doniesieniach wysoki odsetek skutecznych implantacji LBBP (> 90%), jest to bezsprzecznie metoda w zasięgu każdego operatora. Najbliższe lata przyniosą dalszy rozwój narzędzi i elektrod, które ułatwią implantację i pozwolą poradzić sobie z komplikacjami długoterminowymi CSP, tj. potencjalnie trudnościami w zakresie ekstrakcji elektrod np. z powodu powikłań infekcyjnych. Jakkolwiek nie patrzeć, na naszych oczach dokonuje się fundamentalna zmiana w stymulacji serca przesuwająca nas w stronę prawdziwej elektroterapii, a nie elektroprotetyki. Pacing znowu jest fajny.
Źródła
1. Elmqvist R., Senning A.: Implantable pacemaker for the heart. In: Smyth CN (ed.). Medical Electronics, Proceedings of the Second International Conference on Medical Electronics. Paris, London, Iliffe and Sons, June 24–27, 1959, 1960, p. 253–254 (abstract).
2. Furman S., Schwedel JB.: An intracardiac pacemaker for Stokes-Adams seizures. N Engl J Med 1959; 261:943–951.
3. Mond H.G., Hunt D., Vohra J., Sloman J.G.: Cardiac pacing: memories of a bygone era. Pacing Clin Electrophysiol. 2008 Sep;31(9):1192-201. doi: 10.1111/j.1540-8159.2008.01163.x. PMID: 18834474.
4. Thambo J.B., Bordachar P., Garrigue S. et al: Detrimental ventricular remodeling in patients with congenital complete heart block and chronic right ventricular apical pacing. Circulation 2004; 110: 3766-72.
5. Tops L.F., Suffoletto M.S., Bleeker G.B et al: Speckle-tracking radial strain reveals left ventricular dyssynchrony in patients with permanent right ventricular pacing. J Am Coll Cardiol 2007; 50(12): 1180-8.
6. Vernooy K., Dijkman B., Cheriex E.C., Prinzen F.W., Crijns H.J.: Ventricular remodeling during long-term right ventricular pacing following His bundle ablation. Am J Cardiol 2006; 97: 1223-7.
7. Maurer G., Torres M.A., Corday E., Haendchen R.V., Meerbaum S.: Two-dimensional echocardiographic contrast assessment of pacinginduced mitral regurgitation: Relation to altered regional left ventricular function. J Am Coll Cardiol 1984; 3: 986-91.
8. Varma N.: Left ventricular conduction delays induced by right ventricular apical pacing: Effect of left ventricular dysfunction and bundle branch block. J Cardiovasc Electrophysiol 2008; 19(2): 114-22.
9. Wilkoff B.L., Cook J.R., Epstein A.E. et al.: Dual-chamber pacing or ventricular pacing in patients with an implantable cardioverter -defibrillator: the Dual Chamber and VVI Implantable Defibrillator (DAVID) Trial. JAMA, 2002; 288: 3115–3123.
10. Sharma A.D., Rizo-Patron C., Hallstrom A.P. et al.: Percent right ventricular pacing predicts outcomes in the DAVID trial. Heart Rhythm, 2005; 2: 830–834.
11. Lamas G.A., Lee K.L., Sweeney M.O. et al.: Ventricular pacing or dual-chamber pacing for sinus-node dysfunction. NEJM 2002;346:1854–1862.
12. Steinberg J.S., Fischer A., Wang P. et al.: The clinical implications of cumulative right ventricular pacing in the Multicenter Automatic Defibrillator Trial II. J Cardiovasc Electrophysiol, 2005; 16: 359–365.
13. Smit M.D., Van Dessel P.F., Nieuwland W. et al.: Right ventricular pacing and the risk of heart failure in implantable cardioverter-defibrillator patients. Heart Rhythm, 2006; 3: 1397–1403.
14. Kiehl E.L., Makki T., Kumar R., Gumber D., Kwon D.H., Rickard J.W., Kanj M., Wazni O.M., Saliba W.I., Varma N, Wilkoff BL, Cantillon DJ. Incidence and predictors of right ventricular pacing-induced cardiomyopathy in patients with complete atrioventricular block and preserved left ventricular systolic function. Heart Rhythm. 2016 Dec;13(12):2272-2278. doi: 10.1016/j.hrthm.2016.09.027.
15. Kim J.H., Kang K.W., Chin J.Y., Kim T.S., Park J.H., Choi Y.J.: Major determinant of the occurrence of pacing-induced cardiomyopathy in complete atrioventricular block: a multicentre, retrospective analysis over a 15-year period in South Korea. BMJ Open. 2018 Feb 8;8(2):e019048. doi: 10.1136/bmjopen-2017-019048.
16. Chen S., Yin Y., Lan X., Liu Z., Ling Z., Su L, Kiuchi M.G., Li X., Zhong B., Krucoff MW: PREDICT-Heart Failure study international group. Paced QRS duration as a predictor for clinical heart failure events during right ventricular apical pacing in patients with idiopathic complete atrioventricular block: results from an observational cohort study (PREDICT-HF). Eur J Heart Fail. 2013 Mar;15(3):352-9. doi: 10.1093/eurjhf/hfs199. Epub 2012 Dec 28.
17. Hillock R.J., Mond H.G.: Pacing the right ventricular outflow tract septum: time to embrace the future. Europace. 2012 Jan;14(1):28-35. doi: 10.1093/europace/eur251. Epub 2011 Aug 15.
18. Nakamura H., Mine T., Kanemori T., Ohyanagi M., Masuyama T.: Effect of right ventricular pacing site on QRS width. Asian Cardiovasc Thorac Ann. 2011 Oct;19(5):339-45. doi: 10.1177/0218492311422485.
19. Buckingham T.A., Candinas R., Schlapfer J., Aebischer N., Jeanrenaud X., Landolt J., Kappenberger L.: Acute hemodynamic effects of atrioventricular pacing at differing sites in the right ventricle individually and simultaneously. Pacing Clin Electrophysiol 1997; 20:909–915.
20. Kaye G.C., Linker N.J., Marwick T.H., Pollock L., Graham L., Pouliot E., Poloniecki J., Gammage M.: Protect-Pace trial investigators. Effect of right ventricular pacing lead site on left ventricular function in patients with high-grade atrioventricular block: results of the Protect-Pace study. Eur Heart J. 2015 Apr 7;36(14):856-62. doi: 10.1093/eurheartj/ehu304. Epub 2014 Sep 4.
21. Leclercq C., Sadoul N., Mont L., Defaye P., Osca J., Mouton E., Isnard R., Habib G., Zamorano J., Derumeaux G., Fernandez-Lozano I.: SEPTAL CRT Study Investigators. Comparison of right ventricular septal pacing and right ventricular apical pacing in patients receiving cardiac resynchronization therapy defibrillators: the SEPTAL CRT Study. Eur Heart J. 2016 Feb 1;37(5):473-83. doi: 10.1093/eurheartj/ehv422. Epub 2015 Sep 15.
22. Pang B.J., Joshi S.B., Lui E.H., Tacey M.A., Ling L.H., Alison J., Seneviratne S.K., Cameron J.D., Mond H.G.: Validation of conventional fluoroscopic and ECG criteria for right ventricular pacemaker lead position using cardiac computed tomography. Pacing Clin Electrophysiol. 2014 Apr;37(4):495-504. doi: 10.1111/pace.12301. Epub 2013 Nov 11.
23. Deshmukh P., Casavant D.A., Romanyshyn M., Anderson K.: Permanent, direct His-bundle pacing: a novel approach to cardiac pacing in patients with normal His-Purkinje activation. Circulation. 2000 Feb 29;101(8):869-77. doi: 10.1161/01.cir.101.8.869.
24. Abdelrahman M., Subzposh F.A., Beer D., Durr B., Naperkowski A., Sun H., Oren J.W., Dandamudi G., Vijayaraman P.: Clinical Outcomes of His Bundle Pacing Compared to Right Ventricular Pacing. J Am Coll Cardiol. 2018 May 22;71(20):2319-2330. doi: 10.1016/j.jacc.2018.02.048. Epub 2018 Mar 10.
25. Sharma P.S., Patel N.R., Ravi V., Zalavadia D.V., Dommaraju S., Garg V., Larsen T.R., Naperkowski A.M., Wasserlauf J., Krishnan K., Young W., Pokharel P., Oren J.W., Storm R.H., Trohman R.G., Huang H.D., Subzposh F.A., Vijayaraman P.: Clinical outcomes of left bundle branch area pacing compared to right ventricular pacing: Results from the Geisinger-Rush Conduction System Pacing Registry. Heart Rhythm. 2022 Jan;19(1):3-11. doi: 10.1016/j.hrthm.2021.08.033. Epub 2021 Sep 3.
