FUNDAMENTO: Os indivíduos com insuficiência renal crônica terminal estão sujeitos a um elevado estresse cardíaco pelo carácter repetitivo e intermitente da terapia dialítica. As alterações na sístole elétrica ventricular induzidas pela necessária terapia dialítica são um contributo importante na predição da ocorrência de morte súbita arrítmica na insuficiência renal crônica terminal. OBJETIVO: O objetivo principal desta investigação é avaliar o comportamento da repolarização ventricular em face da terapia dialítica, mediante o estudo do intervalo QTc e dispersão do QTc. MÉTODOS: A amostra em estudo inclui 47 indivíduos sujeitos a hemodiálise (61,7% do sexo masculino e 38,3% do sexo feminino) com idade média de 66,79 ± 13,16 anos. Todos os indivíduos foram sujeitos a três eletrocardiogramas realizados em três momentos durante a terapia dialítica (pré, durante e após a sessão), sendo posteriormente analisada a sístole elétrica ventricular. RESULTADOS: Ocorreu um aumento do intervalo QTc máximo e da dispersão do QTc associado à terapia dialítica. Aliado ao aumento desses intervalos ocorreu um aumento do número de indivíduos com critérios eletrocardiográficos para hipertrofia ventricular esquerda, registando-se no período pós-diálise uma média superior do intervalo QTc máximo (473 ± 27,63 mseg) e da dispersão do QTc (58,95 ± 18,87 mseg) desses indivíduos, comparativamente aos indivíduos sem HVE, 455,21 ± 26,85 mseg e 44 ± 16,41 mseg, respectivamente. CONCLUSÃO: O presente estudo confirmou um aumento do intervalo QTc e da dispersão do QTc associado à terapia dialítica. Esse aspecto reforça a dependência da repolarização ventricular em relação ao equilíbrio hídrico e eletrolítico e sugere um perfil de maior vulnerabilidade arrítmica associada à terapia dialítica.
ARTIGO ORIGINAL
ELETROCARDIOGRAFIA
ICentro Hospitalar Cova da Beira - EPE, Covilhã
IIEscola Superior de Saúde Dr. Lopes Dias - Departamento de Cardiopneumologia
IIIEscola Superior de Tecnologia da Saúde de Coimbra - Departamento de Cardiopneumologia, Coimbra - Portugal
A National Kidney Foundation (NKF) define dois desfechos
A hemodiálise é a terapia de substituição renal mais frequentemente utilizada no mundo, sendo usada quando os rins se tornam incapazes de desempenhar as múltiplas funções homeostáticas4.
Os indivíduos com Insuficiência Renal Crônica Terminal (IRCT) sujeitos a hemodiálise têm uma elevada taxa de mortalidade que está correlacionada com a ocorrência de distúrbios cardiovasculares, em que se incluem as arritmias ventriculares e a morte súbita cardíaca5,6. O fato de a terapia ocorrer de forma intermitente promove grandes alterações no volume, equilíbrio ácido-base e concentração de potássio sérico contribuindo decisivamente para a ocorrência dessas complicações5,7,8. Alterações eletrocardiográficas são frequentemente encontradas em indivíduos hemodialisados e a própria terapia dialítica potencia a ocorrência de maior número de alterações5,6.
As alterações na sístole elétrica ventricular durante a terapia dialítica estão associadas a um risco aumentado de ocorrência de arritmias ventriculares potencialmente malignas em consequência do aumento do intervalo QT e dispersão do QT. Essas alterações traduzem a heterogeneidade na despolarização e repolarização ventricular nos indivíduos com IRCT, podendo essas funcionar como preditoras de futuras arritmias ventriculares ou morte súbita cardíaca5,6,9,10.
Desse modo, o estudo da duração da sístole elétrica ventricular no sinal eletrocardiográfico de superfície e da heterogeneidade na repolarização miocárdica nas diferentes partes do ventrículo potenciada pela terapia dialítica é o principal objetivo da investigação. A importância deste estudo prende-se ao fato de essas alterações aparentarem fornecer informações importantes acerca do substrato para taquiarritmias potencialmente malignas na IRCT.
Na fase inicial procedeu-se ao pedido de autorização formal ao Centro de Diálise da Beira Interior (CDBI) para a realização do projeto de investigação em causa. Após autorização da CDBI, foi dada uma explicação clara aos indivíduos com IRCT que realizam hemodiálise de forma a obter autorização deles para fazerem parte da investigação e posterior aceitação expressa num consentimento informado. Dos 120 pacientes a realizar hemodiálise na CDBI, 70 deram o seu consentimento informado para participar no estudo. Numa segunda fase da recolha da amostra, quando da realização de ECG nos três momentos definidos da terapia dialítica, dos 70 indivíduos que autorizaram a participação na investigação, somente 47 cumpriram os critérios para dela participarem.
Os critérios de inclusão definidos foram: pacientes com IRCT em hemodiálise, ritmo sinusal no eletrocardiograma (ECG) e aceitação de participação na investigação. Como critérios de exclusão consideraram-se: todos os indivíduos com fibrilhação auricular crônica, bloqueio de ramo, impossibilidade de definir o final da onda T em mais de três derivações no ECG ou a recusa de participação na investigação. Nessa fase os critérios de exclusão foram aplicados mediante a visualização de ECG anteriormente realizados aos indivíduos, seus relatórios e informação clínica.
Foram realizados três ECG de 12 derivações em repouso a todos os indivíduos, sendo esses realizados em três momentos a cada indivíduo: pré-hemodiálise, em hemodiálise (entre as 2h-2h30 de sessão) e pós-hemodiálise (até 30 minutos após a sessão). Foi utilizado um Eletrocardiógrafo BTL-08 SD® com eletrodos 3M® (10 eletrodos utilizados por cada três ECG realizados no mesmo indivíduo) e posterior análise do registro feita no software BTL-08 WIN®.
Posteriormente foi analisado e calculado nos três ECG o intervalo QT (do início do QRS ao final da onda T) em todas as derivações possíveis de analisar com clareza o intervalo e em dois ciclos cardíacos consecutivos, com consequente correção do intervalo QT para a frequência cardíaca pela fórmula de Bazzet (QTc=QT/√RR)11. O final da onda T foi definido como o retorno à linha de base observada no ECG e, caso existissem ondas U, o final da onda T foi definido como o ponto entre a onda T e onda U11. Foi definido o intervalo QTc máximo como o maior intervalo QTc no ECG e posteriormente analisada a dispersão do QT (diferença entre o maior e menor intervalo QT) e dispersão do QTc (diferença entre o maior e o menor intervalo QTc). O intervalo QTc foi considerado aumentado de acordo com o gênero dos indivíduos, nos homens > 450mseg e nas mulheres > 460 mseg11.
A Hipertrofia Ventricular Esquerda (HVE) foi avaliada pelos índices de Sokolow-Lyon (SL) e Cornell (IC) nos três momentos: pré-hemodiálise, em hemodiálise e após a sessão de hemodiálise. Nos indivíduos com idade inferior a 35 anos e naqueles com necrose anterior extensa não foi efectuado o estudo da HVE.
A existência de arritmias ventriculares no ECG foi confirmada quanto à frequência sob a forma de ectopias ventriculares isoladas, em pares ou sob a forma de taquicardia autolimitada.
Foram realizadas duas pesagens do doente retratando o peso pré-diálise e peso pós-diálise, sendo calculado o peso perdido durante a sessão.
Os dados foram informatizados e tratados com recurso ao programa SPSS 17.0® para Windows®. Recorreu-se a uma estatística descritiva simples para caracterização geral da amostra e respectiva distribuição das variáveis.
Para comparação de médias recorreu-se ao teste
Foi considerada uma significância de 5% para um intervalo de confiança de 95%.
Em relação ao tempo decorrido desde o início da terapia dialítica verificamos uma média de 43,49 ± 26,66 meses variando dos três aos 126 meses. A periodicidade semanal da terapia é de três sessões para todos os indivíduos. Relativamente ao dia semanal da terapia dialítica, 28 dos indivíduos da amostra realizaram hemodiálise à segunda ou terça-feira (59,6%) correspondendo à primeira sessão semanal, enquanto 19 indivíduos realizaram hemodiálise à sexta-feira ou sábado (40,4%), correspondendo à terceira e última sessão semanal.
A duração da terapia dialítica prescrita variou entre os 245 e os 270 minutos. A maioria dos indivíduos realizou 250minutos (n = 32, 68,1%).
A idade média na amostra considerada foi de 66,79±13,16anos, variando entre os 30 e os 87 anos, e dos 47 indivíduos que fazem parte da amostra do estudo 61,7% são do gênero masculino (n = 29).
A principal causa subjacente à IRCT é o Diabete Melito (DM) (44,7%, n = 21), seguida pela etiologia desconhecida com frequência igualmente elevada (23,4%, n = 11).
Relativamente aos fatores de risco cardiovasculares associados à IRCT para a amostra em causa, verificou-se por ordem decrescente uma frequência de 87,2% (n = 41) para a hipertensão arterial (HTA), 46,8% para a DM (n = 22) e 29,8% para as dislipidêmias (n = 14).
Quanto aos distúrbios cardiovasculares frequentemente associados à IRCT, verificou-se uma maior prevalência de indivíduos com antecedentes de angor (38,3%, n = 18), seguida de 12,8% (n = 6) de Infarte Agudo do Miocárdio (IAM) e 10,6% (n = 5) de Acidente Vascular Cerebral (AVC).
Estudou-se a frequência de HVE pelos índices de SL e de IC nos três momentos do estudo. Na amostra em estudo verificou-se um aumento da frequência de HVE ao longo da sessão (p < 0,001), tendo em conta o crescimento da amplitude do complexo QRS associado à terapia dialítica e calculando a HVE pelos índices referidos (
De modo a caracterizar melhor a HVE, foi analisado o aumento da amplitude dos complexos QRS ao longo da terapia nos três momentos pelo cálculo do SL e IC, verificando-se diferenças estatisticamente significativas conforme se pode verificar pela análise do
O peso dos indivíduos da amostra diminuiu em média 2,30±0,86Kg do período pré-diálise para o pós-diálise (69,34±11,31Kg e 67,03±11,19Kg, respetivamente), sendo essa uma diferença significativa (p<0,001).
Tendo em conta a diminuição do peso, foram ajustados dois modelos relacionando o peso e os índices SL e IC com os momentos pré e pós-diálise, verificando-se um efeito significativo de interação entre o peso e os dois índices (p<0,001), confirmando que o aumento do complexo QRS está associado à perda de peso dos indivíduos (
Em relação ao intervalo QTc máximo, verificou-se uma média no primeiro momento de 452,91 ± 21,84 mseg; no segundo momento, de 459,23 ± 26,77 mseg; e no terceiro momento, de 460,89 ± 29,44 mseg (
Considerando a frequência de doentes com intervalos QTc máximos acima do limite de normalidade considerado, verificamos um aumento da prevalência desses do momento pré-diálise para os dois momentos seguintes (período pré-diálise 38,3% (n = 18), durante a diálise 57,4% (n = 27) e no período pós-diálise 51,1% (n = 24), p = 0,043).
Analisando a média da dispersão do intervalo QTc, verificamos uma diminuição dessa do primeiro para o segundo momento, seguida de um aumento da dispersão no terceiro momento com diferenças estatisticamente significativas (p=0,013). No primeiro momento a média da dispersão foi de 46,83±12,87 mseg; no segundo momento foi de 43,47±13,36 mseg; e no terceiro momento foi de 51,3±18,52 mseg (
Observando a frequência de indivíduos com dispersão do QTc > 65 mseg em cada momento do estudo, verificamos uma tendência igual ao comportamento da média da dispersão do QTc. No primeiro momento 8,5% dos indivíduos (n=4), no segundo momento 4,3% (n=2) e no terceiro momento 23,4% (n=11) tinham dispersão do QTc>65mseg, apresentando também diferenças significativas ao longo da terapia dialítica (p=0,011).
Desses 11 indivíduos com dispersão QTc>65 mseg (23,4%), 8 tinham dispersão do QTc>74 mseg (17%) no período após a terapia dialítica, conforme
A média do intervalo QTc máximo pós-diálise e da dispersão do QTc pós-diálise nos indivíduos com HVE é maior do que naqueles sem HVE, sendo essas diferenças estatisticamente significativas para ambos, como demonstrado na
Estudo da sístole elétrica ventricular nos indivíduos com arritmias ventriculares
As arritmias ventriculares verificaram-se apenas sob a forma de extrassistolia isolada. Ocorreram em 2,1% dos indivíduos no período pré-diálise (n = 1), 14,9% no período durante a diálise (n = 7) e em 8,5% no período pós-diálise (n = 4). Constatou-se uma maior prevalência de arritmias ventriculares durante a terapia dialítica, sendo as diferenças na prevalência de arritmias estatisticamente significativas ao longo da terapia dialítica (p = 0,034).
Estudou-se também uma possível relação entre a ocorrência de extrassistolia ventricular e o registo de intervalos QTc máximos e dispersão do QTc aumentados em qualquer dos três momentos do estudo, não se encontrando, no entanto, quaisquer tipos de relações entre essas duas variáveis para a amostra em estudo.
Estudo da sístole elétrica ventricular quanto ao tempo decorrido desde o começo do tratamento e quanto à sessão semanal
Para a amostra em estudo não se encontraram diferenças significativas no intervalo QTc máximo e dispersão do QTc associadas ao tempo decorrido desde o início da terapia dialítica ou ao fato de estarmos na primeira ou terceira sessão semanal, em qualquer momento da sessão.
A terapia dialítica tem sido frequentemente descrita como potenciadora de alterações na sístole elétrica ventricular, podendo funcionar essas alterações como preditoras de futuras arritmias ventriculares ou morte súbita cardíaca arrítmica5,6. Os indivíduos com IRCT hemodialisados estão sujeitos a um elevado estresse cardíaco provocado pela tentativa de substituir 168 horas de função renal semanais por 12 horas, a que correspondem habitualmente três sessões semanais, aliada ao fato de fazerem diálise de forma intermitente e repetitiva5,7,8. Essa cronicidade e indispensável forma de terapia, apenas substituída com o necessário transplante renal, associada ao fato de as alterações na sístole elétrica ventricular durante a terapia dialítica nos poderem revelar informação crucial na predição de arritmias potencialmente malignas, motivaram a realização dessa investigação. A análise do intervalo QTc e dispersão do QTc pode ser obtida de forma simples, não invasiva e não dispendiosa, embora deva ser feita com cuidado. A dificuldade na definição clara do final da onda T e ponto exato entre a onda T e onda U para uma melhor caracterização da duração da sístole elétrica ventricular constitui uma das dificuldades da utilização na prática clinica, sendo também uma das limitações da investigação.
A DRC e a DM estão interligadas, sendo a DM a maior causa de DRC. Cerca de 20% a 40% dos diabéticos desenvolvem nefropatia diabética durante a progressão da doença2,3. Observamos que para a amostra estudada essa prevalência era ainda maior, e 44,7% dos indivíduos (n = 21) tiveram como etiologia da IRCT a DM, confirmando-se o risco acrescido de IRCT nos indivíduos com DRC e DM associada.
Agregada ao seu caráter progressivo a DRC tem forte prevalência de fatores de risco cardiovasculares e história marcada de distúrbios cardiovasculares, estando esse tipo de doentes mais propensos a falecer de causa cardiovascular do que de falência renal. Desse modo, é de extrema importância o tratamento precoce dos fatores de risco cardiovasculares e comorbilidades associadas no retardar da evolução da doença12,13. No entanto, e apesar da forte prevalência de fatores de risco cardiovasculares, a DRC tem na sua evolução mais fatores próprios da doença com papel fundamental na ocorrência de distúrbios cardiovasculares e comorbilidades associadas12.
Apesar de todas essas condicionantes, a DRC tem um caráter progressivo e irreversível até à IRCT, confirmando-se na nossa amostra que os fatores de risco cardiovasculares também tiveram elevada prevalência, especialmente a HTA e DM, e o distúrbio cardiovascular mais prevalente foi a história de angor. Foram ainda encontradas outras doenças cardiovasculares, embora com menor prevalência, como foi o caso do EAM e o AVC.
Um outro distúrbio cardiovascular invariavelmente presente na IRCT é a cardiomiopatia urêmica na forma de HVE6,9,12. As anormalidades na estrutura ventricular esquerda funcionam como um importante desencadeador de arritmias e um forte indicador independente de mortalidade9,12. Associada a essa predisposição para arritmias malignas na HVE está o prolongamento do intervalo QTc ou um aumento da arritmogênese6,14.
Na amostra estudada, essa predisposição arrítmica nos indivíduos com HVE foi confirmada no período pós-diálise, registando-se nessa fase uma média superior do intervalo QTc máximo e da dispersão do QTc desses indivíduos, comparativamente aos indivíduos sem HVE.
O número de indivíduos com critérios eletrocardiográficos para HVE aumentou ao longo da terapia, uma vez que foi registado um incremento da amplitude do QRS associado. Esse fato tem sido descrito por vários autores, embora a causa desse fenômeno não esteja completamente definida, podendo estar associada especialmente a alterações de volume e isquemia miocárdica15-17.
Segundo alguns autores, o principal fator responsável por esse aumento é a redução do volume de água extracelular15,17. Associada ainda a essa perda de volume de água extracelular está a perda de peso dos indivíduos durante a terapia dialítica, ocorrendo na amostra estudada uma diminuição média de 2,30±0,86 Kg. Verificou-se que a perda de peso está associada ao aumento dos complexos QRS, indo essa interação durante a terapia dialítica de encontro ao verificado por Madias e Narayan, que além de terem verificado correlação entre a variação percentual no somatório dos complexos QRS nas 12 derivações no ECG e a perda de peso (p=0,038), encontraram também correlação entre os fluidos removidos e a perda de peso (p = 0,005)16.
Estudando a duração da despolarização e repolarização ventricular no sinal eletrocardiográfico de superfície pelo intervalo QTc máximo e a heterogeneidade na repolarização miocárdica pela dispersão do QTc, verificamos um aumento desses para o período após a terapia dialítica. Desse modo, esses indivíduos têm uma maior predisposição arrítmica associada às sessões de diálise, podendo esses resultados auxiliar-nos a prever e explicar a morte súbita de causa arrítmica associada aos indivíduos com IRCT hemodialisados. Constatamos para intervalos QTc máximos aumentados um incremento da prevalência desses do momento pré-diálise para os dois momentos seguintes, ocorrendo em mais de metade dos indivíduos no período pós-diálise. No entanto, é importante referir que no período pré-diálise, 38,3% dos indivíduos já tinham esse intervalo aumentado. Em relação à dispersão do QTc superior a 65 mseg e consequentemente maior risco arrítmico associado11, foi registrada em 23,4% dos indivíduos no período pós-diálise (n=11) e somente em 8,5% dos indivíduos no período pré-diálise (n=4). Dos 11 indivíduos com dispersão do QTc > 65 mseg, 8 tinham dispersão do QTc>74 mseg; logo, constituem um fator de risco independente para todas as causas de mortalidade, mortalidade cardiovascular e mortalidade de causa arrítmica6,18.
O aumento do intervalo QTc máximo e dispersão do QTc do período pré para o período pós-diálise verificado nos nossos resultados vão de encontro ao constatado num estudo envolvendo 94 pacientes que realizaram ECG antes e após a sessão de hemodiálise. O intervalo QTc máximo e dispersão do QTc aumentaram entre os dois momentos com diferenças significativas para ambos19. Do mesmo modo, estudou-se o efeito da hemodiálise na sístole elétrica ventricular (intervalo QT, intervalo QTc, dispersão QT e dispersão QTc) com a realização de ECG 10 minutos antes e após a sessão. Em 34pacientes constatou-se um aumento dos intervalos referidos pré-hemodiálise com consequente aumento significativo no período pós-hemodiálise. O aumento da duração dos intervalos estudados mostrou-se independente para idade, gênero, HTA, duração do programa da diálise, hiperparatiroidismo secundário e distúrbios cardiovasculares concomitantes20.
A prevalência de arritmias ventriculares durante a terapia dialítica foi baixa e ocorreu apenas na forma de extrassistolia isolada, não se encontrando quaisquer tipos de relações entre essas e a existência de intervalo QTc máximo e dispersão do QTc aumentados. Segundo a literatura, outros mecanismos além das alterações na sístole elétrica ventricular podem estar na origem das arritmias ventriculares durante a hemodiálise, como cardiopatia isquêmica (isquemia silenciosa) e alterações eletrolíticas, podendo esses também influenciar a sístole elétrica ventricular21,22. A alta prevalência de arritmias ventriculares durante a hemodiálise foi confirmada especialmente na última hora de terapia mediante uma análise eletrocardiográfica contínua22. Dessa forma, percebe-se que, para uma melhor caracterização da prevalência, da complexidade e da predição de arritmias ventriculares durante a hemodiálise, é importante a análise da sístole elétrica ventricular, como também o estudo eletrocardiográfico contínuo da sessão e outros fatores que contribuem para a gênese arrítmica, constituindo a ausência dessas uma das limitações da investigação.
A morte súbita cardíaca de causa arrítmica tem sido referida como responsável por aproximadamente 60% das mortes em pacientes hemodialisados. Essa frequência aumenta com a duração da sessão e com o intervalo de tempo desde a última sessão, aumentando substancialmente quando o tempo desde o início da sessão excede as 36 horas6. Para a amostra em estudo, tendo em conta que os indivíduos que realizavam a primeira sessão semanal tinham maior intervalo de tempo em relação à última terapia dialítica, não se encontraram diferenças estatisticamente significativas no intervalo QTc Máximo e dispersão do QTc aliada ao fato de estarmos na primeira ou terceira sessão semanal, em qualquer momento da terapia. Assim, podemos afirmar que as alterações verificadas no intervalo QTc e dispersão do QTc nos nossos resultados ocorrem independentemente do fato de estarmos na primeira ou terceira sessão semanal. Em relação ao tempo decorrido desde o início da terapia dialítica também não se encontraram diferenças significativas no intervalo QTc Máximo e dispersão do QTc.
O risco arrítmico associado ao aumento do intervalo QTc e dispersão do QTc durante a terapia dialítica está descrito na literatura e deve ser visto com atenção por parte dos investigadores e profissionais de saúde. Essas alterações na sístole elétrica ventricular podem ter associados diversos fatores, apresentando-se muitos desses fatores de forma combinada na IRCT.
Os objetivos do nosso estudo foram claramente atingidos, confirmando-se um aumento do intervalo QTc e dispersão do QTc associadas à hemodiálise, tendo por base uma análise de uma única sessão de terapia. Esse fato sugere uma elevada predisposição arrítmica nesses indivíduos.
Seriam importantes estudos adicionais de forma a abordar as variações na sístole elétrica ventricular durante a terapia dialítica nos mesmos indivíduos num maior período de tempo e em sessões diferentes, de forma a precisarmos o comportamento dessa aliada a cronicidade e repetição. Além disso, o estudo eletrocardiográfico contínuo e entre sessões poderia dar-nos um ideia da ocorrência e prevalência de arritmias e possível associação dessas a intervalos QTc e dispersões do QTc aumentadas no momento imediatamente após a terapia. Esse tipo de informação podia ser preciosa no estudo e predição de arritmias ventriculares malignas associadas aos indivíduos com IRCT.
O estudo da sístole elétrica ventricular na IRCT constitui um desafio importante na prática clínica, uma vez que mundialmente há um número crescente de indivíduos a necessitar de diálise e a evidência cintífica atual refere a morte súbita arrítmica como o maior contribuinte na mortalidade desses indivíduos, sendo importante encarar esses indivíduos como um grupo de alto risco arrítmico.
A implantação profilática de Cardiodesfibrilhador Implantável (CDI) tem sido extremamente importante na prevenção primária ou secundária de morte súbita em grupos de alto risco, como é o caso dos indivíduos com Síndrome de QT longo. Não estando inseridos nesses grupos de alto risco os indivíduos com IRCT dialisados, a colocação de CDI pode ser uma solução na redução de morte súbita na IRCT.
O conhecimento claro de todas as condicionantes da morte súbita nesses indivíduos deve continuar alvo de investigação, podendo essas informações darem-nos ajuda preciosa não só na predição de possíveis arritmias ventriculares malignas, como também, porventura num futuro próximo, considerar os indivíduos com IRCT como grupo de alto risco para a colocação de CDI.
Sugere-se a realização de estudos longitudinais de análise de sobrevivência dos indivíduos estudados e relacioná-los com os resultados encontrados.
Concepção e desenho da pesquisa: Valentim B, Pereira A, Coelho P; Obtenção de dados: Valentim B, Pereira A; Análise e interpretação dos dados: Valentim B, Pereira A, Coelho P, Pereira T; Análise estatística e redação do manuscrito: Valentim B, Pereira A, Pereira T; Redação do manuscrito: Valentim B, Coelho P, Pereira T; Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual: Valentim B, Pereira A, Coelho P, Pereira T.
Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.
O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.
Este artigo é parte de dissertação de Mestrado de Bruno Valentim pela Escola Superior de Tecnologia da Saúde de Coimbra.
Bruno Valentim Travessa da Rua da Ladeira, 14, Peso 6200-618, Covilhã, Portugal E-mail:
Artigo recebido em 26/03/12, revisado em 05/09/12, aceito em 05/10/12.
BACKGROUND: Patients with end-stage kidney disease (ESKD) experience elevated cardiac stress because of the repetitive and intermittent character of dialysis. Changes in ventricular electrical systole induced by necessary dialysis significantly contribute to predict sudden death due to arrhythmia in ESKD. OBJECTIVE: The major objective of this study was to assess the behavior of ventricular repolarization in dialysis by analyzing QTc interval and QTc dispersion. METHODS: This study sample consisted of 47 patients undergoing hemodialysis (61.7% males and 38.3% females), whose mean age was 66.79±13.16 years. All of them underwent three electrocardiograms performed before, during and after one dialysis session. Ventricular electrical systole was analyzed later. RESULTS: An increase in maximum QTc interval and QTc dispersion associated with dialysis was observed. In addition, an increase in the number of individuals meeting the electrocardiographic criteria for left ventricular hypertrophy (LVH) was observed. After dialysis, higher means of the maximum QTc interval (473 ± 27.63 mseg) and of the QTc dispersion (58.95 ± 18.87 mseg) were observed in individuals with LVH as compared with those in individuals without LVH (455.21 ± 26.85 mseg and 44 ± 16.41 mseg, respectively). CONCLUSION: This study confirmed an increase in the QTc interval and QTc dispersion associated with dialysis. That emphasizes the dependence of ventricular repolarization on fluid and electrolyte balance, and suggests a profile of higher vulnerability to arrhythmia associated with dialysis .
ICentro Hospitalar Cova da Beira - EPE, Covilhã
IIEscola Superior de Saúde Dr. Lopes Dias - Departamento de Cardiopneumologia
IIIEscola Superior de Tecnologia da Saúde de Coimbra - Departamento de Cardiopneumologia, Coimbra - Portugal
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The National Kidney Foundation (NKF) has defined two major outcomes for chronic kidney disease (CKD): progressive loss of kidney function and presence of complications, especially the cardiovascular ones1-3. To better characterize disease progression, five stages of CKD have been established, stage 5 requiring kidney replacement therapy2,3.
Hemodialysis is the most frequently used kidney replacement therapy worldwide, indicated when the kidneys can no longer perform their multiple homeostatic functions4.
Patients with end-stage renal disease (ESRD) undergoing hemodialysis have a high mortality rate, which is correlated with the occurrence of cardiovascular disorders, such as ventricular arrhythmias and sudden cardiac death5,6. Hemodialysis therapy is intermittent, causing significant changes in blood volume, in acid-base balance, and in serum potassium concentrations, which contribute to the occurrence of those complications5,7,8. Electrocardiographic changes are frequently found in individuals undergoing hemodialysis, and the dialytic therapy itself potentiates the occurrence of a large number of changes5,6.
The changes in ventricular electrical systole during the dialytic therapy are associated with an increased risk of potentially malignant ventricular arrhythmias due to QT interval prolongation and dispersion. Such changes translate heterogeneity in ventricular depolarization and repolarization in individuals with ESRD, and can predict ventricular arrhythmias and sudden cardiac death5,6,9,10.
Thus, studying the duration of ventricular electrical systole on surface electrocardiography (ECG) and myocardial repolarization heterogeneity in different ventricular areas potentiated by dialytic therapy is the major objective of this study. The importance of this study lies in the fact that those changes in ventricular electrical systole seem to provide important information about the substrate for potentially malignant tachyarrhythmias in ESRD.
Initially, this study's project was submitted to the Beira Interior Dialysis Center (CDBI) for approval. After that, patients with ESRD on hemodialysis at that center were instructed about this study and, of the 120 patients undergoing hemodialysis at CDBI, 70 provided written informed consent to participate in this study. On a second phase, ECG was performed at three defined time points of the dialytic therapy. Of those 70 patients, only 47 met the inclusion criteria.
The inclusion criteria were as follows: patients with ESRD undergoing hemodialysis; patients accepting their participation in the study; and sinus rhythm on ECG. The exclusion criteria were as follows: chronic atrial fibrillation; bundle branch block; impossibility to define the end of the T wave on more than three electrocardiographic leads; and refusal to participate in the study. The exclusion criteria were applied based on ECGs previously performed, their reports, and clinical information.
Three 12-lead ECG were performed at rest in all individuals at the following three different times: before hemodialysis; during hemodialysis (between two and two and a half hours into the dialysis session); and after hemodialysis (up to 30 minutes after the session). A BTL-08 SD® ECG device was used with 3M® electrodes (ten electrodes used per every three ECG performed in the same individual), and the recording was analyzed by using the BTL-08 WIN® software.
The QT interval (measure of the time between the start of the QRS and the end of the T wave) was calculated on the three ECGs at all leads at which that interval could be measured and in two consecutive cardiac cycles; it was corrected for heart rate according to the Bazzet formula (QTc = QT/√RR)11. The end of the T wave was defined as the return to the baseline on ECG; in the presence of U waves, the end of the T wave was defined as the point between the T and U waves11. The maximum QTc interval was defined as the longest QTc interval on ECG. Then, the QT dispersion (difference between the maximum and the minimum QT intervals) and QTc dispersion (difference between the maximum and the minimum QTc intervals) were analyzed. The QTc interval was considered increased as follows: in men, > 450 mseg; and in women, > 460 mseg11.
Left ventricular hypertrophy (LVH) was assessed by using the Sokolow-Lyon index (SL) and Cornell index (CI) at the following three time points: before the hemodialysis session; during the hemodialysis session; and after the hemodialysis session. Individuals under the age of 35 years and those with extensive anterior necrosis did not undergo LVH assessment.
Frequency of the following ventricular arrhythmias on ECG was assessed: isolated ventricular ectopic beats; paired ventricular ectopic beats; and self-limited tachycardia.
Patients were weighed twice, before and after the dialysis session, and the weight lost during session was calculated.
Data were analyzed with the SPSS 17.0® program for Windows®. Simple descriptive statistics was used for the characterization of the sample and respective distribution of the variables.
Means were compared by use of Student
The significance level of 5% was adopted for a 95% confidence interval.
The duration of the dialytic therapy ranged from three to 126 months (mean, 43.49 ± 26.66 months). All individuals underwent three dialysis sessions per week. Twenty-eight individuals underwent hemodialysis on Mondays or Thursdays (59.6%), corresponding to their first session of the week, while 19 individuals underwent hemodialysis on Fridays or Saturdays (40.4%), corresponding to their third and last session of the week.
The duration of each dialysis session ranged from 245 and 270 minutes. Most individuals (n = 32; 68.1%) underwent 250 minutes.
The patients' ages ranged from 30 to 87 years (mean age, 66.79 ± 13.16 years), and, of the 47 patients studied, 29 (61.7%) were males.
The major cause of ESRD was diabetes mellitus (DM) (44.7%, n = 21), followed by unknown etiology, with an equally elevated frequency (23.4%, n = 11).
The cardiovascular risk factors associated with ESRD observed in the sample were as follows: arterial hypertension (AH), 87.2% (n = 41); DM, 46.8% (n = 22); and dyslipidemia, 29.8% (n = 14).
The following cardiovascular disorders frequently associated with ESRD: angina pectoris (38.3%, n = 18); acute myocardial infarction (AMI - 12.8%, n = 6); and cerebrovascular accident (CVA - 10.6%, n = 5).
The frequency of LVH was assessed by use of the SL and CI at the three time points in the study. An increased frequency of LVH was observed throughout the session (p < 0.001), considering the increase in the QRS complex amplitude associated with dialysis and calculating the LVH by use of those indices (
To better characterize LVH, the increase in the QRS complex amplitude throughout therapy was analyzed at the three time points in the study by calculating the SL and CI. The statistically significant differences are shown in
The mean decrease in patients' weight was 2.30 ± 0.86 kg from the pre-dialysis period to the post-dialysis (69.34 ± 11.31 kg and 67.03 ± 11.19 kg, respetively), and that difference was significant (p < 0.001).
Considering the weight reduction, two models were adjusted relating weight and the SL and CI to the pre- and post-dialysis periods; a significant interaction between weight and the two indices was observed (p < 0.001), confirming that the increase in the QRS complex amplitude is associated with weight loss in those patients (
The mean maximum QTc interval was as follows: before dialysis, 452.91 ± 21.84 mseg; during dialysis, 459.23 ± 26.77 mseg; and after dialysis, 460.89 ± 29.44 mseg (
The frequency of patients with maximum QTc intervals above the normal limit increased from the pre-dialysis measurement to the following two measurements [pre-dialysis, 38.3% (n = 18); during dialysis, 57.4% (n = 27); and post-dialysis, 51.1% (n = 24), p = 0.043].
The mean QTc interval dispersion decreased from the first to the second measurement, and increased from the second to the third measurement, and the differences were statistically significant (p = 0.013) [pre-dialysis, 46.83 ± 12.87 mseg; during dialysis, 43.47 ± 13.36 mseg; post-dialysis, 51.3 ± 18.52 mseg] (
The frequency of patients with QTc dispersion > 65 mseg on every measurement behaved similarly to the mean QTc dispersion, and was as follows: before dialysis, 8.5% (n = 4); during dialysis, 4.3% (n = 2); and after dialysis, 23.4% (n = 11). It also showed significant differences throughout dialysis (p = 0.011).
Of those 11 patients with QTc dispersion > 65 mseg (23.4%), eight had QTc dispersion > 74 mseg (17%) after dialysis (
The mean maximum QTc interval after dialysis and mean QTc dispersion after dialysis in individuals with LVH were higher than those in individuals without LVH, and the differences were statistically significant for both (
Study of ventricular electrical systole in individuals with ventricular arrhythmias
The only ventricular arrhythmia observed was isolated extrasystole, which occurred in 2.1% of the patients before dialysis (n = 1), in 14.9%, during dialysis (n = 7), and in 8.5%, after dialysis (n = 4). Ventricular arrhythmias were more prevalent during dialysis, and the differences in their prevalence were statistically significant throughout the dialytic therapy (p = 0.034).
A possible relationship between the occurrence of ventricular extrasystole and increased maximum QTc intervals and QTc dispersion on any of the three measurements was not found.
Study of the ventricular electrical systole regarding the time elapsed since the beginning of treatment and the weekly session
No significant difference was observed in the maximum QTc interval and QTc dispersion related to the time elapsed since the beginning of treatment and the weekly session, at any time point of the session.
The dialytic therapy has been frequently described as a potentiator of changes in ventricular electrical systole, and such changes can act as predictors of ventricular arrhythmias or sudden cardiac death caused by arrhythmia5,6. Individuals with ESRD undergoing hemodialysis experience elevated cardiac stress caused by the attempt to replace 168 hours of kidney function per week with 12 hours corresponding to the usual three weekly dialysis sessions, compounded by the intermittent and repetitive character of the dialysis5,7,8. The chronicity and indispensability of the therapy, only replaced by kidney transplantation, in addition to the fact that the changes in ventricular electrical systole during dialysis can provide essential information to predict arrhythmias potentially malignant, motivated this study. Analysis of QTc interval and QTc dispersion can be obtained in a simple, non-invasive and inexpensive way, but should be carefully performed. The difficulty in clearly defining the end of the T wave and the exact point between the T and U waves for better characterizing the duration of ventricular electrical systole is one of the difficulties of their use in clinical practice, and one of the limitations of this study.
Chronic kidney disease and DM are interrelated, DM being the major cause of CKD. Approximately 20% to 40% of diabetic patients develop diabetic nephropathy during the progression of disease2,3. In this sample studied, that prevalence was even higher, and 44.7% of the patients (n = 21) had DM as the etiology of their ESRD, confirming the increased risk of ESRD in individuals with CKD and DM associated.
In addition to its progressive character, patients with CKD have a strong prevalence of cardiovascular risk factors and history of cardiovascular disorders, being prone to die rather from cardiovascular causes than from kidney failure. Thus, the early management of cardiovascular risk factors and associated comorbidities is extremely important to delay disease progression12,13. However, despite the strong prevalence of cardiovascular risk factors, other factors may play a relevant role in CKD, and their detection could improve the adverse cardiovascular outcomes of CKD patients12.
Chronic kidney disease has an irreversible character and progresses to ESRD. In our sample, cardiovascular risk factors were highly prevalent, especially AH and DM, and history of angina was the most prevalent cardiovascular disorder. Although less prevalent, other cardiovascular diseases, such as AMI and CVA, were also found.
Another cardiovascular disorder invariably present in ESRD is uremic cardiomyopathy in the form of LVH6,9,12. The abnormalities in left ventricular structure are an important trigger of arrhythmias and a strong independent indicator of mortality9,12. In addition to this predisposition to malignant arrhythmias in LVH, QTc interval prolongation and increased arrhythmogenesis occur6,14.
This study confirmed the predisposition to arrhythmia in the post-dialysis measurement of individuals with LVH, who have a superior mean of the maximum QTc interval and QTc dispersion as compared with individuals without LVH.
The number of individuals with electrocardiographic criteria for LVH increased throughout therapy, because an increase in QRS amplitude was registered. That has been described by several authors, although the cause of the phenomenon has not been completely defined, and can be associated especially with volume changes and myocardial ischemia15-17.
According to some authors, the major factor accounting for that increase is extracellular fluid volume reduction15,17. Weight loss during dialysis is associated with that extracellular fluid volume reduction. In our sample, the mean weight loss of 2.30 ± 0.86 kg was observed. Weight loss during hemodialysis has been associated with an increase in QRS complexes, which is in accordance with that reported by Madias and Narayan16. Those authors, in addition to reporting a correlation between the percentage change in the sum of QRS complexes of all 12 electrocardiographic leads and weight loss (p = 0.038), have also reported a correlation between net fluid removed and weight loss (p = 0.005)16.
Studying the duration of ventricular depolarization and repolarization on surface ECG by use of maximum QTc interval and myocardial repolarization heterogeneity by use of QTc dispersion, an increase in those parameters was observed after dialysis.Thus, those individuals have a greater arrhythmic predisposition associated with dialysis sessions, and those results might help us predict and explain the sudden death caused by arrhythmia of individuals with ESRD undergoing hemodialysis. We observed an increase in the prevalence of increased maximum QTc intervals from the pre-dialysis measurement to the two following measurements, and, in more than half of the individuals, that happened in the post-dialysis measurement. However, it is worth noting that in the pre-dialysis measurement, 38.3% of the individuals already had that interval enlarged. QTc dispersion greater than 65 mseg and consequent greater risk of arrhythmia11 were observed in 23.4% of the individuals (n = 11) in the post-dialysis measurement and in only 8.5% of the individuals (n = 4) in the pre-dialysis measurement. Of the 11 individuals with QTc dispersion > 65 mseg, eight had QTc dispersion > 74 mseg, representing, thus, an independent risk factor for all-cause mortality, cardiovascular mortality, and mortality due to arrhythmia6,18.
The increases in maximum QTc interval and in QTc dispersion from pre-dialysis to post-dialysis measurements observed in our results are in accordance with those of a study with 94 patients undergoing ECG before and after a hemodialysis session. The maximum QTc interval and QTc dispersion increased, and the difference was significant for both19. Similarly, the effect of hemodialysis on ventricular electrical systole (QT interval, QTc interval, QT dispersion, and QTc dispersion) was studied by performing ECG 10 minutes before and after the hemodialysis session. In 34 patients, a pre-hemodialysis increase in those intervals was observed, with consequent significant increase in the post-hemodialysis measurement. The increased duration of the intervals studied was independent of age, sex, AH, duration of the dialysis program, secondary hyperparathyroidism, and concomitant cardiovascular disorders20.
The prevalence of ventricular arrhythmias during dialysis therapy was low, occurring only in the form of isolated extrasystole, and no relationship was found between them and increased maximum QTc interval and QTc dispersion. According to the literature, other mechanisms than changes in ventricular electrical systole might be involved in the origin of ventricular arrhythmias during hemodialysis, such as ischemic heart disease (silent ischemia) and electrolytic changes, and might also influence ventricular electrical systole21,22. The high prevalence of ventricular arrhythmias during hemodialysis was confirmed, especially in the last hour of therapy, by use of continuous electrocardiographic analysis22. Thus, for better characterizing prevalence, complexity and prediction of ventricular arrhythmias during hemodialysis, analysis of the ventricular electrical systole is important, as well as the continuous electrocardiographic analysis of the session and other factors that contribute to arrhythmogenesis. Thus, the lack of arrhythmias was one limitation of our study.
Sudden cardiac death caused by arrhythmia has been reported as accounting for approximately 60% of the deaths of patients on hemodialysis. That frequency increases with the duration of the session and the time since the previous dialysis session, increasing substantially when that time exceeds 36 hours6. In this study sample, although the time interval between the first dialysis session in the week and the previous dialysis session was longer, statistically significant difference was observed in neither the maximum QTc interval nor the QTc dispersion at any time point of the therapy. Thus, we can state that the changes observed in the QTc interval and QTc dispersion in our results occur independently of the week session. Regarding the time elapsed since the beginning of the dialytic therapy, no significant differences in the maximum QTc interval and QTc dispersion were found.
The risk of an arrhythmia associated with the increase in the QTc interval and QTc dispersion during dialysis has been reported and should be carefuly considered by researchers and health professionals. Those changes in ventricular electrical systole can associate with several factors, and many of such factors can be combined in ESRD.
The objectives of our study were fully met, confirming an increase in the QTc interval and QTc dispersion associated with hemodialysis, based on a single dialysis session. This suggests an elevated predisposition to arrhythmia in those individuals.
Further studies are required to approach the variations in ventricular electrical systole during hemodialysis in the same individual over a longer period of time and in different dialysis sessions, to assess its behavior considering the chronic and repetitive character of the therapy. In addition, continuous electrocardiographic study in a session and between sessions could provide data on the occurrence and prevalence of arrhythmias, and their possible association with increased QTc intervals and QTc dispersions immediately after the dialysis session. This could be relevant information for the study and prediction of malignant ventricular arrhythmias in individuals with ESRD.
Studying ventricular electrical systole in ESRD is an important challenge in clinical practice, because there is an increasing number of individuals requiring dialysis worldwide. In addition, current scientific evidence indicates sudden death caused by arrhythmia as the major contributor to mortality in those individuals, who should be considered at high risk for arrhythmia.
Prophylatic cardioverter-defibrillator implantation has been extremely important in primary or secondary prevention of sudden death in high-risk groups, such as individuals with long QT syndrome. Although individuals with ESRD on dialysis are not at high risk, cardioverter-defibrillator implantation can be a solution to reduce sudden death in ESRD.
Clear knowledge about all factors conditioning sudden death in those individuals should be pursued, and that information might be useful not only to predict malignant ventricular arrhythmias, but also to consider individuals with ESRD as a group at high risk for cardioverter-defibrillator implantation.
Longitudinal studies with survival analysis of individuals with ESKD are suggested, as well as the correlation of the results found.
Conception and design of the research: Valentim B, Pereira A, Coelho P; Acquisition of data: Valentim B, Pereira A; Analysis and interpretation of the data: Valentim B, Pereira A, Coelho P, Pereira T; Statistical analysis and Writing of the manuscript: Valentim B, Pereira A, Pereira T; Wwriting of the manuscript: Valentim B, Coelho P, Pereira T; Critical revision of the manuscript for intellectual content: Valentim B, Pereira A, Coelho P, Pereira T.
No potential conflict of interest relevant to this article was reported.
There were no external funding sources for this study.
This article is part of the thesis of master submitted by Bruno Valentim, from Escola Superior de Tecnologia da Saúde de Coimbra.