FUNDAMENTO: A estimulação de ventrículo direito pode ser deletéria em pacientes com disfunção ventricular, porém, em pacientes com função normal, o impacto desta estimulação desencadeando disfunção ventricular clinicamente relevante não é completamente estabelecido. OBJETIVOS: Avaliar a evolução clínica, ecocardiográfica e laboratorial de pacientes, com função ventricular esquerdapreviamente normal, submetidos a implante de marca-passo. MÉTODO: Estudo observacional transversal em que foram acompanhados de forma prospectiva 20 pacientes submetidos a implante de marca-passo com os seguintes critérios de inclusão: função ventricular esquerda normal definida pelo ecocardiograma e estimulação ventricular superior a 90%. Foram avaliados: classe funcional (CF) (New York Heart Association), teste de caminhada de 6 minutos (TC6), dosagem do hormônio natriurético tipo B (BNP), avaliação ecocardiográfica (convencional e parâmetros de dessincronismo) e questionário de qualidade de vida (QV) (SF-36). A avaliação foi feita com dez dias (t1), quatro meses (t2), oito meses (t3), 12 meses (t4) e 24 meses (t5). RESULTADOS: Os parâmetros ecocardiográficos convencionais e de dessincronismo não apresentaram variação estatística significante ao longo do tempo. O TC6, a CF e a dosagem de BNP apresentaram piora ao final dos dois anos. A QV teve melhora inicial e piora ao final dos dois anos. CONCLUSÃO: O implante de marca-passo convencional foi associado à piora da classe funcional, piora do teste de caminhada, aumento da dosagem de BNP, aumento da duração do QRS e piora em alguns domínios da QV ao final de dois anos. Não houve alterações nas medidas ecocardiográficas (convencionais e medidas de assincronia).
Hospital das Clínicas - UFG, Goiânia, GO - Brasil
A estimulação cardíaca artificial constitui uma opção de tratamento para as bradiarritmias1, taquiarritmias2,3 e insuficiência cardíaca4. Entretanto, a estimulação cardíaca convencional em ventrículo direito (VD), tradicional por décadas, tem sido questionada por seus possíveis efeitos deletérios, especialmente em pacientes com disfunção ventricular esquerda prévia5.
No coração normal, o ventrículo esquerdo (VE) contrai-se de forma rápida e sincronizada. A estimulação em qualquer local no VD altera o padrão natural de ativação e, como consequência, a contração ventricular6. Isso pode determinar a indução de assincronia com risco potencial para desenvolvimento de disfunção ventricular7.
Em pacientes com função ventricular normal, os efeitos não estão claramente definidos. Em estudo retrospectivo, Silva e cols.8 demonstraram que, em pacientes portadores de marca-passo e com função ventricular normal, não houve remodelamento significativo do VE. Em estudo de curto prazo, Sá e cols.9 não demonstraram efeitos deletérios significativos em pacientes com função normal. Os mecanismos pelos quais nem todos os pacientes desenvolvem disfunção ventricular não são completamente compreendidos, podendo estar relacionados ao local da estimulação, tempo de estimulação, idade ou patologia de base10.
O objetivo deste estudo é avaliar os efeitos clínicos, laboratoriais e ecocardiográficos da estimulação cardíaca convencional em pacientes com indicação de implante marca-passo e função ventricular normal, durante dois anos de seguimento.
Este trabalho foi aprovado pelo Comitê de Ética e Pesquisa do Hospital das Clínicas da Universidade Federal de Goiás. O estudo foi prospectivo e observacional. Todos os pacientes participantes deste estudo assinaram o termo de consentimento livre e esclarecido.
No período de março de 2006 a julho de 2009, foram encaminhados 178 pacientes para implante de marca-passo. Destes, foram selecionados consecutivamente 23 pacientes, com idade média de 58 anos ± 11 e 60% do sexo masculino.
Os critérios de inclusão foram: 1) idade maior que 18 anos; 2) as indicações de marca-passo cardíaco convencional seguiram as diretrizes da Sociedade Brasileira de Cardiologia11 e foram aceitas aquelas com alta probabilidade de estimulação ventricular direita: a) bloqueio atrioventricular total: b) bloqueio atrioventricular segundo grau tipo II; c) doença do nó sinusal com bloqueio AV de primeiro grau e com intervalo PR > 200 ms; 3) função ventricular normal, definida pelo ecodopplercardiograma, realizado imediatamente após implante do marca-passo cardíaco artificial (diâmetros ventriculares normais e fração de ejeção normal).
Os critérios de exclusão foram: 1) doença grave com probabilidade de sobrevida reduzida; 2) incapacidade de realizar os testes propostos na pesquisa; 3) pacientes que apresentassem percentual de estimulação ventricular direita menor que 90% durante o seguimento cuja análise foi realizada através dos dados do gerador.
Após implante, os pacientes foram acompanhados por um período de dois anos, divididos em cinco etapas: dez dias (t1), quatro meses (t2), oito meses (t3), 12 meses (t4) e 24 meses (t5).
Foram analisados os seguintes parâmetros: 1) classe funcional da
Os exames de ecocardiograma foram realizados em equipamento da marca Toshiba, modelo Xario, com modo bidimensional harmônica e transdutor setorial de 2,5 MHz. Todos os exames foram realizados por um único médico. Os pacientes permaneceram em decúbito lateral esquerdo e foram monitorados com eletrocardiograma. Todas as medidas foram adquiridas com paciente em apneia expiratória. As medidas do VE, VD, diâmetros de aorta e átrio esquerdo foram feitas pelo modo unidimensional de acordo com as recomendações da
Na avaliação da dessincronia intraventricular foram utilizados os seguintes critérios: Modo M: diferença entre o início do complexo QRS até o pico de contração da parede septal, e, em seguida, obtida entre a medida do tempo entre o início do complexo QRS até o pico da contração da parede posterior, sendo considerada dessincronia valor maior de 130 ms; Doppler pulsado: medida do início do complexo QRS ao início do fluxo aórtico, sendo considerada dessincronia valor maior de 140 ms; Doppler tecidual: diferença entre o início do complexo QRS e o pico da onda S da região basal das paredes lateral, anterior, septal e inferior, sendo considerada dessincronia valor maior de 65 ms13,14.
Para avaliar se as médias de variáveis quantitativas de distribuição normal que apresentaram alterações ao longo do tempo, utilizou-se o método de análise de variância (ANOVA) com medidas repetidas seguidas de comparações múltiplas via método de Tukey-Kramer quando adequado. A suposição de esfericidade foi avaliada com teste de Mauchly. Quando a suposição não foi satisfeita, a correção de Huyn-Feldt foi aplicada. A suposição de normalidade foi avaliada com a inspeção visual de histogramas e teste de normalidade D'Agostino e Pearson
O perfil de alteração de variáveis quantitativas de distribuição assimétrica ao longo do tempo foi analisado com teste não paramétrico de Friedman, seguido de comparações múltiplas, segundo método de Conover.
O cálculo de tamanho da amostra foi determinado a partir da variável fração de ejeção que melhor representasse o objetivo primário do estudo.
O teste ANOVA para medidas repetidas com um fator intraindividual (t1, t2, t3, t4 e t5) foi planejado na análise estatística. Para uma diferença média absoluta mínima de 5%, o tamanho de amostra de 20 pacientes seria adequado para obter um poder estatístico de 90% a fim de detectar uma diferença média absoluta mínima de 5% de FE entre duas médias arbitrárias ao longo do tempo (t1, t2, t3, t4 e t5). Análise de medidas repetidas para variável de resposta ordinal foi conduzida com teste de Cochran-Mantel-Haenszel.
Dados faltantes de um paciente no t5 foram imputados segundo método da última observação aplicada subsequentemente (
Todas as probabilidades de significância (valores de p) apresentadas são do tipo bilateral e valores menores que 0,05 considerados estatisticamente significantes. O
Na amostra inicial, de 23 pacientes, três foram excluídos por apresentarem estimulação ventricular menor que 90%. A etiologia mais frequente foi a chagásica (80%). Bloqueio AV total ou Bloqueio AV do segundo grau tipo 2 corresponderam a 70% da amostra. O eletrodo foi implantado na região septal em 70% dos casos. As características clínicas estão dispostas na
O percentual de estimulação ventricular foi obtido em cada paciente através da análise dos dados armazenados no gerador. O percentual médio de estimulação foi de 99%. Não se observou diferença estatisticamente significante entre as medianas ao longo dos tempos t1, t2, t3, t4 e t5 (p = 0,4405).
Todos os pacientes iniciaram o protocolo em classe funcional I, e durante a evolução sete pacientes apresentaram piora da classe funcional (p < 0,001) (
A duração dos complexos QRS estimulados apresentou um aumento de 12 ms ao longo do tempo (p = 0,0001), sendo esta diferença observada entre os tempos t1 e t5.
Na
Na
Nas dosagens de BNP, foi observada diferença significativa entre as médias de dosagem ao longo do tempo. A média das dosagens foi de 19,75 pg/ml em t1 e de 167 pg/ml em t5, sendo essa diferença verificada entre t1 e t5 (p = 0,0002) (
Na
Há 50 anos, desde sua introdução15, a estimulação ventricular direita, especialmente na região apical, tem sido o local de preferência em função da facilidade no implante e sua estabilidade. Entretanto, tal tipo de estimulação tem sido exaustivamente revisto por estar relacionado à indução de disfunção ventricular16.
A principal etiologia em nosso estudo foi a doença de Chagas, cuja fisiopatologia é complexa17. A instalação de uma bradiarritmia pode ser simplesmente um marcador de alterações inflamatórias e a evolução para disfunção ventricular pode ocorrer de forma independente da presença do marca-passo.
A classe funcional e o teste de caminhada apresentaram piora significativa ao final dos dois anos, indicando deterioração clínica ao longo do tempo. O tempo de estimulação é um fator importante na indução da disfunção ventricular e risco de insuficiência cardíaca. Sweeney e cols.18, no estudo MOST, demonstraram que estimulação de VD > 80% por mais de dois anos aumentou o risco de insuficiência cardíaca. Além disso, avaliaram a duração dos complexos QRS e sua relação com a mortalidade nos pacientes submetidos a implante de marca-passo por doença do nó sinusal. A presença de complexo QRS estimulado com duração igual ou maior 120 ms foi associada a um risco de morte de 34%19.
Zhang e cols.20, em estudo retrospectivo, com oito anos de seguimento, demonstraram que, em pacientes com bloqueio AV total, os fatores preditivos para o desenvolvimento de insuficiência cardíaca foram idade, estimulação apical, duração do complexo QRS estimulado e a presença de doença arterial coronariana. Em nossa amostra, foi observado um aumento na duração do QRS ao longo do tempo. Em estudos de ressincronização, os pacientes que apresentam maior duração do QRS têm maior benefício desta terapia21. Além disso, pacientes com complexos QRS mais alargados possuem pior prognóstico22. Assim, podemos supor que o aumento da duração dos complexos QRS, ao longo do tempo, pode estar associado a um maior dessincronismo.
No questionário SF-36, foi constatada melhora inicial nas seguintes dimensões: capacidade funcional, aspectos sociais e estado geral de saúde. A melhora decorre da correção da bradicardia pela estimulação cardíaca artificial neste grupo de pacientes anteriormente limitados. Os estudos MOST23 e PASE24,, que compararam a estimulação dupla câmara x unicameral, utilizaram o questionário SF-36. Os autores observaram melhora expressiva da qualidade de vida após implante do marca-passo nos dois grupos, porém com menor benefício nos pacientes acima de 75 anos. Em nosso estudo, ao final de 24 meses houve piora desses parâmetros corroborando os dados da classe funcional e do teste de caminhada.
Em nosso estudo houve predomínio da estimulação septal. A estimulação apical tem sido mais claramente associada aos efeitos deletérios25. Entretanto, a estimulação cardíaca em qualquer local do VD altera a ativação cardíaca, já que a condução do estímulo é mais lenta através do miocárdio ventricular quando comparada com sistema His-Purkinje. A estimulação em via de saída26, septal27, região hissiana ou para-hissiana28 tem sido investigada, porém sem resultados consistentes em relação a desfechos maiores, como mortalidade total e mortalidade cardiovascular.
A utilização da terapia de ressincronização de modo profilático, ou seja, para a prevenção da assincronia e como consequência seus efeitos deletérios, tem sido testada. Albertsen e cols.29 selecionaram 50 pacientes com bloqueio AV total e randomizaram para estimulação biventricular ou convencional. Após um ano de seguimento, constataram que a estimulação biventricular minimiza a assincronia (avaliada pelo ecocardiograma com Doppler tissular), preserva a função ventricular esquerda e apresenta níveis menores de BNP. Observou-se queda da fração de ejeção de 2% no grupo DDD, porém sem repercussão sobre classe funcional ou teste de caminhada. Neste estudo, foram incluídos pacientes com e sem disfunção ventricular.
Outra estratégia utilizada tem sido minimizar a estimulação ventricular através de novos algoritmos de estimulação30, pois um maior percentual de estimulação está associado ao risco de insuficiência cardíaca31. O estudo SAVE PACe32, realizado em pacientes com doença do nó sinusal, randomizou 1065 pacientes para receber a estimulação de dupla câmara convencional ou dupla câmara com estimulação ventricular mínima. Houve redução de 40% no aparecimento de fibrilação atrial, sem diferença na taxa de mortalidade. O estudo INTRINSIC RV33, em pacientes com indicação de CDI, comparou os modos DDDR (70 bpm) x VVI (40 bpm) em relação à mortalidade e internação por IC, não sendo verificada diferença significativa. Entretanto, os pacientes com bloqueio AV total ou alto grau de bloqueio não se beneficiam dessa estratégia, pois necessitam da estimulação ventricular.
No nosso grupo, foi observado aumento significativo da dosagem de BNP ao final dos dois anos de seguimento. A média da dosagem ao final dos dois anos foi de 167 pg/ml. Este valor correlaciona-se com a disfunção ventricular leve34. Abreu e cols.35 demonstraram que, em pacientes com estimulação cardíaca convencional, a dessincronia intraventricular foi um preditor independente do aumento dos níveis de BNP, após ajuste para a idade e fração de ejeção. Por outro lado, Nikoo e cols.36 não verificaram correlação entre os níveis de BNP e local de estimulação (apical x não apical).
Em nossa população, não houve piora de parâmetros ecocardiográficos convencionais e medidas de dessincronia, mas tendência de queda da fração de ejeção, valor que não alcançou diferença estatística. O tamanho da amostra pode ter sido insuficiente para detectar alterações discretas na fração de ejeção. Silva e cols.37 avaliaram o remodelamento ventricular em pacientes com estimulação ventricular apical. O remodelamento foi definido como o conjunto de modificações ecocardiográficas documentadas por pelo menos seis meses pós-implante: aumento > 10% no diâmetro diastólico de ventrículo esquerdo e redução > 20% na fração de ejeção. As variáveis analisadas foram: cardiopatia de base, classe funcional, tempo de estimulação ventricular e duração do QRS. Os pesquisadores observaram que pacientes sem disfunção ventricular submetidos à estimulação cardíaca apical do VD apresentaram baixa taxa de remodelamento ventricular.
Um modelo para avaliar disfunção ventricular relacionada ao emprego do marca-passo é o bloqueio AV total congênito sem cardiopatia associada, pois exclui outras variáveis potencialmente confundidoras. Thambo e cols.38 avaliaram 23 pacientes com bloqueio atrioventricular total congênito e função ventricular esquerda previamente normal, com pelo menos cinco anos de estimulação cardíaca. Analisaram os seguintes parâmetros: tempo de enchimento ventricular, débito cardíaco, severidade da insuficiência mitral, dessincronia interventricular, dessincronia intraventricular e teste ergométrico. Os resultados indicaram que a estimulação ventricular prolongada foi associada à dilatação de VE, hipertrofia assimétrica de VE e baixa capacidade física. Porém, do ponto de vista clínico, o impacto dessas alterações não foi avaliado. Kim JJ e cols.39 avaliando pacientes com bloqueio AV total congênito evidenciaram que, após 20 anos de seguimento, 92% dos pacientes não apresentavam disfunção ventricular avaliada por parâmetros clínicos e pelo ecocardiograma. Isto sugere que a estimulação ventricular não deve ser considerada como único fator indutor da disfunção ventricular. Em nosso estudo, a piora clínica não esteve associada claramente à assincronia, sugerindo evolução da cardiopatia de base.
Entre as limitações deste estudo, tem-se o tamanho da amostra, que é pequena e sem poder para detectar pequenas variações das medidas ecocardiográficas e desfechos clínicos maiores. O predomínio de pacientes com cardiopatia chagásica, cuja evolução clínica é variável, também pode constituir um fator confundidor. Além disso, na avaliação dos dados do gerador por telemetria, não é possível excluir os pacientes com pseudofusão.
A mudança de paradigma no modo atual de implante necessita de dados sólidos, especialmente em relação a desfechos clinicamente relevantes. Será importante definir de modo claro os subgrupos de risco, pois o motivo pelo qual alguns pacientes desenvolvem ou não disfunção ventricular necessita de maior investigação e provavelmente não está relacionada exclusivamente com a estimulação ventricular.
Em pacientes com função ventricular esquerda normal, o implante de marca-passo convencional foi associado com alteração da classe funcional, piora do teste de caminhada, aumento da dosagem de BNP, aumento da duração do QRS e piora em alguns domínios da QV (SF-36) ao final de dois anos. Não houve alterações nas medidas ecocardiográficas (convencionais e medidas de assincronia).
Concepção e desenho da pesquisa, Análise e interpretação dos dados e Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual: de Sá LAB, Rassi S; Obtenção de dados e Redação do manuscrito: de Sá LAB, Batista MAL; Análise estatística: de Sá LAB,
Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.
O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.
Este artigo é parte de tese de Doutorado de Luiz Antonio Batista de Sá pela Universidade Federal de Goiás - UFG.
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Luiz Antonio Batista de Sá Rua B8 Quadra 1B Lote 9, Jardim Paris CEP 74885-616, Goiânia, GO - Brasil E-mail:
Artigo recebido em 10/02/13; revisado em 16/07/13; aceito em 22/07/13.
BACKGROUND: Right ventricular pacing may be deleterious in patients with left ventricular dysfunction, but in patients with normal function the impact of this stimulation triggering clinically relevant ventricular dysfunction is not fully established. OBJECTIVES: To evaluate the clinical, echocardiographic findings of patients with previously normal left ventricular function underwent implantation of a pacemaker. METHODS: Observational, cross-sectional study with 20 patients, who underwent implantation of pacemaker, prospectively followed-up, with the following inclusion criteria: normal left ventricular function defined by echocardiography and ventricular pacing higher than 90%. Were evaluated functional class (FC) (New York Heart Association), 6-minute walk test (6MWT), B-type natriuretic peptide (BNP), echocardiographic assessment (conventional and dyssynchrony parameters), and quality of life questionnaire (QLQ) (SF-36). The assessment was performed at ten days (t1), four months (t2), eight months (t3), 12 months (t4) and 24 months (t5). RESULTS: Conventional echocardiographic parameters and dyssynchrony parameters showed statistically significant variation over time. The 6MWT, FC, and BNP showed worsening at the end of two years. QLQ showed initial improvement and worsening at the end of two years. CONCLUSION: The implantation of conventional pacemaker was associated with worsening in functional class, worsening in walk test, increased BNP levels, increased duration of QRS, and worsening in some domains of the QLQ at the end of two years. There were no changes in echocardiography measurements (conventional and asynchrony measures).
Hospital das Clínicas - UFG, Goiânia, GO - Brazil
Cardiac pacing is a treatment option for bradyarrhythmias1, tachyarrhythmias2,3 and heart failure4. However, conventional cardiac pacing in the right ventricle (RV), traditional for decades, has been questioned for its possible deleterious effects, especially in patients with previous left ventricular dysfunction5.
In normal heart, the left ventricle (LV) contracts in a fast and synchronized manner. Stimulation anywhere in the RV alters the natural pattern of activation and, as a consequence, the ventricular contraction6. This may lead to induction of asynchrony with potential risk for the development of ventricular dysfunction7.
In patients with normal ventricular function, the effects are not clearly defined. In a retrospective study, Silva et al8 showed that in patients with pacemaker and normal ventricular function, no significant remodeling in the left ventricle occurs. In short-term study, Sá et al9 showed no significant deleterious effects in patients with normal function. The mechanisms by which not all patients develop left ventricular dysfunction are not completely understood and may be related to stimulation site, duration of stimulation, age or underlying disease10.
The aim of this study is to evaluate the clinical, laboratory, and echocardiographic effects of conventional cardiac pacing in patients with indication for pacemaker implantation and normal ventricular function, during two years of follow-up.
This study was approved by the Research Ethics Committee of the Hospital das Clinicas, Federal University of Goiás. This is a prospective, observational study. All patients participating in this study signed an informed consent form.
From March 2006 to July 2009, 178 patients were referred for pacemaker implantation. Of these, 23 patients were selected consecutively, with mean age of 11 ± 58 years and 60% male.
Inclusion criteria: 1) age over 18 years; 2) the indications for conventional pacemakers followed the guidelines of the Brazilian Society of Cardiology11, being accepted those with high probability for right ventricular pacing: a) complete atrioventricular block; b) type II second-degree AV block; c) sinus node disease with first-degree AV block and PR interval > 200 ms; 3) normal ventricular function defined by echocardiography, performed immediately after implantation of the artificial cardiac pacemaker (normal ventricular diameters and normal ejection fraction).
Exclusion criteria: 1) severe disease with reduced survival probability; 2) inability to perform the tests proposed in the study; 3) patients who had right ventricular pacing of less than 90% during follow-up, whose analysis was performed by using the generator data.
After implantation, patients were followed for a period of two years, divided into five stages: ten days (t1), four months (t2), eight months (t3), 12 months (t4), and 24 months (t5).
We analyzed the following parameters: 1) functional class of the
The echocardiography was performed in the equipment Toshiba Xario, under two-dimensional harmonic mode, and 2.5 MHz sector transducer. All examinations were performed by a single physician. Patients remained in the left lateral position and were monitored with electrocardiogram. All measurements were performed with the patient in expiratory apnea. The measurements of the LV, RV, the diameters of the left atrium, and aorta were performed by one-dimensional mode, according to the recommendations of the American Society of Echocardiography12.
In the assessment of intraventricular dyssynchrony the following criteria were employed: M mode: difference between the onset of QRS complex and the peak contraction of the septal wall, and then obtained from the time between the onset of the QRS complex and the peak contraction of the posterior wall, being considered dyssynchrony values greater than 130 ms; Pulsed Doppler: measurement of the onset of QRS complex up to the onset of aortic flow, being considered dyssynchrony values greater than 140 ms; tissue Doppler: difference between the onset of QRS complex and the S wave peak of the basal region of the lateral, anterior, septal and inferior walls, being considered dyssynchrony values greater than 65 ms13,14.
To assess the mean quantitative variables of normal distribution which changed over time, we used the method of analysis of variance (ANOVA) with repeated measures followed by multiple comparisons via Tukey-Kramer method, if applicable. The assumption of sphericity was assessed via Mauchly test. When the assumption was not met, the Huyn-Feldt correction was applied. The normality assumption was evaluated by visual inspection of histograms and D'Agostino-Pearson
The change profile of quantitative variables with asymmetric distribution over time was analyzed with Friedman nonparametric test, followed by multiple comparisons according to the Conover method.
The calculation of sample size was determined from the ejection fraction variable which best represented the primary endpoint.
The ANOVA for repeated measures with an intraindividual factor (t1, t2, t3, t4 and t5) was planned in the statistical analysis. For an average absolute difference of at least 5%, the sample size of 20 patients would be appropriate to obtain a 90% statistical power in order to detect an average absolute difference of at least 5% of EF between two arbitrary means over time (t1, t2, t3, t4 and t5). The analysis of repeated measures for variable of ordinal response was conducted with Cochran-Mantel-Haenszel test.
Missing data of a patient at t5 were imputed according to the last observation carried forward method
All significance probabilities (p values) are of bilateral type, and values lower than 0.05 were considered as statistically significant. The software SAS 9.2
In the initial sample of 23 patients, three were excluded due to ventricular pacing lower than 90%. The most frequent etiology was Chagas Disease (80%). Complete AV block or type 2 second-degree AV block accounted for 70% of the sample. The electrode was implanted in the septal region in 70% of the cases. The clinical features are shown in
The percentage of ventricular pacing was obtained from each patient by analyzing the data stored in the generator. The average percentage of stimulation was 99%. There was no statistically significant difference between the medians over the times t1, t2, t3, t4 and t5 (p = 0.4405).
All patients started the protocol in functional class I, and during the course seven patients showed worsening of functional class (p <0.001) (
The duration of stimulated QRS complex increased by 12 ms over time (p = 0.0001), this difference was observed between t1 and t5.
In
In BNP tests, there was a significant difference between the average levels over time. The average level was 19.75 pg / ml at t1, and 167pg/ml at t5, this difference being found between t1 and t5 (p = 0.0002) (
For 50 years, since its introduction15, the right ventricular pacing, especially in the apical region, has been the preferred site due to the ease of implantation and its stability. However, such stimulation has been extensively revised to be related to induction of ventricular dysfunction16.
The main etiology in our study was Chagas Disease, whose pathophysiology is complex17. The installation of a bradyarrhythmia may simply be a marker of inflammatory changes and the evolution to ventricular dysfunction can occur independently of the presence of a pacemaker.
Functional class and walk test showed significant worsening at the end of the two years, indicating clinical deterioration over time. The stimulation time is an important factor in the induction of ventricular dysfunction and risk for heart failure. Sweeney et al18, in the MOST study, demonstrated that RV pacing > 80% for more than two years increased the risk for heart failure. In addition, they assessed the duration of the QRS complexes and their relationship with mortality in patients undergoing implantation of a pacemaker for sinus node disease. The presence of paced QRS complex with duration greater than or equal to 120 ms was associated with a death risk of 34%19.
Zhang et al20, in a retrospective study with an eight-year follow-up showed that in patients with complete AV block, the predictive factors for developing heart failure were age, apical pacing, duration of QRS complex pacing, and the presence of coronary artery disease. In our sample, no increase was observed in QRS duration over time. In studies on resynchronization, patients with higher QRS duration have greater benefit from this therapy21. In addition, patients with wider QRS complexes have worse prognosis22. Therefore, we can assume that an increased QRS duration over time may be associated with a higher dyssynchrony.
In the SF-36 questionnaire, initial improvement was observed in the following domains: functional capacity, social aspects, and general health status. The improvement arises from the correction of bradycardia by cardiac pacing in this group of patients previously limited. The MOST23 and PASE24 studies, comparing dual-chamber pacing versus single-chamber pacing, used the SF-36 questionnaire. The authors observed a significant improvement in quality of life after pacemaker implantation in both groups, but less effective in patients over 75 years old. In our study, after 24 months there was a worsening in these parameters, corroborating the functional class and walk test data.
In our study there was a prevalence of septal pacing. The apical pacing has been more clearly associated to the deleterious effects25. However, the cardiac pacing anywhere in the RV alters the cardiac activation, since the stimulus conduction is slower through the ventricular myocardium compared to His-Purkinje system. The stimulation on outflow tract26, septal region27, hissian region or para-hissian region28 has been investigated, but without consistent results regarding major outcomes, such as total mortality and cardiovascular mortality.
The use of cardiac resynchronization therapy prophylactically, i.e. prevention of asynchrony and its deleterious effects as a consequence, have been tested. Albertsen et al29 selected 50 patients with complete AV block, which were randomized to biventricular pacing or conventional pacing. After one year of follow-up, they found that biventricular pacing minimizes asynchrony (assessed by echocardiography with tissue Doppler), preserves the left ventricular function, and presents lower BNP levels. There was a reduction in ejection fraction by 2% in the DDD group, with no repercussions on functional class or walk test. This study included patients with and without left ventricular dysfunction.
Another strategy has been to minimize ventricular pacing through new pacing algorithms30, because a higher percentage of stimulation is associated with risk for heart failure31. The SAVE PACe study32 performed in patients with sinus node disease randomized 1065 patients to receive conventional dual-chamber pacing or dual-chamber minimal ventricular pacing. There was a 40% reduction in atrial fibrillation, with no difference in mortality. The INTRINSIC RV study33 in patients with indication for ICD, compared DDDR modes (70 bpm) x VVI (40 bpm) with respect to mortality and hospitalization for HF, and no significant difference has been observed. However, patients with complete AV block or high-grade block do not benefit from this strategy because they require ventricular stimulation.
In our group, we observed a significant increase in BNP levels at the end of the two years of follow-up. The average level at the end of the two years was 167 pg/ml. This value correlates to mild ventricular dysfunction34. Abreu et al35 showed that in patients with conventional pacing, intraventricular dyssynchrony was an independent predictor of increased BNP levels, after adjustment for age and ejection fraction. On the other hand, Nikoo et al36 found no correlation between BNP levels and pacing site (apical versus non-apical).
In our population, there was no worsening of conventional echocardiography parameters and dyssynchrony measurements, but downward trend in ejection fraction, a value that did not reach statistical difference. The sample size may have been insufficient to detect subtle changes in ejection fraction. Silva et al37 evaluated ventricular remodeling in patients with ventricular apical pacing. The remodeling was defined as echocardiographic changes documented for at least six months after implantation: > 10% increase in left ventricular diastolic diameter and > 20% decrease in ejection fraction. The variables analyzed were: underlying heart disease, functional class, duration of ventricular pacing and QRS duration. Researchers have observed that patients without ventricular dysfunction and undergoing RV apical pacing showed low ventricular remodeling.
A model to evaluate ventricular dysfunction related to the use of pacemaker is the congenital complete AV block without associated heart disease, as it excludes other potentially confounding variables. Thambo et al38 evaluated 23 patients with congenital complete AV block and previously normal left ventricular function, under at least five years of cardiac pacing. The following parameters were analyzed: ventricular filling time, cardiac output, severity of mitral regurgitation, interventricular dyssynchrony, intraventricular dyssynchrony, and exercise stress test. The results indicate that prolonged ventricular pacing was associated with left ventricular dilation, LV asymmetric hypertrophy, and low physical capacity. However, from the clinical point of view, the impact of these changes has not been evaluated. Kim JJ et al39 evaluated patients with congenital complete AV block and showed after 20 years of follow-up that 92% of patients had no ventricular dysfunction assessed by echocardiography and clinical parameters. This suggests that ventricular pacing should not be considered as the only factor inducing ventricular dysfunction. In our study, clinical worsening was not clearly associated with asynchrony, suggesting evolution of the underlying heart disease.
The limitation of this study was the sample size, which is small and powerless to detect small changes in echocardiographic measurements and major clinical outcomes. The prevalence of patients with Chagas Disease, whose clinical course is variable, may also be a confounding factor. In addition, in the evaluation of the generator data by telemetry it is not possible to exclude patients with pseudofusion.
The paradigm change in the current implant mode requires solid data, especially in relation to clinically relevant outcomes. It will be important to clearly define risk subgroups because the reason why some patients develop ventricular dysfunction or not requires further investigation and probably is not related exclusively to ventricular pacing.
In patients with normal left ventricular function, implantation of conventional pacemaker was associated with change in functional class, worsening in walk test, increased BNP levels, increased duration of QRS, and worsening in some domains of the QLQ (SF-36) at the end of two years. There were no changes in echocardiography measurements (conventional and asynchrony measurements).
Conception and design of the research, Analysis and interpretation of the data and Critical revision of the manuscript for intellectual content: de Sá LAB, Rassi S; Acquisition of data and Writing of the manuscript: de Sá LAB, Batista MAL; Statistical analysis: de Sá LAB,
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 doctoral submitted by Luiz Antonio Batista de Sá, from Universidade Federal de Goiás - UFG.
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Luiz Antonio Batista de Sá Rua B8 Quadra 1B Lote 9, Jardim Paris Postal Code 74885-616, Goiânia, GO - Brazil E-mail:
Manuscript received February 02, 2013; revised manuscript July 16, 2013; accepted July 22, 2013.