Arq Bras Cardiol abc Arquivos Brasileiros de Cardiologia Arq. Bras. Cardiol. 0066-782X 1678-4170 Sociedade Brasileira de Cardiologia - SBC rYTP5y9LRCcqSPTDPDWZLsK S0066-782X2017000100047 10.5935/abc.20160187 S0066-782X2016005028101 Original Articles Hypertension Electrocardiogram Performance in the Diagnosis of Left Ventricular Hypertrophy in Hypertensive Patients With Left Bundle Branch Block Burgos Paula Freitas Martins 1 Luna Bráulio Filho 1 Costa Francisco de Assis 1 Bombig Maria Teresa Nogueira 1 Souza Dilma de 2 Bianco Henrique Tria 1 Oliveira Japy Angelini Filho 1 Izar Maria Cristina de Oliveira 1 Fonseca Francisco Antonio Helfenstein 1 Póvoa Rui 1 Universidade Federal de São Paulo Brazil Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP) - Brazil Universidade Federal de São Paulo Universidade Federal do Pará Belém PA Brazil Universidade Federal do Pará (UFPA), Belém, PA - Brazil Universidade Federal do Pará Mailing Address: Henrique Tria Bianco, Rua Loefgren, 1350 - Vila Clementino São Paulo -SP, Brazil, Postal Code: 04040-001. E-mail: henriquetria@uol.com.br

Author contributions

Conception and design of the research: Burgos PFM, Bianco HT, Póvoa R; Acquisition of data: Burgos PFM, Luna Filho B, Costa FA, Bombig MTN, Souza D, Bianco HT, Oliveira Filho JA, Póvoa R; Analysis and interpretation of the data: Burgos PFM; Writing of the manuscript: Burgos PFM, Bianco HT, Izar MCO, Fonseca FAH, Póvoa R; Critical revision of the manuscript for intellectual content: Póvoa R.

Potential Conflict of Interest

No potential conflict of interest relevant to this article was reported.

 19 12 2016 01 2017 108 1 47 52 04 07 2016 24 08 2016 13 09 2016 This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Abstract Background:

Left ventricular hypertrophy (LVH) is an important risk factor for cardiovascular events, and its detection usually begins with an electrocardiogram (ECG).

 Objective:

To evaluate the impact of complete left bundle branch block (CLBBB) in hypertensive patients in the diagnostic performance of LVH by ECG.

 Methods:

A total of 2,240 hypertensive patients were studied. All of them were submitted to an ECG and an echocardiogram (ECHO). We evaluated the most frequently used electrocardiographic criteria for LVH diagnosis: Cornell voltage, Cornell voltage product, Sokolow-Lyon voltage, Sokolow-Lyon product, RaVL, RaVL+SV3, RV6/RV5 ratio, strain pattern, left atrial enlargement, and QT interval. LVH identification pattern was the left ventricular mass index (LVMI) obtained by ECHO in all participants.

 Results:

Mean age was 11.3 years ± 58.7 years, 684 (30.5%) were male and 1,556 (69.5%) were female. In patients without CLBBB, ECG sensitivity to the presence of LVH varied between 7.6 and 40.9%, and specificity varied between 70.2% and 99.2%. In participants with CLBBB, sensitivity to LVH varied between 11.9 and 95.2%, and specificity between 6.6 and 96.6%. Among the criteria with the best performance for LVH with CLBBB, Sokolow-Lyon, for a voltage of ≥ 3,0mV, stood out with a sensitivity of 22.2% (CI 95% 15.8 - 30.8) and specificity of 88.3% (CI 95% 77.8 - 94.2).

 Conclusion:

In hypertensive patients with CLBBB, the most often used criteria for the detection of LVH with ECG showed significant decrease in performance with regards to sensitivity and specificity. In this scenario, Sokolow-Lyon criteria with voltage ≥3,0mV presented the best performance.

 Keywords: Hypertension Electrocardiography / methods Hypertrophy, Left Ventricular / diagnosis Bundle-Branch Block Introduction

Left ventricular hypertrophy (LVH) diagnosis by electrocardiogram (ECG) in hypertensive patients involves clinical and prognostic decisions. Pioneering studies by Framingham have shown that alterations in QRS voltage and ventricular repolarization are important determining factors for cardiovascular events.1,2

Despite its relatively low sensitivity, ECG makes up for this limitation with high specificity in the identification of LVH. Moreover, it is a widely used method that is easily accessible and low cost. However, several situations may negatively alter ECG performance in LVH diagnosis, among which is the presence of complete left bundle branch block (CLBBB).3 Because it interferes in the measurement of its criteria or parameters, alterations promoted by CLBBB in ECG tracings are described as restrictive for the electrocardiographic diagnosis of LVH.

The objective of this study was to evaluate CLBBB influence in the sensitivity and specificity of the main electrocardiographic criteria used in LVH diagnosis in patients with systemic arterial hypertension (SAH).

 Methods

We analyzed ECG tracings in 12-lead of 2,240 hypertensive patients in outpatient care. Patients with valvular diseases, known coronary artery disease, previous myocardial infarction, Chagas disease, rhythm disturbances, right bundle branch block, use of digitalis compounds, ventricular pre-excitation, or inadequate technical quality of the echocardiogram were excluded from the present analysis.

Electrocardiogram

All participants were submitted to a 12-lead ECG at rest, recording at a speed of 25 mm/s and standardized calibration for 10 mm/cm (equipment - Dixtal® EP3, Brazil). For the precise analysis of the tracing, we used a magnifying glass that allowed a fivefold enlargement in its contact face. In all tracings (analyzed by the same observer), a certified cardiologist with experience in ECG reading was brought in. We estimated the axis and duration of the QRS complex; R wave amplitude in aVL, V5 and V6 leads; S wave amplitude in V1, V2 and V3; and the strain pattern in V5 e V6. We separately analyzed 14 electrocardiographic criteria for LVH:

Cornell voltage criteria: RaVL + SV3 ≥20 mm for women and ≥28 mm for men.4

Cornell criteria duration: (RaVL + SV3) x QRS duration - for women, add 8 mm, ≥2440 mm.ms.5

Sokolow-Lyon voltage criteria: SV1 + RV5 or V6 ≥30 mm and ≥35 mm.6

Sokolow-Lyon product criteria: (SV1 + RV5 or V6) x QRS duration ≥3710 mm.ms.7

Gubner-Ungerleider score: RD1+SV3 >25 mm.8

R wave of aVL ≥ 11 mm.9

RaVL product: RaVL x duration QRS ≥1030 mm.ms.7

RaVL +SV3 >16 mm in men and >14mm in women.10

RV6/RV5 ratio >1.11

(Biggest R wave + biggest S wave) x (QRS duration): >28 mm.ms.12

Presence of the strain pattern: defined as the convex depression of the ST segment with asymmetrical inversion of the T wave opposed to QRS complex in V5 or V6 leads.13

Left atrial enlargement: duration ≥120 ms; P wave alteration at D2 with slurrying in the apex or Morris signal in V1; terminal component with duration and amplitude ≥ 0,04 mm.s).14

Other analyzed electrocardiographic variables

QT interval: measured in ms, from the beginning of the Q wave to the end of the T wave (corrected through Bazett's formula: QTc = QT/RR1/2; normal values from 350 to 440 ms).15

CLBBB was identified when: duration off the QRS ≥120ms; absence of "q" wave in D1, aVL, V5 and V6; widened R waves with slots and/or medium-terminal slurrying in D1, aVL, V5 and V6; "r" wave with slow growth of V1 to V3 with possible occurrence of QS; widened S waves with thickening and/or slots in V1 and V2; intrinsicoid deflection in V5 and V6 ≥0,05 s, electrical axis between -30º e + 60º; ST depression and asymmetrical T wave in opposition to medium-terminal delay.16

Transthoracic echocardiogram

The exams were performed with the device ATL® 1500, USA, with 2.0 and 3.5 MHz transducers. All measurements were obtained by the same observer who was unaware of participants' clinical characteristics, and according to the recommendations of the European Association of Echocardiography.17 Images were obtained with the participant in left lateral decubitus from the left parasternal region between the fourth and fifth intercostal space, proceeding with the habitual sections for the complete study in M and two-dimensional modes, simultaneously with the recording of the ECG. According to the recommendations of the Penn Convention, the following measurements were performed: left ventricle size (LV) in systole and diastole; interventricular septum thickness in diastole (IVSD) and end diastolic left ventricular posterior wall thickness (LVPWd); LV end-diastolic diameter (LVDd); end systolic and diastolic volumes, and percentage of diastolic shortening and ejection fraction by the cube method. LV mass was calculated by the formula: LV mass = 0.8 X {1.04 [(IVSD + LVDd + LVPWd)3 - (LVDd)3]} + 0.6 g.17 LV mass was indexed for body surface to adjust differences in heart size depending on the patient size. Body surface was calculated by the formula BS = (W - 60) X 0.01 + H, where: BS is the body surface in m2, W is the weight in kg, and H is the height in meters.18 Enlargement of the LV mass was considered when the mass index was ≥96 g/m2 for women and ≥116 g/m2 for men.

 Statistical analysis

Continuous variables were expressed in mean and standard deviation. Categorical variables were expressed in percentages. We used Pearson's linear correlation coefficient to determine the association between LVMI and the numerous electrocardiographic criteria. To analyze the performance of LVH electrocardiographic criteria, we used the values obtained for sensitivity and specificity with the respective confidence intervals of 95%. In the evaluation of statistical differences between LVH electrographic criteria in patients with and without CLBBB, we used McNemar's paired test. A reproducibility study of ECG tracings was performed by three observers who interpreted 100 tracings randomly taken from the sample. To that end, we analyzed the amplitude of R and S waves and the duration of the QRS complex, and the Kappa test was used.19 To verify statistical significance, in all comparisons, we considered confidence intervals of 95% and p < 0.05. All analyses were executed with the software SPSS (version 17.0, SPSS Inc., Chicago, IL, USA).

 Results

Of the 2,240 studied participants, 684 were male (30.5%), and 1,556 were female (69.5%), with a mean age of 11.3 ± 58.7 years. Of these, 2,054 (91.7%) constituted the group of patients without CLBBB, and 186 (8.3%) formed the group with CLBBB. In the group without CLBBB, 46.8% had LVH whereas in the group with CLBBB, 67.7% had LVH, as shown in Table 1. In this series, we had 11.8% (22/186) of the patients with CLBBB with left anterior divisional block.

Characteristics of the sample according to the presence or absence or CLBBB
No CLBBB (n=2054) With CLBBB (n=186)
Age Male / Female Age Male / Female
11.4±58.3 610 (29.7%) / 1444 (70.3%) 8.5±63.4 74 (39.8%) / 112 (60.2%)

Data expressed as mean and standard deviation and n (%). CLBBB: complete left bundle branch block.

According to Pearson's correlation, in both groups there was a significant association between LVMI and the electrocardiographic variables for most LVH criteria (Table 2). However, the correlations between the several criteria and LVMI showed a moderate or weak correlation, suggesting that these criteria are not fully able to explain the presence of LVH, regardless of CLBBB in the electrocardiographic tracing. We did not perform correlations between LVMI with enlargement of the left atrium and the strain pattern considering these are qualitative variables.

Pearson correlation between LVMI and the analyzed electrocardiographic criteria
Variable Without CLBBB (n=2054) With CLBBB (n=186)
Cornell voltage 0.400* 0.306*
Cornell duration 0.456* 0.392*
Sokolow-Lyon voltage 0.404* 0.124
R in aVL 0.300* 0.141
QTc 0.085* 0.210*
Gubner-Ungerleider 0.536* 0.305*
(Rmax+Smax) x dur QRS 0.546* 0.383*

p< 0.05; LVMI: left ventricular mass index; CLBBB: complete left bundle branch block..

In relation to the electrocardiographic criteria for LVH, patients with CLBBB presented significant alterations with expressive decrease in values. Sokolow-Lyon voltage criteria (≥3.0 mV e ≥3.5 mV), R wave amplitude in aVL, and enlargement of the left atrium had the lowest reductions in specificity. Interestingly, this happened with an insignificant alteration in sensitivity (Tables 3 and 4). In the criteria in which there were substantial increases of sensitivity indices, such as Cornell voltage and Cornell voltage product, these increases were concomitant with the expressive loss of specificity, which hinders the application of these criteria in the scenario of ECG with the presence of LBBB.

Sensitivity of electrocardiographic variables for LVH in patients with and without CLBBB
Criteria Without CLBBB(n=2054) With CLBBB(n=186) p
Sensitivity (CI95%) Sensitivity (CI95%)
Sokolow-Lyon voltage ≥35 mm 12.5 (10.6-14.8) 12.7 (7.90-19.6) ns
Sokolow-Lyon voltage ≥30 mm 21.0 (18.5-23.6) 22.2 (15.8-30.8) ns
Sokolow-Lyon duration ≥3710 mm.ms 7.6 (6.1-9.5) 46.8 (38.3-55.5) *
Cornell Voltage ≥ 28 mm (m). ≥20 (f) 9.3 (7.6-11.3) 78.5 (67.6-86.5) *
Cornell Voltage duration 2440 mm.ms 17.4 (15.2-19.9) 86.5 (79.4-91.4) *
Gubner-Ungerleider ≥ 25 mm 33.2 (30.3-36.3) 59.5 (50.7-67.6) *
RaVL ≥ 11 mm 10.0 (8.3-12.1) 11.9 (7.3-18.7) ns
RaVL duration >103 mm.ms 8.9 (7.3-10.9) 46.0 (37.5-54.7) *
RaVL+SV3 >16 mm (m). 4 mm (f) 40.9 (37.8-44.0) 88.1 (81.4-92.7) *
QTc ≥ 440 ms 35.4 (32.4-38.5) 80.9 (73.2-86.8) *
V6/V5 >1 12.4 (10.5-14.7) 72.3 (72.3-86.1) *
(Rm+Sm) product ≥28 mm.ms 30.8 (28.0-33.8) 95.2 (90.0-97.8) *
Enlarged left atrium 38.1 (35.1- 41.2) 32.5 (24.9-41.1) ns
Strain pattern 16.6 (14.4-19.1) 51.5 (42.9-60.1) *

increase in sensitivity with p value < 0.05; CI 95%: confidence interval; ns: non-significant; m: male; f: female. LVH: Left ventricular hypertrophy;CLBBB: complete left bundle branch block.

 Specificity of electrocardiographic variables for LVH in patients with and without CLBBB
Criteria Without CLBBB(n=2054) With CLBBB(n=186) p
Specificity (CI95%) Specificity (CI95%)
Sokolow-Lyon voltage ≥35 mm 97.6 (96.5-98.3) 96.6 (88.6-99.0) ns
Sokolow-Lyon voltage ≥30 mm 92.4 (90.7-93.9) 88.3 (77.8-94.2) ns
Sokolow-Lyon product ≥3710 mm.ms 99.1 (98.4-99.5) 70.0 (57.4-80.1) *
Cornell Voltage 99.2 (98.5-99.6) 38.2 (29.8-47.3) *
Cornel Voltage product ≥28 mm (m). ≥20 mm (f) 96.7 (95.5-97.6) 20.3 (12.0-32.2) *
Gubner-Ungerleider ≥ 25 mV 91.1 (89.2-92.6) 61.6 (49.0-72.9) *
RaVL ≥ 11 mm 97.0 (95.8-97.2) 96.6 (88.6-99.0) ns
RaVL.durQRS >103 98.5 (97.6-99.1) 71.6 (59.2-81.4) *
RaVL+SV3 >16 mm (m). 14 mm (f) 84.2 (81.9-86.2) 18.3 (10.5-29.9) *
QTc ≥ 440 ms 70.2 (67.4-72.8) 25.0 (15.7-37.2) *
V6> V5 90.9 (89.0-92.5) 18.3 (10.5-29.9) *
(Rm+Sm) product ≥28 mm.ms 90.4 (88.5-92.0) 6.6 (2.6 -15.9) *
Enlarged left atrium 77.8 (75.2-80.2) 75.0 (62.7-84.2) ns
Strain Pattern 97.7 (96.6-98.4) 50.0 (37.3-62.1) *

decrease in specificity with p value < 0.05; CI 95%: confidence interval; ns: non-significant; m: male; f: female. LVH: Left ventricular hypertrophy;CLBBB: complete left bundle branch block.

With regards to the reproducibility study, the level of agreement among the three observers varied between 0.82 and 0.98, which are considered excellent numbers. The first figure corresponds to the duration of the QRS complex, and the last one to the amplitude of R and S waves, respectively.

 Discussion

The presence of LVH is a consistent predictor of high cardiovascular risk, regardless of other comorbidities. In clinical and epidemiological studies, there is a clear relation between LVH and adverse cardiovascular events. Hence the importance of early detection, if possible, through low-cost, easily accessible diagnostic methods. Unquestionably, ECG is one of the most frequently used methods in the detection of LVH, be it for its low operational cost or wide availability. It is often an initial instrument in the identification of several cardiologic manifestations. In the scenario of LVH secondary to SAH, it is inarguably the most cost-effective exam. It is known, however, that several factors interfere in the diagnostic precision of LVH, more specifically the presence of conduction disturbances, especially CLBBB, which notoriously imposes limitations in LVH diagnosis.20-22

In the last few decades, ECHO has become the reference exam in the evaluation of LV mass and function. In this context, it is used not only to confirm LVH, but also other pathological manifestations. As opposed to ECG, ECHO found the limitation in LVH identification, and provided earlier diagnosis and more aggressive approaches to associated diseases, such as SAH. However, despite its relatively low sensitivity, ECG is still the most widely used exam to detect LVH in hipertensive patients. This is because it is an easily performed test that shows excellent inter/ intraobserver reproducibility. Conversely, besides having a much higher operational cost, ECHO is extremely dependent not only on the quality of the device, but also on the observer interpreting the images.

Since CLBBB interferes in several electrocardiographic parameter employed in LVH diagnosis, in this study we evaluated the main criteria used by the ECG in this situation.23 Considering LV mass calculation presumes the heart to be in normal, ellipsoid shape, patients with dilated hearts were excluded. To increase homogeneity in the analysis of sample members, we used LVMI to compare individuals with different body compositions and, thus, obtain values that would better identify groups at high risk for cardiovascular events.24-26

LVMI association with LVH electrocardiographic criteria showed moderate or weak correlation in patients with and without CLBBB. However, in the group with CLBBB, even though Sokolow-Lyon voltage and RaVL criteria did not show statistically significant correlation with LVMI, they presented the best diagnostic performances.

In patients with CLBBB, sensitivity varied between 12.7% and 95.2%, and specificity between 6.6 and 96.6%. The electrocardiographic criteria that predominantly used QRS complex voltage presented an increase in sensitivity, but at the cost of a great reduction in specificity. We observed that the criteria that obtained the highest sensitivity increases, such as Cornell criteria, RaVL duration, RaVL+SV3, also had the highest statistically significant reduction in specificity. Exceptions included only Sokolow-Lyon voltage and RaVL, which had discreet, non-significant reductions in specificity.

Generally speaking, there was a reduction in specificity, with mild or strong intensity, in all the criteria. However, among the criteria that showed the best performance in detecting LVH in the presence of CLBBB, Sokolow-Lyon for a voltage of ≥3,0mV with a sensitivity of 22.2% (CI 95% 15.8 - 30.8) and specificity of 88.3% (IC 95% 77.8 - 94.2) stood out. We would point out that these values have no statistical significance. It is known that sensitivity and specificity data are related to the prevalence of the phenomenon in the evaluated sample. It is also known that hypertensive patients with CLBBB are usually older and have had the disease for longer. This explains why, in the present study, the group of patients with CLBBB presented a prevalence of 67.7%. Conversely, the group without CLBBB have a lower prevalence (46.8%).

The reasons for the different performances of the several electrocardiographic criteria are not clear. However, they are related to the specificity of parameters that compose each criterion, with the limitations of each method, which essentially stem from the electrical activity of the cardiac muscle and are, deductively, correlated to the three-dimensional anatomic alteration. Moreover, besides the specific limitations of each criteria in particular, there are also individual characteristics of the studied sample.

 Conclusion

CLBBB modifies ECG sensitivity and specificity in the detection of LVH. However, the best diagnostic performance of the ECG, in the presence of CLBBB, occurred with Sokolow-Lyon voltage and RaVL criteria. The other electrocardiographic criteria presented expressive losses in specificity, rendering them less indicated in the presence of this conduction disturbance. Considering this is a study performed in a relatively young, hypertensive population in outpatient care, caution is recommended when transferring these results onto a group of older patients with more advanced hypertensive diseases.

Sources of Funding

This study was partially funded by Capes.

Study Association

This article is part of the thesis of Doctoral submitted by Paula Freitas Martins Burgos, from Federal University of Sao Paulo.

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Lang RM Bierig M Devereux RB Feachskampt FA Foster E Pellika PA Chamber Quantification Writing Group American Society of Echocardiography's Guidelines and Standards Committee European Association of Echocardiography Recommendations for chamber quantifications A report from the American Society of Echocardiography's Guidelines and Standards Committee and the chamber quantifications writing group, developed in conjunction with the European Association of Echocardiography, a branch of the European Society of Cardiology J Am Soc Echocardiogr 2005 18 12 1440 1463 18 Mattar JA. A simple calculation to estimate body surface área in adults and its correlation with Du Bois formula. Crit Care Med. 1989;17(8):846-7. Mattar JA A simple calculation to estimate body surface área in adults and its correlation with Du Bois formula Crit Care Med 1989 17 8 846 847 19 Cohen J. A coefficient of agreement for nominal scales. Educational Psychological Measurement. 1960;20(1):37-67. Cohen J A coefficient of agreement for nominal scales Educational Psychological Measurement 1960 20 1 37 67 20 Bacharova L, Schoken D, Estes EH, Strauss D. The role of ECG in the diagnosis of left ventricular hypertrophy. Curr Cardiol Rev. 2014;10(3):257-61. Bacharova L Schoken D Estes EH Strauss D The role of ECG in the diagnosis of left ventricular hypertrophy Curr Cardiol Rev 2014 10 3 257 261 21 Petersen GV, Tikoff G. Left bundle branck block and left ventricular hypertrophy: electrocardiographic-pathologic correlations. Chest. 1971;59(2):174-7. Petersen GV Tikoff G Left bundle branck block and left ventricular hypertrophy electrocardiographic-pathologic correlations Chest 1971 59 2 174 177 22 Baranowski R, Malek L, Prokopowicz D, Spiewack M, Misko J. Electrocardiographic diagnosis of the left ventricular hypertrophy in patients with left bundle branch block: is it necessary to verify old criteria? Cardiol J. 2012;19(6):591-6. Baranowski R Malek L Prokopowicz D Spiewack M Misko J Electrocardiographic diagnosis of the left ventricular hypertrophy in patients with left bundle branch block is it necessary to verify old criteria? Cardiol J 2012 19 6 591 596 23 Rautaharju PM, Manolio TA, Siscovick D, Zhou SH, Gardin JM, Kronmal R, et al. Utility of new electrocardiographic models for left ventricular mass in older adults. The cardiovascular Health Study Collaborative Research Group. Hypertension. 1996;28(1):8-15. Rautaharju PM Manolio TA Siscovick D Zhou SH Gardin JM Kronmal R Utility of new electrocardiographic models for left ventricular mass in older adults The cardiovascular Health Study Collaborative Research Group Hypertension 1996 28 1 8 15 24 Warner RA, Ariel Y, Gasperina MD, Okin PM. Improved electrocardiographic detection of left ventricular hypertrophy. J Electrocardiol 2002;35(5):111-5. Warner RA Ariel Y Gasperina MD Okin PM Improved electrocardiographic detection of left ventricular hypertrophy J Electrocardiol 2002 35 5 111 115 25 Missouris CG, Forbat SM, Singer DR, Markandu ND, Underwood R, MacGregor GA. Echocardiography overestimates left ventricular mass: a comparative study with magnetic resonance imaging in patients with hypertension. J Hypertens. 1996;14(8):1005-10. Missouris CG Forbat SM Singer DR Markandu ND Underwood R MacGregor GA Echocardiography overestimates left ventricular mass a comparative study with magnetic resonance imaging in patients with hypertension J Hypertens 1996 14 8 1005 1010 26 Reichek N, Helak J, Plappert T, Sutton MS, Weber KT. Anatomic validation of left ventricular mass estimates from clinical two-dimensional echocardiography: initial results. Circulation. 1983;67(2):348-52. Reichek N Helak J Plappert T Sutton MS Weber KT Anatomic validation of left ventricular mass estimates from clinical two-dimensional echocardiography initial results Circulation 1983 67 2 348 352 Artigos Originais Hipertensão Arterial Articles Desempenho do Eletrocardiograma no Diagnóstico da Hipertrofia Ventricular Esquerda em Pacientes Hipertensos na Presença de Bloqueio de Ramo Esquerdo Burgos Paula Freitas Martins 1 Luna Bráulio Filho 1 Costa Francisco de Assis 1 Bombig Maria Teresa Nogueira 1 Souza Dilma de 2 Bianco Henrique Tria 1 Oliveira Japy Angelini Filho 1 Izar Maria Cristina de Oliveira 1 Fonseca Francisco Antonio Helfenstein 1 Póvoa Rui 1 Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP) - Brasil Universidade Federal do Pará (UFPA), Belém, PA - Brasil Correspondência: Henrique Tria Bianco, Rua Loefgren, 1350 - Vila Clementino São Paulo - SP CEP - 04040-001. E-mail: henriquetria@uol.com.br

Contribuição dos autores

Concepção e desenho da pesquisa: Burgos PFM, Bianco HT, Póvoa R; Obtenção de dados: Burgos PFM, Luna Filho B, Costa FA, Bombig MTN, Souza D, Bianco HT, Oliveira Filho JA, Póvoa R; Análise e interpretação dos dados: Burgos PFM; Redação do manuscrito: Burgos PFM, Bianco HT, Izar MCO, Fonseca FAH, Póvoa R; Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante: Póvoa R.

Potencial conflito de interesse

Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.

 Resumo Fundamento:

A hipertrofia ventricular esquerda (HVE) é importante fator de risco para eventos cardiovasculares, e sua identificação se inicia, geralmente, pela realização do eletrocardiograma (ECG).

 Objetivo:

Avaliar, em hipertensos, o impacto do bloqueio completo do ramo esquerdo (BCRE) no desempenho diagnóstico da HVE pelo ECG.

 Métodos:

Foram estudados 2.240 pacientes hipertensos. Todos realizaram ECG e ecocardiograma (ECO). Foram avaliados os critérios eletrocardiográficos mais utilizados para o diagnóstico de HVE: Cornell voltagem, Cornell voltagem produto, Sokolow-Lyon voltagem, Sokolow-Lyon produto, RaVL, RaVL produto, RaVL+SV3, Relação RV6/RV5, padrão strain, aumento atrial esquerdo e o intervalo QT. O padrão de identificação da HVE foi o índice de massa do ventrículo esquerdo (IMVE) obtido pelo ECO em todos participantes.

 Resultados:

A média de idade foi de 11,3 anos ± 58,7 anos, 684 (30,5%) homens e 1.556 (69,5%) mulheres. Nos participantes sem BCRE, a sensibilidade do ECG para a presença de HVE variou de 7,6 a 40,9%, e a especificidade de 70,2 a 99,2%. Nos participantes com BCRE, a sensibilidade para a HVE variou de 11,9 a 95,2%, e a especificidade de 6,6 a 96,6%. Dentre os critérios com melhor desempenho para HVE com BCRE, destacou-se o de Sokolow-Lyon para voltagem ≥ 3,0mV com sensibilidade de 22,2% (IC 95% 15,8 - 30,8) e especificidade de 88,3% (IC 95% 77,8 - 94,2).

 Conclusão:

Nos hipertensos com BCRE, os critérios mais utilizados para detecção da HVE pelo ECG apresentaram diminuição significativa de desempenho da sensibilidade e especificidade. Nesse cenário, o critério de Sokolow-Lyon com voltagem ≥3,0mV apresentou melhor comportamento.

 Palavras-chave: Hipertensão Eletrocardiografia / métodos Hipertrofia Ventricular Esquerda / diagnóstico Bloqueio de Ramo Introdução

O diagnóstico da hipertrofia ventricular esquerda (HVE) pelo eletrocardiograma (ECG) em pacientes hipertensos envolve decisões clínicas e prognósticas. Os estudos pioneiros de Framingham demonstraram que as alterações na voltagem do QRS e na repolarização ventricular são determinantes importantes para eventos cardiovasculares.1,2

O ECG, apesar da sensibilidade relativamente baixa, compensa essa limitação com alta especificidade na identificação da HVE. Além disso, é um método amplamente disseminado, de fácil acesso e de baixo custo. Entretanto, diversas situações podem alterar negativamente o desempenho do ECG no diagnóstico da HVE. Dentre essas, destaca-se a presença do bloqueio completo de ramo esquerdo (BCRE).3 Por interferir na mensuração de seus critérios e parâmetros, as alterações promovidas pelo BCRE no traçado do ECG são descritas como restritivas para o diagnóstico eletrocardiográfico da HVE.

O objetivo deste estudo foi avaliar a influência do BCRE na sensibilidade e especificidade dos principais critérios eletrocardiográficos utilizados no diagnóstico de HVE em pacientes com hipertensão arterial sistêmica (HAS).

 Métodos

Foram analisados os traçados eletrocardiográficos em 12 derivações de 2.240 pacientes hipertensos em tratamento ambulatorial. Pacientes com doença orovalvar, doença arterial coronária conhecida, infarto do miocárdio prévio, doença de Chagas, distúrbios do ritmo, bloqueio de ramo direito, uso de compostos digitálicos, pré-excitação ventricular ou qualidade técnica inadequada do ecocardiograma foram excluídos da presente análise.

Eletrocardiograma

Todos os participantes realizaram ECG de repouso nas 12 derivações clássicas, registro com velocidade de 25 mm/s e calibração padronizada para 10 mm/cm (aparelho Dixtal® EP3, Brasil). Para análise precisa do traçado foi utilizada lupa que permitia aumento de cinco vezes em sua face de contato. Em todos os traçados (analisados pelo mesmo observador), um cardiologista certificado e com experiência em interpretação de ECG foi convocado. Foram estimados o eixo e a duração do complexo QRS; a amplitude da onda R nas derivações aVL, V5 e V6; a amplitude da onda S em V1, V2 e V3 e o padrão "strain" em V5 e V6. Foram avaliados, em separado, 14 critérios eletrocardiográficos para HVE, a saber:

Critério de Cornell voltagem: RaVL + SV3 ≥20 mm para mulheres e ≥28 mm para homens.4

Critério de Cornell duração: (RaVL + SV3) x duração de QRS, para mulheres adicionar 8 mm, ≥2440 mm.ms.5

Critério de Sokolow-Lyon voltagem: SV1 + RV5 ou V6 ≥30 mm e ≥35 mm.6

Critério de Sokolow-Lyon produto: (SV1 + RV5 ou V6) x duração QRS ≥3710 mm.ms.7

Escore de Gubner-Ungerleider: RD1+SV3 >25 mm.8

Onda R de aVL ≥ 11 mm.9

RaVL produto: RaVL x duração QRS ≥1030 mm.ms.7

RaVL +SV3 >16 mm em homens e >14mm em mulheres.10

Relação RV6/RV5 >1.11

(Maior onda R + maior onda S) x (duração QRS): >28 mm.ms.12

Presença do padrão "strain": definido como depressão convexa do segmento ST com inversão assimétrica da onda T oposta ao complexo QRS nas derivações V5 ou V6.13

Aumento atrial esquerdo: duração ≥120 ms; alteração da onda P em D2 com empastamento no ápice ou sinal de Morris em V1: componente terminal com duração e amplitude ≥ 0,04 mm.s.14

Outras variáveis eletrocardiográficas analisadas

Intervalo QT: medido em ms, do início da onda Q até o final da onda T (corrigido pela fórmula de Bazett: QTc = QT/RR1/2; valores normais de 350 a 440 ms).15

O BCRE foi identificado quando: duração do QRS ≥120ms; ausência de onda "q" em D1, aVL, V5 e V6; ondas R alargadas e com entalhes e/ou empastamento médio-terminais em D1, aVL, V5 e V6; onda "r" com crescimento lento de V1 a V3 podendo ocorrer QS; ondas S alargadas com espessamentos e/ou entalhes em V1 e V2; deflexão intrinsecóide em V5 e V6 ≥0,05 s, eixo elétrico entre -30º e + 60º; depressão de ST e onda T assimétrica em oposição ao retardo médio-terminal.16

Ecocardiograma transtorácico

Os exames foram realizados em aparelho ATL® 1500, USA, com transdutores de 2,0 e 3,5 MHz. Todas as medições foram obtidas pelo mesmo observador, que desconhecia as características clínicas dos participantes, e de acordo com as recomendações da Associação Européia de Ecocardiografia.17 As imagens foram obtidas com o participante em decúbito lateral esquerdo a partir da região paraesternal esquerda entre o quarto ou quinto espaço intercostal, procedendo-se aos cortes habituais para completo estudo aos modos M e bidimensional, simultaneamente ao registro do ECG. De acordo com as recomendações da Convenção de Penn, as seguintes medidas foram efetuadas: tamanho do ventrículo esquerdo (VE) em sístole e diástole; espessura do septo interventricular em diástole (SIVD) e da parede posterior do VE no final da diástole (PPVED); diâmetro diastólico final do VE (DDVE); volumes diastólico e sistólico finais e percentual de encurtamento diastólico e fração de ejeção pelo método do cubo. A massa do VE foi calculada pela fórmula: massa do VE = 0,8 X {1,04 [(SIVD + DDVE + PPVED)3 - (DDVE)3]} + 0,6 g.17 A massa do VE foi indexada para a superfície corpórea para ajuste das diferenças do tamanho do coração às variações do tamanho do paciente. A superfície corpórea foi calculada pela fórmula: SC = (P - 60) X 0,01 + H, em que SC é a superfície corpórea em m2, P é o peso, em Kg e H é a altura em metros.18 Foi considerado aumento da massa do VE quando o índice de massa era ≥96 g/m2 para mulheres e ≥ 116 g/m2 para homens.

 Análise estatística

Variáveis contínuas foram expressas em média e desvio-padrão. Variáveis categóricas foram expressas em percentagem. Utilizou-se o coeficiente de correlação linear de Pearson para determinar a associação entre o IMVE e os diversos critérios eletrocardiográficos. Para a análise do desempenho dos critérios eletrocardiográficos de HVE foram utilizados os valores obtidos para sensibilidade e especificidade com os respectivos intervalos de confiança de 95%. Na avaliação das diferenças estatísticas entre os critérios eletrocardiográficos para HVE nos pacientes com e sem BCRE empregou-se o teste de McNemar pareado. O estudo da reprodutibilidade dos traçados do ECG foi realizado por três observadores que interpretaram 100 traçados retirados aleatoriamente da amostra. Com esse objetivo foram analisadas a amplitude das ondas R e S e duração do complexo QRS e utilizou-se do teste de Kappa.19 Para a verificação de significância estatística, em todas as comparações, foram considerados intervalos de confiança de 95% e p < 0,05. Todas as análises foram executadas em programa SPSS (versão 17.0, SPSS Inc., Chicago, IL EUA).

 Resultados

Dos 2.240 participantes estudados, 684 eram do gênero masculino (30,5%) e 1.556 do feminino (69,5%), com idade média de 11,3 ± 58,7 anos. Desse total, 2.054 (91,7%) constituíam o grupo dos pacientes sem BCRE e 186 (8,3%) formavam o grupo de pacientes com BCRE. No grupo de pacientes sem BCRE, 46,8% tinham HVE, ao passo que no grupo com BCRE, 67,7% dos pacientes tinham HVE, conforme descrito na Tabela 1. Nessa casuística tivemos 11,8% (22/186) dos pacientes com BCRE com bloqueio divisional anterior esquerdo.

Características da amostra de acordo com presença ou ausência de BCRE
Sem BCRE (n=2054) Com BCRE (n=186)
Idade Homens / Mulheres Idade Homens / Mulheres
11,4±58,3 610 (29,7%) / 1444 (70,3%) 8,5±63,4 74 (39,8%) / 112 (60,2%)

Dados expressos como média e desvio padrão e n (%). BCRE: bloqueio completo de ramo esquerdo.

De acordo com a correlação de Pearson, houve, em ambos os grupos, associação significante entre o IMVE e as variáveis eletrocardiográficas para a maioria dos critérios de HVE (Tabela 2). Todavia, as correlações entre os diversos critérios e o IMVE evidenciaram correlação moderada ou fraca, sugerindo que esses critérios têm baixa capacidade para explicar a presença da HVE, independentemente da presença do BCRE no traçado eletrocardiográfico. Não foram executadas as correlações entre o IMVE com o aumento do átrio esquerdo e o padrão "strain" por serem essas variáveis qualitativas.

Correlação de Pearson entre o IMVE e os critérios eletrocardiográficos analisados
Variável Sem BCRE (n=2054) Com BCRE (n=186)
Cornell voltagem 0,400* 0,306*
Cornell duração 0,456* 0,392*
Sokolow-Lyon voltagem 0,404* 0,124
R de aVL 0,300* 0,141
QTc 0,085* 0,210*
Gubner-Ungerleider 0,536* 0,305*
(Rmáx+Smáx) x dur QRS 0,546* 0,383*

p< 0,05; IMVE: índice de massa do ventrículo esquerdo; BCRE: bloqueio completo de ramo esquerdo.

Em relação à especificidade dos critérios eletrocardiográficos para a HVE, os pacientes com BCRE apresentaram alterações significantes com diminuições expressivas de valores. Os critérios de Sokolow-Lyon voltagem (≥3,0 mV e ≥3,5 mV), a amplitude da onda R em aVL e o aumento do átrio esquerdo foram os que tiveram as menores reduções de especificidades. De forma interessante, isso ocorreu com inexpressiva alteração da sensibilidade (Tabelas 3 e 4). Nos critérios em que ocorreram aumentos substanciais dos índices de sensibilidade, como o de Cornell voltagem e Cornell voltagem produto, isso foi concomitante com a expressiva perda de especificidade, o que inviabiliza a aplicação desses critérios no cenário de ECG com presença de BRE.

Sensibilidade das variáveis eletrocardiográficas para HVE em pacientes com e sem BCRE
Critério Sem BCRE(n=2054) Com BCRE(n=186) p
Sensibilidade (IC95%) Sensibilidade (IC95%)
Sokolow-Lyon voltagem ≥35 mm 12,5 (10,6-14,8) 12,7 (7,90-19,6) ns
Sokolow-Lyon voltagem ≥30 mm 21,0 (18,5-23,6) 22,2 (15,8-30,8) ns
Sokolow-Lyon duração ≥3710 mm.ms 7,6 (6,1-9,5) 46,8 (38,3-55,5) *
Cornell Voltage ≥ 28 mm (h), ≥20 (m) 9,3 (7,6-11,3) 78,5 (67,6-86,5) *
Cornell Voltagem duração 2440 mm.ms 17,4 (15,2-19,9) 86,5 (79,4-91,4) *
Gubner-Ungerleider ≥ 25 mm 33,2 (30,3-36,3) 59,5 (50,7-67,6) *
RaVL ≥ 11 mm 10,0 (8,3-12,1) 11,9 (7,3-18,7) ns
RaVL duração >103 mm.ms 8,9 (7,3-10,9) 46,0 (37,5-54,7) *
RaVL+SV3 >16 mm (h), 4 mm (m) 40,9 (37,8-44,0) 88,1 (81,4-92,7) *
QTc ≥ 440 ms 35,4 (32,4-38,5) 80,9 (73,2-86,8) *
V6/V5 >1 12,4 (10,5-14,7) 72,3 (72,3-86,1) *
(Rm+Sm) produto ≥28 mm.ms 30,8 (28,0-33,8) 95,2 (90,0-97,8) *
Átrio E aumentado 38,1 (35,1- 41,2) 32,5 (24,9-41,1) ns
Padrão de "strain" 16,6 (14,4-19,1) 51,5 (42,9-60,1) *

elevação da sensibilidade com valor de p < 0,05; IC 95%: intervalo de confiança; ns: não significante; h: homem; m: mulher. BCRE: bloqueio completo de ramo esquerdo; HVE: hipertrofia ventricular esquerda.

 Especificidade das variáveis eletrocardiográficas para HVE em pacientes com e sem BCRE
Critério Sem BCRE(n=2054) Com BCRE(n=186) p
Especificidade (IC95%) Especificidade (IC95%)
Sokolow-Lyon voltagem ≥35 mm 97,6 (96,5-98,3) 96,6 (88,6-99,0) ns
Sokolow-Lyon voltagem ≥30 mm 92,4 (90,7-93,9) 88,3 (77,8-94,2) ns
Sokolow-Lyon produto ≥3710 mm.ms 99,1 (98,4-99,5) 70,0 (57,4-80,1) *
Cornell Voltagem 99,2 (98,5-99,6) 38,2 (29,8-47,3) *
Cornel Voltagem produto ≥28 mm (h), ≥20 mm (m) 96,7 (95,5-97,6) 20,3 (12,0-32,2) *
Gubner-Ungerleider ≥ 25 mV 91,1 (89,2-92,6) 61,6 (49,0-72,9) *
RaVL ≥ 11 mm 97,0 (95,8-97,2) 96,6 (88,6-99,0) ns
RaVL.durQRS >103 98,5 (97,6-99,1) 71,6 (59,2-81,4) *
RaVL+SV3 >16 mm (h), 14 mm (m) 84,2 (81,9-86,2) 18,3 (10,5-29,9) *
QTc ≥ 440 ms 70,2 (67,4-72,8) 25,0 (15,7-37,2) *
V6> V5 90,9 (89,0-92,5) 18,3 (10,5-29,9) *
(Rm+Sm) produto ≥28 mm.ms 90,4 (88,5-92,0) 6.6 (2,6 -15,9) *
Átrio E aumentado 77,8 (75,2-80,2) 75,0 (62,7-84,2) ns
Padrão de "strain" 97,7 (96,6-98,4) 50,0 (37,3-62,1) *

diminuição da especificidade com valor de p < 0,05; IC 95%: intervalo de confiança; ns: não significante; h: homem; m: mulher. BCRE: bloqueio completo de ramo esquerdo; HVE: hipertrofia ventricular esquerda.

Quanto ao estudo de reprodutibilidade, o nível de concordância entre os três observadores variou de 0,82 a 0,98, números considerados excelentes. A primeira cifra corresponde à duração do complexo QRS e a última à amplitude das ondas R e S respectivamente.

 Discussão

A presença de HVE é preditora consistente de alto risco cardiovascular, independentemente de outras comorbidades. Tanto em estudos clínicos quanto em epidemiológicos há clara relação entre HVE e eventos cardiovasculares adversos. Daí a importância de sua detecção precoce e, se possível, por meio de métodos diagnósticos de baixo custo e amplo acesso. O ECG, inquestionavelmente, é um dos métodos mais utilizados na detecção da HVE, seja pelo baixo custo operacional ou por sua disponibilidade. O ECG, frequentemente, constitui em instrumento inicial de identificação de várias manifestações cardiológicas. No cenário da HVE secundária à HAS é, indiscutivelmente, o exame mais custo-efetivo. Sabe-se, todavia, que diversos fatores interferem na precisão diagnóstica da HVE, especificamente a presença de distúrbios de condução, principalmente a do tipo BCRE que é um dos mais conhecidos a criar limitações para o diagnóstico da HVE.20-22

Nas últimas décadas, o ECO tornou-se exame de referência na avaliação da função e da massa do VE. Nesse sentido, é utilizado não apenas para a confirmação da presença de HVE, mas também de outras manifestações patológicas. Em contraposição ao ECG, o ECO constatou a limitação na identificação da HVE e propiciou o diagnóstico mais precoce e a abordagem mais agressiva das doenças associadas, como a HAS. Todavia, o ECG, não obstante sua relativa baixa sensibilidade, ainda é o exame mais usado para detecção da HVE em pacientes com hipertensão arterial. Isso se deve tanto à facilidade de realização como também à excelente reprodutividade inter e intraobservador. De forma distinta, o ECO, além de ser técnica de maior custo operacional, é extremamente dependente não só da qualidade do aparelho, como também do observador que interpreta as imagens.

Como o BCRE interfere em vários parâmetros eletrocardiográficos empregados no diagnóstico da HVE, avaliamos, neste estudo, os principais critérios utilizados pelo ECG nessa situação.23 Considerando que o cálculo de massa do VE pressupõe coração com forma normal, elipsóide, os pacientes com órgãos dilatados foram excluídos. Para aumentar a homogeneidade na análise dos membros da amostra, utilizamos a IMVE para comparar indivíduos com diferentes composições corpóreas e, dessa maneira, obter valores que identificassem mais fidedignamente os grupos de alto risco para eventos cardiovasculares.24-26

A associação do IMVE com os critérios eletrocardiográficos para HVE mostrou correlação moderada ou fraca tanto nos pacientes com BCRE quanto naqueles sem BCRE. Entretanto, no grupo com BCRE os critérios de Sokolow-Lyon voltagem e RaVL, embora não apresentassem correlação significante estatisticamente com o IMVE, foram aqueles com melhores desempenhos diagnósticos.

Nos pacientes com BCRE a sensibilidade variou de 12,7 a 95,2% e a especificidade de 6,6 a 96,6%. Os critérios eletrocardiográficos que utilizaram predominantemente a voltagem do complexo QRS apresentaram aumento da sensibilidade, mas à custa de grande redução da especificidade. Observou-se que os critérios que tiveram maiores aumentos da sensibilidade como os critérios de Cornell, RaVL duração, RaVL+SV3 tiveram também maiores diminuições estatisticamente significantes da especificidade. Exceções apenas para os critérios de Sokolow-Lyon voltagem e RaVL. Esses últimos tiveram reduções discretas, não significativas, da especificidade.

De forma geral, houve redução da especificidade em maior ou menor intensidade em todos os critérios. Todavia, entre os critérios que demonstraram melhores desempenhos para detectar a HVE na presença do BCRE, destacou-se o critério de Sokolow-Lyon para voltagem ≥3,0mV com sensibilidade de 22,2% (IC 95% 15,8 - 30,8) e especificidade de 88,3% (IC 95% 77,8 - 94,2). Ressalva para o fato de esses valores não terem significância estatística. É conhecido que os dados de sensibilidade e especificidade estão relacionados à prevalência do fenômeno na amostra avaliada. Também é reconhecido que os pacientes hipertensos com BCRE geralmente são mais idosos e com mais tempo de doença. Isso explica por que no presente estudo o grupo de pacientes com BCRE apresentou prevalência de 67,7%. Já o grupo sem BCRE teve uma prevalência mais baixa (46,8%).

As razões para os diferentes desempenhos dos diversos critérios eletrocardiográficos não estão claras. Porém, se relacionam à especificidade dos parâmetros que compõem cada critério, aliados às limitações de um método, essencialmente decorrente da atividade elétrica do músculo cardíaco e, dedutivamente, correlacionado à alteração anatômica tridimensional. Por conseguinte, além das limitações específicas de cada critério em particular, há ainda características individuais da amostra estudada.

 Conclusão

O BCRE modifica a sensibilidade e especificidade do ECG em detectar a HVE. Todavia, o melhor desempenho diagnóstico do ECG na presença de BCRE ocorreu com os critérios de Sokolow-Lyon voltagem e RaVL. Os demais critérios eletrocardiográficos apresentaram perdas expressivas da especificidade, tornando-os menos recomendáveis na presença desse distúrbio de condução. Por tratar-se de estudo realizado em população de hipertensos relativamente jovens e em acompanhamento ambulatorial, é necessário cuidado na extrapolação desses resultados para grupos de pacientes mais idosos e com doenças hipertensivas mais avançadas.

Fontes de financiamento

O presente estudo foi parcialmente financiado pela Capes.

Vinculação acadêmica

Este artigo é parte de tese de Doutorado de Paula Freitas Martins Burgos pela Universidade Federal de São Paulo.