Arq Bras Cardiol abc Arquivos Brasileiros de Cardiologia Arq. Bras. Cardiol. 0066-782X 1678-4170 Sociedade Brasileira de Cardiologia - SBC Hgb5595PQ6wcZJ9tJDr7Mfv S0066-782X2018000500418 10.5935/abc.20180081 Short Editorial The Use of Microvolt T-Wave Alternans in Chagas Disease Pastore Carlos Alberto Universidade de São Paulo Faculdade de Medicina Hospital das Clinicas São Paulo SP Brazil Instituto do Coração (InCor), Hospital das Clinicas FMUSP, Faculdade de Medicina, Universidade de São Paulo, São Paulo, SP - Brazil Universidade de São Paulo Mailing Address: Carlos Alberto Pastore, Av. Dr. Enéas de Carvalho Aguiar, 44 - AB, Postal Code 05403-000, São Paulo, SP - Brazil. E-mail: ecg_pastore@incor.usp.br, pastore@cardiol.br 05 2018 110 5 418 419 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 Keywords Chagas Disease Electrocardiography Cardiac Death, Sudden Cardiac Risk Stratification Cardiac Complexes, Premature

Visible T-wave alternans (TWA) has been reported since 1909, being, thus, not a recent finding.1 However, non-visible and far less rare microvolt TWA has gained importance because of its association with electrical disorders and the high risk for sudden cardiac death (SCD) or arrhythmic events,2-6 being assessed in several clinical trials and population studies, such as TWA in HF,7 ALPHA Study,8 REFINE Study,9 FINCAVAS,10 the collaborative study by Ikeda et al.11 and the MADIT-II-type research by Bloomfield et al.12 All those studies have in common the fact that they evidence the high negative predictive value of TWA regarding SCD or arrhythmic events, with low to intermediate positive predictive value.

A specialized software is used to analyze the microvolt TWA, the beat-to-beat variability that occurs in ventricular repolarization (ST segment and T wave) and that cannot be seen by the naked eye.13-16 The TWA allows indirect access to the increase in the dispersion to the action potentials of cardiac cells, a primordial factor in a sequence of events that will lead to reentry mechanisms and ventricular fibrillation, which will culminate with SCD. A fundamental property of its analysis is the high negative predictive power for the SCD risk that a normal TWA test has.12

Of the different methodologies to assess TWA, the two most used and relevant techniques in medical literature are: the spectral method (SM) and the modified moving average (MMA) method.17

The SM measures T-wave fluctuations by computing the point to point differences between 128 equally spaced sites in the ST-T complex, in a series of 128 consecutive aligned beats (having already ruled out ectopic beats and ECG noise).18 There are 128 tachograms similar to those used in the analysis of heart rate variability. Then, 128 heart rate variability spectra, hence the name of the methodology, SM, are computed, and their mean is calculated. The value of TWA is then assessed at the frequency of 0.5 cycle per beat. In 1994, the adaptation of that technique to human patients was published for the first time.19 Since then, SM is the most used method to analyze TWA, with the widest range of applications.

The MMA method repeatedly creates two patterns (models) of beats from any sequence of valid beats, one pattern associated only with the even beats, and the other associated with the odd beats. To clarify each pattern of the beats, the algorithm is as follows: the differences of amplitude between the current pattern (even or odd beats) and the next valid beat (even or odd) are measured along several equally spaced sites in the ST-T complex. Each of those differences is divided into X equal parts (where X can be 8, 16, 32 or 64), and the contribution of the current valid beat in the update of the standard beat is then limited to 1/X (named ‘the update factor’ or ‘limiting fraction’) of the differences between the model and the beat. Finally, the TWA values are made available every 15 seconds, as the difference between two representative patterns (and continuously updated) of the even beats and the odd beats.20 That technique has been assessed in academic studies with good reproducibility.21

In a study of Chagas disease, published in this issue of the Arquivos Brasileiros de Cardiologia,22 patients with chronic Chagasic cardiomyopathy and history of malignant ventricular arrhythmia most often had a non-negative result of microvolt TWA as compared to those with no previous arrhythmia, suggesting that TWA can play a role in the SCD risk stratification in Chagas disease. That study used the Cambridge Heart software with special electrodes (high resolution) and the SM. Its results are shown in terms of negative and non-negative (positive + indeterminate) TWA, the latter being compared to the former. That study emphasizes that Chagas cardiomyopathy has a true arrhythmogenic substrate confirmed by TWA.

Short Editorial regarding the article Association between Microvolt T-Wave Alternans and Malignant Ventricular Arrhythmias in Chagas Disease

 References 1 Rubart D, Zipes P. Mechanisms of sudden cardiac death. J Clin Invest. 2005;115(9):2305-15. Rubart D Zipes P Mechanisms of sudden cardiac death J Clin Invest 2005 115 9 2305 2315 2 Fabre A, Sheppard MN. Sudden adult death syndrome and other nonischaemic causes of sudden cardiac death. Heart. 2006;92(3):316-20. Fabre A Sheppard MN Sudden adult death syndrome and other nonischaemic causes of sudden cardiac death Heart 2006 92 3 316 320 3 Thompson PD, Franklin BA, Balady GJ, Blair SN, Corrado N, Estes NA rd, et al. Exercise and acute cardiovascular events: Placing the risks into perspective: A scientific statement from the American Heart Association Council on Nutrition, Physical Activity, and Metabolism and the Council on Clinical Cardiology - In collaboration with the American College of Sports Medicine. Circulation. 2007;115(17):2358-68. Thompson PD Franklin BA Balady GJ Blair SN Corrado N Estes NA rd Exercise and acute cardiovascular events: Placing the risks into perspective: A scientific statement from the American Heart Association Council on Nutrition, Physical Activity, and Metabolism and the Council on Clinical Cardiology - In collaboration with the American College of Sports Medicine Circulation 2007 115 17 2358 2368 4 Weiss JN, Karma A, Shiferaw Y, Chen PS, Garfinkel A, Chu Z. From pulsus to pulseless: The saga of cardiac alternans. Circ Res. 2006;98(10):1244-53. Weiss JN Karma A Shiferaw Y Chen PS Garfinkel A Chu Z From pulsus to pulseless: The saga of cardiac alternans Circ Res 2006 98 10 1244 1253 5 Hering HE. Experimentelle studien an s¨augetieren ¨uber das elektrocardiogram. Zeitschrift f ¨ur experimentelle Pathologie und Therapie. 1909;7:363-78. Hering HE Experimentelle studien an s¨augetieren ¨uber das elektrocardiogram Zeitschrift f ¨ur experimentelle Pathologie und Therapie 1909 7 363 378 6 Adam DR, Akselrod S, Cohen RJ. Estimation of ventricular vulnerability to fibrillation through T-wave time series analysis. Comput Cardiol. 1981;8:307-10. Adam DR Akselrod S Cohen RJ Estimation of ventricular vulnerability to fibrillation through T-wave time series analysis Comput Cardiol 1981 8 307 310 7 Zareba W, Piotrowicz K, McNitt S, Moss AJ, MADIT II Investigators. Implantable cardioverter-defibrillator efficacy in patients with heart failure and left ventricular dysfunction (from the MADIT II Population). Am J Cardiol. 2005;95(12):1487-91. Zareba W Piotrowicz K McNitt S Moss AJ MADIT II Investigators Implantable cardioverter-defibrillator efficacy in patients with heart failure and left ventricular dysfunction (from the MADIT II Population) Am J Cardiol 2005 95 12 1487 1491 8 Salerno-Uriarte JA, De Ferrari GM, Klersy C, Pedretti RF, Tritto M, Sallusti L, et al.Prognostic value of T-wave alternans in patients with heart failure due to nonischemic cardiomyopathy-results of the ALPHA study. J Am Coll Cardiol. 2007;50(19):1896-904. Salerno-Uriarte JA De Ferrari GM Klersy C Pedretti RF Tritto M Sallusti L Prognostic value of T-wave alternans in patients with heart failure due to nonischemic cardiomyopathy-results of the ALPHA study J Am Coll Cardiol 2007 50 19 1896 1904 9 Exner DV, Kavanagh KM, Slawnych MP, Mitchell LB, Ramadan D, Aggarwal SG, et al. Noninvasive risk assessment early after a myocardial infarction- the REFINE study. J Am Coll Cardiol. 2007;50(24):2275-84. Exner DV Kavanagh KM Slawnych MP Mitchell LB Ramadan D Aggarwal SG Noninvasive risk assessment early after a myocardial infarction- the REFINE study J Am Coll Cardiol 2007 50 24 2275 2284 10 Nieminen T, Lehtimaki T, Viik J, Lehtinen R, Nikus K, Koobi T, et al. T-wave alternans predicts mortality in a population undergoing a clinically indicated exercise test. Eur Heart J. 2007;28(19):2332-7. Nieminen T Lehtimaki T Viik J Lehtinen R Nikus K Koobi T T-wave alternans predicts mortality in a population undergoing a clinically indicated exercise test Eur Heart J 2007 28 19 2332 2337 11 Ikeda T, Yoshino H, Sugi K, Tanno K, Shimizu H, Watanabe J, et al. Predictive value of microvolt T-wave alternans for sudden cardiac death in patients with preserved cardiac function after acute myocardial infarction results of a collaborative cohort study. J Am Coll Cardiol. 2006;48(11):2268-74. Ikeda T Yoshino H Sugi K Tanno K Shimizu H Watanabe J Predictive value of microvolt T-wave alternans for sudden cardiac death in patients with preserved cardiac function after acute myocardial infarction results of a collaborative cohort study J Am Coll Cardiol 2006 48 11 2268 2274 12 Bloomfield DM, Steinman RC, Namerow PB, Paredes M, Davidenko J, Kaufman ES, et al. Microvolt T-wave alternans distinguishes between patients likely and patients not likely to benefit from implanted cardiac defibrillator therapy: A solution to the multicenter automatic defibrillator implantation trial (MADIT) II conundrum. Circulation. .2004;110(14):1885-9. Bloomfield DM Steinman RC Namerow PB Paredes M Davidenko J Kaufman ES Microvolt T-wave alternans distinguishes between patients likely and patients not likely to benefit from implanted cardiac defibrillator therapy: A solution to the multicenter automatic defibrillator implantation trial (MADIT) II conundrum Circulation 2004 110 14 1885 1889 13 Bloomfield D, Hohnloser SH, Cohen RJ. Interpretation and classification of microvolt T wave alternans tests. J Cardiovasc Electrophysiol. 2002;13(5):502-12. Bloomfield D Hohnloser SH Cohen RJ Interpretation and classification of microvolt T wave alternans tests J Cardiovasc Electrophysiol 2002 13 5 502 512 14 Hohnloser SH. T wave alternans. In: Zipes D, Jalife J, eds. Cardiac electrophysiology, 6th ed. Philadelfia, PA: Elsevier Inc.; 2013. p.665-76. Hohnloser SH T wave alternans Zipes D Jalife J Cardiac electrophysiology 6th ed Philadelfia, PA Elsevier Inc 2013 665 676 15 Merchant FM, Armoundas AA. Role of substrate and triggers in the genesis of cardiac alternans, from myocyte to the whole heart: implications for therapy. Circulation. 2012;125(3):539-49. Merchant FM Armoundas AA Role of substrate and triggers in the genesis of cardiac alternans, from myocyte to the whole heart: implications for therapy Circulation 2012 125 3 539 549 16 Hagjoo M, Arya A, Sadr-Ameli MA. Microvolt T-wave alternans: a review of techniques, interpretation, utility, clinical studies and future perspectives. Int J Cardiol. 2006;109(3):293-306. Hagjoo M Arya A Sadr-Ameli MA Microvolt T-wave alternans: a review of techniques, interpretation, utility, clinical studies and future perspectives Int J Cardiol 2006 109 3 293 306 17 Garcia EV, Pastore CA, Samesima N, Pereira Filho HG. T-wave alternans: desempenho clínico, limitações, metodologias de análise. Arq Bras Cardiol. 2011;96(3):e53-e61. Garcia EV Pastore CA Samesima N Pereira HG Filho T-wave alternans: desempenho clínico, limitações, metodologias de análise Arq Bras Cardiol 2011 96 3 e53 e61 18 Smith JM, Clancy EA, Valeri CR,Ruskin JN, Cohen RJ. Electrical alternans and cardiac electrical instability. Circulation. 1988;77(1):110-21. Smith JM Clancy EA Valeri CR Ruskin JN Cohen RJ Electrical alternans and cardiac electrical instability Circulation 1988 77 1 110 121 19 Rosenbaum DS, Jackson LE, Smith JM, Garan H, Ruskin JN, Cohen RJ. Electrical alternans and vulnerability to ventricular arrhythmias. N Engl J Med. 1994;330(4):235-41. Rosenbaum DS Jackson LE Smith JM Garan H Ruskin JN Cohen RJ Electrical alternans and vulnerability to ventricular arrhythmias N Engl J Med 1994 330 4 235 241 20 Nearing BD, Verrier RL. Modified moving average analysis of T-wave alternans to predict ventricular fibrillation with high accuracy. J Appl Physiol. 2002;92(2):541-9. Nearing BD Verrier RL Modified moving average analysis of T-wave alternans to predict ventricular fibrillation with high accuracy J Appl Physiol 2002 92 2 541 549 21 de Oliveira Antunes M, Samesima N, Pereira Filho HG, Matsumoto AY, Pastore CA, Arteaga-Fernandez E, et al. Exercise-induced quantitative microvolt T-wave alternans in hypertrophic cardiomyopathy. J Electrocardiol. 2017;50(2):184-90. de Oliveira Antunes M Samesima N Pereira HG Filho Matsumoto AY Pastore CA Arteaga-Fernandez E Exercise-induced quantitative microvolt T-wave alternans in hypertrophic cardiomyopathy J Electrocardiol 2017 50 2 184 190 22 Odozynski G, Dal Forno AR, Lewandowski A, Nascimento HG, d’Avila A. Ablação de fibrilação atrial paroxística em mulheres:compreendendo a diferença entre gêneros. Arq Bras Cardiol. 2018; 110(5):412-417 Odozynski G Dal Forno AR Lewandowski A Nascimento HG d’Avila A Ablação de fibrilação atrial paroxística em mulheres:compreendendo a diferença entre gêneros Arq Bras Cardiol 2018 110 5 412 417 Minieditorial Pesquisa Usando Microalternância de Onda T na Doença de Chagas Pastore Carlos Alberto Instituto do Coração (InCor), Hospital das Clinicas FMUSP, Faculdade de Medicina, Universidade de São Paulo, São Paulo, SP - Brasil Correspondência: Carlos Alberto Pastore, Av. Dr. Enéas de Carvalho Aguiar, 44 - AB, CEP 05403-000, São Paulo, SP - Brasil. E-mail: ecg_pastore@incor.usp.br, pastore@cardiol.br Palavras-chave Doença de Chagas Eletrocardiografia Estratificação de Risco Arritmias Morte Súbita Cardíaca Batimentos Cardíacos Ectópicos

A T-wave alternans (TWA) visível não é na verdade um achado recente e tem sido relatada desde 1909.1 Entretanto, é a TWA em microvolts, não visível e muito menos rara, que ganhou um lugar ao sol devido à sua associação com distúrbio elétrico e risco elevado de morte súbita cardíaca (MSC) ou eventos arrítmicos,2-6 como tem sido avaliado em diversas pesquisas clínicas e estudos em populações: TWA na ICC,7 ALPHA,8 REFINE,9 FINCAVAS,10 Ikeda et al.,11 (em um estudo colaborativo) e Bloomfield et al.,12 (em uma pesquisa do tipo MADIT-II). Todos esses estudos têm em comum o fato de que trazem evidências sobre o alto valor preditivo negativo da TWA em relação a MSC ou a eventos arrítmicos, com valor preditivo positivo baixo a regular.

A microalternância de onda T consiste na análise, através de software especializado, de variações batimento a batimento que ocorrem na repolarização ventricular (segmento ST e onda T), muito pouco perceptíveis a olho nu.13-16 A TWA permite acessar, de maneira indireta, o aspecto de aumento da dispersão dos potenciais de ação das células do coração, fator esse primordial em uma sequência de eventos que levarão a mecanismos de re-entrada e fibrilação ventricular que culminarão na MSC. Uma propriedade fundamental de sua análise é o alto poder preditivo negativo para o risco de MSC que um teste de TWA normal apresenta.12

A TWA apresenta, dentre diferentes metodologias de aferição, duas técnicas de destaque: a obtida pelo método espectral (Spectral Method - SM) e a que é obtida pela média móvel modificada (modified moving average - MMA), como as mais disseminadas e com relevância na literatura médica.17

O SM mede flutuações da onda T através da computação de diferenças ponto a ponto entre 128 locais equidistantes no ST-T, numa série de 128 batimentos consecutivos alinhados (já descartados os batimentos ectópicos e com ruído).18 Em outras palavras, há 128 tacogramas semelhantes àqueles usados na análise da variabilidade da frequência cardíaca. Depois, são computados 128 espectros de frequência (daí o nome da metodologia - SM), sendo calculada a média deles. O valor da TWA é então avaliado na frequência de 0,5 ciclo por batimento. Em 1994, foi publicada pela primeira vez a adaptação dessa técnica a pacientes humanos.19 Desde então, ela é o método de análise de TWA mais usado, com a mais ampla gama de aplicações.

A MMA cria, recursivamente, dois padrões (modelos) de batimentos, a partir de qualquer sequência de batimentos válidos (sendo um padrão associado somente aos batimentos pares, e o outro aos batimentos ímpares). Para explicitar cada um dos padrões de batimentos, o algoritmo iterativo é o seguinte: as diferenças de amplitude entre o padrão atual (de batimentos pares ou ímpares) e o próximo batimento válido (par ou ímpar) são medidas ao longo de diversos locais equidistantes no ST-T. Cada uma dessas diferenças é dividida em X partes iguais (onde X pode ser 8, 16, 32 ou 64) e a contribuição do batimento atual válido na atualização do batimento-padrão é então limitada a 1/X (chamado de fator de atualização ou fração limitante) das diferenças entre modelo e batimento. Finalmente, os valores da TWA são disponibilizados a cada 15 segundos, como a diferença entre os dois padrões representativos (e continuamente atualizados) dos batimentos pares e batimentos ímpares.20 Essa técnica foi avalizada em estudos acadêmicos com boa reprodutividade.21

Em um trabalho em pacientes com doença de Chagas, apresentado nesta edição dos Arquivos Brasileiros de Cardiologia,22 portadores de cardiomiopatia chagásica crônica com história de arritmia ventricular maligna apresentaram maior frequência de resultado não negativo de microalternância de onda T quando comparados a pacientes sem ocorrência prévia de arritmias, sugerindo que a TWA pode ter um papel na estratificação de risco de MSC na doença de Chagas. O trabalho usou o software da Cambridge Heart, que utiliza eletrodos especiais (de alta resolução), com a metodologia SM. Seus resultados são expostos em termos de TWA negativa e não negativa (positiva + indeterminados), sendo essa comparada aos negativos. Esse trabalho reforça que a cardiomiopatia chagásica apresenta um verdadeiro substrato arritmogênico confirmado pela TWA.

Minieditorial referente ao artigo Associação entre Microalternância de Onda T e Arritmias Ventriculares Malignas na Doença de Chagas