Arq Bras Cardiol abc Arquivos Brasileiros de Cardiologia Arq. Bras. Cardiol. 0066-782X 1678-4170 Sociedade Brasileira de Cardiologia - SBC RjVNqSydR3jWyzQFmn9MxdM S0066-782X2024001200312 00312 10.36660/abc.20240253 Artigo Original Impacto dos Bloqueios Intraventriculares na Dinâmica do Ciclo Cardíaco: Uma Análise ECO e Vetorcardiográfica 0000-0001-6671-0820 Duarte Carlos Eduardo Concepção e desenho da pesquisa e Análise e interpretação dos dados Obtenção de dados Redação do manuscrito 1 0000-0002-5723-8285 Silva Katia Regina Redação do manuscrito 1 Jesus Luciene Dias de Obtenção de dados 2 Abensur Henry Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo 2 0000-0001-6104-9113 Costa Roberto Concepção e desenho da pesquisa e Análise e interpretação dos dados Redação do manuscrito 1 Hospital das Clínicas Faculdade de Medicina Universidade de São Paulo São Paulo SP Brasil Instituto do Coração do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo, São Paulo, SP – Brasil Beneficência Portuguesa de São Paulo São Paulo SP Brasil Beneficência Portuguesa de São Paulo, São Paulo, SP – Brasil Carlos Eduardo Duarte • Instituto do Coração do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo - Dr. Enéas de Carvalho Aguiar, 44. CEP 05403-000, São Paulo, SP - Brasil E-mail: carlosduarte.ritmo@gmail.com

Mauricio Scanavacca

Não há conflito com o presente artigo

 14 02 2025 11 2024 121 12 e20240253 15 04 2024 17 07 2024 03 10 2024 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. Resumo Fundamento

O bloqueio do ramo esquerdo (BRE) provoca retardos que alteram a mecânica do ciclo ventricular. O efeito de outros bloqueios intraventriculares (BIV) permanece pouco explorado.

 Objetivos

Estudar as fases do ciclo cardíaco (CC) e a sincronia ventricular em diferentes padrões de ativação ventricular.

 Métodos

Estudo transversal com 328 indivíduos consecutivos sem cardiopatia estrutural, eletrocardiograma normal ou BIV, realizado entre agosto/2020 e janeiro/2022. Ecocardiograma e Vetorcardiograma foram realizados simultaneamente para analisar a eletromecânica do CC. Foi uitlizada a Análise de Variância de um fator (ANOVA) com teste de comparação múltipla de Bonferroni, com nível de significância de 5%.

 Resultados

A idade dos participantes foi de 64,8±15,3 anos, com 57,9% do sexo masculino e fração de ejeção de 67,0±6,8%. O eletrocardiograma foi normal em 32,3%, 18,6% apresentavam bloqueio do ramo direito (BRD), 17,7% apresentavam bloqueio da divisão anterossuperior (BDAS), 15,6% apresentavam BRD+BDAS e 15,9% apresentavam BRE. No ecocardiograma, verificou-se aumento da pré-ejeção do ventrículo esquerdo de 18,7% (p<0,001) e 56,8% (p<0,001) no BRD+BDAS e BRE, respectivamente. Houve contração miocárdica pós-sistólica em todos os tipos de BIV e dissincronia ventricular no BRE. Pelo Vetorcardiograma, observou-se ativação inicial da onda R aumentada em 17,4% no BDAS (p<0,001), 43,5% no BRD+BDAS (p<0,001) e 47,4% no BRE (p<0,001) e final atrasada em 69,4% no BRE (p<0,001), 73,6% no BRD+BDAS (p<0,001) e 95,3% no BRD (p<0,001).

 Conclusões

Todos BIV modificaram o CC; entretanto, apenas o BRE e o BRD+BDAS alteraram significativamente o ciclo ventricular esquerdo, evidenciando a maior complexidade desses distúrbios.

: Impacto dos Bloqueios Intraventriculares na Dinâmica do Ciclo Cardíaco: Uma Análise ECO e Vetorcardiográfica

Bloqueio de Ramo Eletrocardiografia Vetorcardiografia Terapia de Ressincronização Cardíaca Introdução

Distúrbios da condução elétrica intraventricular estão associados a retardo da ativação miocárdica, alteração da sincronia ventricular normal e perda da eficiência mecânica do coração.1 Esses fenômenos podem variar em grau e em localização, assim como acometer global ou regionalmente um único ou ambos os ventrículos, dependendo do tipo de distúrbio elétrico.2 O estudo dos efeitos dos bloqueios da condução intraventricular sobre a função ventricular ganhou maior interesse a partir do desenvolvimento da terapia de ressincronização cardíaca (TRC) e da observação de que seus efeitos clínicos e funcionais variavam em função do tipo de bloqueio.3

O eletrocardiograma de superfície tem sido o método utilizado para classificar os diversos tipos de bloqueios da condução intraventricular, enquanto o ecocardiograma, nas suas diversas modalidades, tem permitido avaliar os efeitos funcionais desses distúrbios elétricos.4 Recentemente, a transformação matemática dos sinais do eletrocardiograma de superfície tornou possível a obtenção do vetorcardiograma de forma simplificada.5 Este método aumenta a acurácia do ECG para determinar os atrasos da ativação elétrica e da repolarização cardíaca por permitir a análise vetorial simultânea em três planos, além da decomposição das alças elétricas das ondas P e T e dos complexos QRS em suas fases inicial e final, através da identificação dos seus pontos de amplitude máxima.6

A avaliação dos efeitos funcionais do bloqueio completo do ramo esquerdo no ciclo cardíaco (CC) tem demonstrado o aumento da duração da sístole e a diminuição da diástole, dentre outros efeitos deletérios à dinâmica do ventrículo esquerdo (VE) causados por este distúrbio elétrico.7 Contudo, no melhor do nosso conhecimento, esses fenômenos ainda não foram estudados nos demais tipos de bloqueio intraventricular. A justificativa para o presente estudo baseia-se na necessidade de se identificar quais tipos de bloqueios intraventriculares (BIV) de padrão não-BRE estão associados a alterações significativas do ciclo ventricular esquerdo e, que, portanto, podem se beneficiar da TRC.

O objetivo do presente estudo foi avaliar, pelo vetorcardiograma e pelo ecocardiograma, indivíduos com diferentes tipos de condução intraventricular, para compreender as alterações elétricas e suas correspondências mecânicas nas diferentes fases do CC.

 Métodos Desenho do estudo e aspectos éticos

Estudo transversal realizado em indivíduos consecutivos referenciados para realização de ecocardiograma bidimensional de rotina em um centro terciário de cardiologia no período de agosto de 2020 a janeiro de 2022. O estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Instituição. Todos os participantes assinaram o termo de consentimento livre e esclarecido (TCLE).

 População estudada

Foram incluídos indivíduos adultos, com coração morfologicamente normal, ritmo sinusal regular, condução atrioventricular 1:1 e condução intraventricular normal ou com padrões eletrocardiográficos de bloqueio da divisão anterossuperior (BDAS), bloqueio do ramo direito (BRD), bloqueio do ramo direito com bloqueio divisional anterossuperior (BRD+BDAS) ou bloqueio do ramo esquerdo (BRE). Não foram incluídos indivíduos com histórico de doença cardíaca estrutural, especialmente defeito cardíaco congênito, doença de Chagas ou infarto do miocárdio; de procedimentos cirúrgicos ou percutâneos cardiovasculares prévios; ablação de arritmias cardíacas ou uso de dispositivo cardíaco eletrônico implantável; uso de medicamentos que retardam a despolarização cardíaca ou alteram o intervalo QT como antiarrítmicos ou antidepressivos; áreas eletricamente inativas no eletrocardiograma ou fração de ejeção menor do que 0,40; alteração da contratilidade segmentar; ou áreas de cicatrizes ventriculares ao ecocardiograma.

A amostra, definida por conveniência, foi composta pelos indivíduos que realizam o ecocardiograma bidimensional de rotina de maneira consecutiva no período do estudo e que atenderam aos critérios de elegibilidade.

Foram excluídos do estudo os casos que apresentaram inviabilidade técnica para a aquisição de medidas ecocardiográficas específicas ou para geração das alças vetorcardiográficas devido à baixa qualidade do sinal eletrocardiográfico, assim como os que apresentaram alterações eletrocardiográficas ou ecocardiográficas indicativas de modificações na contratilidade segmentar, áreas eletricamente inativas ou sinais de disfunção ventricular com fração de ejeção do ventrículo esquerdo (FEVE) < 0,40.

 Avaliação dos dados clínicos basais

Após a inclusão no estudo, foi realizado o levantamento do histórico cardiovascular e do estado funcional, mediante consulta do prontuário e entrevista com os pacientes.

 Estudo ecocardiográfico

As medidas temporais do CC foram determinadas a partir do início do complexo QRS e visaram o cálculo do intervalo de pré-ejeção, do período ejetivo, do tempo de relaxamento isovolumétrico e do tempo de enchimento do VE, assim como do intervalo de pré-ejeção e do período ejetivo do ventrículo direito (VD). A sincronia interventricular foi determinada pela diferença entre os intervalos pré-ejetivos das câmaras ventriculares direitas e esquerdas e a sincronia intraventricular, pela diferença temporal entre os nadires das paredes lateral e septal obtidos durante a avaliação da contratilidade ventricular esquerda pelo modo M. A presença de contração muscular após o fechamento valvar aórtico (contração diastólica) foi mensurada para as paredes septal e lateral.

 Estudo eletrocardiográfico

A categorização morfológica dos padrões de ativação intraventricular, foi feita por um único analisador em conformidade com os seguintes critérios: (1) Grupo NORMAL, caracterizado por complexo QRS < 120 ms com ângulo máximo do complexo QRS no plano frontal (SâQRS) entre -30° e 90°; (2) Grupo BDAS incluindo complexo QRS < 120 ms com desvio do eixo no plano frontal para a esquerda com SâQRS < -45° com padrão rS em D2 e D3, sendo D3 de 15 mm e D3>D2; (3) Grupo BRD compreendendo complexo QRS > 120 ms e presença de onda R trifásica em V1 ou V2 (rsr’, rsR’, rSR’); (4) Grupo BRD+BDAS caracterizado pela associação dos padrões de BRD e BDAS acima descritos e (5) Grupo BRE incluindo complexo QRS > 120 ms na presença onda R bifásica em V1 ou V2 (QS ou rS).8

As medidas da frequência cardíaca (ciclo RR), da duração do complexo QRS e dos intervalos PR e QT foram realizadas de forma automática pelo software do equipamento utilizado para o registro do ECG e conferidas manualmente para a certificação de sua precisão. A correção do intervalo QT pela frequência cardíaca foi realizada pelo software seguindo a fórmula de Bazzett.9 O SâQRS foi anotado após a definição correta dos intervalos acima mencionados. A unidade de tempo utilizada foi o milissegundo (ms), a unidade de amplitude foi o microvolt (µV) e a unidade angular foi o grau (°).

 Vetorcardiograma

Os sinais vetorcardiográficos, construídos pela transformação matemática dos sinais eletrocardiográficos seguindo a regra de Kors,10permitiram a determinação dos tempos de ativação inicial e final da onda R, dos tempos de ativação inicial e final da onda T, dos tempos de ativação inicial e final da onda P nas alças tridimensionais (3-D), construídas pela soma vetorial dos planos frontal, horizontal e sagital e dos Segmentos isoelétricos ST, TP e PR (Figura 1).

– Representação esquemática da avaliação vetorecocardiográfica do ciclo cardíaco. IPVD: intervalo de pré-ejeção do ventrículo direito; IPVE: intervalo de pré ejeção do ventrículo esquerdo; NCL: nadir da contração da parede lateral; NCS: nadir da contração da parede Septal; PEVD: período ejetivo do ventrículo direito; PEVE: período ejetivo do ventrículo esquerdo; TAFP: tempo de ativação final da onda P; TAFR: tempo de ativação final da onda R; TAFT: tempo de ativação final da onda T; TAIP: tempo de ativação inicial da onda P; TAIR: tempo de ativação inicial da onda R; TAIT: tempo de ativação inicial da onda T; TEVE: tempo de enchimento do ventrículo esquerdo; TRIV: tempo de relaxamento isovolumétrico.

Coleta eletrônica e gerenciamento dos dados

A coleta de dados foi realizada em formulários eletrônicos desenvolvidos no software REDCap (Research Electronic Data Capture).11 Ao longo do estudo, foram utilizadas funcionalidades específicas do REDCap para o monitoramento da qualidade dos dados.

 Variáveis estudadas e análise estatística

Para a análise dos resultados foram considerados os dados clínicos basais, os dados do eletrocardiograma, do ecocardiograma e do vetorcardiograma. Para as variáveis contínuas esta análise foi feita pela apresentação do cálculo de médias e desvios-padrão. Para as variáveis categóricas calculou-se frequências absolutas e relativas. O teste de Kolmogorov-Smirnov (KS) foi utilizado para a testagem da normalidade dos dados.

Para a comparação dos grupos foi realizada a Análise de Variância de um fator com teste de comparação múltipla de Bonferroni. Para se testar a associação entre as proporções foi utilizado o teste qui-quadrado ou o teste exato de Fisher, conforme a natureza dos dados. O nível de significância utilizado para os testes foi de 5%.

 Resultados Características basais dos participantes

Durante o período do estudo, 394 indivíduos foram avaliados. Destes, 57 não foram incluídos por apresentar histórico de infarto do miocárdio ou por estar em uso de medicamentos que alteram o segmento ST ou o intervalo QT. Após a inclusão no estudo, nove participantes foram excluídos por apresentar, ao ecocardiograma, alteração segmentar da contratilidade cardíaca ou fração de ejeção do VE <0,40 ou por problemas técnicos para a obtenção do vetorcardiograma. Desta forma, a amostra do estudo foi composta por 328 indivíduos, distribuídos conforme os critérios eletrocardiográficos estabelecidos para a condução intraventricular: NORMAL em 106 (32,3%), BDAS em 58 (17,7%), BRD em 61 (18,6%), BRD+BDAS em 51 (15,6%) e BRE em 52 (15,9%) participantes. As características basais da amostra estão apresentadas na Tabela 1.

– Características basais dos participantes da pesquisa segundo os grupos estudados
Variáveis estudadas Todos (n = 328) NORMAL (n = 106) BDAS (n = 58) BRD (n = 61) BRD+BDAS (n = 51) BRE (n = 52) p
Idade (anos), média ± DP 64,9 ± 15,3 55,2 ± 16,2 69,8 ± 11,1 68,2 ± 14,6 71,8 ± 10,6 67,3 ± 12,5 < 0,001
Sexo, n (%)
Feminino 138 (42,0) 55 (51,9) 20 (34,5) 22 (36,1) 15 (29,4) 26 (50,0) 0,025
Masculino 190 (57,9) 51 (48,1) 38 (65,5) 39 (63,9) 36 (70,6) 26 (50,0)
Classe Funcional (NYHA), n (%)
I 323 (98,5) 106 (100) 58 (100) 60 (98,4) 51 (100) 48 (92,3) 0,003
II 5 (1,5) 0 (0,0) 0 (0,0) 1 (1,6) 0 (0,0) 4 (7,7)
Comorbidades, n (%)
Hipertensão arterial 186 (56,7) 44 (41,5) 39 (67,2) 38 (62,3) 32 (62,8) 33 (63,5) 0,005
Dislipidemia 128 (39,0) 30 (28,3) 24 (41,4) 24 (39,3) 19 (37,3) 31 (59,6) 0,006
Diabetes 89 (27,1) 21 (19,8) 18 (31,0) 19 (31,2) 13 (25,5) 18 (34,6) 0,252
Hipotireoidismo 43 (13,1) 13 (12,3) 3 (5,2) 6 (9,8) 10 (19,6) 11 (21,2) 0,069
Medicamentos, n (%)
Uso de qualquer medicamento 256 (78,1) 62 (58,5) 50 (86,2) 52 (85,3) 46 (90,2) 46 (88,5) <0,001
IECA/BRA 154 (60,2) 30 (48,4) 35 (70,0) 32 (61,5) 27 (58,7) 30 (65,2) 0,186
Betabloqueador 64 (25,0) 13 (21,0) 10 (20,0) 10 (19,2) 11 (23,9) 20 (43,5) 0,032
Furosemida 11 (4,3) 1 (1,6) 1 (2,0) 0 (0,0) 4 (8,7) 5 (10,9) 0,019
Espironolactona 13 (5,1) 1 (1,6) 2 (4,0) 0 (0,0) 0 (0,0) 10 (21,7) <0,001
Variáveis Ecocardiográficas, média ± DP
Átrio Esquerdo (mm) 35,5 ± 4,7 34,0 ± 3,7 34,9 ± 4,2 35,5 ± 5,4 37,8 ± 4,6 36,9 ± 5,3 < 0,001
Ventrículo Esquerdo (mm) 47,9 ± 4,9 46,7 ± 4,8 48,2 ± 4,6 47,6 ± 4,5 49,3 ± 5,1 49,3 ± 5,5 0,004
Ventrículo direito (mm) 25,8 ± 3,0 25,2 ± 2,7 25,3 ± 2,8 26,4 ± 3,2 27,0 ± 3,2 25,9 ± 2,9 0,002
Fração de Ejeção (%) 67,0 ± 6,8 67,4 ± 6,0 67,9 ± 5,4 69,5 ± 4,7 67,1 ± 5,5 61,8 ± 9,9 <0,001

BRA: bloqueadores do receptor de angiotensina II; DP: desvio-padrão; IECA: inibidores da conversão da enzima da angiotensina; NYHA: New York Heart Association.

 Avaliação ecocardiográfica do ciclo cardíaco

Os momentos de abertura e de fechamento das valvas pulmonar, aórtica e mitral estão apresentados no Material Suplementar (Tabela S1).

Houve alterações significativas do intervalo de pré-ejeção e do tempo de relaxamento isovolumétrico do VE associadas aos bloqueios da condução intraventricular (Tabela 2). Nota-se que os padrões de BRD e de BDAS, isoladamente, não estiveram associados a aumento significativo da pré-ejeção ventricular esquerda em relação ao grupo NORMAL. Por outro lado, no subgrupo BRD+BDAS houve aumento de 18,7% no período de pré-ejeção e no BRE, aumento de 56,8%. Vale ressaltar que o período ejetivo do VE não foi comprometido em nenhum dos tipos de BIV estudados. O tempo de relaxamento isovolumétrico apresentou aumento significativo associado apenas ao padrão BRD+BDAS. Não foram observadas alterações significativas no enchimento VE associadas aos BIV.

– Caracterização das fases da sístole e diástole segundo os grupos estudados
Variáveis estudadas Todos (n = 328) NORMAL (n = 106) BDAS (n = 58) BRD (n = 61) BRD+BDAS (n = 51) BRE (n = 52) p
Sístole – Ventrículo Esquerdo
Intervalo de pré-ejeção do VE 100,8 ± 25,9 88,4 ± 16,3 95,9 ± 20,1 91,1 ± 19,5 105,0 ± 22,6 138,7 ± 20,1 <0,001
Tempo de ejeção do VE 300,3 ± 33,6 298,8 ± 32,8 306,4 ± 35,3 295,7 ± 34,2 298,8 ± 34,7 303,5 ± 31,6 0,427
Diástole – Ventrículo Esquerdo
Tempo de relaxamento isovolumétrico 87,5 ± 34,9 79,3 ± 29,2 86,3 ± 37,6 85,8 ± 30,9 100,2 ± 42,2 95,3 ± 35,1 0,004
Tempo de enchimento do VE 473,4 ± 131,8 472,3 ± 136,7 475,2 ± 140,51 473,9 ± 123,2 509,4 ± 135,1 437,4 ± 112,0 0,102
Sístole – Ventrículo Direito
Intervalo de pré-ejeção do VD 106,5 ± 27,3 91,0 ± 17,6 99,5 ± 25,7 125,9 ± 18,7 132,4 ± 24,2 97,88 ± 25,59 <0,001
Tempo de ejeção do VD 306,4 ± 38,7 308,7 ± 34,5 312,7 ± 39,6 299,4 ± 37,1 307,1 ±40,2 302,00 ± 45,29 0,329

BDAS: bloqueio divisional anterossuperior; BRD: bloqueio de ramo direito; BRE: bloqueio de ramo esquerdo; VD: ventrículo direito; VE: ventrículo esquerdo.

O intervalo de pré-ejeção do VD também apresentou alterações associadas aos BIVs (Tabela 2). Nota-se que, em comparação à condução NORMAL, os padrões BRD e BRD+BDAS estiveram associados a aumento significativo dos intervalos de pré-ejeção do VD, de 38,5% para o BRD e de 45,5% para o BRD+BDAS, não tendo sido observadas alterações significativas nos padrões BDAS e BRE. Quanto ao período de ejeção do VD, não houve modificação significativa associada a qualquer dos distúrbios da condução.

Dissincronia interventricular foi verificada em todos os tipos de BIV com complexo QRS largo. Enquanto nos indivíduos com padrão de condução NORMAL ou com BDAS a abertura da valva pulmonar ocorreu logo após a da valva aórtica, a ocorrência de BRD ou de BRD+BDAS implicou em ampliar essa diferença. Por outro lado, o BRE esteve associado a retardo significativo do início da ejeção do VE. Dissincronia intraventricular foi observada apenas no padrão BRE, no qual a parede septal atingiu seu nadir notavelmente após o da parede lateral (Figura 2). Em todos os demais padrões de BIV a sincronia das paredes septal e lateral do VE foi pouco alterada (Tabela 3).

– Atraso do nadir da contração septal em indivíduo portador de Bloqueio de Ramo esquerdo. BRE: bloqueio de ramo esquerdo; NCL: nadir da contração da parede lateral; NCS: nadir da contração da parede septal.

– Avaliação da sincronia ventricular e da contração diastólica segundo os grupos estudados
Variáveis estudadas Todos (n = 328) NORMAL (n = 106) BDAS (n = 58) BRD (n = 61) BRD+BDAS (n = 51) BRE (n = 52) p
Sincronia interventricular (ms) 5,7 ± 32,2 2,5 ± 18,8 3,5 ± 24,9 34,9 ± 19,8 27,4 ± 19,9 -40,8 ± 25,2 < 0,001
Tempo transcorrido após o fechamento da valva aórtica
Nadir de contração da parede Septal (ms) 28,7 ± 70,1 -1,7 ± 56,4 25,2 ± 75,5 34,5 ± 53,2 34,3 ± 61,8 82,4 ± 80,8 < 0,001
Nadir de contração da parede Lateral (ms) 13,3 ± 47,2 8,1 ± 35,9 7,4 ± 47,6 23,6 ± 45,0 22,0 ± 61,2 9,8 ± 52,5 < 0,001
Sincronia entre as paredes lateral e septal do VE (ms) -15,4 ± 76,4 9,9 ± 58,5 -17,7 ± 84,1 -10,9 ± 65,0 -12,2 ± 82,0 -72,6 ± 78,9 < 0,001

BDAS: bloqueio divisional anterossuperior; BRD: bloqueio de ramo direito; BRE: bloqueio de ramo esquerdo; VD: ventrículo direito; VE: ventrículo esquerdo.

Contração ventricular durante o período de relaxamento isovolumétrico, contudo, foi observada em todos os padrões de condução intraventricular estudados. A única condição em que o nadir da contração ocorreu durante a fase de ejeção ventricular foi no padrão de condução normal da parede septal. Em todas as demais condições, o nadir da contração ocorreu após o fechamento da valva aórtica, inclusive no padrão de condução normal na parede lateral do VE, sendo importante notar que, em todos os padrões de BIV estudados, a contração mais tardia foi sempre a da parede septal (Tabela 3).

 Avaliação vetorcardiográfica do ciclo cardíaco

Os valores médios das fases de ativação inicial e final, assim como as amplitudes cúbicas, das ondas P, T e complexo QRS, e a duração dos segmentos PR, ST e TP, para cada um dos subgrupos estudados, estão apresentados na Tabela 4.

– Intervalos de avaliação vetorcardiográfica segundo os grupos estudados
Variáveis estudadas Todos (n = 328) NORMAL (n = 106) BDAS (n = 58) BRD (n = 61) BRD+BDAS (n = 51) BRE (n = 52) p
Tempo de Ativação da onda P (ms)
Inicial 56,4 ± 12,2 57,4 ± 10,0 55,7 ± 13,3 54,4 ± 12,3 57,7 ± 12,6 56,2 ± 14,3 0,520
Final 61,0 ± 15,8 56,5 ± 10,9 62,6 ± 19,0 63,5 ± 16,3 65,8 ± 16,6 61,1 ± 17,1 < 0,001
Tempo de Ativação da onda R (ms)
Inicial 54,6 ± 14,7 46,4 ± 4,8 54,0 ± 10,3 47,4 ± 15,1 66,6 ± 18,7 68,4 ± 8,6 < 0,001
Final 74,9 ± 25,3 53,0 ± 7,9 56,2 ± 11,9 103,5 ± 19,3 92,0 ± 19,4 89,8 ± 10,6 < 0,001
Tempo de Ativação da onda T (ms)
Inicial 97,1 ± 14,2 95,7 ± 13,5 99,6 ± 17,6 95,3 ± 11,8 97,1 ± 15,9 99,6 ± 11,9 0,239
Final 95,8 ± 18,7 86,2 ± 12,0 93,6 ± 13,9 95,2 ± 12,3 101,8 ± 16,7 112,8 ± 27,4 < 0,001
Amplitude cúbica (µV)
Onda P 136,7 ± 37,9 138,3 ± 33,0 132,4 ± 40,0 141,0 ± 45,2 140,8 ± 40,1 128,9 ± 32,5 0,342
Complexo QRS 1010,4 ± 407,7 1081,7 ± 355,7 866,7 ± 292,5 818,1 ± 274,9 779,8 ± 306,6 1477,1 ± 418,4 < 0,001
Onda T 365,6 ± 138,7 352,2 ± 124,8 333,6 ± 115,2 385,0 ± 135,0 336,4 ± 129,1 434,3 ± 176,1 < 0,001
Segmentos isoelétricos
Segmento PR (ms) 49,0 ± 23,7 42,9 ± 18,5 51,2 ± 17,8 50,0 ± 31,3 51,7 ± 27,1 55,1 ± 22,9 0,018
Segmento ST (ms) 97,9 ± 34,6 119,0 ± 29,7 107,2 ± 27,3 81,4 ± 31,7 86,1 ± 33,7 75,5 ± 27,4 < 0,001
Segmento TP (ms) 308,8 ± 132,8 330,0 ± 125,1 329,0 ± 137,7 290,0 ± 121,9 310,2 ± 155,8 263,8 ± 120,3 0,023

BDAS: bloqueio divisional anterossuperior; BRD: bloqueio de ramo direito; BRE: bloqueio de ramo esquerdo; VD: ventrículo direito; VE: ventrículo esquerdo.

O tempo de ativação inicial do complexo QRS não se mostrou alterado em relação ao padrão normal somente pelo BRD. Nos demais padrões, houve retardo da ativação ventricular de 17,4% no BDAS, de 43,5% no BRD+BDAS e de 47,4% no BRE. O tempo de ativação final do complexo QRS não foi alterado significativamente apenas no BDAS. Apresentou-se aumentado em relação ao Normal em todos os outros tipos de BIV estudados, com incremento médio de 69,4% no BRE, de 73,6% no BRD+BDAS e de 95,3% no BRD (Tabela 4).

A repolarização ventricular também foi alterada pelos bloqueios da condução intraventricular com modificações observadas na duração do segmento ST, na duração da onda T e em sua simetria. O segmento ST não se mostrou significativamente alterado apenas no padrão BDAS. Nos outros padrões de BIV houve encurtamento do segmento ST que, em média, foi de 36,0% no BRE, de 32,0% no BRD e de 28,0% no BRD+BDAS. A duração da fase inicial da onda T não se mostrou significativamente alterada em nenhum dos padrões de BIV estudados. Por outro lado, a porção final da onda T mostrou-se com duração aumentada em todos os padrões de BIV, com incremento médio de 8,6% no BDAS (p=0,465), de 10,4% no BRD (p<0,001), de 18,1% no BRD+BDAS (p<0,001) e de 30,9% no BRE (p<0,001). Estas alterações descritas causaram, portanto, modificações da simetria das ondas T (Tabela 4).

Os segmentos TP e PR dos grupos de pacientes com distúrbio da condução IV não apresentaram modificações significativas quando comparados ao grupo NORMAL à exceção do grupo BRE, em que a duração do intervalo TP foi 20% menor (p=0,031) e a duração do segmento PR foi 28% maior do que o NORMAL (p=0,022).

A ativação atrial mostrou-se semelhante em todos os padrões de condução intraventricular, tendo sido notada diferença em relação ao grupo NORMAL apenas no tempo de ativação final da onda P no subgrupo BRD+BDAS em que se notou incremento médio de 17,0% (p=0,004).

 Discussão

As alterações da contratilidade cardíaca causadas por distúrbios da condução intraventricular têm sido estudadas desde os anos 1960.12,13 No entanto, foi somente em 1989 que Grines et al.,7 descreveram as modificações ventriculares globais resultantes da ativação elétrica anormal do BRE, evidenciadas principalmente pela movimentação anormal do septo interventricular, redução da fração de ejeção regional do VE e redução da diástole. Essas descobertas embasaram a TRC, que visa a redução de efeitos deletérios à função ventricular esquerda induzidos por bloqueios da condução intraventricular ou pela estimulação elétrica artificial crônica do VD. A alta taxa de não respondedores à TRC dos pacientes com padrão não-BRE; entretanto, destaca a necessidade de uma maior compreensão das modificações ocorridas no CC e na sincronia das paredes ventriculares desses indivíduos, a fim de evitar que pacientes com baixa probabilidade de resposta sejam submetidos à TRC ou que indivíduos com maior probabilidade de boa resposta não recebam esse tratamento.13

O presente estudo visou avaliar o CC em quatro padrões de bloqueio da condução intraventricular para identificar as alterações elétricas e mecânicas que ocorrem em comparação ao padrão de condução normal. As principais alterações da temporização identificadas incluíram aumento do intervalo de pré-ejeção dos ventrículos, assincronia interventricular, assincronia intraventricular esquerda e presença de contração ventricular esquerda durante a fase de relaxamento isovolumétrico.

A importância do aumento do intervalo de pré-ejeção do VE causado pelos BIVs já foi demonstrada em estudos prévios, inclusive, como preditor da resposta à TRC.14 Neste estudo, observou-se que o aumento do período de pré-ejeção do VE foi a principal alteração detectada no CC, estando principalmente associado ao BRE e, em menor intensidade, ao BRD+BDAS, não estando associado ao BDAS ou ao BRD. A despeito das modificações detectadas na pré-ejeção, não foram identificadas alterações significativas no tempo de ejeção em nenhum dos padrões eletrocardiográficos estudados. Além disso, não foram observadas alterações significativas do tempo de diástole ventricular esquerda, em contraste com os achados anteriormente reportados.7

A falta de sincronia entre as contrações dos ventrículos direito e esquerdo, embora seja frequentemente utilizada como critério para indicação da TRC,15 nos indivíduos com padrão BRD ou BRD+BDAS sinalizou, apenas, o retardo da abertura da valva pulmonar, não tendo sido notadas consequências para o ciclo do VE. Por outro lado, a avaliação da sincronia intraventricular esquerda pela medida do tempo do nadir das contrações das paredes septal e lateral do VE demonstrou que, embora apenas os indivíduos com BRE apresentassem dissincronia significativa entre essas paredes, em todos os padrões de BIV estudados, o nadir das contrações de ambas as paredes analisadas ocorria após o fechamento da valva aórtica, portanto, durante a fase de diástole do VE.

As modificações na ativação elétrica ventricular detectadas pelo vetorcardiograma mostraram que, a despeito do aumento global do tempo de duração dos complexos QRS no BRD, no BRD+BDAS e no BRE, apenas os padrões BRD+BDAS e BRE apresentaram um aumento significativo no tempo de ativação inicial. No padrão BRD, o aumento na duração do complexo QRS ocorreu, exclusivamente, pelo aumento do tempo de ativação final do complexo QRS, embora os padrões BRE e BRD+BDAS também tenham apresentado aumento significativo da fase de ativação final. As alterações na repolarização ventricular associadas aos BIVs foram caracterizadas pelo encurtamento do segmento ST nos padrões BRD, BRD+BDAS e BRE e por modificações na duração e simetria das ondas T.

As alterações elétricas e mecânicas identificadas neste estudo, ao mesmo tempo que confirmam os graves impactos do BRE para o ciclo e para a sincronia ventricular esquerda, demonstram que o BDAS e o BRD isolado estão associados a modificações menos relevantes nesta câmara cardíaca. Por outro lado, a associação BRD+BDAS merece ser avaliada com um número amostral mais representativo, face à grande diversidade de resultados detectados tanto pelo vetorcardiograma quanto pela ecocardiografia.

A análise da demografia e da apresentação clínica da amostra estudada apresenta diferenças nítidas entre indivíduos com padrão eletrocardiográfico normal e aqueles com BIV. Observa-se uma idade média mais elevada dos subgrupos de indivíduos com BIVs e a maior prevalência do sexo masculino nos indivíduos com os padrões BDAS, BRD e BRD+BDAS. Entretanto, à semelhança do que ocorre nos indivíduos com padrão de condução intraventricular normal, aqueles com padrão de BRE apresentaram equilíbrio na proporção entre os sexos. Quanto à prescrição de medicamentos, foi possível verificar o uso significativamente maior de fármacos de ação cardiovascular nos indivíduos com padrão BRE.

Os dados clínicos, vetorcardiográficos e morfológicos deste estudo destacam a maior gravidade das repercussões do BRE, sugerindo que os pacientes com esse padrão eletrocardiográfico, mesmo na ausência de sinais ou de sintomas de insuficiência cardíaca ou de disfunção ventricular esquerda grave, devem receber atenção especial durante o seguimento clínico, tanto para a prescrição de medicamentos que evitem o agravamento da função ventricular esquerda quanto para a indicação da TRC quando o tratamento farmacológico não resultar em melhora clínica e da função ventricular esquerda. Além disso, nossos resultados mostram a importância da avaliação do CC em pacientes candidatos à TRC.

Limitações do estudo

As alterações do CC avaliadas no presente estudo referem-se a indivíduos sem evidência de cardiopatia estrutural ou de alterações do ritmo cardíaco manifestadas por arritmia atrial ou bloqueio avançado da condução atrioventricular. Esses achados precisam ser validados em outras condições clínicas, como infarto do miocárdio prévio, disfunção ventricular esquerda, disfunções valvares graves, ou em outras condições que não foram contempladas nos critérios de inclusão deste estudo.

 Conclusões

A análise dos quatro padrões de distúrbios da condução intraventricular mostrou associações significativas com alterações no CC e na sincronia ventricular, variando em grau de localização conforme o tipo de bloqueio. A principal alteração observada no CC foi o aumento do período de pré-ejeção do VE associada tanto ao BRE quanto ao BRD+BDAS. Apenas o padrão BRE apresentou associação significativa com dissincronia intraventricular esquerda.

 Referências 1. García MIM, Jian Z, Hatib F, Settles JJ, Cecconi M, Pinsky MR. Relationship between Intraventricular Mechanical Dyssynchrony and Left Ventricular Systolic and Diastolic Performance: An in vivo Experimental Study. Physiol Rep. 2023;11(4):e15607. doi: 10.14814/phy2.15607. García MIM Jian Z Hatib F Settles JJ Cecconi M Pinsky MR Relationship between Intraventricular Mechanical Dyssynchrony and Left Ventricular Systolic and Diastolic Performance: An in vivo Experimental Study Physiol Rep 2023 11 4 e15607 10.14814/phy2.15607 2. Chen X, Li X, Bai Y, Wang J, Qin S, Bai J, et al. Electrical Resynchronization and Clinical Outcomes During Long-Term Follow-Up in Intraventricular Conduction Delay Patients Applied Left Bundle Branch Pacing-Optimized Cardiac Resynchronization Therapy. Circ Arrhythm Electrophysiol. 2023;16(9):e011761. doi: 10.1161/CIRCEP.122.011761. Chen X Li X Bai Y Wang J Qin S Bai J et al Electrical Resynchronization and Clinical Outcomes During Long-Term Follow-Up in Intraventricular Conduction Delay Patients Applied Left Bundle Branch Pacing-Optimized Cardiac Resynchronization Therapy Circ Arrhythm Electrophysiol 2023 16 9 e011761 10.1161/CIRCEP.122.011761 3. Henin M, Ragy H, Mannion J, David S, Refila B, Boles U. Indications of Cardiac Resynchronization in Non-Left Bundle Branch Block: Clinical Review of Available Evidence. Cardiol Res. 2020;11(1):1-8. doi: 10.14740/cr989. Henin M Ragy H Mannion J David S Refila B Boles U Indications of Cardiac Resynchronization in Non-Left Bundle Branch Block: Clinical Review of Available Evidence Cardiol Res 2020 11 1 1 8 10.14740/cr989 4. Calle S, Delens C, Kamoen V, De Pooter J, Timmermans F. Septal flash: At the Heart of Cardiac Dyssynchrony. Trends Cardiovasc Med. 2020;30(2):115-22. doi: 10.1016/j.tcm.2019.03.008. Calle S Delens C Kamoen V De Pooter J Timmermans F Septal flash: At the Heart of Cardiac Dyssynchrony Trends Cardiovasc Med 2020 30 2 115 122 10.1016/j.tcm.2019.03.008 5. Vondrak J, Penhaker M, Jurek F. Selected Transformation Methods and Their Comparison for VCG Leads Deriving. Alex Eng J. 2022;61(5):3475-85. doi: 10.1016/j.aej.2021.08.068. Vondrak J Penhaker M Jurek F Selected Transformation Methods and Their Comparison for VCG Leads Deriving Alex Eng J 2022 61 5 3475 3485 10.1016/j.aej.2021.08.068 6. Vondrak J, Penhaker M. Review of Processing Pathological Vectorcardiographic Records for the Detection of Heart Disease. Front Physiol. 2022;13:856590. doi: 10.3389/fphys.2022.856590. Vondrak J Penhaker M Review of Processing Pathological Vectorcardiographic Records for the Detection of Heart Disease Front Physiol 2022 13 856590 10.3389/fphys.2022.856590 7. Grines CL, Bashore TM, Boudoulas H, Olson S, Shafer P, Wooley CF. Functional Abnormalities in Isolated Left Bundle Branch Block. The Effect of Interventricular Asynchrony. Circulation. 1989;79(4):845-53. doi: 10.1161/01.cir.79.4.845. Grines CL Bashore TM Boudoulas H Olson S Shafer P Wooley CF Functional Abnormalities in Isolated Left Bundle Branch Block. The Effect of Interventricular Asynchrony Circulation 1989 79 4 845 853 10.1161/01.cir.79.4.845 8. Samesima N, God EG, Kruse JCL, Leal MG, Pinho C, França FFAC, et al. Brazilian Society of Cardiology Guidelines on the Analysis and Issuance of Electrocardiographic Reports - 2022. Arq Bras Cardiol. 2022;119(4):638-80. doi: 10.36660/abc.20220623. Samesima N God EG Kruse JCL Leal MG Pinho C França FFAC et al Brazilian Society of Cardiology Guidelines on the Analysis and Issuance of Electrocardiographic Reports - 2022 Arq Bras Cardiol 2022 119 4 638 680 10.36660/abc.20220623 9. Bazett HC. An Analysis of the Time-Relations of Electrocardiograms. Heart. 1920;7(1):353-70. Doi: 10.1111/j.1542-474X.1997.tb00325.x. Bazett HC An Analysis of the Time-Relations of Electrocardiograms Heart 1920 7 1 353 370 10.1111/j.1542-474X.1997.tb00325.x 10. Kors JA, van Herpen G, Sittig AC, van Bemmel JH. Reconstruction of the Frank Vectorcardiogram from Standard Electrocardiographic Leads: Diagnostic Comparison of Different Methods. Eur Heart J. 1990;11(12):1083-92. doi: 10.1093/oxfordjournals.eurheartj.a059647. Kors JA van Herpen G Sittig AC van Bemmel JH Reconstruction of the Frank Vectorcardiogram from Standard Electrocardiographic Leads: Diagnostic Comparison of Different Methods Eur Heart J 1990 11 12 1083 1092 10.1093/oxfordjournals.eurheartj.a059647 11. Harris PA, Taylor R, Thielke R, Payne J, Gonzalez N, Conde JG. Research Electronic Data Capture (REDCap)--a Metadata-Driven Methodology and Workflow Process for Providing Translational Research Informatics Support. J Biomed Inform. 2009;42(2):377-81. doi: 10.1016/j.jbi.2008.08.010. Harris PA Taylor R Thielke R Payne J Gonzalez N Conde JG Research Electronic Data Capture (REDCap)--a Metadata-Driven Methodology and Workflow Process for Providing Translational Research Informatics Support J Biomed Inform 2009 42 2 377 381 10.1016/j.jbi.2008.08.010 12. Haber E, Leatham A. Splitting of Heart Sounds from Ventricular Asynchrony in Bundle-Branch Block, Ventricular Ectopic Beats, and Artificial Pacing. Br Heart J. 1965;27(5):691-6. doi: 10.1136/hrt.27.5.691. Haber E Leatham A Splitting of Heart Sounds from Ventricular Asynchrony in Bundle-Branch Block, Ventricular Ectopic Beats, and Artificial Pacing Br Heart J 1965 27 5 691 696 10.1136/hrt.27.5.691 13. Henin M, Ragy H, Mannion J, David S, Refila B, Boles U. Indications of Cardiac Resynchronization in Non-Left Bundle Branch Block: Clinical Review of Available Evidence. Cardiol Res. 2020;11(1):1-8. doi: 10.14740/cr989. Henin M Ragy H Mannion J David S Refila B Boles U Indications of Cardiac Resynchronization in Non-Left Bundle Branch Block: Clinical Review of Available Evidence Cardiol Res 2020 11 1 1 8 10.14740/cr989 14. Moubarak G, Viart G, Anselme F. Acute Correction of Electromechanical Dyssynchrony and Response to Cardiac Resynchronization Therapy. ESC Heart Fail. 2020;7(3):1302-8. doi: 10.1002/ehf2.12654. Moubarak G Viart G Anselme F Acute Correction of Electromechanical Dyssynchrony and Response to Cardiac Resynchronization Therapy ESC Heart Fail 2020 7 3 1302 1308 10.1002/ehf2.12654 15. Haghjoo M, Bagherzadeh A, Farahani MM, Haghighi ZO, Sadr-Ameli MA. Significance of QRS Morphology in Determining the Prevalence of Mechanical Dyssynchrony in Heart Failure Patients Eligible for Cardiac Resynchronization: Particular Focus on Patients with Right Bundle Branch Block with and without Coexistent Left-sided Conduction Defects. Europace. 2008;10(5):566-71. doi: 10.1093/europace/eun081. Haghjoo M Bagherzadeh A Farahani MM Haghighi ZO Sadr-Ameli MA Significance of QRS Morphology in Determining the Prevalence of Mechanical Dyssynchrony in Heart Failure Patients Eligible for Cardiac Resynchronization: Particular Focus on Patients with Right Bundle Branch Block with and without Coexistent Left-sided Conduction Defects Europace 2008 10 5 566 571 10.1093/europace/eun081

Este artigo é parte de tese de doutorado de Carlos Eduardo Duarte pela Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo.

Este estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética da Beneficência Portuguesa de São Paulo sob o número de protocolo 4.060.942. Todos os procedimentos envolvidos nesse estudo estão de acordo com a Declaração de Helsinki de 1975, atualizada em 2013. O consentimento informado foi

Para informação adicional, por favor, clique aqui.

O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.

 10.36660/abc.20240253i Original Article Impact of Intraventricular Blocks on Cardiac Cycle Dynamics: An Echocardiographic and Vectorcardiographic Analysis 0000-0001-6671-0820 Duarte Carlos Eduardo Conception and design of the research and Analysis and interpretation of the data Acquisition of data Writing of the manuscript 1 0000-0002-5723-8285 Silva Katia Regina Writing of the manuscript 1 Jesus Luciene Dias de Acquisition of data 2 Abensur Henry Critical revision of the manuscript for content 2 0000-0001-6104-9113 Costa Roberto Conception and design of the research and Analysis and interpretation of the data Writing of the manuscript 1 Brazil Instituto do Coração do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo, São Paulo, SP – Brazil Brazil Beneficência Portuguesa de São Paulo, São Paulo, SP – Brazil Carlos Eduardo Duarte • Instituto do Coração do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo - Dr. Enéas de Carvalho Aguiar, 44. Postal Code 05403-000, São Paulo, SP - Brazil E-mail: carlosduarte.ritmo@gmail.com

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

Mauricio Scanavacca

 Abstract Background

Left bundle branch block (LBBB) causes delays that alter the mechanics of the ventricular cycle. The effect of other intraventricular blocks (IVB) remains little explored.

 Objectives

To study the phases of the cardiac cycle (CC) and ventricular synchrony in different ventricular activation patterns.

 Methods

Cross-sectional study with 328 consecutive individuals without structural heart disease, normal electrocardiogram or IVB, conducted in the period between August/2020 and January/2022. Echocardiogram and Vectorcardiogram were performed simultaneously to analyze the electromechanics of the CC. A one-way Analysis of Variance (ANOVA) with Bonferroni’s multiple comparison test was used, with a significance level of 5%.

 Results

The age of the participants was 64.8±15.3 years, with 57.9% male and an ejection fraction of 67.0±6.8%. The electrocardiogram was normal for 32.3%, 18.6% had right bundle branch block (RBBB), 17.7% had left anterior fascicular block (LAFB), 15.6% had RBBB+LAFB, and 15.9% had LBBB. The echocardiogram showed an increased left ventricular pre-ejection by 18.7% (p<0.001) and 56.8% (p<0.001) in RBBB+LAFB and LBBB, respectively. There was a post-systolic myocardial contraction in all types of IVB and ventricular dyssynchrony in LBBB. Using the vectorcardiogram, initial activation of the R wave was increased by 17.4% in LAFB (p<0.001), 43.5% in RBBB+LAFB (p<0.001) and 47.4% in LBBB (p<0.001) and delayed final activation by 69.4% in LBBB (p<0.001), 73.6% in RBBB+LAFB (p<0.001) and 95.3% in RBBB (p<0.001).

 Conclusion

All IVBs modified the CC; however, only LBBB and RBBB+LAFB significantly changed the left ventricular cycle, thereby evidencing the greater complexity of these disorders.

: Impact of Intraventricular Blocks on Cardiac Cycle Dynamics: An Echocardiographic and Vectorcardiographic Analysis

Bundle-Branch Block Electrocardiography Vectorcardiography Cardiac Resynchronization Therapy Introduction

Disturbances in intraventricular electrical conduction are linked to delayed myocardial activation, disruption of normal ventricular synchrony, and a reduction in the heart’s mechanical efficiency.1 These effects can vary in degree and location, affecting either globally or regionally, one or both ventricles, depending on the type of electrical disturbance.2 Interest in the study of intraventricular conduction blocks and their impact on ventricular function has grown significantly since the introduction of resynchronization therapy (CRT) and the realization that its clinical and functional outcomes differ based on the type of block.3

The surface ECG has traditionally been used to classify the various types of intraventricular conduction blocks, while echocardiography, in its various modalities, has made it possible to evaluate the functional impact of these electrical disturbances.4 Recently, the mathematical transformation of surface ECG signals has enabled a simplified method for obtaining the vectorcardiogram.5 This approach enhances the accuracy of the ECG in identifying delays in electrical activation and cardiac repolarization by allowing simultaneous vector analysis in three planes, as well as decomposition of the electrical loops for the P and T waves and the QRS complexes in both their initial and final phases, identifying points of maximum amplitude.6

Assessments of the functional effects of complete LBBB during the cardiac cycle (CC) have demonstrated an extension of systole and a reduction of diastole, along with other harmful effects on the left ventricle (LV) dynamics caused by this electrical disturbance.7 However, to the best of our knowledge, these phenomena have yet to be examined in other types of intraventricular blocks. The rationale for this study stems from the need to identify which types of non-LBBB pattern IVB are linked to significant alterations in the LV cycle and may, therefore, benefit from CRT.

This study aimed to evaluate, using vectorcardiography and echocardiography, individuals with different types of intraventricular conduction in order to understand the electrical alterations and their mechanical correspondence during the various phases of the CC.

 Methods Study design and ethical aspects

This was a cross-sectional study conducted on consecutive individuals referred for routine two-dimensional echocardiography at a tertiary cardiology center between August 2020 and January 2022. The Research Ethics Committee of the Institution approved the study. All participants signed the informed consent form (ICF).

 Population studied

Adult individuals with a morphologically normal heart, regular sinus rhythm, 1:1 atrioventricular conduction and normal intraventricular conduction or with electrocardiographic patterns of Left anterior fascicular block (LAFB), right bundle branch block (RBBB), right bundle branch block with Left anterior fascicular block (RBBB+LAFB) or left bundle branch block (LBBB) were included. Exclusion criteria included individuals with a history of structural heart disease, such as congenital heart defects, Chagas disease, or myocardial infarction; those with prior cardiovascular surgical or percutaneous procedures; prior ablation of cardiac arrhythmias or use of implantable electronic cardiac devices; use of medications that affect cardiac depolarization or alter the QT interval, such as antiarrhythmics or antidepressants; presence of electrically inactive areas on the ECG; ejection fraction lower than 0.40; segmental contractility alterations; or evidence of ventricular scarring on echocardiography.

The sample was defined by convenience, composed of individuals who underwent routine two-dimensional echocardiography consecutively during the study period and who met the eligibility criteria.

Cases where it was technically impossible to obtain specific echocardiographic measurements or to generate vectorcardiographic loops due to poor ECG signal quality were excluded, as well as those with ECG or echocardiographic signs of segmental contractility abnormalities, electrically inactive areas, or evidence of ventricular dysfunction with left ventricular ejection fraction (LVEF) < 0.40.

 Assessment of baseline clinical data

After inclusion in the study, the cardiovascular history and functional status were assessed by consulting the medical records and interviewing the patients.

 Echocardiographic study

The temporal measurements of the CC were determined from the onset of the QRS complex and aimed to calculate the pre-ejection interval, ejection period, isovolumetric relaxation time, and LV filling time, as well as the pre-ejection interval and ejection period of the right ventricle (RV). Interventricular synchrony was assessed by the difference between the pre-ejection intervals of the right and left ventricles. In contrast, intraventricular synchrony was determined by the temporal difference between the nadirs of the lateral and septal walls during M mode evaluation of left ventricular contractility. Muscle contraction following aortic valve closure (diastolic contraction) was measured in the septal and lateral walls.

 Electrocardiographic study

A single analyzer performed the morphological categorization of intraventricular activation patterns in accordance with the following criteria: (1) NORMAL group, characterized by QRS complex < 120 ms with a maximum angle of the QRS complex in the frontal plane (SâQRS) between -30° and 90°; (2) LAFB group including QRS complex < 120 ms with deviation of the axis in the frontal plane to the left with SâQRS < -45° with rS pattern in D2 and D3, with D3 of 15 mm and D3>D2; (3) RBBB group comprising QRS complex > 120 ms and presence of triphasic R wave in V1 or V2 (rsr’, rsR’, rSR’); (4) RBBB+LAFB group characterized by the association of the RBBB and LAFB patterns described above and (5) LBBB group including QRS complex > 120 ms in the presence of biphasic R wave in V1 or V2 (QS or rS).8

The measurements of heart rate (RR cycle), QRS complex duration and PR and QT intervals were performed automatically by the software of the equipment used to record the ECG and checked manually to certify their accuracy. The correction of the QT interval by heart rate was performed via the software following the Bazzett formula.9 The SâQRS was recorded after the correct definition of the aforementioned intervals. The time unit used was millisecond (ms), the amplitude unit was microvolt (µV), and the angular unit was degree (°).

 Vectorcardiogram

The vectorcardiographic signals, built by the mathematical transformation of the electrocardiographic signals following the Kors rule,10 allowed the determination of the initial and final activation times of the R wave, initial and final activation times of the T wave, initial and final activation times of the P wave in the three-dimensional (3-D) loops, as built by the vector sum of the frontal, horizontal and sagittal planes and the isoelectric segments ST, TP, and PR (Figure 1).

– Schematic representation of the vectorechocardiographic evaluation of the cardiac cycle. RVPEI: right ventricular pre-ejection interval; LVPEI: left ventricular pre-ejection interval; NLC: nadir of lateral wall contraction; NSC: nadir of septal wall contraction; RVEP: right ventricular ejection period; LVEP: left ventricular ejection period; FATP: final activation time of the P Wave; FATR: final activation time of the R Wave; FATT: final activation time of the T Wave; IATP: initial activation time of the P Wave; IATR: initial activation time of the R Wave; IATT: initial activation time of the T Wave; LVFT: left ventricular filling time; IVRT: isovolumetric relaxation time.

Electronic Collection and Data Management

Data collection was performed on electronic forms developed in the REDCap (Research Electronic Data Capture) software.11 Throughout the study, specific REDCap functionalities were used to monitor data quality.

 Variables and Statistical Analysis

Baseline clinical data, electrocardiogram, echocardiogram and vectorcardiogram data were considered for the analysis of the results. For continuous variables, this analysis was performed by calculating means and standard deviations. For categorical variables, absolute and relative frequencies were calculated. The Kolmogorov-Smirnov (KS) test was used to test data normality.

One-way analysis of variance with Bonferroni’s multiple comparison test was performed to compare the groups. To test the association between proportions, the chi-square test or Fisher’s exact test was used, depending on the nature of the data. The significance level used for the tests was 5%.

 Results Participants’ baseline characteristics

During the study period, 394 individuals were evaluated. Of these, 57 were not included due to a history of myocardial infarction or due to taking medications that alter the ST segment or QT interval. After inclusion in the study, nine participants were excluded due to echocardiogram findings showing segmental alterations in cardiac contractility or LV ejection fraction <0.40 or due to technical problems in obtaining the vectorcardiogram. Thus, the study sample consisted of 328 individuals, distributed according to the electrocardiographic criteria established for intraventricular conduction: NORMAL in 106 (32.3%), LAFB in 58 (17.7%), RBBB in 61 (18.6%), RBBB+LAFB in 51 (15.6%) and LBBB in 52 (15.9%) participants. The baseline characteristics of the sample are presented in Table 1.

– Baseline characteristics of research participants according to the groups studied
Variables All (n = 328) NORMAL (n = 106) LAFB (n = 58) RBBB (n = 61) RBBB+LAFB (n = 51) LBBB (n = 52) p
Age (years), mean ± SD 64.9 ± 15.3 55.2 ± 16.2 69.8 ± 11.1 68.2 ± 14.6 71.8 ± 10.6 67.3 ± 12.5 < 0.001
Sex, n (%)
Female 138 (42.0) 55 (51.9) 20 (34.5) 22 (36.1) 15 (29.4) 26 (50.0) 0.025
Male 190 (57.9) 51 (48.1) 38 (65.5) 39 (63.9) 36 (70.6) 26 (50.0)
Functional Class (NYHA), n (%)
I 323 (98.5) 106 (100) 58 (100) 60 (98.4) 51 (100) 48 (92.3) 0.003
II 5 (1.5) 0 (0.0) 0 (0.0) 1 (1.6) 0 (0.0) 4 (7.7)
Comorbidities, n (%)
Arterial hypertension 186 (56.7) 44 (41.5) 39 (67.2) 38 (62.3) 32 (62.8) 33 (63.5) 0.005
Dyslipidemia 128 (39.0) 30 (28.3) 24 (41.4) 24 (39.3) 19 (37.3) 31 (59.6) 0.006
Diabetes 89 (27.1) 21 (19.8) 18 (31.0) 19 (31.2) 13 (25.5) 18 (34.6) 0.252
Hypothyroidism 43 (13.1) 13 (12.3) 3 (5.2) 6 (9.8) 10 (19.6) 11 (21.2) 0.069
Medication, n (%)
Use of any medication 256 (78.1) 62 (58.5) 50 (86.2) 52 (85.3) 46 (90.2) 46 (88.5) <0.001
ACEI/ARB 154 (60.2) 30 (48.4) 35 (70.0) 32 (61.5) 27 (58.7) 30 (65.2) 0.186
Beta-blocker 64 (25.0) 13 (21.0) 10 (20.0) 10 (19.2) 11 (23.9) 20 (43.5) 0.032
Furosemide 11 (4.3) 1 (1.6) 1 (2.0) 0 (0.0) 4 (8.7) 5 (10.9) 0.019
Spironolactone 13 (5.1) 1 (1.6) 2 (4.0) 0 (0.0) 0 (0.0) 10 (21.7) <0.001
Echocardiographic variables, mean ± SD
Left Atrium (mm) 35.5 ± 4.7 34.0 ± 3.7 34.9 ± 4.2 35.5 ± 5.4 37.8 ± 4.6 36.9 ± 5.3 < 0.001
Left Ventricle (mm) 47.9 ± 4.9 46.7 ± 4.8 48.2 ± 4.6 47.6 ± 4.5 49.3 ± 5.1 49.3 ± 5.5 0.004
Right Ventricle (mm) 25.8 ± 3.0 25.2 ± 2.7 25.3 ± 2.8 26.4 ± 3.2 27.0 ± 3.2 25.9 ± 2.9 0.002
Ejection Fraction (%) 67.0 ± 6.8 67.4 ± 6.0 67.9 ± 5.4 69.5 ± 4.7 67.1 ± 5.5 61.8 ± 9.9 <0.001

ARB: angiotensin II receptor blockers; SD: standard deviation; ACEI: angiotensin-converting enzyme inhibitors; NYHA: New York Heart Association.

 Echocardiographic assessment of the cardiac cycle

The opening and closing times of the pulmonary, aortic, and mitral valves are provided in the Supplementary Material (Table S1).

Significant changes were found in the pre-ejection interval and LV isovolumetric relaxation time, associated with intraventricular conduction blocks (Table 2). It is noteworthy that RBBB and LAFB patterns, in isolation, did not show a significant increase in LV pre-ejection compared to the NORMAL group. However, in the RBBB+LAFB subgroup, there was an 18.7% increase in the pre-ejection period, and in LBBB, an increase of 56.8%. Importantly, the LV ejection period was not affected in any of the IVB types studied. The isovolumetric relaxation time showed a significant increase only in the RBBB+LAFB pattern. No significant changes in LV filling were observed in relation to intraventricular blocks.

– Characterization of the phases of systole and diastole according to the groups studied
Variables All (n = 328) NORMAL (n = 106) LAFB (n = 58) RBBB (n = 61) RBBB+LAFB (n = 51) LBBB (n = 52) p
Systole – Left Ventricle
LV pre-ejection interval 100.8 ± 25.9 88.4 ± 16.3 95.9 ± 20.1 91.1 ± 19.5 105.0 ± 22.6 138.7 ± 20.1 <0.001
LV ejection time 300.3 ± 33.6 298.8 ± 32.8 306.4 ± 35.3 295.7 ± 34.2 298.8 ± 34.7 303.5 ± 31.6 0.427
Diastole – Left Ventricle
Isovolumetric relaxation time 87.5 ± 34.9 79.3 ± 29.2 86.3 ± 37.6 85.8 ± 30.9 100.2 ± 42.2 95.3 ± 35.1 0.004
LV filling time 473.4 ± 131.8 472.3 ± 136.7 475.2 ± 140.51 473.9 ± 123.2 509.4 ± 135.1 437.4 ± 112.0 0.102
Systole – Right Ventricle
RV pre-ejection interval 106.5 ± 27.3 91.0 ± 17.6 99.5 ± 25.7 125.9 ± 18.7 132.4 ± 24.2 97.88 ± 25.59 <0.001
RV ejection time 306.4 ± 38.7 308.7 ± 34.5 312.7 ± 39.6 299.4 ± 37.1 307.1 ±40.2 302.00 ± 45.29 0.329

LAFB: left anterior fascicular block; RBBB: right bundle branch block; LBBB: left bundle branch block; RV: right ventricle; LV: left ventricle.

The RV pre-ejection interval also showed changes related to IVBs (Table 2). Compared to NORMAL conduction, RBBB, and RBBB+LAFB patterns showed a significant increase in RV pre-ejection intervals, with increases of 38.5% for RBBB and 45.5% for RBBB+LAFB, with no significant changes in LAFB or LBBB patterns. Regarding the RV ejection period, no significant change was observed in any conduction disorder.

Interventricular dyssynchrony was identified in all IVB types with wide QRS complexes. In individuals with NORMAL conduction or LAFB, the pulmonary valve opened shortly after the aortic valve. However, in cases of RBBB or RBBB+LAFB, this delay increased. On the other hand, LBBB was associated with a significant delay in the onset of LV ejection. Intraventricular dyssynchrony was observed only in the LBBB pattern, in which the septal wall reached its nadir, notably after that of the lateral wall (Figure 2). In all other IVB patterns, the synchrony of the LV septal and lateral walls was little altered (Table 3).

– Delayed septal contraction nadir in an individual with left bundle branch block. LBBB: left bundle branch block; NLC: nadir of lateral wall contraction; NSC: nadir of septal wall contraction.

– Assessment of ventricular synchrony and diastolic contraction according to the groups studied
Variables All (n = 328) NORMAL (n = 106) LAFB (n = 58) RBBB (n = 61) RBBB+LAFB (n = 51) LBBB (n = 52) p
Interventricular synchrony (ms) 5.7 ± 32.2 2.5 ± 18.8 3.5 ± 24.9 34.9 ± 19.8 27.4 ± 19.9 -40.8 ± 25.2 < 0.001
Time elapsed after aortic valve closure
Nadir of septal wall contraction (ms) 28.7 ± 70.1 -1.7 ± 56.4 25.2 ± 75.5 34.5 ± 53.2 34.3 ± 61.8 82.4 ± 80.8 < 0.001
Nadir of lateral wall contraction (ms) 13.3 ± 47.2 8.1 ± 35.9 7.4 ± 47.6 23.6 ± 45.0 22.0 ± 61.2 9.8 ± 52.5 < 0.001
Synchronization between the lateral and septal walls of the LV (ms) -15.4 ± 76.4 9.9 ± 58.5 -17.7 ± 84.1 -10.9 ± 65.0 -12.2 ± 82.0 -72.6 ± 78.9 < 0.001

LAFB: left anterior fascicular block; RBBB: right bundle branch block; LBBB: left bundle branch block; RV: right ventricle; LV: left ventricle.

Ventricular contraction during the period of isovolumetric relaxation, however, was observed in all intraventricular conduction patterns studied. The only condition in which the nadir of contraction occurred during the ventricular ejection phase was the normal conduction pattern of the septal wall. In all other conditions, the nadir of contraction occurred after aortic valve closure, including in the normal conduction pattern of the LV lateral wall. Notably, in all IVB patterns studied, the latest contraction always occurred in the septal wall (Table 3).

 Vectorcardiographic assessment of the cardiac cycle

The mean values of the initial and final activation phases, as well as the cubic amplitudes of the P wave, T wave and QRS complex, and the duration of the PR, ST and TP segments, for each of the subgroups studied, are shown in Table 4.

– Vectorcardiographic evaluation intervals according to the groups studied
Variables All (n = 328) NORMAL (n = 106) LAFB (n = 58) RBBB (n = 61) RBBB+LAFB (n = 51) LBBB (n = 52) p
P wave activation time (ms)
Initial 56.4 ± 12.2 57.4 ± 10.0 55.7 ± 13.3 54.4 ± 12.3 57.7 ± 12.6 56.2 ± 14.3 0.520
Final 61.0 ± 15.8 56.5 ± 10.9 62.6 ± 19.0 63.5 ± 16.3 65.8 ± 16.6 61.1 ± 17.1 < 0.001
R wave activation time (ms)
Initial 54.6 ± 14.7 46.4 ± 4.8 54.0 ± 10.3 47.4 ± 15.1 66.6 ± 18.7 68.4 ± 8.6 < 0.001
Final 74.9 ± 25.3 53.0 ± 7.9 56.2 ± 11.9 103.5 ± 19.3 92.0 ± 19.4 89.8 ± 10.6 < 0.001
T wave activation time (ms)
Initial 97.1 ± 14.2 95.7 ± 13.5 99.6 ± 17.6 95.3 ± 11.8 97.1 ± 15.9 99.6 ± 11.9 0.239
Final 95.8 ± 18.7 86.2 ± 12.0 93.6 ± 13.9 95.2 ± 12.3 101.8 ± 16.7 112.8 ± 27.4 < 0.001
Cubic amplitude (µV)
P wave 136.7 ± 37.9 138.3 ± 33.0 132.4 ± 40.0 141.0 ± 45.2 140.8 ± 40.1 128.9 ± 32.5 0.342
QRS complex 1010.4 ± 407.7 1081.7 ± 355.7 866.7 ± 292.5 818.1 ± 274.9 779.8 ± 306.6 1477.1 ± 418.4 < 0.001
T Wave 365.6 ± 138.7 352.2 ± 124.8 333.6 ± 115.2 385.0 ± 135.0 336.4 ± 129.1 434.3 ± 176.1 < 0.001
Isoelectric segments
PR segment (ms) 49.0 ± 23.7 42.9 ± 18.5 51.2 ± 17.8 50.0 ± 31.3 51.7 ± 27.1 55.1 ± 22.9 0.018
ST segment (ms) 97.9 ± 34.6 119.0 ± 29.7 107.2 ± 27.3 81.4 ± 31.7 86.1 ± 33.7 75.5 ± 27.4 < 0.001
TP segment (ms) 308.8 ± 132.8 330.0 ± 125.1 329.0 ± 137.7 290.0 ± 121.9 310.2 ± 155.8 263.8 ± 120.3 0.023

LAFB: left anterior fascicular block; RBBB: right bundle branch block; LBBB: left bundle branch block; RV: right ventricle; LV: left ventricle.

The initial activation time of the QRS complex was not changed in relation to the normal pattern by RBBB alone. In the other patterns, there was a delay in ventricular activation of 17.4% in LAFB, 43.5% in RBBB+LAFB and 47.4% in LBBB. The final activation time of the QRS complex was not significantly changed in LAFB only. It was increased in relation to Normal in all other types of IVB studied, with an average increase of 69.4% in LBBB, 73.6% in RBBB+LAFB and 95.3% in RBBB (Table 4).

Intraventricular conduction blocks also changed ventricular repolarization with changes observed in the ST segment duration, the T wave duration, and its symmetry. The ST segment was not significantly changed in the LAFB pattern only. In the other IVB patterns, there was an average shortening of the ST of 36.0% for LBBB, 32.0% for RBBB and 28.0% for RBBB+LAFB. The duration of the initial phase of the T wave was not significantly changed in any of the IVB patterns studied. In contrast, the final portion of the T wave showed prolonged duration across all IVB patterns, with an average increase of 8.6% in LAFB (p=0.465), 10.4% in RBBB (p<0.001), 18.1% in RBBB+LAFB (p<0.001), and 30.9% in LBBB (p<0.001). These alterations caused changes in T wave symmetry (Table 4).

The TP and PR segments of the groups with IV conduction disorders showed no significant differences compared to the NORMAL group, except in the LBBB group, where the TP interval was 20% shorter (p=0.031), and the PR segment duration was 28% longer than in the NORMAL group (p=0.022).

Atrial activation was similar in all intraventricular conduction patterns, with a difference in relation to the NORMAL group only being noted in the final activation time of the P wave for the RBBB+LAFB subgroup, in which a mean increase of 17.0% was noted (p=0.004).

 Discussion

Research on changes in cardiac contractility caused by intraventricular conduction disorders dates back to the 1960s.12,13 However, it was not until 1989 that Grines et al.7 described the global ventricular alterations resulting from abnormal electrical activation in LBBB, particularly abnormal interventricular septal motion, reduced regional LV ejection fraction, and shortened diastole. These findings supported CRT, aimed at reducing the adverse effects on LV function caused by intraventricular conduction blocks or chronic artificial RV electrical stimulation. The high rate of non-responders to CRT in patients with non-LBBB patterns; however, highlights the need for a greater understanding of changes that occur in the CC and the synchrony of the ventricular walls of these individuals, in order to prevent patients with a low probability of response from undergoing CRT or individuals with a higher probability of good response from not receiving this treatment.13

This study aimed to evaluate the CC in four types of intraventricular conduction block to identify the electrical and mechanical changes that occur compared to the normal conduction pattern. The main timing changes identified were an increase in the pre-ejection interval of the ventricles, interventricular dyssynchrony, left intraventricular dyssynchrony, and LV contraction during the isovolumetric relaxation phase.

The significance of the increased LV pre-ejection interval due to IVBs has been demonstrated in previous studies, including its use as a predictor of CRT response.14 In this study, the increase in the LV pre-ejection period was the main CC alteration observed, primarily associated with LBBB and, to a lesser extent, with RBBB+LAFB, with no association seen in LAFB or RBBB. Despite the changes detected in pre-ejection, no significant changes in ejection time were observed in any of the electrocardiographic patterns studied. Furthermore, no significant changes in left ventricular diastole time were observed, in contrast to previously reported findings.7

The lack of synchrony between right and left ventricular contractions, although often used as a criterion for indicating CRT,15 in individuals with RBBB or RBBB+LAFB patterns only reflected the delay in pulmonary valve opening without affecting the LV cycle. In contrast, the evaluation of left intraventricular synchrony by measuring the nadir timing of the septal and lateral wall contractions of the LV revealed that, although significant dyssynchrony between these walls was only observed in individuals with LBBB, the nadir of contractions in both walls occurred after the closure of the aortic valve in all IVB patterns studied, which places these contractions during the LV diastole phase.

Ventricular electrical activation changes detected by vectorcardiography showed that despite the overall increase in QRS complex duration in RBBB, RBBB+LAFB, and LBBB patterns, only RBBB+LAFB and LBBB patterns presented a significant increase in initial activation time. In the RBBB pattern, the prolongation of the QRS complex was solely due to the extension of its final activation time. At the same time, LBBB and RBBB+LAFB patterns also exhibited a significant increase in the final activation phase. The ventricular repolarization changes associated with IVBs were characterized by a shortened ST-segment in RBBB, RBBB+LAFB, and RBBB patterns, along with changes in T wave duration and symmetry.

The electrical and mechanical changes identified in this study confirm the severe impacts of LBBB on the CC and LV synchrony. At the same time, LAFB and isolated RBBB were associated with less significant alterations in this cardiac chamber. On the other hand, the RBBB+LAFB combination warrants further investigation with a larger sample size due to the wide range of results detected by both vectorcardiography and echocardiography.

The analysis of the demographics and clinical presentation of the sample studied shows clear differences between individuals with a normal electrocardiographic pattern and those with IVB. There was a higher mean age in the subgroups of individuals with IVBs and a higher prevalence of males in individuals with the LAFB, RBBB, and RBBB+LAFB patterns. However, similar to individuals with a normal intraventricular conduction pattern, those with an LBBB pattern showed a balanced sex distribution. Regarding medication use, a significantly greater use of cardiovascular drugs was noted in individuals with LBBB patterns.

The clinical, vectorcardiographic, and morphological data from this study highlight the greater severity of LBBB’s effects, suggesting that patients with this electrocardiographic pattern, even without signs or symptoms of heart failure or severe LV dysfunction, should receive special attention during clinical follow-up, both for prescribing medications to prevent worsening LV function and for considering CRT when pharmacological treatment does not result in clinical or LV functional improvement. Moreover, our results show the importance of evaluating the CC in patients who are candidates for CRT.

Study limitations

The CC alterations evaluated in this study pertain to individuals without structural heart disease or rhythm disturbances, such as atrial arrhythmia or advanced atrioventricular conduction block. These findings need to be validated in other clinical conditions, such as previous myocardial infarction, LV dysfunction, severe valvular diseases, or other situations that were not part of this study’s inclusion criteria.

 Conclusions

The analysis of the four intraventricular conduction disorder patterns demonstrated significant associations with CC and ventricular synchrony changes, varying in degree and location according to the block type. The main change observed in the CC was the increase in LV pre-ejection period, associated with both LBBB and RBBB+LAFB. Only the LBBB pattern showed a significant association with left intraventricular dyssynchrony.

This article is part of the thesis of master submitted by Carlos Eduardo Duarte, from Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo.

This study was approved by the Ethics Committee of the Beneficência Portuguesa de São Paulo under the protocol number 4.060.942. All the procedures in this study were in accordance with the 1975 Helsinki Declaration, updated in 2013. Informed consent was obtained from all participants included in the study.

For additional information, please click here.

There were no external funding sources for this study.