M. Zabel

Predictive value of T-wave alternans for arrhythmic events in patients with congestive heart failure

Measurement of microvolt level T-wave alternans in the surface electrocardiogram is a novel way to assess the risk of ventricular arrhythmias. Seven tests of arrhythmic risk, including T-wave alternans, were undertaken in 107 consecutive patients with congestive heart failure and no history of sustained ventricular arrhythmias; the patients were followed up for arrhythmic events during the next 18 months. Of the patients with events, 11 had positive and two indeterminate T-wave alternans results; there were no arrhythmic events among patients with negative T-wave alternans results. Of the seven tests, only T-wave alternans was a significant (p=0.0036) and independent predictor of arrhythmic events.

T Wave Alternans as a Predictor of Recurrent Ventricular Tachyarrhythmias in ICD Recipients: Prospective Comparison with Conventional Risk Markers

T Wave Alternans for Risk Stratification. Introduction: The current standard for arrhythmic risk stratification is electrophysiologic (EP) testing, which, due to its invasive nature, is limited to patients already known to be at high risk. A number of noninvasive tests, such as determination of left ventricular ejection fraction (LVEF) or heart rate variability, have been evaluated as additional risk stratifiers. Microvolt T wave alternans (TWA) is a promising new risk marker. Prospective evaluation of noninvasive risk markers in low‐ or moderate‐risk populations requires studies involving very large numbers of patients, and in such studies, documentation of the occurrence of ventricular tachyarrhythmias is difficult. In the present study, we identified a high‐risk population, recipients of an implantable cardioverter defibrillator (ICD), and prospectively compared microvolt TWA with invasive EP testing and other risk markers with respect to their ability to predict recurrence of ventricular tachyarrhythmias as documented by ICD electrograms.

Prevalence, Characteristics and Prognostic Value During Long-Term Follow-up of Nonsustained Ventricular Tachycardia After Myocardial Infarction in the Thrombolytic Era

OBJECTIVESnThe purpose of this study was to determine the prevalence, characteristics and the predictive value of nonsustained ventricular tachycardia (VT) for subsequent death and arrhythmic events after acute myocardial infarction (AMI).nnnBACKGROUNDnNonsustained VT has been linked to an increased risk for sudden death in coronary patients. It is unknown whether this parameter can be used for selection of high-risk patients to receive an implantable defibrillator for primary prevention of sudden death in patients shortly after AMI.nnnMETHODSnIn 325 consecutive infarct survivors, 24-h Holter monitoring was performed 10+/-6 days after AMI. All patients underwent coronary angiography, determination of left ventricular function and assessment of heart rate variability (HRV). Mean follow-up was 30+/-22 months.nnnRESULTSnThere was a low prevalence (9%) of nonsustained VT shortly after AMI. Nonsustained VT together with depressed left ventricular ejection fraction (LVEF) was found in only 2.4% of patients. During follow-up, 25 patients reached one of the prospectively defined end points (primary composite end point of cardiac death, sustained VT or resuscitated ventricular fibrillation; secondary end point: arrhythmic events). Kaplan Meier event probability analyses revealed that only HRV, LVEF and status of the infarct-related artery were univariate predictors of death or arrhythmic events. The presence of nonsustained VT carried a relative risk of 2.6 for the primary study end point but was not a significant predictor if only arrhythmic events were considered. On multivariate analysis, only HRV, LVEF and the status of the infarct artery were found to be independently related to the primary study end point.nnnCONCLUSIONSnThere is a low prevalence of nonsustained VT shortly after AMI. Only 2% to 3% of all infarct survivors treated according to contemporary guidelines demonstrate both depressed LVEF and nonsustained VT. The predictive value of nonsustained VT for subsequent mortality and arrhythmic events is inferior to that of impaired autonomic tone, LVEF or infarct-related artery patency. Accordingly, the use of nonsustained VT to select patients for primary implantable cardioverter/defibrillator prevention trials shortly after AMI appears to be limited.

Electrophysiologic features of torsades de pointes: insights from a new isolated rabbit heart model.

Torsades de Pointes in the Isolated Rabbit Heart. Introduction: The exact electrophysiologic mechanism of torsades de pointes (TdP) is under intense investigation. No isolated animal heart model of this particular arrhythmia exists.

Heart Rate Variability Used as an Arrhythmia Risk Stratifier After Myocardial Infarction

Heart rate variability (HRV) is considered to represent a noninvasive tool to assess cardiac autonomic tone at the level of the sinus node. It has been shown to have predictive power for risk assessment in patients surviving acute myocardial infarction. For this purpose, HRV should be assessed from 24‐hour Holter recordings obtained 7–10 days following the infarction. Although there is some recovery of HRV during the first 3 months after infarction, HRV remains reduced in postinfarction patients compared to values obtained in healthy individuals. Compared to assessment of left ventricular function as a risk marker, HRV is superior with respect to prediction of arrhythmic events and sudden death whereas both parameters yield comparative power for prediction of total cardiac mortality. Since the predictive power of HRV analysis alone is relatively low, the combined use of HRV measurements together with traditional risk markers (such as ventricular ectopic beats, signal‐averaged ECG, or left ventricular function) results in improved risk prediction with positive predictive accuracy in the range of 30%–50%.

Kardialer autonomer Tonus zur Risikostratifikation nach Myokardinfarkt: Ergebnisse einer prospektiven Langzeit-Studie bei 411 konsekutiven Patienten

Prognosis of patients surviving acute myocardial infarction has substantially improved over the last two decades. However, stratification of patients at risk for death due to arrhythmic events remains a clinical challenge. Due to the important role of the autonomic nervous system in the genesis of sudden death, autonomic markers such as heart rate variability and baroreflex sensitivity have recently gained attention as risk stratification parameters. The present study reports the results of noninvasive risk stratification in 411 consecutive postinfarction patients treated due to contemporary therapeutical guidelines with a high proportion of patients discharged with a patent infarct related artery. The diagnostic arsenal of risk parameters comprised heart rate variability, baroreflex sensitivity, and more traditional markers such as non-sustained ventricular tachycardia, left ventricular ejection fraction, and ventricular late potentials. Patiens were followed for a mean of 33 ±21 months. Stepwise logistic regression analysis revealed that left ventricular function, both autonomic markers, and the patency of the infarct related artery were independent predictors of the prospectively defined primary study endpoint, i.e., all-cause mortality plus ventricular tachyarrhythmic events. With respect to the secondary endpoint (ventricular tachyarrhythmic events), left ventricular function, heart rate variability, and infarct vessel patency were independent predictors. Ventricular late potentials and nonsustained ventricular tachycardia had no predictive value with respect to ventricular tachyarrhythmic events. These findings from a large prospective long-term study demonstrate the value of markers of cardiac autonomic tone in identifying infarct survivors at risk for malignant ventricular tachyarrhythmias and sudden death. Obwohl sich die Prognose von Postinfarktpatienten innerhalb der letzten 20 Jahre deutlich verbessert hat, bleibt die Stratifizierung der vom plötzlichen arrhythmischen Herztod bedrohten Patienten eine klinische Herausforderung. Das autonome Nervensystem spielt bei der Genese des plötzlichen Herztodes eine dominierende Rolle. Mit der Analyse der Herzfrequenzvariabilität und der Baroflex-Sensitivität stehen zwei nichtinvasive Untersuchungsmethoden zur Erfassung des kardialen autonomen Tonus zur Verfügung. Die vorliegende Studie berichtet über die Ergebnisse der nichtinvasiven Risikostratifikation bei 411 konsekutiven Postinfarktpatienten, die nach aktuellen therapeutischen Richtlinien behandelt wurden. Das diagnostische Arsenal der Risikostratifikation umfaßte neben der Herzfrequenzvariabilität und der Baroreflexsensitivität auch traditionellere Risikomarker wie die linksventrikuläre Auswurffraktion, nichtanhaltende Kammertachykardien und ventrikuläre Spätpotentiale. Alle Patienten wurden über einen Zeitraum von 33±21 Monaten nachverfolgt. Als Hauptergebnis der Untersuchung erwiesen sich bei der multivariaten schrittweisen Regressionsanalyse die Parameter linksventrikuläre Funktion. Herzfrequenzvariabilität und Baroreflex-Sensitivität sowie die offene Infarktarterie als unabhängige Prädiktoren des prospektiv definierten primären Studienendpunktes (Gesamtmortalität und arrhythmische Ereignisse). Hinsichtlich des sekundären Endpunktes (Arrhythmieereignisse) waren die linksventrikuläre Funktion, die Herzfrequenzvariabilität und das offene Infarkgefäß von unabhängigem prädiktivem Wert. Ventrikuläre Spätpotentiale und nichtanhaltende Kammertachykardien waren hingegen nicht prädiktiv hinsichtlich des Auftretens maligner ventrikulärer Tachyarrhythmien. Die Befund dieser prospektiven Langzeit-Untersuchung unterstreichen eindrucksvoll die Bedeutung des kardialen autonomen Tonus bei der Identifizierung von Patienten, die nach Myokardinfarkt durch den plötzlichen Herztod bedroht sind.

Kurzzeitanalyse der Herzfrequenzvariabilität im Zeitbereich zur Prognosebeurteilung nach Myokardinfarkt: methodologisch sinnvolle Alternative zum Langzeit-EKG?

Die Herzfrequenzvariabilität (HRV) ist als wichtiger Risikomarker bei Patienten mit überlebtem Myokardinfrakt etabliert. In jüngster Zeit ist die Analyse der HRV – insbesondere des Parameters SDNN – aus Kurzzeit-EKG-Registrierungen als Alternative zur Langzeit-EKG-Analyse vorgeschlagen worden. In der vorliegenden Untersuchung wird erstmals SDNN der Kurzzeitmessung mit der aus dem Langzeit-EKG bestimmten SDNN hinsichtlich der Risikoabschätzung nach Myokardinfarkt, verglichen. Bei 60 Patienten wurde zum Zeitpunkt der Hospitalentlassung eine SDNN im Langzeit-EKG von 93 ± 30 ms gemessen, verglichen mit 39 ± 18 ms in der Kurzzeitmessung. Patienten mit prospektiv definiertem klinischem Endpunkt unterschieden sich von denen mit unauffälligem Postinfarkt-Verlauf signifikant hinsichtlich Alter, LVEF, mittlerem RR-Intervall sowohl in der Langzeit- (753 ± 153 vs 921 ± 132 ms) als auch in der Kurzzeit-Messung (783 ± 153 vs 914 ± 163 ms) und der aus dem Langzeit-EKG ermittelten Standardabweichung der NN-Intervalle (SDNN; 71 ± 27 vs 97 ± 29 ms;: p < 0,001). Hingegen war die aus Kurzzeitmessung ermittelte SDNN nicht in der Lage, Patienten mit und ohne Endpunkt zu separieren (35 ± 22 vs 41 ± 19 ms; p = NS). Somit eignet sich eine Kurzzeit-Registrierung der SDNN im Zeitbereich nicht hinsichtlich der Risikostratifizierung von Postinfarktpatienten. Die HRV-Analyse sollte – auch unter Berücksichtigung zirkadianer Schwankungen – aus dem Langzeit-EKG durchgeführt werden, wenn sie zur Risikostratifikation verwendet werden soll. Heart rate variability (HrV) has been established as an important risk parameter in patients surviving myocardial infaction. Recently, analysis of HRV – particularly of the standard deviation of NN intervals (SDNN) – from short term ECG recordings has been proposed as an alternative to that from 24 hour Holter monitorings. The present study is the first to compare SDNN from short term recordings to that from 24 hour recordings with respect to risk stratification after myocardial infarction. In 60 patients at the time of discharge from the hospital, SDNN from Holter monitoring averaged 93 ± 30 ms compared to 39 ± 18 determined from short term recordings. Patients with a prospectively defined clinical endpoint differed significantly from those with an uneventful course with respect to age, left ventricular ejection fraction, mean RR interval from Holter recording ( 753 ± 153 vs 921 ± 132 ms), mean RR from short term recording (783 ± 153 vs 914 ± 163 ms), and SDNN from the Holter recording (71 ± 27 vs 97 ± 29 ms; p < 0.001) However, patients with and without clinical event could not be seperated by means of SDNN measured from short term ECG registrations (35 ± 22 vs 41 ± 19 ms; P = NS). Thus, SDNN measured from short term ECG recordings does not seem to be useful regarding risk stratification of patients after myocardial infarction. Analysis of HRV should be performed using 24 hour Holter monitoring, which provides more information and reflects circadian fluctuation in autonomic tone.

T-Wellen-Alternans im Mikrovoltbereich als neuer Indikator einer gestörten ventrikulären Repolarisation: Pathophysiologie, Methodik, klinische Ergebnisse

Primary prevention of sudden cardiac death is hampered by the inability to accurately identify high risk patients. Various noninvasive methods such as determination of left ventricular function or heart rate variability as well as invasive electrophysiologic testing are currently used for risk stratification. Noninvasive measurement of microvolt T wave alternans (TWA) is a promising new method to assess repolarization abnormalities; in experimental studies, TWA was associated with an increased incidence of ventricular tachyarrhythmias. Since the occurrence of TWA is heart rate-dependent, it is measured either during atrial pacing or during exercise stress testing. The first clinical validation of the method was performed in patients undergoing invasive EP testing to assess prediction of inducibility of ventricular tachyarrhythmias. A first prospective validation of the noninvasive method was performed in patients surviving out-of-hospital cardiac arrest fitted with an ICD. Further studies have shown a good concordance between invasive and noninvasive TWA determination. The occurrence of TWA in this population was of predictive value with respect to arrhythmia recurrence. Recently published data confirm the value of TWA assessment with respect to identification of patients with congestive heart failure at high risk of malignant ventricular tachyarrhythmias. The use of this method in post myocardial infarction risk stratification is currently under prospective evaluation. Die Primärprävention des plötzlichen Herztodes ist durch die oft nicht hinreichend akkurate Identifizierung von Hochrisikopatienten limitiert. Zahlreiche nichtinvasive Untersuchungsmethoden, wie Bestimmung der linksventrikulären Ejektionsfraktion oder der Herzfrequenzvariabilität, sowie die invasive elektrophysiologische Untersuchung werden zur Risikostratifikation hinsichtlich maligner ventrikulärer Tachyarrhythmien angewendet. Mit der nichtinvasiven Messung des Mikrovolt-T-Wellen-Alternans (TWA) steht ein interessanter neuer Risikoparameter zur Erfassung einer gestörten ventrikulären Repolarisation zur Verfügung. Der Nachweis einer TWA war in zahlreichen experimentellen Untersuchungen mit einer erhöhten-Inzidenz ventrikulärer Tachyarrhythmien assoziiert. Da TWA frequenzabhängig auftritt, ist zu seinem Nachweis ein Anheben der Herzfrequenz entweder invasiv durch atriale Stimulation oder nichtinvasiv im Rahmen einer Ergometeruntersuchung notwendig. Die invasive Methode wurde erstmals hinsichtlich der Prädiktion der Induzierbarkeit ventrikulärer Tachyarrhythmien wie auch des Auftretens spontaner arrhythmischer Ereignisse bei Patienten, die sich einer elektrophysiologischen Untersuchung unterzogen, validiert. Eine erste prospektive Validierung der nichtinvasiven Methode erfolgte bei Patienten, bei denen nach überlebtem prähospitalem Kammerflimmern oder nach Kammertachykardien ein ICD implantiert worden war, wobei der TWA-Nachweis hinsichtlich eines erneuten Arrhythmierezidivs prädiktiv war. Weitere Untersuchungen belegten eine gute Übereinstimmung der Ergebnisse invasiv und nichtinvasiv durchgeführter TWA-Bestimmungen. Kürzlich vorgestellte Daten legen den Nutzen der TWA-Analyse hinsichtlich der Identifikation von Patienten mit Herzinsuffizienz und erhöhtem Risiko für ventrikuläre Tachyarrhythmien nahe.

Mechanismus der Induktion und Terminierung von Kammerflimmern – Bedeutung der Dispersion der ventrikulären Repolarisation

It has been known for many years that ventricular fibrillation may be induced and terminated by electrical field stimuli. Recent experimental studies have shown that both fibrillation and defibrillation have a common electrophysiologic mechanism that is based on the interaction between the electrical field stimulus and ventricular repolarization. Ventricular fibrillation will be induced if the field stimulus is applied with the area of vulnerability, this area of vulnerability is defined two dimensionally by the shock coupling interval and shock strength, and is modified by the configuration of the shock. A field shock that is applied within the area of vulnerability causes heterogeneity of ventricular repolarization immediately after the shock (postshock dispersion), thereby enabling the development of circuit movements and reentry, and resulting in ventricular fibrillation. High energy shocks, however, that are applied above the area of vulnerability (i.e., above the upper limit of vulnerability) will not induce ventricular fibrillation due to homogeneous prolongation of repolarization and a resulting small postshock dispersion. In analogy, ventricular fibrillation will continue after unsuccessful low-energy defibrillation shocks due to high postshock dispersion, whereas a high-energy shock will synchronize ventricular repolarization, thereby causing small postshock dispersion and termination of ventricular fibrillation. This paper describes the relation between fibrillation, defibrillation and ventricular repolarization based on experimental findings. A possible clinical application of these findings is that the upper limit of vulnerability may be used as a surrogate for the defibrillation threshold. Thus, defibrillation threshold testing may not be necessary during future implantations of automatic cardioverter defibrillators. Seit langem ist bekannt, dass Kammerflimmern durch elektrische Feldschocks sowohl induziert als auch terminiert werden kann. Neuere Befunde zeigen, dass beide Phänomene einem gemeinsamen elektrophysiologischen Mechanismus unterliegen, der auf der Interaktion zwischen dem elektrischen Feldschock und der ventrikulären Repolarisation beruht. Kammerflimmern wird dann induziert, wenn der Feldschock innerhalb eines Vulnerabilitätsareals abgegeben wird, das zweidimensional durch Kopplungsintervall und Schockstärke definiert und von der Schockkonfiguration beeinflusst wird. Ein innerhalb des Vulnerabilitätsareals abgegeben Feldschock verursacht eine hohe Heterogenität der ventrikulären Repolarisation (Postschock-Dispersion), die die Entstehung kreisender Erregungen und damit Kammerflimmern ermöglicht. Dagegen können hochenergetische Schocks ausserhalb des Vulnerabilitätsareals (d.h. Schocks oberhalb der oberen Vulnerabilitätsgrenze) Kammerflimmern nicht mehr induzieren, da die Postschock-Dispersion durch eine weitgehend homogene Verlängerung der Repolarisation nicht mehr ausreichend groß ist. Analog persistiert Kammerflimmern nach einem erfolglosen Defibrillationsschock (d.h. bei niedriger Schockstärke) infolge einer hohen Postschock-Dispersion, während ein hochenergetischer Schock dagegen eine Synchronisation der ventrikulären Repolarisation und somit eine niedrige Postschock-Dispersion zur Folge hat mit dem Ergebnis einer Terminierung der Kammerflimmerns. Die vorliegende Arbeit beschreibt auf dem Boden experimenteller Befunde diese Zusammenhänge zwischen Fibrillation, Defibrillation und der ventrikulären Repolarisation. Ein potentieller klinischer Nutzen ist darin zu sehen, dass auf Grund des gemeinsamen Mechanismus und der resultierenden engen Korrelation zwischen Defibrillationsschwelle (DFT) und oberer Vulnerabilitätsgrenze die Bestimmung der DFT bei der Defibrillatorimplantation in Zukunft nicht mehr notwendig sein könnte.