Jämförelse av effekterna av nyare pacemakers och deras effekter på hjärtats och klaffunktion på kort sikt. (LvL-PACE)

Transvalvulär högerkammarpacing (TVP) är en riktlinjestyrd förstahandsbehandling för höggradigt AV-block och sjuk sinusknutesyndrom. Däremot är TVP förknippad med ökad risk för pacinginducerad kardiomyopati (PIM), trikuspidalregurgitation (TR) och högerkammardysfunktion (RVD). Lödlös högerkammarpacing (LP) och vänster kammargrenspacing (LBBAP) framstår som attraktiva alternativ till konventionell TVP. Medan preliminära studier har undersökt effekten av LP och LBBAP på vänsterkammarfunktionen, finns begränsad information om hur de jämförs med varandra och deras effekter på högerkammar- och trikuspidalklaffsfunktion. Vi syftar till att utföra en akut mekanistisk studie som innefattar en direkt jämförelse av LBBAP mot LP gällande deras akuta effekter på bikamral funktion och trikuspidalklaffsfunktion.

EXPERIMENTELLA DETALJER OCH DESIGN Studiedesign: Tjugo patienter kommer att rekryteras prospektivt och genomgå en akut mekanistisk studie i samma session innan de genomgår sin tilldelade permanenta pacemakerimplantation, vilken kommer att utföras enligt standard klinisk praxis.

Studiepopulation: Inklusionskriterier: Alla patienter ≥18 år som remitterats för permanent pacemaker på ett enda centrum (Guys and St. Thomas' NHS Foundation Trust, UK) med höggradigt AV-block, inklusive Mobitz II och komplett hjärtblock, eller planerad AV-nodsablation, och LVEF ≥50%. Exklusionskriterier: LVEF <50%, svår TR, svår högerkammardysfunktion, kliniskt instabilt AV-block som kräver temporär pacing eller isoprenalininfusion, vänster kammargrensblock, tidigare trikuspidalannuloplasti eller klaffbyte, aortaklaffbyte, förväntad livslängd <1 år, slutstadie njursvikt, kontraindikation mot hjärt-MR, CT eller TOE, graviditet, kontraindikation mot antikoagulation, perifer kärlsjukdom som förhindrar insättning av femoralkatetrar och otillräcklig kapacitet att ge samtycke till studien.

Hjärt-MR (CMR): Alla patienter kommer att genomgå en CMR med försenad gadoliniumförstärkning (LGE) för att karakterisera förekomst och placering av vänsterkammar- och septalskador. Steady-state free precession-sekvenser kommer att användas för att erhålla cinebilder i standard två-, tre- och fyrkammarlångaxelsvyer, med efterföljande sammanhängande kortaxiscines från mitralannulus till vänsterkammarapex. Placering och omfattning av septal LGE kommer att definieras och kvantifieras. Vänster- och högerkammarvolym, slagvolym och utstötningsfraktion kommer att mätas.

Elektrofysiologisk procedur: Denna procedur kommer att utföras under generell anestesi för att möjliggöra samtidig användning av TOE intraprocedurellt. En kvadripolär kateter (5F Josephson, St Jude Medical, St Paul, MN) kommer att placeras i höger förmak (HRA) via femoralt venöst tillträde. En dekapolär kateter (6F Livewire 115 cm, St Jude Medical) insatt via femorallårsvenen kommer att placeras på nivån av His-bunteln på högerkammarseptum. En identisk dekapolär kateter kommer att insättas via femorallårsartären med en 5F MPA-kateter retrogradt in i vänsterkammaren och placeras på septum där en vänsterkammargrenspotential ses. Intrakardiella registreringar kommer att observeras för att bestämma nivån av AV-block (nodalt, intraHisiskt eller infraHisiskt). En dissociation mellan HRA- och His-signalerna kommer att tolkas som nodalt block. Om blocknivån är infranodal kommer ett vänsterkammargrenspotential till ventrikulärt (LB-V) intervall att registreras. Om LB-V-intervallet är <35ms eller delade His-signaler registreras, antas intraHisiskt block. Om LB-V-intervallet är >35ms eller LB-V-block påvisas med pacing från vänsterkammarkatetern, antas infraHisiskt block57. Högerkammarkatetern kommer att paceas på olika punkter, i ordningen RVOT-S, mittseptum och apikalseptum för att simulera LP på dessa nivåer. Vänsterkammarkatetern kommer att paceas på nivån av vänster kammargren följt av vänster posterior fascikel. En trycktråd (Pressure Wire X, Abbott, St. Paul, MN) kommer att insättas via femorallårsvenen in i högerkammarlummen. En identisk trycktråd kommer att insättas i vänsterkammaren med befintligt artärtillträde.

Pacinginställningar: En enhetsprogrammerare kommer att användas för att utföra antingen dubbelkammarpacing, om patienten är i sinusrytm, med ett AV-intervall på 100ms, eller enkelkammarventrikulär pacing om patienten är i förmaksflimmer. All pacing kommer att utföras med 10 slag per minut över patientens inneboende frekvens. Där ingen inneboende frekvens finns (t.ex. ingen ventrikulär undantrytm), kommer pacing att utföras med 60 slag per minut för att simulera verkliga pacinghastigheter i denna kohort. Efter den akuta mekanistiska studien kommer patienten att genomgå sin tilldelade permanenta pacemaker enligt standard klinisk praxis.

ECGi: Alla patienter kommer att utrustas med en 252-elektrodväst (Medtronic, Minneapolis, MN). De kommer att genomgå en datortomografi (CT) för att erhålla hjärt-torso-geometrin som tidigare beskrivits58. Epikardiella aktiveringskartor kommer att konstrueras och LVAT, RVAT, BVAT, VEU och LVDI kommer att mätas vid baslinje och efter varje pacingkonfiguration, med en tidigare beskriven metod59. LVDI är standardavvikelsen för aktiveringstider i vänsterkammarsegment. VEU är den absoluta skillnaden mellan LVAT och RVAT.

Akut hemodynamik: Under elektrofysiologistudien kommer LV dP/dtmax och RV dP/dtmax att mätas vid baslinje och under varje pacingkonfiguration, som surrogatmarkör för vänster- respektive högerkammarkontraktilitet. Ett genomsnitt av 3 mätningar kommer att tas vid baslinje och efter varje pacingkonfiguration. En 20-sekunders väntan kommer att tillämpas innan någon mätning tas för att möjliggöra hemodynamisk stabilisering. Akut hemodynamisk respons i höger- och vänsterkammaren kommer att presenteras som procentuell förändring från baslinje. En ökning av >10% i LV dP/dtmax från baslinje kommer att betraktas som en positiv akut hemodynamisk respons (AHR), baserat på vår tidigare studie som visade positiv ommodellering hos patienter med >10% ökning i LV dP/dtmax med vänsterkammarendokardial pacing51.

Transösophageal ekokardiografi (TOE): En TOE-sond kommer att insättas i matstrupen efter induktion av generell anestesi. Kvantitativa mätningar som kommer att tas inkluderar högerkammarendsystolvolym (RVESV), högerkammarenddiastolvolym (RVEDV), högerkammarglobal longitudinell strain (GLS), högerkammarfri väggstrain, 3D RVEF och om TR finns, vena contracta-diameter och PISA. Kvalitativa mätningar kommer att inkludera övre matstrups-, mittenmatstrups- och 'grip'-vy av trikuspidalklaffen med färgdoppler. TR-severitet kommer att bedömas med British Society of Echocardiography (BSE) riktlinjer och kommer att graderas med semikvantitativ visuell gradering (grad 0: ingen/spår, 1: mild, 2: måttlig, 3: måttlig till svår, 4: svår)60. TR-progression kommer att definieras som en ökning med 1 grad. Vänsterkammarfunktion kommer att bedömas genom att mäta LVEF, vänsterkammarglobal longitudinell strain (LV GLS), vänsterkammarendsystolvolym (LVESV) och vänsterkammarenddiastolvolym (LVEDV). Ett fall av >10% i LVEF till en LVEF av <50% kommer att betraktas som PIM. Mätningar kommer att tas vid baslinje och med varje pacingkonfiguration.

Metaanalys: Studier som jämfört PIM-frekvenser mellan TVP och LP hittills har gett blandade resultat. Som en del av detta forskningsprojekt kommer jag också att utföra en systematisk översikt och metaanalys som jämför frekvenserna av PIM mellan LP och TVP för att ge en mer definitiv bild av om LP är överlägset TVP i att minska frekvensen av PIM.

UTFALLSMÅTT OCH STATISTISK ANALYS:

Hypotes 1: Det finns en signifikant skillnad i risken för akut PIM mellan LP och LBBAP.

Vi kommer att mäta akut PIM med TOE. χ2-test kommer att användas för att jämföra proportionen av akut PIM mellan LBBAP- och LP-pacingkonfigurationerna.

Hypotes 2: LP är förknippat med en lägre risk för akut TR-progression jämfört med LBBAP.

Vi kommer att mäta akut TR-progression med TOE genom att bedöma graden av TR vid baslinje och med temporär pacing. χ2-test kommer att användas för att jämföra proportionen av TR-progression mellan LBBAP- och LP-pacingkonfigurationerna.

Hypotes 3: Det finns ingen signifikant skillnad i risken för akut RVD mellan LP och LBBAP.

Vi kommer att bedöma för akut RVD med TOE genom att mäta TAPSE, RVEF, RV GLS vid baslinje och med temporär pacing. Variansanalys (ANOVA) kommer att användas för att jämföra den genomsnittliga förändringen i TAPSE, RVEF respektive RV GLS mellan LBBAP- och LP-pacingkonfigurationerna.

Mekanistiska hypoteser:

Hypotes 4: LBBAP är förknippat med mindre elektrisk dyssynkroni jämfört med LP.

Vi kommer att bedöma elektrisk dyssynkroni med ECGi för att mäta VEU och LVDI vid baslinje och med LBBAP- och LP-pacingkonfigurationerna.

ANOVA eller Kruskal-Wallis test kommer att användas, beroende på fördelning, för att jämföra VEU respektive LVDI mellan LBBAP- och LP-pacingkonfigurationerna.

Hypotes 5: LBBAP är förknippat med en högre frekvens av positiv akut hemodynamisk respons än LP.

Vi kommer att bedöma akut hemodynamisk respons med intrakardiella trycktrådar för att mäta LV dP/dt och RV dP/dt vid baslinje och med LBBAP- och LP-pacingkonfigurationerna. ANOVA-test kommer att användas för att jämföra LV dP/dt respektive RV dP/dt mellan LBBAP- och LP-pacingkonfigurationerna.

Hypotes 6: Det finns ingen signifikant skillnad i aktiveringstider och elektriska dyssynkronimätningar producerade av in silico-modellering och in vivo-studie med ECGi.

Vi kommer att jämföra aktiveringstider och elektrisk dyssynkroni mellan vår in silico-modellering och in vivo-studie. Specifikt kommer vi att jämföra LVAT, BVAT, VEU respektive LVDI mellan de två grupperna med student t-test eller Mann-Whitney U-test, beroende på fördelning.