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Brazilian Journal of Cardiovascular Surgery

Print version ISSN 0102-7638On-line version ISSN 1678-9741

Rev Bras Cir Cardiovasc vol. 12 n. 1 São Paulo Jan./Mar. 1997

http://dx.doi.org/10.1590/S0102-76381997000100009 

Estimulação DDD com eletrodo único usando estimulação atrial bifásica simultânea: primeiros resultados clínicos

 

Fernando A. LUCCHESE*, Cídio HALPERIN*, Wagner M. PEREIRA*, José Dario FROTA FILHO*, Celso BLACHER*, Paulo E. LEÃES*, Jörg STRÖBEL**, Max SCHALDACH**

 

 

RBCCV 44205-335


Lucchese F A, Halperin C, Pereira W M, Frota Filho J D, Blacher C, Leães P E, Ströbel J, Schaldach M - Estimulação DDD com eletrodo único usando estimulação atrial bifásica simultânea: primeiros resultados clínicos.  Rev Bras Cir Cardiovasc 1997; 12 (1): 52-5.

RESUMO: A estimulação de dupla câmara (DDD) com eletrodo único usando eletrodo atrial flutuante está limitada em função dos altos limiares encontrados para captura atrial. Avaliamos um sistema novo de cabo eletrodo para estimulação atrial que utiliza dois anéis atriais com pulsos de onda quadrada simultâneos unipolares lançados com polaridade oposta. O primeiro pulso é aplicado ao pólo distal do eletrodo e é positivo, o segundo pulso é aplicado ao pólo proximal do eletrodo e é negativo, ambos em relação à carcaça do gerador. O atraso entre os dois pulsos é programável entre 0,0 ms e 1,0 ms. A distância entre os anéis a nível atrial é de 10 mm e a distância entre o pólo distal atrial e o eletrodo ventricular unipolar pode ser selecionado entre 11, 13 e 15 cm. O posicionamento dos anéis a nível atrial é selecionado de acordo com a medida do limiar de estimulação do pulso bifásico simultâneo, incluindo manobras respiratórias para confirmar a captura/sense contínuos. O gerador de pulso tem uma única conexão para o eletrodo e a capacidade de aplicar os pulsos programáveis de onda quadrada com polaridades opostas, com atrasos programáveis de 0,0 a 1,0 ms. O gerador pode ser programado para estimulação VDD com eletrodo único. Este sistema foi implantado em 4 pacientes com bloqueio AV total e função sinusal normal. Os limiares de estimulação atrial e diafragmático foram medidos com várias configurações do pulso, larguras e atrasos, intra e pós-operatórios. A porção média do átrio direito foi selecionada como a melhor posição para os anéis atriais com captura contínua durante inspiração profunda. As medidas intra-operatórias e pós-operatórias (48 horas) foram:

LIMIAR INTRA-OPERATÓRIO PÓS-OPERATÓRIO
atrial unipolar 3,2 + 0,47 V não realizada
atrial (bifásico simultâneo) 1,6 + 0,37 V 3,37 + 0,84 V
diafragmático acima de 7 V 5,21 + 0,3 V
sense de onda P 2,35 + 1,3 mV 1,27 + 0,8 mV

Os pacientes tiveram alta com o gerador programado no modo VDD. A evolução de 30 dias após o implante mostrou perda de captura atrial transitória durante inspiração em 1 paciente, apesar da ausência de outras variações no limiar, comparado com a evolução de 48 horas pós implante. Em conclusão, a estimulação bifásica simultânea reduz o limiar de estimulação atrial, ao mesmo tempo em que mantém o sense atrial adequado com uma margem de segurança em relação à estimulação diafragmática.

DESCRITORES: Estimulação cardíaca artificial, métodos. Bloqueio cardíaco, cirurgia. Função atrial. Eletrodos implantados. Marcapasso artificial


 

 

INTRODUÇÃO

A simplificação e popularização dos sistemas de estimulação de dupla câmara passam, certamente, pelo uso de um eletrodo único. Alguns avanços recentes tornaram possíveis a estimulação DDD com eletrodo único (1). O primeiro foi a introdução de eletrodos de irídio com superfície fractal, que permitem captura atrial e reconhecimento de onda P em limiares expressivamente mais baixos (2). O segundo é a criação da estimulação bifásica sobreposta ou simultânea ("Overlapping Biphasic Stimulation" - OLBI). Este método de estimulação baseia-se na utilização de dois estímulos sobrepostos de polaridade inversa para captura atrial, com a possibilidade de atraso (delay) entre eles (3, 4).

O objetivo do presente trabalho é avaliar os primeiros resultados clínicos com este novo método de estimulação DDD com eletrodo único.

 

CASUÍSTICA E MÉTODOS

De outubro a dezembro de 1995, 4 pacientes receberam sistemas DDD com eletrodo único em nosso Serviço de Cardiologia do Hospital São Francisco - Irmandade da Santa Casa de Misericórdia de Porto Alegre. Suas idades variaram entre 42 e 65 e 2 eram femininos e 2 masculinos. O diagnóstico pré-operatório que indicou o implante foi bloqueio AV total com átrio estável e todos apresentavam bloqueio AV total sem sinais de arritmia.

Todos os pacientes apresentavam indicação de sitema DDD.

O protocolo de pesquisa incluiu avaliação trans-operatória e pós-operatória no 3º e no 30º dia após o implante. Os parâmetros avaliados foram:

Limiar de captura atrial pelo OLBI, medida de onda P, limiar de captura ventricular, medida de onda R, limiar de estimulação diafragmática pelo OLBI. Os testes de estabilidade de captura e sensibilidade foram realizados durante manobra de Valsalva em posição deitada e semideitada. Todos os eletrodos foram introduzidos pela veia subclávia D e posicionados na ponta do ventrículo direito com os anéis atriais posicionados em átrio direito médio. A melhor posição foi obtida pelo deslizamento do eletrodo ao longo da parede atrial, enquanto se determinavam os limiares de comando e de sensibilidade.

O limiar atrial de voltagem com estimulação OLBI foi comparado com o obtido por estimulação unipolar ou bipolar atrial convencional.

 

O Eletrodo

Os eletrodos ( I ) utilizados nestes pacientes apresentam a característica de portar dois anéis para estimulação bipolar ventricular em sua extremidade distal e dois outros anéis para captura atrial, distanciados 1 cm um do outro. A distância entre anéis atriais e ventriculares é variável com o tipo do eletrodo existindo quatro versões, respectivamente, com 11, 13, 15 e 17 centímetros. Todos os polos deste eletrodo são recobertos com superfície fractal, o que aumenta expressivamente a área de contato e reduz significativamente os limiares. O isolamento é de silicone. Experiência já vem acumulada com este eletrodo na estimulação VDD. A superfície fractal que recobre os anéis de irídio aumenta a área eletroquimicamente ativa em mais de 1000 vezes sua área geométrica. Isto cria uma capacitância extremamente alta na interface entre o eletrodo e o miocárdio, minimizando a perda de energia através da interface e otimizando a detecção de sinais de baixa freqüência. Por outro lado, a biocompatibilidade e a geometria fractal de cobertura de irídio asseguram limiares crônicos baixos.

 

O Marcapasso

O gerador ( II ) utilizado nestes pacientes apresenta as seguintes características:

Modo de estimulação: Dispõe de todos os modos mais comuns inclusive DDD.

Histerese: Disponível.

Indicação de troca: Vida esperada - 6 anos em VDD. Indicador de fim de vida é a freqüência programada menos 11%.

Configuração: Eletrodo ventricular unipolar ou bipolar (programável) com eletrodos atriais, flutuantes, com duplo anel. Sensibilidade atrial bipolar e ventricular unipolar ou bipolar.

Estimulação ventricular: Monofásica unipolar.

Estimulação atrial: OLBI - O primeiro pulso é sempre deflagrado no eletrodo atrial distal, mais próximo da ponta. Há duas configurações disponíveis: Modo 7 - o anel distal atrial emite pulsos quadrados monofásicos positivos. Modo 8 - o anel distal emite pulsos monofásicos quadrados negativos.

O anel proximal emite pulsos de polaridade inversa ao distal. Os pulsos são de largura programável de 0,25 ms, 0,5, 0,75 e 1,0 ms.

Ambos os estímulos atriais são simultâneamente programáveis de 1,5 V a 4,8 V e amplitude com incrementos de 0,1. O atraso entre os pulsos (delay) é programável de 0 ms a 1,0 ms com incrementos de 0,05.

 

O Programador

A programação OLBI - DDD é obtida através do uso de um programador ( III ) que permite manter temporariamente ativado o sistema. Por se tratar de sistema em investigação, a ativação da estimulação OLBI é feita temporariamente no momento do implante, três dias após e em cada revisão posterior. Após confirmação do funcionamento adequado do sistema é possível a programação permanente do OLBI em modo DDD.

 

Medidas Trans-Operatórias

Além das medidas usuais do eletrodo ventricular, foram feitas medidas da onda P unipolar monofásica e medidas da onda P bifásica. Além disso, o limiar de captura atrial foi determinado pelo sistema OLBI em três tempos: primeiro no Modo 7 (M7) com o anel distal atrial positivo e o proximal negativo. Segundo, no Modo 8 (M8) com o anel atrial distal negativo e proximal positivo. Terceiro, selecionando diferentes retardos (delay) entre os estímulos. Utilizou-se, para isso, um analisador com a capacidade de emitir estímulos monofásicos sobrepostos da polaridade inversa. Com isso, a melhor configuração foi selecionada. Em seguida, determinou-se pelo OLBI o limiar de estimulação diafragmática pelo nervo frênico justaposto ao átrio.

No 3º e no 30º dia foi feita a análise do sistema. Os dados pesquisados foram a análise da captura e sensibilidade do eletrodo ventricular, a medida dos limiares OLBI atriais com pulsos de 0,5 ms e 0,25 ms e diferentes atrasos entre eles, além de determinação do limiar de estimulação diafragmática (OLBI). Feitas as medidas, o gerador era reprogramado em VDD.

 

RESULTADOS

A Tabela 1 resume os resultados obtidos nos 4 pacientes (por nós) operados. Observou-se que o limiar de estímulo unipolar monofásico foi muito superior ao modo OLBI, muitas vezes não chegando a capturar o átrio. Por outro lado, o OLBI manteve limiares atriais de estímulo suficientemente seguros por serem bem inferiores ao limiar de estímulo diafragmático. Em nossa experiência, a programação do atraso entre os estímulos do OLBI não chega a ser necessária, pois a captura é geralmente obtida com os dois estímulos sobrepostos.

As manobras de Valsalva em posição deitada ou semi-sentada podem identificar alguns batimentos sem captura atrial, principalmente na dependência da posição dos eletrodos no átrio. Pequenos ajustes são necessários durante o implante, com o objetivo da captura contínua. Tardiamente, no entanto, em pelo menos 1 paciente esta perda temporária durante o início da fase expiratória - manobra de Valsalva mantinha-se, o que, no entanto, absolutamente não comprometia o modo de estimulação.

 

COMENTÁRIOS

A estimulação DDD com eletrodo único flutuante no átrio certamente trará maiores facilidades ao implante de sistemas complexos de marcapasso. Este trabalho relata os primeiros resultados clínicos com esta nova modalidade de estimulação.

Alguns aspectos limitam ainda o uso deste e dos sistemas VDD. CHAN et al. (5) descrevem as variações de amplitude da onda P com a manobra de Valsalva identificando reduções significativas (16,6%) na fase de relaxamento. O mesmo se confirma em nossa experiência, pois a perda de sensibilidade atrial foi melhor identificada com a manobra de Valsalva, que, por provocar uma importante mudança no volume intracardíaco, é o método mais confiável de identificação das margens inferiores de segurança. Observamos neste trabalho que, por razão provavelmente semelhante, a perda de captura do átrio, pelo sistema OLBI, ocorre em alguns pacientes durante a manobra de Valsalva, o que faz indicar que, além da diminuição de amplitude da onda P, há também aumento do limiar atrial de captura.

Por isso a importância das manobras intra-operatórias para definição da posição dos eletrodos atriais.

Outro aspecto é a segurança da estimulação atrial bifásica sobreposta em relação à captura do diafragma por estimulação do nervo frênico. Em nenhum dos nossos casos esta foi uma complicação presente, havendo sempre uma margem segura entre os dois limiares, dentro da qual o gerador foi programado para atuar (6).

Amplamente favorável é a utilização de eletrodos de platina e irídio recobertos por superfície fractal. A presença de limiares de captura agudos e crônicos extremamente baixos permite tempo prolongado de uso de gerador. Por outro lado, maiores intensidades de onda P são vistas com este tipo de eletrodo, o que permite mais confiabilidade na leitura da atividade atrial (2).

A estimulação DDD com eletrodo único é, sem dúvida, um avanço já disponível e ainda com grande potencial de evolução, que permitirá menor tempo de implante, menor complexidade dos sistemas de dupla câmara, com sua conseqüente popularização.

Permitindo-nos imaginar que futuramente a programabilidade DDD será simplesmente mais uma característica built in dos marcapassos em uso de rotina.

 

 

RBCCV 44205-335


Lucchese F A, Halperin C, Pereira W M, Frota Filho J D, Blacher C, Leães P E, Ströbel J, Shaldach, M - Single lead DDD pacing with overlapping biphasing atrial stimulation: first clinical results.  Rev Bras Cir Cardiovasc 1997; 12 (1): 52-5.

ABSTRACT: Single lead, dual chamber (DDD) pacing with an atrial floating electrode is limited by high atrial capture thresholds. We evaluated a new atrial stimulation lead with two atrial ring electrodes on a single lead and overlapping unipolar square wave pulses of an opposite polarity. The first pulse is applied to the distal electrode and is positive, the second pulse is to the proximal electrode and is negative, both with respect to the pacemaker housing. The delay between the two pulses is programmable between 0.0 ms to 1.0 ms. The distance between the atrial electrode rings is 10 mm and the distance from the distal atrial ring to the unipolar ventricular electrode can be selected to be 11, 13 or 15 cm. The positioning of the atrial ring is selected according to the measured overlapping biphasic pulse thresholds, including respiratory maneuvers to confirm continuous capture/sensing. The pulse generator has a single lead connection and the capability of delivering the two atrial square wave opposite programmable pulses, with delays from 0.0 to 1.0 ms. The generator may be programmed to the single lead unipolar VDD mode. This system was implanted in 4 patients with complete AV block with normal sinus mode fuction. Atrial and diaphragmatic thresholds for various pulse configurations, widths and delays were measured intra and postoperatively. The midportion of RA was selected as the best location for the atrial rings with continuous capture during deep inspiration. The intra and postoperative (48hrs) measurements were:

THRESHOLD INTRA-OP POSTOP. (48HRS)
Atrial unipolar 3.2 + 0.47 V not measurable
Atrial (overlapping biphasic) 1.6 + 0.37 V 3.37 + 0.84 V
Diaphragmatic above 7 V 5.21 + 0.3 V
wave sensing 2.35 + 1.3 mV 1.27 + 0.8 mV

The patients were discharged in the VDD mode. Evaluation thirty days after showed transient loss of atrial capture during inspiration in one patient in spite of absence of other threshold changes compared to the 48 hours evaluation. In conclusion, overlapping biphasic stimulation reduces the atrial pacing thresholds while maintaining adequate atrial sensing with a safe margin regarding diaphragmatic stimulation.

DESCRIPTORS: Artificial cardiac pacing, methods. Heart block, surgery. Atrial function. Implanted electrodes. Artificial pacemaker.


 

 

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1 Wainwright R, Crick J, Sowton E - Clinical evaluation of a single pass implantable electrode for all modes of pacing: the "Crown of Thorns" lead. PACE 1983; 6: 210-20.         [ Links ]

2 Res J C J, Reijsoo F J, van Woersem R J et al. - Wave recognition and atrial stimulation with fractally iridium coated VDD single pass leads.  PACE 1988; 17: (Part II): 1883-8.         [ Links ]

3 Bongiorni M G, Pozzolini A, Beclendi N et al. - Atrial stimulation by means of floating electrodes: a multicentric study. PACE 1992; 15: 1977-83.         [ Links ]

4 Hartung W M, Hidden-Lucet F, Mc Teague K, Honeycutt C, Langberg J J - Overlapping biphasic stimulation: a novel pacing mode with low capture thresholds. Circulation, 1994; 90: (Pt. 4 Suppl. 1): I-69.         [ Links ]

5 Chan C C, Lau C P, Leung S K et al. - Comparative evaluation of bipolar atrial electrogram amplitude during everyday activities: atrial active fixation versus two types of single pass VDD/R leads. PACE 1994; 17 (Pt. II): 1873-7.         [ Links ]

6 Hartung W M, Ströbel J P, Taskiran T et al. - Overlapping biphasic impulse stimulation using a single lead implantable pacemaker: first results. PACE 1996; 19: 601-7.         [ Links ]

 

Trabalho realizado no Serviço de Cirurgia Cardíaca do Hospital São Francisco de Cardiologia e Transplantes da Santa Casa de Misericórdia de Porto Alegre. Porto Alegre, RG, Brasil, e Department of Biomedical Engineering - University of Erlangen. Alemanha.

Apresentado no 23º Congresso Nacional de Cirurgia Cardíaca. Recife, PE, 20 a 23 de março, 1996.

* Do Serviço de Cirurgia Cardiovascular do Hospital São Francisco de Assis de Cardiologia e Transplantes.

** Engenheiros biomédicos do Department of Biomedical Ingineering da Universidade de Erlanger.

Endereço para correspondência: Fernando A. Lucchese. Rua Eng. Álvaro Nunes Pereira, 407. Apto. 601- Porto Alegre, RS, Brasil. CEP: 90570-110. Tel. (051) 227-1604 - Fax: (051) 346-4273.

 

I Biotronik SL 60/13 BP

II Biotronik Dromos SL M7/M8

III Biotronik EPR - 1000

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