thoraxcenter clinical electrophysiology sensoren t.b.v. rate-adaptive pacing in pacemaker...

Thoraxcenter

Clinical Electrophysiology

Sensorent.b.v.

Rate-Adaptive Pacing

in pacemaker patiënten.

Paul Knops - Klinische Electrofysiologie VitHas symposium, 28 september 2012

Paul Knops – Klinische Electrofysiologie VitHas symposium, 28 september 2012

Sensoren

• Rationale van rate adaptive pacing

• Sensor techniek

• Instellen van rate adaptive pacing

• Conclusies


De rationale van rate adaptive pacing

• Rate variabiliteit

Bij gezonde personen varieert de HF in

functie van de mate van inspanning van

het lichaam.




Dit dient om een adequate CO te

waarborgen zodat in de behoeften van een hogere metabole verbranding kan worden voorzien.




Bij PM patiënten dient (indien verstoord) dit natuurlijk gedrag van

de gezonde SN te worden nagebootst.




• Indicaties voor rate adaptive pacing

- Chronisch AF met trage ventriculaire respons : VVI- Chronisch AF met trage ventriculaire respons : VVI-R





- Chronisch AF met trage ventriculaire respons : VVIR

- SN dysfunctie met normale AV geleiding : AAI


- SN dysfunctie met normale AV geleiding : AAI-R




• Indicaties voor rate adaptive pacing [1]


- SN dysfunctie met normale AV geleiding : AAIR

- SSS (+ slechte AV geleiding) , CI: DDD

[1] Hayes DL, et al. Cardiac Pacing and Defibrillation: A Clinical Approach. P325-346. Blackwell Publishing Inc. 2000.


- SN dysfunctie met normale AV geleiding : AAIR

- SSS (+ slechte AV geleiding) , CI: DDD-R


34

25

AV Block SN diseaseAF

41 34

25

AV Block SN diseaseAF



• Indicaties voor rate adaptive pacing [1]

[1] Hayes DL, et al. Cardiac Pacing and Defibrillation: A Clinical Approach. P325-346. Blackwell Publishing Inc. 2000.

Tot ongeveer 60 % van pacemakerpatiënten

hebben geen fysiologische adaptatie

van hartritme aan metabole behoeften





• Indicatoren voor metabole behoefte [2]

1e orde 2e orde 3e orde 4e orde 5e orde

Zuurstof opname ↑ Minute ventilation ↑ AH frequentie ↑ QT interval ↓ CO2 ↑

Stroke work ↑ Cardiac output ↑ Tidal volume ↑ QRS duur ↓ pH ↓

A-V saturatie verschil ↑ HF ↑ Temperatuur ↑

Veneuze saturatie ↓ SV ↑ Atriale druk ↑

[2] Rossi P. Rate Responsive Pacing: Biosensor Reliability and Physiological Sensitivity, PACE 1987; 10: 454-466.

NB: Activiteit is geen fysiologische, maar fysische indicator !


Sensor techniek

• De ideale sensor (sensor + algoritme)

Proportioneel

Gevoelig voor zowel fysieke als mentale

belastingDirect

Gerelateerd aan actuele metabole behoeften

Accurate respons

Specifieke gevoelighe

id

Eenvoudig (te programmere

n)

Stabiel, betrouwbaar, (reproduceerbaar)

Klein, laag energieverbruik

Ongevoelig voor stoorsignalen


Sensor techniek

• Typen sensoren

Bewegings sensor MV sensor

QT interval sensor

CLS sensor

PEA sensor

Dual sensoren


Bewegings- of versnellingssensor

Minder proportioneel aan metabole verbranding, zeker in hogere HF gebied

Vals positieve sensor reacties t.g.v. vibraties van buiten het lichaam

Accelerometer beter proportioneel, minder storingsgevoelig

Geen reactie op mentale belasting

Versnellingen

Trillingen en drukgolven

Niet fysiologisch, maar fysisch


Minute Ventilation

Continue automatische kalibratie noodzakelijk

Hoge correlatie met inspanning en hartfrequentie

Fysiologisch, doch trage respons

Limitaties bij: EMI, forse armbewegingen, mechanische ventilatie, kinderen, long- en hartfalenpatiënten

Geschikt voor atriale, ventriculaire en dubbel kamer PM modes

Continue transthoracale impedantiemeting


QT sensor

Intervalmeting stimulus – T-top

Continue automatische kalibratie noodzakelijk

Proportioneel, maar niet lineair

Fysiologisch

Limitaties bij: LQTS patiënten, cardio actieve medicatie

QT interval in inspanning- en herstelfase niet gelijk


Closed Loop Stimulation

Impedantiemeting gedurende hartactie

Contractiliteit hoger bij hogere metabole behoefte

Actuele contractiliteit van de hart- spier wordt vergeleken met in rust

Patiëntspecifieke curven, grote inter-patiënt spreiding

Hogere HF dempt tegelijk contractiliteit, daarom: Closed Loop

Bewezen waarde bij patiënten met vasovagale syncope, goede gevoeligheid bij mentale stress.

Soms niet goed in te stellen


Peak Endocardial Acceleration

Regionale versnelling myocard d.m.v. mini accelerometer in leadtip

Gevoelig voor fysieke en mentale stres

Auto-kalibrerend, signaal wordt vergeleken met signaal in rust

Goede correlatie bij belasting met SR, zeker in de hogere HF

Geschikt voor patiënten met vasovagale syncope

Nadeel: speciale lead en aansluiting op speciale PM


Dual sensor systemen

Sensor blending:

Combinatie van snelle respons van activiteit sensor en proportionaliteit van fysiologische sensor in hogere HF gebied

Frequentieprofiel van dual sensoren benaderd beter het normale SR

Sensor cross-checking:

Minder gevoelig voor vals positieve frequentie adaptatieCombinatie van voordelen van

beide sensorkarakteristieken


Dual sensor systemen

Klinische relevantie lijkt laag

Voor specifieke groepen mogelijk geschikt: jonge atleten, patiënten die werken in trillende omgeving, of met niet-inspannings gebonden vraag naar rate adaptatie, zoals vasovagale collaps en mentale stress

Verhoogde batterijconsumptie (?)

Complexer algoritme en programmatie (?)

Combinatie van voordelen van beide sensorkarakteristieken


Methode Sensor parameter Speed Prop Stab Sens Spec

Fysisch Beweging Lichaamsbeweging, piezo electrisch kristal + - + - -

Lichaamsbeweging, versnellingsopnemer + - + +/- -

Fysiologisch Impedantie Minuut ventilatie (MV) +/- + + - +/-

Closed Loop Stimulation (CLS) +/- +/- +/- + +/-

Gestimuleerd RV EGM QT interval - +/- +/- +/- +

Sensor op de lead Peak Endocardial Acceleration (PEA) +/- +/- +/- + +

Combinatie Activiteit + MV + + + +/- +/-

Activiteit + QT + + +/- + +

Performance van sensor systemen

Adapted from: Lau CP, et al. Clinical Cardiac Pacing, Defibrillation, and Resynchronization Therapy. P144-174. Elsevier Saunders 2011.


Sensoren in huidige pacemakers

Methode Sensor parameter Fabrikant Modellen

Vibratie en acceleratie Lichaamsbeweging Medtronic Sigma, Kappa, Adapta, Advisa, EnPulse, Enrhythm, Sensia, Versa

Vitatron Talent, C en T series

Ela-Sorin Swing, Miniswing, Neway

Boston Discovery

Biotronik Actros, Philos

St Jude Identity, Integrity, Affinity, Vitality, Zephyr, Accent

Impedantie sensing MV + activiteit Medtronic Kappa 400

Ela-Sorin Talent, Opus, Symphony, Reply

Boston Insignia, Pulsar Max, Altrua

Biotronik Protos, Inos

CLS + activiteit Biotronik Evia

Gestimuleerd RV EGM QT interval + activiteit Vitatron Diamond, Clarity, Selection AF

Sensor op de lead PEA + activiteit Ela-Sorin Best-Living systems

Adapted from: Lau CP, et al. Clinical Cardiac Pacing, Defibrillation, and Resynchronization Therapy. P144-174. Elsevier Saunders 2011.


Instellen van Rate Adaptive Pacing



• Geen richtlijnen, behalve m.b.t. selectie van PM modus• Ken de patiënt !

patiënt profiel (leeftijd, activiteitennivo, inspannings(in)tolerantie)

(cardiale) voorgeschiedenis

indicatie voor PM implantatie (SN functie?, CI?)



• Moet de sensor worden geactiveerd?

Bij voorkeur nog niet vanaf implantatie, of slechts in passieve modus Eerst baseline collectie van hartritme profiel en sensor data PM holters en rate histogrammen gebruiken

Pas activeren als sensor driven pacing noodzakelijk (b)lijkt (holters & anamnese patiënt)



• Wanneer activeren van de sensor?

Pas activeren als sensor driven pacing nodig is (holters & anamnese patiënt)

Eerste fase na implantatie: meestal is er een automatische sensor optimalisatie actief

Eerste fase na implantatie: dus geen agressieve instellingen (vermijden onwenselijke tachycardiëen)

Volledige activatie na acute fase en herstel leefpatroon patiënt



• Minimale en maximale frequentie

Een juiste basis- en maximale sensor frequentie horen bij het juist instellen van sensor driven pacing



• Minimale frequentie

Een frequentie die fysiologisch adequate cardiac output verzorgt Basis ritme: zo laag mogelijk, zo hoog als noodzakelijk



• Minimale frequentie

Het loont altijd om te proberen het intrinsiek ritme te behouden en competitie tussen sinusritme en basis pacemakerritme te vermijden.

Het instellen van een rest rate kan hierbij behulpzaam zijn . . . . .



• Maximale frequentie

In principe geldt:

HRmax (bpm) = 220 – age (yrs)

behoudens contra indicaties als bijvoorbeeld ischemie, HOCM, CHF, etc.

Doelgroep Maximale frequentie (bpm)

Kinderen 175 – 200

Actieve volwassenen

150 – 175

Typische PM patiënt 125 - 150



• Threshold, response factor, slope, setpoint, etc.

Wanneer de minimale en maximale frequentie goed is ingesteld, is bij de typische pacemaker patiënt wijzigen van overige sensorparameters zelden noodzakelijk

Bij een acceptabele sensor instelling is herprogrammatie niet vaak nodig

Specifieke sensor waarden hoeven meestal alleen te worden gewijzigd op basis van de bevindingen (het ervaren van beperkingen) van de (meestal jonge en actieve) patiënt




Threshold: minimaal nivo van de sensorparameter om sensor driven pacing te activeren.

Hoe lager de waarde, hoe eerder de sensor wordt geactiveerd

Response factor / slope: mate waarmee de PM de HF laat toenemen

Hoe hoger de waarde, hoe sneller de HF hogere waarden bereikt




Setpoint: diverse merk specifieke benamingen (ADL, SRT, ETR) voor een cut-off waarde, welke bij normaal dagelijkse bezigheden een bepaald gedeelte van de tijd gehaald moet kunnen worden

Wordt vooral gebruikt in de automatische rate respons profielen

Hoe hoger de waarde, hoe meer het HF profiel in de hogere frequenties komt te liggen



• CLS, PEA, blending

CLS werkt met een auto response factor welke continue wordt aangepast en patiënt specifiek is

Er is een setpoint programmeerbaar (freq.). De sensor regelt dat 80% van de sensor driven pacing onder deze frequentie blijft

Bij de PEA sensor wordt de het sensor signaal m.b.v. een lineaire rate adaptatie curve vertaald naar een HF tussen in gestelde frequenties



• CLS, PEA, blending

Diverse vormen van blending: er kan een verschillend gewicht aan de individuele sensoren worden toegekend in het lagere of hogere frequentiegebied


Verifieren van Rate Adaptive Pacing

• De werking van de sensor testen

Testen van de sensor alleen nodig als histogrammen of bevindingen van de patiënt hier aanleiding toe geven Loop(band) test de meest aangewezen test

Loop(band) test de meest aangewezen test ?


Verifieren van Rate Adaptive Pacing

• De werking van de sensor testen

Testen van de sensor alleen nodig als histogrammen of bevindingen van de patiënt hier aanleiding toe geven

Loop(band) test de meest aangewezen test

Eventueel een fietstest (minder geschikt voor bewegingssensoren)

- Adequaat ritme verloop gedurende de inspanning en herstelfase

- Beperkingen patiënt minimaliseren


Speciale sensor features

• Rate smoothing

• AF response

• Rest rate


Conclusie

• Tot vandaag de dag nog geen sensor ontwikkeld die stimuleert als het ideale, natuurlijke SR

• De werking van elke sensor kan verstoord worden

• Meest gebruikt is de activiteit sensor, welke over het algemeen naar tevredenheid functioneert

• Voor individuele patiënten kan een fysiologische sensor of een dual sensor systeem toegevoegde waarde hebben

• Soms kost het tijd om een sensor optimaal en naar tevredenheid van de patiënt in te stellen

thoraxcenter clinical electrophysiology sensoren t.b.v. rate-adaptive pacing in pacemaker...

Documents

rateadaptive pacing

rate responsive pacing

cardiac pacing

ideale sensor sensor

trage ventriculaire

aair dia

vvir dia

dddr dia