Thoraxcenter

1. Thoraxcenter Clinical Electrophysiology Sensoren t.b.v. Rate-Adaptive Pacing in pacemaker patiënten. Paul Knops - Klinische Electrofysiologie VitHas symposium, 28 september 2012

2. Sensoren • Rationale van rate adaptive pacing • Sensor techniek • Instellen van rate adaptive pacing • Conclusies

3. De rationale van rate adaptive pacing • Rate variabiliteit Bij gezonde personen varieert de HF in functie van de mate van inspanning van het lichaam.

4. De rationale van rate adaptive pacing • Rate variabiliteit Dit dient om een adequate CO te waarborgen zodat in de behoeften van een hogere metabole verbranding kan worden voorzien.

5. De rationale van rate adaptive pacing • Rate variabiliteit Bij PM patiënten dient (indien verstoord) dit natuurlijk gedrag van de gezonde SN te worden nagebootst.

6. De rationale van rate adaptive pacing • Rate variabiliteit • Indicaties voor rate adaptive pacing • Chronisch AF met trage ventriculaire respons : VVI-R • Chronisch AF met trage ventriculaire respons : VVI

7. De rationale van rate adaptive pacing • Rate variabiliteit • Indicaties voor rate adaptive pacing • Chronisch AF met trage ventriculaire respons : VVIR • SN dysfunctie met normale AV geleiding : AAI • Chronisch AF met trage ventriculaire respons : VVIR • SN dysfunctie met normale AV geleiding : AAI-R

8. De rationale van rate adaptive pacing • Rate variabiliteit • Indicaties voor rate adaptive pacing [1] • Chronisch AF met trage ventriculaire respons : VVIR • SN dysfunctie met normale AV geleiding : AAIR • SSS (+ slechte AV geleiding) , CI: DDD • Chronisch AF met trage ventriculaire respons : VVIR • SN dysfunctie met normale AV geleiding : AAIR • SSS (+ slechte AV geleiding) , CI: DDD-R [1] Hayes DL, et al. CardiacPacing and Defibrillation: A ClinicalApproach. P325-346. Blackwell PublishingInc. 2000.

9. De rationale van rate adaptive pacing • Rate variabiliteit • Indicaties voor rate adaptive pacing[1] Tot ongeveer 60 % van pacemakerpatiënten hebben geen fysiologische adaptatie van hartritme aan metabole behoeften [1] Hayes DL, et al. CardiacPacing and Defibrillation: A ClinicalApproach. P325-346. Blackwell PublishingInc. 2000.

10. De rationale van rate adaptive pacing • Rate variabiliteit • Indicaties voor rate adaptive pacing • Indicatoren voor metabole behoefte [2] NB: Activiteit is geen fysiologische, maar fysische indicator ! [2] Rossi P. RateResponsivePacing: Biosensor Reliability and PhysiologicalSensitivity, PACE 1987; 10: 454-466.

11. Sensor techniek • De ideale sensor (sensor + algoritme) Ongevoelig voor stoorsignalen Klein, laag energieverbruik Gevoelig voor zowel fysieke als mentale belasting Direct Accurate respons Eenvoudig (te programmeren) Proportioneel Gerelateerd aan actuele metabole behoeften Specifieke gevoeligheid Stabiel, betrouwbaar, (reproduceerbaar)

12. Sensor techniek • Typen sensoren • Bewegings sensor • MV sensor • QT interval sensor • CLS sensor • PEA sensor • Dual sensoren

13. Bewegings- of versnellingssensor • Niet fysiologisch, maar fysisch • Minder proportioneel aan metabole verbranding, zeker in hogere HF gebied Versnellingen • Geen reactie op mentale belasting • Accelerometer beter proportioneel, minder storingsgevoelig Trillingen en drukgolven • Vals positieve sensor reacties t.g.v. vibraties van buiten het lichaam

14. Minute Ventilation • Fysiologisch, doch trage respons • Hoge correlatie met inspanning en hartfrequentie • Geschikt voor atriale, ventriculaire en dubbel kamer PM modes • Continue automatische kalibratie noodzakelijk • Limitaties bij: EMI, forse armbewegingen, mechanische ventilatie, kinderen, long- en hartfalenpatiënten Continue transthoracale impedantiemeting

15. QT sensor • Fysiologisch • Proportioneel, maar niet lineair • QT interval in inspanning- en herstelfase niet gelijk • Continue automatische kalibratie noodzakelijk • Limitaties bij: LQTS patiënten, cardio actieve medicatie Intervalmeting stimulus – T-top

16. Closed Loop Stimulation • 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 Impedantiemeting gedurende hartactie

17. Peak Endocardial Acceleration • 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 Regionale versnelling myocard d.m.v. mini accelerometer in leadtip

18. 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 adaptatie Combinatie van voordelen van beide sensorkarakteristieken

19. 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

20. Performance van sensor systemen Adaptedfrom: Lau CP, et al. Clinical Cardiac Pacing, Defibrillation, and Resynchronization Therapy. P144-174. Elsevier Saunders 2011.

21. Sensoren in huidige pacemakers Adaptedfrom: Lau CP, et al. Clinical Cardiac Pacing, Defibrillation, and Resynchronization Therapy. P144-174. Elsevier Saunders 2011.

22. Instellen van Rate Adaptive Pacing

23. Instellen van Rate Adaptive Pacing • Geenrichtlijnen, behalvem.b.t. selectievan PM modus • Ken de patiënt ! • patiëntprofiel (leeftijd, activiteitennivo, inspannings(in)tolerantie) • (cardiale) voorgeschiedenis • indicatievoor PM implantatie(SN functie?, CI?)

24. Instellen van Rate Adaptive Pacing • 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 histogrammengebruiken • Pas activeren als sensor drivenpacingnoodzakelijk (b)lijkt (holters & anamnese patiënt)

25. Instellen van Rate Adaptive Pacing • Wanneer activeren van de sensor? • Pas activeren als sensor drivenpacing 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

26. Instellen van Rate Adaptive Pacing • Minimaleen maximalefrequentie • Een juiste basis- en maximale sensor frequentie horen bij het juist instellen van sensor drivenpacing

27. Instellen van Rate Adaptive Pacing • Minimalefrequentie • Een frequentie die fysiologisch adequate cardiac output verzorgt • Basis ritme: zo laag mogelijk, zo hoog als noodzakelijk

28. Instellen van Rate Adaptive Pacing • Minimalefrequentie Het loont altijd om te proberen het intrinsiek ritme te behouden en competitie tussen sinusritme en basis pacemakerritme te vermijden. Het instellen van eenrest rate kanhierbijbehulpzaamzijn . . . . .

29. Instellen van Rate Adaptive Pacing • Maximalefrequentie In principegeldt: HRmax(bpm) = 220 – age (yrs) behoudenscontra indicatiesalsbijvoorbeeldischemie, HOCM, CHF, etc.

30. Instellen van Rate Adaptive Pacing • 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

31. Instellen van Rate Adaptive Pacing • Threshold, response factor, slope, setpoint, etc. • Threshold: minimaal nivo van de sensorparameter om sensor drivenpacing 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

32. Instellen van Rate Adaptive Pacing • Threshold, response factor, slope, setpoint, etc. • Setpoint: diverse merk specifieke benamingen (ADL, SRT, ETR) voor een cut-offwaarde, 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

33. Instellen van Rate Adaptive Pacing • 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 drivenpacing 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

34. Instellen van Rate Adaptive Pacing • CLS, PEA, blending • Diverse vormen van blending: er kan een verschillend gewicht aan de individuele sensoren worden toegekend in het lagere of hogere frequentiegebied

35. Verifierenvan RateAdaptivePacing • 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

36. Verifierenvan RateAdaptivePacing • 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

37. Speciale sensor features • Rate smoothing • AF response • Rest rate

38. Conclusie • Tot vandaag de dag noggeen sensor ontwikkeld die stimuleertals het ideale, natuurlijke SR • De werking van elke sensor kanverstoordworden • Meestgebruikt is de activiteit sensor, welke over het algemeennaartevredenheidfunctioneert • Voorindividuelepatiëntenkaneenfysiologische sensor of een dual sensor systeemtoegevoegdewaardehebben • Somskost het tijdomeen sensor optimaal en naartevredenheid van de patiënt in testellen