Permanent epikardiell pacing hos barn

Pacing hos barn beror vanligtvis på bradykardi orsakad av dysfunktion i sinusknutan eller atrioventrikulärt block.1 Permanent epikardiell pacing krävs ofta hos barn på grund av deras ringa storlek, medfödda hjärtfel med höger-till-vänster shuntar eller bristande tillgång till den kammare som kräver pacing. Hos patienter med tidigare hjärtkirurgi har epikardiet ofta fibros och adhesioner vilket resulterar i högre stimuleringströsklar och utgångsblock.234567 De ökade stimuleringströsklarna som är förknippade med epikardiella ledare har minskat ledningens livslängd.38 Även om endokardiella stimuleringssystem har visat acceptabla avkännings- och stimuleringsegenskaper på medellång sikt,9 har man oroat sig för den långsiktiga kärl- och/eller klaffintegriteten med flera transvenösa ledare.1011

Nyligen gjorda framsteg inom ledarteknik och kirurgiskt tillvägagångssätt, t.ex. steroidledningar i epikardiet och ledningar i vänster förmak, har uppvisat uppmuntrande tidiga avkännings- och stimuleringskvaliteter när de har använts hos barn.1213 Användningen av dessa nya implantatstrategier på den långsiktiga ledaröverlevnaden är inte väl etablerad. Syftet med denna studie var att rapportera vår långtidserfarenhet med ett stort antal epikardiella pacemakers och att identifiera möjliga prediktorer för tidiga och sena ledningsrelaterade komplikationer.

Metoder

En fullständig sökning i de kardiokirurgiska och pacemakerdatabaserna identifierade alla patienter som genomgick permanent epikardiell pacemakerimplantation mellan den 1 januari 1983 och den 30 juni 2000 vid The Children’s Hospital of Philadelphia. Patienter som var >21 år gamla vid tidpunkten för pacemakerimplantationen uteslöts för att i första hand utvärdera en stor pediatrisk kohort. Alla sjukhusjournaler, operationsjournaler och 1239 besök på pacemakerkliniken i öppenvården granskades retrospektivt. (En del av dessa patienter presenterades i en tidigare studie.14 ) Dessa journaler abstraherades för uppgifter om ålder, kön, hjärtmissbildning, förekomst eller avsaknad av medfödd hjärtsjukdom, hjärtkirurgiska ingrepp (typ och antal), kirurgiskt tillvägagångssätt, indikation för stimulering, stimuleringssätt, kammarplacering, metod för fixering av ledningar, egenskaper hos steroidledningar, komplikationer hos pacemakern och all tillgänglig uppföljningsinformation.

Operativt förlopp

Epikardiella ledningar implanterades genom sternotomi i mitten av linjen, lateral thorakotomi eller subxiphoidal approach. Det kirurgiska tillvägagångssättet baserades på patientens underliggande kardiella anatomi, kardiell position in situ, tidigare operation(er) och/eller samtidig operation vid tiden för ledningens placering. Den ventrikulära ledningen fästes ofta på den diafragmatiska ventrikulära ytan. Förmaksledaren placerades antingen på höger eller vänster förmak, beroende på vilket som gav bäst stimulerings- och avkänningströsklar. Överskottet av ledningar löstes genom att skapa slingor av elektroden i perikardiet och pacemakerfickan. Ledningar tunnlades in med försiktighet för att undvika potentiella skador längs revbensranden till generatorimplantatplatsen i buken.

Implantatmätningar erhölls med hjälp av en analysator för stimuleringssystem (Medtronic 5311). Mätningarna omfattade ledningsimpedanser vid 0,5 ms/5 V, avkända P- eller R-vågor (om de fanns), amplitudstimuleringströskel (minsta spänning som levererades vid en fast pulsbredd på 0,5 ms som konsekvent fångade vävnaden) och den uppmätta strömmen vid tröskelspänningen och pulsbredden.

Sjukhusets förlopp

Akut pacingegenskaper definierades som energitröskel (ET), impedans och avkänning vid implantation. Sjukhusjournaler granskades med avseende på vistelsetid, komplikationer, antal och varaktighet av antibiotika som erhållits samt pacingegenskaper vid utskrivning. Pacing- och sensortrösklar förhördes i alla system 48 timmar före utskrivning från sjukhuset.

Pacemakeruppföljning

Pacing- och sensortrösklar utvärderades vid 1 månad, vid 3 månader och vid efterföljande 6-månadersintervaller. Utvärderingar i öppenvården bestod av telemetri i realtid av batteri- och ledningsmätningar. Sensor- och stimuleringströsklar bestämdes med hjälp av en Medtronic 5300-, Pacesetter-, Intermedics- eller CPI-systemanalysator. Tröskelvärdet fastställdes genom att minska pulsbredden tills det inte gick att fånga. Tidiga pacemakers utan kapacitet för automatisk testning av pulsbreddströskel använde spänningsminskning vid en fast pulsbredd för att bedöma tröskeln. Tröskeln ansågs vara den lägsta programmerbara pulsbredd vid vilken det fanns en konsekvent fångst. För patienter med långsamma ventrikulära flyktkomplex eller avsaknad av förmaksaktivitet kunde avkänningstester inte alltid utföras.

Pacing- och avkänningströsklar jämfördes vid implantering, vid utskrivning från sjukhus och vid uppföljningsbesöken av pacemakern efter 1 månad, 6 månader, 1 år, 2 år, 5 år, 10 år och vid de senaste uppföljningsbesöken av pacemakern. För patienter vars primära pacemakervård skedde vid en remitterande institution gjordes telefonsamtal för att begära en aktuell klinisk sammanfattning, pacemakerförhör och eventuella lednings- eller generatorrelaterade komplikationer.

Ledningssvikt definierades som behov av byte eller övergivande baserat på följande: (1) fraktur eller isoleringsbrott, (2) ökande pacing- eller sensortrösklar, eller (3) frenisk eller myopotentiell stimulering. Infektioner klassificerades separat i (1) ytlig infektion (±positiv blododling) eller (2) djup infektion som krävde borttagning av generatorn. Ledningsdata censurerades för elektivt byte, död eller ortotopisk hjärttransplantation.

Definitioner

ET definierades som den minsta energimängd som producerar konsekvent fångst utanför den refraktära perioden och användes för att underlätta jämförelsen mellan akuta och kroniska stimuleringströsklar. Formeln15 som används för att beräkna ET är följande: ET (μJ)=/.

Statistisk analys

Explorativ dataanalys utfördes med hjälp av deskriptiva mått. Kategoriska variabler uttrycktes i procent med standardavvikelser. Kontinuerliga variabler uttrycktes som medelvärden med standardavvikelser om termen var normalfördelad; snedfördelade variabler uttrycktes som medianer (med intervall). Styrkan i ett statistiskt samband mättes med hjälp av χ2-testet för kategoriska variabler. När antalet celler var litet användes Fisher exact-testet. Statistisk signifikans av skillnaden mellan kontinuerliga variabler bedömdes med Wilcoxon rangsummetestet för skev fördelning. Logistisk regression eller Cox proportional hazard-modellen användes för att bedöma förväxlingsvariabler. Ledningens överlevnad bedömdes med hjälp av Kaplan Meier-analys (STATA 6.0) med signifikans baserad på log-rank-testet.

Resultat

Patientdata

Totalt 123 patienter genomgick 158 operationer för 207 epikardiella ledningsimplantationer under den 17-åriga studieperioden. Åldern vid blyimplantationen varierade från 1 dag till 21 år (median 4,1 år). Den genomsnittliga vikten vid blyimplantationen var 17 kg (intervall 1,4 till 87 kg). Indikationer för pacemaker omfattade postoperativt AV-block hos 50 (40 %) av patienterna, sinusknutdysfunktion hos 39 (32 %) av patienterna, medfött komplett hjärtblock hos 23 (19 %) av patienterna och andra indikationer, t.ex. bradykardi sekundärt till antiarytmisk medicinering, hos 11 (9 %) av patienterna.

Majoriteten (84 %) av patienterna hade strukturellt onormala hjärtan och hade genomgått kirurgisk korrigering(ar) av komplexa hjärtmissbildningar. Av de 103 patienterna med medfödda hjärtsjukdomar hade 37 patienter enkelkammarfysiologi. De återstående 66 patienterna med medfödd hjärtsjukdom omfattade patienter med följande: AV-kanalen (14 patienter), dextrotransposition av de stora artärerna (8 patienter), ventrikelseptumdefekt (VSD) (8 patienter), komplex obstruktion av vänster ventrikels utflödeskanal (7 patienter), fallot-tetralogi (6 patienter), levotransposition av de stora artärerna med VSD (6 patienter), höger ventrikel med dubbelt utlopp (5 patienter), heterotaxysyndrom och AV-kanal (4 patienter), partiellt avvikande lungvenöst återflöde (2 patienter), truncus arteriosus (1 patient), kardiomyopati (2 patienter), avvikande vänster kranskärl (1 patient) och förmaksseptumdefekt (2 patienter).

Stimuleringskarakteristik

Det initiala stimuleringsläget som användes var AAI hos 6 patienter, VVI hos 75 patienter och DDD hos 42 patienter. Av de 207 epikardiella ledningarna implanterades 177 under 138 operationer vid en avlägsen tidpunkt från reparativ eller palliativ hjärtkirurgi. Trettio avledningar implanterades vid slutförandet av 20 kirurgiska fall med öppet hjärta. Under de senaste 2 decennierna användes ett flertal avledningar (tabell 1) och generatorer (tabell 2), vilket återspeglar de tekniska framstegen.

Operativt och perioperativt förlopp

Epikardiella avledningar implanterades genom ett subxiphoidalt tillvägagångssätt (14 %, 4 förmaks-/25 ventrikulära), en lateral thorakotomi (29 %, 22 förmaks-/38 ventrikulära), eller sternotomi (57 %, 34 förmaks-/84 ventrikulära). Femtioåtta patienter hade ett bröstkorgsrör placerat efter pacemakerimplantationen under en period på 1,4±1,7 dagar. Den genomsnittliga vistelsetiden efter en isolerad pacemakerimplantation var 3 dagar (intervall 1 dag till 69 dagar). Antibiotika användes hos alla patienter efter ledningsimplantation under i genomsnitt 48 timmar. Fyra patienter utvecklade en ytlig cellulit med negativa blododlingar före utskrivning och fick intravenösa antibiotika i 7 dagar. Två andra patienter med medfödd hjärtsjukdom hade feber och positiv blododling efter generatorimplantation. Antibiotika gavs i 4 veckor, med snabb upplösning av bakteriemi som möjliggjorde fortsatt användning av pacing-systemet. En patient utvecklade en betydande infektion i pacemakerfickan som gjorde det nödvändigt att ta bort ledningarna och generatorn.

Det förekom 3 dödsfall på sjukhuset efter epikardiell pacemakerimplantation. Två patienter med prematuritet, medfött komplett hjärtblock och hydrops fetalis avled på grund av för tidigt född lungsjukdom. En 6 månader gammal med trisomi 21 genomgick pacemakerimplantation för AV-block av tredje graden 10 dagar efter reparation av en AV-kanaldefekt och drabbades av hjärtstillestånd 3 dagar senare.

Implantatdata

Den atriella ET:n var 1,4 μJ (från 0,01 till 10,6 μJ) (steroid, 1,13 μJ ; icke-stereoid, 2,2 μJ ; P=NS). Förmaksavkänning vid implantation kunde erhållas från 44 avledningar (2,9 mV ). Impedansen för förmaksledaren var 335 Ω (från 223 till 748 Ω). Ingen signifikant skillnad observerades i de akuta ventrikelstimuleringströsklarna mellan steroidledningar (0,9 μJ ) och icke-steroidledningar (1,1 μJ ). Akut R-vågsavkänning utfördes i 125 avledningar (11 mV ). Den ventrikulära ledningsimpedansen var 403 Ω (från 163 till 1000 Ω). Inga signifikanta skillnader i tröskelvärden för stimulering av implantat observerades mellan atriella och ventrikulära epikardiella avledningar.

Följedata

Av de 120 patienter som skrevs ut efter epikardiell pacemakerimplantation flyttade 9 patienter och gick förlorade i uppföljningen. Tidig återinläggning (<30 dagar) förekom hos 13 patienter. Den främsta indikationen för tidig återinläggning var ytlig cellulit (n=7). Alla 7 patienter hade negativa blododlingar, svarade på intravenös antibiotika och behövde inte ta bort ledningen/ledningarna och/eller generatorn. Tre patienter återinfördes med postperikardiotomisyndrom. Två andra patienter återinfördes med pleurautgjutningar, och 1 Fontan-patient hade en exacerbation av proteinlösande enteropati efter en thorakotomi för pacemakerimplantation.

Sena pacemakerrelaterade återinföranden (>30 dagar) inträffade hos 6 patienter (ytlig cellulit och djup pacemakerfickinfektion som krävde avlägsnande av ledare och/eller generator ). Det förekom 5 sena dödsfall hos patienter med pacemaker. Två Fontan-patienter dog vid 7 respektive 9 år efter pacemakerimplantation sekundärt till låg hjärtminutvolym och ventrikeldysfunktion. En Fontan-patient med känt förmaksfladder dog plötsligt av en förmodad arytmisk död. Det fanns två sena dödsfall som kan ha varit relaterade till pacemakersystemet. En nyfödd med höger ventrikel med dubbelt utlopp, VSD och PS utvecklade fullständigt hjärtblock efter ett Damus-Kaye-Stansel-förfarande. En VVI-pacemaker implanterades 10 dagar senare. Barnet, som hade klarat sig bra hemma, dog plötsligt 5 veckor senare. Ett annat nyfött barn med transposition av de stora artärerna (levotransposition), VSD, PS och medfödd hjärtblockering dog plötsligt 7 veckor efter att VSD stängts, vänster ventrikel till lungartären leddes och en pacemaker implanterades. I båda situationerna användes icke-steroideluterande epikardiella ventrikelledningar.

Den genomsnittliga uppföljningslängden var 29 månader (intervall 1 till 207 månader) för alla epikardiella ledningar och 19 månader (intervall 3 till 61 månader) för steroideluterande ledningar. Fyrtiotvå ledningar hade uppföljningsperioder som översteg 5 år. Tjugosex patienter hade minst 1 reoperation för generatorbyte med användning av de ursprungliga epikardiella ledningarna. Ett elektivt ledningsbyte vid tidpunkten för reparativ hjärtkirurgi inträffade hos 3 patienter. Fyra andra patienter vars batteritid hade tagit slut byttes till ett endokardialt system.

Ledningarnas pacing- och sensoregenskaper

Tröskelvärdena för trialstimulering var signifikant bättre för steroideluterande ledningar vid 1 månad (steroid, 1,7 μJ ; icke-steroid, 4,1 μJ ; P=0,02). Atrial ETs förblev relativt konstant under 5 år (1,5 μJ ) utan någon ytterligare signifikant skillnad mellan steroid- och icke-steroideluterande ledningar (figur 1). De avkända P-vågsamplituderna vid 1 månad och 2 år var 2,5±1,8 mV (n=17) respektive 3,2±2,5 mV (n=17) (P=NS). Det fanns inga observerbara skillnader i förmaksavkänning mellan steroid- och icke-steroidledningar vid något uppföljningsintervall. På samma sätt observerades inga akuta eller kroniska skillnader i förmaksledningsimpedans mellan steroidledningar och icke-steroida ledningar (vid 1 månad, 339±82 Ω; vid 1 år, 364±82 Ω; och vid 2 år, 372±87 Ω). Ingen akut eller kronisk skillnad i stimuleringströsklar observerades mellan vänster förmaksledningar (utmatning ET , 1,7 μJ ; 2 års ET , 2,3 μJ ) och höger förmaksledningar (utmatning ET , 1,9 μJ ; 2 års ET , 1,5 μJ ) epikardiella ledningar (P=NS).

De ventrikulära stimuleringströsklarna var signifikant bättre för steroideluterande ledningar vid akut uppföljning (vid 1 månad: steroid, 2,4 μJ ; icke-steroid, 6.1 μJ ; P<0,01) och kronisk uppföljning (vid 2 år: steroid, 1,9 μJ ; icke-steroid, 4,7 μJ ; P<0,01 (figur 2). De inneboende R-vågorna var större i de steroideluterande avledningarna 1 månad efter implantation (steroid, 8 mV ; icke-steroid, 4 mV ; P=0,02) utan en kronisk skillnad (vid 2-årsuppföljning, 5,6 mV ). Ventrikulära impedanser var relativt konstanta under den akuta och kroniska perioden (vid 1 månad, 356±84 Ω; vid 1 år, 382±94 Ω; och vid 2 år, 389±97 Ω). Det fanns inga signifikanta skillnader i akut eller kronisk förmaks- och/eller ventrikelstimulering eller sensorik mellan ledningar som implanterats hos barn med medfödd hjärtsjukdom och barn med strukturellt normala hjärtan.

Ledningarnas överlevnad

Epikardiell ledningsfel inträffade 16 % (i 34 av 207 implantat) av gångerna (Tabell 3). Medeltiden till blyfel var 2,4±2,3 år. Ökande tröskelvärde var den vanligaste orsaken till blyfel. Endast 2 (2,4 %) steroideluterande ledningar måste överges på grund av utgångsblockering. Överlevnaden av epikardiella ledningar efter 1, 2 och 5 år var 96 %, 90 % respektive 74 %. Inga skillnader i överlevnad noterades mellan atriella och ventrikulära epikardiella ledningar (figur 3). 5-årsöverlevnadsfriheten för steroideluterande ledningar var 83 %, medan överlevnaden för icke-steroideluterande ledningar var 73 % (figur 4). Det kirurgiska tillvägagångssättet korrelerade signifikant med ledningsfel. Ingen av de 29 subxiphoidalt implanterade ledningarna misslyckades under den aktuella studien (20 månader ) (Figur 5). ETs ≥3,0 μJ vid sjukhusutskrivningen förutsade tidigt blyfel (relativ risk 2,8 , P=0,02). Det fanns ingen signifikant skillnad i felfrekvensen mellan epikardiellavledningar som gjordes om och den återstående kohorten av epikardiellavledningar som användes. Varken medfödd hjärtsjukdom, ledningsimplantation med en samtidig hjärtoperation, ålder eller vikt vid implantationen eller vilken kammare som stimuleras var prediktiva för ledningsfel.

Diskussion

Och även om epikardiell stimulering ofta krävs hos små barn, hos patienter med kvarvarande höger-till-vänster-shuntar och hos patienter med kamrar som inte kan nås via transvenös väg, kan de flesta barn ha antingen ett endokardiellt eller epikardiellt system. Även om endokardiell stimulering kräver mindre omfattande kirurgi än epikardiell leadimplantation, finns det oro för vaskulär obstruktion, AV-klaffens integritet och begränsningarna av ledningens ackommodation med somatisk tillväxt.111617 Dessa risker har dock generellt sett uppvägts hos barn av de högre akuta och kroniska stimuleringströsklarna för konventionella epikardiella ledningar, vilket resulterar i att batteriet förbrukas i förtid och att det behövs efterföljande operationer.58 Nya framsteg inom epikardiella ledningar och kirurgiska tillvägagångssätt har visat på förbättrad tidig pacing och sensortrösklar.12131819 Tidigare studier som utvärderat epikardiella ledningar hos barn har haft ett lågt antal patienter eller har omfattat serier som föregick både introduktionen av litiumjodidbatterier och steroideluterande ledningar.8122021 I denna studie rapporterar vi vår långtidserfarenhet av >200 epikardiella stimuleringsledningar hos barn under en 17-årig inskrivning.

De överdrivna stimuleringströsklarna och den höga incidensen av utgångsblock med konventionella epikardiella ledningar uppkommer förmodligen av en kombination av epikardiell fibros, ärrbildning och/eller perikardiella adhesioner efter hjärtkirurgi. Konventionella icke-steroida epikardiella avledningar är förknippade med en 45-procentig risk för exitblock när implantationströsklarna överstiger 0,9 V vid 0,5 ms.5 Tillägget av dexametason till avledningssystemet minskar den inflammatoriska reaktionen och bildandet av den fibrösa kapseln.2223 I denna serie av 82 steroideluterande ledningar rapporterar vi en låg incidens (2,4 %) av exitblockering som är jämförbar med tidigare publicerade mindre epikardiella serier.24

Atriella ETs var stabila för både steroideluterande och icke-steroideluterande ledningar vid implantation genom 5-årsuppföljning. Den enda signifikanta minskningen av ET inträffade 1 månad efter implantation i de steroideluterande ledningarna. Detta liknar studien av Johns et al,12 som rapporterade en signifikant minskning av tröskelvärdet för atriell pulsbredd 1 vecka efter implantation, med liten förändring därefter. I motsats till förmaksledningarna var tröskelvärdena för ventrikelstimulering utan steroid signifikant sämre än för de steroideluterande ledningarna vid akut uppföljning och tvåårsuppföljning. Avsaknaden av signifikans vid 5-årsuppföljningen mellan steroid- och icke-steroideluterande ledningar återspeglar sannolikt en viss selektionsbias, eftersom ledningar med mycket höga stimuleringströsklar avlägsnades och ersattes med lägre ET-ledningar. Den relativa konsistensen hos våra ventrikulära steroideluterande ledningar när det gäller stimuleringströsklar över tid liknar tidigare publicerade mindre serier.2425

Avvikelsen av någon signifikant långsiktig förbättring av förmaks-stimuleringströsklar med steroideluterande ledningar jämfört med ventrikulära ledningar är något intressant. De flesta av patienterna i denna kohort hade strukturell hjärtsjukdom och hade genomgått många hjärtoperationer. Det är möjligt att förmaken hos dessa barn har betydande ”ärrbildning” som inte kan övervinnas genom enkel tillsats av dexametason. Större fördelar kan uppnås genom att minska gränssnittet mellan stimuleringsledare och perikard och genom att minimera batteridräneringen.

Före rutinanvändningen av steroidledare var 5-årsöverlevnaden för epikardiella ledningar 40-70 %.826 Den totala 5-årsöverlevnaden för epikardiella ledningar i den aktuella studien var 74 % och kan jämföras relativt väl med rapporterade konventionella endokardiska system.920 Även om förbättrad överlevnad av ledningar kan uppnås med steroidendokardiska ledningar, har inga långtidsjämförelser av ledningar utförts mellan steroid epikardiella och endokardiska ledningar. Unikt för den här studien var att man observerade noll fel på ledningarna med subxiphoida ledningar. Genom att undvika thorakotomi minimeras den dagliga dragning som andning och armrörelser medför för epikardiala ledningar. Det är dock generellt sett svårare att implantera förmaksledningar från ett subxiphoidalt snitt, och detta kräver vanligtvis en begränsad sternotomi eller thorakotomi. Observationen att utmatnings-ET ≥3,0 μJ förutspådde ledningsfel återspeglar vår tidiga erfarenhet när intraoperativ ledningsbedömning inte utfördes rutinmässigt. Under de senaste fem åren har vårt tillvägagångssätt varit att testa alla stimuleringsledningar i operationssalen.

Då kirurgisk reparation av komplexa hjärtmissbildningar utförs i yngre åldrar förväntas en växande andel barn behöva pacemaker. Det primära målet med pacemakerimplantationen är att uppnå lägsta möjliga ET som på ett säkert sätt kan ge tempo och känna av vävnaden på lämpligt sätt. I den aktuella studien rapporterades acceptabla tröskelvärden för stimulering och avkänning och en låg andel fel på ledningarna i en stor kohort av epikardiella ledningar som implanterats under 17 år. Steroidledningar, särskilt ventrikulära ledningar, minskade avsevärt batteridräneringen och potentialen för efterföljande kirurgi. De flesta barn som behöver en pacemaker kommer att behöva en pacemaker resten av livet. Som barnkardiologer bör vi inte bara ta hänsyn till det omedelbara resultatet av en viss ledning/generator utan också (och ännu viktigare) till hur man bäst uppnår en livslång stimulering. Även om det är tekniskt möjligt att implantera endokardiska ledningar hos de flesta barn som väger ≈15 kg, kan användning av epikardiska ledningar när barnet är äldre och innominat/cefaliska venerna är mer utvecklade vara ett mer försiktigt tillvägagångssätt och kan minimera kärl- och/eller klaffskador på lång sikt.

Fotnoter