in pacemaker patiënten. Thoraxcenter Clinical Electrophysiology Sensoren t.b.v. Rate-Adaptive Pacing in pacemaker patiënten. Titel 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.

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.

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

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

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-R Chronisch AF met trage ventriculaire respons : VVIR SN dysfunctie met normale AV geleiding : AAI

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-R Chronisch AF met trage ventriculaire respons : VVIR 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.

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. Cardiac Pacing and Defibrillation: A Clinical Approach. P325-346. Blackwell Publishing Inc. 2000.

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. Rate Responsive Pacing: Biosensor Reliability and Physiological Sensitivity, PACE 1987; 10: 454-466.

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)

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

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

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

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

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

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

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

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

Performance van sensor systemen 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 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 Kappa 400 Talent, Opus, Symphony, Reply Insignia, Pulsar Max, Altrua Protos, Inos CLS + activiteit Evia Gestimuleerd RV EGM QT interval + activiteit Diamond, Clarity, Selection AF Sensor op de lead PEA + activiteit 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

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?)

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

Instellen van Rate Adaptive Pacing 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

Instellen van Rate Adaptive Pacing Minimale en maximale frequentie Een juiste basis- en maximale sensor frequentie horen bij het juist instellen van sensor driven pacing

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

Instellen van Rate Adaptive Pacing 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 . . . . .

Instellen van Rate Adaptive Pacing 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

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

Instellen van Rate Adaptive Pacing Threshold, response factor, slope, setpoint, etc. 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

Instellen van Rate Adaptive Pacing Threshold, response factor, slope, setpoint, etc. 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

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 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

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

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 ? 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