Dlouhodobý elektrokardiogram

Súhrn

Přehledový článek se zabývá technickými a klinickými pokroky, které byly učiněny v oblasti dlouhodobé elektrokardiografie za několik posledních desetiletí, a popisuje možnosti dalšího vývoje. Technické zázemí je shrnuto od původního návrhu dr. Normana J. Holtera až po současné paměťové smyčkové a implantovatelné rekordéry. Popsané klinické použití zahrnuje monitorování poruch srdečního rytmu, sledování morfologických změn elektrokardiogramu se zvláštní pozorností na monitorování ischemických projevů a přesné elektrokardiografické měření používané při vyhodnocování léky navozených změn v repolarizaci srdečního svalu. Oddíl zabývající se výhledy do budoucna diskutuje možnost použití dlouhodobých elektrokardiogramů k vyhledávání pacientů se zvýšeným rizikem náhlého arytmického úmrtí, kterému by mohlo být zabráněno implantovaným defibrilátorem.

Klíčová slova:
elektrokardiogram, poruchy srdečního rytmu, ischemické změny, proarytmie, riziko náhlé arytmické smrti.

ÚVOD

Přibližně před 30 lety mi pan profesor Petrášek prvně ukázal, jak v praxi vypadá dlouhodobý elektrokardiografický záznam a na konkrétním klinickém případu vysvětlil, jak se v té době klinicky používal. Společně s přáním k význačnému životnímu jubileu bych chtěl panu profesorovi poděkovat nejenom za to, že mne seznámil s klinickým použitím netradiční elektrokardiografie, ale zejména za to, že ve mně vzbudil zájem o kardiologii vůbec.

Spolu s touto vzpomínkou, blahopřáním a poděkováním bych chtěl také panu profesorovi věnovat úvahu, jak se dlouhodobý elektrokardiogram změnil za oněch 30 let a co lze od této technologie očekávat v budoucnosti.

Technologie

Dr. Norman Jefferis (Jeff) Holter (1914–1983), po němž se technika dlouhodobých elektrokardiografických záznamů často nazývá, nebyl vzděláním lékař. Byl to fyzik a inženýr, inženýr edisonovského typu, který měl zájem na výzkumném, praktickém a ostatně i komerčním využití svých nápadů (mimo jiné spolupracoval úzce i s armádou a podílel se také na výzkumu prvého výbuchu vodíkové bomby na atolu Bikini). Vypráví se, i když to někteří popírají, že ho k myšlence dlouhodobého elektrokardiogramu přivedl zdravotní stav jeho tchána, který trpěl vážně symptomatickými palpitacemi. Údajně doktorovi Holterovi rodinný lékař vysvětlil, že by bylo potřeba natočit elektrokardiogram právě v momentě, kdy bude jeho tchán trpět svými obtížemi, kterými však nikdy v ordinaci netrpěl. Inženýrský duch doktora Holtera snadno dospěl k řešení, jak natáčet elektrokardiogram jeho tchána během jeho obvyklých aktivit v kopcích a horách Montany. Bylo to ale řešení značně vzdálené současné elektrokardiografické technice. Protože v té době neexistovalo žádné přenosné nahrávací zařízení, vybavil doktor Holter svého tchána přenosnou vysílačkou (o rozměrech a váze značně velkého batohu), napojenou na kardiografickou nahrávací elektroniku. Dlouhodobé sledování takto na dálku pořízeného záznamu údajně umožnilo rodinnému lékaři Holterových stanovit patřičnou diagnózu.

Přes tento úvodní úspěch mělo telemetrické originální řešení doktora Holtera mnoho evidentních nevýhod. Sledování na dálku pořizovaného záznamu v reálném čase bylo nejenom závislé na úspěšnosti vysílaného signálu, ale bylo především značně pracné, a proto velmi nepraktické. Již na počátku bylo zřejmé, že by bylo podstatně výhodnější zpracovat pořízený dlouhodobý záznam nikoliv v reálném čase, ale později, třeba i jen s výběrem epizod, během kterých byl pacient symptomatický. Prvé takové zařízení začal komerčně vyrábět kolega doktora Holtera, Bruce Del Mar, ve svých výzkumných laboratořích Del Mar Avionics („Avionics“, protože se Bruce Del Mar v té době zabýval převážně inženýrskými problémy leteckého průmyslu). Vznikl tak první skutečně přenosný a plně prakticky použitelný elektrokardiograf, v němž byla nahrávací elektronika napojena na zmenšenou verzi klasického magnetofonu s kotoučkovými cívkami. Ze stejného důvodu, pro který nazýváme holicí čepelky žiletkami, byl po jistou dobu v anglosaském písemnictví používán termín „Avionics record“ stejně jako nyní používáme „Holter record“ (1, 2). (Bruce Del Mar se ve svých 96 letech stále těší duševní svěžesti – při nedávném sjezdu Americké Kardiologické Koleje jsem se s ním setkal na snídani a velice zajímavě mi o počátcích spolupráce s Jeffem Holterem podrobně vyprávěl.)

Ačkoliv od té doby došlo k mnoha a mnoha zlepšením, technologický princip klasického Holterova záznamu se nezměnil. Stále jde o nahrávání dlouhodobého elektrokardiogramu s následnou analýzou buď celého záznamu, nebo jeho vybraných úseků. Detailní technologické pokroky byly ovšem značné. Zatímco před 30 či 20 roky bylo výkřikem techniky pořídit 24hodinový záznam dvou (a později tří) elektrokardiografických svodů na hodinovou pásku standardního kazetového magnetofonu, současné nejmodernější nahrávače pořizují 12svodový záznam v digitální (1000 Hz) podobě na paměťovou kartu, prakticky stejnou, jako se používá v digitálních kamerách. Svým způsobem se historický kruh uzavírá i návratem k původní telemetrické myšlence doktora Holtera. Nejmodernější nahrávače umožňují, vedle kontinuálního záznamu na paměťové médium, sledovat také pořizovaný elektrokardiogram v reálném čase na dálku pomocí bluetooth technologie.

Co se za posledních 20 či 30 let nejvíce změnilo, je úroveň počítačového zpracování nahraných signálů. Před 30 lety nebylo neobvyklé nechat vytisknout celodenní posloupnost RR intervalů na úzký mnohametrový pásek papíru, který se potom opatrně prohlížel tak, aby byly detekovány všechny ektopie a ostatní poruchy rytmu (pod vedením pana profesora Petráška jsem strávil nemálo času právě nad takovými papírovými pásky). Současná technika nabízí automatické pořízení trendů a histogramů nejrůznějších elektrokardiografických měření, provedených na každém srdečním cyklu, automatické vyhledávání a zobrazování patologií elektrokardiografických abnormalit nejrůznějšího druhu atd.

Dlouhodobé elektrokardiogramy také nyní existují v neklasické „neholterové“ podobě. K této technologii patří zejména smyčkové paměťové monitory, které běžně nahrávají jeden či dva elektrokardiografické svody po mnoho dní a stále přepisují dřívěji nahraný záznam, takže je vždy k dispozici jen posledních 10, 15 či 30 minut signálu (3). Pacient má možnost toto přepisování záznamu pozastavit, kupříkladu při symptomatické epizodě, a odeslat záznam natočený před a během současných obtíží k vyhodnocení buď pomocí klasické telefonní linky, nebo v poslední době přes internetové spojení. Do podobné kategorie ostatně patří i implantované monitory, v nichž je celá nahrávací paměťová elektronika uložena do pouzdra velikosti přibližně 2 × 5 cm a implantována subkutánně do pektorální krajiny. To umožňuje intermitentní vyhodnocování symptomatických, ale i jiných epizod po dobu mnoha týdnů či měsíců, tedy podstatně delší dobu, než po kterou je prakticky myslitelné napojení pacienta na externí elektrody (4). Konečně jsou nejrůznějšími monitorovacími funkcemi vybavovány i současné implantovatelné kardiostimulátory a defibrilátory. 

Klinické použití

Na počátku éry dlouhodobého elektrokardiogramu byla primárním klinickým použitím diagnostika palpitací a vyhodnocování poruch srdečního rytmu. Tato klinická oblast je stejně cenná dodnes (5). V případě, že pacientovy obtíže jsou dostatečně časté a vyskytují se nejméně jednou za jeden či několik málo dní, standardní Holterův záznam je stále na místě. V případě, že pacientovy obtíže jsou méně časté a vyskytují se jednou za jeden či několik málo týdnů, vyplácí se použít smyčkový monitor. Konečně v případě, že pacientovy obtíže jsou závažné, nicméně ne příliš časté, je výhodné použít monitorovací implantát. Nicméně toto diagnostické použití smyčkových a implantovaných monitorů je patrně klinicky méně časté než jejich použití k dlouhodobému sledování klinického vývoje a úspěšnosti terapie.

Přibližně před 30 lety bylo velice populární sledovat frekvenci komorových srdečních poruch a zejména pak vyhodnocovat frekvenci a časové rozložení komorových extrasystol. Vzhledem k tomu, že zvýšená ektopická frekvence je známým rizikovým faktorem u ischemické choroby srdeční, předpokládalo se, že farmakologické potlačování extrasystol povede též k potlačení arytmického rizika. Vyhodnocování „úspěchu“ bylo samozřejmě plně závislé na Holterových záznamech (6). Nicméně velikým překvapením bylo zjištění, že antiarytmika, která dokáží potlačit komorové extrasystoly, jsou také spojena se značnou proarytmií, tedy lékem navozenou arytmií. Prognóza pacientů, u kterých byly komorové extrasystoly farmakologicky potlačeny, byla překvapivě podstatně horší, než u těch, u nichž k takovému potlačování nedošlo (7). Pravda je, že tento překvapivě negativní výsledek byl zjištěn u tzv. antiarytmik první řady, která ovlivňují zejména excitaci myokardu spíše než jeho repolarizaci a heterogenitu. Občas se proto objevují úvahy, zda by nebylo vhodné se pokusit potlačit četné komorové extrasystoly pomocí antiarytmik jiných řad, u nichž by možná bylo podstatně nižší proarytmické riziko. Nicméně použití Holterova záznamu k vyhodnocování počtu komorových extrasystol získalo natolik špatné jméno, že k opakovaným pokusům o jejich farmakologické ovlivňování nejspíše v dohledné době nedojde.

Spíše se monitorování arytmií přesouvá z komorových na síňové poruchy rytmu. Otázka, zda a kdy je u síňové fibrilace výhodnější znovu navodit sinusový rytmus, nebo kontrolovat komorovou frekvenci, není pořád zcela zodpovězena. V každém případě je jak potvrzení úspěchu znovunavození sinusového rytmu, tak kontrola komorové frekvence závislá na dlouhodobém monitorování a jak Holterovy záznamy, tak i další varianty dlouhodobého elektrokardiogramu jsou v této oblasti velmi cenné (8–10). První větší studie implantovaných monitorů se ostatně týkala vyhodnocování charakteru symptomatických epizod paroxyzmální síňové fibrilace.

Rozvoj vícesvodových dlouhodobých záznamů také umožnil sledovat nejenom poruchy srdečního rytmu, ale i vyhodnocovat morfologické elektrokardiografické změny. K nim zejména patří sledování změn úseku ST, a tedy vyhodnocování ischemických epizod. V této oblasti Holterovy záznamy umožnily i vznik nových diagnostických kategorií, jako například tzv. „tiché ischémie“, totiž ischemických změn, viditelných na ST úseku, ale jinak zcela asymptomatických (11). Přibližně před 20 či 10 lety bylo též na základě dlouhodobých elektrokardiogramů navrženo několik systémů k monitorování ischemických poruch, které měly pomoci v diferenciální diagnostice obtíží stenokardického typu. Nicméně v poslední době je přesnější rozlišení mezi ischemickými a neischemickými bolestmi na hrudníku umožněno biochemickými analýzami. (Vznikl tak i pojem „supertiché“ ischémie, totiž ischémie projevující se jen biochemicky beze změn segmentu ST.) Proto se v současné době používá dlouhodobý elektrokardiogram k monitorování ischemických epizod zejména u pacientů s nestabilní anginou a s ostatními koronárními syndromy. Podobně, jako u monitorování poruch srdečního rytmu, se klinické použití Holterova záznamu přenáší z diagnostiky ischemických poruch na monitorování progrese patologických stavů a vyhodnocování úspěšnosti terapie (12, 13).

Z klinického hlediska je poněkud překvapivým použitím Holterových záznamů oblast dlouhodobě přesného elektrokardiografického měření. Ta se týká zejména sériového měření intervalů QT a QTc a jejich změn navozených experimentálními farmaky. Farmakologicky navozené prodloužení intervalu QTc (obr. 1) je považováno za rizikový faktor proarytmické toxicity, zejména vzhledem k možnosti navození tzv. TdP („Torsade de Pointes“) tachykardie (15). Bez ohledu na klinickou aplikaci proto musí prakticky každý nový lék projít intenzivním testem potenciálních změn intervalu QTc, k čemuž je samozřejmě třeba přesné elektrokardiografické měření (16). Z mnoha důvodů přesahujících rámec tohoto přehledu se ukazuje, že přesnost těchto měření je podstatně větší, použije-li se dlouhodobý 12svodový Holterův záznam, než při vyhodnocování opakovaných krátkodobých elektrokardiogramů. Ačkoliv žádná detailní porovnání nejsou k dispozici, mají zřejmě pravdu ti, kteří říkají, že v současné době je podstatně více 12svodových Holterových záznamů natočeno k tomuto účelu než z jakýchkoliv jiných klinických důvodů.

V souvislosti s touto oblastí praktického použití přinesla technika dlouhodobého elektrokardiogramu i nové a překvapivé fyziologické poznatky. Ukázalo se kupříkladu, že tvar adaptace intervalu QT na změny srdeční frekvence (tedy o kolik se interval QT prodlužuje či zkracuje, když srdeční frekvence klesá či stoupá) tak i hystereze této adaptace (tedy jak rychle se interval QT mění po náhlých změnách srdeční frekvence) jsou stálé u každého zdravého jedince, ale velmi různé mezi různými lidmi (obr. 2) (17, 18). Hovoří se dokonce o podobnosti mezi individualitou těchto charakteristik komorové repolarizace a individuálností otisků prstů („repolarisation fingerprint“ v anglosaském písemnictví).  

Výhledy

Už v současné době je dlouhodobý elektrokardiogram také používán k nekardiologickým klinickým účelům. Vzhledem k tomu, že srdeční periodicita je pod konstantní kontrolou autonomního nervového systému, a že měření jednotlivých intervalů RR je jak přesné, tak (s použitím moderních postupů na zpracování signálu) relativně jednoduché, nabízí analýza posloupnosti intervalů RR v podstatě jednoduchou metodu ke kvantifikaci autonomního systému a jeho poruch (19). Vskutku, poruchy autonomních modulací srdeční periodicity jsou kupříkladu jednou z časných známek diabetické neuropatie a umožňují i diagnostiku podstatně dřív, než mnohá jiná vyšetření (20).

Změny srdečních autonomních modulací jsou také známým rizikovým faktorem u pacientů s ischemickou chorobou srdeční (21, 22) a i u jiných kardiovaskulárních poruch (podobně jako je snížená variabilita srdeční frekvence známým projevem ohrožení rodícího se plodu). V současné době se vyhodnocování autonomních poruch pro potřeby vyhledávání pacientů se zvýšeným rizikem náhlé srdeční smrti příliš klinicky nepoužívá. Je to hlavně proto, že studie, které dokumentovaly úspěšnost profylaktického použití implantovatelných defibrilátorů, použily vesměs vyhledávání rizikových pacientů na základě snížené ejekční frakce levé komory (23–25). Pro použití jiných metod k vyhledávání rizikových případů v klinické praxi proto chybí objektivní podklad. Nicméně zkušenost, která nyní existuje s vyhledáváním rizikových pacientů na základě ejekční frakce, ukazuje, že tato metoda má jak nevysokou senzitivitu, tak i velmi nízkou specificitu. Zatímco nemalý počet pacientů, kteří přežili akutní fázi infarktu myokardu, stále následně umírá náhlou srdeční smrtí, mnoho pacientů, kterým je na základě snížené ejekční frakce profylakticky implantován automatický defibrilátor, jej nikdy klinicky nepoužije. Jiné a podstatně přesnější metody pro vyhledávání pacientů se zvýšeným rizikem náhlé srdeční smrti jsou proto značně, ne-li kriticky, potřeba.

Je proto zcela reálné očekávat, že budou provedeny nové studie vyhodnocující profylaktické použití automatických defibrilátorů na základě jiných indikací zvýšeného rizika. Charakterizace autonomních poruch na základě variability srdeční frekvence je zřejmým kandidátem pro takové alternativní vyhledávání rizikových pacientů, zejména budou-li použity moderní metody kvantifikace autonomních poruch, jako je decelerační kapacita (26), turbulence srdečního rytmu (27) a jejich kombinace (obr. 3) (28). Lze proto naprosto střízlivě přepokládat, že v dohledné době bude otevřena nová kapitola klinického použití dlouhodobého elektrokardiogramu, a že vyhodnocování poruch autonomních modulací bude patřit k rutinnímu vyšetřování kardiovaskulárních pacientů (29).

Charakterizace zvýšeného rizika arytmických poruch není jen otázkou studia srdeční periodicity. Dynamické změny elektrokardiografické morfologie jsou jiným možným indikátorem. Nejvíce výzkumu bylo v této oblasti věnováno tzv. TWA („T wave alternans“), totiž vyhodnocování týkajícího se periodických morfologických změn T vln. Prostým okem viditelné změny morfologie vln T od cyklu k cyklu se vyskytují relativně zřídka a vždy znamenají velmi vážnou poruchu srdeční elektrofyziologie. Na rozdíl od snadno viditelných změn, TWA ale charakterizuje drobné periodické změny v rozsahu jen několika mikrovoltů elektrokardiografického signálu (30). Přítomnost takových periodických změn je rovněž rizikovým faktorem. Ačkoliv nejrozšířenější technologie používá vyhodnocování TWA na základě speciálního zátěžového testu, alternativní technologie také existuje k odpovídajícímu testu na základě standardního Holterova záznamu (31). Morfologie vln T a její patologické a patofyziologické změny jsou vskutku oblastí, v níž naše vědomosti jsou na pouhém počátku. Existující publikace ukazují, že informace obsažená v této části elektrokardiogramu je podstatně mocnější, než jsme se dosud domnívali (32, 33) a že její využití bude podstatně zvýrazněno, budeme-li vyhodnocovat nejenom statické, ale i dynamické změny zaznamenané v dlouhodobých elektrokardiogramech (34).

Lze proto zcela reálně očekávat, že za dalších třicet let učiní dlouhodobá elektrokardiografie stejný, ne-li ještě větší pokrok, než učinila od té doby, co mi pan profesor Petrášek ukázal, jak Holterův záznam může pomoci v klinické praxi.

Ještě jednou přeji panu profesorovi vše nejlepší a mnohokráte mu děkuji za všechno, co mne naučil. 

Adresa pro korespondenci:

prof. RNDr. MUDr. Marek Malik, DrSc.

Chair of Cardiac Electrophysiology,

Division of Cardiac and Vascular Sciences,

St. George’s, University of London,

Cranmer Terrace,

London SW17 0RE, United Kingdom

fax: 0044 20 8725 0846, e-mail: marek.malik@btinternet.com