Published June 15, 2022
| Version v1
Publication
Open
Vectorcardiography-derived index allows a robust quantification of ventricular electrical synchrony
Creators
- 1. Instituto de Fisica de Liquidos y Sistemas Biologicos
- 2. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
- 3. University of Buenos Aires
- 4. Hospital Británico de Buenos Aires
- 5. TU Dresden
Description
Alteration of muscle activation sequence is a key mechanism in heart failure with reduced ejection fraction. Successful cardiac resynchronization therapy (CRT), which has become standard therapy in these patients, is limited by the lack of precise dyssynchrony quantification. We implemented a computational pipeline that allows assessment of ventricular dyssynchrony by vectorcardiogram reconstruction from the patient's electrocardiogram. We defined a ventricular dyssynchrony index as the distance between the voltage and speed time integrals of an individual observation and the linear fit of these variables obtained from a healthy population. The pipeline was tested in a 1914-patient population. The dyssynchrony index showed minimum values in heathy controls and maximum values in patients with left bundle branch block (LBBB) or with a pacemaker (PM). We established a critical dyssynchrony index value that discriminates electrical dyssynchronous patterns (LBBB and PM) from ventricular synchrony. In 10 patients with PM or CRT devices, dyssynchrony indexes above the critical value were associated with high time to peak strain standard deviation, an echocardiographic measure of mechanical dyssynchrony. Our index proves to be a promising tool to evaluate ventricular activation dyssynchrony, potentially enhancing the selection of candidates for CRT, device configuration during implantation, and post-implant optimization.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يعد تغيير تسلسل تنشيط العضلات آلية رئيسية في فشل القلب مع انخفاض جزء القذف. إن علاج إعادة التزامن القلبي الناجح (CRT)، الذي أصبح علاجًا قياسيًا لدى هؤلاء المرضى، محدود بسبب عدم وجود قياس كمي دقيق لخلل التزامن. قمنا بتنفيذ خط أنابيب حسابي يسمح بتقييم خلل التزامن البطيني عن طريق إعادة بناء مخطط القلب المتجهي من مخطط القلب الكهربائي للمريض. حددنا مؤشر خلل التزامن البطيني على أنه المسافة بين تكامل الجهد والسرعة للملاحظة الفردية والملاءمة الخطية لهذه المتغيرات التي تم الحصول عليها من مجموعة سكانية صحية. تم اختبار خط الأنابيب في مجموعة من المرضى عام 1914. أظهر مؤشر خلل التزامن القيم الدنيا في ضوابط الصحة والقيم القصوى في المرضى الذين يعانون من إحصار فرع الحزمة اليسرى (LBBB) أو مع جهاز تنظيم ضربات القلب (PM). أنشأنا قيمة مؤشر خلل التزامن الحرج الذي يميز أنماط خلل التزامن الكهربائي (LBBB و PM) من تزامن البطين. في 10 مرضى لديهم أجهزة PM أو CRT، ارتبطت مؤشرات خلل التزامن فوق القيمة الحرجة بارتفاع الوقت إلى ذروة الانحراف المعياري للإجهاد، وهو مقياس لتخطيط صدى القلب لخلل التزامن الميكانيكي. يثبت مؤشرنا أنه أداة واعدة لتقييم خلل تزامن التنشيط البطيني، مما قد يعزز اختيار المرشحين لـ CRT، وتكوين الجهاز أثناء الزرع، وتحسين ما بعد الزرع.Translated Description (French)
L'altération de la séquence d'activation musculaire est un mécanisme clé de l'insuffisance cardiaque avec une fraction d'éjection réduite. Le succès de la thérapie de resynchronisation cardiaque (TRC), qui est devenue la thérapie standard chez ces patients, est limité par l'absence de quantification précise de la dyssynchronie. Nous avons mis en place un pipeline de calcul qui permet d'évaluer la dyssynchronie ventriculaire par reconstruction vectorielle à partir de l'électrocardiogramme du patient. Nous avons défini un indice de dyssynchronie ventriculaire comme la distance entre les intégrales tension et vitesse-temps d'une observation individuelle et l'ajustement linéaire de ces variables obtenues à partir d'une population saine. Le pipeline a été testé dans une population de 1914 patients. L'indice de dyssynchronie a montré des valeurs minimales dans les contrôles de la santé et des valeurs maximales chez les patients avec un bloc de branche gauche (LBBB) ou avec un stimulateur cardiaque (PM). Nous avons établi une valeur d'indice de dyssynchronie critique qui distingue les schémas électriques dyssynchrones (LBBB et PM) de la synchronie ventriculaire. Chez 10 patients avec des dispositifs PM ou CRT, des indices de dyssynchronie supérieurs à la valeur critique ont été associés à un écart-type élevé du temps au pic de déformation, une mesure échocardiographique de la dyssynchronie mécanique. Notre indice s'avère être un outil prometteur pour évaluer la dyssynchronie d'activation ventriculaire, améliorant potentiellement la sélection des candidats pour la TRC, la configuration du dispositif pendant l'implantation et l'optimisation post-implantaire.Translated Description (Spanish)
La alteración de la secuencia de activación muscular es un mecanismo clave en la insuficiencia cardíaca con fracción de eyección reducida. El éxito de la terapia de resincronización cardíaca (TRC), que se ha convertido en la terapia estándar en estos pacientes, está limitado por la falta de cuantificación precisa de la disincronía. Implementamos una tubería computacional que permite la evaluación de la disincronía ventricular mediante la reconstrucción del vectorcardiograma a partir del electrocardiograma del paciente. Definimos un índice de disincronía ventricular como la distancia entre las integrales de tiempo de voltaje y velocidad de un observador individual y el ajuste lineal de estas variables obtenidas de una población sana. La tubería se probó en una población de pacientes de 1914. El índice de disincronía mostró valores mínimos en controles de salud y valores máximos en pacientes con bloqueo de rama izquierda (LBBB) o con marcapasos (PM). Establecimos un valor crítico del índice de disincronía que discrimina los patrones eléctricos disincrónicos (LBBB y PM) de la sincronía ventricular. En 10 pacientes con dispositivos PM o CRT, los índices de disincronía por encima del valor crítico se asociaron con un alto tiempo hasta la desviación estándar de la tensión máxima, una medida ecocardiográfica de la disincronía mecánica. Nuestro índice demuestra ser una herramienta prometedora para evaluar la disincronía de la activación ventricular, lo que podría mejorar la selección de candidatos para la TRC, la configuración del dispositivo durante la implantación y la optimización posterior al implante.Files
s41598-022-14000-8.pdf.pdf
Files
(3.5 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:e39df751cc34fb1ff83064806a05f37f
|
3.5 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- يسمح المؤشر المشتق من تخطيط القلب المتجهي بقياس كمي قوي للتزامن الكهربائي البطيني
- Translated title (French)
- L'index dérivé de la vectorcardiographie permet une quantification robuste de la synchronisation électrique ventriculaire
- Translated title (Spanish)
- El índice derivado de la vectoriografía permite una cuantificación robusta de la sincronía eléctrica ventricular
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4282919803
- DOI
- 10.1038/s41598-022-14000-8
References
- https://openalex.org/W1038220952
- https://openalex.org/W1132065695
- https://openalex.org/W1674061945
- https://openalex.org/W1936273765
- https://openalex.org/W1984440501
- https://openalex.org/W1989835114
- https://openalex.org/W1997773832
- https://openalex.org/W2020811427
- https://openalex.org/W2030112113
- https://openalex.org/W2056820019
- https://openalex.org/W2061185532
- https://openalex.org/W2096264360
- https://openalex.org/W2113597601
- https://openalex.org/W2124624517
- https://openalex.org/W2128771791
- https://openalex.org/W2131275719
- https://openalex.org/W2135533595
- https://openalex.org/W2150374649
- https://openalex.org/W2152575748
- https://openalex.org/W2162800060
- https://openalex.org/W2170281616
- https://openalex.org/W2178738676
- https://openalex.org/W2351077447
- https://openalex.org/W2462375870
- https://openalex.org/W2551501929
- https://openalex.org/W2778297637
- https://openalex.org/W2793410998
- https://openalex.org/W2889023277
- https://openalex.org/W2901521070
- https://openalex.org/W2904570840
- https://openalex.org/W2954083082
- https://openalex.org/W2982633048
- https://openalex.org/W3003299879
- https://openalex.org/W3048556999
- https://openalex.org/W3193598686
- https://openalex.org/W3196471224
- https://openalex.org/W3208900280
- https://openalex.org/W3217576295
- https://openalex.org/W4249896096