Haemodynamic and Oxymetric Investigations on Patients under Rate-Responsive Dual-Chamber Stimulation During Exercise

Summary

Rate-responsive dual-chamber pacing combines the advantages of atrio-ventricular synchrony and rate adaptation in patients suffering from binodal disease. However, it is not known if patients really benefit from the additional rate response under exercise conditions. Therefore, 15 patients suffering from binodal disease received rate-responsive dual-chamber pacemakers. 1, 3, and 6 months postoperatively haemodynamic parameters and oxygen consumption were measured during treadmill ergometry under conventional (DDD) and rate-modulated AV-universal Stimulation (DDDR). Using the NCCOM3-R7 (Osypka) technique, rate (f), cardiac index (CI), stroke volume index (SVI), and the end-diastolic volume index (EDVI) were determined non-invasively. Oxygen consumption (VO₂) was measured with the Biotec Oxysuper. Based on preoperative Status (NYHA) and ventricular contractility, which was determined by means of echochardiography, the patients were devided into two groups: Group I (n = 8) with normal ventricular contractility demonstrated a moderate increase of intrinsic heart rate during exercise. Group II (n = 7) with impaired ventricular contractility showed only a slight or no increase in intrinsic heart rate. When comparing DDD and DDDR pacing a significant increase of CI and VO₂ was found for the rate-modulated pacing mode in group II. The reverse was found for patients of group I. The difference between the two groups was statistically significant. According to these results, only patients with nearly no increase in intrinsic sinus heart rate and impaired ventricular function can be expected to benefit from the additonal rate-adaptation of a dual-chamber pacemaker.

Zusammenfassung

Frequenzadaptive Zweikammerschrittmacher haben den Vorteil, daß sie bei Patienten mit 2-Knoten-Erkrankungen zum einen die atrio-ventrikuläre Synchronität wiederherstellen und zum anderen eine bolastungsgerechte Frequenzadaptation garantieren. Dennoch ist bis heute nicht bekannt, welche Patienten wirklich von der zusätzlichen Frequenzadaptation profitieren. Deshalb wurden 15 Patienten mit 2-Knoten-Erkrankungen frequenzadaptive Zweikammerschrittmacher implantiert. 1, 3 und 6 Monate postoperativ wurden diese Patienten hämodynamisch und spirometrisch unter Belastung auf dem Laufband untersucht. Dabei wurden mit dem NCCOM3-R7 (Osypka) nichtinvasiv die Frequenz (f), der Cardiac Index (CI), der Schlagvolumenindex (SVI) und der enddiastolische Volumenindex (EDVI) bestimmt. Die Sauerstoffaufnahme aus der Atemluft (VO₂) wurde mit dem Biotec Oxysuper gemessen. Die Patienten konnten entsprechend ihres präoperativen Status (NYHA) und ihres ventrikulären Kontraktionsverhaltens, das echokardiographisch ermittelt wurde, 2 Gruppen zugeordnet werden: Gruppe I (n = 8) mit normaler Ventrikelfunktion zeigte einen mäßigen Anstieg der herzeigenen Frequenz, während in der Gruppe II (n = 7) mit eingeschränkter Ventrikelfunktion nur ein geringgradiger Anstieg der herzeigenen Frequenz beobachtet werden konnte. Beim Vergleich zwischen DDDR- und DDD-Stimulation fand sich eine signifikante Verbesserung des CI und des VO₂ für die frequenzvariable Stimulationsform bei Patienten der Gruppe II. Bei den Patienten der Gruppe I waren diese Ergebnisse umgekehrt. Beim Vergleich der Gruppen untereinander fand sich für die genannten Parameter ein signifikanter Unterschied. Nach diesen Ergebnissen profitieren nur Patienten mit geringem Anstieg der Eigenfrequenz unter Belastung und eingeschränkter Ventrikelfunktion von der Frequenzvariabilität eines Zweikammerschrittmachers.

Key words

Haemodynamics - Oxygen consumption - Treadmill ergometry - Rate-responsive dual-chamber pacemaker