Alternanza dell'onda T

L'alternanza dell'onda T è un metodo diagnostico cardiologico per l'analisi del rischio di aritmie pericolose e di morte improvvisa. Viene eseguito durante una prova da sforzo elettrocardiografica.

Principi di base

L'alternanza elettrica dell'onda T nell'elettrocardiogramma rappresenta una variazione nella morfologia dei complessi elettrocardiografici con sequenza 2:1. L'alternanza visibile è stata spesso associata con sopraslivellamenti ST. L'alternanza dell'onda T non visibile (micro) risulta da una variazione alternante della conduzione elettrica ed è associata all'alternanza della ripolarizzazione a livello cellulare. Essa appare come una alternanza della morfologia dell'onda T ed è chiamata “T Wave Alternans” (TWA). L'alternanza elettrica è stata descritta in letteratura sino dal 1909.

Nel 1984 Smith e Cohen, presso il Massachusetts Institute of Technology, pubblicarono risultati di una simulazione al computer che utilizzava un modello di processo di conduzione ventricolare con dispersione dei tempi di ripolarizzazione dei potenziali d'azione. Nel corso dei loro studi, essi osservarono alternanza elettrica che precedeva l'inizio di una VT.

Sulla base della simulazione, Smith e Cohen pensarono che l'alternanza elettrica potesse essere un utile marker nel rilevare il rischio di eventi tachiaritmici. Comunque, dato che era stato notato raramente, essi ipotizzarono che la TWA fosse spesso presente ma a livello dei microvolt e non dei millivolt.

Metodo spettrale

Il metodo spettrale fu sviluppato per rilevare TWA non visibile sull'ECG standard. Con questo metodo, l'ampiezza dei corrispondenti punti dell'onda T sono misurati in 128 battiti successivi. La serie temporale risultante dai valori delle ampiezze delle onde T è misurata utilizzando la trasformata di Fourier (FFT) per ottenere lo spettro di potenza delle fluttuazioni. Dato che le misure vengono eseguite una volta per battito (invece che una volta per secondo), l'asse x dello spettro di potenza è misurato in unità per ciclo invece che in cicli per secondo (Hz). L'alternanza è definita quando appare un picco esattamente a 1 ciclo ogni 2 battiti, ovvero a 0,5 cicli/battito. Utilizzando il metodo spettrale la TWA può essere accuratamente misurata a livello dei microvolt in presenza di ECG con basso rumore.

Relazione tra frequenza cardiaca (FC) e TWA

Vi è una tipica relazione tra FC e TWA in pazienti a rischio di Tachicardie Ventricolari e Fibrillazioni Ventricolari (VT/VF) nei quali viene indotto l'aumento della FC. La TWA appare quando la FC supera una specifica soglia, normalmente tra i 90 e i 110 battiti al minuto; la TWA aumenta all'aumentare della FC oltre quella soglia. Durante la fase di recupero, l'alternanza scompare quando la FC scende sotto la soglia. Un modo di aumentare la FC in maniera non invasiva è quello della prova da sforzo. Nelle normali condizioni di analisi, il livello di rumore durante l'esercizio rende molto difficile la misura di TWA a livello di microVolt. Il problema è stato risolto con l'uso di sensori ad alta risoluzione (Micro-V Alternans Sensors )

L'interpretazione è facilitata da una analisi automatica del rapporto diagnostico della TWA.

Studi clinici pubblicati

Nello studio fondamentale pubblicato sul New England Journal of Medicine (2) nel 1994, Rosenbaum, Ruskin e Cohen hanno condotto uno studio prospettico sull'efficacia della TWA nel predire eventi tachiaritmici in 83 pazienti consecutivi sottoposti allo studio EP. Il livello di TWA è stato misurato aumentando la frequenza cardiaca a 100 bpm tramite stimolazione atriale ed è stato comparato con 2 endpoint clinici: l'inducibilità di tachicardia sostenuta o VF durante lo studio EP e successivamente la sopravvivenza senza eventi tachiaritmici. Vi sono stati 15 pazienti valutati per aritmie sopraventricolari e un totale di 20 pazienti non avevano cardiopatie. I dati di questi pazienti sono serviti come controllo. La TWA ha predetto i risultati dello EPS con una sensibilità del 81% ed una specificità del 84%. Nel predire la sopravvivenza senza eventi, la sensibilità è stata del 89% e la specificità del 89%. Questi risultati erano altamente significativi (p<0,001). I pazienti con TWA negativa avevano una sopravvivenza del 95% a 20 mesi, mentre quelli con TWA positiva avevano una sopravvivenza del 20%. Questi risultati erano simili a quelli dello studio EP. Una delle limitazioni dello studio di Rosenbaum et al era quella che la frequenza cardiaca veniva aumentata utilizzando il pacing atriale. Per rendere il test completamente non-invasivo era necessario utilizzare il test ergometrico. Due lavori nel 1997 dimostrarono che l'esercizio produce risultati equivalenti al pacing atriale(3). In una studio di 27 pazienti Estes(4), Zipes ed El-Sherif dimostrarono che la TWA durante esercizio predice i risultati dello studio EP con accuratezza simile a quella dei risultati di Rosenbaum et al.

Il primo ampio lavoro che conferma i dati pubblicati precedentemente sul NEJM è stato condotto da Hohnloser15; 95 pazienti consecutivi selezionati per l'impianto di defibrillatore sono stati inclusi nello studio. Questi pazienti sono stati sottoposti a molti test di analisi del rischio che includono: TWA, EPS, frazione d'eiezione EF, sensibilità barorecettiva (BRS), potenziali tardivi (SAECG), variabilità RR, dispersione QT, e tachicardie ventricolari non sostenute (NSVT) all'esame Holter. L'endpoint dello studio è stata la scarica appropriata del defibrillatore. Caratteristica di questo gruppo a rischio è la EF media di 36 e la presenza di coronaropatia in 2/3 dei pazienti. La TWA è stato il migliore predittore non invasivo in questa popolazione e la EF era solamente statisticamente significativa. La curva di Kaplan-Mayer mostra che pazienti con TWA negativa hanno avuto una sopravvivenza per 80% libera da eventi. I pazienti con TWA positiva hanno avuto una sopravvivenza solo per il 40% libera da eventi. La TWA è stata in questa popolazione più predittiva dello studio EP. Il test EP non ha raggiunto un valore statisticamente significativo probabilmente perché il 40% dei pazienti erano pazienti che avevano già avuto una VF. Nel sottogruppo dei coronaropatici, la separazione delle curve TWA è stata più marcata con una sopravvivenza del 23% a 18 mesi per i pazienti TWA+.

Studi sullo scompenso

In un altro studio sviluppato a Francoforte presentato all'AHA nel novembre 98 e pubblicato su Lancet(6), 107 pazienti con scompenso congestizio in classe NYHA II e III senza storia di VT/VF hanno avuto un follow up di 2 anni con endpoint VT/VF e morte improvvisa. (Figura 5). I metodi di analisi del rischio sono stati: TWA, EF, BRS, SAECG, variabilità RR, dispersione QT, RR medio, NSVT. Lo studio EP non è stato effettuato in questo gruppo. Il 58% dei pazienti era affetto da coronaropatia. I risultati in 81 pazienti mostrano che la TWA è il solo predittore significativo. Nessun paziente testato negativo per la TWA ha avuto eventi in 24 mesi di follow up, dimostrando una sensibilità del 100% e un valore predittivo positivo del 23%. Questi risultati sono stati confermati in un lavoro presentato a maggio ’99 al Congresso Italiano di Cardiologia17 da Pedretti e Tramarin che ha mostrato una sensibilità del metodo del 100% e valore predittivo del 42% con endpoint morte cardiaca, ricaduta di VT sostenuta, sincope o scompenso. Il valore predittivo risultava indipendente da: FE, classe NYHA, VO2 massimo al test cardiopolmonare, parametri emodinamici, aritmie ventricolari all'esame Holter ed indici autonomici.

Studi su cardiomiopatia dilatativa non ischemica

2 studi sono stati pubblicati: Adaki et alt.(9) su JACC 1999 hanno studiato 58 pazienti in Giappone con cardiopatia dilatativi non ischemica. TWA è stata altamente correlata con eventi (p<0.001). Hennerdorf et alt.20 su PACE 2000 hanno studiato 60 pazienti in Germania: 83% dei pazienti aventi TWA+ hanno avuto eventi in comparazione con 12% tra i TWA- (p<0.0001). Ulteriori studi sono in corso in questa popolazione.

Studio multicentrico

Uno studio multicentrico svoltosi negli USA che includeva Gold e El Sherif(11), è stato progettato per l'approvazione FDA e pubblicato su JACC. Lo studio comparava la TWA, il SAECG e lo studio EP come predittori di eventi futuri durante il follow up. Vi sono stati 2 end point: eventi tachiaritmici definiti come VT,VF e morte improvvisa. Il secondo VT,VF e mortalità totale. Questi studi sono stati anche presentati al AHA del novembre 98 e al ACC del marzo 99. I 313 pazienti erano stati selezionati per lo studio EP per sincope o presincope. Solo il 27% avevano aritmie documentate; 43% hanno VT sospetta e 15% sospetta VT sostenuta. Come in tutti gli studi precedenti, la TWA è stata predittiva di eventi tachiaritmici e morte improvvisa documentata. Come predittore di morte improvvisa, tachicardie ventricolari sostenute, fibrillazione ventricolare o scarica appropriata del Defibrillatore la TWA ha predetto eventi con Rischio Relativo (RR) di 10.9, il test EP con RR 7.1 e il SAECG con RR di 4.5. In particolare come predittore di VT,VF e mortalità totale, il rischio relativo per la TWA è stato di 13.9 (p<0,001) comparato a 3.3 del SAECG e 4.7 (p<0,01) del test EP.

Recenti studi

In recenti studi la TWA è stata usata per discriminare atleti professionisti a rischio da atleti non a rischio (Furlanello, Marangoni et al) e per discriminare pazienti di tipo MADIT II per l'impianto del defibrillatore (ICD)

Linee guida

Nel 2006 sono state pubblicate le linee guida di Medicare che suggerisce di utilizzare il test della TWA secondo il metodo spettrale nei pazienti a rischio di morte improvvisa e le Linee guida delle Società Americane di Cardiologia (AHA e ACC) e della Società Europea di Cardiologia (ESC) che consigliano il test TWA come ragionevole nei pazienti a rischio in Classe 2A con livello di Evidenza A

Conclusioni

In conclusione numerosi studi dimostrano che la tecnica della TWA è un predittore di Eventi Ventricolari equivalente all'esame EP nella popolazione normalmente sottoposta a test EP. Lo studio di Francoforte confermato da quello di Pedretti mostra che la TWA è un predittore altamente significativo negli scompensati. La possibilità di avere un metodo non invasivo con altissima sensibilità e buon valore predittivo positivo da essere usato clinicamente in una specifica e crescente popolazione come quella degli scompensati, rende la TWA un metodo di screening molto importante per selezionare i pazienti per ulteriori test diagnostici e terapia antiaritmica come l'impianto di defibrillatori. Dato l'attuale indicazione al contenimento dei costi, la possibilità di evitare costosi esami invasivi in pazienti scompensati e con test TWA negativo, rende la TWA durante una prova da sforzo standard per la valutazione ST, estremamente conveniente. Nei prossimi anni l'esame TWA potrà divenire un test clinico per un'ampia popolazione a minor rischio non appena altri studi in altre popolazioni daranno risultati paragonabili a quelli ottenuti nella popolazione EP e negli scompensati.

Bibliografia

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2. Rosenbaum DC, Jackson LE, Smith JM, Garan H, Ruskin JN, Cohen RJ. Electrical alternans and vulnerability to ventricular arrhythmias. N Engl J Med 1994;330: 235-241
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4. Estes MNA, Michaud G, Zipes DP, Nabil El-Sherif et al. Electrical Alternans during rest and exercise as predictor of vulnerability to ventricular arrhythmias. Am J Cardiolog 1997; 80: 1314-1318
5. Hohnloser SH, Klingenheben T, Li YG, Zabel M, Cohen RJ. T Wave Alternans as a Predictor of Recurrent Ventricular Tachyarrhythmias in ICD Recipients. J Cardiovasc Electrophysiology 1998; 9: 1258-1268
6. Klingenheben, Cohen RJ, Hohnloser S. Predictive Value of T Wave Alternans in patients with Congestive Heart Failure The Lancet Vol 356 August 2000
7. S. Sarzi Braga, R. Tramarin, R.F.E. Pedretti. Significato Prognostico della TWA in Pazienti CHF, Giornale Italiano di Cardiologia May 1999
8. Ikeda T, Takami M, Kondo N, Tezuka N, Nakae T, Mahito N, Enjoji Y, Abe Ryoji, Sugi K, Yamaguchi T. Combined assessment of T-wave alternans and late potentials used to predict arrhythmic events after myocardial infarction. J Am Coll Cardiol 2000;35 722-30.
9. Adachi K, Ohnishi Y, Shima T, Yamashiro K, Takei A, Tamura N, Yokoyama M. Determinant of microvolt-level T-wave alternans in patients with dilated cardiomyopathy. J Am Coll Cardiol 1999;34:374-80
10. Hennersdorf MG, Perings C, Niebch V, Vester EG, Strauer B. T Wave Alternans as a Risk Predictor in Patients with Cardiomyopathy and Mild-to-Moderate Heart Failure. PACE 2000; 23: 1386-1391.
11. Gold MG, Bloomfield DM, Anderson KP, Wilbert DJ, El-Sherif N, Estes NAM Groh WJ, Kaufman E, Cohen RJ. A comparison of T Wave Alternans, Signal Averaged ECG, and Electrophysiology Study for Arrhythmia Risk Stratification JACC Vol 36, N. 7, 2000
12. Jorge A. Salerno-Uriate on behalf of the Italian Group of Clinical Studies on T Wave Alternans. Italian Clinical Study on T Wave Alternans Proceeding of the VII Southern Symposium on Cardiac Pacing. September 2000, 289-294

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