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. 2021 May 27;3(10):1207-1213.
doi: 10.1016/j.cjco.2021.05.010. eCollection 2021 Oct.

A Novel High-Resolution Surface Electrocardiographic Method to Identify and Characterize Myocardial Scar: A Proof-of-Concept Study

Derek S Chew  1   2 , Sharita Manga  1 , Andrew Roberts  1 , Glen L Sumner  1 , Katherine M Kavanagh  1 , Andrew G Howarth  1 , Carmen Lydell  1 , James A White  1 , Karen Cowan  1 , Gordon Rowlandson  3 , Joel Xue  3 , Derek V Exner  1
Affiliations

A Novel High-Resolution Surface Electrocardiographic Method to Identify and Characterize Myocardial Scar: A Proof-of-Concept Study

Derek S Chew et al. CJC Open. .

Abstract
in English, French

Background: The placement of the left ventricular (LV) lead in an area free of myocardial scar is an important determinant of cardiac resynchronization therapy response. We sought to develop and validate a simple, practical, and novel electrocardiographic (ECG)-based approach to intraoperatively identify the presence of LV scar. We hypothesized that there would be a reduction in the measured amplitude of the LV pacing stimulus on the skin surface using a high-resolution (HR) ECG when pacing from LV regions with scar compared with regions without scar. We term this the ECG Amplitude Signal Evaluation (EASE) method.

Methods: Consecutive patients with ischemic LV systolic dysfunction and standard criteria for de novo cardiac resynchronization therapy implantation were prospectively enrolled. All underwent a preimplant contrast-enhanced cardiac magnetic resonance study to assess for scar. The average amplitude of the LV pacing impulse was sampled on HR surface ECG intraprocedurally and then compared with the cardiac magnetic resonance results.

Results: A total of 38 LV pacing sites were assessed among 13 recipients. The median voltage measured on the surface HR ECG in regions with scar was reduced by 41% (interquartile range, 17% to 63%), whereas there was no measurable change in voltage (interquartile range, 0 to 0%) in regions without scar compared with the maximal amplitude (Wilcoxon P < 0.0001).

Conclusion: The EASE method appears to be of potential value as a novel intraoperative tool to guide LV lead placement to regions free of scar. Future work is required to validate the utility of this method in a larger patient cohort.

Contexte: La mise en place de la sonde ventriculaire gauche dans une zone exempte de cicatrice myocardique est un facteur déterminant de la réponse au traitement de resynchronisation cardiaque. Nous avons cherché à développer et à valider une approche électrocardiographique (ECG) simple, concrète et novatrice afin de repérer de manière peropératoire la présence de tissu cicatriciel au ventricule gauche (VG). Nous avons émis l'hypothèse qu'il y aurait une diminution de l'amplitude du rythme de stimulation du ventricule gauche mesurée à la surface de la peau à l'ECG haute résolution (HR) lors de la stimulation de régions du VG présentant du tissu cicatriciel comparativement aux régions exemptes de cicatrices. Il s'agit de ce que nous appelons la méthode EASE ( E CG A mplitude S ignal E valuation).

Méthodologie: Des patients vus de manière consécutive qui présentaient une dysfonction systolique ischémique du VG et répondaient aux critères standard pour l'implantation de novo d'un dispositif de resynchronisation cardiaque ont été recrutés de manière prospective. Tous ont fait l'objet d'une résonance magnétique cardiaque améliorée par injection d'un produit de contraste avant l'implantation pour évaluer la présence de tissu cicatriciel. L'amplitude moyenne de l'impulsion de stimulation du VG a été échantillonnée sur l'ECG de surface HR réalisé pendant l'intervention, puis comparée aux résultats de la résonance magnétique cardiaque.

Résultats: En tout, 38 points de stimulation du VG ont été évalués chez 13 receveurs. Le voltage médian mesuré sur l'ECG de surface HR dans les régions présentant du tissu cicatriciel était réduit de 41 % (intervalle interquartile : 17 % à 63 %), tandis qu'il n'y avait pas de changement mesurable du voltage (intervalle interquartile : 0 à 0 %) dans les régions exemptes de cicatrices par rapport à l'amplitude maximale (test de Wilcoxon, p < 0,0001).

Conclusion: La méthode EASE semble avoir une utilité potentielle en tant que nouvel outil peropératoire pour guider la mise en place de la sonde ventriculaire gauche dans les régions exemptes de cicatrices. Il faudra réaliser d'autres travaux pour valider l'utilité de cette méthode dans une cohorte de patients plus importante.

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Figures

Figure 1
Figure 1
Schematic of voltage change concept. Voltage is measured using high-resolution surface electrocardiogram. In concept, the electrical pulse measured on the skin surface will be similar to that delivered by the left ventricular pacing lead in regions without scar (ie, no change), whereas the electrical pulse measured on the skin surface will be diminished to that delivered by the left ventricular pacing lead in regions with scar (ie, voltage reduction).
Figure 2
Figure 2
Median voltage reductions. Median voltage reductions when pacing areas of transmural, nontransmural (NT), and no scar. Error bars represent the 25th and 75th percentiles. There is no significant difference comparing the voltage reduction between transmural and nontransmural scar (P = 0.6). The voltage reductions significantly differ when pacing in areas of no scar compared with those of transmural scar (P < 0.0001) or compared with those of nontransmural scar (P < 0.0001).
Figure 3
Figure 3
Example of voltage differences in a single patient. Example of voltage differences when pacing from sites of no scar, non-transmural (NT) scar, and transmural (T) scar using 2 different input pacing impulse parameters.
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References

    1. Moss AJ, Hall WJ, Cannom DS, et al. Cardiac-resynchronization therapy for the prevention of heart-failure events. N Engl J Med. 2009;361:1329–1338. - PubMed
    1. Tang AS, Wells GA, Talajic M, et al. Cardiac-resynchronization therapy for mild-to-moderate heart failure. N Engl J Med. 2010;363:2385–2395. - PubMed
    1. Brignole M, Auricchio A, Baron-Esquivias G, et al. 2013 ESC Guidelines on cardiac pacing and cardiac resynchronization therapy: the Task Force on cardiac pacing and resynchronization therapy of the European Society of Cardiology (ESC). Developed in collaboration with the European Heart Rhythm Association (EHRA) Eur Heart J. 2013;34:2281–2329. - PubMed
    1. Birnie DH, Tang AS. The problem of non-response to cardiac resynchronization therapy. Curr Opin Cardiol. 2006;21:20–26. - PubMed
    1. Morgan JM, Delgado V. Lead positioning for cardiac resynchronization therapy: techniques and priorities. Europace. 2009;11(Suppl 5):v22–v28. - PubMed

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