Elektrische stimulatie van het hart door pacemakers

Pacemakers hebben in eerste instantie de taak om een traag hartritme op te vangen en een adequaat hartritme te verzekeren. Om de grote hartkamers elektrisch te stimuleren (pacen), plaatst men traditioneel de ventriculaire geleidingsdraad in het rechter ventrikel (voornamelijk de apex). Deze locatie vormt, sinds meer dan 60 jaar, de voorkeursplaats vanwege heel wat voordelen: vrij eenvoudige implantatietechniek, goede meetwaarden, weinig complicaties en dislocaties van de geleidingsdraad komen zelden voor. Sinds een tiental jaren is er echter ook toenemende aandacht voor de negatieve effecten die langdurige, elektrische stimulatie in het rechter ventrikel teweegbrengt.

Ongeveer 20 % van de patiënten met een pacemaker ontwikkelt immers hartfalen als gevolg van de abnormale hartactivatie veroorzaakt door pacing in het rechter ventrikel (pacing-geïnduceerd hartfalen).¹ De elektrische stimulatie in het rechter ventrikel zorgt immers voor een vroegtijdige activatie van het rechter ventrikel en een laattijdige contractie van het linker ventrikel. De laattijdige contractie van het linker ventrikel heeft als gevolg dat deze hartkamer meer arbeid moet leveren (als gevolg van het frank-starlingmechanisme) om het bloed rond te pompen. Deze verhoogde myocardiale belasting vormt de basis voor het ontstaan van linkerventrikeldisfunctie en hartfalen bij rechterventrikelpacing.

Hisbundelpacing: rechtstreekse stimulatie van het geleidingsysteem in het hart

Hisbundelpacing is een nieuwe techniek waarbij de ventriculaire geleidingsdraad geïmplanteerd wordt op het elektrische conductiesysteem van het hart eerder dan op de hartspier zelf (figuur 1 en 2). Hierdoor stimuleert de pacemaker rechtstreeks het geleidingssysteem van het hart dat op zijn beurt de hartspier activeert. De cardiale contractie die zo tot stand komt, is zo meer fysiologisch dan wanneer men rechtstreeks de hartspier zou stimuleren. Dit is ook duidelijk te zien op het elektrocardiogram: het gestimuleerde QRS-complex bij hisbundelpacing is niet alleen smal maar ook de morfologie is identiek aan het oorspronkelijke niet-gestimuleerde QRS-complex (figuur 3).

Twee vormen van hisbundelpacing

Bij hisbundelpacing is het 12 afleidingenelektrocardiogram onontbeerlijk. Men onderscheidt twee vormen van hisbundelpacing: selectieve en niet-selectieve hisbundelpacing (figuur 3).

Bij selectieve hisbundelpacing gebeurt de activatie van het myocard louter via het his-purkinjesysteem en heeft het QRS-complex exact dezelfde morfologie als het intrinsieke QRS-complex. Tevens wordt deze vorm van hisbundelpacing ook gekenmerkt door een iso-elektrische interval na de pacing stimulus. Dit interval weerspiegelt het tijdsinterval dat elektrische prikkel nodig heeft om doorheen het his-purkinjesysteem te geleiden alvorens het myocard te activeren.

Bij niet-selectieve hisbundelpacing verloopt het grootste deel van de ventriculaire activatie via het his-purkinjesysteem. Maar, in tegenstelling tot selectieve hisbundelpacing, wordt nu ook een beperkte hoeveelheid septaal myocard rond de hisbundel geactiveerd. Dit resulteert op het elektrocardiogram in een typische deltagolf aan het begin van het gestimuleerde QRS-complex.

Beide vormen van hisbundelpacing kunnen bij dezelfde patiënt samen voorkomen afhankelijk van de energie waarmee de hisbundel gestimuleerd wordt. Bovendien zijn selectieve en niet-selectieve hisbundelpacing vergelijkbaar in termen van fysiologische hartactivatie.

Bundeltakblokcorrectie door hisbundelstimulatie

Door de bundel van His te stimuleren kunnen bestaande bundeltakblokken gecorrigeerd worden (figuur 4). De meeste bundeltakblokken hebben immers hun oorsprong vrij proximaal in de hisbundel. Indien de hisbundelgeleidingdraad juist distaal van de blokkadezone ingeschroefd wordt, kan het bundeltakblok gecorrigeerd worden. Daarnaast zijn de meeste bundeltakblokken vaak functioneel van aard, wat betekent dat elektrische stimulatie met voldoende hoge energie het bundeltakblok kan overwinnen. Dit verklaart ook meteen waarom de correctie van een bundeltakblok door hisbundelpacing vaak meer energie vereist. Studies bij patiënten met hartfalen en bundeltakblok toonden reeds aan dat correctie van het bundeltakblok door hisbundelpacing de ventriculaire contractie herstelt. Op termijn zou hisbundelpacing dan ook een alternatief kunnen worden voor cardialeresynchronisatietherapie bij patiënten met hartfalen en bundeltakblok (zowel linker als rechter bundeltakblok).

Hisbundelpacing: evidentie uit de literatuur

Hisbundelpacing is niet nieuw. Reeds in 2000 publiceerde de Amerikaanse cardioloog Deshmukh zijn eerste resultaten in een kleine studie bij patiënten met onderliggende gedilateerde cardiomyopathie.² Het implantatiesucces in deze studie was beperkt tot 66 % en het aantal gevallen met dislocatie van de geleidingsdraad was hoog (17 %). Deze tegenvallende cijfers, het lage implantatiesucces en het hoge aantal dislocaties zorgden ervoor dat hisbundelpacing destijds niet wijdverspreid geraakte. In de daaropvolgende jaren werden verschillende kleine, niet-gerandomiseerde studies gepubliceerd die aantoonden dat met een verbeterde implantatietechniek het implantatiesucces toenam tot 90 %.³ Bovendien leerden deze studies ons ook dat de ventriculaire functie van het hart behouden bleef na jaren van hisbundelpacing. Een recente prospectieve (niet-gerandomiseerde) registerstudie vergeleek 330 patiënten met hisbundelpacing ten opzichte van 430 patiënten met rechterventrikelpacing. Patiënten met hisbundelpacing deden het beter op een gecombineerd eindpunt van mortaliteit, hartfalenhospitalisatie en upgrade naar cardialeresynchronisatietherapie.⁴ De keerzijde van hisbundelpacing is een hogere pacingdrempel en meer dislocaties van de geleidingsdraad ten opzichte van rechterventrikelpacing. Ondertussen is men volop gestart met gerandomiseerde studies die hisbundelpacing zullen vergelijken met rechterventrikelpacing, alsook met cardialeresynchronisatietherapie (HIS-SYNC, HOPE-HF …).

Indicaties voor hisbundelpacing

Het grootste voordeel van hisbundelpacing valt te verwachten bij die patiënten met hoge pacingnood (vooral patiënten met atrioventriculair geleidingsblok). Bij deze patiënten kan hisbundelpacing een alternatief zijn voor rechterventrikelpacing met minder kans op het ontwikkelen van pacing-geïnduceerd hartfalen. Bij patiënten met hartfalen en linkerbundeltakblok blijft cardialeresynchronisatietherapie de eerste keus, gezien de afwezigheid van gerandomiseerde studies met hisbundelpacing in deze patiëntengroep. Hisbundelpacing kan men overwegen bij patiënten met hartfalen en bundeltakblok in geval een gunstig resultaat met cardialeresynchronisatietherapie uitblijft, de implantatie van de linker ventriculaire draad faalde, of als er een atypische bundeltakblok of rechterbundeltakblok aanwezig is.

Referenties

1. Vijayaraman, P., Naperkowski, A., Subzposh, F.A., Abdelrahman, M., Sharma, P.S., Oren, J.W., et al. Permanent His-bundle pacing: Long-term lead performance and clinical outcomes. Heart Rhythm, 2018, 15 (5), 696-702.
2. Deshmukh, P., Casavant, D.A., Romanyshyn, M., Anderson, K. Permanent, direct His-bundle pacing: a novel approach to cardiac pacing in patients with normal His-Purkinje activation. Circulation, 2000, 101 (8), 869-877.
3. Zanon, F., Ellenbogen, K.A., Dandamudi, G., Sharma, P.S., Huang, W., Lustgarten, D.L., et al. Permanent His-bundle pacing: a systematic literature review and meta-analysis. Europace : European pacing, arrhythmias, and cardiac electrophysiology : journal of the working groups on cardiac pacing, arrhythmias, and cardiac cellular electrophysiology of the European Society of Cardiology, 2018, 20 (11), 1819-1826.
4. Abdelrahman, M., Subzposh, F.A., Beer, D., Durr, B., Naperkowski, A., Sun, H., et al. Clinical Outcomes of His Bundle Pacing Compared to Right Ventricular Pacing. J Am Coll Cardiol, 2018, 71 (20), 2319-2330.