Validazione del Vindex quale indice di dispersione dei tempi di ripolarizzazione cardiaca

The process of myocardial repolarization is not perfectly synchronous and uniform in time and space, some cells recover sooner and other later, normally causing heterogeneity in the duration of the refractory period of ventricles. When, in the course of pathological conditions, this difference is accentuated, it’s possible to create a condition of electrical instability that promotes the development of ventricular arrhythmias and related conditions. This study describes a validation and an improvement work of a new method to calculate the heterogeneity of ventricular repolarization, the method of V_index. This method is non-invasive because it’s based on ECG signals. ECG signals were measured in 13 patients, in the same time intracardiac electrograms related to an area of the right ventricle, the left ventricle and the epicardium are recorded too. Some acquisitions were realized during baseline state, mental stress state and during infusion of Ajmaline as well. With this data, dispersion of refractoriness of heart is calculated by different statistical methods and by two kind of calculation of the time of cardiac repolarization, the Alternative and the Wyatt method. V_index values are compared with those calculated from the intracavitary measurements. Also the differences of the same parameters between different states of patients are compared to overcome the limited mapping of heart. In order to justifies this comparison, it has been made the hypothesis that local variations of dispersion of ventricular refractoriness are proportional to global variations of dispersion of the heart. Thanks to this hypothesis it has been possible to compaire variations of dispersions calculated by intracardiac electrodes with the variations of dispersions calculated by ECG signals. The good performance, calculated by comparisons between V_index and intracardiac dispersion, allows to validate the V_index method. Others methods of dispersion are calculated by ECG signals, as Tpeak-To-Tend method and dispersion of RT interval. The best performance between this methods and V_index belongs to V_index and this is a good point to introduce V_index in clinical practice. The performance of different methods of dispersion shows that the computation with Alternative method is better than Wyatt method. About different dispersion’s methods based on intracardiac mesurements, in the direct comparisons, the method which maximaizes the correlation and others performances of dispersions based on ECG, is the range among leads of median repolarization in the beats (DRT), in this case V_index has a correlation of 0.79 and a coefficient R2 of 0.63 (p-value<0.05). In the comparisons between sperimental conditions of patients, only V_index has good performance and the best method is based on the median between beats among ranges of ripolarization time between leads in a single beat (DRT_maxmin), in this case there is a correlation of 0.90 and a coefficient R2 of 0.81 (p-value <0.05).

Il processo di ripolarizzazione miocardico non è perfettamente sincrono ed uniforme nel tempo e nello spazio, alcune cellule recuperano prima ed altre più tardi, provocando normalmente una eterogeneità nella durata dei periodi refrattari delle diverse zone dei ventricoli. Quando, in corso di condizioni patologiche, questa differenza si accentua viene a crearsi una condizione di instabilità elettrica che favorisce lo sviluppo di aritmie ventricolari e patologie correlate. In questo studio è descritto un lavoro di validazione e di miglioramento di un nuovo metodo di calcolo dell’eterogeneità della ripolarizzazione ventricolare, il metodo del V_index. Tale metodo non è invasivo perché utilizza i segnali ECG. Sono stati misurati su 13 pazienti i segnali ECG standard e gli elettrogrammi intracavitari relativi ad una zona del ventricolo destro, del ventricolo sinistro e dell’epicardio. Alcune acquisizioni sono state realizzate per lo stesso paziente in diverse condizioni sperimentali, baseline, stress mentale e durante sotto somministrazione di Ajmaline. Da questi dati sono stati calcolati i valori di dispersione della refrattarietà cardiaca attraverso diversi metodi statistici e in base a due tipi di calcolo del tempo di ripolarizzazione cardiaca, il metodo Alternative e il metodo Wyatt. I valori del V_index sono stati confrontati con quelli calcolati dalle misure intracavitarie, inoltre per superare la limitata mappatura cardiaca mediante gli elettrodi endocavitari, sono stati confrontati i parametri di variazioni del V_index con i valori di variazione delle dispersioni misurate dai dati intracardiaci. Per poter fare questo confronto è stata fatta l’ipotesi che variazioni locali di dispersione della refrattarietà ventricolare sono proporzionali a variazioni globali, in questo modo si giustifica il confronto tra le variazioni di dispersione calcolate dagli elettrodi intracavitari con le variazioni di dispersioni calcolate dai segnali ECG. Da questi confronti sono state calcolate delle performance che esprimono il legame del V_index rispetto alla dispersione della refrattarietà del miocardio, per ogni metodo di dispersione e per ogni metodo di calcolo del tempo di ripolarizzazione. Attraverso le buone performance del V_index è stato possibile validare questo metodo. Sono stati calcolati sui segnali ECG altri indici di dispersione quali il metodo Tpeak-To-Tend e la dispersione dell’intervallo RT. Confrontando le performance di questi metodi (già abbondantemente consolidati in ambito clinico) e quelle del V_index ne risulta che quest’ultimo è il metodo migliore. Infine, l’analisi dei metodi di dispersione calcolati dagli ECG mostrano che il metodo Alternative del calcolo della ripolarizzazione ventricolare determina performance migliori rispetto al metodo Wyatt. Riguardo ai metodi di calcolo delle dispersioni, dai confronti diretti dei valori di dispersione dei metodi basati sull’ECG con quelli basati dalle misure intracavitarie, risulta che il metodo che massimizza la correlazione e tutte le performance delle dispersioni basate sull’ECG è quello calcolato con il range tra i leads della mediana sui i battiti dei degli intervalli di ripolarizzazione in un singolo battito (DRT) ed in caso di V_index si ha una correlazione di 0.79 ed un coefficiente R2 di 0.63 (p-value<0.05). Nel confronto rispetto alle variazione delle dispersioni tra gli stati del paziente non è possibile definire un metodo migliore comune a tutti quelli analizzati, inoltre, in questo caso, solo il V_index presenta buone performance, le quali sono massimizzate con il calcolo della mediana sui i battiti dei range tra i leads degli intervalli di ripolarizzazione in un singolo lead (DRT_maxmin), in questo caso le performance relative al V_index sono una correlazione di 0.90 ed un coefficiente R2 di 0.81 (p-value<0.05).