Antitachycardic Therapy of ICD in Patients with Multiple Morphologies of Monomorphous Ventricular Tachycardia Refractory to Therapy

Cover Page

Cite item

Abstract

The article presents a description of a clinical case of a patient with structural myocardial pathology (postinfarction cardiosclerosis) with recurrent paroxysmal sustained monomorphic ventricular tachycardia (VT) refractory to the nominal recommended ICD (implantable cardioverter defibrillator) settings; as well as discusses the shortcomings of existing standard algorithms for antitachycardia pacing (ATP) of implantable cardioverter defibrillators and potential ways to increase its efficiency. The refractoriness of recurrent paroxysms of ventricular tachycardia to ATP therapy increases the risk of repeated ICD shocks.

Despite the existence of universal recommendations for ICD programming and ATP therapy, there is a need in clinical practice for individualized ATP programming in patients refractory to nominal settings. Increasing the number of ATP series and changing algorithms enables to increase the efficiency of ATP up to 80–89%. Refractoriness to standard ATP settings may be also overcome by using alternative ATP pacing algorithms (Ramp, Burst-plus, or Ramp-plus instead of Burst), changing the pacing interval, ATP sequence duration, pacing type, and even adding 1–2 extra stimuli, as well as using data from the previous intracardiac electrophysiological heart test.

The presented clinical case of a patient with postinfarction cardiosclerosis and paroxysmal stable monomorphic VT (SM-VT) of several morphologies demonstrates that the arrhythmogenic substrate after myocardial infarction changes for a long time without new stenoses in large coronary arteries and without new episodes of acute coronary syndrome, as well as generates several different morphologies of VT from one scar (with different heart rates) and the effect on hemodynamics. The efficiency of early ATP pacing may differ for VT of various morphologies, which makes it reasonable to use alternative pacing algorithms (in addition to the standard Burst sequences recommended by the 2019 Consensus on ICD programming) and testing possible ATP algorithms during ablation of monomorphic VT, including during preventive VT ablation before ICD implantation.

About the authors

Dmitry B. Goncharik

Republican Scientific and Practical Centre "Cardiology"

Author for correspondence.
Email: goncharikd@yahoo.com
ORCID iD: 0000-0002-1167-3054

Head of Department, PhD, associate professor

Belarus, Minsk

Veronika Ch. Barsukevich

Republican Scientific and Practical Centre "Cardiology"

Email: barsukevich.v@gmail.com

leading researcher

Belarus, Minsk

Larisa I. Plashchinskaya

Republican Scientific and Practical Centre "Cardiology"

Email: lario2001@mail.ru

leading researcher

Belarus, Minsk

Michail A. Zakhareuski

Republican Scientific and Practical Centre "Cardiology"

Email: m_zakhareuski@yahoo.com

leading researcher

Belarus, Minsk

References

  1. Sweeney MO, Sherfesee L, DeGroot PJ, et al. Differences in effects of electrical therapy type for ventricular arrhythmias on mortality in implantable cardioverter-defibrillator patients. Heart Rhythm. 2010;7(3):353–360. doi: 10.1016/j.hrthm.2009.11.027
  2. Lindsay BD, Saksena S, Rothbart ST, et al. Prospective evaluation of a sequential pacing and high-energy bidirectional shock algorithm for transvenous cardioversion in patients with ventricular tachycardia. Circulation. 1987;76(3):601–609. doi: 10.1161/01.cir.76.3.601
  3. Stiles MK, Fauchier L, Morillo CA, Wilkoff BL. 2019 HRS/EHRA/APHRS/LAHRS focused update to 2015 expert consensus statement on optimal ICD programming and testing. Heart Rhythm. 2019;17(1):e220–e228. doi: 10.1016/j.hrthm.2019.02.034
  4. Arenal A, Proclemer A, Kloppe A, et al. Different impact of long-detection interval and anti-tachycardia pacing in reducing unnecessary shocks: data from the ADVANCE III trial. Europace. 2016;18(11):1719–1725. doi: 10.1093/europace/euw032
  5. Wathen MS, Sweeney MO, DeGroot PJ, et al. Shock reduction using antitachycardia pacing for spontaneous rapid ventricular tachycardia in patients with coronary artery disease. Circulation. 2001;104(7):796–801. doi: 10.1161/hc3101.093906
  6. Schron EB, Exner DV, Yao Q, et al. Quality of life in the antiarrhythmics versus implantable defibrillators trial: impact of therapy and influence of adverse symptoms and defibrillator shocks. Circulation. 2002;105(5):589–594. doi: 10.1161/hc0502.103330
  7. Poole JE, Johnson GW, Hellkamp AS, et al. Prognostic importance of defibrillator shocks in patients with heart failure. N Engl J Med. 2008;359:1009–1017. doi: 10.1056/NEJMoa071098
  8. Zeppenfeld K, Tfelt-Hansen J, de Riva M, et al. 2022 ESC Guidelines for the management of patients with ventricular arrhythmias and the prevention of sudden cardiac death. Eur Heart J. 2022;43(40):3997–4126. doi: 10.1093/eurheartj/ehac262
  9. Kloppe A, Proclemer A, Arenal A, et al. Efficacy of long detection interval implantable cardioverter-defibrillator settings in secondary prevention population: data from the Avoid Delivering Therapies for Nonsustained Arrhythmias in ICD Patients III (ADVANCE III) trial. Circulation. 2014;130(4):308–314. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.114.009468
  10. Stiles MK, Fauchier L, Morillo CA, Wilkoff BL. 2019 HRS/EHRA/APHRS/LAHRS focused update to 2015 expert consensus statement on optimal ICD programming and testing. Heart Rhythm. 2019;17(1):e220–e228. doi: 10.1016/j.hrthm.2019.02.034
  11. Joung B, Lexcen DR, Ching CK, et al. Antitachycardia Pacing (ATP) programing strategies further unnecessary ICD Shocks. Presented at APHRS; Oct 2018; Taipei, Taiwan. Chinmai Parikh, ATP programming in US ICD CareLink patients Data on File. 2019.
  12. Joung B, Lexcen DR, Ching CK, et al. Additional antitachycardia pacing programming strategies further reduce unnecessary implantable cardioverter-defibrillator shocks. Heart Rhythm. 2020;17(1):98–105. doi: 10.1016/j.hrthm.2019.07.027
  13. Strik M, Ramirez FD, Welte N, et al. Progressive implantable cardioverter-defibrillator therapies for ventricular tachycardia: The efficacy and safety of multiple bursts, ramps, and low-energy shocks. Heart Rhythm. 2020;17(12):2072–2077. doi: 10.1016/j.hrthm.2020.07.032
  14. Gulizia MM, Piraino L, Scherillo M, et al. A Randomized Study to Compare Ramp Versus Burst Antitachycardia Pacing Therapies to Treat Fast Ventricular Tachyarrhythmias in Patients With Implantable Cardioverter Defibrillators. The PITAGORA ICD Trial. Circ Arrhythm Electrophysiol. 2009;2(2):146–153. doi: 10.1161/CIRCEP.108.804211
  15. Schukro C, Leitner L, Siebermair J, et al. Impact of accelerated ventricular tachyarrhythmias on mortality in patients with implantable cardioverterdefibrillator therapy. Int J Cardiol. 2013;167(6): 3006–3010. doi: 10.1016/j.ijcard.2012.09.015
  16. Swenson DJ, Taepke RT, Blauer JJE, et al. Direct comparison of a novel antitachycardia pacing algorithm against present methods using virtual patient modeling. Heart Rhythm. 2020;17(9):1602–1608. doi: 10.1016/j.hrthm.2020.05.009

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. ICD detects VT with a cycle of 330 ms (a), delivers a series of ATP pacing (b), whereas the analysis of the ICD endogram indicates effective pacing, with post-pacing interval of 420 ms. ATP has entered a VT cycle which is at a distance of (420–330)/2 = 45 ms from the ICD stimulation electrode. However, VT persists at the same rate

Download (642KB)
3. Fig. 2. Owing to the lack of effect of ATP pacing, the ICD delivers a discharge and stops VT

Download (307KB)
4. Fig. 3. Summary of the detected and arrested VT episodes. The total duration from the onset of the paroxysm to its arrest was 1 min 27 s. The episode of SM-VT with HR of 182–188 bpm was detected by ICD. To stop the ICD-detected VT, three attempts were made to arrest VT using ATP, starting from a cycle of 88% of the detected VT cycle. Thus, for the VT cycle of 330 ms, the first sequence of ATP Burst-1 is plotted with a cycle of 330 × 0.88 = 290 ms. The imposition was effective, and there were no signs of loss of capture. ATP “entered a VT cycle” but did not stop VT and was not effective. As VT persists, the ICD delivers the next series of cycles 10 ms shorter, i.e. 280 ms and then 270 ms. The duration of the post-stimulation interval (return cycle 1 of VT) ranged from 410 to 420 ms, which indicated the effective imposition of ATP pacing and the absence of loss of capture. However, this cycle of ATP pacing was too long to induce VT arrest (by creating a blockade in both directions of the VT reentry chain). Owing to the lack of VT arrest, the ICD delivered a discharge and stopped VT

Download (242KB)
5. Fig. 4. SM-VT induced during EEPS of two main morphologies

Download (564KB)
6. Fig. 5. a — Typical burst pacing from the right ventricular (RV) lead (88% of the SM-VT cycle). After ATP termination, VT continues with the same cycle of 365 ms. b — Typical burst pacing from the RV lead (83% of the SM-VT cycle). VT changed slightly the morphology and continues with the same cycle of 365 ms. c — “Aggressive” antitachycardic burst pacing from the RV lead (approximately 55% of the SM-VT cycle of 200 ms) with no effect. VT was maintained with the same cycle. d — “Aggressive” antitachycardiac burst pacing from the RV lead with a very short interval on the verge of an effective ventricular refractory period (approximately 52% of the SM-VT cycle of 190 ms). At the end of ATP stimulation, VT accelerates to 280–290 bpm and transforms into polymorphic VT (short fragment), with spontaneous arrest

Download (938KB)
7. Pic. 6. a — ATP pacing with an insufficiently short pacing cycle produces blockade in one direction but does not achieve blockade in the antegrade propagating reentry wave. S1 stimulation “enters the VT cycle” (VT entrainment), but does not stop VT. b — S1 pacing “enters the VT cycle” and given the short interval, achieves blockade of impulse propagation in both directions (stops VT)

Download (194KB)
8. Fig. 7. After entering the reentry cycle, the application of the S2 pacing with a sufficiently short coupling interval “closes” the impulse propagation in both directions (due to the entry of vulnerable VT isthmus into the tissue refractoriness period)

Download (108KB)

Copyright (c) 2023 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».