Het ECG van het sporthart - wikimedica.medica.be · Het ECG van het sporthart Prof. Dr. H....

23
1 Het ECG van het sporthart Prof. Dr. H. Heidbuchel Aanvullingen Elektrocardiografie 4e jaar Arts + Sportgeneeskunde UNIVERSITY OF F o u n d e d 1 4 2 5 De sport paradox De incidentie van plotse dood is omgekeerd evenredig met de dagelijkse fysieke activiteit en de “physical fitness” vs. Plotse dood komt meer voor tijdens fysieke activiteit en is 2.3 x hoger bij sporters dan bij sedentairen. Plotse dood en sport Onderliggend hartlijden 35 jaar: (VS data) >35j: 75% = ischemisch hartlijden HCM 38% Coronary Anomalies 19% CAD 2% Other 6% Tunneled LAD 5% Myocarditis 3% Dilated CM 3% AS 4% MVP 2% ARVD 3% Incr. Cardiac Mass 10% Ruptured Ao 5% Maron et al., JAMA 1996

Transcript of Het ECG van het sporthart - wikimedica.medica.be · Het ECG van het sporthart Prof. Dr. H....

Page 1: Het ECG van het sporthart - wikimedica.medica.be · Het ECG van het sporthart Prof. Dr. H. Heidbuchel Aanvullingen Elektrocardiografie 4e jaar Arts + Sportgeneeskunde UNIVERSITY OF!

1

Het ECG van het sporthart

Prof. Dr. H. Heidbuchel

Aanvullingen Elektrocardiografie 4e jaar Arts + Sportgeneeskunde

U N I V E R S I T Y O F!

F o u n d e d 1 4 2 5!

De sport paradox

De incidentie van plotse dood is omgekeerd evenredig met de dagelijkse fysieke activiteit en de “physical fitness” vs. Plotse dood komt meer voor tijdens fysieke activiteit en is 2.3 x hoger bij sporters dan bij sedentairen.

Plotse dood en sport Onderliggend hartlijden

•  ≤35 jaar: (VS data)

•  >35j: 75% = ischemisch hartlijden

HCM 38%

Coronary Anomalies

19%

CAD 2% Other

6% Tunneled LAD

5%

Myocarditis 3%

Dilated CM 3% AS

4% MVP 2%

ARVD 3%

Incr. Cardiac Mass 10%

Ruptured Ao 5%

Maron et al., JAMA 1996!

Page 2: Het ECG van het sporthart - wikimedica.medica.be · Het ECG van het sporthart Prof. Dr. H. Heidbuchel Aanvullingen Elektrocardiografie 4e jaar Arts + Sportgeneeskunde UNIVERSITY OF!

2

Screening to prevent sudden death

Screening in practice ESC/IOC Recommendation

•  Basic screening –  Personal and familial history (questionaires) –  Physical examination –  resting 12-lead ECG in all:

•  first time at the age of 14-15y –  not earlier:

•  ECG can be confused with pediatric ECG changes •  risk is low if younger

(no competitive sports; no developed substrate) •  every 2 years, certainly if competitive athletes

1. Corrado et al, for the ESC Section on Sports Cardiology, Eur Heart J 2005

Probability to identify cardiac diseases by ECG or by history + physical examination

ECG Hx+PE •  Hypertrophic cardiomyopathy up to 90% < 10% •  ARVC 60-80% < 10% •  Dilated cardiomyopathy 30-60% < 10% •  Myocarditis 30-60% < 10% •  Marfan’s syndrome < 10% > 90% •  Valvular Disease < 10% > 90% •  Long QT and Short QT syndrome > 80% zero •  Brugada syndrome > 90% zero •  Pre-excitation syndrome (WPW) > 90% zero •  Congenital Coronary Artery Anomalies < 10% < 10%

Courtesy of Prof. Dr. A. Pelliccia

Page 3: Het ECG van het sporthart - wikimedica.medica.be · Het ECG van het sporthart Prof. Dr. H. Heidbuchel Aanvullingen Elektrocardiografie 4e jaar Arts + Sportgeneeskunde UNIVERSITY OF!

3

Sportbeoefening en het ECG Aanpassingen 1. toename van de vagus-activiteit. 2. afname van de autonome, intrinsieke activiteit van de

sinusknoop. 3. morfologische veranderingen, o.a. linker kamerhypertrofie.

–  fysiologische aanpassingen –  pathologische (tgv. doping; HOCM; ARVD; ...)

Interpretation of 12-lead ECG in athletes

ECG: Training-related vs. Uncommon

•  Group 1: Training-related –  i.e. physiological for athlete (and increasing with athletic level) –  without increased cardiovascular risk –  3.4-12% in junior athletes4-5; 40-45% in elite athletes1-2

•  Group 2: Uncommon, even in athletic population –  potentially manifestation of pathology –  1.1 - 4 % 1-4 (much less related to athletic activity)

1. Pelliccia et al, Circ 2000; 2. Sharma et al, Br J Sports Med 1999; 3. Ma et al, J Sci Med Sport 2007; 4. Pelliccia et al, EuroPrevent2007; 5. Corrado et al, JAMA 2006

Page 4: Het ECG van het sporthart - wikimedica.medica.be · Het ECG van het sporthart Prof. Dr. H. Heidbuchel Aanvullingen Elektrocardiografie 4e jaar Arts + Sportgeneeskunde UNIVERSITY OF!

4

Group 1: training-related ECG changes 3.4-12% in junior athletes3-5; 40-45% in elite athletes1-2

•  Rhythm & Conduction –  Sinus bradycardia and -arrhythmia

•  wandering pacemaker, sinus arrest and/or SA block, junctional rhythm

–  First degree AV block •  intermittent Wenckebach type 2nd degree AV block

–  Atrial ectopic beats

•  Morphological –  Notched QRS in V1 or incomplete RBBB –  Isolated criteria for LVH (Sokolow-Lyon, Cornell, …)

•  Repolarisation –  Early repolarisation

1. Pelliccia et al, Circ 2000; 2. Sharma et al, Br J Sports Med 1999; 3. Pelliccia et al, EuroPrevent2007; 4. Corrado et al, JAMA 2006; 5. Pelliccia et al, Eur Heart J 2007

•  Variable presence dependent on –  gender (much less in women) –  race (African/Caribbean) –  level of fitness / sports –  type of sports (high endurance)

•  To be interpreted in light of –  personal history (symptoms) –  family history –  physical examination

1. Pelliccia et al, Circ 2000; 2. Sharma et al, Br J Sports Med 1999; 3. Pelliccia et al, EuroPrevent2007; 4. Corrado et al, JAMA 2006; 5. Pelliccia et al, Eur Heart J 2007

Group 1: training-related ECG changes 3.4-12% in junior athletes3-5; 40-45% in elite athletes1-2

ECG findings vs. level of training

1. Pelliccia et al, Eur Heart J 2007; 2. Sharma et al, Br J Sports Med 1999; 3. Pelliccia et al, Circ 2000

Pelliccia et al, Eur Heart J 2007

1! 2! 3!

Page 5: Het ECG van het sporthart - wikimedica.medica.be · Het ECG van het sporthart Prof. Dr. H. Heidbuchel Aanvullingen Elektrocardiografie 4e jaar Arts + Sportgeneeskunde UNIVERSITY OF!

5

30 y old competitive cyclist

Sinus bradycardia: >50%; LVH voltage criteria: up to 40%

23 y old recreational jogger, cyclist, swimmer, soccer player, …

profound sinus arrhythmia; repetitive malaise while driving

23 y old recreational jogger, cyclist, swimmer, soccer player, …

exercise test, 100 W

Page 6: Het ECG van het sporthart - wikimedica.medica.be · Het ECG van het sporthart Prof. Dr. H. Heidbuchel Aanvullingen Elektrocardiografie 4e jaar Arts + Sportgeneeskunde UNIVERSITY OF!

6

14y old national swimmer asymptomatic

TTE & MRI normal

14y old national swimmer asymptomatic

TTE & MRI normal

45y old intensive recreational cyclist

asymptomatic pause at night; < 3 sec; first degree AV block

Page 7: Het ECG van het sporthart - wikimedica.medica.be · Het ECG van het sporthart Prof. Dr. H. Heidbuchel Aanvullingen Elektrocardiografie 4e jaar Arts + Sportgeneeskunde UNIVERSITY OF!

7

45y old intensive recreational cyclist

asymptomatic vagal surge (PP prolongation); PR after blok shorter than before block

45y old intensive recreational cyclist

exercise test, 50W normalisation with minor exercise

45y old intensive recreational cyclist

after 6m deconditioning

Page 8: Het ECG van het sporthart - wikimedica.medica.be · Het ECG van het sporthart Prof. Dr. H. Heidbuchel Aanvullingen Elektrocardiografie 4e jaar Arts + Sportgeneeskunde UNIVERSITY OF!

8

25 y old competitive cyclist

LVH voltage criteria: 40% in elite athletes; no path.Q, no repol., no LAH

! no TTE unless symptoms, family history and/or non-voltage ECG criteria !

24y old competitive amateur cyclist

rSr’ in V1, QRS ≤110ms: 20-50% DD RBBB: nog negative T-waves beyond V2; no reciprocal S in V6 and D1

21 y old competitive soccer player

Early repolarisation: 10-43%, more in younger athletes

Page 9: Het ECG van het sporthart - wikimedica.medica.be · Het ECG van het sporthart Prof. Dr. H. Heidbuchel Aanvullingen Elektrocardiografie 4e jaar Arts + Sportgeneeskunde UNIVERSITY OF!

9

Early repolarisation

Corrado et al, Eur Heart J 2010

Caucasian Black

Uncommon (potentially pathological) ECG 1.1 - 4.8 % of athletes

•  Rhythm & Conduction –  Complete bundle branch block –  Left or right axis deviation / anterior or posterior hemiblock –  Atrial flutter or fibrillation –  Ventricular arrhythmias (ventricular extrasystoles?) –  Preexcitation

•  Morphological –  LA hypertrophy –  Pathological Q-waves

•  Repolarisation –  Long or short QTc –  Brugada-ECG –  ST-segment depression –  Inverted T-waves in ≥2 consecutive leads

10-50% have disease!

Competitive soccer player, 4th league, 17y Screening; first ECG; fully asymptomatic

Page 10: Het ECG van het sporthart - wikimedica.medica.be · Het ECG van het sporthart Prof. Dr. H. Heidbuchel Aanvullingen Elektrocardiografie 4e jaar Arts + Sportgeneeskunde UNIVERSITY OF!

10

Latent preexcitation Unmasking by adenosine IV during SR

Courtesy of Dr. D. Koentges, Temse, Belgium

Baseline:

V1

V2

Adenosine 12 mg IV:

V1

V2

Preëxcitatie

Activatie tijdens sinusritme

18y old competitive cyclist

Negative T-waves are not aspecific!

Page 11: Het ECG van het sporthart - wikimedica.medica.be · Het ECG van het sporthart Prof. Dr. H. Heidbuchel Aanvullingen Elektrocardiografie 4e jaar Arts + Sportgeneeskunde UNIVERSITY OF!

11

NMR Pathology

Histology

Arrhythmogenic RV Cardiomyopathy

Basso et al, Circulation 1996

Aritmogene Rechter Ventrikel Cardiomyopathie (ARVC)

Vrouw; 46j; gestopt door CSM: “SVT”

Page 12: Het ECG van het sporthart - wikimedica.medica.be · Het ECG van het sporthart Prof. Dr. H. Heidbuchel Aanvullingen Elektrocardiografie 4e jaar Arts + Sportgeneeskunde UNIVERSITY OF!

12

46 y old female volleybal player RVOT-VPB

Idiopathische RV Outflow Tract VT (RVOT-VT) ECG Karakteristieken

•  Ventrikel-extrasystolen en/of VT: –  LBTB patroon

•  en doorgaans precordiale transitie in V3 of V4 –  Hoge voltages in inferior afleidingen

•  Totale R-golf amplitudo in inferior-afleidingen ≥ 40 mm –  QS morfologie in aVL!

•  ahw. conditio sine qua non...

•  Sinusritme: –  Geen negatieve T’s in de precordialen; –  Geen late potentialen; –  Focale aritmie ipv. reentry (cfr. Holter, cyclo, EFO, ...)

1: Callans DJ et al. PACE 19II; 2: Arruda M et al. PACE 19II

Negative T-waves right precordial leads

Corrado et al, Eur Heart J 2010

Early repolarisation (black athlete) ARVC

Page 13: Het ECG van het sporthart - wikimedica.medica.be · Het ECG van het sporthart Prof. Dr. H. Heidbuchel Aanvullingen Elektrocardiografie 4e jaar Arts + Sportgeneeskunde UNIVERSITY OF!

13

Jongen, 16j: een lokale zwemmer…

“Persisterend juveniel patroon van negatieve T-toppen in de precordialen”

16y old soccer player

Negative T waves (precordial / standard): <4%, even in elite athletes

(Note: more prevalent in black athletes, up to 11% (S. Sharma, oral comm.)

Hypertrofische Cardiomyopathie

Aritmieën tengevolge van - dispersie van depolarisatie en repolarisatie, - grotere spiermassa (en dus meer kans op reentry-circuits),

- ischemie tgv. vaat-afwijkingen en/of uitstroom-obstructie.

Page 14: Het ECG van het sporthart - wikimedica.medica.be · Het ECG van het sporthart Prof. Dr. H. Heidbuchel Aanvullingen Elektrocardiografie 4e jaar Arts + Sportgeneeskunde UNIVERSITY OF!

14

Deep negative T-waves in ≥3 leads In the absence of echocardiographic abnormalities

•  Case control study1

–  81 cases vs. 229 matched controls with normal ECGs –  average FU 9±7 years

•  5/81 cases (6%) developed a cardiomyopathy –  3 with HCM (after 12±5y), 1 ARVC, 1 DCM (after 9y) –  1 with sudden death (ARVC) and 1 aborted sudden death (HCM)

•  vs. 0/229 controls (p = 0.001) –  i.e.: absence of negative T-waves confers a good prognosis

•  Note: in black athletes: 10% sedentary => 23% athletes –  most often right precordial leads; cave if inferolateral!

1. Pelliccia et al, NEJM 2008

Man 25j, asymptomatisch Attest voor basketbalclub?

Broer en oom: plotse dood op 30-jarige leeftijd…

Brugada Syndroom

•  Klinische presentatie: –  Syncope tgv. nonsustained VT (niet noodzakelijk bij

inspanning) –  Plotse dood tgv. VF

•  ECG criteria: –  Beeld van onvolledig rechter bundeltak blok met –  ST-optrekking in de rechter precordialen en aVL

•  In baseline of na toediening van een klasse-1 antiaritmicum •  Koepelvormig (type 1) of zadelvormig (type 2)

Page 15: Het ECG van het sporthart - wikimedica.medica.be · Het ECG van het sporthart Prof. Dr. H. Heidbuchel Aanvullingen Elektrocardiografie 4e jaar Arts + Sportgeneeskunde UNIVERSITY OF!

15

Man, 35j, reanimatie:VF

28y old professional soccer player asymptomatic

SD during sleep of 35y old brother; aborted SD after exercise 25y old brother TTE and exercise test normal

Haissaguerre-teken

Jongen, 15j: "beste voetballer van ‘t dorp"

Page 16: Het ECG van het sporthart - wikimedica.medica.be · Het ECG van het sporthart Prof. Dr. H. Heidbuchel Aanvullingen Elektrocardiografie 4e jaar Arts + Sportgeneeskunde UNIVERSITY OF!

16

QT-interval in athletes

•  QT interval is longer in athletes cf. bradycardia QTc is at upper limit of normal non-athlete distribution

•  Ideal cut-off values at rest still under discussion: –  normal = QTc ≤470 ms in men and QTc ≤480 ms in women1

–  abnormal = QTc ≥500 ms; between 460-500 ms: look at family2

•  Better to also include dynamic adaptation?: –  after quickly standing (sinus tc): no QT shortening = abnormal3

–  4 min after exercise QTc ≥445 ms = abnormal4

1. Corrado et al, Eur Heart J 2010; 2. Basavarajaiah et al, Eur Heart J 2007; 3. Viskin et al, JACC 2010; 4. Sy et al, Circulaton 2011

ECG “Seattle criteria”: tools and training

•  Online training modules via Br. J. Sports Medicine

•  Other: “JS SportECG”

ECG “Seattle criteria”: tools and training

•  Online training modules via Br. J. Sports Medicine

•  Other: “JS SportECG”

Page 17: Het ECG van het sporthart - wikimedica.medica.be · Het ECG van het sporthart Prof. Dr. H. Heidbuchel Aanvullingen Elektrocardiografie 4e jaar Arts + Sportgeneeskunde UNIVERSITY OF!

17

35y, competitive, non-professional, cyclist asymptomatic

VPB on routine ECG: ±1%

VPB on a screening ECG

•  Take even a single PVC seriously, especially when –  concomitant repolarisation abnormalities –  competitive (or high-intensity recreational) sports –  endurance sports (with increased likelihood of performance-

enhancing drug use?)

•  Tailor the work-up individually –  combining imaging and electrophysiological tools

Plotse dood en sport Onderliggend hartlijden

•  ≤35 jaar: (VS data)

•  >35j: 75% = ischemisch hartlijden

HCM 38%

Coronary Anomalies

19%

CAD 2% Other

6% Tunneled LAD

5%

Myocarditis 3%

Dilated CM 3% AS

4% MVP 2%

ARVD 3%

Incr. Cardiac Mass 10%

Ruptured Ao 5%

Maron et al., JAMA 1996!

Page 18: Het ECG van het sporthart - wikimedica.medica.be · Het ECG van het sporthart Prof. Dr. H. Heidbuchel Aanvullingen Elektrocardiografie 4e jaar Arts + Sportgeneeskunde UNIVERSITY OF!

18

Who can safely participate?

VPB AF

ICD

LQT

?

Recommendations

Two goals:

1.  Prevent arrhythmias during exercise if underlying disease, and/or

2.  Prevent development & progression of the underlying disease

•  Balanced hypertrophy and dilatation of the four heart chambers1-5 –  usually only regarded as marvelous adaptation –  with only positive attributes.

•  But: –  Changes of the athlete’s heart may be involved in the

development of the arrhythmogenic substrate itself –  on an atrial, nodal, and ventricular level

1. Fagard, Int J Sports Med 1996; 2. Fagard, Cardiol Clin 1997; 3. Pluim et al, Circulation 2000; 4. Scharhag et al, JACC 2002; 5. Perseghin et al, Am Heart J 2007

Athlete’s heart = Arrhythmic heart Athlete’s heart

Page 19: Het ECG van het sporthart - wikimedica.medica.be · Het ECG van het sporthart Prof. Dr. H. Heidbuchel Aanvullingen Elektrocardiografie 4e jaar Arts + Sportgeneeskunde UNIVERSITY OF!

19

Atrial fibrillation

•  More and more studies: related to sports activity10

–  Lone AF vs. general popul.4,5,8: 31-63% vs. 15% sports (p<0.05) –  Athletes vs. general population1-3,6,7: x4 to x10 AF (1-4%/10y ?)

•  Physician’s Health Study:11 –  16921 apparently healthy men; 12y FU; self-reported AF

1. Zehender, AHJ 1990; 2. Furlanello, JCE 1998; 3. Karjalainen, BMJ 1998; 4. Mont et al, EHJ 2002; 5. Elosua et al, Int J Cardiol 2006; 6. Molina, ESC 2005 (abstract); 7. Baldesberger, EHJ 2008;

8. Mont, Europace 2008; 9. Heidbuchel, Int J Cardiol 2006; 10. Mont, Europace 2009; 11. Aizer al, Am J Cardiol 2009

Lone atrial flutter Men, ≤65y, no SHD, no AF vs. controls

G. Claessen & H. Heidbuchel, Heart 2011

Recreational jogger ECG First Consultation

Page 20: Het ECG van het sporthart - wikimedica.medica.be · Het ECG van het sporthart Prof. Dr. H. Heidbuchel Aanvullingen Elektrocardiografie 4e jaar Arts + Sportgeneeskunde UNIVERSITY OF!

20

Recreational jogger ECG Visit-2: 1 month later

Recreational jogger Emergency admission

atrial flutter with 1-to-1 A-V conduction

The effect of an endurance event: RV dilates whilst the LV shrinks

La Gerche, Prior & Heidbuchel. Eur Heart J (2011)

Page 21: Het ECG van het sporthart - wikimedica.medica.be · Het ECG van het sporthart Prof. Dr. H. Heidbuchel Aanvullingen Elektrocardiografie 4e jaar Arts + Sportgeneeskunde UNIVERSITY OF!

21

Results: RV ejection fraction

La Gerche, Prior & Heidbuchel. Eur Heart J (2011)

*p<0.0001 † p=0.001

*

p = 0.05 for race duration

RV morphological changes Acute > Chronic ?

•  Hypothesis:1-2

–  Repeated RV insults may result in long-term RV dysfunction

1. Heidbuchel et al, Eur Heart J 2003; 2. Ector & Heidbuchel, Eur Heart J 2007

RV injury RV injury

RV injury Chronic RV remodelling

"Acquired ARVC" 1

RV morphological changes Acute > Chronic ?

•  Facilitating factors?

1.  Performance enhancing drugs?

2.  Genetic predisposition?

•  cf. ARVC (desmosomal mutations)1-2

3.  Other … ?

1. Kirchhof et al, Circ 2006; 2. Sen-Chowdhry & McKenna, Circ Arrythm Electrophysiol 2010

Page 22: Het ECG van het sporthart - wikimedica.medica.be · Het ECG van het sporthart Prof. Dr. H. Heidbuchel Aanvullingen Elektrocardiografie 4e jaar Arts + Sportgeneeskunde UNIVERSITY OF!

22

Desmathlete trial Mutation findings

•  9 different heterozygous sequence variants in 10 patients –  7 novel - 2 previously known –  5 (in 6 patients, 12.8%) manifestly pathogenic

*: 1. Sen-Chowdhry et al, Circ 2007; 2. Dalal et al, Circ 2006; 3. Gerull et al, Nature Genetics 2004; 4. Pilichou et al, Circ 2006; 5. van Tintelen et al, Circ 2006; 6. den Haan et al, Circ Cardiovasc Genetics 2009; 7. Sen-Chowdhry et al, JACC 2007

p < 0.0005

Pulmonary vascular resistance

•  40 athletes & 15 non-athletes1

•  Slope very reproducible through different patient groups2-3 1. Andre LaGerche, Heidbuchel, Prior. J Appl Physiol 2010; 2. Argiento, Naeije et al. Eur Resp J 2010;

3. Lewis, Semigran et al. Circ Heart Failure 2011

p = 0.71

RV vs. LV end-systolic wall stress Laplace equation: ESWS = P.r/2h

•  40 endurance athletes, 15 matched controls •  TEE max exercise on semi-supine bicycle + radial artery catheter; CMR

1. LaGerche et al, Med Sci Sports Exerc 2010

Page 23: Het ECG van het sporthart - wikimedica.medica.be · Het ECG van het sporthart Prof. Dr. H. Heidbuchel Aanvullingen Elektrocardiografie 4e jaar Arts + Sportgeneeskunde UNIVERSITY OF!

23

Animal models?

•  Rats, running 5d/w @85% of V02max for 16 weeks: But RV (not LV) fibrosis with myocyte disarray

Benito & Mont, Circ 2011

Accompanied by mRNA and protein expression of TGF-B1, fibronectin, MMP-2, TIMP1, collagen-I and -III, …

What happens to the RV during exercise?

–  Exercise CMR –  Invasive pressure

measures –  Echo + bubbles