Dispositivos Cardíacos Eletrônicos Implantáveis: quais são os principais e como funcionam?
- Laio Wanderley
- há 1 dia
- 11 min de leitura
Olá, pessoal! Tudo bem? Como costumo falar, ao começar a estudar um assunto, é bom começar pelo começo (perdão pelo pleonasmo).
Assim sendo, Ao começar o estudo em Dispositivos Cardíacos Eletrônicos Implantáveis (DCEI) e Estimulação Cardíaca Artificial é bom entender logo de início quais são esses dispositivos e o que eles fazem do ponto de vista mais básico.
O objetivo deste texto é revisar os conceitos fundamentais dos principais DCEI de uma maneira simples, para que depois fique mais fácil entender a fundo cada aparelho, suas funções e, principalmente, sua programação.
E vamos começar realmente pelo começo.
O que é um dispositivo cardíaco eletrônico implantável?
De forma simplificada, destrinchando o termo, é um dispositivo (ou aparelho) capaz de interagir eletricamente com o coração e que pode ser implantado no paciente.
Essa interação ocorre, basicamente, por meio de duas funções fundamentais:
1. Detectar a atividade elétrica natural do coração — SENSING e/ou;
2. Produzir estímulos elétricos artificiais quando necessário — PACING.
Esse é o primeiro conceito que precisamos guardar: O dispositivo "escuta" a atividade elétrica do coração e, quando necessário, pode estimulá-lo eletricamente, de diferentes formas.
Parece básico. Mas compreender bem esses dois princípios vai facilitar muito o entendimento básico de praticamente tudo: indicações, funcionamnto, modos de estimulação, sensibilidade, limiar, intervalos, bloqueios, desenho dos algoritmos de cada aparelho, etc.
Imagine, inicialmente, o exemplo mais simples:
um marca-passo com um único eletrodo ventricular.
O eletrodo permite que o dispositivo detecte a atividade elétrica ventricular espontânea.
Se o coração não produzir um estímulo adequado dentro do intervalo programado (ou seja, faz uma bradiarritmia e a frequência cardíaca cai muito, ou o coração entra em pausa ou assistolia), o marca-passo pode então liberar um estímulo elétrico artificial, provocando a despolarização ventricular.
Ou seja: Detectou atividade própria? há inibição do estímulo artificial .Não detectou quando deveria? o aparelho envia um estímulo.
Esse princípio estará presente, com diferentes graus de complexidade, nos vários dispositivos, e é isso que é interessante perceber antes de se aprofundar no assunto.
Quais são os 05 principais tipos de Dispositivos Cardíacos Eletrônicos Implantáveis (DCEI)?
Podemos organizar os dispositivos abordados na estimulação cardíaca de maneira didática, seguinto os ditames da diretriz Brasileira:
1. MARCA-PASSO (MP)
O marca-passo é o dispositivo que melhor representa os dois conceitos fundamentais que acabamos de citar: SENTIR ATIVIDADE ELÉTRICA NATURAL DO CORAÇÃO (SENSING) + ESTIMULAR ARTIFICIALMENTE QUANTO NECESSÁRIO (PACING)
Função principal:
Ele monitora a atividade elétrica cardíaca e, quando necessário, na presença de bradiarritmia, produz um estímulo elétrico artificial.
Indicação Básica
Sua principal utilização está no tratamento das bradiarritmias (Exemplos: Doença no nó sinusal, BAVT; BAV 2:1; etc).
Ou seja, se o paciente tem qualquer doença do sistema de condução que provoca bradiarritmia sintomática, irreversível, natural ou provocada (após uma TAVI ou Cirurgia cardíaca, por exemplo), devemos pensar no MP.
Sistemas de Marca-passo - 3 PRINCIPAIS
1 - Sistema convencional:
Fonte própria. é formado basicamente por um gerador de pulsos, que contém os circuitos eletrônicos e a bateria, e por um ou mais eletrodos, responsáveis por fazer a comunicação entre o aparelho e o coração.
Implante dos eletrodos se dá por um acesso venoso (usualmente veia axilar/subclávia), navegando até o endocárdio atrial e/ou ventricular direito.
O gerador geralmente fica em uma loja subcutânea na região subclávia.
2 - Marca-passo epicárdico:
Fonte da imagem: Referência 2. Os eletrodos possuem a extremidade com um desenho diferente, e são implantados diretamente sobre a superfície do coração (epicárdio).
Esse sistema de MP tem grande importância, por exemplo, em neonatos e crianças pequenas, particularmente em algumas cardiopatias congênitas ou situações nas quais o acesso transvenoso não é adequado.
Outra indicação é quando o paciente de prótese na posição tricúspide, situação em que o eletrodo transvenoso poderia interferir no funcionamento dos folhetos
3 - Marca-passo sem eletrodo, ou leadless pacemaker
Fonte da imagem: Referência 1 Esse marca-passo parece uma pequena cápsula, que engloba a ação de gerador e eletrodo ao mesmo tempo.
Ou seja, o como nome já anuncia, o aparelho não tem eletrodos, o que é ótimo para quem tem complicações relacionadas a eles ou ao gerador, como infecçoes e obstruções venosas críticas,
Apesar de arquiteturas completamente diferentes, perceba que o princípio dos 3 tipo de marcapasso permanece:
SENTIR A ATIVIDADE PRÓPRIA DO CORAÇÃO E ESTIMULAR ARTIFICIALMENTE QUANDO NECESSÁRIO.
Mudou a forma de implantação. Não mudou o fundamento da estimulação cardíaca.
Observação:
como o foco são em dispositivos implantável, irei apenas lembrar da existência do marca-passo provisório (transvenoso ou transcutâneo), que em última análise, possui os mesmo princípio eletrofisiológico do MP definitivo.
E A ESTIMULAÇÃO FISIOLÓGICA?
Outro sistema e conceito que vem ganhando importância nos últimos anos é a chamada estimulação fisiológica do sistema de condução, principalmente através da:
estimulação do feixe de His
estimulação da área do ramo esquerdo (que parece ter ganhado mais espaço que a estimulação Hissiana)
Pode parecer, inicialmente, que estamos diante de um novo DCEI. Na real, já existe aparelho e eletrodos dedicados a estimulação direta do sistema de condução, mas notem que continuamos utilizando o mesmo conceito de estimulação cardíaca cuja função básica é: SENTIR + ESTIMULAR para tratar, especialmente, bradiarritmias.
O que muda principalmente é onde estamos entregando esse estímulo.
Em vez de estimular simplesmente o miocárdio ventricular em um local convencional (que pode ser deletério ao miocárdio no longo prazo, provocando insuficiência cardíaca quando a taxa de estimulação artificial sobre o VD >= 20-40% - leia o estudo MOST), a idéia é ativar diretamente o sistema de condução, procurando produzir uma ativação ventricular mais próxima da fisiológica.
DICA DE PROGRAMAÇÃO:
O conceito de "fisiologismo" ajuda a entender o motivo da programação do marca-passo convencional sempre tentar evitar o estímulo artificia sobre o VD.
Não se apague a esses conceitos de programação, se você estiver começando (leia o resto do conteúdo e depois tente aprofundar em programação). Eu só quero mostrar como o conceito básico se transmite ao avançado.
Mas se você já tiver experiência na área, relembre na programação MP bicameral (um eletrodo no átrio direito e outro no VD), é fundamental a programação de algoritmos de preservação da condução átrio-ventricular (AV) intrínseca, do próprio paciente (ou seja, que deixe o estímulo cardíaco natural ou artificial no nível atrial, passe para os ventrículos e promova uma contração fisiológica).
A idéia é que o MP automaticamente aumente o intervalo AV (até no máximo 220 ms, acima disso pode ser deletério), pois se ele tiver programado muito curto, não dará tempo do estímulo natural atingir os ventrículos, pois o marcapasso enviará um estímulo artificial antes.
O objetivo é evitar estimulação desnecessária de VD em pacientes com condução AV preservada, muito frequente em pacientes com aqueles como doença do Nó sinusal, em que o problema maior é relacionado à atividade atrial (pausa sinusal, bradiacardia sinusal inapropriada, etc.). Notaremos que esse conceito da programação dos MP é o oposto da usada no ressincronizador cardíaco.
Outra Dica básica:
Se o paciente não tem atividade atrial organizada (por fibrilação atrial, por exemplo), não conseguimos promover uma estimulação artificial efetiva naquela câmera.
Dessa forma, o aparelho pode ser unicameral (ou seja, atua em apenas uma câmara cardíaca, com o eletrodo apenas no VD).
O modo de estimulação desse aparelho deve tá programado para estimular apenas o ventrículo direito (VD), ter a capacidade de sentir estímulos elétricos próprios do VD (despolarização), e inibir um estímulo artificial do marca-passo se houver despolarização do VD. É o que chamamos de VVI, padrão para paciente com indicação de MP com FA.
Perceba, leitor, que o conceito é sentir o natural, e estimular artificialmente quando necessário.
2. TERAPIA DE RESSINCRONIZAÇÃO CARDÍACA — TRC
Agora acrescentamos um pouco mais de complexidade.
A Terapia de Ressincronização Cardíaca (TRC) também utiliza estimulação elétrica com função antibradicardia como os MP, porém, com uma função fundamental a mais: SENTIR + ESTIMULAR RESSINCRONIZANDO OS VENTRÍCULO DIREITO E ESQUERDO.
Função:
Como o nome já fala, a idéia é Ressincronizar. Mas o que? Os ventrículos direito e esquerdo, pois quando eles não estão sincronizados, isso pode promover e agravar a insuficiência cardíaca.
Ou seja, com este aparelho queremos sincronizar novamente a ativação dos ventrículos, promovendo um estímulo BIVENTRICULAR para correção da dissincronia intraventricular (cujo o principal marcador é o Bloquei de Ramo esquerdo com alargamento do QRS, facilmente visto em um ECG de 12 derivações).
Para isso, esse dispositivo exige um terceiro eletrodo (por isso que também é chamado de multissítio, pois ele tem 3 locais de estimulação (vários sítios)
Indicação básica:
O foco da TRC é para o tratamento da insuficiência cardíaca em pacientes com critérios específicos (Segue abaixo a única indicação classe I conforme as últimas diretrizes com o objetivo de melhorar os sintomas e reduzir o risco de hospitalizações e morte):
Fração de ejeção ≤35%, apesar de tratamento farmacológico otimizado;
em ritmo sinusal;
com bloqueio de ramo esquerdo e duração do QRS ≥150 ms;
Notem que o princípio de funcionamento do DCEI elétrico continua sendo o mesmo. O dispositivo pode detectar eventos cardíacos próprios , a partir deles, programa e entrega estímulos.
A diferença é que agora esses estímulos têm um objetivo terapêutico mais complexo: coordenar a ativação dos ventrículos.
DICA DE PROGRAMAÇÃO:
Diferentemente do marca-passo, no qual queremos que ele atue apenas quando houver bradiarritmia, porém sempre que possível mantendo o estímulo fisiológico (já que o estímulo crônico isolado no VD gera Dessincronia ventricular e IC!), na TRC desejamos uma estimulação sincronizada dos ventrículos praticamente o tempo todo.
Por isso, a Diretriz Brasileira recomenda um intervalo atrio-ventricular curto (ou seja, o tempo entre o sensibilidade atrial ou o estímulo atrial e a ativação ventricular) geralmente em torno de 100 a 120 ms, com o objetivo de atingir uma estimulação biventricular próxima de 100%.
Isso ajuda a evitar a perda da estimulação biventricular associada, por exemplo, a um eventual encurtamento do intervalo PR.
Notem que isso é oposto da programação do MP (onde queremos Intervalos AV longos para permitir passagem de estímulo fisiológico para os ventrículos). Daí a importância de entender o básico da ação de cada aparelho. Isso se reflete na forma na qual iremos programá-lo.
3. CARDIOVERSOR-DESFIBRILADOR IMPLANTÁVEL — CDI
Com o cardioversor-desfibrilador implantável (CDI), aparece outra função fundamental.
Aqui, antes de qualquer coisa, o dispositivo precisa: SENTIR PARA IDENTIFICAR A TAQUIARRITMIA + ESTIMULAR PARA TRATAR TAQUIARRITMIAS
Função:
monitorar o ritmo cardíaco para reconhecer taquiarritmias ventriculares potencialmente fatais.
Quando uma dessas arritmias é identificada de acordo com os parâmetros programados, o aparelho pode oferecer terapias para interrompê-la.
Essas terapias incluem, principalmente uma estimulação artificial através de:
estimulação antitaquicardia — ATP
choque de cardioversão/desfibrilação.
Para isso esse aparelho, como vocês podem notar na imagem acima, possue um gerador mais robusto (capaz de capacitar o choque) e eletrodos também projetados para terapia de choque.
Assim como o marcapasso, o CDI tem um tipo diferente: o CDI SUBCUTÂNEO:
É uma alternativa menos invasiva aos CDIs tradicionais ao evitar eletrodos dentro do coração, sendo ideal para quem não precisa de estimulação cardíaca (função antibradicardia) ou tem risco de infecções por eletrodos.
Indicação Básica
Prevenção primária (quem nunca teve) ou secundária (que já teve e sobreviveu) de morte súbita
Exemplo: Cardiomiopatia hipertrófica com alto risco de morte súbita;
E aqui aparece um detalhe importante que já vi colega médico perguntar. O CDI convencional também pode possuir funções de marca-passo.
Ou seja, além de reconhecer e tratar taquiarritmias, ele também pode detectar e tratar bradiarritmia quando necessário. Porém o CDI subcutâneo, não! Sua função primordial é apenas sentir, monitorar e detectar taquiarritmias, promovendo cardioversão/desfibrilação quando necessário.
Notem que o aparelho fica mais sofisticado, mas a lógica fundamental permanece a mesma: O dispositivo sente o que o coração está fazendo e promove estimulação artifical para tratar.
DICA DE PROGRAMAÇÃO:
Como o objetivo do aparelho é tratar taquiarritmias, a programação CDI gira em torno de programar as zonas, baseado fundamentalmente (mas não somente) nos intervalos de Frequência cardíaca).
A idéia é que o aparelho, ao perceber uma taquicardia, ele comece agir.
Exemplo: Frequências cardíaca detectada pelo CDI, de maneira sustentada, acima de 233 bpm (nos dispositivos Medtronic, acima de 188), é uma Zona de Fibrilação ventricular.
Se isso ocorre, um choque será aplicado. Os aparelhos já são programados de fábrica com os algoritmos e diferentes zonas, mas podemos personalizar e modificar os intervalos de FC que queremos que o aparelho interprete como TV, ou FV.
Também é importante que o CDI consiga discriminar se a taquiarritmias é supraventriculares ou ventricular.
Imaginem, se o paciente tem uma FA paroxística de alta resposta, ou uma Taquicardia sinusal ao exercício. O CDI não pode confundir essas taquicardias com uma TV/FV, pois caso ocorra, ele irá acionar o choque (inapropriado! infelizmente é frequente e deletérioI).
Por isso, a sensibilidade do CDI sentir e monitorar a atividade atrial e ventricular é fundamental. E para isso, o CDI ao sentir também observa a morfologia das ondas, a sincronia entre as câmaras, se o início foi abrupto ou gradual, e a relação atrio-ventricular. Ou seja, a detecção da FC é o basico. Queremos que o aparelho tenho a sensibilidade, além disso, e por isso devemos aprender algoritmos de detecção e programar o CDI da melhore maneira, com alto poder de avaliar se a arritmia é mesmo uma FV/TV.
Quanto a função antibradicardia a maioria dos portadores de CDI não requer essa ação. Dessa forma, a programação deve, sempre que possível, priorizar a diminuição do percentual de estimulação artificial do VD (já aprendenmos que é deletério).
Para isso, em CDI unicameral, deve-se programar em modo VVI com 40bpm e, nos bicamerais, deve-se priorizar a estimulação atrial isolada através de algoritmos de minimização de estimulação ventricular ou da programação de intervalo AV longo o suficiente para evitar a estimulação ventricular desnecessária.
4. TRC + CDI
Agora fica muito fácil compreender esse dispositivo.
Se já entendemos o que faz a TRC e o que faz o CDI, podemos simplesmente juntar todas as funções.
O dispositivo conhecido como CRT-D ou TRC-D combina: terapia de ressincronização cardíaca + cardioversor-desfibrilador implantável + função antibradicardia
Portanto, ele pode:
sentir a atividade cardíaca;
estimular o coração;
promover ressincronização ventricular;
detectar taquiarritmias ventriculares e tratá-las quando necessário.
De forma resumida: TRC-D = SENTIR + ESTIMULAR + RESSINCRONIZAR + IDENTIFICAR E TRATAR TAQUIARRITMIAS
Perceba que não precisamos decorar um aparelho completamente novo.
Estamos simplesmente agregando funções que já aprendemos separadamente.
5. MONITOR DE EVENTOS IMPLANTÁVEL
Por último, a Diretrizes apresentam um dispositivo particularmente interessante para nossa lógica didática: o monitor de eventos implantável.
Ele é um pequeno aparelho colocado no tecido subcutâneo e utilizado para monitorização prolongada do ritmo cardíaco.
Pode registrar eventos arrítmicos intermitentes e esporádicos, sendo útil, por exemplo, na investigação de determinadas síncopes, suspeitas de arritmias ou na monitorização prolongada do ritmo.
E aqui temos uma diferença fundamental em relação aos dispositivos anteriores: ELE SENTE, MAS NÃO ESTIMULA.
E justamente por isso ele é um ótimo exemplo para entendermos que nem todo dispositivo cardíaco eletrônico implantável precisa estimular o coração. Alguns podem exercer essencialmente uma função de monitorização.
EM RESUMO
Se quisermos resumir esta primeira aula, podemos pensar nos aparelhos como uma sequência progressiva de funções.
Marca-passo:
SENTE O ESTÍMULO CARDÍACO PRÓPRIO + ESTIMULA ARTIFICIALMENTE PARA TRATAR BRADIARRITMIAS
Terapia de ressincronização cardíaca:
SENTE + ESTIMULA PARA RESSINCRONIZAR OS VENTRÍCULOS
Também tem função antibradicardia
CDI:
SENTE PARA IDENTIFICAR TAQUIARRITMIAS + ESTIMULA PARA TRATAR (ATP OU CHOQUE)
Também tem função antibradicardia
TRC-D:
SENTE + ESTIMULA PARA RESSINCRONIZAR + IDENTIFICAR E TRATA TAQUIARRITMIAS
Monitor de eventos implantável:
SENTE + REGISTRA (NÃO ESTIMULA!)
Esse talvez seja o principal conceito que quero deixar neste texto básico sobre os DCEI.
Quando começamos a estudar estimulação cardíaca, encontramos dezenas de siglas, parâmetros, intervalos, modos e algoritmos.
Isso pode parecer extremamente complicado.
Mas antes de tentar decorar tudo isso, faça sempre duas perguntas:
O que esse dispositivo está SENTINDO no coração?
O que ele pode FAZER em resposta ao que sentiu ou não sentiu?
Se entendermos isso, começamos a compreender a lógica sobre o fucionamento dos dispositivos, indicaçõs e programações. Abaixo, deixo alguns links de postagem sobre Estimulação cardíaca artificial para você se aprofundar:
Referências:
Reddy VY, Exner DV, Cantillon DJ, et al. Percutaneous Implantation of an Entirely Intracardiac Leadless Pacemaker. N Engl J Med. 2015;373(12):1125-1135. doi:10.1056/NEJMoa1507192
Kelle A, Backer C, Tsao S ...
Dual-chamber epicardial pacing in neonates with congenital heart block
The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery, 134, 1188-1192
Teixeira RA, Fagundes AA, Baggio Junior JM, Oliveira JC, Medeiros PTJ, Valdigem BP, Teno LAC, Silva RT, Melo CS, Elias Neto J, Moraes Júnior AV, Pedrosa AAA, Porto FM, Brito Júnior HL, Souza TGSE, Mateos JCP, Moraes LGB, Forno ARJD, D'Avila ALB, Cavaco DAM, Kuniyoshi RR, Pimentel M, Camanho LEM, Saad EB, Zimerman LI, Oliveira EB, Scanavacca MI, Martinelli Filho M, Lima CEB, Peixoto GL, Darrieux FCDC, Duarte JOP, Galvão Filho SDS, Costa ERB, Mateo EIP, Melo SL, Rodrigues TDR, Rocha EA, Hachul DT, Lorga Filho AM, Nishioka SAD, Gadelha EB, Costa R, Andrade VS, Torres GG, Oliveira Neto NR, Lucchese FA, Murad H, Wanderley Neto J, Brofman PRS, Almeida RMS, Leal JCF. Brazilian Guidelines for Cardiac Implantable Electronic Devices - 2023. Arq Bras Cardiol. 2023 Jan 23;120(1):e20220892. English, Portuguese. doi: 10.36660/abc.20220892. PMID: 36700596; PMCID: PMC10389103.
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