Journal Club | Pferd 02.03.2017

Schwellenwerte der kardialen Schlag-zu-Schlag-Variation bei Langzeit-EKG-Aufzeichnungen

Die Interpretation von EKG-Aufzeichnungen bei Pferden wird durch das Fehlen von standardisierten Analyse-Kriterien und ein limitiertes Wissen über normale Schlag-zu-Schlag-Variationen des equinen kardialen Rhythmus erschwert.

Die Elektrokardiografie (EKG) ist ein wertvolles diagnostisches Mittel zur Untersuchung von kardialen Arrhythmien bei Pferden. Es fehlen jedoch standardisiere Kriterien, mit denen die Analyse vereinfacht werden könnte. Des Weiteren wird die klinische Interpretation der Ergebnisse durch ein limitiertes Wissen über die klinische Bedeutung verschiedener Arrhythmien erschwert. Sowohl supraventrikuläre als auch ventrikuläre prämature Schläge werden in der equinen Kardiologie als potenzielle Initiatoren von Vorhofflimmern und fatalen ventrikulären Arrhythmien mit Besorgnis betrachtet. In den letzten Jahren wurde daher das Auftreten von prämaturen Schlägen bei gesunden Pferden sowie bei Pferden mit Leistungsinsuffizienz in klinischen und experimentellen Studien untersucht. Diese Untersuchungen lieferten wertvolle Informationen zur Prävalenz prämaturer Schläge, auch wenn ein Vergleich der Ergebnisse durch den unterschiedlichen StudienAufbau schwierig ist. Die Verwendung variabler Analyse-Kriterien sowie die unterschiedliche Dauer der EKG-Aufzeichnungen verhindern generelle Aussagen über die Häufigkeit des Auftretens von prämaturen Schlägen bei einzelnen Pferden. Ab welcher Anzahl und unter welchen Umständen prämature Schläge eine klinische Bedeutung für das betreffende Pferd erlangen, ist daher unklar. Dementsprechend werden groß angelegte, im Hinblick auf die Dauer der Aufzeichnung, Belastungsintensität und die Definition von Arrhythmien standardisiere Studien zum Auftreten von equinen Arrhythmien benötigt.

Schwierigkeiten bei equinen EKG-Untersuchungen 
Viele Arrhythmien sind paroxysmal, weshalb eine umfassende Untersuchung ihrer Frequenz eine Langzeit-EKG-Aufzeichnung von 24 h oder mehr notwendig macht. Dies macht die Analyse sehr zeitaufwendig und ist ein ernst zu nehmender Hindernis in der Durchführung von großangelegten Studien über equine Arrhythmien. In humanen EKG-Studien wird die Analyse von Langzeit-Aufzeichnungen häufig durch automatische Detektion und Klassifizierung von Arrhythmien basierend auf dem Timing und der Morphologie von EKG-Komplexen erleichtert. Für die equine EKG-Analyse existieren vergleichbare Morphologie-Algorithmen nicht, da diese durch die stark variable equine T-Wellen-Morphologie behindert werden. Computerprogramme für die Analyse von equinen EKGs sind daher auf Timing-Algorithmen beschränkt, welche Schläge mit einem abweichenden Timing durch Bestimmung der Variationen in den Schlag-zu-Schlag-Intervallen im Vergleich zu einem Betrachter-spezifischen Schwellenwert erkennen. Diese Timing-Algorithmen sind jedoch lediglich eine Hilfe für den Betrachter. Die Kategorie jeder vom Algorithmus erkannten Arrhythmie muss weiterhin manuell klassifiziert werden, ebenso ist es mit der Bestimmung der Morphologie von EKG-Komplexen zur Identifizierung möglicher ektopischer Schläge mit normalem Timing. Schlussendlich sind Timing-Algorithmen in Anbetracht von 50 000–60 000 Herzschlägen in einem 24-Stunden-EKG ein unschätzbar wertvolles Hilfsmittel.

Studienziel und Studienaufbau
In der vorliegenden Studie sollten Möglichkeiten für einen standardisierten Ansatz für die semiautomatische Auswertung von großen equinen EKG-Datensätzen untersucht werden. Dazu dienten die Untersuchung der Schlag-zu-Schlag-Variationen des equinen kardialen Rhythmus und die Bestimmung eines geeigneten Schwellenwerts. Für die Untersuchungen wurden in einer Gruppe klinisch gesunder Distanzpferde die maximal akzeptable RR-Abweichung und ein neuer 2-phasiger Timing-Algorithmus für die equine EKGAnalyse durch Quantifizierung der Häufigkeit von Arrhythmien in Ruhe und unter Belastung untersucht. In die Studie wurden elf gesunde, als Distanzpferde eingesetzte Araber eingeschlossen. Ein Herznebengeräusch von 2/6 führte zum Ausschluss aus der Studie. Zudem wurde von allen Probanden zu Beginn der Untersuchung ein Herzultraschall durchgeführt, um pathologische Veränderungen des Herzens auszuschließen. Die Langzeit-Ruhe-EKGs wurden in der Box oder auf dem Paddock aufgezeichnet, die Belastungs-EKGs während normaler Trainingseinheiten.

Ergebnisse
Die Schlag-zu-Schlag-Variation unterschied sich beträchtlich in Abhängigkeit von der Herzfrequenz, weshalb ein adaptiertes Modell mit drei unterschiedlichen Herzfrequenz-Bereichen und unterschiedlichen Schwellenwerten der maximal akzeptablen RR-Abweichung definiert wurde. Bei einer Herzfrequenz von < 60 Schlägen/min in Ruhe wurde der Schwellenwert der RR-Abweichung auf 20 %, bei einer Herzfrequenz von 60–100 Schlägen/min in Ruhe auf 10 % und für eine Herzfrequenz von >100 Schlägen/min unter Belastung auf 4 % festgelegt. Supraventrikuläre prämature Schläge stellten die am häufigsten vorkommende Arrhythmie mit variierenden Frequenzen bei sieben Pferden in Ruhe (Median 7, Range 2–86) und sechs Pferden unter Belastung (Median 2, Range 1–24) dar.

Schlussfolgerung
Die Schlag-zu-Schlag-Variationen des equinen kardialen Rhythmus variierten in Abhängigkeit von der Herzfrequenz, weshalb die Schwellenwerte in der equinen EKG-Analyse angepasst werden sollten. Eine Standardisierung der Analyse-Kriterien würde einen Vergleich von Studien und den Folge-Untersuchungen von Patienten ermöglichen. Eine kleine Anzahl von supraventrikulären prämaturen Schlägen scheint bei Distanzpferden normal zu sein. Es sollten weitere Studien zur Validierung der Ergebnisse und Einschätzung der klinischen Bedeutung von prämaturen Schlägen bei Pferden durchgeführt werden. (brf)

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Flethøj M, Kanters JK, Pedersen PJ, Haugaard MM, Carstensen H, Olsen LH, Buhl R (2016): Appropriate threshold levels of cardiac beat-to-beat variation in semi-automatic analysis of equine ECG recordings. BMC Vet Res 12: 266. doi: 10.1186/ s12917-016-0894-2.