Patients Operated for Tetralogy of Fallot and with Non-Sustained Ventricular Tachycardia Have Reduced Heart Rate Variability

Background:

To study heart rate variability (HRV) in patients operated for tetralogy of Fallot (ToF) and to identify any correlation between HRV and ventricular tachycardia (VT).

Patients and Methods:

We studied HRV in 23 consecutive patients operated for ToF (mean age 14 ± 6.6 years; mean follow-up 10.6 ± 5.2 years). Seven patients had non-sustained VT on Holter monitoring. Two control groups were included: 18 healthy subjects and 15 patients operated for other congenital heart disease. There were no differences in age, age at surgery (in the operated groups), follow-up, and mean heart rate between the three groups. Four time and four frequency domain indices were calculated: mean duration of RR intervals, standard deviation of all RR intervals (SD), square root of the mean squared differences of successive RR intervals (r-MSSD), percent of differences between adjacent RR intervals (pNN50), total power (TP), low frequency (LF), high frequency (HF), and LF/HF ratio.

Results:

HRV indices were identical in the two control groups but were significantly reduced in patients with ToF. Within the patients who had been operated on for ToF, HRV indices were significantly lower in the seven with non-sustained VT than in those without arrhythmias: SD (95 ± 15 vs. 135 ± 54 ms; p = 0.01), r-MSSD (26 ± 9 vs. 45 ± 20 ms; p = 0.03) , pNN50 (4.4 ± 3.4 vs. 16.5 ± 12.5%; p = 0.001) and HF (111 ± 97 vs. 352 ± 291 ms²; p = 0.009). Using stepwise multivariate regression analysis, pNN50, age at surgery, degree of pulmonary regurgitation and higher right/left ventricular ratio were independent predictive variables for VT (p < 0.0001; r² = 0.85).

Conclusions:

ToF patients, particularly those with ventricular arrhythmias, have significant impairment of sympatho-vagal balance, characterized by a reduction of vagal drive.

Hintergrund:

Die Herzfrequenzvariabilität (HRV) und etwaige Zusammenhänge mit dem Auftreten von Kammertachykardien (VT) wurden bei Patienten mit operativ versorgter Fallot-Tetralogie (ToF) untersucht.

Patienten und Methoden:

Die HRV wurde bei 23 konsekutiven Patienten (mittleres Alter 14 ± 6,6 Jahre; mittlere Nachuntersuchungszeit 10,6 ± 5,2 Jahre), die sich einer operativen Fallot-Korrektur unterzogen hatten, analysiert. Sieben Patienten hatten nicht anhaltende Kammertachykardien in Langzeit-Ekg-Aufzeichnungen. Zwei Kontrollgruppen wurden eingeschlossen: 18 Gesunde und 15 Patienten , die aufgrund einer anderen angeborenen Herzerkrankung operiert worden waren. Es fanden sich keine Unterschiede bezüglich des Alters, des Operationsalters (in den operativ versorgten Gruppen), der Nachuntersuchungsdauer und der durchschnittlichen Herzfrequenz zwischen den drei Gruppen. Jeweils vier Zeit- und Frequenzindizes wurden erfasst: die mittlere Dauer der RR-Abstände, die Standardabweichung aller RR-Intervalle (SD), die Quadratwurzel der mittleren quadrierten Differenzen aufeinander folgender RR-Intervalle (r-MSSD), die prozentuale Rate der Unterschiede zwischen angrenzenden RR-Intervallen (pNN50), die gesamte Power (TP), niedrige Frequenz (LF), hohe Frequenz (HF) und das LF/HF-Verhältnis.

Ergebnisse:

Die HRV-Indizes waren in beiden Kontrollgruppen identisch, bei Patienten mit ToF dagegen signifikant erniedrigt. Innerhalb der operierten Gruppen (ToF) waren die HRV-Indizes bei sieben Patienten mit nicht anhaltenden Kammertachykardien im Vergleich zu denjenigen ohne signifikant erniedrigt: SD (95 ± 15 vs. 135 ± 54 ms; p = 0,01), r-MSSD (26 ± 9 vs. 45 ± 20 ms; p = 0,03), pNN50 (4,4 ± 3,4 vs. 16,5 ± 12,5%; p = 0,001) und HF (111 ± 97 vs. 352 ± 291 ms²; p = 0,009). Eine schrittweise multivariate Regressionsanalyse zeigte pNN50, das Operationsalter, den Grad der pulmonalen Regurgitation und ein größeres Verhältnis von rechtem zu linkem Ventrikel als unabhängige prädiktive Variablen für Kammertachykardien (p < 0,0001; r² = 0,85).

Schlussfolgerung:

Patienten mit ToF, insbesondere diejenigen mit Kammertachykardien, haben eine signifikante Störung des sympathikovagalen Gleichgewichtes, was durch eine Reduktion des vagalen Tonus geprägt ist.