DIPARTIMENTO DI SCIENZE VETERINARIE
CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN MEDICINA VETERINARIA
L’ECG NEL CAVALLO: CONFRONTO TRA REGISTRAZIONE
STANDARD E SMARTPHONE ECG
Candidato: Mafalda Pillotti
DIPARTIMENTO DI SCIENZE VETERINARIE
CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN MEDICINA VETERINARIA
L’ECG NEL CAVALLO: CONFRONTO TRA REGISTRAZIONE
STANDARD E SMARTPHONE ECG
Relatore: Prof.ssa Rosalba Tognetti
Correlatore: Dott. Tommaso Vezzosi
Anno accademico: 2016/2017
DIPARTIMENTO DI SCIENZE VETERINARIE
CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN MEDICINA VETERINARIA
L’ECG NEL CAVALLO: CONFRONTO TRA REGISTRAZIONE
DEDICA
INDICE
ABSTRACT 5
PARTE GENERALE 6
INTRODUZIONE 7
CAPITOLO 1 - CENNI DI ANATOMIA e FISIOLOGIA 8
1.1. Anatomia del cuore 8
1.1.1. Le camere cardiache 9 1.1.1.1. Atrio destro 10 1.1.1.2. Atrio sinistro 10 1.1.1.3. Ventricolo destro 10 1.1.1.4. Ventricolo sinistro 11 1.1.2. Valvole atrioventricolari 11 1.1.2.1. Valvola tricuspide 11 1.1.2.2. Valvola mitrale 11 1.1.2.3. Valvole semilunari 12 1.1.3. Anatomia microscopica 12 1.1.4. Innervazione cardiaca 13 1.2. Cenni di fisiologia 14 1.2.1. Sistema di conduzione 14
1.2.1.1.Nodo del seno 14
1.2.1.2. Fasci internodali 15
1.2.1.3. Nodo atrio-ventricolare 15
1.2.1.4. Fascio di His 16
1.2.1.5. Fibre del purkinje 16
1.2.2. Ciclo cardiaco 17
1.2.2.1.Sistole 17
1.2.2.2. Diastole 17
CAPITOLO 2 – ECG AMBULATORIALE 19
2.1. Principi di elettrofisiologia 19
2.2. Il tracciato elettrocardiografico 20
2.3. Genesi ed interpretazione delle onde 21
2.3. Derivazioni 24
2.4. Indicazioni 26
CAPITOLO 3 - MONITORAGGIO ELETTROCARDIOGRAFICO e HOLTER 28
3.1. Registrazione secondo la metodica Holter 28
3.2. Indicazioni e applicazioni cliniche 28
CAPITOLO 4 – STATO DELL’ARTE 32
4.1. Mobile Heart 32
4.2. Dispositivi smartphone per il monitoraggio elettrocardiografico 33
CAPITOLO 5 – SMARTPHONE ECG 36
5.1. AliveCor ECG 36
PARTE SPERIMENTALE 37
CAPITOLO 6 – SCOPO del LAVORO 38
CAPITOLO 7 – MATERIALI e METODI 39
7.1. Animali 39
7.2. Criteri di inclusione 39
7.3. Alivecor®, USA 39
7.4. Registrazione tracciato elettrocardiografico (ECG) 39
7.5. Lettura dei tracciati ECG 41
7.6. Analisi statistica 42
CAPITOLO 8 – RISULTATI 44
8.1. Animali e fattibilità 44
8.2. Frequenza cardiaca 44
8.3. Durata onda P, intervallo PR, intervallo QT 45
8.4. Complesso QRS 45
8.5. Artefatti 45
CAPITOLO 9 – DISCUSSIONE e CONCLUSIONI 46
RIASSUNTO
Sia nell’uomo che in medicina veterinaria nel cane e nel gatto è stata dimostrata l’accuratezza diagnostica dell’elettrocardiografia mediante smartphone nella valutazione nella frequenza e ritmo cardiaco e misurazione dei parametri elettrocardiografici. Lo scopo di questo studio è stato quello di valutare la fattibilità dell’esecuzione dell’ECG mediante smartphone.
Sono stati reclutati cinquanta cavalli adulti sani. In ciascun soggetto lo smartphone ECG e l’ECG standard base apice sono stati acquisiti simultaneamente. I tracciati sono stati esaminati da un operatore cieco che aveva il compito di giudicarne l’interpretabilità ed effettuare le misurazioni dei parametri elettrocardiografici. È stata valutata la concordanza tra lo smartphone ECG e l’ECG standard base-apice.
I tracciati sono risultati interpretabili in 48 casi su 50 (96%). È stata rilevata una concordanza perfetta tra smartphone ECG ed ECG standard nell’identificazione della frequenza cardiaca. La frequenza cardiaca misurata automaticamente dall’applicazione è risultata inaffidabile. Per quanto riguarda le onde ed i segmenti elettrocardiografici tra le due metodiche sono state evidenziate differenze minime di nessun valore clinico. È stata trovata una concordanza perfetta tra smartphone ECG ed ECG standard nella valutazione della polarità del complesso QRS, mentre nessuna concordanza è stata riportata per quanto riguarda la valutazione della polarità dell’onda P. Gli artefatti della linea di base erano presenti in modo limitato ma il loro numero era significativamente più alto nei tracciati ottenuti con il dispositivo smartphone, rispetto a quelli ottenuti con l’ECG standard base-apice.
Concludendo, lo smartphone ECG è in grado di registrare tracciati ECG a singola derivazione di qualità. Risulta affidabile nella valutazione della frequenza cardiaca e nella misurazione di onde e intervalli elettrocardiografici.
Questa tecnologia rappresenta quindi un valido mezzo diagnostico supplementare nella valutazione elettrocardiografica del cavallo, sebbene non costituisca un metodo alternativo all’ECG base-apice standard. Ulteriori studi sono necessari per valutare l’affidabilità diagnostica dello smartphone ECG nella diagnosi delle aritmie nel cavallo.
Parole chiave: Equino; Cardiologia; Elettrocardiografia; Smartphone; Validazione.
ABSTRACT
A good diagnostic accuracy of smartphone-based electrocardiography in the evaluation of heart rate, heart rhythm and ECG measurements has been reported in humans, dogs and cats. The aim of this study was to assess the feasibility of smartphone-based electrocardiography in horses.
Fifty healthy adult horses were enrolled. Standard base-apex ECG and smartphone ECG were simultaneously recorded in each horse. All ECGs were reviewed by one blinded operator, who judged whether tracings were acceptable for interpretation and performed electrocardiographic measurements. Agreement between smartphone and standard base-apex ECG in the analysis of tracings was evaluated.
Smartphone ECG tracings were interpretable in 48/50 (96%) cases. A perfect agreement between smartphone and standard ECG tracings was found in the assessment of heart rate. Heart rate automatically measured by the smartphone application was not reliable. In terms of electrocardiographic waves and interval duration, minimal differences of no clinical value were found between smartphone and standard ECG. Agreement was found for QRS complex polarity evaluation, but not for P wave polarity. Baseline artefacts were rare but significantly higher in the smartphone ECG tracings compared to standard ECG.
The smartphone ECG can record single-lead ECG tracings of an adequate quality for interpretation in horses. The smartphone ECG could represent an additional tool for the electrocardiographic evaluation of horses, but is not a substitute for the standard base-apex ECG.
INTRODUZIONE
Nel cavallo, l'elettrocardiografia di superficie (ECG) è il gold standard per la diagnosi di aritmie, sia a riposo che durante esercizio (Reefe Marr, 2010). Per la registrazione nel cavallo è solitamente utilizzata la metodica base-apice (Bowen, 2010).
Per la registrazione a riposo di un tracciato ECG è possibile utilizzare un elettrocardiografo standard ed elettrodi a coccodrillo, mentre per la registrazione sotto sforzo è d’obbligo l’uso di sistemi telemetrici e holter (Durando, 2010) che permettano al cavallo una libertà di movimento senza inficiare la qualità della registrazione.
In medicina umana sono stati studiate e applicate nuove tecnologie per la registrazione del tracciato elettrocardiografico. Queste nuove tecniche hanno tutte lo scopo di semplificare la registrazione e migliorarne la qualità. Un esempio è l’utilizzo di smartphone e applicazioni utilizzabili con essi (Saxon, 2013; Bruining et al., 2014; Ho et al., 2014; Walsh et al., 2014; Baquero et al., 2015; Habermanet al., 2015; Nguyen et al., 2015).
L’applicazione clinica di questi strumenti ha permesso di verificarne l’accuratezza nella misurazione della frequenza cardiaca, nella valutazione del ritmo (Lau et al., 2013; Lee et al., 2013; Orchard et al., 2014; Wackel et al., 2014; Ferdman et al., 2015; Lowres et al., 2015; McManus et al., 2013; Tarakji et al., 2015) o di danno miocardico (es. ischemie) (Wong, 2013; Muhlestein et al., 2015).
In maniera simile, anche nel cane e nel gatto l’utilizzo di applicazioni e smartphone è stato valutato in campo clinico al fine di verificare l’accuratezza della metodica nella diagnosi di aritmie (Kraus et al., 2016; Vezzosi et al., 2016).
Nella specie equina l’applicazione clinica di questi strumenti è ancora agli albori. Esiste un unico lavoro che utilizza applicazione e smartphone per valutare la frequenza cardiaca e la polarità del complesso QRS (Kraus et al., 2013).
CAPITOLO 1 - CENNI DI ANATOMIA e FISIOLOGIA
1.1. Anatomia del cuore
(Barone, 2003; Reef e Marr, 2010)
Il cuore è l’organo che pompa il sangue attraverso il sistema circolatorio, premettendo il passaggio attraverso i polmoni dove avviene l’ossigenazione del sangue e la successiva distribuzione nel grande circolo ai vari distretti del corpo. Ha un peso corrispondente allo 0,7% del peso corporeo(1% nei purosangue).
È un organo cavo di forma conica, compresso lateralmente e situato all’interno della cavità toracica a livello del mediastino medio; nel cavallo presenta un’inclinazione dell’asse maggiore di 60° rispetto allo sterno ed un orientamento ventro-caudale, con la base cardiaca situata dorsalmente e cranialmente rispetto all’apice. Quest’ultimo si trova cranialmente alla porzione sternale del diaframma, al di sopra dell’ultima sternebra.
A differenza dell’uomo e delle altre specie animali, nonostante ci si riferisca alle strutture del cuore con i termini ‘destro’ e ‘sinistro’, nel cavallo l’orientamento di quest’organo è più cranio-caudale. Possiamo infatti distinguere due margini, craniale e caudale, due facce laterali (auricolare ed atriale), l’apice e la base cardiaca.
La faccia sinistra o auricolare, ha una forma triangolare; su di essa possiamo identificare il solco coronarico che corrisponde esternamente al confine tra atri e ventricoli. Il solco interventricolare sinistro percorre verticalmente la faccia auricolare e riflette internamente la divisione tra ventricolo sinistro e destro (Fig.1).
I solchi sono occupati dai vasi del cuore (vene e arterie coronarie), e da tessuto adiposo che nel cavallo ha una colorazione giallastra e una consistenza più fluida rispetto alle altre specie animali. Dorsalmente al solco coronario troviamo le auricole destra e sinistra, fondi ciechi degli atri, separate tra loro dall’emergenza del tronco polmonare. La faccia destra o atriale presenta in maniera simmetrica un solco coronario e uno interventricolare (Fig.1).
Al di sopra del solco coronarico destro troviamo gli atrii, strutture anatomiche che ricevono il sangue venoso proveniente dalla circolazione sistemica e coronarica (atrio destro) e polmonare (atrio sinistro).
La base del cuore presenta una superficie irregolare,è formata dalle porzioni dorsali degli atri e dai grossi vasi che a questo livello si immettono o si originano dal cuore (Fig.2). In particolare l’atrio destro si trova in posizione craniale, mentre il sinistro è caudale. A sinistra della base troviamo il tronco polmonare e le auricole mentre a destra troviamo le vene cave.
Figura 1: A sinistra la faccia auricolare mentre a destra la faccia atriale del cuore (ripresa da Marr e Bowen, 2010)
Figura2: Base del cuore, veduta dorsale (ripresa da Marr e Bowen, 2010).
1.1.1. Le camere cardiache
Possiamo distinguere quattro cavità cardiache: atrio e ventricolo destro, separati dalla valvola tricuspide; atrio e ventricolo sinistro, separati invece dalla valvola mitrale. A dividere le camere cardiache di destra e sinistra esistono il setto interatriale e interventricolare che contribuiscono a delimitare le pareti delle suddette cavità.
1.1.1.1. Atrio destro
L’atrio destro occupa la parte più dorsale e craniale e si articola in due parti:
- il seno atriale, più caudale, in cui sboccano la vena cava caudale (che drena le strutture addominali), la vena azygos (raccoglie il sangue refluo dal torace caudale), ed il seno coronarico ventralmente alla vena cava caudale.
- L’auricola, che si sviluppa attorno alla base cardiaca verso lo sbocco delle vene polmonari che si gettano nell’atrio sinistro.
L’atrio destro è separato medialmente dall’atrio sinistro per mezzo del setto interatriale sul quale possiamo identificare una depressione, residuo del forame ovale che nella vita intrauterina metteva in comunicazione i due atrii. Ventralmente comunica con il ventricolo per mezzo dell’ostio atrioventricolare da cui si origina la valvola tricuspide.
1.1.1.2. Atrio sinistro
Separato per mezzo del setto interatriale dall’atrio destro, contribuisce a formare la parte caudale della base cardiaca. Come l’atrio destro presenta un fondo cieco, l’auricola, e comunica col ventricolo sinistro per mezzo di un ostio atrioventricolare da cui origina la valvola mitrale o bicuspide.
Sette otto vene polmonari che si immettono caudo-dorsalmente nell’atrio sinistro, portando il sangue ossigenato proveniente dai polmoni.
1.1.1.3. Ventricolo destro
Ha una forma conica e contribuisce a formare il margine craniale del cuore. In sezione il lume appare di forma semilunare con una parete marginale sottile e concava ed una parete caudale, corrispondente al setto interventricolare, più spessa e convessa. Ventralmente, il fondo del ventricolo destro termina in modo appuntito, senza arrivare all’apice che è di pertinenza del ventricolo sinistro.
Sulla volta troviamo l’ostio atrioventricolare destro e l’ostio arterioso, da cui origina il tronco dell’arteria polmonare. Sulla parete del ventricolo troviamo i muscoli papillari, ancorati alle cuspidi per mezzo delle corde che si inseriscono sui lati liberi dei lembi della valvola tricuspide. Questi
muscoli hanno il compito di impedire il ritorno del sangue in atrio al momento della sistole ventricolare. Il flusso sanguigno dal ventricolo all’arteria polmonare è regolato a livello dell’ostio arterioso dalla valvola polmonare.
1.1.1.4. Ventricolo sinistro
Si trova in posizione caudo-dorsale e si estende ventralmente a formare l’apice cardiaco. Con una massa molto sviluppata, presenta una parete libera di spessore tre volte maggiore quello del ventricolo destro. Da quest’ultima si originano due muscoli papillari (dorsale o sub atriale e ventrale o sub auricolare) che i modo simmetrico si vanno a fissare per mezzo delle corde tendinee ai margini liberi dei lembi mitralici.
Sulla volta del ventricolo troviamo la valvola mitrale, che separa il ventricolo dall’atrio sinistro, e la valvola aortica.
1.1.2. Valvole atrioventricolari 1.1.2.1. Valvola tricuspide
La tricuspide separa l’atrio dal ventricolo destro ed è formata da tre lembi valvolari. Ognuno di essi presenta una faccia atriale, liscia e una ventricolare su cui si nota una parte liscia verso la base, e un’area più ruvida su cui si inseriscono le corde tendinee.
1.1.2.2. Valvola mitrale
E’ la valvola atrioventricolare del settore sinistro del cuore; presenta due lembi valvolari (settale e prietale) sviluppati, più ampi e spessi rispetto a quelli della tricuspide. Come in quest’ultima si ha per ogni lembo una faccia atriale liscia e una ventricolare con un’area liscia e lucida, e una ruvida, da cui si originano le corde tendinee. La base del lembo settale è in continuità con la radice dell’aorta.
1.1.2.3. Valvole semilunari
La valvola polmonare è costituita da tre cuspidi semilunari dal caratteristico aspetto a “nido di rondine”.Queste ultime si inseriscono su un anello fibroso (annulus) alla base dell’arteria polmonare.
La valvola aortica, analogamente alla valvola polmonare, si caratterizza per la presenza di tre cuspidi semilunari più spesse, ancorate all’ annulus aortico.
1.1.3. Anatomia microscopica (Barone, 2003; Reef e Marr, 2010)
Il cuore è composto da una serie di tessuti o tuniche sovrapposte:
- Endocardio: si continua con la tunica intima dei grossi vasi in corrispondenza della loro origine; è a sua volta stratificato in un endotelio, costituito da cellule piatte, poligonali che appoggiano su una lamina basale; un sotto-endotelio, costituito da connettivo ricco di fibre collagene e fibre elastiche; un sotto-endocardio con vascolarizzazione, fibre muscolari, cellule adipose. È in quest’ultimo strato che ritroviamo molte strutture dell’apparato di conduzione del cuore.
- Scheletro del cuore: è una struttura costituita da tessuto connettivo fibroso in contatto tra gli osti atrioventricolari e gli annulus delle valvole aortica e polmonare. Il tessuto connettivo interposto tra il cercine fibroso della valvola mitrale e l’annulus aortico, è detto trigono sinistro mentre la porzione tra il cercine fibroso della tricuspide e l’annulus polmonare è il trigono destro. Nel cavallo ed in generale nei grandi animali queste strutture possono presentarsi cartilaginee o andare in contro a ossificazione con l’avanzare dell’età.
- Miocardio: è lo strato più sviluppato all’interno della parete cardiaca ed è formato da una serie di fasci di fibre muscolari organizzati in sistemi indipendenti tra atrii e ventricoli. E’ detto miocardio comune per distinguerlo dal tessuto di conduzione ed responsabile della contrazione cardiaca conseguente allo stimolo trasmesso dal sistema di conduzione, detto miocardio specifico.
- Epicardio: rappresenta la porzione viscerale del pericardio, è una membrana liscia molto sottile che aderisce al miocardio, è formato da cellule mesoteliali appiattite.
- Pericardio: è un sacco fibrosieroso che avvolge il cuore e i grossi vasi alla loro origine e fissa l’organo al mediastino da una parte e al diaframma e allo sterno dall’altra, con il
legamento frenopericardico. L'involucro fibroso segue la forma del cuore e alla base aderisce alla avventizia del grossi vasi. Il pericardio è composto da uno strato fibroso ed uno sieroso che a sua volta si divide in due foglietti, uno parietale (adeso ad uno strato fibroso) e uno viscerale, l’epicardio; insieme formano una cavità virtuale contenente pochi ml di liquido, prodotto dagli stessi foglietti che favorisce i movimenti del cuore.
1.1.4. Innervazione cardiaca
(Barone, 2003; Reef e Marr, 2010; Budras et al., 2017)
Il sistema cardiocircolatorio è controllato da componenti sia nervose che umorali del sistema nervoso autonomo, che influiscono sia sull’attività cardiaca che sulla circolazione periferica.
Il cuore è innervato sia dal sistema nervoso simpatico che dal parasimpatico. Il primo agisce tramite il rilascio in circolo di adrenalina e noradrenalina. L’effetto di questi ormoni sul cuore è un aumentata velocità di conduzione e frequenza di depolarizzazione a livello del nodo del seno, un aumento della contrattilità cardiaca.
- Il parasimpatico invece agisce tramite il nervo vago la cui azione risulta un una diminuzione della frequenza cardiaca,della velocità di conduzione. Il suo effetto è mediato dall’acetilcolina, il neurotrasmettitore presente a livello delle terminazioni nervose del parasimpatico. La sua azione si concentra in particolare a livello del nodo del seno e del nodo atrioventricolare.
1.2. Cenni di fisiologia
(Marr, 2010; Santilli, 2012; Porciello, 2003)
1.2.1. Sistema di conduzione
Il tessuto di conduzione presenta delle caratteristiche peculiari che lo differenziano dal resto del miocardio. Innanzitutto possiamo differenziare a livello di questo sistema due tipi di tessuto tra loro integrati: un tessuto nodale, responsabile della generazione spontanea di potenziali d’azione in assenza di uno stimolo esterno( automatismo spontaneo) ed un tessuto di conduzione che favorisce il trasferimento dell’impulso elettrico alle varie componenti cardiache, permettendo la contrazione cardiaca rapida e coordinata.
Le strutture principali del sistema di conduzione (Fig.3): 1. Nodo del seno;
2. Fasci internodali; 3. Nodo atrio-ventricolare; 4. Fascio di His;
5. Fibre del Purkinje.
Figura 3: Sistema di conduzione cardiaco (http://docplayer.it/5912209-Elettrocardiografia-i-parte.html)
1.2.1.1.Nodo del seno
Detto anche nodo seno-atriale, è responsabile della generazione dell’impulso elettrico all’origine della contrazione cardiaca; è situato in prossimità dello sbocco della vena cava craniale e occupa
l’intero spessore della parete atriale. E’ costituito da cellule specializzate dotate di automatismo spontaneo, in grado cioè di depolarizzarsi spontaneamente e generare l’impulso elettrico senza l’influenza di stimoli esterni. Questa proprietà fa del nodo del seno il peacemaker naturale del cuore in quanto sebbene altre cellule all’interno del sistema di conduzione siano dotate della stessa capacità, la frequenza di depolarizzazione dei miocardiociti del nodo del seno è maggiore, determinando quindi il ritmo sinusale cardiaco.
Si distinguono tre tipi cellulari diversi: cellule P o nodali, dotate di automatismo spontaneo; cellule T o transazionali, collegano le cellule P ai miocardiociti atriali e ai fasci internodali; le cellule muscolari atriali.
L’attività nodale sopracitata è influenzata dalle terminazioni nervose del sistema simpatico e parasimpatico che alterano la frequenza cardiaca.
1.2.1.2. Fasci internodali
Permettono la trasmissione dell’impulso dal nodo del seno al nodo atrioventricolare e sono costituiti da cellule miocardiche e tessuto di conduzione specializzato.
1.2.1.3. Nodo atrio-ventricolare
Localizzato a livello del pavimento dell’atrio destro, è responsabile della conduzione dell’impulso elettrico dagli atri ai ventricoli, infatti fa parte di un’area specifica detta giunzione atrioventricolare, composta appunto dal nodo atrioventricolare e dalla prima parte del fascio atrioventricolare o fascio di His.
Queste due strutture rappresentano l’unica via di conduzione del potenziale d’azione tra atri e ventricoli che nelle altre zone sono sparati da tessuto connettivo, uno scheletro fibroso, che fornisce sostegno anatomico agli apparati valvolari ma incapace di formare il potenziale d’azione e di condurlo.
Un’altra particolarità del nodo atrioventricolare è la velocità di conduzione dell’impulso elettrico che a questo livello si propaga in modo lento, creando un ritardo tra la depolarizzazione degli atri e quella dei ventricoli.
Come nel nodo del seno anche qui arrivano terminazioni nervose del sistema nervoso simpatico e parasimpatico. Nel cavallo in particolare l’attività di questa struttura è influenzata in modo importante dal nervo vago che è in grado di rallentare la velocità di conduzione fino a causare blocchi atrioventricolari di primo e secondo grado anche in animali sani.
1.2.1.4. Fascio di His
Costituito da una prima parte a conduzione lenta e successivamente da cellule a conduzione rapida, origina dal nodo del seno e si divide in due branche: destra (composta da un fascio) e sinistra (costituita da più fasci), che decorrono a livello del setto interventricolare fino all’apice del ventricolo; qui si ripiegano verso la parete del ventricolo per confluire nella rete delle cellule del Purkinje.
1.2.1.5. Fibre del Purkinje
Sono una rete sub endocardica di cellule che nel cavallo ,a differenza delle altre specie animali, si dirama più in profondità nella parete ventricolare, permettendo la conduzione dell’impulso a più livelli nello spessore del ventricolo.
Quindi durante il ciclo cardiaco avviene la contrazione coordinata di atri e ventricoli grazie al processo di conduzione. L’impulso viene generato a livello del seno grazie all’automatismo delle cellule che sono in grado di depolarizzarsi spontaneamente ad una certa frequenza. Dal nodo del seno lo stimolo elettrico porta alla depolarizzazione dei miociti atriali e alla conseguente contrazione degli atri e nello stesso tempo viene trasmesso attraverso i fasci internodali al nodo atrioventricolare. Il pattern di depolarizzazione della superficie muscolare atriale può variare in base alla frequenza cardiaca, al tono vagale. L’impulso raggiunge il nodo atrioventricolare e a questo livello la velocità di conduzione dello stimolo cala drasticamente. Si tratta di un tessuto specializzato a conduzione lenta e come già detto, influenzato in modo importante dal tono vagale, che nel cavallo può dare origine a ritardi nella conduzione fino a blocchi atrioventricolari di primo e secondo grado, senza ripercussioni cliniche di alcun tipo. Una volta attraversato il nodo atrioventricolare l’impulso viene trasmesso rapidamente al fascio di His e conseguentemente alla rete di cellule del Purkinje e al miocardio ventricolare. La conseguente depolarizzazione è rapida e coordinata e porta alla contrazione dei ventricoli.
1.2.2. Ciclo cardiaco
La funzione del cuore è quella di assicurare una perfusione ed un apporto adeguato di ossigeno e sostanze nutritive in tutti i distretti corporei. Questa funzione è espletata grazie all’attività di pompa del cuore e a un serie di sistemi vascolari. In particolare distinguiamo all’interno del sistema circolatorio, una circolazione polmonare ed una sistemica. La presenza di valvole all’interno del cuore assicura l’unidirezionalità del flusso sanguigno.
Il ciclo cardiaco è l’insieme degli eventi meccanici ed elettrici relazionati nel tempo, che avvengono a livello del cuore e dei grossi vasi, e consiste in una fase di contrazione/eiezione detta sistole e una fase di rilassamento/riempimento detta diastole.
1.2.2.1.Sistole
E’ un meccanismo di contrazione che consente l’eiezione del sangue dalle camere cardiache. Ha inizio con la chiusura delle valvole atrioventricolari ed è caratterizzata da due momenti: la contrazione iso-volumetrica e la fase eiettiva. Durante la contrazione iso-volumetrica come dice il nome si ha la contrazione del miocardio ventricolare che porta ad un aumento rapido della pressione intraventricolare a valvole chiuse. Nel momento in cui la pressione interna supera la pressione presente a livello dell’aorta (pressione sistemica) nel caso del ventricolo sinistro, si ha l’apertura delle valvole semilunari e inizia la fase eiettiva. Durante questa seconda fase la pressione nel ventricolo sinistro comincia a diminuire gradualmente fino a raggiungere un valore inferiore rispetto alla pressione sistemica. A questo punto la direzione del flusso sanguigno si inverte per un breve periodo portando alla chiusura delle cuspidi aortiche. Con la chiusura delle valvole semilunari si ha l’inizio della seconda fase del ciclo cardiaco, la diastole.
1.2.2.2. Diastole
La diastole ha inizio con la chiusura della valvola aortica e si divide in una fase di rilasciamento iso-volumetrico seguita da una fase di riempimento ventricolare.
Inizialmente la pressione all’interno del ventricolo sinistro continua a diminuire, ma il volume ventricolare rimane costante in quanto tutte le valvole sono chiuse, si ha un aumento dei diametri dovuto al rilassamento delle fibre muscolari. Questa fase è essenziale affinché la pressione intracavitaria raggiunga valori inferiori a quelli atriali. Infatti si crea un gradiente di pressione tra
atrio e ventricolo che porta all’apertura delle valvole atrioventricolari e quindi alla seconda fase della diastole.
Il riempimento ventricolare si caratterizza a sua volta da un primo momento di riempimento rapido e passivo dovuto al gradiente di pressione ,creato dalla distensione dei miociti. Quando questa differenza di pressione si riduce fino ad annullarsi, le pressioni all’interno delle due camere si equivalgono e inizia una fase detta di diastasi in cui si assiste a cambiamenti minimi nel volume e pressione del ventricolo. La durata della diastasi varia con il variare della frequenza cardiaca e in cavalli a riposo è la fase più lunga della diastole.
La sistole atriale caratterizza l’ultima fase della diastole ventricolare, in cui si ha un riempimento lento del ventricolo. In animali sani a riposo, la contrazione atriale ha conseguenze minime sul riempimento ventricolare. Durante questa fase la pressione all’interno del ventricolo aumenta e diminuisce all’interno dell’atrio portando alla chiusura della valvola atrioventricolare e l’inizio di un’altra sistole.
Gli eventi descritti per il ventricolo e atrio sinistro sono gli stessi del ventricolo e atrio destro e avvengono quasi simultaneamente. La differenza principale tra le due parti del cuore è che nella parte destra responsabile della circolazione polmonare la pressione sistolica all’interno del ventricolo destro e arteria polmonare è inferiore rispetto ai valori che si ritrovano a sinistra
Durante la sistole ventricolare avviene il riempimento degli atri che porta ad un nuovo aumento di pressione nella camera cardiaca che porta all’apertura delle valvole atrioventricolari.
CAPITOLO 2 – ECG AMBULATORIALE
2.1. Principi di elettrofisiologia
(Cunningham, 2006; Marr, 2010; Santilli, 2012)
L'Elettrocardiografia è la registrazione delle correnti elettriche e quindi delle variazioni del campo elettrico che si originano e diffondono a livello del cuore, attraverso l’utilizzo di un galvanometro, l’elettrocardiografo, collegato alla superficie del corpo da alcuni elettrodi. Per avere un’idea più precisa del funzionamento dell’elettrocardiografo è importante chiarire gli eventi elettrici che si verificano nel cuore.
Durante i processi di depolarizzazione e ripolarizzazione del muscolo cardiaco, si crea una differenza di potenziale tra due parti di ogni miocardiocita che origina una corrente elettrica e quindi un campo elettrico attorno alle singole cellule. Da un punto di vista elettrico queste ultime agiscono come un dipolo, descritto come una coppia di cariche elettriche uguali ed opposte, separate da una distanza assimilabile a zero, che genera un campo elettrico.
La somma degli effetti di ogni dipolo produce un unico campo elettrico attorno al cuore che può essere considerato come un unico dipolo. I fluidi corporei che circondano il cuore inoltre, formano un sistema di conduzione che consente la propagazione del campo elettrico fino alla superficie corporea.
L'insieme delle forze elettromotrici che originano il campo elettrico può essere rappresentato come un unico vettore, identificato da coppie di elettrodi di carica opposta o elettrodi singoli, posizionati sulla superficie del corpo. Il collegamento tra i due elettrodi, negativo e positivo è detto derivazione bipolare, se si utilizza un elettrodo solo, unipolare.
Il vettore cardiaco possiede una direzione, una grandezza e un verso, che identificano rispettivamente la direzione della corrente elettrica e la differenza di potenziale da un punto all'altro del corpo. La prima risulta dalla somma vettoriale delle infinite onde di attivazione che attraversano la muscolatura atriale e ventricolare.
Grazie all’elettrocardiografo è possibile riprodurre graficamente i vettori ed il voltaggio delle correnti elettriche come deflessioni: a vettori diversi corrispondono deflessioni grafiche diverse, con una durata che riflette la lunghezza del vettore e un voltaggio che risulta dalla sua direzione e verso,
dati a loro volta dall'orientamento dei potenziali di attivazione e il loro decorso all'interno del tessuto cardiaco rispetto alla derivazione.
Avremo una deflessione positiva se il verso del vettore è diretto verso l’elettrodo positivo, con un voltaggio maggiore quanto più il vettore è parallelo all’asse formato dai due elettrodi. Se la direzione del vettore non è parallela, ma forma un angolo con l’asse, avremo un voltaggio minore, nullo se il vettore è perpendicolare all’asse. L’ampiezza del vettore è invece proporzionale alla massa muscolare che va incontro a depolarizzazione.
Si ottiene così un tracciato elettrocardiografico, costituito da una serie di deflessioni positive e negative, di ampiezza variabile, denominate onde, che si susseguono sulla carta e si ripetono a cadenza costante per ogni ciclo cardiaco. Vengono definite positive se si elevano al di sopra della linea base, detta isoelettrica, o negative se invece si estendono al di sotto di essa.
2.2. Il tracciato elettrocardiografico
Figura 4: Onde e intervalli del tracciato elettrocardiografico (https://it.mathworks.com/help/dsp/examples/real-time-ecg-qrs-detection)
Viene stampato su carta millimetrata per poter valutare il voltaggio (ampiezza) e la durata nel tempo delle deflessioni e rilevare eventuali alterazioni. La misura del voltaggio è in mV, millivolt, mentre la misura della durata si fa in millisecondi (msec) e va considerata in relazione alla velocità di scorrimento della carta che si misura in mm/s ovvero millimetri per secondo.È importante specificare che nel cavallo l’ampiezza delle onde riveste scarso significato mentre si tende a
concentrare l’attenzione su altre caratteristiche quali presenza, frequenza, durata e ritmica successione delle onde (Porciello, 2003).
La prima onda che si identifica nel tracciato è detta onda P e corrisponde alla depolarizzazione atriale. È seguita dal segmento o tratto PQ che rappresenta la fase di equilibrio delle cariche elettriche intra ed extra cellulari, cioè un potenziale di riposo. Questo intervallo unisce l’onda P al successivo complesso, formato da tre onde Q, R ed S, che corrispondono al processo di depolarizzazione ventricolare. Per convenzione la prima onda positiva dopo la P è detta R, la prima onda negativa che precede la R è detta onda Q, e la prima deflessione negativa che segue la R prende il nome di onda S (Reed et al., 2005)(Fig.4). La morfologia del complesso QRS nel cavallo non è sempre quella convenzionale, in quanto spesso l’onda Q non si manifesta e l’onda R presenta un voltaggio minore, originando dei complessi rS (r piccola, S grande) (Verheyen et al., 2010; Bonagura et al., 2010).
Al complesso QRS segue l’intervallo o tratto ST, posto tra la fine della depolarizzazione ventricolare e l’inizio della conseguente ripolarizzazione, identificabile come un’onda T, nel cavallo variabile in relazione alla frequenza cardiaca (Holmes, 1975; Pedersen et al., 2013).
In tabella 1 sono riportati i valori fisiologici per ciascuna onda e intervallo dell’ECG nel cavallo registrati con derivazione standard base-apice.
Durata (s) Onda P ≥0.16 Intervallo P-R ≥0.5 Complesso QRS ≥0.14 Intervallo QT ≥0.6
Tabella 1. Valori fisiologici delle onde e intervalli registrati in derivazione base-apice nel cavallo. Legenda – s: secondi (da Marr, 2010).
2.3. Genesi ed interpretazione delle onde
L’onda P: dimensioni minori del complesso QRS, in quanto la massa atriale è inferiore rispetto a quella ventricolare. Nel cavallo il pattern di depolarizzazione atriale e il sito di formazione dell’impulso all’interno del nodo del seno sono influenzati dalla frequenza cardiaca e dal tono vagale. Nel cavallo adulto può avere una conformazione a m, ovvero bifida, presenta cioè una doppia componente positiva (la prima rappresenta la depolarizzazione dell’atrio destro, la seconda del setto interatriale e della parte mediale dell’atrio sinistro (Fregin, 1982). In genere è la
morfologia più comune che si riscontra nel cavallo sano con associata ad una frequenza cardiaca bassa. Questa non è l’unica forma in cui appare la P, si può presentare infatti come una deflessione semplice positiva o un’onda bifasica (Marr, 2010; Verheyen, 2012).
Intervallo PQ: Questo tratto rappresenta il tempo impiegato dall’impulso elettrico per propagarsi dal nodo del seno attraverso il sistema di conduzione interatriale, internodale, atrioventricolare e intraventricolare e dare origine all’inizio della depolarizzazione ventricolare. Le cellule del nodo atrioventricolare sono a conduzione lenta, nel cavallo ci possono essere blocchi atrioventricolari, cioè ritardi nella conduzione dell’impulso e quindi intervalli PQ più lunghi del normale, ciò è dovuto all’intensa stimolazione vagale(Reef, 1989; Marr, 2010; Patteson,1999). Queste alterazioni possono scomparire in alcune occasioni con l’aumentare del ritmo cardiaco. Inoltre dato che si depolarizzano solo poche cellule per volta, non si hanno deflessioni in questo tratto. Nel cavallo il tratto PQ è detto anche PR, in quanto l’onda Q spesso non appare. Durante l’intervallo PQ/PR si ha anche la ripolarizzazione degli atri, identificabile con l’onda Ta, visibile nel cavallo come una depressione - accentuata in caso di tachicardia - della linea isoelettrica al termine dell’onda P (Marr, 2010). In altre specie come per esempio l’uomo l’onda di ripolarizzazione atriale non è visibile perché sovrapposta al QRS (Sapin, 1991; Childers, 2011).
Complesso QRS: rappresenta l’onda di depolarizzazione ventricolare e nel cavallo presenta delle caratteristiche peculiarità che differenziano questa specie dalle altre. Nella derivazione base-apice l’onda Q non è visibile, la R ha un voltaggio inferiore rispetto alle altre specie. La S ha una forma variabile. Il motivo principale di queste differenze è da ricercare nella diversa distribuzione delle fibre del Purkinje che rispetto all’uomo e ai piccoli animali sono più ampiamente distribuite ed estese; si sviluppano infatti attraverso il miocardio costituendo una vasta rete che origina multipli siti di attivazione (Bonagura et al.,2010; Marr, 2010). Le forse elettromotrici derivanti dalla depolarizzazione dei ventricoli tendono ad annullarsi una con l’altra, e l’attività elettrica che si registra in superficie deriva principalmente dalla depolarizzazione del setto interventricolare e parte della parete libera del ventricolo sinistro (Bonagura et al., 2010). Si origina un fronte d’onda diretto verso la base cardiaca, quindi un vettore cardiaco diretto dorso cranialmente rispetto alla superficie corporea.Nell’uomo e nei piccoli animali al contrario l’onda di depolarizzazione si espande dalle terminazioni delle fibre del Purkinje che si estendono a livello del miocardio sub endocardico, agli strati sub-epicardici in più fronti d’onda (Bowen, 2010). Poiché il ventricolo sinistro ha una massa
maggiore, la somma delle forze elettromotrici produce un vettore diretto verso l’apice sinistro, rappresentato graficamente come un’onda R positiva in DII di durata e voltaggio maggiori. La direzione del vettore può essere alterata in seguito a cambiamenti nelle proporzioni del ventricolo destro e sinistro, es: il complesso QRS può risultare più ampio del normale, con un’onda R di ampiezza maggiore nel caso ci sia un aumento di volume del miocardio sinistro o ipertrofia. Cambiamenti nell’ampiezza del complesso QRS nel cavallo non hanno una correlazione clinica, nel caso di variazioni nella grandezza delle camere cardiache, in quanto l’ampiezza del complesso non dipende esclusivamente dall’espansione del fronte d’onda attraverso il ventricolo come invece succede nelle altre specie (Bonagura et al., 2010; Verheyen et al., 2010; Hewetson, 2013).
Intervallo ST: rappresenta l’intervallo tra la fine della depolarizzazione e l’inizio della ripolarizzazione ventricolare (Santilli, 2012). Si misura a partire dalla fine del complesso QRS (definita convenzionalmente come il punto in cui l’ultima onda del complesso interseca la linea isoelettrica). Questo segmento viene di solito definito isoelettrico, ovvero posto sullo stesso piano della linea isoelettrica (Patteson, 1999; Santilli, 2012).
Intervallo QT: identifica la durata del potenziale d’azione ventricolare e corrisponde alla depolarizzazione e ripolarizzazione dei ventricoli. La lunghezza di questo intervallo è influenzata dalla frequenza cardiaca: si allunga con frequenze cardiache lente e si accorcia con frequenze più elevate; ci da informazioni sulle variazioni nella ripolarizzazione rilevabili nel segmento ST e nell’onda T (Patteson, 1999; Porciello, 2003; Pampana et al., 2004).
Onda T: variabile in base alla frequenza cardiaca, anche cambiamenti tra un ciclo cardiaco e l’altro (intervallo RR) possono influenzare la morfologia della T (Holmes, 1975), nonché il suo orientamento (può presentarsi infatti come positiva, negativa o anche bifasica. Una sua interpretazione clinica è molto difficile, e non è affidabile per identificare la presenza di una patologia cardiaca, sistemica o disturbi elettrolitici. Inoltre l’onda T può aiutare a differenziare un QRS da un artefatto (in quanto quest’ultimo non è seguito da un’onda T) e un QRS normale da uno anormale. (Verheyen et al., 2010).
Esistono numerosi fattori che influenzano il tracciato elettrocardiografico, in particolare la conformazione, durata, voltaggio delle onde possono variare in base a: la conduttività dei tessuti, la posizione del cuore rispetto al corpo, la conformazione della gabbia toracica, il corso dell'attivazione elettrica e la diffusione all'interno del muscolo cardiaco, la posizione degli elettrodi sulla superficie corporea in relazione alla posizione del cuore (sistemi di derivazioni) (Marr, 2010).
2.3. Derivazioni
(Reef e McGuirk, 2002;Young, 2004; Marr, 2010; Veheyen et al., 2010; Santilli, 2012)
Le derivazioni sono le linee che uniscono coppie di elettrodi sulle quali vengono proiettati i vettori cardiaci.
Esistono diversi sistemi di derivazioni. Vengono denominate unipolari quando registrano la differenza di potenziale esistente tra un elettrodo esplorante e uno di riferimento (non esplorante) e registrano la differenza di potenziale in un punto della superficie corporea.
Le derivazioni bipolari, invece, registrano la differenza di potenziale tra due elettrodi esploranti e quindi due punti distinti della superficie corporea.
I vettori cardiaci si muovono nello spazio secondo tre piani cartesiani: asse X, Y, Z che identificano diversi piani anatomici. Nei piccoli animali. in base al piano anatomico analizzato, i sistemi di derivazione vengono suddivisi in:
1. Sistema assiale di Bailey che comprende le derivazioni bipolari standard (DI, DII, DIII) e il sistema triassiale delle derivate unipolari degli arti (aVL, aVR, aVF);
2. Sistemi precordiali o toracici; 3. Sistema ortogonale bipolare.
Nel cavallo sono stati sviluppati diversi sistemi di derivazioni, con lo scopo di acquisire più informazioni possibile su la direzione e grandezza del vettore attraverso la registrazione delle varie onde. Il sistema di derivazioni bipolari standard utilizzato nei piccoli animali può essere applicato anche nel cavallo con alcune differenze.
In generale si può dire che il posizionamento degli elettrodi sulla superficie corporea del cavallo non è ben definita e precisa, l’importante è che si segua l’andamento dell’asse elettrico medio che nel cavallo è diretto dall’apice verso la base del cuore e leggermente verso destra. L’asse elettrico medio risulta dalla somma diversi potenziali d’azione e indica la direzione generale dell’attività elettrica nel cuore. La differenza di potenziale risulta maggiore quando gli elettrodi sono posizionati parallelamente all’asse elettrico.
Derivazioni bipolari standard degli arti: sono le derivazioni di Einthoven, il fondatore dell’elettrocardiografia, che si rifanno al Triangolo di Einthoven, usato sia nei piccoli animali che nel cavallo; questo sistema si applica considerando il cuore al centro di un triangolo formato dagli arti anteriori e dal posteriore sinistro. Come accennato prima, nel cavallo esiste una differenza e cioè che il cuore non risiede al centro del triangolo di Einthoven. In ogni caso, in questo sistema di derivazioni ed il posizionamento degli elettrodi è uguale per i piccoli animali come per il cavallo. Le derivazioni bipolari standard sono: la derivata I o DI, la derivata II o DII, la derivata III o DIII. Gli elettrodi utilizzati sono quattro. Gli elettrodi delle derivate degli arti sono contrassegnati da un codice a colori riconosciuto a livello internazionale secondo cui l’elettrodo rosso (RA – “right arm”) viene applicato all’arto anteriore destro, il giallo (LA – “left arm”) all’anteriore sinistro, il nero (RL – “right leg”) al posteriore destro ed infine il verde al posteriore sinistro (LL – “left leg). Nei paesi anglosassoni si utilizza un codice diverso in cui l’elettrodo nero si applica all’anteriore sinistro (LA), il bianco all’anteriore destro (RA), il rosso al posteriore sinistro (LL) ed infine il verde al posteriore destro (RL). La prima derivata registra la differenza di potenziale tra l’elettrodo positivo dell’arto anteriore sinistro e quello negativo a livello dell’arto anteriore destro; la derivata II (DII) registra la differenza di potenziale tra l’arto posteriore sinistro (elettrodo positivo) e l’arto anteriore destro (elettrodo negativo); la derivata III invece vede l’elettrodo positivo a livello dell’arto posteriore sinistro e quello negativo a livello dell’anteriore sinistro. Per convenzione gli elettrodi positivi in questo sistema di derivazione sono posizionati sul lato sinistro e posteriore del corpo, poiché nei piccoli animali in questo modo si ottengono deflessioni positive, essendo il vettore cardiaco diretto da destra verso sinistra e cranio caudalmente. Nel cavallo la depolarizzazione ventricolare non segue lo stesso andamento come descritto più avanti, originando delle differenze nelle onde elettrocardiografiche.
Le derivazioni bipolari standard degli arti spesso vengono accompagnate dalla registrazione delle derivazioni unipolari degli arti, in cui gli elettrodi vengono posizionati alla radice degli arti anteriori destro e sinistro (Right, Left) e posteriore sinistro (Foot). Prendono il nome di: VR, VL, VF, dove la V viene usata per la derivazione. Attualmente si utilizzano lievemente modificate per ottenere delle deflessioni più amplificate e per questo prendono il nome di aVR, aVL, aVF dove a sta per amplified.
Derivazione base-apice: è la più utilizzata nel cavallo per l’ECG ambulatoriale a riposo e prevede l’utilizzo di tre elettrodi: l’elettrodo positivo è posizionato a livello dell’apice cardiaco sinistro, mentre il negativo viene posizionato lungo il solco giugulare sinistro nel terzo caudale del collo, oppure alla stessa altezza ma sul lato destro. Alternativamente è possibile posizionare l’elettrodo, a
livello del garrese destro, lungo il margine dorsale della scapola, ottenendo un tracciato simile. Il terzo elettrodo corrisponde alla messa a terra e costituisce un riferimento per l’elettrocardiografo. Esso viene posto lontano dal cuore, di solito a un’altezza media tra il primo ed il secondo, in genere a metà della scapola lungo il suo margine caudale. La lettura per questa derivazione viene eseguita sulla derivata I.
Secondo Verheyen e collaboratori (2010), l’elettrodo positivo è posto a livello dell’apice cardiaco caudalmente all’olecrano sinistro, quello negativo è posizionato nel terzo caudale del collo lungo il solco giugulare destro oppure sulla scapola destra e corrisponde alla base cardiaca. Il terzo elettrodo corrispondente all’anteriore sinistro, positivo, viene posizionato sulla scapola sinistra. L’elettrodo di riferimento viene attaccato sulla superficie corporea lontano dal cuore. Per questo sistema si utilizza la derivata II ai fini della lettura del tracciato.
DerivazioneY:l’elettrodo negativo viene attaccato al manubrio dello sterno, mentre il positivo a livello del processo xifoideo dello sterno. Il terzo elettrodo viene posizionato lontano dal cuore. Viene selezionata la derivata I per la lettura del tracciato.
Sia nel caso della derivazione base-apice, che nella derivazione Y, si ottiene un QRS negativo in quanto il vettore cardiaco si dirige cranialmente e dorsalmente,lontano dall’elettrodo positivo, verso quello negativo.
Sia la derivazione base-apice che la standard ai 4 arti sono validi sistemi di cui avvalersi per la diagnosi di disturbi elettrici nel cavallo.
La derivazione base-apice, tuttavia, è più semplice per la valutazione del tracciato e per la presenza di aritmie in quanto presenta onde di ampiezza maggiore rispetto a un tracciato registrato con le derivazioni standard bipolari degli arti. Questo si deve al fatto che il posizionamento degli elettrodi si allinea più efficacemente con l’asse elettrico medio del cavallo. Inoltre l’animale si mostra più tollerante verso gli elettrodi posizionati secondo la derivazione base apice, permettendo la registrazione di tracciati di maggiore qualità per un minor numero di artefatti da movimento.
2.4. Indicazioni
A differenza del cane e del gatto e della specie umana, l’ECG nel cavallo non dà informazioni su eventuali ipertrofie, ingrandimenti camerali, disturbi elettrolitici. Di conseguenza la registrazione del tracciato elettrocardiografico è importante soprattutto per evidenziare disturbi del ritmo cardiaco
e della conduzione dello stimolo elettrico. Esistono alcune patologie come a esempio i versamenti pericardici che hanno un riscontro elettrocardiografico sia nel cavallo che nel cane e nel gatto(Porciello, 2003).
I sistemi di derivate sopradescritti sono utili nella registrazione dell’ECG ambulatoriale, ovvero tracciati di breve durata nel tempo e con l’animale a riposo. Per altri tipi di valutazione esistono metodiche di monitoraggio prolungato nel tempo (Holter), sistemi di registrazione di un tracciato sotto sforzo che differiscono dall’ECG a riposo, sia per il tipo di apparecchio utilizzato che per il sistema di derivazione e per le informazioni che forniscono(Patteson, 1999; Santilli, 2012; Porciello, 2003; Bowen, 2010).
L’ECG ambulatoriale è utile nella diagnosi di aritmie continue nel tempo, ma non in caso di disturbi del ritmo sporadici o presenti sotto sforzo e che scompaiono a riposo (Verheyen et al., 2010). Si tratta quindi di un esame molto specifico per le aritmie, ma poco sensibile per le forme ad insorgenza sporadica(Porciello, 2003).
CAPITOLO 3 - MONITORAGGIO ELETTROCARDIOGRAFICO e HOLTER
Per uno studio appropriato delle aritmie spesso sono necessari tempi di registrazione più lunghi dei 20-30 secondi dell’ECG ambulatoriale. Si parla in questo caso di monitoraggio elettrocardiografico e telemetria.
Si tratta di esami che richiedono un ambiente tranquillo per influire al minimo sullo stato emotivo e perciò nervoso dell’animale. Si parla di telemetria in quanto l’animale viene sottoposto a questo esame e monitorato a distanza, in modo da non condizionare il ritmo cardiaco. La durata delle indagini sopra citate è variabile da un minimo di cinque minuti fino a 24-48h nel caso di monitoraggio Holter (Porciello 2003; Marr, 2010).
3.1. Registrazione secondo la metodica Holter
Il monitoraggio dinamico secondo la metodica Holter viene eseguito grazie all’utilizzo di uno strumento portatile in grado di registrare l’attività elettrica del cuore per un periodo di almeno 24-48h. Questa tecnica fu ideata da Norman J. Holter, da cui prende il nome, nel 1949 ed è caratterizzata da una prima fase di registrazione e una seconda di analisi del tracciato (Porciello, 2003; Santilli, 2012).
I primi dispositivi analogici registravano i dati su un nastro magnetico, oggigiorno vengono utilizzati apparecchi digitali che immagazzinano le informazioni su schede di memoria removibili, flash carde dispositivi USB per una successiva analisi e interpretazione attraverso un software dedicato. Questi dispositivi sono inoltre dotati di un orologio interno che permette di correlare gli eventi cardiaci con le attività quotidiane dell’animale, annotate su un diario dal proprietario. Questo permette di collocare nel tempo eventuali disturbi del ritmo e metterli in relazione a specifici eventi o stati particolari dell’animale (Santilli, 2012).
3.2. Indicazioni e applicazioni cliniche
Nel cavallo il monitoraggio elettrocardiografico viene applicato soprattutto nell’ ECG sotto sforzo. Questa tipologia di esame ci permette di indagare la presenza di aritmie in soggetti con una storia di scarso rendimento o intolleranza all’esercizio. Per quegli animali che presentano aritmie a
riposo,invece, l’ECG sotto sforzo può essere utile per valutare l’importanza clinica dei disturbi a riposo nei cavalli con scarso rendimento (Scheffer, 1996; Reef, 1989).
Altre indicazioni per l’utilizzo di questo metodo diagnostico sono la valutazione dell’efficacia di trattamenti farmacologici antiaritmici (Raekallio, 1992; Porciello, 2003),come la cardioversione nella fibrillazione atriale del cavallo (Mc Gurrin MKJ, 2014), e il monitoraggio post-terapia farmacologica nel cane (Petrie JP, 2005). A livello sperimentale, nel cane l’EGC sotto sforzo è stato impiegato per l’individuazione di cardiomiopatia dilatativa in fase latente in soggetti di razza dobermann e boxer (Porciello, 2003; Santilli, 2012; Miller et al., 1999; Meurs KM, 2004).
Come per l’ECG ambulatoriale, anche in questo caso il posizionamento degli elettrodi nella specie equina non segue uno schema standardizzato (Verhyen, 2010), ma esistono diverse metodiche (Scheffer, 1996; Verhyen, 2010). Gli elettrodi possono essere fissati alla cute dell’animale per mezzo di adesivi (patch elettrocardiografici) o comune colla e vengono ricoperti da una banda elastica per assicurarne l’adesione e la permanenza. Secondo vari autori il corretto posizionamento, l’adeguato fissaggio e il numero degli elettrodi contribuiscono alla qualità della registrazione in termini di presenza di artefatti e alterazioni del tracciato, soprattutto nell’ECG sotto sforzo (Raekallio, 1992; Marr, 2010).Il numero di derivazioni, e quindi il numero di elettrodi,influisce sull’interpretazione dell’ECG in quanto l’utilizzo di una sola derivata, spesso preferito per la sua praticità d’esecuzione, rende spesso impossibile la distinzione tra artefatti e disturbi del ritmo, mentre con due o più derivate è possibile confrontare i diversi tracciati. Inoltre, l’eventuale distacco di uno degli elettrodi non costituisce un problema, in quanto la registrazione del tracciato è assicurata dagli altri (Scheffer, 1996; Porciello, 2003; Zucca et al., 2003).
3.3. Metodiche per il posizionamento degli elettrodi
In letteratura esistono diversi studi più e meno recenti sul posizionamento degli elettrodi, con l’obiettivo di trovare la metodica migliore per ottenere un tracciato di buona qualità.
Uno studio del 1990 di Gatti e Holmes descrive una tecnica in cui sono utilizzati solo due elettrodi: il positivo viene collocato a livello dello xifoide, sulla linea mediana, 8 cm caudalmente al sottopancia, nel caso l’animale indossi la sella; l’elettrodo negativo,invece,può essere collocato all’entrata del torace, in prossimità del manubrio, sempre sulla linea mediana. Gli autori suggeriscono anche un sito alternativo per l’elettrodo negativo, corrispondente alla base del collo,in posizione più craniale rispetto al garrese sinistro.
La metodica descritta da Bussadori e colleghi (1997) prevede l’utilizzo di 5 elettrodi. Due elettrodi negativi, due positivi ed uno neutro, posizionati secondo il sistema apice base, ma a due derivazioni. Un elettrodo negativo (DI-) viene collocato in corrispondenza dell’apice del cuore, caudalmente all’olecrano, nel terzo inferiore dell’emitorace sinistro; il secondo elettrodo negativo (DII-) viene invece posto in corrispondenza della base cardiaca, sull’emitorace destro; l’elettrodo positivo (DI+) viene posizionato a fianco del precedente (DII-), mentre il secondo positivo (DII+) viene posto a fianco del primo elettrodo negativo (DI-). L’elettrodo di riferimento viene posizionato in un punto a caso della superficie corporea dell’animale.
Nella metodica di Zucca (2003) gli elettrodi utilizzati sono cinque, due positivi, due negativi e uno neutro, in modo da registrare in due derivazioni. Gli elettrodi positivi di entrambe le derivate si collocano caudalmente all’olecrano sull’emitorace sinistro(6°-7° SIC), a distanza di pochi centimetri l’uno dall’altro, in senso orizzontale; quelli negativi, invece, si collocano caudalmente al garrese sinistro, affiancati in senso orizzontale. La terra si posiziona nel terzo medio del torace a metà tra le due coppie di elettrodi.
Secondo la metodica di Porciello (2009), gli elettrodi utilizzati sono sette e vengono posizionati sia sull’emitorace destro che sinistro. I tre elettrodi positivi vengono posizionati dietro la sommità dell’olecrano, nell’area di proiezione cardiaca sinistra ed insieme ad essi anche la terra; in basso l’arancio (DIII+) seguito dal rosso posto più in alto verticalmente al primo (DI+), sopra l’elettrodo neutro, di colore verde e per ultimo, il più dorsale, l’elettrodo positivo,marrone (DII+). Gli elettrodi negativi sono posizionati sul lato destro specularmente agli altri, ma più distanziati: in senso ventro-dorsale troviamo il blu (DIII-), il nero (DII-), il bianco (DI-).
Christmann e colleghi (2011) utilizzano quattro elettrodi, due negativi, uno positivo e uno neutro, posizionati tutti sul lato sinistro del cavallo, differenziando la metodica utilizzata a seconda della presenza o meno della sella. Il metodo con la sella prevede il posizionamento dell’elettrodo negativo rosso a livello del garrese ed il nero, neutro, cranialmente al primo, distanziato di due tre centimetri; l’elettrodo positivo di colore verde viene invece posto più ventrale e caudale a livello del 15° SIC e due tre centimetri più caudalmente quello giallo, negativo. Se non viene utilizzata la sella, la disposizione degli elettrodi varia leggermente: l’elettrodo negativo rosso viene spostato più caudalmente rispetto alla posizione riportata nel primo caso, come anche quello nero, neutro; il giallo viene posto sopra il rosso e quello verde, invece, rimane ventrale ma si sposta più cranialmente, a livello del 9°-10° SIC.
La metodica di Young (2011) prevede l’utilizzo di 4 elettrodi, posizionati in modo simile al precedente: l’elettrodo positivo, di colore verde in prossimità dell’apice cardiaco sinistro; l’elettrodo rosso, negativo a livello del garrese sinistro; il giallo, negativo, caudale all’apice cardiaco sinistro come il verde; la terra, di colore nero, si attacca a livello del garrese a pochi centimetri dal rosso (Fig.5).
CAPITOLO 4 – STATO DELL’ARTE
4.1. Mobile Heart
Lo sviluppo tecnologico degli ultimi anni ha portato a dei cambiamenti importanti nei vari aspetti della vita quotidiana, facendo degli smartphone, tablet e computer strumenti indispensabili nella vita di tutti i giorni. Ci si appoggia al digitale e all’informatica per la comunicazione (es: social media), la gestione della propria finanza e dei pagamenti, l’organizzazione di viaggi e così via. Anche in campo medico questa tecnologia è andata sempre più sviluppandosi, sostituendosi alle apparecchiature diagnostiche utilizzate fino ad oggi e dando vita ad una rivoluzione senza precedenti nella pratica medica e nella gestione delle decisioni riguardo la salute. Tutto questo ha portato alla nascita del concetto di mhealth, definito dalla WHO come “fornitura di servizi sanitari e informativi riguardanti salute e cura attraverso smartphone e Personal Digital Assistant”.
In termini più semplici la mhealth si basa sull’utilizzo in ambito medico-sanitario di smartphone, tablet e dispositivi digitali, tecnologie mobili e comunicazione wireless che stanno gradualmente affiancando e soppiantando i precedenti strumenti diagnostici.
Allo stato attuale è possibile monitorare, raccogliere e trasmettere dati relativi alla propria salute per mezzo di dispositivi mobili quali tablet o smartphone, economici e multifunzionali allo stesso tempo, accessibili non solo alle figure del mestiere ma agli stessi pazienti. Grazie alla tecnologia wireless è possibile inviare i dati raccolti al proprio medico e ricevere un parere diagnostico (telemedicina). Questo e la praticità dei dispositivi elettronici favoriscono il loro utilizzo sempre più frequente da parte di medici e figure sanitarie, con l’intento di migliorare la gestione del paziente, dalla diagnosi al monitoraggio della terapia (Bruining et al., 2014),riabilitazione (Leijdekkers e Gay, 2007)e follow up (Bruining et al., 2014).
Queste innovazioni tecnologiche presentano infatti molteplici aspetti positivi in termini di accessibilità economica alle cure mediche da parte dei pazienti (Haberman et al., 2015; Walker et al., 2014); gestione di situazioni di emergenza; gestione di patologie gravi come ad esempio il diabete (Graffigna et al., 2016)l’ipertensione, l’insufficienza cardiaca (Bruining et al., 2014) attraverso screening di popolazione e monitoraggio dei soggetti a rischio.
Nonostante i vantaggi che si hanno dall’uso di questi strumenti, l’assenza di risultati consistenti che ne dimostrino l’affidabilità diagnostica e clinica contribuisce ad un loro utilizzo limitato da parte di medici e professionisti (Bruining et al., 2014).
4.2. Dispositivi smartphone per il monitoraggio elettrocardiografico
Per quanto riguarda il settore della cardiologia, in cui la domanda di nuovi dispositivi basati sull’mhealth è sempre più crescente, esistono numerose applicazioni disponibili su piattaforme smartphone quali Android o iOS che è possibile installare sul proprio dispositivo mobile. Questi software permettono di acquisire ed analizzare, con o senza l’utilizzo di sensori associati (es: elettrodi incorporati nella cover), dati relativi a innumerevoli parametri biometrici: ritmo cardiaco, polso, pressione, temperatura corporea, glicemia, pO2 (Bruining et al.,2014; Steinhubl, 2015).
L’accuratezza di queste app è stata valutata e confrontata con le tecniche standard: gli studi circa la misura di FC e polso attraverso lo smartphone riportano risultati controversi(Mc Manus et al., 2013; Losa-Iglesias et al., 2014; Ho Chi-Lin et al., 2014; Wackel et al., 2014). Per quanto riguarda la misurazione della pressione del sangue, la versione smartphone dei classici monitor automatici è considerata dalla FDA affidabile quanto questi ultimi (Leijdekkers e Gay, 2007; Bruining et al., 2014).
Particolare attenzione è stata dedicata al settore dell’elettrocardiografia. Considerando infatti l’importanza che le patologie a carattere aritmico (come ad esempio la fibrillazione atriale) rivestono nella specie umana, si intuisce la necessità di trovare soluzioni innovative per lo screening di popolazione, il monitoraggio, la prevenzione di patologie cardiovascolari gravi.
Ad oggi sono in commercio diverse applicazioni attraverso cui è possibile ottenere un tracciato ECG con il proprio smartphone. La maggior parte di questi dispositivi registra una traccia ECG a singola derivazione, limitando l’uso alla misura della frequenza cardiaca e alla valutazione del ritmo, ma esistono anche sistemi a più derivazioni (Bonaventura et al., 2012; Walsh et al., 2014; Sohn et al., 2017).
Sono presenti numerosi articoli che valutano l’affidabilità di questi dispositivi e ne esplorano le potenzialità diagnostiche. Lo smartphone ECG è stato impiegato come strumento di screening di popolazione sia da medici (Haberman et al., 2015; Lau et al., 2013) che da farmacisti (Lowers et al., 2014; Walker et al., 2014; Le Page et al., 2015) e personale non medico (Saxon, 2013; Orchard et al., 2014)per la diagnosi di fibrillazione atriale, una patologia diffusa nella specie umana, spesso a
carattere occulto e associata a un’alta morbilità e mortalità. I risultati di questi studi riportano una sensibilità e specificità significative nella diagnosi di fibrillazione atriale in pazienti asintomatici e un’accuratezza rilevante nell’identificazione del ritmo cardiaco, intervalli di conduzione, e deflessioni elettrocardiografiche (Lau et al., 2013; Williams et al., 2015; Haberman et al., 2015). Inoltre la rapidità e semplicità nell’esecuzione dell’esame ha lasciato una percezione positiva negli utenti che considerano questa opzione più comoda e conveniente rispetto al classico ECG ambulatoriale (Saxon, 2013; Haberman et al., 2015).
Tuttavia le app su smartphone non sono ancora considerate definitivamente un’alternativa valida all’ECG a 12 derivate per la valutazione di aritmie cardiache e in particolare la fibrillazione atriale (Williams et al., 2015), nonostante costituiscano un efficiente strumento di screening iniziale. Oltre che per la fibrillazione atriale, questa tecnologia è stata utilizzata nella diagnosi di infarto del miocardio ed è stata valutata la fattibilità del suo impiego in situazioni di emergenza (Papai, 2014; Muhlestein et al., 2015; Kucuk et al., 2015)o per il monitoraggio di pazienti a rischio (Sohn et al., 2017).
Sebbene siano necessari studi più approfonditi, i risultati ottenuti sono promettenti. L’accuratezza dell’individuazione di segni elettrocardiografici di ischemia miocardica,insieme alla rapidità con cui è possibile ottenere un ECG attraverso lo smartphone rende questo strumento adatto alle situazioni di emergenza,quando non è possibile effettuare un ECG a 12 derivate standard (Muhlestein et al., 2015).
Lo smartphone ECG ha trovato impiego anche a livello pediatrico nella diagnosi e monitoraggio della tachicardia sopraventricolare, in quanto si presenta come uno strumento poco invasivo e rapido per il bambino (Wackel et al., 2014; Ferdman et al., 2015; Nguyen et al., 2015).
Per quanto riguarda un eventuale utilizzo nel monitoraggio elettrocardiografico di pazienti in terapia farmacologica, esiste uno studio (Chung et al., 2015)che valuta l’impiego della tecnologia smartphone nel monitoraggio del segmento QT in soggetti sottoposti a terapia farmacologica con dofetilide, un farmaco antiaritmico di classe III approvato per il trattamento della fibrillazione atriale, ma che può predisporre a sua volta ad aritmie (Torp-Pedersen et al., 2000).
Altre potenziali applicazioni di questa tecnologia innovativa sono il monitoraggio post-chirurgico in caso di ablazione transcatetere o chirurgica in caso di fibrillazione atriale (Tarakji et al., 2015) o l’impiego come strumento diagnostico in caso di soggetti con palpitazioni al fine di diagnosticare immediatamente la presenza o meno di fenomeni aritmici (Peritz et al., 2015;Newham et al., 2017).
In medicina veterinaria la letteratura sull’utilizzo in campo clinico delle app su smartphone è scarsa. In uno studio effettuato su cani e gatti (Kraus et al., 2016), gli autori valutano l’utilità diagnostica dell’ECG eseguito con lo smartphone, confrontando i tracciati ottenuti con quelli acquisiti tramite la tecnica di riferimento a 6 derivate. I risultati riportati da questo studio suggeriscono che questa tecnologia sia in grado di identificare correttamente il ritmo e la frequenza cardiaca nelle due specie in esame.
Uno studio dello stesso anno (Vezzosi et al. 2016), effettuato sulla specie canina, riporta dei risultati in linea con Kraus e collaboratori. Anche in questo studio, infatti, gli autori giungono alla conclusione che lo smartphone ECG costituisca uno strumento utile nella diagnosi di aritmie nel cane, pur non sostituendosi all’ECG ambulatoriale a 6 derivate.
Quanto alla specie equina è presente un solo studio preliminare (Kraus et al., 2013) che valuta l’accuratezza dello smartphone ECG nell’identificare ritmo e frequenza cardiaca, riportando un’accuratezza significativa nell’identificazione di tali parametri da parte del dispositivo mobile.
CAPITOLO 5 – SMARTPHONE ECG
5.1. AliveCor ECG
L’AliveCor Veterinary Heart Monitor è un dispositivo mobile approvato dalla FDA e a marchio CEper uso veterinario in grado di registrare un tracciato ECG a singola derivazione. Si compone di tre elementi fondamentali:
- una cover diversa a seconda del modello smartphone, integrata da elettrodi e sensori che acquisiscono i dati ECG e li trasmettono allo smartphone (hardware);
- Il software associato, ovvero un’applicazione scaricabile sul telefono, che salva e organizza i dati trasmettendoli ai server dell’ AliveCor;
- un IPhone.
Una volta acquisito il tracciato elettrocardiografico, questo dispositivo ne effettua il salvataggio automatico sullo smartphone. E’ così possibile visualizzare in un secondo momento i dati raccolti. Il programma permette inoltre di modificare alcuni parametri come velocità o voltaggio dell’ECG per migliorarne la qualità e quindi l’interpretabilità.
È possibile ottenere il tracciato in formato PDF, in quanto il dispositivo è in grado di digitalizzare automaticamente la traccia ECG che viene salvata e caricata in un database di raccolta cloud ed eventualmente spedita via-mail sfruttando la rete dello smartphone. In questo modo è possibile stampare il PDF per l’analisi dei singoli parametri quali durata e voltaggio delle onde, lunghezza degli intervalli, alterazioni del ritmo, la valutazione della frequenza cardiaca e lo studio del tracciato.
