Atrial Electric Signal During Sinus Rhythm in Lone Paroxysmal Atrial Fibrillation

Atrial fibrillation (AF) is the most common tachyarrhythmia and is associated with substantial morbidity, increased mortality and cost. The treatment modalities of AF have increased, but results are still far from optimal. More individualized therapy may be beneficial. Aiming for this calls improved diagnostics. Aim of this study was to find non-invasive parameters obtained during sinus rhythm reflecting electrophysiological patterns related to propensity to AF and particularly to AF occurring without any associated heart disease, lone AF. Overall 240 subjects were enrolled, 136 patients with paroxysmal lone AF and 104 controls (mean age 45 years, 75% males). Signal measurements were performed by non-invasive magnetocardiography (MCG) and by invasive electroanatomic mapping (EAM). High-pass filtering techniques and a new method based on a surface gradient technique were adapted to analyze atrial MCG signal. The EAM was used to elucidate atrial activation in patients and as a reference for MCG. The results showed that MCG mapping is an accurate method to detect atrial electrophysiologic properties. In lone paroxysmal AF, duration of the atrial depolarization complex was marginally prolonged. The difference was more obvious in women and was also related to interatrial conduction patterns. In the focal type of AF (75%), the root mean square (RMS) amplitudes of the atrial signal were normal, but in AF without demonstrable triggers the late atrial RMS amplitudes were reduced. In addition, the atrial characteristics tended to remain similar even when examined several years after the first AF episodes. The intra-atrial recordings confirmed the occurrence of three distinct sites of electrical connection from right to left atrium (LA): the Bachmann bundle (BB), the margin of the fossa ovalis (FO), and the coronary sinus ostial area (CS). The propagation of atrial signal could also be evaluated non-invasively. Three MCG atrial wave types were identified, each of which represented a distinct interatrial activation pattern. In conclusion, in paroxysmal lone AF, active focal triggers are common, atrial depolarization is slightly prolonged, but with a normal amplitude, and the arrhythmia does not necessarily lead to electrical or mechanical dysfunction of the atria. In women the prolongation of atrial depolarization is more obvious. This may be related to gender differences in presentation of AF. A significant minority of patients with lone AF lack frequent focal triggers, and in them, the late atrial signal amplitude is reduced, possibly signifying a wider degenerative process in the LA. In lone AF, natural impulse propagation to LA during sinus rhythm goes through one or more of the principal pathways described. The BB is the most common route, but in one-third, the earliest LA activation occurs outside the BB. Susceptibility to paroxysmal lone AF is associated with propagation of the atrial signal via the margin of the FO or via multiple pathways. When conduction occurs via the BB, it is related with prolonged atrial activation. Thus, altered and alternative conduction pathways may contribute to pathogenesis of lone AF. There is growing evidence of variability in genesis of AF also within lone paroxysmal AF. Present study suggests that this variation may be reflected in cardiac signal pattern. Recognizing the distinct signal profiles may assist in understanding the pathogenesis of AF and identifying subgroups for patient-tailored therapy.Eteisvärinä on yleisin hoitoa vaativa rytmihäiriö ja siihen liittyy merkittävää sairastuvuutta, lisääntynyttä kuolleisuutta ja kustannuksia. Eteisvärinän hoitovaihtoehdot ovat lisääntyneet, mutta hoidon tulokset ovat huonosti ennakoitavissa eivätkä hoidot edelleenkään tehoa hyvin. Tässä tutkimuksessa selvitettiin eteisvärinän ilmentymän ja sähköfysiologisten piirteiden yhteyttä rakenteellisesti terveen sydämen kohtauksellisessa eteisvärinässä. Tavoitteena oli löytää kajoamattomasti mitattavia muuttujia, joita voitaisiin käyttää eteisvärinäsairauden kliinisten alaryhmien sähköfysiologisten piirteiden, kohtauksiin johtavien tekijöiden ja taudinkuvan tunnistamiseen. Tutkittavana oli 136 potilasta ja 104 tervettä koehenkilöä. Pääasiallisina menetelminä käytettiin kajoamatonta magnetokardiografiaa (MKG) ja sydämen sisäistä elektroanatomista kartoitusta. MKG mittaa sydämen sähköisen aktivaation aiheuttamia magneettikenttiä kehon pinnalta ja sen etuna sydänsähkökäyrään (EKG) verrattuna on mm. suurempi herkkyys kehon pinnan suuntaisille virroille. Pääosa käytetyistä signaalianalyysimenetelmistä kehitettiin tutkimuksen puitteissa. Tutkimuksessa osoitettiin ensimmäistä kertaa eroa eteissignaalin hienorakenteessa rakenteellisesti terveen sydämen eteisvärinän kliinisten alamuotojen välillä. Potilailla, joilla eteisvärinän alku liittyi eteislisälyöntisyyteen, ns. paikallisalkuinen eteisvärinä, normaalin rytmin aikainen eteissignaali oli lievästi pidentynyt, mutta sen korkeus oli normaali. Potilailla, joilla ei todettu lisälyöntisyyttä, eteissignaalin kesto oli normaali, mutta signaalin loppuosa oli madaltunut. Löydös viittaa siihen, että ei-paikallisalkuisessa eteisvärinässä eteiskudos saattaa olla alttiimpi eteisvärinälle kuin paikallisalkuisessa eteisvärinässä, jossa pääasiallinen rytmihäiriömekanismi olisi lisälyöntisyys. Tutkimuksessa todettiin myös, että naisilla eteisten aktivaatiosignaali oli potilailla selvästi pidempi kuin terveillä, mutta miehillä vastaava ero oli marginaalinen. Tämä saattaa liittyä sukupuolten väliseen eroon eteisvärinän ilmaantumisessa. Sydämensisäisissä kartoituksissa normaalirytmin aikaista signaalin johtumista oikeasta eteisestä vasempaan tutkittiin suurimmassa julkaistussa potilassarjassa. Tulokset vahvistivat aiempia käsityksiä johtumisreiteistä, mutta toivat esiin myös huomattavan määrän potilaita, joilla johtuminen tapahtui rinnakkaisesti useita reittejä pitkin. Tämä saattaa olla merkityksellistä näiden potilaiden rytmihäiriöalttiudessa. Tutkimus osoitti myös, että eteisten välisiä johtumistapoja voidaan tunnistaa kajoamattomasti MKG:lla. Pintamittaukset laajemmassa potilasaineistosta ja terveillä tukivat sydämen sisäisistä mittauksista saatua käsitystä että nimenomaan useita reittejä pitkin tapahtuva johtuminen voi olla eteisvärinälle altistava tekijä. Tutkimus antaa uutta tietoa rakenteellisesti terveen sydämen eteisvärinän piirteistä, vahvistaa käsitystä eteisvärinän syntymekanismien moninaisuudesta ja osoittaa että näitä mekanismeja voidaan mahdollisesti tunnistaa myös pintamittausmenetelmillä. Kehitetyt MKG menetelmät ovat lupaavia tekniikoita eteisvärinätaudin alamuotojen tunnistamisessa tutkimusta ja myös kliinistä taudinmääritystä varten. Parantunut taudinmääritys voi auttaa kohdentamaan eri hoitotapoja tehokkaammin niistä hyötyville potilaille