The role of electrocardiographic abnormalities, obesity, and diabetes in risk stratification for sudden cardiac death in the general population

Abstract The incidence of sudden cardiac death (SCDs) in the western countries is 50 – 100 in a population of 100,000. The most common disease causing SCDs is coronary heart disease. A large proportion of the victims are unaware of the underlying cardiac disease or only mildly symptomatic. Many SCDs could be prevented with therapies targeted to the underlying cardiac disease and with implantable cardioverter defibrillators. However, current protocols identify only patients at highest risk and only a minority of SCDs occur in this group. Thus, markers for identifying subjects at risk for SCD are needed. The aim of this thesis was to study the roles of abnormalities in the electrocardiogram (ECG), obesity, and diabetes in SCD risk stratification. The prevalence and prognostic significance of the location of QRS transition zone (the chest lead in the ECG in which R wave amplitude ≥ S wave amplitude) and abnormal P terminal force in lead V1 of the ECG were assessed. In addition, the value of ECG abnormalities in SCD risk stratification in subjects with different relative weights were studied. These topics were assessed in a cohort of 10,000 middle-aged Finnish subjects followed over 30 years from national registers. Delayed QRS transition (occurring at V4 or leftwards) occurred in 16.4% of subjects and a markedly delayed QRS transition (at V5 or leftwards) occurred in 1.3% of subjects. Delayed QRS transition was associated with an increased risk of death and SCD and the risk of SCD was over 1.5-fold among those with markedly delayed QRS transition. An abnormal PTF (≥ 0.04mm∙s) was present in 4.8% of subjects and a markedly abnormal PTF (≥ 0.06mm∙s) in 1.2% of subjects. A markedly abnormal PTF was associated with an almost 2-fold risk of death and atrial fibrillation, but it did not predict SCDs. Both obesity and diabetes were associated with an increased risk of SCD, but the proportion of SCDs of all cardiac deaths did not increase in subjects with either of these conditions. ECG abnormalities provided most value in SCD risk stratification among normal weight subjects with a low level of risk factors. Overall, these studies provide information on the predictive value of some ECG risk markers and cardiovascular risk factors. However, the definite role of these risk markers in predicting the risk of SCD in general population at an individual level remains indecisive.Tiivistelmä Sydänperäisten äkkikuolemien ilmaantuvuus länsimaissa on 50 – 100 tapausta 100000 ihmisen väestössä vuodessa. Suurin osa näistä kuolemista kohdistuu henkilöihin, joilla ei ole todettu sydänsairautta tai jotka ovat vähäoireisia. Yleisin sydänperäisen äkkikuoleman taustasairaus on sepelvaltimotauti. Näitä kuolemia voidaan ehkäistä sydänsairauksien hoidolla ja rytmihäiriötahdistimilla, mutta vain suurimman riskin potilaat tunnistetaan nykymenetelmin. Toimivia riskimarkkereita tarvitaan, jotta lisää potilaita saataisiin prevention piiriin. Tämän tutkimuksen tavoite oli tutkia 12-kytkentäisestä EKG:sta määritettävien QRS-transitioalueen (rintakytkentä, jossa R-aallon amplitudi ≥ S-aallon amplitudi) ja poikkeavan P terminal forcen (PTF) yleisyyttä ja yhteyttä sydänperäisiin äkkikuolemiin. Lisäksi tavoitteena oli tutkia lihavuuden ja diabeteksen vaikutusta sydänperäisen äkkikuoleman riskiin ja EKG-muutosten ennustearvoa eri painoisilla henkilöillä sydänperäisen äkkikuoleman riskiarviossa. Tutkimusaineistona käytettiin yli 10000:n keski-ikäisen suomalaisen väestökohorttia, jota seurattiin kansallisista rekistereistä. QRS-transitio tapahtui myöhään (V4:ssä tai siitä vasemmalle) 16.4 %:lla tutkituista ja huomattavan myöhään (V5:ssä tai siitä vasemmalle) 1.3 %:lla tutkituista. Myöhäinen QRS-transitio liittyi kuoleman ja sydänperäisen äkkikuoleman riskiin. Sydänperäisen äkkikuoleman riski oli yli 1.5-kertainen henkilöillä, joilla oli huomattavan myöhäinen QRS-transitio. Poikkeava PTF (≥ 0.04 mm∙s) todettiin 4.8 %:lla väestöstä ja huomattavan poikkeava PTF (≥ 0.06 mm∙s) 1.2 %:lla väestöstä. Huomattavan poikkeavaan PTF:en liittyi lähes kaksinkertainen kuoleman ja eteisvärinän riski, mutta ei äkkikuolemariskiä. Lihavuuteen ja diabetekseen liittyi kohonnut sydänperäisen äkkikuoleman riski. Toisaalta lihavilla ja diabeetikoilla myös ei-äkillisten sydänkuolemien riski oli suurentunut, eikä äkillisten kuolemien osuus sydänkuolemista korostunut. Sydänperäisen äkkikuoleman riskiin liitetyt EKG-muutokset paransivat riskiarviota eniten normaalipainoisilla henkilöillä, joilla oli vähemmän sydän- ja verisuonitautien riskitekijöitä. Kokonaisuutena nämä tutkimukset luovat uutta tietoa EKG-riskimarkkereista, lihavuudesta ja diabeteksesta sydänperäisen äkkikuoleman riskiarviossa. Näiden biomarkkereiden lopullinen rooli yksilötasolla perusväestössä vaatii kuitenkin vielä lisätutkimuksia