Il defibrillatore sottocutaneo: rassegna della letteratura Sally Aziz, Angel R. Leon, Mikhael F. El-Chami J Am Coll Cardiol 2014;63:1473-9 ▲▼ Sommario Il recente defibrillatore impiantabile (implantable cardioverter-defibrillator, ICD) sottocutaneo (ICD-S) utilizza una configurazione di elettrodi completamente sottocutanei in grado di trattare tachiaritmie ventricolari potenzialmente letali. Trial clinici hanno documentato l’efficacia di questo dispositivo per la diagnosi e il trattamento di fibrillazione ventricolare e tachicardia ventricolare. L’ICD-S consente di eliminare la necessità di cateteri transvenosi ed endocavitari, con i rischi e le limitazioni che essi comportano. Tuttavia, il principale limite di questo dispositivo è la sua incapacità di fornire il supporto della stimolazione in presenza di bradicardia e il supporto della stimolazione antitachicardia per l’interruzione delle tachicardie ventricolari. Il presente lavoro discute i trial clinici sull’ICD-S, identificando vantaggi e svantaggi di questa innovativa tecnologia, al fine di aiutare i medici a mettere correttamente a fuoco il ruolo dell’ICD-S nella pratica clinica e a selezionare le tipologie di pazienti che possono trarre i massimi vantaggi da tale dispositivo. ▲▼ Obiettivi educazionali per quest’articolo Conoscere l’innovativo sistema del defibrillatore sottocutaneo, così come progettato e realizzato per ovviare alle limitazioni dei defibrillatori transvenosi Avere a disposizione una rassegna della letteratura attualmente disponibile circa l’esperienza clinica con il defibrillatore sottocutaneo Mettere a fuoco vantaggi e svantaggi dell’unico modello attualmente disponibile di defibrillatore sottocutaneo, al fine di formulare corrette indicazioni cliniche all’impianto di tale dispositivo ▲▼ Introduzione La morte cardiaca improvvisa (MCI) colpisce 350.000 individui ogni anno, e costituisce dunque la causa della metà di tutti i decessi per cause cardiache dei Paesi industrializzati (1). L’introduzione del defibrillatore impiantabile (implantable cardioverter-defibrillator [ICD]) nella pratica clinica degli ultimi 25 anni ha reso di fatto disponibile una terapia salvavita per la prevenzione primaria e secondaria della MCI per oltre 1 milione di pazienti in tutto il mondo (2). La tecnologia dell’ICD è evoluta da dispositivi che erogavano la terapia attraverso placche epicardiche impiantate per via toracotomica a device dotati di elettrodi transvenosi posizionati in ventricolo destro per la diagnosi e il trattamento delle tachiaritmie e per il supporto di stimolazione in caso di bradicardia. L’ICD transvenoso (ICD-T) ha ridotto la morbilità e il rischio associato con gli impianti eseguiti per via toracotomica. Tuttavia, l’utilizzo di cateteri transvenosi comporta potenziali complicazioni, quali emopericardio, emotorace, pneumotorace, sposizionamento dei cateteri, malfunzionamento dei cateteri, infezioni del device e trombosi venosa (3). A 8 anni dall’impianto, fino al 40% dei cateteri di ICD correttamente inseriti e in sede presenta un malfunzionamento provocato da un danno del conduttore o da una perdita dell’isolamento elettrico (4). Ciò si verifica più frequentemente in pazienti giovani e attivi o in pazienti con una maggiore aspettativa di vita, in quanto, in entrambi i casi, i cateteri sono esposti a una maggior quota di stress fisico globale. Inoltre, i pazienti portatori di ICD che vivono più a lungo vengono sottoposti a diverse sostituzioni del generatore, e ciascuna di tali sostituzioni comporta un rischio di infezione della tasca che raggiunge il 3%. Dal momento che il malfunzionamento del catetere può rendere necessaria l’estrazione del catetere stesso, e d’altro canto l’infezione dell’ICD solitamente richiede l’estrazione di tutto il sistema, l’utilizzo di cateteri transvenosi per stimolazione e defibrillazione comporta il rischio potenziale di morbilità e mortalità correlate con l’estrazione stessa (5) in tutti i pazienti portatori di cateteri transvenosi. I primi tentativi di evitare l’utilizzo di un sistema di defibrillazione endovascolare nei pazienti pediatrici, tipicamente pazienti con un accesso venoso difficile o assente, e nei pazienti a rischio di batteriemia (per es., pazienti portatori di cateteri a permanenza), si sono concretizzati nell’utilizzo di sistemi di defibrillazione con componenti di defibrillazione non transvenosi (6-8). Tuttavia, questi primi dispositivi innovativi si basavano ancora su sistemi di stimolazione epicardici o transvenosi per il sensing ventricolare. La necessità di evitare completamente le problematiche legate ad accesso venoso, stress meccanico endovascolare con conseguente malfunzionamento del catetere e rischi associati a procedure di estrazione, ha portato allo sviluppo di un ICD completamente sottocutaneo (ICD-S). Il disegno unico di tale dispositivo consente di evitare cateteri endovascolari, eliminando così molte delle complicanze associate con il tradizionale ICD-T. Questo device innovativo, sviluppato e testato nell’ultimo decennio, è stato ora approvato come terapia per la diagnosi e l’interruzione delle aritmie ventricolari. L’Unione Europea ha approvato il suo utilizzo nel 2009; la Food and Drug Administration statunitense lo ha approvato nel 2012. In tutto il mondo, gli impianti eseguiti negli ultimi due anni hanno superato le 2.000 unità. ▲▼ Sistema dell’ICD-S Il sistema dell’ICD-S (modello SQ-RX 1010, Cameron Health, Inc., San Clemente, California; USA) comprende un programmatore esterno dedicato, un generatore di impulsi sottocutaneo incluso in un involucro di titanio e un singolo elettrodo sottocutaneo contenente sia la componente per il sensing, sia la componente per la defibrillazione. Questo catetere è composto da un elettrodo di sensing prossimale e uno distale, adiacenti a ciascuna estremità di un coil di defibrillazione di 3 pollici. La posizione raccomandata per il generatore di impulsi è una tasca sottocutanea creata al di sopra del quinto spazio intercostale, fra la linea ascellare media e la linea ascellare anteriore. Il catetere sottocutaneo dovrebbe decorrere parallelo al margine sinistro dello sterno, con il suo polo superiore ancorato a livello dell’incisura superiore dello sterno e con il suo polo inferiore ancorato appena al di sotto del livello del processo xifoideo. L’elettrodo descrive quindi una piega ad angolo retto lateralmente per entrare nella tasca del generatore di impulsi (Figura 1A e 1B). L’impianto di questo dispositivo si basa esclusivamente su punti di repere anatomici, con la possibilità opzionale di confermare la posizione dell’elettrodo di defibrillazione mediante fluoroscopia. Il sistema dell’ICD-S rileva le variazioni della frequenza ventricolare utilizzando tracciati elettrocardiografici modificati, registrati sotto la superficie corporea secondo tre vettori (primario, secondario, alternato). Esso utilizza algoritmi brevettati per determinare in maniera automatica il vettore ottimale per il sensing, sulla base di un rapporto onda R/onda T che impedisca una conta doppia del QRS e un oversensing dell’onda T. Misura la frequenza cardiaca come la media mobile di 4 intervalli sensati consecutivi, individuando la fibrillazione ventricolare quando 18 eventi sensati consecutivi su 24 superano una zona di detezione limite pre-determinata non programmabile. A quel punto, il dispositivo entra in carica ed eroga un impulso di defibrillazione a onda bifasica fino a 80 J. L’ICD-S può assicurare un supporto di stimolazione ventricolare per la bradicardia post-shock per un tempo di 30 sec (Figura 2). L’attuale generatore di impulsi pesa 145 g e ha un volume di 69 ml (Figura 3). La casa produttrice stima che la batteria abbia una longevità fino a 5 anni (9). ▲▼ Trial clinici sull’ICD-S Bardy et al. (10) hanno sintetizzato le prime esperienze cliniche con l’ICD-S, partendo da studi mirati a testare il sensing ottimale e la migliore configurazione per la defibrillazione, fino ai primi studi di followup a lungo termine di dispositivi perfettamente funzionanti. La prima valutazione in acuto ha identificato la configurazione di defibrillazione ottimale come la combinazione di un elettrodo parasternale e di un generatore di impulsi a livello dell’emitorace sinistro. Un confronto del sistema di defibrillazione dell’ICD-S con quello dell’ICD-T nel 2004 (n = 49) ha documentato che l’ICD-S interrompeva in maniera ugualmente efficace la FV indotta, sebbene a una più elevata soglia di defibrillazione (SdiD) rispetto all’ICD-T (36,6 ± 19,8 J vs 11,1 ± 8,5 J, rispettivamente). Uno studio pilota del 2008 (n = 6) ha documentato che l’ICD-S rilevava efficacemente e interrompeva 2 episodi consecutivi di FV indotta in acuto, in assenza di shock inappropriati e di complicanze legate al device, a un follow-up di 488 ± 2 giorni. Una valutazione estesa (n = 55) ha documentato che il dispositivo interrompeva la FV indotta al momento dell’impianto con un’efficacia del 98%, e rilevava e interrompeva anche 12 episodi di tachicardia ventricolare (TV)/FV spontanee in 3 pazienti. Tuttavia, in 3 pazienti si è verificato un sensing inappropriato dovuto a rumore muscolare, in 6 pazienti si è verificata una migrazione o uno sposizionamento del catetere e 2 pazienti hanno sviluppato una infezione del device. Dabiri Abkenari et al. (11) hanno pubblicato un lavoro che riportava un’esperienza europea (n = 31) con l’ICD-S in cui il device rilevava e interrompeva il 100% degli episodi di FV indotta. Inoltre, 4 pazienti con FV/TV spontanee sono stati trattati con successo dal device nel corso del follow-up; 5 pazienti hanno ricevuto shock inappropriati; e 2 pazienti hanno presentato una migrazione del catetere che ha richiesto il riposizionamento. Un trial multicentrico olandese (n = 118) eseguito fra il 2008 e il 2011 ha riportato un follow-up di 177 anni/paziente (12). L’ICD-S ha rilevato 9 episodi di TV spontanea e 36 episodi di FV spontanea in 8 pazienti. E’ stato trattato con successo il 98% di questi episodi (1 episodio di TV degenerata in FV e interrotta prima dell’erogazione di un secondo shock). Tuttavia, il 13% dei pazienti ha sperimentato shock inappropriati per diversi motivi: 3 hanno presentato una migrazione del catetere, per la quale è stato necessario inserire una guaina per ancorare il catetere, dal momento che si era spostato lateralmente a livello subxifoideo; 2 pazienti hanno presentato un’erosione della cute al di sopra della tasca del dispositivo; in 7 pazienti si è verificata un’infezione che ha reso necessaria la rimozione del device. Il tasso più elevato di shock inappropriati e di complicanze legate al device si è verificato nei primi 15 giorni successivi all’impianto del device in tutti i centri, il che suggerisce la presenza di una curva di apprendimento associata con questa nuova tecnologia (12). La prima esperienza britannica con l’ICD-S (n = 111) comprendeva un gruppo di pazienti di età media di 33 anni (intervallo: da 10 a 87 anni) con una cardiopatia elettrica cardiaca primaria (43%), una cardiomiopatia ipertrofica (20%) e una cardiomiopatia ischemica (14%) (13). Il device ha rilevato e trattato tutti gli episodi indotti e tutti i 10 episodi spontanei di FV e i 14 episodi spontanei di TV. Le complicanze comprendevano infezione o erosione della cute tali da richiedere un reintervento nel 17% dei pazienti. In totale, il 15% dei pazienti ha subito shock inappropriati; i pazienti più giovani hanno sperimentato un tasso più elevato di shock inappropriati a causa di un oversensing delle onde T. Anche un’altra valutazione multicentrica dell’ICD-S che comprendeva una popolazione mista pediatrica e adulta ha documentato shock inappropriati dovuti a un oversensing dell’onda T nei pazienti più giovani (5). La valutazione clinica multicentrica di maggiori dimensioni di sicurezza ed efficacia dell’ICD-S ha arruolato 330 individui con indicazioni chiare per l’impianto di un ICD (14). Nove pazienti hanno lasciato lo studio prima dell’impianto del device e 17 pazienti non sono stati sottoposti al test della SdiD; 304 soggetti arruolati sono stati sottoposti con successo a impianto e a test di SdiD. L’ICD-S ha interrotto tutti gli episodi di FV indotta. Ventidue soggetti hanno sperimentato 119 episodi di TV/FV spontanee, 38 come eventi isolati e 81 come parte di uno storm di TV. Il device ha interrotto con successo 37 episodi su un totale di 38 episodi isolati; 1 episodio di TV si è interrotto spontaneamente mentre il device si stava caricando per erogare un secondo shock. L’ICD-S ha trattato con successo tutti gli episodi di TV nell’ambito di uno storm aritmico. Quarantuno pazienti (13,1%) hanno subito uno shock inappropriato; la causa era il trattamento di una tachicardia sopraventricolare in 16 pazienti e un oversensing negli altri 25. Diciotto soggetti hanno sviluppato infezioni della tasca (5,6%); 4 hanno avuto necessità di un espianto del device, e in un caso è stata necessaria la revisione della tasca (tasso pari all’1,56% di intervento per infezione). Uno studio caso-controllo multicentrico pubblicato di recente (n = 69) ha messo a confronto l’efficacia della defibrillazione in pazienti portatori di un ICD-S con quella di pazienti portatori di un ICD-T (di età e sesso sovrapponibili) (15). L’efficacia dell’ICD-S nell’interrompere la FV indotta al primo shock utilizzando un margine di sicurezza di 15 J era pari all’89,5%, rispetto al 90,8% ottenuto con l’ICD-T, utilizzando un margine di sicurezza di 10 J (p = 0,8). Il tasso di successo con l’ICD-S aumentava al 95,5% dopo un secondo shock, utilizzando una polarità inversa degli elettrodi. Un altro studio di piccole dimensioni (n = 40) ha indicato un’efficacia al primo shock pari al 58%, con un’efficacia globale dello shock del 96% (per FV/TV indotte e spontanee) dopo shock addizionali (16). ▲▼ Discussione Lo sviluppo dell’ICD-S rappresenta un passo in avanti nell’evoluzione della tecnologia dei defibrillatori disegnati per la prevenzione della MCI. I dati dei trial clinici eseguiti sull’ICD-S supportanto l’efficacia e la sicurezza di questo dispositivo per la diagnosi e l’interruzione della TV. Sebbene questi ICD-S di prima generazione abbiano comportato eventi avversi quali problematiche di sensing con conseguenti shock inappropriati, migrazione del catetere e infezioni del device, la frequenza di tali eventi è sovrapponibile all’esperienza clinica con l’ICD-T, e la prevalenza di infezioni del device e di migrazione del catetere nella pratica di ciascun centro è in linea con la curva di apprendimento prevista. I vantaggi del sistema di un ICD non transvenoso comprendono l’eliminazione delle complicanze correlate con l’accesso venoso, l’assenza delle sollecitazioni fisiche sui cateteri dovute al movimento del cuore, una minore morbilità associata con l’estrazione del dispositivo e una potenziale riduzione del rischio di infezione endovascolare nei pazienti con accessi per dialisi o protesi endovascolari. Le limitazioni dell’attuale ICD-S comprendono la mancanza della stimolazione antitachicardia per la TV, il limitato supporto di stimolazione in caso di bradicardia, le dimensioni relativamente grandi e la cospicua massa del generatore, e la mancanza del monitoraggio endocavitario per la raccolta di dati collaterali quali il monitoraggio dell’impedenza per lo scompenso cardiaco cronico. Una descrizione potenziale del paziente candidato ideale all’ICD-S potrebbe essere la seguente: ogni paziente che abbia indicazione alla prevenzione primaria della MCI, in assenza di indicazioni alla stimolazione. Tuttavia, le limitazioni del sistema attuale e la relativa scarsità di dati circa il funzionamento a lungo termine di tale device rispetto all’ICD-T possono ridimensionare quest’ampia indicazione (2). L’ICD-S sembra costituire un’alternativa interessante in pazienti relativamente giovani (cioè, età < 40 anni), in soggetti a elevato rischio di batteriemia (perché portatori di cateteri a permanenza/altri dispositivi impiantabili o immunodepressi), e pazienti che non hanno un accesso venoso. L’assenza di cateteri transvenosi consente di evitare la maggior parte delle complicanze associate con il loro utilizzo. Dal momento che la durata dei cateteri impiantati influisce in maniera significativa sulla probabilità di malfunzionamento, l’ICD-S rappresenta un’alternativa interessante nei pazienti più giovani con una notevole aspettativa di vita, quali per esempio i soggetti affetti da cardiomiopatia ipertrofica o anomalie ereditarie dei canali ionici. Il potenziale vantaggio dell’ICD-S nei giovani viene tuttavia in parte oscurato dagli shock inappropriati che si osservano in questo gruppo di pazienti. Nessuno studio ha valutato in maniera prospettica l’uso del trattamento mediante ICD per la prevenzione primaria della MCI nella popolazione dei soggetti dializzati; tutti i trial clinici hanno escluso dall’arruolamento i pazienti in dialisi. Anche i protocolli di valutazione clinica dell’ICD-S hanno escluso dall’arruolamento i pazienti con insufficienza renale cronica con necessità di dialisi; tuttavia, questo dispositivo può costituire un approccio più sicuro in tale gruppo di pazienti, che ha un più elevato rischio infettivo per la presenza dei cateteri di accesso per la dialisi, scarsità di accessi venosi dovuta a esiti cicatriziali e aumentato rischio di complicanze legate all’estrazione dei cateteri per la presenza di calcificazioni intorno ai cateteri impiantati. L’utilizzo dell’ICD-S andrebbe evitato nei pazienti con TV monomorfa nota o con condizioni (sarcoidosi o cardiomiopatia aritmogena del ventricolo destro) che possono comportare l’insorgenza di una TV trattabile con una stimolazione antitachicardia (17). Il sistema dell’ICD-S eroga energia al cuore con un pattern distribuito in maniera più omogenea rispetto allo shock endocardico erogato dall’ICD-T (18). L’ineguale distribuzione di energia attraverso il miocardio dopo uno shock endocardico può generare gradienti di voltaggio ed elettroporazione, con un conseguente stunning e danno del miocardio (19,20). Gli shock endocardici producono un rilascio di troponina significativo; gli shock erogati dagli elettrodi sottocutanei non provocano invece rilascio di troponina (21,22). Il danno e lo stunning del miocardio associati con la scarica dell’ICD possono spiegare l’aumento della mortalità che si osserva nei pazienti con scompenso cardiaco che subiscono shock multipli (23,24). Resta da stabilire se l’assenza di un significativo rilascio di troponina dopo uno shock sottocutaneo costituisca un vantaggio dell’ICD-S e se ciò si traduca in un beneficio in termini di sopravvivenza. L’utilizzo di un elettrodo sottocutaneo per il sensing con l’ICD-S può in teoria aumentare il rischio di rumori di oversensing o segnali da miopotenziali e di undersensing di segnali cardiaci di ridotta ampiezza durante FV. Il trial START (Subcutaneous vs Transvenous Arrhythmia Recognition Testing) ha messo a confronto la capacità di detezione dell’aritmia di 3 sistemi di ICD-T in commercio con quella dell’elettrodo dell’ICD-S (25). Tutti i dispositivi consentivano un’eccellente individuazione della tachiaritmia ventricolare (100%); tuttavia, l’ICD-S ha dimostrato una specificità superiore nella distinzione di tachicardia sopraventricolare da tachicardia ventricolare (98% ICD-S vs 76,7% ICD-T monocamerale vs 68% ICD-T bicamerale). Il tasso di shock inappropriati osservato nei trial con l’ICD-S era compreso fra il 5 e il 25% (Tabella 1), frequenza simile a quella osservata nei primi trial eseguiti con l’ICD-T (26). Tuttavia, trial più recenti con l’ICD-T mostrano che nuovi algoritmi riducono il tasso di shock inappropriati a meno del 5% (24), il che suggerisce un vantaggio dell’ICD-T rispetto all’attuale ICD-S. Idealmente, una maggiore esperienza nella programmazione di questo innovativo device e miglioramenti della sua tecnologia possono ridurre il tasso di shock inappropriati (14). Un’elevata risposta ventricolare durante aritmia atriale costituisce la causa principale degli shock inappropriati erogati dai sistemi di ICD-T. Al contrario, l’oversensing delle onde T o i segnali di miopotenziali provocano la maggior parte degli shock inappropriati erogati dall’ICD-S (Figura 4) (13,26,27). Gli shock inappropriati si verificano più di frequente nei pazienti giovani e fisicamente attivi, il gruppo che ha maggiori probabilità di trarre beneficio dalle caratteristiche del sistema dell’ICD-S (5,13). L’aggiunta di una seconda zona di tachicardia alla programmazione dell’ICD-S può ridurre in maniera significativa il tasso di shock inappropriati (14). Il tasso di infezioni con i sistemi di ICD-S varia fino al 10% degli impianti (13). Gli studi di maggiori dimensioni pubblicati al momento in cui si scrive hanno riportato tassi simili di infezione (5,9% [12] e 5,6% [27]). Uno studio ha documentato l’adeguatezza di una strategia conservativa, con una ridotta necessità di intervento (1,56%) (27); al contrario, un altro studio ha riportato un maggior tasso di necessità di intervento chirurgico o estrazione del dispositivo (13). Il tasso di infezione della tasca con l’ICD-S supera quello che si ha con l’ICD-T. Le 3 incisioni necessarie per l’impianto dell’ICD-S conferiscono a questa procedura una elevata probabilità di contaminazione batterica. Inoltre, la maggior massa dell’ICD-S può comportare una pressione superiore sulla cute e un aumento del rischio di necrosi ed erosione dei tessuti. Il tasso di infezione si può ridurre con una maggiore esperienza dell’operatore, l’introduzione di generatori di impulsi di minori dimensioni e l’utilizzo di una tecnica di impianto che comporti 2 incisioni (28). Altre limitazioni dell’ICD-S sono essenzialmente legate al fatto che si tratta di un device di prima generazione: l’assenza di una stimolazione continua a domanda e di una stimolazione antitachicardia controindicano l’utilizzo dei sistemi di ICD-S nei pazienti con disfunzione del nodo del seno, blocco atrioventricolare o indicazione a terapia di resincronizzazione cardiaca. Dal momento che l’80% degli episodi spontanei di TV risponde alla meno dolorosa stimolazione antitachicardia (17), i pazienti con una storia di TV traggono maggior beneficio dall’ICD-T (23,29). La longevità della batteria dell’ICD-S è stimata a 5 anni, rispetto al più recente modello di ICD-T monocamerale che ha una batteria di durata superiore a 10 anni. Inoltre, il sistema dell’ICD-S non prevede la possibilità del controllo remoto, caratteristica che migliora la prognosi dei pazienti e semplifica il follow-up (30,31). ▲▼ Conclusioni L’esperienza clinica disponibile dal momento in cui è stato introdotto il sistema dell’ICD-S a oggi rende tale dispositivo un’affidabile alternativa per la prevenzione della MCI. L’utilizzo esclusivo di un catetere sottocutaneo per il sensing e per la defibrillazione rappresenta il principale vantaggio di questa innovativa tecnologia; l’ICD-S elimina i limiti legati agli elettrodi endovascolari. Tuttavia, l’assenza di una stimolazione a domanda in caso di bradicardia e di una stimolazione antitachicardia limita l’utilità di questo device nei pazienti che presentano una patologia del sistema di conduzione o una TV che si può interrompere con il pacing. L’ICD-S di prima pone problematiche significative circa un aumento del rischio di infezione della tasca, una ridotta durata delle batterie e l’erogazione di shock inappropriati, rispetto ai nuovi sistemi di ICD-T. Al momento in cui si scrive, nessuno studio ha eseguito un confronto diretto fra ICD-T e ICD-S nei pazienti con una indicazione al trattamento con ICD per la prevenzione primaria della MCI. L’esperienza clinica suggerisce che l’utilizzo dell’ICD-S può essere preso in considerazione nei pazienti relativamente più giovani (cioè, di età < 40 anni), in coloro che presentano un aumentato rischio di batteriemia, nei pazienti portatori di cateteri o dispositivi endovascolari a permanenza con elevato rischio infettivo, e nei pazienti con accessi venosi compromessi. Come è già stato osservato per altri esempi di tecnologia in evoluzione, progressi nella progettazione e nella costruzione possono migliorare alcuni dei limiti di questo device di prima generazione.