Effect of Different Body-Exercise Modes on the Rate Response of the Temperature-controlled Pacemaker Nova MR

Summary

In order to evaluate the effect of different modes of physical exercise on the rate response of the temperature-controlled Nova MR®, parameters such as temperature behaviour and correlation of work load to pacing rate were investigated using different types and protocols of stress testing.

This study considered 21 patients (age: 66 ± 12 y). The indications for the Nova MR® were AV block (n : 14) and sick sinus syndrome (n : 7). The patients performed two different types of exercise (treadmill n : 13, bicycle n : 14) based on different protocols. We registered the surface ECG, pacing rate, exercise time, and (via data transmission by the RX 2000 programmer) blood temperature and pacing rate.

An adequate rate response could be achieved with all the different types of exercise and protocols using more sensitive program settings. The type of stress testing used to adjust or evaluate the Nova MR® seems to be secondary, although cycling as compared with treadmill exercise resulted in a slightly weakened reaction of temperature and pacing rate. Our investigations revealed a good correlation between work load and pacing rate independent of the type of stress testing. The initial DIP (48%) is not a constant phenomenon and showed inter- and intraindividual variations. Impressive psychological influences also exhibited an effect on temperature and pacing rate, sometimes preventing a DIP response. During exercise at lower work loads (under 50 watts, shorter than 3-4 min) the rate response of the Nova MR® - without any detected DIP - is often delayed due either to a decrease or to a late and flat increase in temperature. An additional fast-reacting sensor could be advantageous in triggering the initial rate response in such cases.

Zusammenfassung

Um den Einfluß verschiedener Belastungsformen auf den temperaturgesteuerten Schrittmacher Nova MR® zu untersuchen, wurden unterschiedliche Parameter wie z.B. das Verhalten der Bluttemperatur und die Beziehung der Belastungsstärke zur Stimulationsfrequenz bestimmt. Dabei kamen unterschiedliche Ergometrieformen mit verschiedenartigen Protokollen zur Anwendung.

Die Studie schloß 21 Patienten (Durchschnittsalter: 66 ± 12 Jahre) ein. Die Indikationen zur Implantation dieses frequenzadaptierenden Herzschrittmachers bestanden in AV-Blockierungen (n : 14) und Sick Sinus Syndrom (SSS) (n : 7). Die Patienten absolvierten Fahrradergometrien (n : 14) und Laufbandbelastungen (n : 13) basierend auf unterschiedlichen Protokollen. Registriert wurden das Körperoberflächen-EKG, die Schrittmacherfrequenz, die Dauer der Belastbarkeit und (via Telemetrie mit dem Programmiergerät RX 2000) die zentralvenöse Bluttemperatur.

Bei Einstellung von empfindlicheren Parametern als vom Werk vorgegeben, war bei alien Probanden eine adäquate Frequenzanpassung zu erreichen - unabhängig vom verwendeten Ergometer und/oder Protokoll. Daher erscheint die Form der Belastung zur Einstellung bzw. Überprüfung des Nova MR von untergeordnetem Interesse, wenn auch die Fahrradergometrie einen geringfügig schwächeren Anstieg der Bluttemperatur und der Stimulationsfrequenz nach sich zog. Unsere Ergebnisse bestätigten eine gute Korrelation zwischen dem Grad der Belastung und der Impulsrate des Schrittmachers, ungeachtet der Belastungsform. Der initiale Abfall der Bluttemperatur (DIP) zu Beginn einer Arbeit (48%) war keine konstante Erscheinung und wies inter- und intraindividuelle Schwankungen auf. Auch psychische Faktoren übten einen Einfluß auf die Bluttemperatur und die Stimulationsrate aus und verhinderten so z.T. eine DIP-Reaktion des Aggregates (d.h. ein Ausnutzen des anfänglichen Temperaturabfalls zum Start einer Frequenzanpassung). Bei Belastungen im unteren Bereich (unter 50 Watt, kürzer als 3-4 Minuten) war die Frequenzadaptation des Nova MR - ohne ein erkanntes DIP als Starter - oftmals verzögert bzw. zu schwach, wobei ein später und flacher Anstieg der Bluttemperatur zugrunde lag. Daher könnte ein zusätzlicher schnellreagierender Sensor - wie z.B. ein “unphysiologischer” Piezoquarz zur Detektion von Beschleunigungskräften des Körpers - vorteilhaft sein, um eine initiale Steigerung der Impulsrate zu sichern.

Key words

Temperature-controlled pacemaker - Stress testing - Initital venous temperature dip