La fibrilación auricular (FA) es una de las arritmias cardiacas más comunes, la cual afecta alrededor del 10% de la población de más de 70 años. En FA, los impulsos eléctricos auriculares generados por el nodo sinusal son sustituidos por impulsos eléctricos desorganizados. Esto esta asociado con un bombardeo irregular de activaciones auriculares hacia el nodo AV. Dado que el nodo AV no puede conducir todas estas activaciones, algunas de ellas son bloqueadas en el nodo. Esta propiedad de filtrado que tiene el nodo es fundamental para mantener el ritmo cardiaco en un rango compatible con la vida. Sin embargo, la respuesta ventricular durante FA presenta intervalos RR (tiempo entre dos activaciones) más cortos e irregulares que durante ritmo sinusal. Al ser el nodo AV la única estructura responsable para la conducción de los latidos auriculares hacia los ventrículos, las estrategias terapéuticas para controlar el ritmo cardiaco durante FA tratan de utilizar y ajustar las propiedades de conducción del nodo. Sin embargo, sigue sin estar suficientemente entendido el papel que dichas propiedades de conducción juegan para controlar y modular la respuesta ventricular durante FA. Durante el desarrollo de la presente tesis se han investigado en diferentes especies y con diversas técnicas algunas de las principales características de la conducción del nodo AV con la intención de aportar mayor conocimiento sobre esta intrigante estructura del corazón. Específicamente, se ha analizado uno de los fenómenos más enigmáticos de la respuesta ventricular durante FA: la aparición de patrones de respuesta ventricular multimodales al construir histogramas de RR obtenidos a partir de registros de larga duración. En la literatura se han sugerido diversas teorías que pudiesen explicar la aparición de estos múltiples intervalos RR predominantes. En el desarrollo de la presente disertación se mostrarán algunos resultados incompatibles con dichas teorías, razón por la cual se presenta y defiende una nueva hipótesis que sugiere que los intervalos RR predominantes están relacionados con el proceso fibrilatorio auricular. / Martínez Climent, BA. (2011). Characterization and Modeling of Atrioventricular Conduction during Atrial Fibrillation [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/10985 / Palancia

La fibrilación auricular es la arritmia más frecuente en la práctica clínica, con una prevalencia que alcanza el 10% en la población mayor de 70 años, y unas perspectivas de incremento en consonancia con el aumento de la esperanza de vida. No obstante, a pesar de ser la arritmia más frecuente, los mecanismos causantes de su generación y persistencia no se conocen con exactitud. Por esta razón, los estudios cuyo objetivo sea profundizar en los mecanismos que envuelven la citada arritmia son de gran ayuda para el desarrollo de protocolos clínicos que mejoren el diagnóstico, y permitan seleccionar los tratamientos más apropiados. Numerosos estudios científicos han indagado en cuáles son los factores que afectan al estado electrofisiológico de las aurículas, responsables de la iniciación y mantenimiento de la fibrilación, así como en los que gobiernan la transmisión de los impulsos eléctricos entre la aurícula y el ventrículo, donde el sistema nervioso autónomo se ha apuntado como uno de los factores responsables. En esta tesis doctoral se ha estudiado el efecto sobre la actividad auricular y ventricular, del anestésico más comúnmente usado en terapias destinadas a restablecer el ritmo sinusal en pacientes con episodios de fibrilación auricular. Este anestésico es el propofol (2,6-diisopropylphenol), que es un rápido anestésico intravenoso. La rápida redistribución y metabolismo del propofol resultan en una rápida eliminación de aproximadamente 1 hora, haciéndolo útil para sedaciones de corta duración. La hipótesis de este estudio es si el propofol puede alterar la actividad auricular durante la fibrilación auricular. Simultáneamente a la realización de los procedimientos de ablación, se realizan registros electrocardiográficos y electrogramas auriculares. Los electrogramas permiten extraer información local de las aurículas, muy útil para reflejar los procesos electrofisiológicos que ocurren durante la fibrilación auricular. Habitualmente, los registros internos de epi / Cervigón Abad, R. (2009). Signal processing of intracardiac recordings for the evaluation of propofol effects during atrial fibrillation [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/5766 / Palancia

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京都大学 / 新制・課程博士 / 博士(医学) / 甲第23057号 / 医博第4684号 / 新制||医||1048(附属図書館) / 京都大学大学院医学研究科医学専攻 / (主査)教授 森田 智視, 教授 湊谷 謙司, 教授 川上 浩司 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Medical Science / Kyoto University / DFAM

京都大学 / 新制・論文博士 / 博士(医学) / 乙第13420号 / 論医博第2228号 / 新制||医||1052(附属図書館) / (主査)教授 川上 浩司, 教授 湊谷 謙司, 教授 山下 潤 / 学位規則第4条第2項該当 / Doctor of Medical Science / Kyoto University / DGAM

Patients with atrial fibrillation (AF) require modification of ectopic electrical activity to avoid potentially fatal health complications. Catheter ablation therapy is a minimally invasive procedure to create tissue necrosis, called lesion, in areas of abnormal electrical activity. However, significant proportion of patients require repeat treatment from AF recurrences in part by electrical reconnection from incomplete lesions and conduction recovery. Current therapeutic approaches are limited by reliable methods to assess AF structural substrates and validate lesion sufficiency during procedures. In recent years, development of near-infrared optical spectroscopy has provided a non-invasive method to evaluate biological tissue. Near infrared spectroscopy (NIRS) is an optical technique that enables direct characterization of pathological tissue based on the absorption of major chromophores and light scattering. In this thesis, we explore the use of near-infrared optical spectroscopy to identify AF substrates and quantify lesion formation to improve treatment efficacy. First, we developed a near-infrared multispectral imaging system and present a model to assess lesion adequacy by direct visualization of cardiac lesions through an endoscope-integrated probe. Then, a custom single fiber integrated radiofrequency (RF) ablation catheter was fabricated to track irrigated lesion progression real-time on ex vivo swine hearts. A machine learning model was introduced to predict lesion size and transmurality. Additionally, we assess the feasibility of near-infrared spectroscopy by fabricating a NIRS-integrated open-irrigation RF ablation catheter and an algorithm to assess lesion dimensions based on key features derived from NIRS measurements. Using this model, we demonstrate real-time tracking of irrigated lesion delivery in both ex vivo and in vivo swine model. Lastly, we show left atrial endocardial mapping with NIRS-integrated RF mapping catheter to assess AF structural substrates. We present a classification algorithm for important AF structural substrates, such as pulmonary vein sleeve, normal myocardium, ablated tissue, and fibrosis, and a regression model to validate lesion adequacy. A near-infrared spectroscopy-based techniques to localize structural complexities and validate lesion sufficiency at the catheter tip could enhance the understanding of underlying AF substrates and improve treatment efficacy.

The aim of this thesis is a diagnosis of ventricular tachycardias, fibrillations and flutters from electrocardiogram. These disturbances of heart rate are ranked among the life threatening arrhytmias. This work presents own method of the automatic detection, which is created for the ECG holter monitoring system. The proposed algorithm is based on the detection in the spectral domain, which is supported by the detection in the time domain. The results show the discrimination of arrhytmias from the normal sinus rhythm and the discrimination from the noise. The method is tested with ECG records from the The AHA Database (American Heart Association) and from The MIT-BIH Malignant Ventricular Arrhythmia Database.

In der hier vorliegenden Arbeit sollen die Ergebnisse einer endokardialen Kryoablation in Kombination mit einer minimal-invasiven Mitralklappenoperation bezogen auf unterschiedliche Vorhofflimmerformen ausgewertet werden. Hierzu wurden prospektiv gesammelte Daten von 732 Patienten analysiert, die zwischen 2002 und 2009 eine minimal-invasive Mitralklappenoperation mit zusätzlicher Kryoablation zur Behandlung von Vorhofflimmern (VHF) am Herzzentrum Leipzig erhielten. Insgesamt 84% der Patienten erhielten vor der Krankenhausentlassung ein 24-Stunden-Langzeit-EKG. Während jährlicher Telefongespräche wurden die Folgemedikation sowie die klinischen Symptome der Patienten abgefragt und einmalig die Lebensqualität mittels des SF-12 Fragebogens und des AFSS-Fragebogens evaluiert. Zur Beurteilung des Herzrhythmus wurde das letzte vorliegende EKG oder sofern vorhanden, ein 24h-LZ-EKG vom Hausarzt oder zuweisenden Kardiologen ausgewertet. Die Gesamtmortalität im Krankenhaus lag bei 1,5% ohne einen Unterschied zwischen Patienten mit paroxysmalem und lang-persistierendem VHF. Bedeutende Risikofaktoren für Hospitalsterblichkeit waren ein fortgeschrittenes Alter, eine präoperative Ejektionsfraktion von weniger als 50%, ein höherer CHADS2-Score sowie Angina-pectoris-Beschwerden. Das Gesamtüberleben tendierte nach einem, drei sowie fünf Jahren bei Patienten mit lang-persistierendem VHF zu schlechteren Ergebnissen (93,8%/91,4/86,1%) verglichen mit Patienten, welche ein paroxysmales VHF hatten (96,6%/93,6%/90,7%). Nach 12 Monaten waren 90,8±1,1% der gesamten Patientenkohorte frei von einem erneuten VHF, nach drei Jahren 72,5% und nach fünf Jahren 48,9%. Auch hier zeigten die Patienten mit einem lang-persistierenden VHF nach 5 Jahren schlechtere Ergebnisse (60,2% vs. 43%). In der hier präsentierten Studie konnten als bedeutende Risikofaktoren für ein Wiederauftreten von VHF im Langzeitverlauf ein präoperativ erhöhter Kreatininwert und grenzwertig signifikant ein VHF im Langzeit-EKG vor Krankenhausentlassung dargestellt werden. Die Rate an kardialen und zerebralen Komplikationen (MACCE) in der Langzeitbeobachtung war mit 26,3% in beiden Patientengruppen ähnlich und auch vergleichbar mit den Ergebnissen anderer Zentren bzw. Studien. Es konnte gezeigt werden, dass Patienten mit einem stabilen SR in der Nachbeobachtung eine wesentlich niedrigere MACCE-Rate aufwiesen (38,0% vs. 20,9%). Die Schlaganfallrate insgesamt lag sehr niedrig (1,9%), wobei auch hier die Patienten mit einem stabilen SR deutlich besser abschnitten (3,9% vs. 1,0%). Die Lebensqualität und die subjektiven Beschwerden durch das VHF waren bei beiden Patientengruppen (paroxysmal vs. lang persistierend) vergleichbar. Auch hier zeigte sich, dass Patienten mit erfolgreicher Wiederherstellung des SR einen deutlichen Gewinn an Lebensqualität aufwiesen. Insgesamt waren die Morbidität und Mortalität nach einem minimal-invasiven Mitralklappeneingriff niedrig. Diese Studie unterstützt die Hypothese, dass die Kryoablation eine sichere und effektive Methode ist, VHF bei Patienten während einer Mitralklappenoperation simultan zu abladieren. Da die Mitralklappenchirurgie allein mit nur einer geringen Rate an Konversionen in den SR verbunden ist und die endokardiale Kryoablation ein sicheres Verfahren darstellt, sollte diese Option bei jedem VHF-Patienten, der sich einer Mitralklappenoperation unterzieht, erwogen werden.

Background: Geriatric impairments and obstructive sleep apnea (OSA) are prevalent among patients with atrial fibrillation (AF) and adversely impact patient’s long-term outcomes. Little is known, however, about the association between OSA and frailty, cognitive performance, and AF-related quality of life in older men and women with AF. Objective: To examine the association of OSA with frailty, cognitive performance, and AF- related quality of life among older adults with AF. Methods: Data from the Systemic Assessment of Geriatrics Elements-AF study were used which includes participants ≥ 65 years with AF and a CHA2DS2-VASc ≥ 2. Multivariable adjusted logistic regression models were used to examine the association between OSA, as measured by the STOP-BANG questionnaire, and geriatric impairments including frailty, cognitive performance, and AF-related quality of life. Results: A total of 970 participants with AF (mean age 75 years, 51% male) were included in the analysis. Among the 680 participants without a medical history of OSA, 179 (26%) participants had low risk of OSA, 360 (53%) had an intermediate risk, and 141 participants (21%) had a high risk for OSA. Compared to those with low risk of OSA, those at intermediate or high risk for OSA were significantly more likely to be frail (aOR= 1.66, 95% CI: 1.08–2.56; aOR= 3.00, 95% CI: 1.69-5.32, respectively) after adjusting for sociodemographic, clinical, and health behavioral variables. Risk of OSA was not associated with cognitive performance and AF- related quality of life after adjusting for several potentially confounding factors. Conclusions: Older adults with AF who are at intermediate or high risk for OSA have a greater likelihood of being frail. Our findings identify a group of patients at high risk who would benefit from early screening for OSA. Future longitudinal studies are needed to assess the effect of OSA treatment on frailty, physical functioning, and QoL among patients with AF.

Cardiovascular diseases are the leading cause of morbidity and mortality worldwide. Congenital heart disease (CHD) is a risk factor for premature cardiovascular complications. Great advances have occurred in the past years leading to the identification of several genes essential for proper cardiac formation such as GATA4/5/6 mutated in some individuals with CHD. GATA6 is a zinc finger transcription factor whose presence is crucial for early embryonic development. GATA6 is expressed in many cell types of the heart including myocardial, endocardial, neural crest, and vascular smooth muscle. In human, mutations in GATA6 result in variable cardiac phenotypes. The objective of this thesis was to determine the roles that GATA6 play in the different cell types of the heart and to elucidate the molecular basis of the cardiac defects associated with Gata6 haploinsufficiency. For this, a combination of cell and molecular techniques were used in vitro and in vivo. First, we show that Gata6 heterozygozity leads to RL-type bicuspid aortic valve (BAV)- the most common CHD affecting 2% of the population. GATA6-dependent BAV is the result of disruption of valve remodeling and extracellular matrix composition in Gata6 haploinsufficient mice. Cell-specific inactivation of one Gata6 allele from Isl-1 positive cells, but not from endothelial or neural crest cells, recapitulates the phenotype of Gata6 heterozygous mice revealing an essential role for GATA6 in secondary heart field myocytes during valvulogenesis. We further uncovered a role for GATA6 as an important regulator of the cardiac conduction system and revealed that GATA6 expression regulates the activity of the cardiac pacemaker. GATA6 exerts its role via regulation of the cross-talk among the different cell types of the SAN. Lastly, some CHDs are characterized by abnormalities of both the limbs and the heart such as the Holt Oram syndrome (caused by mutation in TBX5 transcription factor). The molecular basis for limb-heart defects remain poorly understood. In the course of this work, we discovered that Gata6 haploinsufficiency resulted in a partially penetrant polysyndactyly (extra digits fused together) phenotype. Together, the data provide novel molecular and cellular insight into GATA6 role in normal and pathologic heat development. Our results also suggest that GATA6 should be added to the list of genes whose mutations are potentially associated with heart and limb abnormalities. Better knowledge of the molecular basis of CHD is a prerequisite for the development of diagnostic and therapeutic strategies to improve care of individuals with congenital heart disease.