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Exercise in Cardiovascular Disease
Exercise Testing in Nonatherosclerotic Heart Disease
Hypertrophic Cardiomyopathy, Valvular Heart Disease, and Arrhythmias
Anthony P. Morise, MD
E
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tent with previously unrecognized Wolff-Parkinson-White
syndrome. Blood pressure decreased by ⬍20 mm Hg in 7.6%
and ⬎20 mm Hg in 6.1%. Patients with minor events had
higher postexercise gradients than those without minor
events.
There are 3 clinical instances for which exercise testing
appears to have clinical value in patients with HCM: defining
the presence of outflow tract obstruction in patients with no
gradient at rest, defining the presence of the high-risk
indicator of exercise-induced myocardial dysfunction as reflected by an abnormal blood pressure response, and identifying patients with coexistent coronary artery disease. The
first and third instances require exercise testing with imaging.
Only in the second situation is exercise testing without
imaging useful.
xercise testing first appeared in the medical literature in
1938.1 Since then, exercise testing has achieved an
established place in the armamentarium of tests available to
the physician for evaluating patients with known or suspected
cardiac disease. In clinical practice, the application of exercise testing is often combined with cardiac imaging. This is
reflected in recently available appropriate use criteria for
myocardial perfusion imaging and stress echocardiography.2,3
However, exercise testing as a standalone test without imaging still has value in properly selected patients. The latest
iteration of guidelines from the American College of Cardiology/American Heart Association (ACC/AHA) concerning
exercise testing is dominated by diagnostic or prognostic
assessments of atherosclerotic coronary artery disease applications.4 Less prominent are those applications that pertain to
hypertrophic cardiomyopathy (HCM), valvular heart disease,
and arrhythmias including pacemakers, all of which are the
subject of this review.
Outflow Tract Obstruction
HCM is predominantly a disease of left ventricular outflow
tract obstruction.8 The presence of a significant subaortic
outflow tract gradient identifies a group of patients who are at
increase risk of death9 and who might benefit from septal
reduction therapy. Maron et al8 studied 320 HCM patients
with resting echocardiography. Resting gradients exceeding
50 mm Hg were noted in 38%. These patients were not
exercised. The remaining 62% had average resting peak
gradients of 4⫾9 mm Hg. During or just after exercise, 33%
developed significant gradients (80⫾43 mm Hg). The remaining 30% had no or small gradients (⬍30 mm Hg)
induced. The Valsalva maneuver underestimated the
exercise-induced obstruction. Only 40% of those who
developed a significant exercise-induced gradient developed a gradient ⬎30 mm Hg with Valsalva. In addition,
significant gradients induced by Valsalva underestimated the
size of the gradients induced by exercise. Maron et al
recommended that exercise echocardiography be a routine
part of the evaluation of HCM patients without a resting
gradient. Although it is clear that outflow tract obstruction at
rest in HCM is associated with an adverse prognosis,10 it is
less clear that an exercise-induced gradient is associated with
a similar prognosis. Nevertheless, a significant gradient only
during exercise labels a patient as having obstructive rather
than nonobstructive HCM.
Hypertrophic Cardiomyopathy
In the latest version of the ACC/AHA guidelines for exercise
testing published in 2002,4 HCM is listed as a relative
contraindication. However, in the ACC/European Society of
Cardiology (ESC) expert consensus document on hypertrophic cardiomyopathy published in 2003,5 an abnormal exercise systolic blood pressure response is listed as a risk factor
for sudden cardiac death in HCM.
The exercise testing guidelines raise the issue of safety.
Several reported series address this issue. The University of
Minnesota group6 has exercised ⬎3000 HCM patients over a
period of 10 years with only 1 potentially fatal event, ie,
exercise-induced sustained ventricular tachycardia that was
successfully terminated with electric cardioversion. In addition, the Cleveland Clinic7 reported on 263 consecutive HCM
patients who underwent exercise stress testing. Major complications occurred in 0.04% and minor events occurred in
23%. Major complications consisted of sustained ventricular
tachycardia requiring direct-current cardioversion in 1 patient. Minor complications consisted of mild chest pain
(10.2%), severe chest pain (1.5%), new nonsustained atrial
arrhythmias (3.0%), nonsustained ventricular arrhythmias
(4.2%), and presyncope (12.9%). No patient developed syncope. One patient developed ventricular preexcitation consis-
From the West Virginia University School of Medicine, Morgantown.
Reprint requests to Anthony P. Morise, MD, Room 2203, Health Sciences North, West Virginia University School of Medicine, Morgantown, WV
26506. E-mail amorise@pol.net
(Circulation. 2011;123:216-225.)
© 2011 American Heart Association, Inc.
Circulation is available at http://circ.ahajournals.org
DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.109.914762
216
Morise
Blood Pressure Response
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According to the HCM consensus document,5 an abnormal
blood pressure response is a risk factor in HCM for sudden
cardiac death. This abnormal response was defined as an
attenuated or an especially hypotensive response indicative of
hemodynamic instability during maximal upright exercise,
either treadmill or bicycle. It was thought to be of greater
predictive value in patients ⬍50 years of age. Patients were
considered to be low risk if they demonstrated 8 characteristics, including a normal exercise blood pressure response.
One of the early reports in a large cohort of 129 HCM
patients by Frenneaux et al11 found 4 patterns of exercise
blood pressure response. One third had significant exercise
hypotension, ie, either a continuous fall in systolic pressure
from the start of exercise (12% or 4% of the entire group) or
a sudden fall in systolic pressure from the peak value (88% or
29% of the entire group). About one fifth of the group had a
normal blood pressure response during exercise but an
abnormal response in recovery defined as an initial rapid fall
in early recovery and subsequent increase of at least
10 mm Hg from the minimum value. The remaining 50% had
a normal blood pressure response. Frenneaux et al noted
exercise hypotension to be more often associated with
younger patients, ie, ⬍35 years of age, and those with a
family history of HCM and sudden death. No follow-up data
were provided in this study.
This same group of investigators later reported12 on a
group of 161 HCM patients 8 to 40 years of age. An abnormal
blood pressure response defined as a hypotensive or flat
blood pressure response was seen in 37%. After a follow-up
of almost 4 years, sudden cardiac death occurred in 12
patients, 9 of whom had an abnormal blood pressure response. The negative predictive value for sudden cardiac
death was 97%, whereas the positive predictive value was
only 15%. Therefore, although a normal blood pressure
response can be reassuring, an abnormal response only places
the patient in a high-risk cohort. The implication is that
further stratification is required beyond the abnormal blood
pressure response.
Maki et al13 followed up 309 HCM patients (82% nonobstructive) for an average of 9 years and evaluated the
predictive ability of various clinical factors to predict sudden
cardiac death (28 patients). They found that the exerciseinduced change in systolic blood pressure was a predictor of
sudden cardiac death. Using a receiver-operating characteristic curve analysis, they determined that the best blood
pressure change cutoff was 24 mm Hg. Of the 62 patients
with a blood pressure change ⬍24 mm Hg, 15 suffered
sudden cardiac death. With time, the prognosis of those with
a blood pressure change ⬍24 mm Hg became progressively
worse compared with those with a blood pressure change
ⱖ24 mm Hg (5 years, 81% versus 100%; 10 years, 73%
versus 98%; 15 years, 63% versus 94%). They also noted that
this blood pressure change was most predictive in those with
exercise-related sudden cardiac death compared with non–
exercise-related sudden cardiac death. These patients were
younger and had more frequent exercise-induced ST segment
depression.
Exercise Testing
217
Olivotto et al14 studied 126 patients with HCM derived
from a community-based population in Italy. All patients
underwent upright bicycle ergometry exercise and were
followed up for almost 5 years with 9 deaths reported. An
abnormal systolic blood pressure response defined as hypotension or a ⬍20-mm Hg rise was found in 22%. Multivariable analysis in a subgroup ⬍50 years of age found that an
abnormal blood pressure response was a predictor of death.
However, as noted in a prior study,12 they found a low
positive predictive value (14%) despite a high negative
predictive value (95%). This emphasizes the merit of a
normal blood pressure response to help define a low-risk
patient. However, an abnormal blood pressure response
should lead to further risk stratification.
Two studies have explored the mechanism behind the
abnormal blood pressure response.15,16 Ciampi et al15 studied
43 Italian patients with HCM and compared them with 14
normal control subjects. They used a radionuclide method to
assess the left ventricular volumetric response to treadmill
exercise. An abnormal blood pressure response was found in
39% of the HCM patients. Compared with the control
subjects who had an increase in both stroke volume and
ejection fraction with exercise, HCM patients overall demonstrated a fall in both parameters. Although there was an
overall exercise-associated fall in ejection fraction in HCM,
those with an abnormal blood pressure response had a greater
fall than those with a normal blood pressure response.
However, the stroke volume response between the 2 subgroups was very different. Those with a normal blood
pressure response had a slight increase in stroke volume, and
those with an abnormal blood pressure response had a
significant fall in stroke volume. The fall in systemic vascular
resistance was similar in all 3 subgroups.
Nagata et al16 studied 65 Japanese HCM patients using a
similar radionuclide method but used supine bicycle ergometry rather than upright treadmill exercise. They noted that
only 11% had an abnormal blood pressure response. Compared with those with a normal blood pressure response, those
with an abnormal blood pressure response had no change in
ejection fraction (compared with an increase), a fall in stroke
volume (compared with an increase), and a significant increase in end-systolic volume (compared with a slight increase). Again, there was no difference in the systemic
vascular resistance response. This study provided follow-up
data going out to 6 years. Although there were no patients
with sudden cardiac death, 4 patients suffered nonfatal
ventricular tachycardia or fibrillation. Three of these events
occurred in the group with an abnormal blood pressure
response. This yielded a high negative predictive value (98%)
and an intermediate positive predictive value (43%).
Coronary Disease Diagnosis
The presence of left ventricular hypertrophy is often associated with ST-segment changes at rest or during exercise.
These changes contribute to the reduced specificity of the
ST-segment response in this setting when the presence of
significant coronary disease is being considered.4 This clinical reality has limited the use the exercise ECG in patients
with HCM for this purpose. Imaging has generally been used
218
Circulation
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to make up for this deficiency. Suffice it to say that the
purpose of this discussion is not to review the pros and cons
of various imaging modalities in this respect. The ACC/ESC
consensus document from 20035 suggests that when coronary
artery disease is suspected, coronary angiography may be the
preferred approach. However, if exercise testing is used for other
purposes as noted earlier, a simultaneous assessment for coronary disease, especially in an at-risk patient, is appropriate.
Assuming that an exercise test with imaging is being
performed in a patient with HCM to assess for an inducible
outflow tract gradient and/or an abnormal blood pressure
response, are there any non–ST-segment ECG parameters
worthy of consideration? Previously, exercise-induced QRS
duration changes have been identified as a potential marker of
ischemia.17 Recently, Cantor et al18 retrospectively studied 68
patients with HCM defined as left ventricular hypertrophy
(15-mm wall thickness) of unknown origin without a resting
outflow tract gradient. Using a computerized method incorporating an optical scanner, they assessed the change in QRS
duration during treadmill exercise. A QRS duration change of
3 ms was considered abnormal. Their reference standard was
coronary angiography, with a lesion ⬎70% considered coronary disease. The prevalence of coronary disease with a more
restrictive standard was intermediate at 45%. The sensitivity
and specificity of a QRS change were 82% and 75%,
respectively. This yielded a positive predictive value of 88%.
They also considered ST-segment depression but considered
a more specific level of abnormality at ⱖ2.5 mm of depression. As expected, the performance characteristics of ST
depression were poor. The mean abnormal QRS response was
21⫾15 ms, suggesting that even without an optical scanner,
these changes could be detected by visual inspection of
signal-averaged complexes. To date, no comparisons of this
method with imaging methods or in patients with obstructive
HCM have been undertaken.
Summary
Exercise testing in patients with HCM and no significant
resting outflow track gradient, ie, ⬍30 mm Hg, appears to be
safe and useful for uncovering an exercise-induced gradient.
A positive response indicates obstructive rather than nonobstructive HCM. In addition, careful assessment of the blood
pressure response can contribute to assigning patients to
low-risk or higher-risk cohorts. See Table 1 for a summary of
exercise testing utility.
Valvular Heart Disease
The role of exercise testing in patients with valvular heart
disease is best exemplified in currently available valvular
heart disease guidelines from the AHA/ACC last updated in
2008.19 Frequently, exercise testing is combined with echocardiography, radionuclide angiography, and cardiac catheterization to assess structural and physiological responses.
The combination is commonly applied in situations in which
symptoms are difficult to assess, ie, when no symptoms are
reported or when symptoms are atypical. The parameter most
frequently considered in this respect is exercise capacity,
especially in sedentary patients who may be underreporting
their symptoms. The exercise ECG is generally unreliable in
Table 1.
Treadmill Exercise Test and HCM
Exercise-related BP assessment
Abnormal BP response using Bruce or modified Bruce protocols
⬍20 mm Hg rise from baseline or
⬎20 mm Hg fall from peak
Especially useful in those ⬍50 y of age
Normal BP response suggests lower risk
Abnormal BP response requires further stratification
Supplemental Doppler echocardiography
Purpose: to detect exercise-induced aortic outflow tract gradient
Qualifying baseline: resting or post-Valsalva peak gradient ⬍30 mm Hg
Presence of exercise-induced gradient ⬎30 mm Hg peak would redefine
HCM as obstructive
BP indicates blood pressure.
this group related to the presence of underlying ventricular
hypertrophy and the attendant ST-segment changes that
occur. This is particularly true when coronary artery disease
is being considered in those patients.
Exercise testing also has a role in patients with valvular
heart disease who wish to participate in competitive athletic
activity.20 For mitral stenosis, the exercise test alone is
secondary to the results of supplemental imaging results. The
degree of allowance to participate in athletic activity depends
on the mitral stenosis severity and the peak pulmonary artery
systolic pressure response to exercise, ie, ⬍50 mm Hg. On
the other hand, participation with mitral regurgitation depends principally on resting parameters with no consideration
of exercise data. For those with no more than moderate aortic
stenosis and any aortic regurgitation associated with moderate left ventricular enlargement (60 to 65 mm), exercise
testing is used in the following manner. Participation in low
and moderate dynamic sports is allowed if exercise testing to
at least the level of activity achieved in competition demonstrates no symptoms or ventricular arrhythmias. In addition,
those with moderate aortic stenosis should not demonstrate
exercise-related ST depression or an abnormal blood pressure
response. For further details on each case, consult the
Bethesda 36th Conference recommendations.20
Aortic Stenosis
There is universal agreement that exercise testing is absolutely contraindicated in patients with symptomatic severe
valvular aortic stenosis.4,19 Exercise testing in aortic stenosis
has been discussed for many years.21 However, exercise
testing has found a role in 2 specific scenarios: the evaluation
of asymptomatic patients with severe acquired valvular aortic
stenosis and the evaluation of moderate to severe congenital
valvular aortic stenosis.
The first scenario is in asymptomatic patients with severe
aortic stenosis for the purpose of inducing symptoms or an
abnormal blood pressure response (Class IIb, Level of Evidence B). The Class IIb indication clearly places it in the
“may be considered” category. The Level of Evidence of B
indicates support beyond clinical consensus and limited
clinical data. The intent is to provide a basis for a recommendation for valve replacement in patients who do not report
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any of the expected symptoms of severe aortic stenosis.
Customary practice is to defer aortic valve replacement until
symptoms develop. However, some patients with asymptomatic severe aortic stenosis who do not undergo early aortic
valve replacement are still at increased short- and later-term
risk.22,23 As a means to review the data that support this
indication, 3 recent articles are discussed that focus on a
review of the use of exercise testing in patients with asymptomatic severe valvular aortic stenosis who do not have
extracardiac limiters of exercise and who have no contraindications to aortic valve replacement.24 –26
Awais and Bach24 provide an analysis of 5 prior studies
that include 394 patients. None of the patients experienced
any serious complication from the exercise test. Follow-up
after the exercise test was for a minimum of 1 year. They
concluded in their analysis that exercise testing in this setting
was both safe and predictive of clinical outcome. The former
conclusion is based on the absence of serious morbidity in a
controlled environment that will push the patients farther than
they might exercise on their own or at least as hard as they
might exercise in the future. The latter of these conclusions
speaks mainly to the favorable outcome of those with normal
or appropriate exercise test responses. The absence of limiting dyspnea or fatigue at levels below those predicted by age
and gender, any angina or dizziness, an abnormal blood
pressure response, ST depression ⬎2 mm, and complex
ventricular ectopy provides a reasonable basis for continuing
to follow up the patient.
Ennezat et al25 reviewed 5 exercise test studies (4 studies
also reviewed by Awais and Bach24) and reached similar
conclusions. However, they also reviewed 8 studies that
included exercise echocardiographic data from 512 patients.
They again found that the exercise evaluation was safe.
Specific consideration of available echocardiographic data
goes beyond the intent of this review. However, in experienced hands, if exercise testing is undertaken and echocardiographic imaging is added, the echocardiographic imaging
may provide important information on residual aortic valve
compliance and left ventricular contractile reserve.
Finally, Rafique et al26 performed an analysis of 7 available
studies including 491 patients to address the prognostic value
of exercise testing in asymptomatic severe aortic stenosis.
They included many of the same studies considered by the
previous 2 articles.24,25 Rather than a simple clinical overview, they performed a pooled meta-analysis. Sudden death
was a considered end point for analysis in four of the studies.
The average follow-up in these sudden death studies was ⬇1
year. In addition, they considered other adverse cardiac
events defined rather broadly that included angina, dyspnea,
acute heart failure, and symptoms requiring aortic valve
replacement. No sudden cardiac death occurred in those with
normal exercise test responses, whereas 5% of those with
abnormal exercise test responses had sudden cardiac death.
They found a strong statistical association between normal
stress test results and the absence of adverse cardiac events
(odds ratio, 0.12; 95% confidence interval, 0.07 to 0.21).
For practical purposes, exercise testing in this scenario
should be performed only in those with severe aortic stenosis
with no reported symptoms or symptoms that are equivocal at
Exercise Testing
219
worse such that aortic valve surgery is not indicated on that
basis. Patients should have no extracardiac factors that limit
exercise, and they should not have contraindications to aortic
valve replacement. Protocols less intense than the standard
Bruce protocol should be used especially in elderly or
untrained individuals. The standard and familiar Bruce protocol can be modified with 1 to 2 warm-up stages for use in
patients who might manifest an earlier-than-anticipated adverse response. Special emphasis should be placed on the
minute-by-minute blood pressure response, patient symptoms, and heart rhythm. Exercise should be terminated for
limiting dyspnea and fatigue, any angina or dizziness,
⬎2-mm ST depression, any decrease in systolic blood pressure, and complex ventricular ectopy. Except for limiting
dyspnea and fatigue, all of these responses should be considered abnormal responses, placing the patient in a higher-risk
group. Limiting dyspnea and fatigue have to be interpreted
carefully according to what is appropriate for age- and
gender-based expectations.27 If possible, termination should
include a 2-minute cool-down walk at a lower workload and
avoidance of the supine position to obviate acute left ventricular volume overload.
The second scenario is in young or adolescent patients with
congenital aortic stenosis with moderate to severe aortic
stenosis defined as a mean Doppler gradient ⬎30 mm Hg or
a peak Doppler gradient ⬎50 mm Hg (Class IIa, Level of
Evidence C). The Class IIa indication places it in the “it is
reasonable to consider” category. The Level of Evidence C
indicates no support beyond clinical consensus and limited
clinical data. The literature referenced in these guidelines is
actually quite old.28 –30 The purposes in this specific scenario
are to provide advice for patients wishing to participate in
athletic activities and to evaluate patients with disparate
clinical and Doppler findings. The intent here appears to be to
provide a basis for the recommendation to avoid competitive
physical athletics as defined by the Bethesda 36th Conference20 or for valve replacement/valvuloplasty in patients who
do not report any of the expected symptoms of significant
aortic stenosis.
In summary, exercise testing appears to be safe and useful
for identifying patients with asymptomatic severe acquired
valvular aortic stenosis who are at higher risk and who might
benefit from valve replacement surgery before the onset of
symptoms. See Table 2 for a summary of exercise test utility
in this scenario. In addition, patients with moderate to severe
congenital aortic valvular stenosis can undergo exercise testing
concerning decisions relating to disparate clinical and noninvasive findings and participation in competitive athletics.
Aortic Regurgitation
Echocardiographic and, to some extent, scintigraphic imaging
plays a major role in the management of chronic aortic
regurgitation. According to the ACC/AHA valvular heart
disease guidelines,19 exercise testing without imaging has
been incorporated into the recommended testing for chronic
aortic regurgitation for the following specific clinical scenario carrying a Class IIa indication: to assess functional
capacity and symptom response in patients with equivocal
symptoms with chronic severe aortic regurgitation (Level of
220
Circulation
January 18, 2011
Table 2. Treadmill Exercise Testing in Acquired Aortic Stenosis
Appropriate patients
Asymptomatic or equivocally symptomatic severe valvular aortic stenosis,
ie, mean aortic valve gradient ⬎40 mm Hg and/or valve area ⬍1 cm2
Able to perform treadmill exercise
No contraindications to aortic valve surgery
Treadmill specifics
Modified Bruce protocol with less intense early stages
Minute-by-minute BP assessment
Cool-down walk without supine recovery
Normal exercise response
Predicts absence of stenosis-related symptoms and death for 1 y
Early valve surgery can be delayed
Normal BP response
No decrease from baseline
Exercise-associated increase of ⬎20 mm Hg
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Fall ⬍10 mm Hg from peak
⬍2-mm ST depression from baseline
No angina or dizziness
No complex ventricular ectopy
Age-appropriate exercise capacity
BP indicates blood pressure. Any abnormality would suggest a patient
appropriate for early valve surgery.
Evidence B). This is much the same rationale as with
asymptomatic severe aortic stenosis. If unequivocal symptoms are provoked, ie, dyspnea at an unexpectedly low
workload, valve surgery is usually indicated (Class I).
Mitral Stenosis
According to the ACC/AHA guidelines,19 exercise testing has
been incorporated into the recommended testing for mitral
stenosis for the following 2 specific clinical scenarios, both of
which carry a strength or Level of Evidence C indicating that
clinical consensus and not clinical data form the basis for
these recommendations.
1. Patients who are asymptomatic with moderate to severe
mitral stenosis with resting pulmonary artery pressure
⬍50 mm Hg who are potential candidates for balloon valvotomy. These patients would generally be sedentary patients
and would qualify for balloon valvotomy if they had exerciseinduced pulmonary systolic pressure ⬎60 mm Hg (Class I) in
addition to their poor exercise tolerance.
Patients who are symptomatic with mild mitral stenosis
(valve area ⬎1.5 cm2) and who are potential candidates for
balloon valvotomy. These patients would appear to have
symptoms out of proportion to their resting mitral valve area.
They would qualify for balloon valvotomy if they develop
abnormal exercise hemodynamic responses defined as pulmonary systolic pressure ⬎60 mm Hg, pulmonary wedge
pressure ⬎25 mm Hg, or mean mitral valve gradient
⬎15 mm Hg (Class IIb).
Both of these scenarios require hemodynamic testing
during exercise as written. However, although the former
scenario could use treadmill exercise and Doppler echocar-
diography,31–33 there is little role for the exercise treadmill
test alone, as was noted for aortic stenosis.
Mitral Regurgitation
According to the ACC/AHA guidelines, exercise testing has
been incorporated into the recommended testing for chronic
mitral regurgitation for the following specific clinical scenario: Exercise Doppler echocardiography is reasonable in
asymptomatic severe mitral regurgitation to assess exercise
tolerance and the effects of exercise on pulmonary artery
pressure and mitral regurgitation severity. Mitral valve surgery is reasonable with preserved left ventricular function and
pulmonary hypertension (pulmonary artery systolic pressure
⬎50 mm Hg at rest or ⬎60 mm Hg with exercise) (Class IIa,
level of evidence C). As with mitral and aortic valve lesions
discussed previously, exercise testing can have a role in
sedentary patients or those who are poor historians to document both their poor exercise tolerance and abnormal pulmonary pressure responses. Serial exercise testing could also be
used to supplement the standard clinical evaluation.
Summary
In patients with valvular heart disease, exercise testing
without imaging is most useful in patients with asymptomatic
severe valvular (acquired or congenital) aortic stenosis. In
other forms of valvular heart disease, exercise testing generally plays a role when combined with noninvasive imaging.
Arrhythmias
The ACC/AHA exercise test guidelines from 20024 outline a
list of clinical scenarios in which exercise testing should
(Class I) and should not (Class III) be performed. The only
scenario in which exercise testing was not recommended was
in the evaluation of young patients with isolated ectopic
beats. However, the 2005 Bethesda 36th Conference and the
ESC consensus on eligibility recommendations for competitive athletes with cardiovascular abnormalities34 suggest that
exercise testing is appropriate in this setting in young people
with ventricular ectopic beats. The ACC/AHA guidelines also
make an exception for isolated ectopic beats of ventricular
origin in middle-aged patients without other evidence of
coronary artery disease. Here, they allow a Class IIb indication for exercise testing (Level of Evidence C). Therefore,
after careful clinical consideration, there are no absolute
Class III designations.
Class I indications included use with rate-adaptive pacemakers (see later discussion) and use in patients with congenital complete heart block who are considering participation in increased physical activity or competitive sports. The
Bethesda 36th Conference in 200520 concurs with this recommendation. In fact, this indication is expanded to any
significant cardiac arrhythmia or ECG prearrhythmic marker
of risk in a competitive athlete. As per the ACC/AHA
exercise test guidelines,4 these prearrhythmic markers include
prolonged first-degree atrioventricular block, type I seconddegree Wenckebach atrioventricular block, left bundlebranch block, and right bundle-branch block (Class IIb).
The ACC/AHA exercise test guidelines from 20024 also
delineate 3 Class IIa indications for exercise testing with
Morise
heart rhythm disorders. The first is for the evaluation of
patients with known or suspected exercise-induced arrhythmias. The second is for the evaluation of medical, surgical, or
ablative therapy in patients with exercise-induced arrhythmias (including atrial fibrillation). The third concerns the use
of T-wave alternans to improve the diagnosis and risk
stratification of patients with ventricular arrhythmias or
patients at risk for developing life-threatening ventricular
arrhythmias (Level of Evidence A). The first of these requires
no further discussion because it makes good clinical sense.
The second and third require further discussion.
Atrial Fibrillation
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The atrial fibrillation guidelines35 present a broad recommendation concerning exercise testing. They state that exercise
testing should be performed for 2 specific scenarios: 1) if
myocardial ischemia is suspected and before initiating Class
IC antiarrhythmic drug therapy and 2) to study the adequacy
of rate control across a full spectrum of activity in patients
with persistent or permanent atrial fibrillation.
Concerning the first scenario, no specific reference was
provided, implying that this is a general consensus recommendation. In addition, after Class IC drugs are initiated,
exercise testing may help detect QRS widening (should not
exceed 50%) that occurs only at rapid heart rates.
Concerning the second scenario, no standard method for
assessment of heart rate control has been established to guide
management of atrial fibrillation patients. Criteria for rate
control vary with patient age but usually involve achieving
ventricular rates between 90 and 115 bpm during moderate
exercise.
Ventricular Arrhythmias
Regarding the evaluation of therapies in patients with
exercise-induced ventricular arrhythmias, initial consideration will be given to the ACC/AHA/ESC 2006 guidelines for
ventricular arrhythmias.36 Within these guidelines are specific
recommendations for the use of exercise testing.
However, before this discussion, some consideration of the
safety of exercise testing in these patients at risk for ventricular arrhythmias is appropriate. In 1984, Young et al37
reported on 263 patients with either a history of ventricular
fibrillation or hemodynamically compromising ventricular
tachycardia (74%) or ventricular tachycardia in the setting of
either a myocardial infarction or poor ventricular function
(26%). A total of 1377 exercise tests were accomplished.
Exercise test–related complications were defined as the occurrence of ventricular fibrillation, ventricular tachycardia, or
bradycardia requiring immediate medical treatment. These
arrhythmic complications were seen in 24 patients (9.1%)
during 32 exercise tests (2.3%). These complications were
not affected by the presence of antiarrhythmic therapy.
Perhaps a tribute to the care provided to these patients, there
were no deaths, infarctions, or other morbidity. These statistics were compared with a reference population of 3444
cardiac patients without an arrhythmic history who underwent 8221 exercise tests. Arrhythmic complications were
seen in 4 patients (0.12%) during 4 exercise tests (0.05%)
with no deaths or significant morbidity. In addition, Young et
Exercise Testing
221
al found that the expected predictors of complications were
not predictive. These included poor left ventricular function,
high-grade ventricular arrhythmias before or during exercise,
exertional hypotension, and ST depression. Although these
statistics indicate that exercise testing in this high-risk cohort
is not a low-risk endeavor, an exercise test may still be
considered because “it is better to expose arrhythmias and
risk under controlled circumstances.”36
The first indication in patients with documented or suspected ventricular arrhythmias is in adult patients with
ventricular arrhythmias who have an intermediate or greater
pretest probability of coronary disease. The purpose is to
provoke ischemic changes or ventricular arrhythmias (Level
of Evidence B). It has previously been demonstrated that
exercise-induced ventricular ectopic beats increase the likelihood of future cardiac death.38,39 These included ectopic
beats that occurred primarily in recovery from exercise.
However, further refinement of this observation has been
reported recently by Eckart et al,40 who compared a group of
585 patients with exercise-induced ventricular ectopic beats
and a group of 2340 patients without ectopic beats. They
matched the study group in a 4:1 ratio with the control group
for age, sex, and risk factors. Over the 2 years of follow-up,
they found that right bundle-branch block morphology ectopic beats were associated with increased mortality and left
bundle-branch block morphology beats were not.
The other major indication in this setting is in patients with
known or suspected exercise-induced ventricular arrhythmias, including catecholaminergic ventricular tachycardia, to
provoke the arrhythmia, achieve a diagnosis, and determine
the patient’s response to tachycardia (Level of Evidence B).
First recognized in 1975,41,42 catecholaminergic polymorphic
ventricular tachycardia is a disorder that occurs in genetically
predisposed individuals. Catecholaminergic polymorphic
ventricular tachycardia symptoms are most prevalent when
the individual is subjected to intense emotional or physical
stress. Catecholaminergic polymorphic ventricular
tachycardia can elude the usual initial methods of heart
examination such as the resting ECG and echocardiogram.
There is no obvious structural heart disease and a normal
resting ECG including a normal QT interval. However, a
specific therapy, ␤-adrenergic blockade, can be lifesaving.
The arrhythmia is frequently not inducible with programmed
electric stimulation43 and nearly always is inducible by a
maximal exercise test.44,45 The arrhythmias generally appear
above heart rates of 120 to 130 bpm, beginning with ventricular premature beats, progressing to nonsustained ventricular
tachycardia, and eventually manifesting as a bidirectional or
polymorphic ventricular tachycardia.46 In situations when the
long-QT syndrome is suspected, exercise testing can be safely
performed given that long-QT syndrome patients usually do
not develop arrhythmias during exercise.44,47 In addition,
changes in the QT interval with exercise can be useful in
identifying and risk stratifying patients with the long-QT
syndrome.47,48 In these same patients with exercise-induced
ventricular arrhythmias, exercise testing carries a Class IIa
indication for evaluating the response to medical therapy or
ablation with a Level of Evidence B.36,49,50 Although arrhythmias and sudden cardiac death can occur during exercise in
222
Circulation
January 18, 2011
patients with arrhythmogenic right ventricular cardiomyopathy, exercise testing has no significant role in the management of these patients.
T-Wave Alternans
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As the guideline suggests, the patients who could benefit
from the application of T-wave alternans technology are
those either with ventricular arrhythmias or at risk for
developing life-threatening ventricular arrhythmias. This
method measures the microvolt fluctuation of the amplitude
of the T wave that alternates every other beat. It is usually
assessed during exercise testing or atrial pacing.
A meta-analysis of 19 prospective studies51 including 2608
patients derived from a wide range of populations demonstrated low positive (19%) and high negative (97%) predictive values for predicting arrhythmic events. This meta-analysis noted no difference between ischemic and nonischemic
populations. It also noted that the positive predictive value
varied according to the population studied. Most important, it
pointed out that the incremental prognostic value of T-wave
alternans when used with other methods of risk stratification
is unclear.
The Finns have studied this in a general exercise test
population of 1037 patients yielding adjusted relative risks
for sudden cardiac death of 7.4 (95% confidence interval, 2.8
to 19.4; P⬍0.001), for cardiovascular mortality of 6.0 (95%
confidence interval, 2.8 to 12.8; P⬍0.001), and for death
resulting from any cause of 3.3 (95% confidence interval, 1.8
to 6.3; P⫽0.001).52 When applying cut points for decision
making, they found high negative predictive values (95% to
99%) but very low positive predictive values (8% to 15%).
Therefore, a negative study would be reassuring, but a
positive study would mean that more stratification was
necessary.
A more recent report53 explored the ability of post–
exercise test measurements of T-wave alternans using an
approach called the modified moving average method. In a
total population of 1003 patients derived from Finnish and
Canadian cohorts, this report demonstrated much the same
findings as the prior study, ie, very high negative and very
low positive predictive values for predicting cardiovascular
and all-cause mortality. It found that different cut points were
suitable for patients with differing pretest risk.
Recent studies have investigated the potential role of
T-wave alternans in identifying patients who would benefit
from the placement of an implantable cardioverterdefibrillator.54,55 An initial prospective multicenter trial54 was
conducted in 575 patients who qualified for an implantable
defibrillator according to Multicenter Automatic Defibrillator
Implantation Trial II (MADIT II) criteria. The end point of
interest was how well microvolt T-wave alternans predicted
the occurrence of significant ventricular tachyarrhythmias,
defined as either sudden cardiac death or an appropriate
defibrillator discharge. This end point occurred in 48 of 361
(13%) T-wave alternans–nonnegative (positive and indeterminant) and 22 of 214 (10%) T-wave alternans–negative
patients (hazard ratio, 1.26; 95% confidence interval, 0.76 to
2.09; P⫽0.37). Therefore, T-wave alternans was not predic-
tive of the occurrence of ventricular tachyarrhythmias in this
population.
A subsequent prospective multicenter trial55 was conducted
in 566 patients with ischemic cardiomyopathy (ejection
fraction ⬍40%) and nonsustained ventricular tachycardia.
Patients were tested with both T-wave alternans and electrophysiological studies. If either test was abnormal, the patient
was given a defibrillator. End points were sudden cardiac
death or appropriate defibrillator discharges at 1 year. This
analysis revealed that T-wave alternans achieved 1-year
positive (9%) and negative (95%) predictive values that were
comparable to the electrophysiological studies (11% and
95%, respectively).
Feld and Clopton56 offer a thoughtful analysis of the
current value of T-wave alternans that gives pause to the
Class IIa recommendation provided by the ACC/AHA guidelines. In what sense is it “reasonable to use T-wave alternans
to improve the diagnosis and risk stratification of patients
with ventricular arrhythmias or who are at risk for developing
life- threatening ventricular arrhythmias”36? It is well and
good to be able to predict the presence or the absence of a
cardiac event, but it is another thing to demonstrate that that
predictability led to a therapy that improved patient outcomes
or effectively reduced the inappropriate use of a particular
therapy. Its strong negative predictive value would suggest
that T-wave alternans could play a role in deciding who
would not benefit from defibrillator placement. T-wave
alternans should continue to be studied and included in trials
to better define its role.
Pacemakers
This section will not deal with the use of exercise testing
concerning the selection of pacemakers. Rather, it will deal
with the use of exercise testing in patients with already
implanted pacemakers. The latest 2002 ACC/AHA guidelines4 for exercise testing endorse the use of exercise testing
in patients with rate-adaptive pacemakers (Class I) to finetune or maximize the physiological response and exercise
capacity. However, the 2008 guidelines for device-based
treatment of cardiac arrhythmias57 do not even mention the
use of exercise testing to optimize the function of implanted
pacemakers. This discrepancy raises a practical question.
Despite the endorsement of exercise testing in patients with
rate-adaptive pacemakers,4 do pacemaker physicians actually
use exercise testing in rate-adaptive pacemaker clinical decision making57?
Rate-adaptive pacemakers were developed to overcome
chronotropic incompetence in which the heart rate is inadequate to support the cardiac circulation, producing symptoms
such as syncope, near syncope, or fatigue. Exercise testing
has been used to define the normal chronotropic response in
humans.58 To date, however, no standardized protocol has
emerged to guide the pacemaker physician in selecting the
appropriate heart rate ranges for usual physical activity.57
This is true despite the fact that nominal or factory settings
may be inadequate for many patients. Recently, Shaber et al59
have suggested a method using a nonmotorized treadmill to
test the adequacy of the rate-adaptive heart rate response.
Their protocol used both easy and rapid walking. They
Morise
Table 3. Indications for Exercise Testing With Known or
Suspected Arrhythmias
Class I
Class IIa
Assessment of rate-adaptive pacemakers
(heart rate response)
Congenital complete heart block in patients
considering increased physical activity or
competitive sports (heart rate response)
None.
Known or suspected exercise-induced arrhythmias
(arrhythmia provocation)
Evaluation of atrial fibrillation
Suspected myocardial ischemia and before
intracoronary antiarrhythmic therapy (ST depression)
Assessment of adequacy of rate control
(heart rate response)
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T-wave alternans for diagnosis and risk stratification
(T-wave alternans)
Isolated ventricular ectopic beats in middle-aged
patients without evidence of coronary disease
(recovery and right bundle-branch morphology)
Any significant cardiac arrhythmia or ECG
prearrhythmic marker of risk (heart rate response)
Class III
223
risk. In addition, exercise testing can be useful in assessing
the response to medical or ablation therapy. Table 3 summarizes the indications for the standard exercise test with
arrhythmias and the specific exercise test parameter to follow.
Evaluation of medical, surgical, and ablation therapy
in patients with exercise-induced arrhythmias
(arrhythmia suppression)
Class IIb
Exercise Testing
None
Item in parentheses indicate exercise test parameter to follow.
compared patients with both rate-adaptive and non–rateadaptive pacemakers and those with other noncardiac medical
comorbidities and normal control subjects. They found that
those with rate-adaptive pacemakers had chronotropic responses similar to those with non–rate-adaptive pacemakers.
Both of these groups had substantially lower responses than
the other 2 control nonpaced groups. Although there are no
long-term studies to validate this method, it could serve as a
practical model for establishing an individual patient’s rateadaptive response from which further adjustments in the
pacemaker sensitivity and responsiveness could be made to
provide more appropriate exercise heart rate responses.
Therefore, exercise testing should play a role with rateadaptive pacemakers when exercise intolerance is not completely relieved by factory settings or empirical adjustments.
This would be especially true in patients who are involved in
significant physical activities or athletic participation.
Summary
In patients with arrhythmias, exercise testing without imaging
is most useful in the following settings. In patients with
permanent atrial fibrillation, exercise testing can be used to
assess the adequacy of heart rate control. In nonpermanent
forms of atrial fibrillation when a Class IC antiarrhythmic
drug is to be initiated, exercise testing has a role in those with
suspected ischemia. Exercise testing also has a role in patients
with ventricular arrhythmias at rest and an intermediate or
greater likelihood of coronary disease, as well as in those with
known or suspected exercise-induced ventricular arrhythmias. This latter group would include patients with catecholaminergic polymorphic ventricular tachycardia to define the
diagnosis and those with the long-QT syndrome to stratify
Disclosures
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Circulation. 2011;123:216-225
doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.109.914762
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Ejercicio en la enfermedad cardiovascular
Pruebas de esfuerzo en cardiopatías no ateroscleróticas
Miocardiopatía hipertrófica, valvulopatías y arritmias
Anthony P. Morise, MD
L
as pruebas de esfuerzo aparecieron por primera vez en la
literatura médica en 19381. Desde entonces, las pruebas
de esfuerzo han ocupado un reconocido lugar en el arsenal de
pruebas diagnósticas de que dispone el médico para evaluar a
los pacientes con una enfermedad coronaria conocida o sospechada. En la práctica clínica, la aplicación de las pruebas de
esfuerzo se combina a menudo con el uso de técnicas de imagen. Esto se refleja en los criterios recientemente introducidos
para el uso apropiado de las imágenes de perfusión miocárdica
y la ecocardiografía de estrés2,3. Sin embargo, las pruebas de
esfuerzo utilizadas de forma aislada, sin técnicas de imagen,
continúan siendo útiles en pacientes adecuadamente seleccionados. La versión más reciente de las guías de American College of Cardiology/American Heart Association (ACC/AHA)
en relación con las pruebas de esfuerzo está dominada por su
aplicación en las evaluaciones diagnósticas y pronósticas de la
enfermedad coronaria aterosclerótica4. Se hace menos énfasis
en las aplicaciones relativas a la miocardiopatía hipertrófica (MCH), valvulopatías cardíacas y arritmias, incluidos los
marcapasos, las cuales se tratan en esta revisión.
un 23%. Las complicaciones mayores consistieron en taquicardia ventricular sostenida, con necesidad de cardioversión
eléctrica en 1 paciente. Las complicaciones menores consistieron en dolor torácico leve (10,2%), dolor torácico intenso
(1,5%), arritmias auriculares no sostenidas de nueva aparición
(3,0%), arritmias ventriculares no sostenidas (4,2%) y presíncope (12,9%). Ningún paciente sufrió un síncope. Un paciente
presentó una preexcitación ventricular compatible con un síndrome de Wolff-Parkinson-White no detectado anteriormente. La presión arterial disminuyó en < 20 mmHg en el 7,6%
y en > 20 mmHg en el 6,1%. Los pacientes con eventos menores presentaron unos gradientes post-ejercicio mayores que
los pacientes sin eventos menores.
Hay 3 situaciones clínicas en las que las pruebas de esfuerzo parecen tener utilidad clínica en los pacientes con MCH:
Detección de la presencia de una obstrucción en el tracto de
salida en los pacientes sin gradiente en reposo, detección de
la presencia de un indicador de alto riesgo consistente en disfunción miocárdica inducida por el ejercicio, la cual se pone
de manifiesto a través de una respuesta anormal de la presión
arterial, e identificación de los pacientes con una enfermedad
coronaria coexistente. El primero y el tercero de estos casos
requieren una prueba de esfuerzo con técnicas de imagen. Tan
solo en la segunda situación es útil la prueba de esfuerzo sin
técnicas de imagen.
Miocardiopatía hipertrófica
En la última versión de las guías de ACC/AHA para las pruebas de esfuerzo publicadas en 20024, la MCH consta como
una contraindicación relativa. Sin embargo, en el documento
de consenso de expertos de ACC/European Society of Cardiology (ESC) sobre la miocardiopatía hipertrófica publicado en
20035, la respuesta anormal de la presión arterial sistólica al
ejercicio se enumera entre los factores de riesgo para la muerte súbita cardíaca en la MCH.
Las guías para la realización de pruebas de esfuerzo plantean la cuestión de la seguridad de estas exploraciones. La
cuestión se ha abordado en varias series publicadas. El grupo de la University of Minnesota6 ha realizado pruebas de
esfuerzo en más de 3.000 pacientes con MCH a lo largo de
un periodo de 10 años, con tan solo 1 evento potencialmente
mortal, es decir, una taquicardia ventricular sostenida inducida por el ejercicio, que se interrumpió con éxito mediante
una cardioversión eléctrica. Además, la Cleveland Clinic7, ha
descrito a 263 pacientes con MCH consecutivos en los que se
realizaron pruebas de estrés mediante ejercicio. Se produjeron
complicaciones mayores en un 0,04% y eventos menores en
Obstrucción en el tracto de salida
La MCH es predominantemente una enfermedad obstructiva
del tracto de salida ventricular izquierdo8. La presencia de un
gradiente significativo a nivel subaórtico identifica a un grupo de pacientes con un aumento del riesgo de muerte9 en los
que la reducción septal podría aportar un efecto beneficioso.
Maron y cols.8 estudiaron a 320 pacientes con MCH mediante
ecocardiografías en reposo. Se observaron gradientes en reposo superiores a 50 mmHg en el 38%. En estos pacientes no se
realizaron pruebas de esfuerzo. En el 62% restante, la media
de los gradientes máximos en reposo fue de 4±9 mmHg. Durante el ejercicio o inmediatamente después de éste, el 33%
desarrollaron gradientes significativos (80±43 mmHg). En
el 30% restante los gradientes inducidos fueron pequeños o
inexistentes (< 30 mmHg). La maniobra de Valsalva infravaloró la obstrucción inducida por el ejercicio. Tan solo un 40%
West Virginia University School of Medicine, Morgantown.
Solicitudes de separatas a Anthony P. Morise, MD, Room 2203, Health Sciences North, West Virginia University School of Medicine, Morgantown,
WV 26506. Correo electrónico amorise@pol.net
(Traducido del inglés: Exercise Testing in Nonatherosclerotic Heart Disease. Hypertrophic Cardiomyopathy, Valvular Heart Disease, and
Arrhythmias. Circulation. 2011;123:216-225.)
© 2011 American Heart Association, Inc.
Circulation se encuentra disponible en http://circ.ahajournals.org DOI:10.1161/CIRCULATIONAHA.110.956490
134
Morise Pruebas de esfuerzo en cardiopatías no ateroscleróticas 135
de los pacientes que presentaron un gradiente significativo inducido por el ejercicio desarrollaron un gradiente > 30 mmHg
con la maniobra de Valsalva. Además, los gradientes significativos inducidos por la maniobra de Valsalva infravaloraron
la magnitud de los gradientes inducidos por el ejercicio. Maron y cols. recomendaron que la ecocardiografía de estrés con
ejercicio formara parte de manera habitual de la evaluación de
los pacientes con MCH sin un gradiente en reposo. Aunque
parece claro que la obstrucción a nivel de tracto de salida en
reposo en la MCH se asocia a un pronóstico adverso10, no está
tan claro que el gradiente inducido por el ejercicio se asocie
a un pronóstico similar. No obstante, la presencia de un gradiente significativo tan solo durante el ejercicio hace que se
considere que un paciente presenta una MCH obstructiva en
vez de no obstructiva.
Respuesta de la presión arterial
Según el documento de consenso sobre la MCH5, una respuesta anormal de la presión arterial constituye un factor de
riesgo para la muerte súbita cardíaca en la MCH. Esta respuesta anormal se definió como una respuesta atenuada o especialmente hipotensa, indicativa de una inestabilidad hemodinámica durante el ejercicio máximo en posición erguida, en
cinta sin fin o en bicicleta. Se consideró que tenía mayor valor
predictivo en los pacientes de edad < 50 años. Los pacientes
se clasificaban como de riesgo bajo si presentaban 8 características, entre las que había una respuesta normal de la presión
arterial al ejercicio.
Uno de los primeros estudios en una cohorte amplia de 129
pacientes con MCH, publicado por Frenneaux y cols.11, identificó 4 patrones de respuesta de la presión arterial al ejercicio.
Una tercera parte presentaron una hipotensión significativa
con el ejercicio, es decir, o bien una reducción continua de
la presión sistólica desde el inicio del ejercicio (12% o 4%
de todo el grupo) o bien una caída brusca de la presión sistólica respecto al valor máximo (88% o 29% de todo el grupo).
Aproximadamente una quinta parte del grupo presentó una
respuesta de presión arterial normal durante el ejercicio, pero
con una respuesta anormal durante la recuperación, definida
por una caída rápida inicial en la fase precoz de la recuperación y un aumento posterior de al menos 10 mmHg respecto al
valor mínimo. En el 50% restante hubo una respuesta normal
de la presión arterial. Frenneaux y cols. observaron que la hipotensión con el ejercicio se asociaba con mayor frecuencia
con pacientes de menor edad, es decir, < 35 años, y con los
que tenían antecedentes familiares de MCH y muerte súbita.
En este estudio no se presentaron datos de seguimiento.
Este mismo grupo de investigadores presentó posteriormente12 datos sobre un grupo de 161 pacientes con MCH
de edades comprendidas entre 8 y 40 años. Se observó una
respuesta anormal de la presión arterial, definida como una
respuesta hipotensora o plana, en el 37% de los casos. Tras
un seguimiento de casi 4 años, se produjo una muerte súbita cardíaca en 12 pacientes, 9 de los cuales presentaron una
respuesta anormal de la presión arterial. El valor predictivo
negativo para la muerte súbita cardíaca fue del 97%, mientras que el valor predictivo positivo fue de tan solo un 15%.
En consecuencia, aunque una respuesta normal de la presión
arterial puede resultar tranquilizadora, la respuesta anormal
solamente sitúa al paciente en una cohorte de alto riesgo. Ello
implica que se hace necesaria una mayor estratificación más
allá de la respuesta anormal de la presión arterial.
Maki y cols.13 efectuaron un seguimiento de 309 pacientes
con MCH (82% de casos no obstructivos) durante una media de 9 años y evaluaron la capacidad predictiva de diversos
factores clínicos en cuanto a la predicción de la muerte súbita cardíaca (28 pacientes). Estos autores observaron que el
cambio inducido por el ejercicio en la presión arterial sistólica
fue un factor predictivo para la muerte súbita cardíaca. Con el
empleo de un análisis de la curva de características operativas
del receptor, se determinó que el mejor valor de corte para el
cambio de la presión arterial era el de 24 mmHg. De los 62
pacientes con un cambio de la presión arterial < 24 mmHg,
15 presentaron una muerte súbita cardíaca. Con el paso del
tiempo, el pronóstico de los pacientes con un cambio de la
presión arterial < 24 mmHg empeoraba progresivamente, en
comparación con el de los pacientes con un cambio de presión
arterial ≥ 24 mmHg (5 años, 81% frente a 100%; 10 años, 73%
frente a 98%; 15 años, 63% frente a 94%). Los autores observaron también que este cambio de presión arterial tenía mayor
valor predictivo en los pacientes con muerte súbita cardíaca
asociada al ejercicio que en los pacientes con muerte súbita
cardíaca no relacionada con el ejercicio. Estos pacientes eran
de menor edad y presentaban con mayor frecuencia depresiones del segmento ST inducidas por el ejercicio.
Olivotto y cols.14 estudiaron a 126 pacientes con MCH
procedentes de una población no hospitalizada de Italia. En
todos ellos se realizó una prueba ergométrica en bicicleta en
posición erecta, y se efectuó un seguimiento durante casi 5
años, durante los cuales se registraron 9 muertes. Se observó
una respuesta anormal de la presión arterial sistólica, definida como una hipotensión o un aumento < 20 mmHg en el
22% de los casos. El análisis multivariable en un subgrupo
de pacientes de edad < 50 años observó que una respuesta
anormal de la presión arterial constituía un factor predictivo
de la muerte. Sin embargo, como se había observado en un
estudio anterior12, el valor predictivo positivo fue bajo (14%)
a pesar del alto valor predictivo negativo (95%). Esto resalta
las ventajas de una respuesta normal de la presión arterial para
ayudar a definir a los pacientes de riesgo bajo. Sin embargo,
una respuesta anormal de la presión arterial debe motivar una
estratificación más detallada del riesgo.
En dos estudios se ha explorado el mecanismo que subyace en la respuesta anormal de la presión arterial15,16. Ciampi
y cols.15 estudiaron a 43 pacientes italianos con MCH y los
compararon con 14 controles normales. Estos autores utilizaron un método con radioisótopos para determinar la respuesta
volumétrica del ventrículo izquierdo al ejercicio en cinta sin
fin. Se observó una respuesta anormal de la presión arterial
en el 39% de los pacientes con MCH. En comparación con
los controles que presentaron un aumento tanto del volumen
de eyección como de la fracción de eyección con el ejercicio,
los pacientes con MCH presentaron en general una disminución de ambos parámetros. Aunque se produjo una disminución global de la fracción de eyección de manera asociada al
ejercicio en la MCH, los pacientes con una respuesta anormal
de la presión arterial presentaron una reducción superior a la
de los pacientes con una respuesta de presión arterial normal.
136 Circulation Julio, 2011
Sin embargo, la respuesta del volumen de eyección fue muy
diferente en los 2 subgrupos. Los pacientes con una respuesta
de presión arterial normal presentaron un aumento leve del
volumen de eyección, mientras que los pacientes con una respuesta anormal de la presión arterial mostraron una reducción
significativa del volumen de eyección. La disminución de la
resistencia vascular sistémica fue similar en los 3 subgrupos.
Nagata y cols.16 estudiaron a 65 pacientes japoneses con
MCH utilizando una técnica con radioisótopos similar, pero
con una prueba ergométrica realizada con bicicleta en decúbito supino en vez de la práctica de ejercicio en cinta sin fin
en posición erecta. Observaron que tan solo un 11% presentaban una respuesta anormal de la presión arterial. En comparación con los pacientes con una respuesta de presión arterial
normal, los que tenían una respuesta anormal de la presión
arterial mostraron una ausencia de cambios de la fracción de
eyección (en comparación con un aumento), una reducción
del volumen de eyección (en comparación con un aumento), y
un aumento significativo del volumen telesistólico (en comparación con un aumento leve). Nuevamente, se observó una ausencia de diferencias en cuanto a la respuesta de la resistencia
vascular sistémica. Este estudio aportó datos de seguimiento
durante un periodo de hasta 6 años. Aunque no hubo ningún
caso de muerte súbita cardíaca, 4 pacientes presentaron episodios de taquicardia o fibrilación ventricular no mortales. Tres
de estos episodios se produjeron en el grupo con respuesta
anormal de la presión arterial. Esto implicaba un valor predictivo negativo elevado (98%) y un valor predictivo positivo
intermedio (43%).
Diagnóstico de la enfermedad coronaria
La presencia de una hipertrofia ventricular izquierda se asocia
a menudo a alteraciones del segmento ST en reposo o durante el ejercicio. Estos cambios contribuyen a reducir la especificidad de la respuesta del segmento ST en este contexto,
cuando se contempla la posible presencia de una enfermedad
coronaria significativa4. Esta realidad clínica ha limitado el
uso del ECG de esfuerzo en los pacientes con MCH para este
fin. Generalmente se han utilizado técnicas de imagen para
compensar esta deficiencia. Baste decir aquí que el objetivo
de este comentario no es revisar los pros y contras de las diversas técnicas de imagen a este respecto. El documento de
consenso de ACC/ESC de 20035 sugiere que cuando se sospecha una enfermedad coronaria, la angiografía coronaria puede
ser el método preferido. Sin embargo, si se utiliza la prueba de
esfuerzo para otros fines como se ha indicado antes, es apropiada la evaluación simultánea de la posible enfermedad coronaria, especialmente en un paciente de riesgo elevado.
Suponiendo que se realice una prueba de esfuerzo con
técnicas de imagen en un paciente con MCH con objetivo
de valorar un gradiente inducible a nivel de tracto de salida
y/o una respuesta anormal de la presión arterial, ¿hay algún
parámetro del ECG distinto del segmento ST que valga la
pena considerar? Anteriormente se ha identificado que los
cambios en la duración del QRS inducidos por el ejercicio
son un posible marcador de isquemia17. En un reciente estudio
retrospectivo, Cantor y cols.18 examinaron a 68 pacientes con
MCH definida como hipertrofia ventricular izquierda (grosor
de la pared de 15 mm) de origen desconocido, sin presencia
Tabla 1. Pruebas de esfuerzo en cinta sin fin y MCH
Determinación de la PA en relación con el ejercicio
Respuesta anormal de la PA con el empleo del protocolo de Bruce y el protocolo de Bruce modificado
Aumento < 20 mmHg respecto a la situación basal o
caída > 20 mmHg respecto al valor máximo
Especialmente útil en los pacientes de edad < 50 años
Una respuesta de PA normal sugiere un riesgo inferior
Una respuesta de PA anormal requiere una mayor estratificación
Ecocardiografía Doppler complementaria
Objetivo: detectar el gradiente en el tracto de salida aórtico inducido por el ejercicio
Valor basal de cualificación: gradiente máximo en reposo o tras maniobra
de Valsalva < 30 mmHg
La presencia de un gradiente máximo inducido por el ejercicio > 30 mmHg
redefiniría la MCH como obstructiva
PA indica presión arterial.
de gradiente subaórtico, en reposo. Con el empleo de un método informatizado que incorporaba un escáner óptico, estos
autores evaluaron el cambio en la duración del QRS durante
el ejercicio en cinta sin fin. Un cambio de 3 ms en la duración del QRS se consideró anormal. El patrón de referencia
fue la angiografía coronaria, considerando que una lesión >
70% correspondía a una enfermedad coronaria. La prevalencia de la enfermedad coronaria, con un patrón de referencia
más restrictivo fue intermedia, de un 45%. La sensibilidad y
especificidad de un cambio del QRS fueron del 82% y 75%,
respectivamente. Esto comportaba un valor predictivo positivo del 88%. Los autores contemplaron también la depresión
del segmento ST, pero consideraron un nivel más específico
de anomalía con una depresión ≥ 2,5 mm. Tal como se preveía, el rendimiento aportado por la depresión del ST fue bajo.
La media de respuesta anormal del QRS fue de 21±15 ms, lo
cual sugiere que, incluso sin un escáner óptico, estos cambios
podrían detectarse mediante la inspección visual de complejos
de promediación de señal. Hasta la fecha, no se han realizado
comparaciones de este método con técnicas de imagen o en
pacientes con MCH obstructiva.
Resumen
Las pruebas de esfuerzo en pacientes con MCH y sin un
gradiente subaórtico significativo en reposo, es decir, < 30
mmHg, parecen ser seguras y útiles para detectar un gradiente
inducido por el ejercicio. Una respuesta positiva indica una
MCH obstructiva en vez de no obstructiva. Además, una evaluación cuidadosa de la respuesta de presión arterial puede
contribuir a asignar a los pacientes a las cohortes de bajo riesgo o de mayor riesgo. En la Tabla 1 se presenta un resumen de
la utilidad de las pruebas de esfuerzo.
Valvulopatías cardíacas
La mejor información que disponemos en la actualidad, en
relación con el papel de las pruebas de esfuerzo en los pacientes con valvulopatías cardíacas es la procedente de las guías
sobre valvulopatías cardíacas de AHA/ACC, cuya actualización más reciente data de 200819. Con frecuencia se combina
la prueba de esfuerzo con la ecocardiografía, angiografía ra-
Morise Pruebas de esfuerzo en cardiopatías no ateroscleróticas 137
dioisotópica o cateterismo cardiaco para valorar las respuestas
estructurales y fisiológicas. La combinación de estas pruebas
se aplica a menudo en situaciones en las que los síntomas son
difíciles de valorar, es decir, cuando se aprecia una ausencia
de síntomas o cuando éstos son atípicos. El parámetro que
con mayor frecuencia se considera a este respecto es el de
la capacidad de ejercicio, sobre todo en pacientes sedentarios
que pueden notificar sus síntomas de manera insuficiente. El
ECG de esfuerzo suele ser poco fiable en este grupo debido a
la presencia de una hipertrofia ventricular subyacente y a los
cambios que pueden producirse, por tanto, en el segmento ST.
Esto es especialmente cierto cuando se considera la posible
presencia de una enfermedad coronaria en estos pacientes.
Las pruebas de esfuerzo desempeñan también un papel en
los pacientes con valvulopatías cardíacas que desean realizar
una actividad deportiva de competición20 En el caso de la estenosis mitral, la prueba de esfuerzo por sí solo tiene un valor
secundario respecto a los resultados de las técnicas de imagen
complementarias. El grado de autorización para realizar actividades deportivas depende de la severidad de la estenosis
mitral y de la respuesta de presión arterial pulmonar sistólica máxima al ejercicio, es decir, < 50 mmHg. Por otra parte,
la actividad deportiva en pacientes con insuficiencia mitral
depende principalmente de los parámetros obtenidos en reposo, no teniendo en cuenta datos durante el ejercicio. En los
pacientes con una estenosis aórtica no superior a moderada y
con cualquier grado de insuficiencia aórtica asociada a una
dilatación moderada del ventrículo izquierdo (60 a 65 mm), la
prueba de esfuerzo se utiliza del siguiente modo. Se autoriza
la participación en deportes dinámicos de intensidad baja o
moderada si la prueba de esfuerzo con el nivel como mínimo
de la actividad alcanzada en la competición no muestra síntomas, ni arritmias ventriculares. Además, los pacientes con una
estenosis aórtica moderada no deben presentar una respuesta
de depresión del ST relacionada con el ejercicio ni una respuesta anormal de la presión arterial. Para una información
más detallada respecto a cada uno de estos casos, consúltense
las recomendaciones de la Bethesda 36th Conference20.
Estenosis aórtica
Existe un consenso universal respecto a que hay una contraindicación absoluta para realizar pruebas de esfuerzo en pacientes con estenosis aórtica valvular grave sintomática4,19.
Las pruebas de esfuerzo en la estenosis aórtica se han discutido durante muchos años21. Sin embargo, se ha observado
un papel de estas pruebas en dos situaciones específicas: la
evaluación de pacientes asintomáticos con estenosis aórtica
valvular adquirida grave y la evaluación de la estenosis aórtica valvular congénita de moderada a grave.
La primera situación es el de pacientes asintomáticos con
estenosis aórtica severa, con la finalidad de inducir síntomas
o una respuesta anormal de la presión arterial (clase IIb, nivel
de evidencia B). La indicación de clase IIb lo sitúa claramente
en la categoría de “puede considerarse”. El nivel de evidencia
B indica un respaldo que va más allá de consenso clínico y de
unos datos clínicos limitados. Se pretende aportar elementos
para una recomendación de sustitución valvular en los pacientes que no refieren ninguno de los síntomas esperados ante
una estenosis aórtica severa. La práctica habitual consiste en
retrasar la sustitución de la válvula aórtica hasta que aparecen
síntomas. Sin embargo, algunos pacientes con estenosis aórtica grave asintomática a los que no se practica una sustitución
temprana de la válvula aórtica continúan presentando un riesgo elevado a corto y a más largo plazo22,23. Como medio para
examinar los datos que respaldan esta indicación, se comentarán 3 artículos recientes que se centran en la revisión del uso
de las pruebas de esfuerzo en pacientes con estenosis aórtica
valvular grave asintomática en los que no hay limitaciones
extracardiacas para el ejercicio y que no presentan contraindicaciones para la sustitución de la válvula aórtica24–26.
Awais y Bach24 aportan un análisis de 5 estudios previos
que incluyen a 394 pacientes. Ninguno de los pacientes presentó una complicación grave con la prueba de esfuerzo. El
seguimiento tras la prueba de esfuerzo fue de un mínimo de
1 año. En su análisis, los autores llegaron a la conclusión de
que la prueba de esfuerzo en este contexto era segura y tenía
valor predictivo respecto a los resultados clínicos. La primera
de estas conclusiones se basa en la ausencia de morbilidad
grave en un entorno controlado que lleva a los pacientes más
allá del ejercicio que podrían realizar de por sí o al menos en
igual medida del que podrían realizar en el futuro. La segunda
conclusión se refiere principalmente a la evolución favorable
de los pacientes con respuestas normales o apropiadas a la
prueba de esfuerzo. La ausencia de disnea o fatiga limitantes
a niveles inferiores a los esperados según la edad y el sexo, de
cualquier angina o mareo, de una respuesta anormal de la presión arterial, de una depresión del ST > 2 mm y de extrasístoles ventriculares complejas aportan un fundamento razonable
para continuar con el seguimiento del paciente.
Ennezat y cols.25 revisaron 5 estudios de pruebas de esfuerzo (4 estudios revisados también por Awais y Bach24) y llegaron a unas conclusiones similares. Sin embargo, revisaron
también 8 estudios que incluyeron datos de ecocardiografía de
esfuerzo de 512 pacientes. Estos autores observaron nuevamente que la evaluación con ejercicio era segura. La consideración específica de los datos ecocardiográficos existentes va
más allá de los objetivos de la presente revisión. Sin embargo,
en manos experimentadas, si se realiza una prueba de esfuerzo
y se añaden técnicas de imagen ecocardiográficas, estas exploraciones pueden aportar una información importante sobre
la distensibilidad (compliance) residual de la válvula aórtica y
la reserva contráctil del ventrículo izquierdo.
Por último, Rafique y cols.26 realizaron un análisis de 7 estudios disponibles con un total de 491 pacientes, para abordar
el valor pronóstico de las pruebas de esfuerzo en la estenosis
aórtica grave asintomática. Estos autores incluyeron muchos
de los estudios considerados ya en los 2 artículos previos24,25.
En vez de presentar simplemente una visión general clínica,
llevaron a cabo un metanálisis conjunto. La muerte súbita se
consideró una variable de valoración para el análisis en cuatro
de los estudios. La media de seguimiento en estos estudios
sobre la muerte súbita fue de ≈1 año. Además, los autores
consideraron otros eventos cardiacos adversos definidos de
forma más amplia, que incluían la angina, la disnea, la insuficiencia cardiaca aguda y los síntomas que requerían una
sustitución de válvula aórtica. No se produjo ningún episodio
de muerte súbita cardíaca en los pacientes con respuestas normales a las pruebas de esfuerzo, mientras que el 5% de los
138 Circulation Julio, 2011
Tabla 2. Prueba de esfuerzo en cinta sin fin en la estenosis aórtica
adquirida
Pacientes apropiados
Estenosis aórtica valvular grave asintomática o con síntomas equívocos, es
decir, gradiente valvular aórtico medio > 40 mmHg y/o área valvular < 1 cm2
Capaz de realizar ejercicio en cinta sin fin
Ausencia de contraindicaciones para la cirugía valvular aórtica
Especificaciones en cuanto a la ergometría en cinta sin fin
Protocolo de Bruce modificado con estadios iniciales menos intensos
Determinación de la PA minuto a minuto
Fase de enfriamiento caminando, sin realizar la recuperación en decúbito
supino
Respuesta normal al ejercicio
Predice la ausencia de síntomas relacionados con la estenosis y muerte
durante 1 año
Puede posponerse la cirugía valvular temprana
Respuesta de PA normal
Ausencia de reducción respecto a la situación basal
Aumento asociado al ejercicio de > 20 mmHg
Caída < 10 mmHg respecto al valor máximo
Depresión del ST < 2 mm respecto a la situación basal
Ausencia de angina o mareo
Ausencia de extrasistolia ventricular compleja
Capacidad de ejercicio apropiada para la edad
PA indica presión arterial. Cualquier anomalía podría sugerir que el paciente
es subsidiario de una cirugía valvular temprana, es decir, que el paciente tiene
indicación para una cirugía valvular precoz.
pacientes con un resultado anormal de la prueba de esfuerzo
presentaron muerte súbita cardíaca. Los autores observaron
una intensa asociación estadística entre los resultados normales de la prueba de esfuerzo y la ausencia de eventos adversos
cardiacos (odds ratio, 0,12; intervalo de confianza del 95%,
0,07 a 0,21).
Para fines prácticos, las pruebas de esfuerzo en este contexto deberían realizarse tan solo en los pacientes con estenosis aórtica grave y sin síntomas o con síntomas como máximo
equívocos, que hagan que con éstos datos, la cirugía valvular
aórtica no esté indicada. Los pacientes no deben tener ningún
factor extracardíaco que limite el ejercicio, y no deben presentar contraindicaciones para la sustitución de la válvula aórtica.
Deben usarse protocolos menos intensos que el protocolo de
Bruce estándar, sobre todo en los ancianos y en los individuos no entrenados. El bien conocido protocolo estándar de
Bruce, puede modificarse con 1 o 2 etapas de calentamiento,
para su aplicación en pacientes que podrían presentar una
respuesta adversa antes de lo previsto. Debe hacerse especial
hincapié en la respuesta de la presión arterial minuto a minuto, los síntomas del paciente y el ritmo cardiaco. El ejercicio debe interrumpirse ante la presencia de manifestaciones
limitantes de disnea y fatiga, cualquier angina o mareo, una
depresión del ST > 2 mm, cualquier reducción de la presión
arterial sistólica o una extrasistolia ventricular compleja. Excepto en el caso de la disnea y fatiga limitantes, todas estas
respuestas deben considerarse anormales, y sitúan al paciente
en un grupo de mayor riesgo. La disnea y fatiga limitantes
deben interpretarse cuidadosamente según lo apropiado para
las expectativas correspondientes a la edad y el sexo27. Si es
posible, la finalización de la prueba debe incluir un periodo de
enfriamiento caminando durante 2 minutos, con una carga de
trabajo inferior y evitando la posición de decúbito supino para
obviar la sobrecarga de volumen ventricular izquierdo aguda.
La segunda situación es la de los pacientes jóvenes o adolescentes con una estenosis aórtica congénita que presentan
una estenosis aórtica de moderada a grave con un gradiente
medio por Doppler > 30 mmHg o un gradiente máximo por
Doppler > 50 mmHg (clase IIa, nivel de evidencia C). Esta
indicación de clase IIa los sitúa en la categoría de “es razonable considerar”. El nivel de evidencia C indica que no hay
un respaldo que vaya más allá del consenso clínico y de unos
datos clínicos limitados. La literatura médica referenciada en
estas guías es de hecho bastante antigua28–30. Los objetivos en
esta situación concreta consisten en aportar un asesoramiento
a los pacientes que desean realizar actividades deportivas y
evaluar a los pacientes con resultados dispares entre el ámbito
clínico y la exploración Doppler. Lo que se pretende en este
caso es proporcionar un fundamento para la recomendación
de evitar la actividad física deportiva de competición según
lo definido en la Bethesda 36th Conference20 o para la sustitución valvular/valvuloplastia en pacientes que no refieren
ninguno de los síntomas esperados para una estenosis aórtica
significativa.
En resumen, las pruebas de esfuerzo parecen ser seguras y
útiles para identificar a los pacientes con una estenosis aórtica
valvular adquirida grave y asintomática que tienen un riesgo
elevado y que podrían obtener un efecto beneficioso con la
cirugía de sustitución valvular antes de la aparición de síntomas. Véase en la Tabla 2 un resumen de la utilidad de las
pruebas de esfuerzo en este contexto. Además, los pacientes
con una estenosis valvular aórtica congénita de moderada a
grave pueden realizar una prueba de esfuerzo para orientar las
decisiones relativas a los resultados no coincidentes entre la
clínica y las exploraciones no invasivas, y respecto a la participación en deportes de competición.
Insuficiencia aórtica
Las técnicas de imagen ecocardiográficas y, en cierta medida, las gammagráficas, desempeñan un papel importante en el
manejo de la insuficiencia aórtica crónica. Según las guías de
ACC/AHA sobre las valvulopatías cardíacas19, las pruebas de
esfuerzo sin técnicas de imagen se han incorporado a las exploraciones recomendadas para la insuficiencia aórtica crónica en el siguiente escenario clínico específico, con una indicación de clase IIa: evaluar la capacidad funcional y la respuesta
sintomática en pacientes con síntomas equívocos que presentan una insuficiencia aórtica crónica grave (nivel de evidencia
B). El fundamento es muy parecido al de la estenosis aórtica
grave asintomática. Si se provocan síntomas inequívocos, es
decir, disnea con una carga de esfuerzo inesperadamente baja,
suele estar indicada la cirugía valvular (clase I).
Estenosis mitral
Según las guías de ACC/AHA19, las pruebas de esfuerzo se
han incorporado a las pruebas recomendadas para la estenosis
mitral en las 2 siguientes y específicas situaciones clínicas; en
ambos casos con un nivel de evidencia C, que indica que la
Morise Pruebas de esfuerzo en cardiopatías no ateroscleróticas 139
base de estas recomendaciones es el consenso clínico y no la
existencia de datos clínicos.
1. Pacientes asintomáticos con una estenosis mitral de moderada a severa, con una presión arterial pulmonar en reposo
< 50 mmHg que son posibles candidatos a una valvulotomía
con balón. Estos pacientes serían generalmente sedentarios y
cumplirían los requisitos adecuados para una valvulotomía
con balón si presentaran una presión sistólica pulmonar inducida por el ejercicio > 60 mmHg (clase I) además de una mala
tolerancia al ejercicio.
2. Pacientes sintomáticos con una estenosis mitral ligera
(área valvular > 1,5 cm2) que son posibles candidatos a una
valvulotomía con balón. Estos pacientes presentarían unos
síntomas desproporcionados respecto al área de la válvula
mitral en reposo. Cumplirían los requisitos para una valvulotomía con balón si presentaran respuestas hemodinámicas
anormales al ejercicio, definidas por una presión pulmonar
sistólica > 60 mmHg, una presión pulmonar enclavada > 25
mmHg, o una media de gradiente transmitral > 15 mmHg (clase IIb).
En ambos contextos son necesarias pruebas hemodinámicas durante el ejercicio como se ha descrito. Sin embargo,
aunque en la primera de estas situaciones podría utilizarse
un ejercicio en cinta sin fin y ecografía Doppler31–33, la prueba
de ejercicio en cinta sin fin por sí sola tiene poca aplicación,
como se ha indicado ya para la estenosis aórtica.
Insuficiencia mitral
Según las guías de ACC/AHA, las pruebas de esfuerzo se han
incorporado a las pruebas recomendadas para la insuficiencia
mitral crónica en el siguiente escenario específico: la ecocardiografía Doppler de esfuerzo es razonable en la insuficiencia
mitral severa asintomática, para evaluar la tolerancia al esfuerzo y los efectos del ejercicio sobre la presión arterial pulmonar
y la gravedad de la insuficiencia mitral. La cirugía valvular
mitral es razonable cuando está preservada la función del ventrículo izquierdo y hay una hipertensión pulmonar (presión arterial pulmonar sistólica > 50 mmHg en reposo o > 60 mmHg
con el ejercicio) (clase IIa, nivel de evidencia C). Al igual que
ocurre en las lesiones valvulares mitral y aórtica que se han
comentado antes, las pruebas de esfuerzo pueden tener utilidad en los pacientes sedentarios y en los que no aportan una
historia clínica adecuada para documentar su mala tolerancia
al esfuerzo y las respuestas anormales de la presión pulmonar.
Las pruebas de esfuerzo seriadas podrían utilizarse también
para complementar la evaluación clínica estándar.
Resumen
En los pacientes con valvulopatías cardíacas, las pruebas de
esfuerzo junto con técnicas de imagen tienen su máxima utilidad en los pacientes con estenosis aórtica valvular (adquirida
o congénita) grave asintomática. En otras formas de valvulopatías cardíacas, las pruebas de esfuerzo tienen generalmente
un papel cuando se combinan con técnicas de imagen no invasivas.
Arritmias
Las guías de ACC/AHA sobre las pruebas de esfuerzo de
20024 enumeran una serie de situaciones o contextos clínicos
en los que las pruebas de esfuerzo deben (clase I) o no deben
(clase III) realizarse. El único escenario en el que no se recomendaron las pruebas de esfuerzo fue la evaluación de pacientes jóvenes con extrasístoles aisladas. Sin embargo, la Bethesda 36th Conference de 2005 y el consenso de la ESC sobre las
recomendaciones de elegibilidad para deportistas de competición con anomalías cardiovasculares34 sugieren que las pruebas de esfuerzo son apropiadas en este contexto en individuos
jóvenes con extrasístoles ventriculares. Las guías ACC/AHA
establecen también una excepción para las extrasístoles aisladas de origen ventricular en pacientes de mediana edad sin
otra evidencia de enfermedad coronaria. En este caso, aceptan
una indicación de clase IIb para las pruebas de esfuerzo (nivel
de evidencia C). Así pues, tras una consideración cuidadosa,
no hay ninguna designación absoluta de clase III.
Las indicaciones de clase I incluyen el uso de marcapasos
con respuesta en frecuencia (véase el comentario más adelante) y el uso en pacientes con bloqueo cardiaco completo
congénito que se plantean la realización de un aumento de la
actividad física o la participación en deportes de competición.
La Bethesda 36th Conference de 200520 coincide en esta recomendación. De hecho, esta indicación se extiende a cualquier
arritmia cardiaca significativa o indicador prearrítmico en el
ECG que implique un riesgo en un deportista de competición.
Según lo indicado por las guías de ACC/AHA sobre las pruebas de esfuerzo4, estos marcadores prearrítmicos incluyen el
bloqueo auriculoventricular de primer grado prolongado, el
bloqueo auriculoventricular de Wenckebach de segundo grado tipo I, el bloqueo de rama izquierda del haz y el bloqueo de
rama derecha del haz (clase IIb).
Las guías de ACC/AHA sobre las pruebas de esfuerzo de
20024 establecen también 3 indicaciones de clase IIa para las
pruebas de esfuerzo con trastornos del ritmo cardiaco. La primera es la evaluación de pacientes con arritmias inducidas por
el ejercicio conocidas o sospechadas. La segunda es la evaluación del tratamiento médico, quirúrgico o ablativo en pacientes con arritmias inducidas por el ejercicio (incluida la fibrilación auricular). La tercera se refiere al uso de la alaternacia
de la onda T para mejorar el diagnóstico y la estratificación
del riesgo en los pacientes con arritmias ventriculares o en los
pacientes con riesgo de desarrollar arritmias ventriculares con
peligro para la vida (nivel de evidencia A). La primera de estas indicaciones no requiere más comentario puesto que tiene
un claro sentido clínico. La segunda y la tercera si requieren
un comentario más detenido.
Fibrilación auricular
Las guías sobre la fibrilación auricular35 presentan una amplia
recomendación respecto a las pruebas de esfuerzo. En ellas
se afirma que las pruebas de esfuerzo deben realizarse en 2
situaciones específicas: 1) si se sospecha isquemia miocárdica
y antes de iniciar el tratamiento con un fármaco antiarrítmico
de clase IC y 2) para estudiar si es adecuado el control de
la frecuencia en toda la gama de actividades que realizan los
pacientes con fibrilación auricular persistente o permanente.
Por lo que respecta a la primera situación, no proporcionan
ninguna referencia concreta, lo cual implica que se trata de
una recomendación basada en un consenso general. Además,
tras iniciar la administración de fármacos de clase IC, la prue-
140 Circulation Julio, 2011
ba de esfuerzo puede ser útil para detectar el ensanchamiento
del QRS (si no supera al 50%) que se produce solamente con
frecuencias cardiacas altas.
Por lo que respecta a la segunda situación, no se ha establecido ningún método estándar para la evaluación del control
de la frecuencia cardiaca que permita orientar el tratamiento
de los pacientes con fibrilación auricular. Los criterios para el
control de la frecuencia varían con la edad del paciente, pero
suelen comportar la obtención de frecuencias ventriculares de
entre 90 y 115 lpm durante el ejercicio moderado.
Arritmias ventriculares
Por lo que respecta a la evaluación de los tratamientos en pacientes con arritmias ventriculares inducidas por el ejercicio,
se considerarán inicialmente las guías de ACC/AHA/ESC de
2006 para las arritmias ventriculares36. En estas guías se incluyen recomendaciones específicas para el uso de las pruebas
de esfuerzo.
Sin embargo, antes de analizarlas, parece apropiado considerar la seguridad de las pruebas de esfuerzo en estos pacientes con riesgo de arritmias ventriculares. En 1984, Young
y cols.37 presentaron una serie de 263 pacientes con antecedentes de fibrilación ventricular o taquicardia ventricular con
compromiso hemodinámico (74%) o bien con taquicardia
ventricular en el contexto de un infarto de miocardio o una
mala función ventricular (26%). Se llevaron a cabo un total de
1377 pruebas de esfuerzo. Las complicaciones relacionadas
con estas pruebas se definieron como la aparición de una fibrilación ventricular, taquicardia ventricular o bradicardia que
requirieran un tratamiento médico inmediato. Estas complicaciones arrítmicas se dieron en 24 pacientes (9,1%) durante 32
pruebas de esfuerzo (2,3%). Las complicaciones no se vieron
influidas por la presencia de un tratamiento antiarrítmico. Tal
vez gracias a la asistencia prestada a estos pacientes, no hubo
ninguna muerte, infarto ni otra morbilidad. Estas estadísticas
se compararon con las de una población de referencia formada
por 3.444 pacientes cardiacos sin antecedentes de arritmia que
realizaron 8.221 pruebas de esfuerzo. Se observaron complicaciones arrítmicas en 4 pacientes (0,12%) durante 4 pruebas
de esfuerzo (0,05%) sin que hubiera ninguna muerte ni morbilidad significativa. Además, Young y cols. observaron que los
predictores esperados de complicaciones no tenían realmente
valor predictivo. Entre ellos se encontraban la mala función
ventricular izquierda, las arritmias ventriculares de alto grado
antes o durante el ejercicio, la hipotensión durante el esfuerzo
y la depresión del ST. Aunque estas estadísticas indican que
las pruebas de esfuerzo en esta cohorte de alto riesgo no son
una técnica de bajo riesgo, el uso de la prueba de esfuerzo
puede contemplarse de todos modos puesto que “es mejor exponer al paciente a arritmias y a un riesgo en unas condiciones
controladas”36.
La primera indicación en pacientes con arritmias documentadas o sospecha de su presencia es la de los pacientes adultos con arritmias ventriculares que tienen una probabilidad de
enfermedad coronaria previa a la prueba, de nivel intermedio
o superior. El objetivo es provocar alteraciones isquémicas o
arritmias ventriculares (nivel de evidencia B). Previamente,
se ha demostrado que las extrasístoles ventriculares inducidas
por el ejercicio aumentan la probabilidad de una futura muer-
te cardiaca38,39. Ello incluía las extrasístoles que se producían
principalmente en la fase de recuperación tras el ejercicio. Sin
embargo, recientemente Eckart y cols.40 han perfeccionado
esta observación al comparar a un grupo de 585 pacientes con
extrasístoles ventriculares inducidas por el ejercicio con un
grupo de 2.340 pacientes sin extrasístoles. Estos autores igualaron el grupo de estudio, en una proporción 4:1 con el grupo
control, en cuanto a edad, sexo y factores de riesgo. A lo largo
de 2 años de seguimiento, observaron que la morfología de
bloqueo de rama derecha del haz de His en las extrasístoles
se asociaba a un aumento de la mortalidad, y que no ocurría
así para las extrasístoles con morfología de bloqueo de rama
izquierda.
La otra indicación importante en este contexto es la de los
pacientes con arritmias ventriculares inducidas por el ejercicio conocidas, o con sospecha de su existencia, incluida
la taquicardia ventricular catecolaminérgica, con el fin de
provocar la arritmia, establecer un diagnóstico y determinar
la respuesta del paciente a la taquicardia (nivel de evidencia
B). La taquicardia ventricular polimórfica catecolaminérgica, identificada por primera vez en 197541,42, es un trastorno
que se produce en individuos con una predisposición genética. Los síntomas de la taquicardia ventricular polimórfica
catecolaminérgica tienen su máxima prevalencia cuando el
individuo es sometido a un estrés emocional o físico intenso. La taquicardia ventricular polimórfica catecolaminérgica
puede escapar a la detección con los métodos iniciales habituales de exploración cardiológica, como el ECG en reposo
y la ecocardiografía. No hay ninguna cardiopatía estructural
manifiesta y el ECG en reposo es normal, incluido el intervalo QT. Sin embargo, un tratamiento específico, con un bloqueo betaadrenérgico, puede salvar la vida del paciente. Es
frecuente que la arritmia no sea inducible con estimulación
eléctrica programada43 y casi siempre es inducible en cambio
con una prueba de ejercicio máximo44,45. Generalmente las
arritmias aparecen a frecuencias cardiacas superiores a 120
a 130 lpm, y empiezan con extrasístoles ventriculares que
progresan a una taquicardia ventricular no sostenida, y finalmente se manifiestan en forma de una taquicardia ventricular
bidireccional o polimórfica46. En situaciones en las que se
sospecha un síndrome de QT largo, la prueba de esfuerzo
puede realizarse de modo seguro puesto que los pacientes
con síndrome de QT largo no suelen desarrollar arritmias
durante el ejercicio44,47. Además, los cambios en el intervalo
QT con el ejercicio pueden ser útiles para identificar y estratificar el riesgo de los pacientes con el síndrome de QT
largo47,48. En estos mismos pacientes con arritmias ventriculares inducidas por el ejercicio, la prueba de esfuerzo comporta una indicación de clase IIa para evaluar la respuesta al
tratamiento médico o la ablación con un nivel de evidencia
B36,49,50. Aunque las arritmias y la muerte súbita cardiaca
pueden producirse durante el ejercicio en los pacientes con
miocardiopatía ventricular derecha arritmogénica, la prueba
de esfuerzo carece de utilidad significativa en el tratamiento
de estos pacientes.
Alternacia de la onda T
Tal como sugiere la guía, los pacientes que pueden obtener
un efecto beneficioso con la aplicación de la tecnología de
Morise Pruebas de esfuerzo en cardiopatías no ateroscleróticas 141
Tabla 3. Indicaciones para la prueba de esfuerzo en arritmias
conocidas o sospechadas
Clase I
Clase IIa
Evaluación de marcapasos con adaptación de la frecuencia
(respuesta de la frecuencia cardiaca)
Bloqueo cardiaco completo congénito en pacientes en los
que se considere un aumento de la actividad física o
la práctica de deportes de competición (respuesta de
la frecuencia cardiaca)
Arritmias inducidas por el ejercicio conocidas o sospechadas
(provocación de la arritmia)
Evaluación del tratamiento médico, quirúrgico o ablativo en
pacientes con arritmias inducidas por el ejercicio
(supresión de la arritmia)
Evaluación de la fibrilación auricular
Sospecha de isquemia miocárdica y antes del tratamiento
antiarrítmico intracoronario (depresión del ST)
Evaluación de la idoneidad del control de la frecuencia
(respuesta de la frecuencia cardiaca)
Alternancia de la onda T para el diagnóstico y la estratificación del riesgo (onda T alternante)
Clase IIb
Clase III
Extrasístoles ventriculares aisladas en pacientes de mediana
edad sin evidencia de enfermedad coronaria (recuperación y morfología de rama derecha del haz de His)
Cualquier arritmia cardiaca significativa o marcador prearritmico del ECG indicativo de riesgo (respuesta de frecuencia cardiaca)
Ninguna
Se indica entre paréntesis el parámetro de la prueba de esfuerzo que debe
seguirse o valorarse.
la alternancia de la onda T son los que presentan arritmias
ventriculares o los que tienen riesgo de arritmias ventriculares
con peligro para la vida. Este método mide la fluctuación en
microvoltios de la amplitud de la onda T que se produce en
latidos alternos. Generalmente se evalúa durante la prueba de
esfuerzo o la estimulación auricular.
Un metanálisis de 19 estudios prospectivos51 con la inclusión de 2.608 pacientes procedentes de una amplia gama de
poblaciones mostró un valor predictivo positivo bajo (19%) y
negativo alto (97%) para la predicción de los eventos arrítmicos. Este metanálisis señaló una ausencia de diferencias entre
las poblaciones isquémica y no isquémica. Se observó también que el valor predictivo positivo variaba en función de la
población estudiada. Y lo que es más importante, el estudio
señaló que no estaba claro el valor pronóstico incremental de
la alternancia de la onda T cuando se utilizaba con otros métodos de estratificación del riesgo.
Autores finlandeses han estudiado esto en un grupo de
pruebas de esfuerzo realizadas en en 1.037 pacientes, y han
obtenido unos riesgos relativos ajustados de muerte súbita
cardíaca de 7,4 (intervalo de confianza del 95%, 2,8 a 19,4;
p < 0,001), de mortalidad cardiovascular de 6,0 (intervalo de
confianza del 95%, 2,8 a 12,8; p < 0,001), y de muerte por
cualquier causa de 3,3 (intervalo de confianza del 95%, 1,8
a 6,3; p = 0,001)52. Al aplicar valores de corte para la toma
de decisiones, observaron unos valores predictivos negativos
elevados (95% a 99%) pero también unos valores predictivos positivos muy bajos (8% a 15%). Así pues, un resultado
negativo resultaría tranquilizador, pero un resultado positivo
significaría que es necesaria una mayor estratificación.
Un trabajo más reciente53 ha explorado la capacidad de
la valoración de la alternancia de la onda T tras la prueba
de esfuerzo con el empleo de un enfoque denominado método de la media móvil modificada. En una población total
de 1.003 pacientes procedentes de cohortes de Finlandia y
Canadá, este estudio mostró unos resultados muy similares
a los del estudio previo, es decir, un valor predictivo negativo muy alto y un valor predictivo positivo muy bajo en la
predicción de la mortalidad cardiovascular y la mortalidad
por todas las causas. Se observó que eran apropiados valores
de corte diferentes para los pacientes con distintos riesgos
previos a la prueba.
En estudios recientes se ha investigado el posible papel de
la alternacia de la onda T para identificar a los pacientes en los
que podría obtenerse un efecto beneficioso con el uso de un
cardioversor-desfibrilador implantable54,55. Se llevó a cabo un
ensayo multicéntrico y prospectivo inicial54 en 575 pacientes
en los que estaba indicado el uso de un desfibrilador implantable según los criterios del Multicenter Automatic Defibrillator
Implantation Trial II (MADIT II). La variable de valoración
de interés fue el grado en la alternancia en el microvoltaje de
la la onda T predecía la aparición de taquiarritmias ventriculares significativas, definidas como la muerte súbita cardíaca
o una descarga adecuada del desfibrilador. Esta variable de
valoración se dio en 48 de 361 (13%) pacientes con ondas
T alternantes–no negativas (positivas o indeterminadas) y en
22 de 214 (10%) pacientes con ondas T alternantes–negativas
(razón de riesgos, 1,26; intervalo de confianza del 95%, 0,76
a 2,09; p = 0,37). Así pues, la alternancia de la onda T no
predecía la aparición de taquiarritmias ventriculares en esta
población.
Posteriormente se realizó un ensayo multicéntrico y prospectivo posterior55 en 566 pacientes con miocardiopatía isquémica (fracción de eyección < 40%) y taquicardia ventricular
no sostenida. Los pacientes fueron examinados con pruebas
de alternacia de la onda T y con estudios electrofisiológicos.
Si una de las dos pruebas era anormal, se implantaba al paciente un desfibrilador. Las variables de valoración fueron la
muerte súbita cardíaca o la descarga apropiada del desfibrilador en un periodo de 1 año. Este análisis puso de manifiesto
que la alternancia de la onda T alcanzaba a 1 año un valor
predictivo positivo (9%) y negativo (95%) que eran comparables a los de los estudios electrofisiológicos (11% y 95%,
respectivamente).
Feld y Clopton56 han presentado un análisis cuidadoso del
valor actual de la alternancia de la onda T que atenúa la recomendación de clase IIa propuesta por las guías de ACC/
AHA. ¿En qué sentido es “razonable utilizar la alternancia
de la onda T para mejorar el diagnóstico y la estratificación
del riesgo de los pacientes con arritmias ventriculares o que
tienen un riesgo de desarrollar arritmias ventriculares con peligro para la vida36? Está muy bien poder predecir la presencia o ausencia de un evento cardiaco, pero cosa distinta es
demostrar que esta predecibilidad conduce a un tratamiento
que mejora los resultados del paciente o reduce de manera
efectiva el uso inapropiado de un determinado tratamiento. Su
potente valor predictivo negativo parece sugerir que la onda T
alternante podría desempeñar un papel en la decisión de qué
pacientes no obtendrán un beneficio con la implantación de
142 Circulation Julio, 2011
un desfibrilador. La alternancia de la onda T deberá continuar
siendo estudiada e incluida en ensayos para definir mejor el
papel que debe desempeñar.
Marcapasos
En este apartado no se abordará el uso de las pruebas de esfuerzo para la elección del tipo de marcapasos. Se tratará, por
el contrario, el uso de las pruebas de esfuerzo en pacientes que
ya son portadores de un marcapasos implantado. Las guías
más recientes de ACC/AHA de 20024 para las pruebas de esfuerzo avalan el uso de las mismas en pacientes con marcapasos con respuesta en frecuencia (clase I) para un ajuste fino o
una optimización de la respuesta fisiológica y la capacidad de
ejercicio. Sin embargo, las guías de 2008 para el tratamiento
de las arritmias cardiacas basado en dispositivos57 ni siquiera
mencionan el uso de las pruebas de esfuerzo para optimizar
la función de los marcapasos implantados. Esta discrepancia
plantea una cuestión práctica. A pesar del aval de las pruebas
de esfuerzo en los pacientes con marcapasos con respuesta
en frecuencia4, ¿utilizan realmente los médicos que aplican
marcapasos las pruebas de esfuerzo para la toma de decisiones
clínicas respecto a marcapasos con respuesta en frecuencia57?
Los marcapasos con respuesta en frecuencia se desarrollaron para superar la incompetencia cronotrópica en la que
la frecuencia cardiaca es insuficiente para mantener la circulación cardiaca, con lo que se producen síntomas como síncope, casi síncope, o fatiga. Las pruebas de esfuerzo se han
utilizado para definir la respuesta cronotrópica normal en el
ser humano58. Sin embargo, hasta la fecha no ha aparecido
ningún protocolo estandarizado para orientar al médico que
utiliza marcapasos en la selección de los rangos de frecuencia
cardiaca apropiados para la actividad física habitual57. Esto es
así a pesar de que los ajustes basales o de fábrica puedan ser
inadecuados en muchos pacientes. Recientemente, Shaber y
cols.59 han sugerido un método con el empleo de cinta sin fin
no motorizada para evaluar la idoneidad de la respuesta de la
frecuencia cardiaca adaptada. Su protocolo se basa en caminar
tanto de forma tranquila como rápida. Los autores compararon a pacientes con marcapasos de adaptación de la frecuencia
o sin ella con pacientes con otras comorbilidades médicas no
cardiacas y con individuos de control normales. Observaron
que los pacientes con marcapasos con adaptación de la frecuencia tenían respuestas cronotrópicas similares a las de los
pacientes con marcapasos sin adaptación de la frecuencia. En
ambos grupos las respuestas fueron sustancialmente inferiores
a las de los otros 2 grupos de control sin marcapasos. Aunque no se han realizado estudios a largo plazo para validar
este método, podría ser un modelo práctico para establecer la
respuesta de adaptación de la frecuencia de un paciente individual, y ajustar mejor en función de ello la sensibilidad y la
capacidad de respuesta del marcapasos para que las respuestas
de la frecuencia cardiaca al ejercicio fueran más apropiadas.
Así pues, las pruebas de esfuerzo deberían desempeñar un
papel en el uso de los marcapasos con adaptación de frecuencia, tanto en cuanto la intolerancia al esfuerzo no se resuelve
por completo con los ajustes de fábrica o los introducidos de
forma empírica. Esto sería especialmente cierto en los pacientes que realizan actividades físicas significativas o participan
en deportes de competición.
Resumen
En los pacientes con arritmias, las pruebas de esfuerzo sin técnicas de imagen tienen su máxima utilidad en los siguientes
contextos. En pacientes con fibrilación auricular permanente,
las pruebas de esfuerzo pueden usarse para valorar la idoneidad del control de la frecuencia cardiaca. En las formas no
permanentes de fibrilación auricular, cuando es preciso instaurar un tratamiento con un fármaco antiarrítmico de clase
IC, las pruebas de esfuerzo tienen un papel en los casos en
los que se sospecha la existencia de isquemia. Las pruebas
de esfuerzo tienen también aplicación en los pacientes con
arritmias ventriculares en reposo y con una probabilidad intermedia o mayor de enfermedad coronaria, así como en los
pacientes con arritmias ventriculares inducidas por el ejercicio conocidas o sospechadas. Este último grupo incluiría a los
pacientes con taquicardia ventricular polimórfica catecolaminérgica para definir el diagnóstico y en los pacientes con
síndrome de QT largo para estratificar el riesgo. Además, las
pruebas de esfuerzo pueden ser útiles para valorar la respuesta
al tratamiento médico o de ablación. En la Tabla 3 se resumen
las indicaciones para las pruebas de esfuerzo estándar en las
arritmias y el parámetro específico de la prueba de esfuerzo
que debe seguirse.
Declaraciones de conflictos de intereses
Ninguna.
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