Heart Rate and Rhythm in Newborns During 24-hour Electrocardiographic Monitoring

Abstract

Sydän- ja verenkiertoelimistössä tapahtuu suuria muutoksia syntymän jälkeen, ja autonomisen hermoston sydämeen kohdistuva säätely on vielä epäkypsää vastasyntyneisyyskaudella. Tämä kaikki vaikuttaa vastasyntyneen sydämen sykkeeseen ja rytmiin. Sydämen rytmihäiriöt ovat yleisiä vastasyntyneisyyskaudella ja ovat useimmiten hyvänlaatuisia. Kliinisesti merkittävät vastasyntyneen rytmihäiriöt on kuitenkin diagnosoitava varhain, jotta hoito voidaan toteuttaa optimaalisesti.

Sairaalahoidon aikana on nykyään tavallista seurata sydämen rytmiä jatkuvalla EKG-seurannalla. Sekä matala syke (bradykardia) että lisälyönnit ovat yleisiä löydöksiä vastasyntyneillä jatkuvassa EKG-seurannassa. Erottelu vaarattomien ja poikkeavien ilmiöiden välillä saattaa olla haastavaa arvioitaessa matalaa sykettä ja lisälyöntisyyttä nykyisten, pääosin 1980-luvulla tehtyjen tutkimuksiin perustuvien, viitearvojen perusteella.

Tämän tutkimuksen tavoitteena oli hyödyntää nykyaikaista EKG:n vuorokausirekisteröintiä (Holter) vastasyntyneiden sydämen sykkeen ja rytmin arvioinnissa sekä laatia viitearvot normaalille sydämen sykkeelle vastasyntyneiden Holter-rekisteröintien tulkintaan. Lisäksi tarkoituksena oli arvioida Holter- rekisteröinnin tarvetta vastasyntyneillä, joilla on matala syke tai lisälyöntejä, arvioida vastasyntyneen sinusbradykardian määritelmää sekä arvioida lisälyöntisyyden luonnollista kulkua ensimmäisen elinvuoden aikana.

Tutkittavat koostuivat 352 alle kahden kuukauden ikäisestä vauvasta, jotka lähetettiin Tampereen yliopistollisessa sairaalassa vuorokauden Holter-rekisteröintiin vuosina 2011–2017 ja 70 terveestä vastasyntyneestä, jotka rekrytoitiin vuorokauden Holter-rekisteröintiin samassa sairaalassa joulukuun 2018 ja huhtikuun 2021 välillä. Tutkimukseen otettiin mukaan vain täysiaikaisena syntyneitä vauvoja.

Tämän tutkimuksen tulokset osoittivat, että sekä minimi että keskimääräinen syke nousevat 20 lyöntiä minuutissa kolmannen ja yhdeksännen ikäpäivän välillä. Tämän havainnon perusteella laskimme ikäkohtaiset viitearvot vastasyntyneen sykkeelle. Sinusbradykardiaa havaittiin 79 %:lla alle 10 päivän ikäisistä vastasyntyneistä, jos bradycardian määritelmänä oli syke alle 80 lyöntiä minuutissa. Kun bradykardiaa arvioitiin ikäkohtaisilla sykkeen viitearvoilla, vain 15 %:lla vastasyntyneistä oli poikkeava sykelöydös. Nuoremman iän ohella alhaisempi syke oli yhteydessä miessukupuoleen, pidempään raskauden kestoon ja äidin levotyroksiinilääkitykseen raskauden aikana.

Tutkimuksessa havaittiin myös, että eteislisälyöntien esiintyvyys oli terveillä vastasyntyneillä 77 % ja kammiolisälyöntien 40 % eli yleisempää verrattuna aiempiin tutkimuksiin. Jopa 92 %:lla imeväisistä taipumus lisälyöntisyyteen loppui ensimmäisen elinvuoden aikana. Kuitenkin eteislisälyöntien määrä yli 5 % ja kammiolisälyöntien yli 30 % Holter-rekisteröinnissä oli yhteydessä tiheälyöntisyysrytmihäiriöihin. Mielenkiintoinen havainto oli, että lyhyitä, yksittäisiä rytmihäiriöpyrähdyksiä havaittiin myös 9 %:lla terveistä vastasyntyneistä. Alle 10 %:lla vastasyntyneistä, joilla oli seurannassa havaittu matalaa sykettä tai lisälyöntejä, Holter-rekisteröinti oli poikkeava, jos 12-kytkentäinen EKG oli normaali ja kliinisessä tutkimuksessa ei ollut viitettä sydänsairaudesta.

Yhteenvetona voidaan todeta, että bradykardia alle 80 lyöntiä minuutissa ja lisälyönnit olivat yleisiä löydöksiä vastasyntyneillä. Näillä syillä tehdyillä Holter- rekisteröinnillä oli matala diagnostinen arvo, jos 12-kytkentäinen EKG oli normaali ja kliinisessä tutkimuksessa ei ollut viitettä sydänsairaudesta. Kuitenkin runsas lisälyöntisyys oli yhteydessä tiheälyöntisyysrytmihäiriöihin. Lisätutkimuksia tarvitaan sen määrittämiseksi, milloin runsas lisälyöntisyys edellyttää seurantaa vastasyntyneillä. Sydämen syke nousee merkittävästi ensimmäisellä elinviikolla terveillä vastasyntyneillä. Näin ollen on asianmukaista käyttää ikäpäiväkohtaisia viitearvoja vastasyntyneiden jatkuvan sykeseurannan tulkinnassa.

During early postnatal life, both major changes in the cardiovascular system and progressive maturation of cardiac autonomic nervous control occur. These changes affect the heart rate (HR) and heart rhythm of newborns. Cardiac arrhythmias are common in the neonatal period and generally benign. However, clinically significant neonatal arrhythmias need to be diagnosed early for optimal management. In the era of continuous electrocardiographic (ECG) monitoring, both bradycardia and extrasystoles are common findings among admitted newborns. It may be challenging to distinguish between benign and non-benign phenomenon when evaluating bradycardia and extrasystoles according to current thresholds, which are mainly based on studies from the 1980s.

The aim of this study was to utilise modern 24-hour ECG (Holter) analytics to evaluate HR and rhythm in newborns and collect data on normal HR limits for Holter monitoring in newborns. The further aims were to evaluate the need for 24- hour Holter monitoring in newborns with bradycardia or extrasystoles, to assess the definition of sinus bradycardia in newborns, and to assess the natural course of extrasystoles during the first year of life.

The study population was comprised of 352 infants between 0 and 2 months of age who were referred for 24-hour Holter monitoring at Tampere University Hospital from 2011 to 2017 as well as 70 healthy newborns recruited to undergo 24- hour Holter monitoring at Tampere University Hospital between December 2018 and April 2021. The study included only term-born infants.

The results show that both minimum and mean HR increased by 20 beats per minute (bpm) between the third and ninth days of life. Based on this finding, we calculated age-specific reference limits for HR in newborns. Sinus bradycardia, defined as an HR below 80 bpm, was observed in up to 79% of newborns under 10 days old. However, when bradycardia was assessed using age-specific thresholds, abnormal results were found in only 15% of the same infants. In addition to younger age, lower HR was associated with male sex, older gestational age and maternal levothyroxine therapy during pregnancy.

We found atrial and ventricular extrasystoles in 77% and 40%, respectively, of the healthy newborns. The rates were higher than those reported in previous studies. In up to 92% of the infants, the tendency for extrasystoles ceased during the first year of life. However, infants with a burden of atrial and ventricular extrasystoles exceeding 5% and 30%, respectively, on Holter monitoring were at risk for tachyarrhythmias. A peculiar finding was that short isolated tachyarrhythmias were also observed among 9% of healthy newborns. Among newborns with bradycardia or extrasystoles, Holter monitoring was abnormal in less than 10% of cases with a normal 12-lead ECG and no clinical signs of heart disease present.

In conclusion, sinus bradycardia below 80 bpm and extrasystoles were common in newborns, and performing Holter monitoring on infants with these findings resulted in low diagnostic yield when the resting 12-lead ECG and evaluation for heart disease were normal. However, a higher burden of atrial or ventricular extrasystoles was associated with tachyarrhythmias. Further research is warranted to determine the threshold values for frequent extrasystoles that require follow-up in newborns. Since HR increased significantly during the first week of life in healthy newborns, it is appropriate to use daily HR reference values in the interpretation of HR monitoring results in newborns.