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The main aim of this paper is to characterize vortical flow structures in the healthy human right atrium, their impact on wall shear stresses and possible implications for atrial thrombus formation. 3D Particle Tracking Velocimetry is applied to a novel anatomically accurate compliant silicone right heart model to study the phase averaged and fluctuating flow velocity within the right atrium, inferior vena cava and superior vena cava under physiological conditions. We identify the development of two vortex rings in the bulk of the right atrium during the atrial filling phase leading to a rinsing effect at the atrial wall which break down during ventricular filling. We show that the vortex ring formation affects the hemodynamics of the atrial flow by a strong correlation (ρ = 0.7) between the vortical structures and local wall shear stresses. Low wall shear stress regions are associated with absence of the coherent vortical structures which might be potential risk regions for atrial thrombus formation. We discuss possible implications for atrial thrombus formation in different regions of the right atrium., Scientific Reports, 7, ISSN:2045-2322

Zusammenfassung: Vorhofflimmern bewirkt eine Blutstase in den Vorhöfen, was die Thrombusbildung und in der Folge systemische Embolien begünstigt. Bei Patienten mit Vorhofflimmern stellen die Herzinsuffizienz, der Hypertonus, Diabetes mellitus, ein Alter > 75 Jahre sowie ein vorangegangener Schlaganfall die wichtigsten Risikofaktoren für ein zerebrovaskuläres Ereignis dar. Diese Risikofaktoren wurden im CHADS2-Risikoscore (Cardiac failure, Hypertension, Age, Diabetes, Stroke, 2 Punkte) zusammengefasst. Das thromboembolische Risiko variiert bei Patienten mit Vorhofflimmern beträchtlich. Die Behandlungsstrategie muss sich entsprechend am absoluten Risiko für ein thromboembolisches Ereignis und am zu erwartenden Blutungsrisiko orientieren. Patienten mit mittlerem und hohem Risiko profitieren eindeutig von einer Antikoagulation mit einem Vitamin-K-Antagonisten, wohingegen Patienten ohne Risikofaktoren mehrheitlich von einer Therapie mit Thrombozytenaggregationshemmern zu profitieren scheinen

Introduction: Wavefront direction is a determinant of bipolar electrogram amplitude that could influence identification of low amplitude regions indicating infarction or scar. Methods: To assess the importance of activation sequence on electrogram amplitude 11 patients with prior infarction and ventricular tachycardia were studied. At 819 left ventricular sites bipolar electrograms were recorded during atrial pacing and ventricular pacing, followed by unipolar pacing with a stimulus of 10 mA at 2 ms. Sites with a pacing threshold > 10 mA were designated electrically unexcitable scar. Results: Areas of low voltage (≤1.5 mV) were present in all patients. Atrial paced and ventricular paced electrogram amplitudes were strongly correlated (r = 0.77; P < 0.0001). Changing the activation sequence (from atrial pacing to ventricular pacing) produced a > 50% change in electrogram amplitude at 28% of sites and a > 100% change at 10% of sites, but only 8% of sites had an electrogram amplitude classified as abnormal (≦1.5 mV) with one activation sequence and normal (> 1.5 mV) with the other activation sequence. Electrically unexcitable scar (6% of sites) was associated with lower electrogram amplitude but could not be reliably identified based on electrogram amplitude alone for either activation sequence. Conclusion: Voltage maps created with bipolar recordings using these methods should be relatively robust depictions of abnormal ventricular regions despite variable catheter orientation and activation sequences that might be produced by different rhythms

Die Behandlung von Patienten mit ventrikularen Tachykardien (VT) ist haufig problematisch, da Antiarrhythmika oft nicht ausreichend wirksam sind und implantierbare Cardioverter-Defibrillatoren (ICDs) die Ereignisse zwar meist terminieren, jedoch nicht deren Auftreten verhindern. Radiofrequenz (RF)-Katheterablationen bieten die Moglichkeit, Rhythmusstorungen bei einigen Patientengruppen zu kontrollieren, jedoch sind diese Interventionen oft komplex und die Erfolgsrate ist geringer als bei supraventrikularen Tachykardien. Die jeweilige Mapping- und Ablationsstrategie hangt von dem spezifischen Mechanismus der VT ab. Monomorphe VTs bei Patienten ohne kardiale Grunderkrankung werden als idiopathisch bezeichnet, haben einen fokalen Ursprung und konnen in den meisten Fallen erfolgreich abladiert werden. VTs, die auf einem Reentry-Mechanismus im Bereich einer alten Infarktnarbe oder einem Kardiomyopathie-Fibroseprozess beruhen, sind oft schwierig zu lokalisieren und somit zu abladieren. Bei Patienten mit monomorpher VT werden durch eine Katheterablation in 55–80% rezidivierende VTs verhindert. Multiple VT-Morphologien und Reentry Circuits, die sich tief endokardial befinden, sind haufige Probleme, die die Effizienz der Methode einschranken. Weiterhin ist bei Patienten mit sehr schnellen, hamodynamisch nicht tolerierten oder nicht induzierbaren VTs ein Mapping problematisch. Eine Ablation dieser „nicht-mappbaren” VTs ist dennoch moglich durch Strategien, die Ablationslinien- oder areale anfertigen, basierend auf im Sinusrhythmus analysierten Eigenschaften des Narbengebiets oder mit Techniken, die erlauben, mit nur einigen Schlagen einer VT deren Aktivierungssequenz zu untersuchen. Patienten mit dilatativer, vor allem valvularer Kardiomyopathie haben eine erhohte Inzidenz von Bundle-Branch Reentry Tachykardien, die mit RF-Ablation des rechten Tawara-Schenkels erfolgreich therapiert werden konnen, jedoch treten bei diesen Patienten haufig auch VTs eines anderen Mechanismus auf. Durch die Entwicklungen der letzten Jahre ist die Katheterablation von VTs bei zugrundeliegender kardialer Erkrankung einem breiteren Patientenspektrum zuganglich geworden, wobei die Erfolgsraten gleichzeitig gestiegen sind. Jedoch ist ein Langzeiterfolg noch nicht genau vorhersehbar und eine ICD Implantation muss bei den meisten Patienten mit deutlich eingeschrankter linksventrikularer Funktion empfohlen werden.