Increased Premature Ventricular Contraction Burden During Exercise Stress Testing with Surgical Face Masks: A Retrospective Cohort Study

Öz

Introduction: The physiological impact of surgical face masks on exercise-induced arrhythmias remains poorly understood. This study aimed to evaluate changes in premature ventricular contraction (PVC) burden during exercise stress testing performed with and without surgical masks.

Methods: We retrospectively analyzed 41 patients who underwent exercise ECG stress testing with and without face mask. Inclusion criteria included age 18–75 years, treadmill exercise with ≥85% maximum predicted heart rate, and absence of ischemia or significant arrhythmias. PVC burden was calculated as the ratio of PVC beats to total beats during exercise. Paired t-tests compared PVC burden with and without masks. 

Results: PVC burden was significantly higher during masked testing (0.91% ± 0.38) compared to unmasked testing (0.52% ± 0.25) (p < 0.001). Seventy-one percent of patients demonstrated increased PVC burden with masks, and 44% exhibited increases greater than 0.3%, potentially clinically relevant. No sustained arrhythmias or test terminations occurred. 

Discussion and conclusion: Surgical face mask use during exercise stress testing is associated with increased PVC burden, likely due to mild hypoxia or autonomic stress. Awareness of this effect is important for interpretation of exercise-induced arrhythmias during masked testing. Further prospective studies incorporating oxygen saturation and autonomic monitoring are warranted.

Anahtar Kelimeler

• Ventricular Premature Complexes
• Exercise
• Hypoxia
• Face Masks

Cerrahi Maske Kullanımında Egzersiz Stres Testi Sırasında Artan Prematüre Ventiküler Kontraksiyon Yükü: Retrospektif Kohort Çalışması

Öz

Giriş: Cerrahi maske kullanımının egzersizle indüklenen aritmilere fizyolojik etkisi hala iyi anlaşılmamıştır. Bu çalışma, cerrahi maskelerle ve maskesiz yapılan egzersiz stres testi sırasında erken ventriküler kasılma (EVK) yükündeki değişiklikleri değerlendirmeyi amaçladı. Yöntemler: Maskeli ve maskesiz egzersiz EKG stres testi uygulanan 41 hastayı retrospektif olarak analiz ettik. Dahil etme kriterleri, 18-75 yaş aralığı, maksimum tahmin edilen kalp hızının %85'inden fazla olan koşu bandında egzersiz ve iskemik duruma veya önemli aritmilerin olmamasını içeriyordu. EVK yükü, egzersiz sırasında PVC atımlarının toplam atımlara oranı olarak hesaplandı. Eşleştirilmiş t-testleri, maskeli ve maskesiz EVK yükünü karşılaştırdı. Sonuçlar: Cerrahi maskeli ile yapılan egzersiz stres testi sırasında EVK yükü, maskesiz test ile karşılaştırıldığında anlamlı şekilde daha yüksekti (0.91% ± 0.38'e karşı 0.52% ± 0.25) (p < 0.001). Hastaların yetmiş biri, maskeler ile artan EVK yükü gösterdi ve %44'ü 0.3%'den daha fazla artış gösterdi; bu, istatistiki olarak anlamlıydı. Sürekli aritmiler veya test sonlandırmaları gerçekleşmedi. Tartışma ve sonuç: Egzersiz stres testi sırasında cerrahi maske kullanımı, muhtemelen hafif hipoksi veya otonomik stres nedeniyle artmış EVK yükü ile ilişkilidir. Bu etkinin bilinmesi, maskeli test sırasında egzersiz kaynaklı aritmilerin yorumlanması için önemlidir. Oksijen saturasyonu ve otonomik izleme içeren daha fazla prospektif çalışmaya ihtiyaç duyulmaktadır.

Anahtar Kelimeler

• Ventriküler prematüre kontraksiyonlar
• Egzersiz
• Hipoksi
• Cerrahi maskeler

Kaynakça

1. 1. Fikenzer S, Uhe T, Lavall D, Rudolph U, Falz R, Busse M, Hepp P, Laufs U. Effects of surgical and FFP2/N95 face masks on cardiopulmonary exercise capacity. Clin Res Cardiol. 2020;109(12):1522–1530.
2. 2. Epstein D, Korytny A, Isenberg Y, Marcusohn E, Zukermann R, Bishop B et al. Return to training in the COVID-19 era: The physiological effects of face masks during exercise. Scand J Med Sci Sports. 2021;31(1):70–75.
3. 3. Mapelli M, Salvioni E, De Martino F, Camini G, Adolfi M, Conca C et al.“You can leave your mask on”: Effects on cardiopulmonary parameters of different airway protection masks at rest and during maximal exercise. Eur Respir J. 2021;58(3):2004473.
4. 4. Frolkis JP, Pothier CE, Blackstone EH, Lauer MS. Frequent ventricular ectopy after exercise as a predictor of death. N Engl J Med. 2003;348(9):781–790.
5. 5. Jouven X, Zureik M, Desnos M, Courbon D, Ducimetière P. Long-term outcome in asymptomatic men with exercise-induced premature ventricular depolarizations. N Engl J Med. 2000;343(12):826–833.
6. 6. Mazzeo RS, Reeves JT. Adrenergic contribution during acclimatization to high altitude: Perspectives from 50 years of research. Med Sci Sports Exerc. 2003;35(9):1523–1532.
7. 7. Shepard JW Jr, Garrison MW, Grither DA, Dolan GF. Relationship of ventricular ectopy to oxyhemoglobin desaturation in patients with obstructive sleepapnea. Chest. 1985;88(3):335–340.
8. 8. Poon ETC, Zheng C, Wong SHS. Effect of Wearing Surgical Face Masks During Exercise: Does Intensity Matter? Front Physiol. 2021;12:775750. doi:10.3389/fphys.2021.775750.

9. 9. Roberge RJ, Coca A, Williams WJ, Powell JB, Palmiero AJ. Physiological impact of the N95 filtering facepiece respirator on healthcare workers. Respir Care. 2010;55(5):569–577.
10. 10. Driver S, Reynolds M, Brown K, Vingren JL, Hill DW, Bennett M, et al. Effects of Wearing a Cloth Face Mask on Performance, Physiological and Perceptual Responses During a Graded Treadmill Running Exercise Test. Br J Sports Med. 2022;56(2):107–113.
11. 11. Lampert R, Jain D, Burg MM, Batsford WP, McPherson CA, Nesbitt SD et al. Destabilizing effects of mental stress on ventricular arrhythmias in patients with implantable cardioverterdefibrillators. Circulation. 2000;101(2):158–164.