Cardiac Arrhythmias in Patients with COVID-19.

BACKGROUND: The coronavirus disease 2019 (COVID-19) is associated with cardiovascular clinical manifestations, including cardiac arrhythmias.
OBJECTIVE: To assess the incidence of cardiac arrhythmias (atrial tachyarrhythmia, bradyarrhythmia, and sustained ventricular tachycardia) and cardiac arrest (CA) in a cohort of patients hospitalized with COVID-19 in a tertiary university-affiliated hospital.
METHODS: Cohort study with retrospective analysis of electronic medical records. For comparison between groups, a value of p <0.05 was considered statistically significant.
RESULTS: We included 241 consecutive patients diagnosed with COVID-19 (mean age, 57.8 ± 15.0 years; 51.5% men; 80.5% white), 35.3% of whom received invasive mechanical ventilation (MV). The overall mortality was 26.6%, being 58.8% among those on MV. Cardiac arrhythmias were identified in 8.7% of the patients, the most common being atrial tachyarrhythmia (76.2%). Patients with arrhythmias had higher mortality (52.4% versus 24.1%, p = 0.005). On multivariate analysis, only the presence of heart failure (HF) was associated with a higher risk of arrhythmias (hazard ratio, 11.9; 95% CI: 3.6-39.5; p <0.001). During hospitalization, 3.3% of the patients experienced CA, with a predominance of non-shockable rhythms. All patients experiencing CA died during hospitalization.
CONCLUSIONS: The incidence of cardiac arrhythmias in patients admitted with COVID-19 to a Brazilian tertiary hospital was 8.7%, and atrial tachyarrhythmia was the most common. Presence of HF was associated with an increased risk of arrhythmias. Patients with COVID-19 experiencing CA have high mortality.

Introdução

A doença causada pelo coronavírus da síndrome respiratória aguda grave 2 (SARS-CoV-2), denominada COVID-19, teve seus primeiros casos reportados na China e, em decorrência de sua rápida disseminação mundial, foi declarada pandemia pela Organização Mundial da Saúde em 11 de março de 2020. No Brasil, o número de casos confirmados de COVID-19 ultrapassou 3 milhões em agosto de 2020.

Nas descrições das séries de casos de COVID-19, foram reportadas complicações cardiovasculares, incluindo injúria miocárdica, arritmias, miocardite, insuficiência cardíaca e choque cardiogênico. O dano ao sistema cardiovascular provavelmente tem causa multifatorial, incluindo lesão cardíaca direta pelo vírus, resposta inflamatória sistêmica exacerbada e fenômenos tromboembólicos. A ação do vírus por meio do receptor da enzima conversora de angotensina 2 e seu efeito de down regulation são fatores envolvidos na resposta inflamatória exacerbada. No caso das arritmias cardíacas, pode-se considerar também a possibilidade de efeitos pró-arrítmicos de drogas utilizadas para tratamento da COVID-19, hipóxia causada por envolvimento viral pulmonar, isquemia miocárdica, distúrbios hidroeletrolíticos, “ strain ” miocárdico e alterações de volume intravascular. A resposta inflamatória desbalanceada por células T helper dos tipos 1 e 2 constitui ainda outro mecanismo proposto para explicar inflamação e arritmogênese em pacientes com COVID-19. As primeiras séries de casos da China mostraram incidência de arritmias cardíacas de 17%, podendo chegar a 44% em pacientes internados em unidade de terapia intensiva (UTI). Esses estudos, porém, não descreveram de modo detalhado o tipo e as características das arritmias apresentadas. Trabalhos mais recentes em centros norte-americanos apontam incidência geral de arritmias de 6% e de taquiarritmias atriais de 16%. –

Este trabalho tem como objetivo avaliar a incidência de parada cardiorrespiratória e de arritmias cardíacas em uma coorte de pacientes internados com COVID-19 em hospital universitário terciário brasileiro.

Métodos

Estudo de coorte incluindo pacientes consecutivos internados com diagnóstico de COVID-19 no Hospital de Clínicas de Porto Alegre, Rio Grande do Sul, a partir de 1 de março até 20 de julho de 2020. Foram analisados os primeiros 241 pacientes consecutivos que tiveram diagnóstico confirmado de infecção por SARS-CoV-2 através de RT-PCR de aspirado nasofaríngeo.

Todos os registros de prontuário médico eletrônico foram revisados para obtenção de informações demográficas e comorbidades e ainda de dados sobre desfecho da internação hospitalar (óbito ou alta hospitalar), necessidade de ventilação mecânica invasiva (VM) e ocorrência de parada cardiorrespiratória atendida e de arritmias cardíacas. Foram analisados os registros de evolução médica, de enfermagem e os traçados eletrocardiográficos quando disponíveis no sistema de prontuário eletrônico.

Para os casos de parada cardiorrespiratória, foi revisada informação sobre ritmo inicial, classificado em: fibrilação ventricular/taquicardia ventricular (FV/TV), assistolia, bradiarritmia e atividade elétrica sem pulso (AESP). A ocorrência de arritmias cardíacas foi definida pela presença de taquiarritmias atriais sustentadas (fibrilação atrial, flutter atrial), bradiarritmias e taquicardia ventricular sustentada. Não foram incluídas arritmias já presentes na admissão hospitalar, apenas casos incidentes durante a internação. O protocolo do estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa do Grupo de Pesquisa e Pós-Graduação do Hospital de Clínicas de Porto Alegre.

Análise estatística

As variáveis contínuas com distribuição normal foram descritas através de média e desvio-padrão. O tempo de internação não apresentou distribuição normal pelo teste Shapiro-Wilk, sendo apresentado na forma de mediana e intervalo interquartil e comparado com teste de Mann-Whitney. As características demográficas e clínicas foram comparadas entre pacientes com e sem arritmias cardíacas utilizando-se o teste t de Student não pareado para variáveis contínuas e qui-quadrado para variáveis categóricas. A associação entre variáveis clínicas e a ocorrência de arritmias cardíacas foi avaliada com modelos de análise univariada e multivariada de Cox. Foi considerado como estatisticamente significativo um valor de p bicaudal < 0,05. Todas as análises foram realizadas utilizando o programa SPSS, versão 14.0 para Windows.

Resultados

Neste estudo de coorte foram incluídos 241 pacientes consecutivos internados com COVID-19 e idade média de 57,8 ± 15,0 anos, sendo 51,5% homens e 80,5% de raça branca. A mediana do tempo de internação foi de 9 (intervalo interquartil 5-17) dias, sendo que 35,3% dos pacientes necessitaram de VM. O tempo de internação foi maior naqueles que apresentaram arritmias cardíacas. A mortalidade geral foi de 26,6%, sendo 58,8% entre os que necessitaram de VM e 9% entre os que não necessitaram de VM (p=0,001).

A ocorrência de arritmias cardíacas, definida pela presença de taquiarritmias atriais sustentadas, bradiarritmias e taquicardia ventricular sustentada, foi observada em 21 pacientes (8,7%). A Tabela 1 mostra as características demográficas e clínicas dos pacientes com e sem arritmias. Entre aqueles com arritmias, 16 (76,2%) apresentaram taquiarritmias atriais sustentadas, 3 (9,5%) taquicardia ventricular sustentada e 2 (9,5%) bradiarritmias. Pacientes com arritmias apresentaram maior mortalidade, 52,4% versus 24,1% (p=0,005). A ocorrência de arritmias cardíacas foi mais frequente em homens, pacientes em VM e com história de insuficiência cardíaca. A Tabela 2 mostra os resultados da análise univariada e multivariada de Cox para ocorrência de arritmias cardíacas. Nesse modelo, apenas a presença de insuficiência cardíaca foi associada significativamente a maior risco de arritmias cardíacas ( hazard ratio, 11,9; IC 95% 3,6-39,5; p<0,001). Em modelo ajustado para a presença de insuficiência cardíaca, a ocorrência de arritmias cardíacas foi associada a maior risco de mortalidade total ( hazard ratio, 3,4; IC 95% 1,8-6,7; p<0,05).

Tabela 1

Características clínicas dos pacientes com e sem arritmias cardíacas

	Todos os pacientes (n = 241)	Com arritmia (n = 21)	Sem arritmia (n = 220)	Valor p
Idade, anos	57,8 ± 15,0	62,6 ± 13,4	57,3 ± 15,0	0,11
Homens	124 (51,5)	15 (72,4)	109 (49,5)	0,05
IMC, kg/m2	30,4 ± 6,3	29,3 ± 5,0	30,5 ± 6,4	0,43
Raça branca	194 (80,5)	17 (81)	177 (80,5)	0,24
Ventilação mecânica	85 (35,3)	14 (66,7)	71 (32,2)	0,002
Internação, dias	9 (5-17)	25 (12-43)	9 (5-16)	0,001
Óbito	64 (26,6)	11 (52,4)	53 (24,1)	0,005
Comorbidades
HAS	123 (51)	14 (66)	109 (49,5)	0,13
DM	64 (26,6)	7 (33,3)	57 (25,9)	0,46
IC	15 (6,2)	5 (23,8)	10 (4,5)	0,001
Doença pulmonar	52 (21,6)	7 (33,3)	45 (20,5)	0,17
Doença renal crônica	29 (12)	-	29 (13,2)	0,07
Medicações
Hidroxicloroquina	43 (17,8)	3 (14,3)	40 (18,2)	0,65
Anticoagulantes	39 (16,2)	2 (9,5)	37 (16,8)	0,24

Dados expressos como média ± desvio-padrão ou números absolutos (percentual). O tempo de internação foi expresso pela mediana e intervalo interquartil. IMC: índice de massa corporal; HAS: hipertensão arterial sistêmica; DM: diabete melito; IC: insuficiência cardíaca .

Tabela 2

Análise univariada e multivariada para o desfecho arritmias cardíacas

	Análise univariada			Análise multivariada
	HR	IC 95%	p	HR	IC 95%	p
Homens	2,04	0,79-5,32	0,14	1,65	0,62-4,40	0,31
Ventilação mecânica	2,13	0,75-6,04	0,15	2,57	0,88-7,49	0,08
Insuficiência cardíaca	11,10	3,48-35,3	0,01	11,91	3,59-39,46	0,01

HR: hazard ratio; IC: intervalo de confiança .

Durante o período de internação, 8 pacientes (3,3%), todos admitidos em UTI, foram atendidos em parada cardiorrespiratória e suas características clínicas são apresentadas na Tabela 3 . A Figura 1 mostra a distribuição dos ritmos de parada cardiorrespiratória, sendo FV/TV em 2 pacientes (25%), AESP em 3 (37,5%) e assistolia em 3 (37,5%). Todos os pacientes atendidos em parada cardiorrespiratória evoluíram para óbito durante a internação.

Tabela 3

Características das paradas cardiorrespiratórias em pacientes com COVID-19

Paciente número	Dia de internação da PCR	Ritmo da PCR	Descrição clínica	Desfecho
1	1	AESP	26 anos, asma, obesidade e esquizofrenia	ROSC 20 minutos, encefalopatia anóxica, instituídas medidas de conforto, óbito
2	26	AESP	54 anos, transplantada renal	ROSC 2 minutos, evolução hospitalar com choque refratário, óbito
3	25	FV/TV	58 anos, miocardiopatia dilatada, portador de CDI, SARA e VM	ROSC 20 minutos, choque refratário, óbito
5	10	FV/TV	45 anos, miocardiopatia dilatada	ROSC 12 minutos, choque refratário, óbito
6	43	Assistolia	71 anos, cardiopatia isquêmica	Óbito
7	12	Assistolia	63 anos, HAS, DM	Óbito
8	01	AESP	76 anos, cardiopatia isquêmica	Óbito
9	25	Assistolia	41 anos, HAS, obesidade	ROSC 35 min, disfunção múltiplos órgãos, óbito

PCR: parada cardiorrespiratória; AESP: atividade elétrica sem pulso; FV/TV: fibrilação ventricular/taquicardia ventricular; ROSC: retorno da circulação espontânea; CDI: cardioversor desfibrilador implantável; SARA: síndrome da angústia respiratória do adulto; HAS: hipertensão arterial sistêmica; DM: diabete melito; VM: ventilação mecânica .

Figura 1

Ritmos de parada cardiorrespiratória em pacientes com COVID-19. PCR: parada cardiorrespiratória; AESP: atividade elétrica sem pulso; FV/TV: fibrilação ventricular/taquicardia ventricular .

Discussão

Neste estudo de coorte que incluiu pacientes consecutivos internados com COVID-19 em hospital de referência, a mortalidade geral foi de 26,6%, a incidência de arritmias, de 8,7% e a de parada cardiorrespiratória, de 3,3%. A taquiarritmia atrial foi mais comum, correspondendo a 76,2% das arritmias. A presença de insuficiência cardíaca foi a única variável associada a maior risco de arritmias cardíacas em análise multivariada. O tempo de internação de pacientes com arritmias foi maior do que o daqueles sem; isso pode se dever à necessidade de tratamento da própria arritmia ou representar a presença de maior complexidade e gravidade nos casos que desenvolvem arritmias.

As séries iniciais mostraram incidência de arritmias cardíacas em pacientes com COVID-19 variando de 7% a 17%, porém não há descrição específica sobre o seu tipo. , Na coorte do estado de Nova York, a incidência de arritmias foi associada a diferentes combinações de drogas utilizadas para tratamento da COVID-19, variando de 10% a 20%, porém sem definição dos tipos de arritmia avaliados. Em nosso estudo, não encontramos associação do uso de hidroxicloroquina com maior risco de arritmias. A incidência específica de cada tipo de arritmia foi descrita apenas recentemente. Dados de registro internacional que incluiu 1197 profissionais de eletrofisiologia mostram que fibrilação atrial foi a arritmia mais frequentemente descrita em pacientes com COVID-19. Em estudo com 115 pacientes, a incidência de taquiarritmias atriais foi de 16,5%, sendo de 27,5% entre os admitidos em UTI. No maior estudo específico sobre arritmias publicado até o momento, foram avaliados 700 pacientes hospitalizados por 9 semanas. Durante o acompanhamento, 44 deles (6,3%) apresentaram arritmias cardíacas, incluindo fibrilação atrial, bradiarritmias e taquicardia ventricular não sustentada, sendo fibrilação atrial a mais frequente (57%). Presença de insuficiência cardíaca e internação em UTI foram associadas significativamente a maior risco de arritmias. Naquela coorte, 11% dos pacientes foram admitidos em UTI e a mortalidade geral foi de 4%. Nossa incidência de arritmia de 8,7% pode ser considerada próxima à daquele estudo, assim como o predomínio de arritmias atriais e a associação da presença de insuficiência cardíaca com maior risco de arritmias. Por outro lado, em nosso estudo foram incluídos pacientes de maior gravidade (35% com necessidade de VM) e a presença de taquicardia ventricular não sustentada não foi elencada como desfecho. A utilização de VM foi associada à tendência de maior risco de arritmias, porém não foi considerada estatisticamente significativa. A confirmação do achado de que pacientes com insuficiência cardíaca apresentam maior risco de arritmias pode orientar a necessidade de maior monitorização desses pacientes durante internação.

Na pesquisa internacional entre profissionais de eletrofisiologia, 4,8% reportaram casos de FV/TV e 5,6%, de AESP. Nas séries iniciais da China, não houve indicação específica sobre a ocorrência de parada cardiorrespiratória e seus ritmos. , Em um dos trabalhos, a incidência de FV/TV foi de 5,9%, sendo maior entre pacientes com troponina elevada. Na coorte do estado de Nova York, a incidência de parada cardiorrespiratória descrita foi de 6% a 15%, variando de acordo com diferentes combinações de drogas utilizadas no tratamento da COVID-19. Não foram descritos os ritmos de parada cardiorrespiratória. No estudo de Bhatla et al . já descrito acima, foram relatados 9 casos de parada cardiorrespiratória (1,3%), sendo 6 casos de AESP, 2 de assistolia e 1 de torsades de pointes . Em nosso estudo, a incidência de parada cardiorrespiratória foi de 3,3%, também com predomínio de ritmos não chocáveis. A redução da ocorrência de casos de FV/TV em relação a dos estudos iniciais pode hipoteticamente ser atribuída a mudanças no tratamento da COVID-19, com menor utilização de drogas que podem prolongar o intervalo QT, além da evolução da curva de aprendizado dos profissionais de saúde com a doença. O predomínio de ritmos não chocáveis também pode ser atribuído ao acometimento sistêmico e à intensa resposta inflamatória presente nos casos graves de COVID-19.

Nosso estudo apresenta limitações que devem ser consideradas. O número de pacientes incluídos é relativamente pequeno, refletindo a experiência inicial de atendimento. Os pacientes internados em enfermaria não estavam em monitorização cardíaca contínua, assim, episódios de arritmia assintomáticos podem não ter sido relatados. O diagnóstico de arritmias foi obtido a partir da revisão dos registros de prontuário, sendo que em alguns casos a arritmia descrita foi visualizada apenas em monitor e não foi feito o registro em eletrocardiograma de 12 derivações. Não foram obtidos dados laboratoriais de marcadores de lesão e/ou disfunção miocárdica, como troponina e BNP, dados sobre formas de ventilação não invasiva, momento e doses no uso de drogas vasoativas, distúrbios hidroeletrolíticos e histórico prévio de arritmias, todos potencialmente associados à ocorrência de arritmias durante a internação. Trata-se de estudo com coleta de dados retrospectiva e em centro único terciário. Dessa forma, seus resultados não podem ser generalizados para outros cenários clínicos.

Conclusões

Neste estudo de coorte de pacientes com COVID-19 internados em hospital de referência brasileiro, a incidência de arritmias cardíacas foi de 8,7%, sendo taquiarritmia atrial a mais comum. A presença de insuficiência cardíaca foi associada a maior risco de arritmias cardíacas. Pacientes com COVID-19 atendidos em parada cardiorrespiratória apresentam elevada mortalidade.

Introduction

The first cases of the disease caused by the severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), named COVID-19, were reported in China. Since then, COVID-19 has spread fast across the globe, being declared a pandemic by the World Health Organization on March 11, 2020. In Brazil, the number of confirmed cases of COVID-19 exceeded 3 million by August 2020.

In COVID-19 case series, cardiovascular complications, such as myocardial injury, arrhythmias, myocarditis, heart failure, and cardiogenic shock, have been reported. The damage to the cardiovascular system might have a multifactorial cause, including direct viral myocardial injury, exaggerated systemic inflammatory response, and thromboembolic phenomena. Viral action via the angiotensin-converting-enzyme 2 receptor and its down regulation effect are factors involved in the exaggerated inflammatory response. In addition, regarding cardiac arrhythmias, the following possibilities can be considered: proarrhythmic effects of the drugs used for the treatment of COVID-19, hypoxia caused by viral lung involvement, myocardial ischemia, water-electrolyte imbalance, myocardial strain, and intravascular volume changes. The unbalanced inflammatory response by type 1 and type 2 T helper cells is another mechanism proposed to explain inflammation and arrhythmogenesis in patients with COVID-19. The first case series from China have shown an incidence of cardiac arrhythmias of 17%, which could reach 44% in patients admitted to the intensive care unit (ICU). Those studies, however, have detailed neither the type nor the characteristics of the arrhythmias observed. More recent studies conducted in North American centers have reported an overall incidence of arrhythmias of 6% and of atrial tachyarrhythmias of 16%. –

This study aimed to assess the incidence of cardiac arrest and cardiac arrhythmias in a cohort of patients with COVID-19 admitted to a Brazilian tertiary university-affiliated hospital.

Methods

Cohort study including consecutive patients diagnosed with COVID-19 admitted to the Hospital de Clínicas de Porto Alegre, Rio Grande do Sul state, from March 1st to July 20, 2020. The first 241 consecutive patients diagnosed with SARS-CoV-2 infection confirmed by use of reverse transcription polymerase chain reaction of nasal and oropharyngeal swabs were assessed.

All electronic medical records were reviewed for the collection of demographic data and comorbidities, hospital outcome (death or hospital discharge), need for invasive mechanical ventilation (MV), and occurrence of cardiac arrest and cardiac arrhythmias. Medical and nursing data, as well as electrocardiographic findings, when available in the electronic medical record system, were analyzed.

Regarding the cases of cardiac arrest, the initial rhythm was reviewed and classified as: ventricular fibrillation/ventricular tachycardia (VF/VT), asystole, bradyarrhythmia, and pulseless electric activity (PEA). The occurrence of cardiac arrhythmias was defined as the presence of sustained atrial tachyarrhythmias (atrial fibrillation, atrial flutter), bradyarrhythmias, and sustained ventricular tachycardia. Arrhythmias present on hospital admission were not included, only those occurring during hospitalization. The study protocol was approved by the Committee on Ethics and Research of the Group of Research and Postgraduation of the Hospital de Clínicas de Porto Alegre.

Statistical analysis

The continuous variables with normal distribution were described as mean and standard deviation. The length of hospital stay showed no normal distribution by the Shapiro-Wilk test, was presented as median and interquartile range, and compared by use of Mann-Whitney test. The demographic and clinical characteristics were compared between patients with and without cardiac arrhythmias by using nonpaired Student t test for continuous variables and chi-square test for categorical variables. The association between clinical variables and the occurrence of cardiac arrhythmias was assessed with univariate and Cox multivariate analysis models. A two-tailed p value < 0.05 was considered statistically significant. All analyses were performed using the SPSS software, version 14.0, for Windows.

Results

This cohort study included 241 consecutive patients hospitalized with COVID-19 and mean age of 57.8 ± 15.0 years, 51.5% of whom were men, and 80.5% were white. The median length of hospital stay was 9 (interquartile range: 5-17) days, and 35.3% of the patients required MV. The length of hospital stay was longer in patients who had cardiac arrhythmias. The overall mortality was 26.6%, being 58.8% among those on MV and 9% among those not requiring MV (p=0.001).

Cardiac arrhythmias, defined as the presence of sustained atrial tachyarrhythmias, bradyarrhythmias and sustained ventricular tachycardia, were observed in 21 patients (8.7%). Table 1 shows the demographic and clinicals characteristics of the patients with and without arrhythmias. Of those with arrhythmias, 16 (76.2%) had sustained atrial tachyarrhythmias, 3 (9.5%) had sustained ventricular tachycardia, and 2 (9.5%) had bradyarrhythmias. Patients with arrhythmias had higher mortality, 52.4% versus 24.1% (p=0.005). Cardiac arrhythmias were more frequent in men, patients on MV, and those with history of heart failure. Table 2 shows the results of the univariate and Cox multivariate analysis for the occurrence of cardiac arrhythmias. In that model, only the presence of heart failure associated significantly with a higher risk for cardiac arrhythmias (hazard ratio: 11.9; 95% CI: 3.6-39.5; p<0.001). When adjusted for the presence of heart failure, the occurrence of cardiac arrhythmias was associated with a higher risk for total mortality (hazard ratio: 3.4; 95% CI: 1.8-6.7; p<0.05).

Table 1

Clinical characteristics of patients with and without cardiac arrhythmias

	All patients (n = 241)	With arrhythmia (n = 21)	Without arrhythmia (n = 220)	p value
Age, years	57.8 ± 15.0	62.6 ± 13.4	57.3 ± 15.0	0.11
Men	124 (51.5)	15 (72.4)	109 (49.5)	0.05
BMI, kg/m2	30.4 ± 6.3	29.3 ± 5.0	30.5 ± 6.4	0.43
White skin color	194 (80.5)	17 (81)	177 (80.5)	0.24
Mechanical ventilation	85 (35.3)	14 (66.7)	71 (32.2)	0.002
Hospital length of stay, days	9 (5-17)	25 (12-43)	9 (5-16)	0.001
Death	64 (26.6)	11 (52.4)	53 (24.1)	0.005
Comorbidities
SAH	123 (51)	14 (66)	109 (49.5)	0.13
DM	64 (26.6)	7 (33.3)	57 (25.9)	0.46
HF	15 (6.2)	5 (23.8)	10 (4.5)	0.001
Pulmonary disease	52 (21.6)	7 (33.3)	45 (20.5)	0.17
Chronic kidney disease	29 (12)	-	29 (13.2)	0.07
Drugs
Hydroxychloroquine	43 (17.8)	3 (14.3)	40 (18.2)	0.65
Anticoagulants	39 (16.2)	2 (9.5)	37 (16.8)	0.24

Data were expressed as mean ± standard deviation or absolute numbers (percentage). The hospital length of stay was expressed as median and interquartile range. BMI: body mass index; SAH: systemic arterial hypertension; DM: diabetes mellitus; HF: heart failure .

Table 2

Univariate and multivariate analysis for the outcome ‘cardiac arrhythmias’

	Univariate analysis			Multivariate analysis
	HR	95% CI	p	HR	95% CI	p
Men	2.04	0.79-5.32	0.14	1.65	0.62-4.40	0.31
Mechanical ventilation	2.13	0.75-6.04	0.15	2.57	0.88-7.49	0.08
Heart failure	11.10	3.48-35.3	0.01	11.91	3.59-39.46	0.01

HR: hazard ratio; CI: confidence interval.

During hospitalization, 8 patients (3.3%), all of them admitted to the ICU, experienced cardiac arrest, and their clinical characteristics are shown in Table 3 . Figure 1 shows the distribution of the cardiac arrest rhythms: VF/VT, 2 patients (25%); PEA, 3 patients (37.5%); and asystole, 3 patients (37.5%). All patients undergoing cardiac arrest died during hospitalization.

Table 3

Characteristics of the cardiac arrests of patients with COVID-19

Patient number	CA on hospitalization day	CA rhythm	Clinical description	Outcome
1	1	PEA	26 years, asthma, obesity, and schizophrenia	ROSC 20 minutes, anoxic encephalopathy, comfort measures, death
2	26	PEA	54 years, renal transplant patient	ROSC 2 minutes, progressed to refractory shock, death
3	25	VF/VT	58 years, dilated cardiomyopathy, ICD, ARDS and MV	ROSC 20 minutes, refractory shock, death
5	10	VF/VT	45 years, dilated cardiomyopathy	ROSC 12 minutes, refractory shock, death
6	43	Asystole	71 years, ischemic heart disease	Death
7	12	Asystole	63 years, SAH, DM	Death
8	01	PEA	76 years, ischemic heart disease	Death
9	25	Asystole	41 years, SAH, obesity	ROSC 35 min, multiple organ dysfunction, death

CA: cardiac arrest; PEA: pulseless electric activity; VF/VT: ventricular fibrillation/ventricular tachycardia; ROSC: return of spontaneous circulation; ICD: implantable cardioverter-defibrillator; ARDS: adult respiratory distress syndrome; SAH: systemic arterial hypertension; DM: diabetes mellitus; MV: mechanical ventilation.

Figure 1

Rhythms of cardiac arrest of patients with COVID-19. VF/VT: ventricular fibrillation/ventricular tachycardia; PEA: pulseless electric activity .

Discussion

In this cohort study including consecutive patients with COVID-19 admitted to a referral hospital, the overall mortality was 26.6%, and the incidence of arrhythmias, 8.7%, and of cardiac arrest, 3.3%. Atrial tachyarrhythmia was the most common arrhythmia, accounting for 76.2% of the arrhythmias. On multivariate analysis, the presence of heart failure was the only variable associated with a higher risk for cardiac arrhythmias. The length of hospital stay of patients with arrhythmias was longer than that of those without arrhythmia. This might be due to the need to treat the arrhythmia itself or represent the higher complexity and severity of patients developing arrhythmias.

The initial series have shown incidence of cardiac arrhythmias in patients with COVID-19 ranging from 7% to 17%, but have not specifically described their types. , In the New York State cohort, the incidence of arrhythmias was associated with different combinations of drugs used to treat COVID-19, and ranged from 10% to 20%, but the types of arrhythmia assessed were not defined. In our study, we found no association of the use of hydroxychloroquine with higher risk for arrhythmias. The specific incidence of each type of arrhythmia has been described only recently. Data from an international registry including 1197 electrophysiology professionals have shown that atrial fibrillation was the most frequently described arrhythmia in patients with COVID-19. A study with 115 patients has found an incidence of atrial tachyarrhythmias of 16.5%, which reached 27.5% in patients admitted to the ICU. The largest study specific to arrhythmias published so far has assessed 700 patients hospitalized for 9 weeks. During follow-up, 44 patients (6.3%) had cardiac arrhythmias, such as atrial fibrillation, bradyarrhythmias, and nonsustained ventricular tachycardia, and atrial fibrillation was the most frequent (57%). Presence of heart failure and ICU admission were significantly associated with a higher risk for arrhythmias. In that cohort, 11% of the patients were admitted to the ICU and overall mortality was 4%. Our incidence of arrhythmia of 8.7% can be considered close to that of that study, as well as the predominance of atrial arrhythmias and the association of heart failure with a higher risk of arrhythmia. However, our study included patients with more severe disease (35% required MV), and the presence of nonsustained ventricular tachycardia was not listed as an outcome. The use of MV was associated with a trend towards a higher risk for arrhythmia, although not statistically significant. The confirmation of the finding that patients with heart failure are at a higher risk for arrhythmias can indicate the need for more careful monitoring of such patients during hospitalization.

In the international survey with electrophysiology professionals, 4.8% reported cases of VF/VT and 5.6%, of PEA. In the initial series from China, there was no specific mention to the occurrence of cardiac arrest and its rhythms. , In one of the studies, the incidence of VF/VT was 5.9%, and higher in patients with elevated troponin levels. In the New York State cohort, the incidence of cardiac arrest ranged from 6% to 15%, depending on the different combinations of drugs used to treat COVID-19. The rhythms of cardiac arrest were not described. In the study by Bhatla et al. described above, of the 9 cases of cardiac arrest (1.3%) reported, 6 were PEA, 2 were asystole, and 1, torsades de pointes . In our study, the incidence of cardiac arrest was 3.3%, with predominance of non-shockable rhythms. The reduction in the occurrence of VF/VT cases as compared to that in the initial studies might be hypothetically attributed to changes in the COVID-19 treatment, with less use of drugs that can prolong the QT interval, in addition to the evolution of the learning curve of health professionals regarding the disease. Moreover, the predominance of non-shockable rhythms can be attributed to the systemic impairment and intense inflammatory response present in cases of severe COVID-19.

Our study has limitations that should be considered. The number of patients included is relatively small and reflects our initial experience. Patients admitted to the wards were not on continuous cardiac monitoring; thus, asymptomatic episodes of arrhythmia might not have been reported. The diagnosis of arrhythmia was obtained from review of medical records, and in some cases the arrhythmia described was only visualized on a monitor and no 12-lead electrocardiogram was recorded. The following data potentially associated with the occurrence of arrhythmias during hospitalization were not obtained: markers of myocardial injury and/or dysfunction, such as troponin and BNP; data on noninvasive ventilation modes; time of use and doses of vasoactive drugs; water-electrolyte imbalance; previous history of arrhythmias. This is a study with retrospective data collection in a single tertiary center. Therefore, our results cannot be generalized to other clinical settings.

Conclusions

In this cohort study of patients with COVID-19 admitted to a Brazilian referral hospital, the incidence of cardiac arrhythmias was 8.7%, and atrial tachyarrhythmia was the most common. The presence of heart failure was associated with a higher risk of cardiac arrhythmias. Patients with COVID-19 and experiencing cardiac arrest have high mortality.