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. 2021 Jun 8;116(6):1165–1168. [Article in Portuguese] doi: 10.36660/abc.20201017
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Spiked Helmet Sign : Um Caso Atípico de Supradesnivelamento Transitório do Segmento ST no ECG

Acácio F Cardoso 1, Marco Alexander V Akamine 1, Rafael M Pessoa 1, Elizabeth T Takitani 1, José V Kairiyama 1, Manfredo K Naritoni 1
PMCID: PMC8288532  PMID: 34133605

Apresentação do caso

Homem, 35 anos de idade, tabagista e usuário de drogas ilícitas (maconha, cocaína e solventes inalantes), em tratamento com antipsicótico e antidepressivo (haloperidol e escitalopram), há dois dias com vários episódios de vômitos e diarreia, evoluiu com confusão mental no domicílio e foi admitido na sala de emergência com rebaixamento do nível de consciência e respiração irregular. Logo em seguida, apresentou quadro de parada cardiorrespiratória (PCR) com registro de fibrilação ventricular (FV) no monitor cardíaco. Após seis minutos de manobras de ressuscitação cardiopulmonar, infusão de adrenalina e duas desfibrilações cardíacas, o pulso e o ritmo cardíaco foram recuperados. Realizou-se eletrocardiograma (ECG), que demonstrou elevação atípica e difusa do segmento ST ( Figura 1 A). Os exames laboratoriais iniciais demonstraram acidose metabólica grave com nível sérico elevado de lactato (lactato sérico = 26 mg/dl), além de hipernatremia (sódio sérico = 153 mg/dl), hipocalemia (potássio sérico = 3,2 mg/dl), leucocitose importante e discreto aumento da troponina sérica. O paciente foi entubado e colocado em ventilação mecânica. Realizou-se ressuscitação volêmica, além de correção da acidose metabólica, e antibióticos de largo espectro foram iniciados. Após uma hora do atendimento inicial, realizou-se novo ECG, que demonstrou uma redução de aproximadamente 50% no supradesnivelamento de ST ( Figura 1B ). Dado o caráter atípico das alterações do segmento ST no ECG, optou-se por não realizar coronariografia de urgência. Seis horas após o evento, as alterações iniciais do ECG regrediram completamente ( Figura 1C ). Realizou-se ecocardiograma, que demonstrou disfunção importante do ventrículo esquerdo às custas de hipocinesia difusa (fração de ejeção = 0,36). Fez-se novo ecocardiograma dois dias após, que revelou completa recuperação da função ventricular (fração de ejeção = 0,69). Realizou-se angiotomografia de coronárias durante a internação, que demonstrou ausência de lesões obstrutivas e descartou anomalias coronarianas. O paciente evoluiu bem e recebeu alta após oito dias de internação.

Figura 1. – Sequência de ECGs da admissão do paciente. 1A) ECG inicial com supradesnivelamento atípico de ST em múltiplas derivações seguidas de macroalternância das ondas T facilmente observadas em V4 e V5 (setas). 1B) Uma hora após o ECG inicial, um novo registro demonstrou uma redução de aproximadamente 50% do supradesnivelamento de ST. Os achados característicos do SHS tornam-se mais evidentes nas derivações V2 e V3. 1C) Seis horas após o ECG inicial, nota-se a resolução completa do supradesnivelamento de ST com a manutenção apenas de alterações discretas da repolarização ventricular.

Figura 1

Discussão

Neste intrigante relato de caso, um paciente jovem, usuário de drogas ilícitas, em uso regular de haloperidol e escitalopram, deu entrada no setor de emergência em uma condição clínica grave, em iminência de PCR. Após episódio de FV prontamente revertida, o ECG inicial demonstrou ritmo taquicárdico, com complexos QRS alargados, aparentemente precedidos de ondas P de baixa amplitude. A ativação inicial do QRS era rápida e acompanhada de supradesnivelamento de ST com morfologia convexa em múltiplas derivações eletrocardiográficas, seguidas da inversão e alternância da amplitude das ondas T, fenômeno conhecido por macroalternância das ondas T ( Figura 1A ).

O sinal do capacete pontiagudo, tradução para spiked helmet sign (SHS), foi descrito por Littmann et al. 1 em 2011 como uma elevação transitória do segmento ST em condições clínicas graves de origem não cardíaca, associada a níveis séricos normais ou pouco aumentados de troponina, além de evolução clínica desfavorável com alta taxa de mortalidade. 1 Na sua série, 6 de 8 pacientes morreram após o registro inicial do ECG dentro de 1 a 10 dias. 1 Inicialmente descrito como uma elevação do segmento ST restrita às derivações inferiores, novos casos têm sido relatados com envolvimento de múltiplas derivações eletrocardiográficas. 2 A morfologia no ECG assemelha-se ao pickelhaube , um capacete cravejado por uma haste pontiaguda, utilizado por militares do exército da Prússia e Alemanha durante os séculos XIX e XX.

As principais características do SHS no ECG são uma elevação ascendente da linha isoelétrica que precede o QRS, seguida por uma onda R estreita e uma elevação convexa do segmento ST 2 ( Figura 2 ). Os mecanismos fisiopatológicos relacionados a esse padrão morfológico no ECG ainda não estão totalmente esclarecidos. Uma onda T-U gigante prévia que avança sobre o próximo QRS e/ou o prolongamento da repolarização ventricular sobreposto a frequências cardíacas elevadas são possíveis causas atribuídas por alguns autores. 3 Os casos iniciais foram identificados em patologias torácicas e abdominais e associados a artefatos musculares e aumento agudo da pressão nessas cavidades. Posteriormente, outros relatos envolvendo hemorragia intracerebral, alterações metabólicas graves e choque séptico apontaram para uma intensa descarga adrenérgica como uma via final comum para o desencadeamento dessas alterações no ECG. Manifestações clínicas associadas a estados hiperadrenérgicos como após a ablação do gânglio estrelado 4 e na cardiomiopatia de Taktsubo 5 reforçam essa hipótese.

Figura 2. – Principais achados do SHS no ECG. Uma linha isoelétrica ascendente (círculos vermelhos) é seguida por supradesnivelamento convexo de ST (setas). As alterações se assemelham ao capacete pontiagudo utilizado pelos exércitos da Prússia e Alemanha nos séculos XIX e XX. Legenda: SHS – Spiked helmet sign.

Figura 2

A macroalternância da onda T é uma manifestação rara no ECG, reflete uma importante dispersão da repolarização ventricular e geralmente precede o desencadeamento da FV. 6 Mais comumente, esse padrão morfológico é visto em pacientes com síndrome do QT longo congênito ou adquirido de alto risco e anuncia o início de uma Torsade de Pointes . No nosso caso, a macroalternância da onda T foi observada após uma FV abortada e indica que em manifestações extremas do SHS a repolarização ventricular pode se apresentar de forma bastante prolongada e propiciar o desencadeamento de arritmias ventriculares potencialmente fatais. Particularmente em pacientes psiquiátricos, essas alterações podem ser exacerbadas pelo uso de antipsicóticos e antidepressivos, drogas que sabidamente podem prolongar o potencial de ação da célula cardíaca ao promover o bloqueio das correntes iônicas de potássio. 7 Publicação prévia do SHS envolvendo o prolongamento do QT, alternância da onda T e Torsade de Pointes indicam que o SHS pode ser um possível mecanismo de morte súbita nesses pacientes. 8 Dada a raridade do fenômeno, a relação entre o SHS e o risco de morte súbita ainda precisa ser estabelecida em futuras publicações.

Outras situações clínicas associadas à elevação do segmento ST como bloqueios de ramo, pericardites, embolia pulmonar maciça e principalmente as síndromes coronarianas agudas devem ser consideradas como os principais diagnósticos diferenciais do SHS. 9 No nosso caso, o vasoespasmo coronariano associado ao abuso de cocaína e a desfibrilação cardíaca são outras duas situações que envolvem anormalidades da repolarização ventricular e devem ser consideradas nessa análise. No primeiro caso, a cocaína, além de precipitar episódios de vasoespasmo coronariano, pode atuar como potente inibidor das correntes dos canais iônicos responsáveis pelo potencial de ação da célula cardíaca. Ambas as condições podem favorecer o prolongamento da repolarização ventricular e o desencadeamento de arritmias ventriculares graves. 10 Entretanto, o vasoespasmo coronariano geralmente é precedido de dor torácica, as alterações do segmento ST costumam ser restritas a algumas derivações, dura apenas poucos minutos e são seguidas por ondas T simétricas e amplas no ECG. 11 Já a elevação do segmento ST associada a desfibrilação elétrica é um fenômeno de curta duração, atinge a sua máxima amplitude logo após o choque e tem média de duração de aproximadamente 60 segundos, retornando ao padrão normal em torno de 5 minutos após o choque. 12 Embora não seja possível excluir totalmente a participação dessas duas condições nas alterações evidenciadas no ECG, essas observações tornam essas hipóteses menos prováveis.

Alterações metabólicas e eletrolíticas são comuns em pacientes graves e podem apresentar manifestações eletrocardiográficas semelhantes às observadas no SHS. A acidose metabólica associada à hipercalemia grave frequentemente aumenta a duração do QRS e provoca supradesnivelamentos do segmento ST principalmente em precordiais direitas, sendo facilmente confundidos com infarto agudo do miocárdio de parede anterior. 13 A hipocalcemia acentuada é outra condição metabólica que pode provocar supradesnivelamento de ST e, juntamente com a hipocalemia, pode prolongar o intervalo QT de forma significativa. 14 Já mudanças no ECG relacionadas aos níveis séricos de sódio são mais raras. Infradesnivelamento de ST e encurtamento do intervalo PR já foram descritos em casos extremos de hipernatremia. 15 No nosso caso, acidose metabólica grave, hipernatremia e hipocalemia leve foram as únicas anormalidades metabólicas identificadas nos exames laboratoriais.

Esses achados não são suficientes para explicar todas as alterações observadas na sequência dos ECGs, o que torna o SHS uma manifestação eletrocardiográfica única com prognóstico, na maioria das vezes, bastante adverso.

Conclusões

O SHS é uma rara manifestação no ECG de pacientes graves com patologias não cardíacas. O prolongamento da repolarização ventricular associada ao aparecimento de macroalternância das ondas T parece ser um mecanismo plausível de arritmias ventriculares malignas neste cenário e requer pronto reconhecimento e intervenção.

Vinculação acadêmica

Não há vinculação deste estudo a programas de pós-graduação.

Aprovação ética e consentimento informado

Este artigo não contém estudos com humanos ou animais realizados por nenhum dos autores.

Fontes de financiamento : O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.

Referências

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Arq Bras Cardiol. 2021 Jun 8;116(6):1165–1168. [Article in English]

Spiked Helmet Sign: An Atypical Case of Transient ST-Segment Elevation on ECG

Acácio F Cardoso 1, Marco Alexander V Akamine 1, Rafael M Pessoa 1, Elizabeth T Takitani 1, José V Kairiyama 1, Manfredo K Naritoni 1

Case report

Male, 35 years old, smoker, user of illicit drugs (marijuana, cocaine and inhalant solvents), on antipsychotics and antidepressants (haloperidol and escitalopram), several episodes of vomiting and diarrhea for the past two days, mental confusion at home, and admitted to the emergency room with reduced level of consciousness and irregular breathing. Soon afterwards, he presented cardiopulmonary arrest (CRP) with ventricular fibrillation (VF) on the cardiac monitor. After six minutes of cardiopulmonary resuscitation maneuvers, adrenaline infusion and two cardiac defibrillations, pulse and heart rate were recovered. An electrocardiogram (ECG) was performed, which demonstrated atypical and diffuse ST-segment elevation ( Figure 1 A ). Initial laboratory tests showed severe metabolic acidosis with high serum lactate (serum lactate = 26 mg/dl), in addition to hypernatremia (serum sodium = 153 mg/dl), hypokalemia (serum potassium = 3.2 mg/dl), severe leukocytosis and a slight increase in serum troponin. The patient was intubated and placed on mechanical ventilation. Volume resuscitation was performed, metabolic acidosis was corrected, and broad-spectrum antibiotics were initiated. One hour after initial consultation, a new ECG was performed, which demonstrated a reduction of approximately 50% in ST elevation ( Figure 1B ). Given the atypical character of the ST segment abnormalities on ECG, we chose not to perform an emergency coronary angiography. Six hours after the event, the initial ECG abnormalities receded completely ( Figure 1C ). An echocardiogram was performed, which showed severe left ventricular dysfunction at the expense of diffuse hypokinesia (ejection fraction = 0.36). A new echocardiogram was performed two days later, which revealed complete recovery of ventricular function (ejection fraction = 0.69). Coronary angiotomography was performed during hospitalization, which demonstrated the absence of obstructive lesions and ruled out coronary anomalies. The patient progressed well and was discharged after eight days of hospitalization.

Figure 1. – Sequence of ECG on patient admission. 1A) Initial ECG with atypical ST-segment elevation in multiple leads followed by T-wave macroalternation easily observed in V4 and V5 (arrows). 1B) One hour after the initial ECG, a new scan showed a reduction of approximately 50% in ST-segment elevation. The characteristic findings of SHS are more evident in leads V2 and V3. 1C) Six hours after the initial ECG, complete resolution of ST-segment elevation is seen with only mild ventricular repolarization abnormalities.

Figure 1

Discussion

In this intriguing case report, a young patient, an user of illicit drugs, on regular use of haloperidol and escitalopram, was admitted to the emergency department in a serious clinical condition, on the verge of a cardiac arrest. After a VF episode was promptly reversed, the initial ECG demonstrated tachycardic rhythm, with enlarged QRS complexes, apparently preceded by low amplitude P waves. Initial activation of QRS was rapid and accompanied by ST elevation with convex morphology in multiple electrocardiographic leads, followed by inversion and alternation of the amplitude of T waves, a phenomenon known as macroalternation of T waves (Figure 1A).

Spiked helmet sign (SHS) was described by Littmann et al.1 in 2011 as a transient ST-segment elevation in severe clinical conditions of non-cardiac origin, associated with normal or slightly increased serum levels of troponin, in addition to an unfavorable clinical outcome with a high mortality rate.1 In their series, 6 of 8 patients died after an initial ECG within 1 to 10 days.1 Initially described as ST segment elevation restricted to lower leads, new cases have been reported involving multiple electrocardiographic leads.2 Morphology on ECG is similar to the pickelhaube, a helmet studded with a pointed rod, worn by military Prussian and German army personnel in the 19thand 20thcenturies.

The main SHS characteristics on the ECG are an upward elevation of the isoelectric line that precedes the QRS, followed by a narrow R wave and a convex ST-segment elevation2 ( figure 2 ). The pathophysiological mechanisms related to this ECG morphological pattern are not yet fully understood. A previous giant T-U wave that advances over the next QRS and/or prolongation of ventricular repolarization superimposed at high heart rates are potential causes attributed by some authors.3 Initial cases were identified in thoracic and abdominal pathologies and are associated with muscle artifacts and acute pressure increase in these cavities. Subsequently, other reports involving intracerebral hemorrhage, severe metabolic abnormalities and septic shock pointed to an intense adrenergic discharge as a common final route for triggering these ECG abnormalities. Clinical manifestations associated with hyperadrenergic states such as after stellate ganglion4 ablation and Taktsubo5 cardiomyopathy reinforce this hypothesis.

Figure 2. – Main SHS findings on ECG. An upward isoelectric line (red circles) is followed by convex ST-segment elevation (arrows). The abnormal findings are similar to the spiked helmet worn by the armies of Prussia and Germany in the 19th and 20th centuries. Key: SHS – Spiked helmet sign.

Figure 2

T-wave macroalternation is a rare ECG manifestation; it reflects severe dispersion of ventricular repolarization and generally precedes the onset of VF.6 This morphological pattern is more commonly seen in patients with congenital or acquired high-risk QT syndrome and announces the beginning of Torsade de Pointes. In our case, the T-wave macroalternation was observed after an aborted VF and indicates that in extreme manifestations of SHS, ventricular repolarization may last for a very prolonged time and lead to the onset of potentially fatal ventricular arrhythmias. Particularly in psychiatric patients, these abnormalities may be exacerbated by antipsychotics and antidepressants, which are known to prolong the cardiac cell action potential by blocking potassium ion currents.7 Previous publication of SHS involving QT prolongation, T-wave alternation and Torsade de Pointes has found that SHS may be a possible mechanism of sudden death in these patients.8 Given the rarity of the phenomenon, the relationship between SHS and the risk of sudden death is yet to be established in future publications.

Other clinical situations associated with ST-segment elevation, such as bundle branch block, pericarditis, massive pulmonary embolism, and especially acute coronary syndromes, should be considered as the main differential diagnoses of SHS.9 In our case, coronary vasospasm associated with cocaine abuse and cardiac defibrillation are two other situations that involve abnormalities in ventricular repolarization and should be considered in this analysis. In the first case, cocaine precipitates episodes of coronary vasospasm and can act as a potent inhibitor of ion channel currents responsible for the cardiac cell action potential. Both conditions may promote the prolongation of ventricular repolarization and the onset of severe ventricular arrhythmias.10 However, coronary vasospasm is usually preceded by chest pain, ST-segment abnormalities are usually restricted to some leads, last only a few minutes, and are followed by symmetrical and wide T-waves on ECG.11 ST-segment elevation associated with electrical defibrillation is a short-term phenomenon, it reaches its maximum amplitude right after the shock and has an average duration of approximately 60 seconds, returning to the normal pattern around 5 minutes after the shock. 12 Although it is not possible to totally rule out the participation of these two conditions in the abnormalities evidenced in the ECG, these findings make these hypotheses less likely.

Metabolic and electrolytic abnormalities are common in critically ill patients and may have electrocardiographic manifestations similar to those observed in SHS. Metabolic acidosis associated with severe hyperkalaemia often increases QRS duration and causes ST-segment elevation mainly in the right precordial leads, and is easily confused with acute anterior wall myocardial infarction.13 Marked hypocalcemia is another metabolic condition that may cause ST-segment elevation and, with hypokalemia, may significantly prolong the QT interval.14 ECG abnormalities related to serum sodium levels are rarer. ST-segment depression and shortening of the PR interval have been described in extreme cases of hypernatremia.15 In our case, severe metabolic acidosis, hypernatremia and mild hypokalemia were the only metabolic abnormalities identified in laboratory tests.

These findings are not sufficient to explain all the abnormalities observed in the sequence of ECG, which makes SHS a unique electrocardiographic manifestation with quite adverse prognosis in most cases.

Conclusions

SHS is a rare manifestation on the ECG of critically ill patients with non-cardiac pathologies. Prolongation of ventricular repolarization associated with T-wave macroalternation seems to be a plausible mechanism of malignant ventricular arrhythmias in this scenario and requires prompt recognition and intervention.

Study Association

This study is not associated with any thesis or dissertation work.

Ethics approval and consent to participate

This article does not contain any studies with human participants or animals performed by any of the authors.

Sources of Funding : There were no external funding sources for this study.


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