S-Wave in Lead II: Discriminating True LBB Capture from Deep Septal Myocardial Pacing in LAFB Substrates
An adjunctive ECG criterion for capture verification when pre-existing left anterior fascicular block obscures conventional discriminators.
Key Takeaway
In patients undergoing LBBAP with baseline LAFB, the behavior of the lead II S-wave during pacing — specifically, attenuation versus persistence relative to native conduction — provides an underappreciated adjunctive discriminator between true left septal Purkinje capture and deep septal myocardial-only pacing. It is most useful when V6 R-wave peak time (LVAT) and V6–V1 interpeak intervals fall in ambiguous ranges.
1. The Diagnostic Problem
Verification of left bundle branch (LBB) capture during left bundle branch area pacing (LBBAP) typically relies on a defined set of ECG and intracardiac criteria: V6 R-wave peak time (LVAT) under 75 ms with abrupt shortening at threshold transitions, V6–V1 interpeak interval ≥44 ms, paced QRS morphology with terminal r' in V1, and demonstrable selective-to-non-selective transition at decremental output. These criteria perform well in patients with structurally typical conduction systems.
The diagnostic landscape changes substantially in patients with pre-existing left anterior fascicular block (LAFB). The LAF is anatomically non-functional, the frontal axis is markedly leftward and superior at baseline, and the terminal QRS forces in lead II are directed away from the inferior leads — producing the deep, broad S-wave that defines LAFB. In this substrate, conventional discriminators may remain in indeterminate ranges, and the operator faces a real clinical question: is this lead capturing the conduction system, or is it producing rapid local activation through deep septal myocardium that mimics Purkinje recruitment?
2. Electrophysiologic Basis of the Lead II S-Wave Discriminator
2.1 Why LAFB Produces a Deep S in Lead II
In LAFB, anterosuperior LV activation reaches its territory late, propagating slowly through working myocardium from the intact left posterior fascicle. The mean frontal QRS axis shifts to the −45° to −90° range. Because the terminal forces are directed superiorly and leftward — pointing away from the positive pole of lead II (+60°) — lead II registers a deep terminal S-wave. The depth of this S directly reflects the degree of unopposed superior-and-leftward terminal vector.
2.2 What True Left Septal Purkinje Capture Does to This Vector
When the pacing stimulus engages the LBB or its proximal fascicular network, activation proceeds via the preserved His–Purkinje system distal to the level of fascicular block. Even in the presence of LAFB, capture of the LBB proximal trunk (or selective recruitment of the left posterior fascicle) restores rapid activation of the inferior and lateral LV through Purkinje conduction at velocities approaching 3–4 m/s, compared with the 0.3–0.5 m/s of myocardial spread.
The hemodynamic and electrocardiographic consequence: terminal LV activation no longer depends on the slow myocardial detour that produces the superior-axis vector. The frontal axis shifts rightward (becomes less negative), the deep terminal S in lead II attenuates, and a small terminal r' or notch may emerge as posteroinferior Purkinje recruitment generates an inferiorly-directed component that registers positively in lead II.
2.3 What Deep Septal Myocardial-Only Pacing Does
If the lead is deeply embedded in interventricular septal myocardium but fails to engage the conduction system, activation propagates exclusively by cell-to-cell myocardial conduction. The wavefront still must traverse the same LAFB-affected territory through the same slow route as the native rhythm. Worse, the paced stimulus introduces a new superiorly-directed activation vector from the deep septal site itself, which can preserve or even deepen the lead II S-wave. The frontal axis remains markedly superior, often essentially unchanged from baseline.
Critically, deep septal myocardial pacing can produce a relatively short LVAT in V6 due to short geographic distance from the pacing site to the lateral LV, even without conduction system recruitment. This is the principal reason LVAT alone can mislead in this anatomy — and why an adjunctive discriminator like the lead II S-wave behavior matters.
3. Operational Criteria
Compare the paced lead II QRS directly to the native (sensed) lead II QRS in the same patient. The comparison must be made at matched paper speed and gain.
| Lead II Behavior During Pacing | Frontal Axis Change | Most Likely Capture Type |
|---|---|---|
| Persistent deep S, depth unchanged or deeper | Unchanged superior axis (≤ baseline) | Deep septal myocardial-only capture |
| S-wave depth attenuates by ≥25%; possible terminal r' or notch | Rightward shift of ≥15° from baseline LAFB axis | Left septal Purkinje capture (likely ns-LBB) |
| S replaced by net positive QRS or pseudo-delta | Frontal axis normalizes toward 0° to +60° | Strong evidence of selective LBB capture with broad Purkinje recruitment |
| Variable S morphology across output transitions | Stepwise rightward shift at threshold | Selective-to-non-selective transition; supports conduction system capture |
4. Integrating the Criterion into the Full Capture Assessment
The lead II S-wave criterion is adjunctive, not a standalone discriminator. The following workflow is suggested when LAFB substrate creates ambiguity:
- Primary criteria: V6 LVAT <75 ms with abrupt shortening at output decrement; V6–V1 interpeak interval ≥44 ms.
- Morphologic criteria: Terminal r' or qR pattern in V1; QRSd typically <130 ms.
- LAFB-specific adjunct: Compare paced lead II S-wave depth and frontal axis to the patient's native QRS. Look for attenuation and rightward shift as supportive evidence of conduction system engagement.
- Output-decrement maneuver: Document whether the lead II S-wave morphology shifts in stepwise fashion (favoring selective-to-non-selective transition) versus changing only in amplitude (favoring graded myocardial capture).
5. Why LVAT Alone Can Mislead in Deep Septal Positions
A practical concern in real-world LBBAP cases — particularly when the lead is positioned deep in the basal septum — is that LVAT may fall in the <75 ms range purely because of geographic proximity of the pacing electrode to the lateral LV myocardium, without true Purkinje recruitment. This is sometimes described as the "fast myocardial pseudo-capture" pitfall.
The lead II S-wave behavior is particularly useful here because it reflects the global activation pattern of the LV, not just the local activation at the V6 electrode position. If the global activation is genuinely Purkinje-mediated, the inferior axis vector should improve; if it is myocardial, the inferior axis vector should not, regardless of how short LVAT measures.
6. Practical Application in Post-Implant ECG Analysis
For clinicians reviewing post-implant tracings rather than performing the implant itself, the principal application is in cases where capture is genuinely ambiguous on V6 and V1 morphology alone. A worked approach:
- Identify the patient's native QRS frontal axis from a pre-implant or sensed-rhythm tracing.
- Measure paced QRS frontal axis and lead II S-wave depth.
- Quantify the difference. A rightward shift ≥15° with S-wave attenuation ≥25% supports conduction system capture.
- Cross-check against LVAT, V6–V1, and V1 terminal morphology.
- If primary criteria are concordant and the lead II adjunct supports capture, confidence is high. If primary criteria are borderline and lead II shows persistent deep S with unchanged axis, suspect deep septal myocardial-only capture and consider clinical implications (durability, threshold behavior, hemodynamic response).
7. Limitations
The lead II S-wave criterion has not been formally validated in a prospective LBBAP capture cohort restricted to LAFB substrate patients, and quantitative cutoffs (the 25% / 15° thresholds suggested above) are extrapolated from vectorial reasoning rather than derived from a published validation series. Operators and reviewers should regard the criterion as a Bayesian adjunct that increases or decreases pre-test probability, not as a definitive discriminator. Concordance with primary criteria remains essential.
8. Summary
In patients with baseline LAFB undergoing LBBAP, the behavior of the lead II S-wave during pacing — specifically attenuation in depth and rightward axis shift relative to the native QRS — provides a vectorially grounded adjunctive criterion for distinguishing true left septal Purkinje capture from deep septal myocardial-only pacing. The criterion exploits the fact that genuine Purkinje engagement bypasses the slow myocardial detour responsible for the deep terminal S in lead II, while myocardial-only capture leaves that detour intact and may even deepen the S. It is most valuable when conventional criteria fall in indeterminate ranges and is best applied in concert with LVAT, V6–V1, V1 terminal morphology, and output-decrement behavior.
Selected References
- Huang W, et al. A novel pacing strategy with low and stable output: pacing the left bundle branch immediately beyond the conduction block. Can J Cardiol. 2017.
- Jastrzębski M, et al. The V6–V1 interpeak interval: a novel criterion for the diagnosis of left bundle branch capture. Europace. 2022.
- Wu S, et al. Evaluation of the criteria to distinguish left bundle branch pacing from left ventricular septal pacing. JACC Clin Electrophysiol. 2021.
- Vijayaraman P, et al. His–Purkinje conduction system pacing 2023: state of the art and future perspectives. Heart Rhythm. 2023.
- Chen X, et al. Differentiating left bundle branch pacing from left ventricular septal pacing: an algorithmic approach. J Cardiovasc Electrophysiol. 2022.
Onda S en Derivación II: Diferenciación entre Captura del Haz de His Izquierdo y Estimulación Miocárdica Septal Profunda en Sustratos con BFAI
Un criterio electrocardiográfico complementario para la verificación de captura cuando el bloqueo fascicular anterior izquierdo preexistente oscurece los discriminadores convencionales.
Mensaje Clave
En pacientes sometidos a estimulación del área del haz de His izquierdo (LBBAP) con BFAI basal, el comportamiento de la onda S en derivación II durante la estimulación —específicamente, su atenuación frente a su persistencia respecto a la conducción nativa— constituye un discriminador complementario poco apreciado entre la verdadera captura purkinje del septo izquierdo y la estimulación miocárdica septal profunda exclusiva. Resulta especialmente útil cuando el tiempo al pico de la onda R en V6 (LVAT) y el intervalo entre picos V6–V1 caen en rangos ambiguos.
1. El Problema Diagnóstico
La verificación de la captura del haz de His izquierdo durante el LBBAP se basa habitualmente en un conjunto definido de criterios electrocardiográficos e intracardíacos: LVAT en V6 inferior a 75 ms con acortamiento abrupto en transiciones de umbral, intervalo entre picos V6–V1 ≥44 ms, morfología de QRS estimulado con r' terminal en V1, y transición demostrable entre captura selectiva y no selectiva al disminuir la salida. Estos criterios funcionan bien en pacientes con sistemas de conducción estructuralmente típicos.
El panorama diagnóstico cambia sustancialmente en pacientes con bloqueo fascicular anterior izquierdo preexistente (BFAI). El fascículo anterior izquierdo es anatómicamente no funcional, el eje frontal está marcadamente desviado a la izquierda y superiormente en condiciones basales, y las fuerzas terminales del QRS en derivación II se dirigen lejos de las derivaciones inferiores —generando la onda S terminal profunda y ancha que define el BFAI—. En este sustrato, los discriminadores convencionales pueden permanecer en rangos indeterminados, y el operador enfrenta una pregunta clínica real: ¿este electrodo está capturando el sistema de conducción, o produce activación local rápida a través de miocardio septal profundo que imita el reclutamiento purkinje?
2. Bases Electrofisiológicas del Discriminador de la Onda S en Derivación II
2.1 Por qué el BFAI Produce una S Profunda en Derivación II
En el BFAI, la activación anterosuperior del VI alcanza su territorio tardíamente, propagándose lentamente a través del miocardio activo desde el fascículo posterior izquierdo intacto. El eje QRS frontal medio se desplaza al rango de −45° a −90°. Dado que las fuerzas terminales se dirigen superior y hacia la izquierda —apartándose del polo positivo de la derivación II (+60°)—, la derivación II registra una onda S terminal profunda. La profundidad de esta S refleja directamente el grado del vector terminal superior-izquierdo no contrarrestado.
2.2 Qué Hace la Verdadera Captura Purkinje del Septo Izquierdo a este Vector
Cuando el estímulo de marcapasos engancha el haz de His izquierdo o su red fascicular proximal, la activación procede mediante el sistema His-Purkinje preservado distal al nivel del bloqueo fascicular. Incluso en presencia de BFAI, la captura del tronco proximal del haz izquierdo (o el reclutamiento selectivo del fascículo posterior izquierdo) restablece la activación rápida del VI inferior y lateral mediante conducción purkinje a velocidades cercanas a 3–4 m/s, en comparación con los 0,3–0,5 m/s de la propagación miocárdica.
La consecuencia hemodinámica y electrocardiográfica: la activación terminal del VI ya no depende del rodeo miocárdico lento que produce el vector de eje superior. El eje frontal se desplaza hacia la derecha (se vuelve menos negativo), la S terminal profunda en derivación II se atenúa, y puede emerger una pequeña r' terminal o muesca al generarse un componente dirigido inferiormente por el reclutamiento purkinje posteroinferior, registrándose positivamente en derivación II.
2.3 Qué Hace la Estimulación Miocárdica Septal Profunda Exclusiva
Si el electrodo está profundamente alojado en el miocardio septal interventricular pero no logra enganchar el sistema de conducción, la activación se propaga exclusivamente mediante conducción miocárdica célula a célula. El frente de onda aún debe atravesar el mismo territorio afectado por BFAI a través de la misma ruta lenta del ritmo nativo. Peor aún, el estímulo introduce un nuevo vector de activación con dirección superior desde el propio sitio septal profundo, lo que puede preservar o incluso profundizar la onda S en derivación II. El eje frontal permanece marcadamente superior, frecuentemente sin cambios respecto al basal.
Es crítico entender que la estimulación miocárdica septal profunda puede producir un LVAT relativamente corto en V6 debido a la corta distancia geográfica del sitio de estimulación al VI lateral, incluso sin reclutamiento del sistema de conducción. Esta es la razón principal por la que el LVAT por sí solo puede inducir a error en esta anatomía —y por la que un discriminador complementario como el comportamiento de la onda S en derivación II es relevante—.
3. Criterios Operativos
Comparar el QRS estimulado en derivación II directamente con el QRS nativo (sensado) en derivación II del mismo paciente. La comparación debe realizarse con velocidad y ganancia de papel equivalentes.
| Comportamiento de Derivación II Durante Estimulación | Cambio del Eje Frontal | Tipo de Captura Más Probable |
|---|---|---|
| S profunda persistente, profundidad invariable o más profunda | Eje superior sin cambios (≤ basal) | Captura miocárdica septal profunda exclusiva |
| Profundidad de S se atenúa ≥25%; posible r' terminal o muesca | Desplazamiento hacia la derecha ≥15° respecto al eje basal con BFAI | Captura purkinje del septo izquierdo (probable ns-LBB) |
| S sustituida por QRS netamente positivo o pseudo-delta | Eje frontal se normaliza hacia 0° a +60° | Evidencia firme de captura selectiva del haz izquierdo con reclutamiento purkinje amplio |
| Morfología de S variable a través de transiciones de salida | Desplazamiento escalonado a la derecha en umbral | Transición selectiva a no selectiva; apoya captura del sistema de conducción |
4. Integración del Criterio en la Evaluación Completa de Captura
El criterio de la onda S en derivación II es complementario, no un discriminador aislado. El siguiente flujo de trabajo se sugiere cuando el sustrato con BFAI genera ambigüedad:
- Criterios primarios: LVAT en V6 <75 ms con acortamiento abrupto al disminuir salida; intervalo entre picos V6–V1 ≥44 ms.
- Criterios morfológicos: r' terminal o patrón qR en V1; duración del QRS típicamente <130 ms.
- Adjunto específico para BFAI: Comparar profundidad de la S en derivación II y eje frontal del QRS estimulado con el QRS nativo del paciente. Buscar atenuación y desplazamiento a la derecha como evidencia de respaldo del enganche del sistema de conducción.
- Maniobra de decremento de salida: Documentar si la morfología de la S en derivación II cambia en forma escalonada (a favor de transición selectiva a no selectiva) o solo en amplitud (a favor de captura miocárdica gradual).
5. Por qué el LVAT Solo Puede Inducir a Error en Posiciones Septales Profundas
Una preocupación práctica en casos reales de LBBAP —particularmente cuando el electrodo se posiciona profundo en el septo basal— es que el LVAT puede caer en el rango <75 ms puramente por la proximidad geográfica del electrodo de estimulación al miocardio del VI lateral, sin verdadero reclutamiento purkinje. Esto a veces se describe como el escollo de la "pseudo-captura miocárdica rápida".
El comportamiento de la onda S en derivación II es particularmente útil aquí porque refleja el patrón de activación global del VI, no solo la activación local en la posición del electrodo de V6. Si la activación global es genuinamente purkinje-mediada, el vector del eje inferior debería mejorar; si es miocárdica, el vector del eje inferior no debería hacerlo, sin importar cuán corto se mida el LVAT.
6. Aplicación Práctica en el Análisis ECG Post-Implante
Para clínicos que revisan trazados post-implante en lugar de realizar el implante mismo, la aplicación principal es en casos donde la captura es genuinamente ambigua basándose solo en la morfología de V6 y V1. Un enfoque trabajado:
- Identificar el eje frontal del QRS nativo del paciente desde un trazado pre-implante o de ritmo sensado.
- Medir el eje frontal del QRS estimulado y la profundidad de la S en derivación II.
- Cuantificar la diferencia. Un desplazamiento a la derecha ≥15° con atenuación de S ≥25% apoya la captura del sistema de conducción.
- Verificar contra LVAT, V6–V1 y morfología terminal en V1.
- Si los criterios primarios son concordantes y el adjunto de derivación II apoya captura, la confianza es alta. Si los criterios primarios son limítrofes y derivación II muestra S profunda persistente con eje sin cambios, sospechar captura miocárdica septal profunda exclusiva y considerar implicaciones clínicas (durabilidad, comportamiento del umbral, respuesta hemodinámica).
7. Limitaciones
El criterio de la onda S en derivación II no ha sido validado formalmente en una cohorte prospectiva de captura por LBBAP restringida a pacientes con sustrato BFAI, y los puntos de corte cuantitativos (los umbrales del 25% / 15° sugeridos arriba) se extrapolan del razonamiento vectorial más que de una serie de validación publicada. Operadores y revisores deben considerar el criterio como un adjunto bayesiano que aumenta o disminuye la probabilidad pre-prueba, no como un discriminador definitivo. La concordancia con los criterios primarios sigue siendo esencial.
8. Resumen
En pacientes con BFAI basal sometidos a LBBAP, el comportamiento de la onda S en derivación II durante la estimulación —específicamente la atenuación en profundidad y el desplazamiento del eje a la derecha respecto al QRS nativo— proporciona un criterio complementario de fundamentación vectorial para distinguir la verdadera captura purkinje del septo izquierdo de la estimulación miocárdica septal profunda exclusiva. El criterio explota el hecho de que el enganche purkinje genuino elude el rodeo miocárdico lento responsable de la S terminal profunda en derivación II, mientras que la captura miocárdica exclusiva deja ese rodeo intacto e incluso puede profundizar la S. Es más valioso cuando los criterios convencionales caen en rangos indeterminados y se aplica mejor en conjunto con LVAT, V6–V1, morfología terminal en V1 y comportamiento al decrementar salida.
Referencias Seleccionadas
- Huang W, et al. A novel pacing strategy with low and stable output: pacing the left bundle branch immediately beyond the conduction block. Can J Cardiol. 2017.
- Jastrzębski M, et al. The V6–V1 interpeak interval: a novel criterion for the diagnosis of left bundle branch capture. Europace. 2022.
- Wu S, et al. Evaluation of the criteria to distinguish left bundle branch pacing from left ventricular septal pacing. JACC Clin Electrophysiol. 2021.
- Vijayaraman P, et al. His–Purkinje conduction system pacing 2023: state of the art and future perspectives. Heart Rhythm. 2023.
- Chen X, et al. Differentiating left bundle branch pacing from left ventricular septal pacing: an algorithmic approach. J Cardiovasc Electrophysiol. 2022.