II)Le Pacemaker
L’arrivée du courant électrique par le tissu nerveux entraîne une contraction du muscle cardiaque. Ce circuit électrique propre au cœur présente chez certains individus des troubles de fonctionnement passagers ou permanents. Dans le cas ou le signal électrique ne pourrait pas cheminer normalement dans le cœur, le malade peut présenter une perte de connaissance, une syncope, ou encore une mort subite. A côté des diverses maladies cardiaques, dont certains exemples ont été cités, des phénomènes de vieillissement du système de conduction électrique figurent parmi les causes principales de ces troubles.
1) Présentation du Pacemaker.
Voici deux Pacemakers: l'un double chambre (a gauche), et l'autre monochambre.
Le pacemaker est un système électronique qui a pour fonction de remplacer l’activité du nœud sinusal ou de prendre la fonction de conduction auriculo-ventriculaire lors ce que l’un de ces deux système est défaillant. Le stimulateur cardiaque artificiel corrige les troubles du système de conduction en envoyant une impulsion électrique au cœur en cas de besoin, ce qui provoque sa contraction. Un stimulateur cardiaque artificiel est formé d'un boîtier en titane, (le titane élément métallique blanc argenté, brillant, de symbole Ti et de numéro atomique 27, cet élément est très utilisé dans le secteur médical pour la réalisation de broches et de prothèses, car le corps humain ne manifeste pratiquement aucun phénomène d'allergie ou de rejet vis-à-vis de ce métal). Le boîtier renferme une pile et un module électronique (fig. 1). La source d’énergie d’un pacemaker provient d’une pile fonctionnant au Lithium-Ion (lithium, élément métallique blanc argenté, de symbole Li et de numéro atomique 3, le plus léger de tous les métaux). Les piles au lithium sont favorisées car elles permettent une plus longue durée de vie.
Figure 1: Schéma d’un stimulateur cardiaque.
Figure 1: Schéma d’un stimulateur cardiaque.
Le deuxième élément constituant le pacemaker est la sonde, souple, elle relie le boîtier au cœur. Elle est constituée d'une âme conductrice et d'une gaine isolante. Elle peut être unipolaire (une seule électrode distale), ou bipolaire (deux électrodes distales). Afin d'assurer un meilleur contact avec le muscle cardiaque, elle peut être pourvue d'une tête reléguant un médicament luttant contre l'inflammation locale.
La taille des boîtiers de stimulation cardiaque à été réduite grâce de nombreux progrès réalisés dans le domaine de l’électronique, ce qui améliore le confort des personnes ayant bénéficies de la pose de celui-ci :
*en 1950, un modèle externe est développé, à base de tubes à vide et mesurant près de 30 cm de hauteur. Celui-ci devait rester branché au secteur ce qui dérangeait le déplacement du malade.
* En 1957, apparaît le premier modèle sur batterie.
* d’où s’en suit la création du premier stimulateur cardiaque totalement implantable, la première implantation a eu lieu en octobre 1958.
* pendant les années 70 voit apparaître un progrès majeur : premiers stimulateurs programmables par un boîtier externe, utilisant des radiofréquences.
*De nos jours La taille du stimulateur a aussi été considérablement réduite et reste principalement limitée par la taille de la batterie intégrée (jusqu'à 10 centimètre cube).
Grâce aux progrès de la technique, les stimulateurs cardiaques peuvent être réglés à l’aide d‘ un appareil de programmation spécial que l’on place sur la peau au-dessus du stimulateur. La communication entre cet appareil et la partie électronique du stimulateur s’effectue par l’intermédiaire d’ondes électromagnétiques et permet de modifier les réglages du stimulateur en fonction des besoins du patient. L'un des réglages importants concerne la fréquence de base, c'est-à-dire la fréquence de battements que le stimulateur va assurer.
Il existe deux types de fonctionnement pour un pacemaker:
*les pacemakers qui sont à rythme fixe, qui fonctionnent en permanence et qui sont préréglés par le médecin, ceux-ci ne sont pas très utilisés.
*Le deuxième type de pacemaker est plus utilisé, il est dit pacemaker "sentinelle", c'est à dire qu'il est munit d’un système de détection de l’activité électrique spontanée du cœur, permettant de ne fonctionner qu’en cas de défaillance de celle-ci.
Nous allons nous intéresser qu’au deuxième type de stimulateur cardiaque.
Le système de conduction électrique du cœur pouvant présenté des troubles à plusieurs niveaux, plusieurs types de stimulateurs ont été développés afin de corriger au mieux les différents troubles :
·Système unicaméral (ou monochambre)
La partie électronique du pacemaker assure la surveillance des impulsions électriques naturelle du cœur. Lorsqu'un battement cardiaque fait défaut, elle commande l'envoi d'une impulsion électrique fournie par la pile, puis transmise par la sonde au muscle cardiaque où le signal électrique déclenchera un battement cardiaque. Dans ce cas, le pacemaker est relié au cœur par une seule sonde, l'extrémité de la sonde est positionnée dans le ventricule droit.
Figure2: Pacemaker monochambre.
La taille des boîtiers de stimulation cardiaque à été réduite grâce de nombreux progrès réalisés dans le domaine de l’électronique, ce qui améliore le confort des personnes ayant bénéficies de la pose de celui-ci :
*en 1950, un modèle externe est développé, à base de tubes à vide et mesurant près de 30 cm de hauteur. Celui-ci devait rester branché au secteur ce qui dérangeait le déplacement du malade.
* En 1957, apparaît le premier modèle sur batterie.
* d’où s’en suit la création du premier stimulateur cardiaque totalement implantable, la première implantation a eu lieu en octobre 1958.
* pendant les années 70 voit apparaître un progrès majeur : premiers stimulateurs programmables par un boîtier externe, utilisant des radiofréquences.
*De nos jours La taille du stimulateur a aussi été considérablement réduite et reste principalement limitée par la taille de la batterie intégrée (jusqu'à 10 centimètre cube).
Grâce aux progrès de la technique, les stimulateurs cardiaques peuvent être réglés à l’aide d‘ un appareil de programmation spécial que l’on place sur la peau au-dessus du stimulateur. La communication entre cet appareil et la partie électronique du stimulateur s’effectue par l’intermédiaire d’ondes électromagnétiques et permet de modifier les réglages du stimulateur en fonction des besoins du patient. L'un des réglages importants concerne la fréquence de base, c'est-à-dire la fréquence de battements que le stimulateur va assurer.
Il existe deux types de fonctionnement pour un pacemaker:
*les pacemakers qui sont à rythme fixe, qui fonctionnent en permanence et qui sont préréglés par le médecin, ceux-ci ne sont pas très utilisés.
*Le deuxième type de pacemaker est plus utilisé, il est dit pacemaker "sentinelle", c'est à dire qu'il est munit d’un système de détection de l’activité électrique spontanée du cœur, permettant de ne fonctionner qu’en cas de défaillance de celle-ci.
Nous allons nous intéresser qu’au deuxième type de stimulateur cardiaque.
Le système de conduction électrique du cœur pouvant présenté des troubles à plusieurs niveaux, plusieurs types de stimulateurs ont été développés afin de corriger au mieux les différents troubles :
·Système unicaméral (ou monochambre)
La partie électronique du pacemaker assure la surveillance des impulsions électriques naturelle du cœur. Lorsqu'un battement cardiaque fait défaut, elle commande l'envoi d'une impulsion électrique fournie par la pile, puis transmise par la sonde au muscle cardiaque où le signal électrique déclenchera un battement cardiaque. Dans ce cas, le pacemaker est relié au cœur par une seule sonde, l'extrémité de la sonde est positionnée dans le ventricule droit.
Figure2: Pacemaker monochambre.
·Système à double chambre.
Tout comme le premier cas, la partie électronique du pacemaker joue le rôle de «sentinelle».
Cependant ce système est composé de deux sondes l’une reliée au ventricule droit et l’autre à l'oreillette droite. Cela permet de respecter la fonction de l'oreillette soit en la stimulant avant les ventricules ce qui correspond à l’ordre suivit par le signal électrique normal, ou en détectant l’activité naturelle en provenance le nœud sinusal, pour ensuite stimuler le ventricule dans le cas où la conduction auriculo-ventriculaire est défaillante.
Le système double chambre améliore souvent la fonction cardiaque car permet une accélération des battements cardiaque lors d'activités physiques par exemple.
Figure3 : Pacemaker double chambre.
Tout comme le premier cas, la partie électronique du pacemaker joue le rôle de «sentinelle».
Cependant ce système est composé de deux sondes l’une reliée au ventricule droit et l’autre à l'oreillette droite. Cela permet de respecter la fonction de l'oreillette soit en la stimulant avant les ventricules ce qui correspond à l’ordre suivit par le signal électrique normal, ou en détectant l’activité naturelle en provenance le nœud sinusal, pour ensuite stimuler le ventricule dans le cas où la conduction auriculo-ventriculaire est défaillante.
Le système double chambre améliore souvent la fonction cardiaque car permet une accélération des battements cardiaque lors d'activités physiques par exemple.
Figure3 : Pacemaker double chambre.
·Les stimulateurs « asservis à l’effort »
Les stimulateurs à fréquence cardiaque asservie à l'activité disposent en plus d'un mécanisme capable de détecter l'activité physique du patient et donc d’adapter les battements cardiaques selon l'activité du sujet c’est pour cela que l’on parle de pile « asservie à l’effort ». Il existe plusieurs types de capteurs, le plus simple est un détecteur de mouvement inertiel qui postule que l’intensité de ce dernier est proportionnelle à l’effort du patient, d’autres capteurs dits physiologiques ont été développés, comme la mesure de la ventilation (il s’agit donc d’un système utilisant la respiration comme indicateur afin de mesurer l’effort du patient) ou du segment ST. C’est le médecin traitant qui choisira le type de stimulateur adapté en fonction de l'état du patient.
Les stimulateurs à fréquence cardiaque asservie à l'activité disposent en plus d'un mécanisme capable de détecter l'activité physique du patient et donc d’adapter les battements cardiaques selon l'activité du sujet c’est pour cela que l’on parle de pile « asservie à l’effort ». Il existe plusieurs types de capteurs, le plus simple est un détecteur de mouvement inertiel qui postule que l’intensité de ce dernier est proportionnelle à l’effort du patient, d’autres capteurs dits physiologiques ont été développés, comme la mesure de la ventilation (il s’agit donc d’un système utilisant la respiration comme indicateur afin de mesurer l’effort du patient) ou du segment ST. C’est le médecin traitant qui choisira le type de stimulateur adapté en fonction de l'état du patient.
Le mode et principe de fonctionnement d’un pacemaker dépend essentiellement de la zone de tissu nerveux abimé :
-Si le tissu abimé se trouve au niveau du ventricule une stimulation électrique de cette cavité s’impose alors qu’il n’est pas nécessaire de stimuler l’oreillette. On utilise dans ce cas un pacemaker monochambre.
-Si c’est l’oreillette et notamment le nœud sinusal qui est défaillant on utilise le pacemaker a double chambre. Une sonde stimule l’activité du nœud sinusal lorsqu’il ne fonctionne pas et stimule ensuite la contraction du ventricule.
-Si le tissu abimé se trouve au niveau du ventricule une stimulation électrique de cette cavité s’impose alors qu’il n’est pas nécessaire de stimuler l’oreillette. On utilise dans ce cas un pacemaker monochambre.
-Si c’est l’oreillette et notamment le nœud sinusal qui est défaillant on utilise le pacemaker a double chambre. Une sonde stimule l’activité du nœud sinusal lorsqu’il ne fonctionne pas et stimule ensuite la contraction du ventricule.
La durée de vie du stimulateur dépend du type et du réglage, et dépend donc de la fréquence de simulation du pacemaker, cependant elle s'étend toujours sur plusieurs années, le plus souvent entre six à dix ans, parfois plus, la pile ne s'épuisant que très lentement et ceci est permis par l’utilisation du lithium. L’épuisement de la pile se manifeste par un ralentissement progressif de la fréquence de stimulation par rapport à la valeur prévue, en l’occurrence l'état de la pile peut être surveillé par l'appareil de programmation. Les contrôles réguliers sont fixés (tout les 6 mois) de manière à éviter un éventuel épuisement. En cas de ralentissement des pulsations cardiaques, le médecin doit être averti.
Les stimulateurs cardiaques sont garantis par le fabricant pendant une période de deux à trois ans en général. En cas d'épuisement trop rapide ou d'autres défaillances, le fabriquant doit prendre en charge le patient en lui fournissant un nouvel appareil, mais aussi de payer les frais d’opération.
La batterie du pacemaker n'est pas rechargeable, le boîtier en fin de vie doit être remplacé lors d'une opération chirurgicale. Lors de changement de stimulateur, les sondes restent généralement en place, seul le boîtier du stimulateur est remplacé.
Le stimulateur cardiaque ne peut assurer qu'un nombre minimum de pulsations cardiaques par minute si le patient présente d'autres troubles cardiaques (palpitations, manque de souffle, angine de poitrine), un traitement médical est souvent nécessaire.
Les stimulateurs cardiaques sont garantis par le fabricant pendant une période de deux à trois ans en général. En cas d'épuisement trop rapide ou d'autres défaillances, le fabriquant doit prendre en charge le patient en lui fournissant un nouvel appareil, mais aussi de payer les frais d’opération.
La batterie du pacemaker n'est pas rechargeable, le boîtier en fin de vie doit être remplacé lors d'une opération chirurgicale. Lors de changement de stimulateur, les sondes restent généralement en place, seul le boîtier du stimulateur est remplacé.
Le stimulateur cardiaque ne peut assurer qu'un nombre minimum de pulsations cardiaques par minute si le patient présente d'autres troubles cardiaques (palpitations, manque de souffle, angine de poitrine), un traitement médical est souvent nécessaire.
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