Synchronisation atrioventriculaire à l'effort
Généralités
A l’effort, différents paramètres doivent être programmés et optimisés pour permettre une capacité d’effort adaptée. Les objectifs principaux de cette programmation différenciée à l’effort sont d’assurer une bonne contribution de la systole atriale au débit cardiaque pour des fréquences élevées avec maintien du synchronisme atrio-ventriculaire et de permettre une accélération adaptée de la fréquence cardiaque qui constitue l’élément fondamental de l’adaptation du débit cardiaque à l’effort.
La réalisation d’une épreuve d’effort est un examen important chez un patient implanté qui permet :
- de vérifier le bon fonctionnement du stimulateur (augmentation adaptée de la fréquence, qualité de la détection et de la stimulation qui peuvent varier avec la respiration, les changements posturaux et les mouvements, préservation du synchronisme atrio-ventriculaire …)
- d’évaluer les symptômes résiduels ou l’apparition d’une nouvelle symptomatologie liée à l’effort
- de programmer et d’optimiser certains paramètres spécifiques différentiés en fonction de la fréquence cardiaque (délais AV et PRAPV adaptables)
- de rechercher la présence de modifications électrophysiologiques induites par l’effort (recherche d’une conduction rétrograde perméable à l’effort et absente au repos)
- d’évaluer la nécessité éventuelle d’un asservissement de fréquence
Différents types d’épreuve d’effort peuvent être réalisés chez un patient implanté, l’idéal étant d’avoir un enregistrement simultané de l’électrocardiogramme et des électrogrammes endocavitaires à l’aide du programmateur (facilité par la connexion sans fil) pour pouvoir détecter un dysfonctionnement et le corriger en temps réel :
- épreuves d’effort traditionnelles : elles permettent d’évaluer le comportement général du stimulateur et du capteur à l’effort. Il semble que l’adaptation de fréquence asservie à l’effort soit plus harmonieuse et plus proche de celle observée dans la vraie vie lors d’une épreuve sur tapis que sur vélo. En effet, le vélo mobilise des masses musculaires des membres inférieurs éloignées du site d’implantation du boitier ; la mise en route du capteur (accéléromètre) est plus tardive. A charge égale, l’accélération de fréquence est plus importante sur tapis roulant que sur vélo pour ce type de capteur.
- tests standardisés de la vie courante : un nombre important de patients implantés sont relativement âgés avec une capacité limitée aux efforts de la vie courante (marche, toilette, cuisine, ménage…) Chez ces patients, il est essentiel d’assurer un bon fonctionnement pour ces efforts de la vie quotidienne. Le type d’épreuve d’effort doit donc être adapté à ces spécificités. Différents types d’exercice sous surveillance électrocardiographique peuvent être réalisés : marche sur terrain plat, montée d’escaliers, flexion des membres inférieurs …
Synchronisation atrio-ventriculaire à l’effort
Lorsque le dispositif fonctionne en mode DDDR, DDD ou VDD, il ne peut synchroniser les rythmes atriaux que jusqu’à une certaine fréquence. Les limites de la synchronisation atriale sont notamment la fréquence de bloc 2:1 et la fréquence maximale synchrone programmée.
Point de 2:1
La somme du délai AV et de la PRAPV constitue une période réfractaire atriale totale (PRAT). Tout événement atrial détecté en dehors de la PRAT est en mesure de déclencher un délai AV puis une stimulation ventriculaire. A l’inverse, lorsque l’intervalle de fréquence atriale intrinsèque est plus court que la PRAT, certains événements atriaux se produisent dans la PRAPV et ne sont pas suivis. Le suivi ventriculaire n’intervient que pour les battements alternés et un bloc 2/1 s’ensuit, une onde P sur deux étant suivie d’un délai AV et d’une stimulation ventriculaire. Lorsque le stimulateur fonctionne en modes DDD et VDD, la fréquence de stimulation ventriculaire peut chuter précipitamment (en l'absence d'algorithme de lissage), la valeur de la fréquence de stimulation ventriculaire étant alors égale à la moitié de la fréquence sinusale en cours.
Prenons l'exemple d'un patient avec bloc AV complet, délai AV programmé à 150 ms, PRAPV à 300 ms et fréquence maximale à 150 battements/minute. La PRAT est d’une durée de 450 ms, correspondant à une fréquence de 133 battements/minute.
- tant que la fréquence sinusale reste entre la fréquence de base et 133 battements/minute, l’association AV est de type 1/1 ; chaque onde P est suivie d’un QRS stimulé ;
- quand la fréquence sinusale dépasse 133 battements/minute, une onde P sur 2 est suivie d’un QRS stimulé, une onde P sur 2 tombe dans la PRAPV et est donc bloquée ; la fréquence ventriculaire chute brutalement à 66,5 battements/minute.
La réduction subite du débit cardiaque associée à cette chute brutale de fréquence cardiaque peut être associée à une symptomatologie invalidante type blockpnée. La chute de fréquence est parfois moins brutale en raison de diverses fonctions de stabilisation du rythme ou de lissage.
Le point de 2/1 doit être programmé le plus haut possible pour permettre un suivi en 1/1 des ondes P sinusales sur toute la gamme de fréquences observables chez un patient donné. Il est donc important de limiter la durée de la PRAT à l’effort (réduction de la durée délai AV + PRAPV). Pour cela, il est possible de programmer un raccourcissement automatique à l’effort du délai AV et de la PRAPV.
Fréquence maximale synchrone et fonctionnement Wenckebach du stimulateur
Chez un patient en BAV complet, lors d’un effort, lorsque la fréquence sinusale reste en dessous de la fréquence maximale programmée, chaque onde P est suivie d’une stimulation ventriculaire en fin de délai AV. Lorsque la fréquence sinusale s’accélère et dépasse la fréquence maximale synchrone programmée, une stimulation ventriculaire en fin de délai AV programmé serait associée à un dépassement de la fréquence maximale programmée ce qui est impossible. La cadence ventriculaire ne peut plus suivre la fréquence atriale sur un mode 1/1 et plafonne autour de cette valeur. Pour ne pas transgresser cette limite, le stimulateur allonge le délai AV. Un fonctionnement en mode Wenckebach du stimulateur se produit. À mesure que la fréquence sinusale augmente au-delà de la fréquence maximale synchrone, la fréquence de stimulation ventriculaire reste à la fréquence maximale synchrone et le délai AV détecté observé rallonge à chaque cycle de stimulation. Après plusieurs cycles de stimulation, un événement atrial détecté survient au cours de la PRAPV et n’est pas synchronisé, résultant en un battement déficitaire. L'onde P qui suit est en dehors de toute période réfractaire et initie de nouveau un délai AV programmé. Ce schéma se reproduit aussi longtemps que la fréquence sinusale reste supérieure à la fréquence maximale synchrone programmée.
Le battement déficitaire se produit moins souvent lorsque la fréquence sinusale n’est que très légèrement supérieure à la fréquence maximale synchrone et plus souvent lorsque la fréquence sinusale dépasse largement la fréquence maximale synchrone. Dès que la fréquence sinusale redescend sous la fréquence maximale, l’association AV 1:1 est rétablie.
Le comportement Wenckebach peut se définir par la fréquence à laquelle le battement déficitaire survient et par le rapport événements atriaux détectés-événements ventriculaires stimulés (par exemple, 8:7, 7:6, 6:5 ou 3:2). Si l’augmentation de la fréquence atteint le point de 2:1, une chute importante de fréquence intervient avec rapport oreillette/ventricule en 2:1.
En général, la fréquence maximale synchrone est programmée à une fréquence inférieure à la fréquence de bloc 2:1 à l’effort. Si tel n’est pas le cas, la fréquence de bloc 2:1 devient la limite absolue et la fréquence maximale synchrone ne peut être atteinte.
Programmation spécifique pour maintenir la synchronisation atrio-ventriculaire à l’effort
Délai AV adaptable
Physiologiquement sur cœur sain, l’intervalle PR se raccourcit à l’effort, en moyenne de 4 ms pour 10 battements d’accélération de fréquence. De plus, la durée de l’onde A se raccourcit considérablement à l’effort avec accélération des vitesses de flux transvalvulaire en raison de l’augmentation de contractilité atriale sous l’influence des catécholamines.
L’adaptation du délai AV disponible lorsque le stimulateur fonctionne en modes DDDR, DDD, DDIR, DVIR, DOOR et VDD, simule cette réponse physiologique. Cette fonction permet une meilleure détection et synchronisation sur l'activité atriale. Les délais AV détectés raccourcis à l'effort augmentent la fenêtre de détection des événements atriaux rapides en raccourcissant la période réfractaire atriale totale et en augmentant la fréquence d’apparition d’un bloc 2:1. Le délai AV adaptable ajuste les délais AV de manière linéaire (en fonction des constructeurs) à mesure que la fréquence cardiaque augmente.
PRAPV adaptable ou automatique
Outre le raccourcissement du délai AV, la réduction de la PRAT peut être obtenue par le raccourcissement progressif de la PRAPV avec l’accélération de fréquence. Lorsque la PRAPV automatique (ou adaptable en fonction des constructeurs) est programmée, le stimulateur détermine une valeur pour la PRAPV en fonction de la fréquence atriale moyenne. La PRAPV automatique est destinée à augmenter la fréquence du bloc 2:1 en raccourcissant la PRAPV et le délai AV détecté (le cas échéant) à des fréquences de suivi plus élevées et à offrir une protection contre les TRE à des fréquences minimales avec une PRAPV plus longue.
La valeur de paramètre PRAPV minimale (programmable en fonction des constructeurs) définit une limite sur la PRAPV la plus courte autorisée.
Fréquence maximale synchrone
Le choix de la valeur de fréquence maximale dépend de l’âge, de la cardiopathie sous-jacente, de la capacité d’effort, des temps de conduction rétrograde et en conséquence de la puissance des algorithmes de contrôle des arythmies atriales (repli) et des TRE. Il parait légitime d’assurer un suivi 1/1 pour l’ensemble de la gamme de fréquence sinusale d’un patient. Il faut donc éviter de programmer une fréquence maximale synchrone trop basse. En effet, l’induction d’une dissociation AV par comportement Wenckebach provoque une augmentation de consommation d’oxygène myocardique, une chute de débit cardiaque et de pression artérielle souvent mal supportés par le patient.
Sensibilité atriale
Un suivi atrio-ventriculaire 1/1 à l'effort nécessite une qualité parfaite de la détection de l'activité atriale. L'effort et l'augmentation des mouvements respiratoires sont souvent associés avec une altération de la détection atriale. Cela peut conduire à un aspect parfois proche d’un bloc 2/1. Les marqueurs permettent de faire le diagnostic avec absence de signaux répétitifs AR (bloc 2/1) et absence de détection du signal (pas de marqueur). Il est donc nécessaire chez ces patients d'augmenter la marge par rapport au seuil de détection.