Thérapies Biotronik

Les défibrillateurs ont été historiquement développés pour réduire des arythmies ventriculaires malignes par choc électrique.
Différents paramètres concernant le type d'onde de choc, le vecteur du choc, l'amplitude et le nombre de chocs délivrés sont accessibles à la programmation.

Forme de l'onde de choc

Longtemps monophasique, l’onde de choc est devenue biphasique dans les défibrillateurs modernes, ce qui permet d'abaisser les seuils de défibrillation

La première phase d’un choc biphasique est équivalente à celle d’un choc monophasique avec toutefois une masse critique moindre ; la seconde phase ramène le potentiel membranaire le plus près possible de zéro pour éviter une réinduction de tachycardie ou fibrillation ventriculaire.

Pour un choc à tension contrôlée, la tenson chargée est de 100%, la bascule de tension de la première phase est de 40% ce qui signifie que 60% de la tension initiale est délivrée pendant la première phase (tilt fixe à 60). La tension de cut-off de la seconde phase est de 20% ce qui signifie que 50% de la tension restante (40%/2) est délivrée pendant la seconde phase (tilt à 50).

Il s’agit donc d’un choc biphasique tension-contrôlée à tilt-fixe 60/50. Le voltage délivré est constant, la durée d’impulsion de chaque phase varie en fonction de l’impédance du choc, la durée d’impulsion étant d’autant plus longue que l’impédance est élevée.

Il existe une seconde possibilité de programmation pour l’onde de choc (biphasique II, tension/durée d’impulsion contrôlée). La tension chargée est de 100%, la bascule de tension de la première phase est de 40%. Le cut-off de la seconde phase survient après une durée d’impulsion fixe de 2 ms. Cette option peut être programmée chez les patients présentant un seuil de défibrillation élevée particulièrement quand le patient bénéficie d’un traitement par amiodarone qui élève le seuil.

Polarité et vecteur de choc

La plupart des défibrillateurs modernes autorisent la programmation de la polarité et du vecteur de choc. Cette fonctionnalité peut être utile en cas de seuil de défibrillation élevé en permettant de choisir le vecteur de choc offrant la meilleure probabilité d’efficacité.

La polarité du choc peut être programmée sur normale, inversée ou alternée.

Pour une sonde monocoil, la polarité normale pour les défibrillateurs Biotronik traduit le fait que le choc est délivré entre le boitier qui est l’anode et le coil ventriculaire droit qui est la cathode. Quand la polarité est inversée, le coil ventriculaire droit devient l’anode. Cela inverse les 2 phases d’un choc biphasique (première phase négative, deuxième phase positive).

Pour une sonde double coil et une polarité normale, le courant est délivré entre le boitier et le coil distal (ventriculaire droit) et entre le coil proximal (veine cave supérieure) et le coil distal. Pour une polarité inversée, le sens du courant est inversé. 

Quand la polarité est alternée, les premiers chocs sont délivrés avec une polarité normale avec ensuite alternance entre polarité normale et polarité inversée quand le premier choc à énergie maximale a été délivré.

Amplitudes des chocs

L’énergie du premier choc délivré dans les différentes zones est programmable entre 2 Joules et l’énergie maximale ; l’énergie du second choc est programmable entre 4 Joules et l’énergie maximale ; l’énergie du second choc doit toujours être supérieure à l’énergie du premier. Les chocs suivants sont délivrés à l’énergie maximale.

Dans la zone de FV, l’amplitude du premier choc est habituellement programmée aux capacités maximales de l’appareil ainsi que les chocs suivants. La programmation de l’amplitude des chocs de défibrillation peut être guidée par le seuil de défibrillation défini comme la quantité minimale d’énergie qui permet de convertir une FV en rythme sinusal. Dans la zone de TV, la programmation de l'amplitude du premier choc peut soit être programmée de façon empirique à basse amplitude (entre 5 et 10 Joules), ce qui permet d’économiser la pile et de rendre le temps de charge du condensateur plus court, soit à amplitude importante pour augmenter la probabilité de réduction.

Nombre de chocs

En zone de FV, le nombre maximal de chocs est fixe, limitant ainsi le risque de série interminable de chocs délivrés en cas de thérapies inappropriées. Dans cette zone, une série de 8 chocs consécutifs est programmable. L’amplitude des 2 premiers chocs est programmable, les 6 chocs suivant sont délivrés à énergie maximum (40 Joules).

Confirmation du choc

Quand la confirmation du choc est programmée sur marche, si le défibrillateur détecte pendant la charge des condensateurs 3 intervalles lents sur 4 (dans la zone sinusale), l’appareil interrompt sa charge puis débute la phase de redétection/fin de l’épisode. Si la charge n’est pas interrompue (pas de détection de 3 cycles lents sur 4), en fin de charge l’appareil délivre le choc 30 ms après uncycle court. Un cycle court après la fin de la charge est donc nécessaire. Si en fin de charge, 3 cycles longs sont détectés, la charge est abandonnée avec décharge progressive des condensateurs.Cette dissipation de l’énergie peut prendre une dizaine de minutes. Durant ce délai, si l’appareil redétecte un épisode, la charge est plus courte (utilisation de l’énergie déjà chargée). Si un choc est délivré, le choc suivant est également confirmé. Si une charge est interrompue, le choc suivant n’est pas confirmé. Deux charges consécutives ne peuvent pas être interrompues ce qui pourrait êtreproblématique dans le cadre d’une sous-détection de FV.

Si la confirmation du choc est sur arrêt, la charge ne peut pas être interrompue, une fois qu’elle a débuté. En fin de charge, l’appareil essaie de se synchroniser, mais s’il ne détecte pas d’onde R, il délivre un choc non synchronisé 2 secondes après la fin de la charge.

En fin de charge, il existe une phase de blanking ventriculaire durant 50 ms où aucune détection est possible.

Stimulation post-choc

Une phase de 1 seconde de blanking sans détection ou stimulation suit l’émission d’un choc délivré. A la suite de cette période de blanking débute la stimulation post-choc dont la durée est programmable (de OFF à 10 minutes avec une valeur par défaut de 10 secondes).  Le mode post-choc est DDI pour les modes DDD(R), DDI(R), ou AAI(R), VVI pour le mode VVI(R) et VDI pour les modes VDD(R) ou VDI(R).

Il est possible dans les défibrillateurs Biotronik de programmer une salve de SAT avant la charge des condensateurs.
Durant une séquence de stimulation anti-tachycardique, le mode de stimulation est VOO avec une amplitude de stimulation de 7.5 Volts/ 1.5 ms.

Différents paramètres sont à programmer pour optimiser l'efficacité de ce type de thérapeutique

Le type de séquence : rafale (burst), rampe ou rafale + ES

Dans un burst, le nombre d’impulsions est identique à chaque séquence, ou bien un cycle peut être ajouté à chaque séquence, mais la durée des intervalles est constante au cours d’une séquence. La fréquence de stimulation peut être modifiée entre deux séquences si la fréquence de la tachycardie a changé.

Dans une rampe, la durée des intervalles diminue de la valeur du décrément programmé d’une impulsion à l’autre. Si la valeur du décrément est programmée à 10 ms, chaque cycle de stimulation est plus court de 10 ms que le précédent.

Dans une rafale + ES, à la fin du burst, un stimulus avec cycle court est délivré. Cette option n’est plus disponible à partir de la gamme Lumax 740.

Le nombre d’impulsions à l’intérieur d'une séquence de stimulation : en moyenne, 5 à 10 stimulations consécutives sont programmées dans chaque salve. Pour un burst ou une rampe, 1 à 10 cycles sont programmables. Si le nombre est insuffisant, la séquence de stimulation ne pénètre pas le circuit de tachycardie et la salve est inefficace. En revanche, si le nombre est trop élevé, le risque est de réduire puis de re-induire la tachycardie. Il est possible de rajouter un cycle entre chaque séquence.

La valeur des intervalles de stimulation : exprimée en pourcentage du cycle de la tachycardie, et habituellement programmée entre 80 et 90% de l’intervalle détecté. Cette valeur est programmable entre 70 et 95%. Plus cette valeur diminue, plus la stimulation est rapide et plus le risque d’accélérer la tachycardie est grand. Pour une rampe, il faut programmer l’incrément entre chaque cycle (entre 5 et 40 ms). Il existe une limite de fréquence de stimulation que l’appareil ne peut pas dépasser (200 ms).

Le scan decrement : si la fréquence de la tachycardie reste constante, la seconde séquence de stimulation est plus rapide de la valeur du décrément que la première.

Le nombre de séquences de stimulation varie en fonction de la fréquence de la tachycardie. Une à 10 séquences d’une même thérapie sont programmables. Dans une zone de TV lente, il est possible de programmer un nombre important de séquences de façon à retarder au maximum la délivrance d'un choc sur une tachycardie ne menaçant pas généralement la survie à court terme. Il est d'ailleurs possible de ne pas programmer de choc électrique dans cette zone de TV lente. Pour les tachycardies entre 150 et 200 battements / minute, il est habituel de programmer 3 à 6 séquences successives de stimulation anti-tachycardique. Pour les TV plus rapides, une seule séquence est programmée, le risque étant de ne pas réduire l'épisode et de retarder la survenue des chocs sur une tachycardie compromettant l'hémodynamique et le pronostic du patient.

Configuration de stimulation en mode simple ou double chambre, la stimulation est forcément ventriculaire droite. Pour un appareil triple chambre, il est possible de programmer le mode de stimulation biventriculaire ou ventriculaire droit.
La programmation est initialement empirique mais doit par la suite être adaptée en fonction des différentes arythmies enregistrées par l’appareil et analysées lors du suivi du patient, et du ratio efficacité (réduction de l'épisode) / effet délétère (accélération de l'arythmie) d'un type de séquence de stimulation.

La stimulation anti-tachycardique a montré son efficacité pour arrêter les arythmies ventriculaires même rapides. Dans les appareils les plus récents, il est possible de programmer une rafale en zone de FV, avant la charge. L’ATP one shot permet un traitement indolore des TV et permet d’économiser une bonne partie de la charge.

Il faut dans un premier temps que le rythme de l’arythmie soit régulier (seuil de stabilité à 12%). Une fois le diagnostic de la FV établi, l’appareil délivre une séquence de stimulation anti-tachycardique (par défaut un burst avec 8 stimuli et un cycle à 85% du cycle de la tachycardie). Dès que le burst a été délivré, la charge des condensateurs débute. Si le burst a été efficace (3 cycles sur 4 en zone sinusale), la charge est interrompue. Sinon, la charge continue et le choc est délivré. Cela permet donc de traiter de façon indolore la tachycardie si l’ATP est efficace en retardant très peu la survenue du choc si l’ATP est inefficace. Cela permet également d’économiser une grande partie de la charge de condensateurs si l’ATP est efficace.

Il est possible de programmer le type d’ATP (burst ou rampe) et les différents paramètres d’une séquence standard (nombre de cycles…). L’ATP one-shot est déprogrammé automatiquement après 4 échecs successifs.