Microport - Surdétection
Généralités
Contrôle de sensibilité ventriculaire
1 - Principes
La fonction de Contrôle Automatique de la Sensibilité ventriculaire a pour objectif d’améliorer la détection des Fibrillations Ventriculaires (FV) : une sensibilité élevée de l’appareil doit être appliquée durant des FV, car la plupart des signaux de FV sont de faible amplitude (micro-voltage / amplitude inférieure à 3 mV), et d’éviter la détection de l’onde T aussi bien en rythme sinusal, que durant des arythmies.
L’un des postulats de base pour améliorer la détection des FV, durant une FV, est que l’amplitude du signal est beaucoup plus faible qu’en rythme sinusal et que la différence d’amplitude, d’un battement à l’autre, peut atteindre 50% (en plus ou en moins).
Un autre des postulats, pour éviter la détection d’ondes T, est que l’amplitude des ondes T filtrées est généralement inférieure à celle des ondes R (l’amplitude de l’onde T est de l’ordre de 25% de l’amplitude R). Des études pré-cliniques avaient montré que l’amplitude maximale de ces ondes T est inférieure à 25% des ondes R après filtrage.
2 - Filtrages
Le système utilisé dans les stimulateurs et défibrillateurs cardiaques pour sélectionner ou non un signal, est basé sur les techniques de filtrage. Tout appareil utilise des amplificateurs qui sont définis pour détecter des événements dont la fréquence varie entre une limite supérieure et une limite inférieure : la bande passante. Tout événement dont la fréquence sera hors de ces limites ne sera pas pris en compte par l’appareil. Pour les défibrillateurs MicroPort™, la bande passante des stimulateurs est comprise entre 25 et 80 Hz* (à -3 dB), et est centrée sur 55 Hz.
*: 130 Hz sur les générations antérieures à celle du Platinium
Le filtrage permet ainsi de discriminer par exemple les ondes T, des ondes R ou des ESV.
Par contre, les limites du filtre n’étant pas parfaitement verticales, il est possible que le circuit détecte des événements en-dehors de sa bande passante, si leur amplitude est suffisamment importante. Un exemple classique mais rare de ce type de sur-détection, est la détection et la prise en compte par le défibrillateur de l’onde T comme étant une onde R (recyclage sur l’onde T).
3 - Détections ventriculaires
Pour la fonction de Contrôle Automatique de la Sensibilité, seules les ondes R sont filtrées et redressées avant d’être analysées pour la détection. Après filtrage, les ondes T sont atténuées et le signal obtenu est rendu positif, dans le but de détecter des pentes positives et négatives.
Dans un premier temps, une période réfractaire absolue de 95 ms non programmable est appliquée après la détection de l’onde R.
Durant les 64 premières ms de cette période, l’implant mesure quand même l’amplitude de l’onde R. L’amplitude maximale des ondes R que l’implant peut mesurer est plafonnée à 6 mV pour cette fonction.
Pour le cycle en cours, la sensibilité va évoluer en fonction de l’amplitude de l’onde R mesurée dans les 64 premières ms. Elle ne pourra jamais descendre en dessous de la sensibilité programmée.
Durant l’intervalle 95-156 ms suivant la détection de l’onde R :
- Si l’amplitude de l’onde R détectée est supérieure à 6mV, une sensibilité de 3 mV est appliquée (3 mV = 50% de 6 mV),
- Si l’amplitude de l’onde R détectée est inférieure à 1,6mV, une sensibilité de 0,4 mV (au minimum sensibilité programmée) est appliquée (0,4 mV = 25% de 1,6 mV),
- Entre 1,6 et 6 mV, la sensibilité appliquée est comprise entre 25 et 50% de l’onde R mesurée (au minimum sensibilité programmée). La sensibilité est calculée linéairement dans cet intervalle : [1,6mV ; 6mV] -> [25% ; 50%].
Ces réglages permettent d’éviter la détection multiple de larges ondes R.
Dans l’intervalle 156-500 ms suivant la détection de l’onde R, la sensibilité est fixée à 25% de l’amplitude de l’onde R mesurée (au minimum sensibilité programmée). Ce réglage a été mis en place afin de rejeter les ondes T.
Le tableau suivant montre comment l’implant fixe la valeur de la sensibilité pour les 2 plateaux, proportionnellement à l’amplitude de l’onde R mesurée. Plus l’amplitude de l’onde R est importante, plus la sensibilité de l’appareil doit être basse (i.e. valeur de la détection élevée).
Ainsi, pendant la majeure partie du cycle (après 156 ms), la sensibilité ventriculaire est comprise entre 1.5 mV et la valeur programmée en cas de complexe mesuré à plus de 6 mV.
Après 500 ms suivant la détection de l’onde R, et ce jusqu’à la fin du cycle, la sensibilité repasse à la valeur programmée ou à 1mV (non paramétrable) en fonction de certaines conditions.
Si l’ensemble des conditions suivantes sont remplies :
- la valeur programmée de la sensibilité ventriculaire est inférieure à 1 mV, et,
- l’appareil n’a pas de cycle court (zone de FV/TV rapide) sur les six derniers cycles, et,
- l’amplitude mesurée est supérieure ou égale à 4 mV
alors, le seuil de détection V est fixé à 1 mV après le deuxième plateau ; i.e. après 500 ms.
En rythme sinusal et en zone de TV, le seuil de détection le plus bas sera de 1 mV et couvrira l’éventuel bruit de fond (myopotentiel). Durant cette période, la plupart du temps la sensibilité V sera de 1 mV.
En cas de couplage court ou de faible recueil, le seuil de détection le plus bas s’abaissera à la sensibilité programmée. Durant cette période, en cas de nécessité, la sensibilité sera la sensibilité programmée (0,4 mV en nominal).
Si l’ensemble des conditions suivantes sont remplies :
- l’appareil a au moins un cycle court (zone de FV/TV rapide) sur les six derniers cycles, ou,
- l’amplitude mesurée est inférieure à 4 mV (non applicable pour le 3ème schéma)
alors, le seuil de détection V est fixé à la sensibilité programmée après le deuxième plateau ; i.e. après 500 ms.
4 - Stimulations ventriculaires
Après les stimulations ventriculaires, il existe une gestion “automatique” de la sensibilité. Dans un premier temps, une période réfractaire absolue de 220 ms non programmable est appliquée après la détection de l’onde R. Il s’agit de la “Marge V post V”. C’est une valeur additionnelle à la sensibilité ventriculaire programmée pour la période allant de 220 ms à 500 ms période post stimulation ventriculaire. L’objectif est de “couvrir” l’onde T plus ample dans le cas de stimulations ventriculaires en général. Après cette période de 500 ms, la sensibilité ventriculaire évolue automatiquement en fonction de certaines conditions.
Si l’ensemble des conditions suivantes sont remplies :
- la valeur programmée de la sensibilité ventriculaire est inférieure à 1 mV, et,
- il n’y a pas de cycle court (zone de TV rapide/FV) sur les six derniers cycles,
alors, le seuil de détection V est fixé à 1 mV après 500 ms.
S’il y a au moins un cycle court (zone de TV rapide/FV) sur les six derniers cycles, alors le seuil de détection V est fixé à la sensibilité programmée après 500 ms.
5 - Programmation
Le Contrôle Automatique de la Sensibilité est entièrement automatique. En cas de difficulté liée à la détection ventriculaire le seul paramètre qui peut être ajusté est la sensibilité ventriculaire.
Il existe un réglage possible uniquement en cas de stimulations ventriculaires. Il s’agit de la “Marge V post V”. Voir le chapitre sur la gestion automatique de la sensibilité post stimulation ventriculaire. Il faut aller dans les “paramètres experts” et choisir “Détection A et V”. Le paramètre “Marge V post V” est alors accessible. En nominal, sachant que sa valeur est 0,8 mV et que la sensibilité ventriculaire est de 0,4 mV, la sensibilité ventriculaire appliquée post stimulation ventriculaire pour la période allant de 220 ms à 500 ms est de 1,2 mV.
Contrôle de sensibilité atriale
Le contrôle de la sensibilité atriale permet d’éviter l’écoute croisée d’ondes R (far-field sensing ou Cross-Talk), aussi bien en rythme sinusal, qu’au cours de tachycardies. Il est couplé à un allongement automatique des périodes réfractaires post évènements ventriculaires. Les 2 stratégies sont souvent associées.
1 - Stratégies mises en place pour gérer l’écoute croisée du ventricule dans le canal atrial
Comme le canal atrial possède une grande sensibilité en nominal (0,4 mV de sensibilité programmée) et des périodes réfractaires courtes par définition, la qualité de la détection sur ce canal a été mise à l’épreuve surtout dans des situations d’écoutes croisées (R ou V entendus dans le canal A). Différentes solutions ont été étudiées et appliquées pour améliorer la détection sur le canal atrial.
2 - Programmation
Plusieurs réglages sont disponibles pour améliorer la qualité de la détection atriale. Deux paramètres jouent sur la valeur de la sensibilité A appliquée : la “Sensibilité A” et la “Marge de Sensibilité A post R ou V”. Deux paramètres jouent sur la durée de la période réfractaire absolue atriale : La “Période Réfractaire A post V” et la “Période Réfractaire A post R”.
3 - Situation où l’évènement ventriculaire est précédé d’une détection atriale
- Dans le cas d’une détection ventriculaire précédée d’une détection atriale, après la période réfractaire absolue (45 ms) prolongée de la période réfractaire relative redéclenchable (30 ms), la valeur de la sensibilité appliquée est la sensibilité programmée (0,4 mV) augmentée de la “Marge A post R ou V” (0,4 mV) pendant 97 ms. Le contrôle de la sensibilité A se déroule sur 172 ms au total (45+30+97) après la détection de l’onde R.
- Dans le cas d’une stimulation ventriculaire précédée d’une détection atriale, après la période réfractaire absolue (80 ms) prolongée de la période réfractaire relative redéclenchable (30 ms), la valeur de la sensibilité appliquée est la sensibilité programmée (0,4 mV) augmentée de la “Marge A post R ou V” (0,4 mV) pendant 62 ms. Le contrôle de la sensibilité A se déroule sur 172 ms au total (80+30+62) après la détection de l’onde R.
4 - Situation d’une ESV
- Dans le cas d’une ESV, après la période réfractaire absolue (45 ms) prolongée de la période réfractaire relative redéclenchable (30 ms), la valeur de la sensibilité appliquée est la sensibilité programmée (0,4 mV) augmentée de la “Marge A post R ou V” (0,4 mV) pendant 97 ms. Le contrôle de la sensibilité A se déroule sur 172 ms au total (45+30+97) après la détection de l’onde R.
5 - Situation où l’évènement ventriculaire est précédé d’une stimulation atriale
- Dans le cas d’une détection ventriculaire précédée d’une stimulation atriale, la période réfractaire absolue (45 ms) est prolongée de 65 ms et par la période réfractaire relative redéclenchable (30 ms). Le “contrôle de la sensibilité A” se déroule sur 140 ms au total (45+65+30) après la détection de l’onde R.
Note : En AAI du mode SafeR, dans le cas d’une détection ventriculaire précédée d’une stimulation atriale, les périodes réfractaires absolues atriales ne sont pas prolongées et la marge de sensibilité atriale n’est pas ajoutée. Seule la période réfractaire absolue (45 ms) prolongée de la période réfractaire relative redéclenchable (30 ms) est appliquée.
- Dans le cas d’une stimulation ventriculaire précédée d’une stimulation atriale, la période réfractaire absolue (80 ms) est prolongée de 65 ms et par la période réfractaire relative redéclenchable (30 ms). Le “contrôle de la sensibilité A” se déroule sur 175 ms au total (80+65+30) après la détection de l’onde R.
Les situations de surdétection
On nomme surdétection des événements détectés par la sonde ventriculaire du défibrillateur qui se surajoutent à la détection normale de l’onde R. Il en résulte de faux diagnostics d’arythmie ventriculaire avec le possible déclenchement de thérapies inappropriées et dangereuses. (Au niveau atrial, la surdétection peut engendrer également soit un faux diagnostic d’arythmie atriale et donc un repli inapproprié, soit un degré d’association PR artificiel supplémentaire qui, concomitant à une TV stable et dissociée, conduit à un diagnostic de TSV).
Il existe deux types de surdétections : celles qui sont intrinsèques, par la détection d’événements cardiaques dont l’origine est atriale (ondes P, ondes de tachycardie atriale), ou d’origine ventriculaire (double détection des ondes R, ondes T), et celles qui sont extrinsèques, par la détection de potentiels non cardiaques corporels (myopotentiels pectoraux, diaphragmatiques), ou de potentiels de rupture de sonde, ou de potentiels extracorporels (interférence extérieure soit fortuite (50 Hz du secteur par exemple), soit par usage d’un matériel médical (champ magnétique ou électrique ou électromagnétique d’une machine de diagnostic ou de soins (électrothérapie, bistouri électrique par exemple)).
Dans tous les cas, le nombre d’événements détectés par cycle cardiaque est en excès et ceci aura deux conséquences : une conséquence sur la stimulation cardiaque avec une inhibition de la stimulation qui, chez un patient dépendant, aboutit à une pause cardiaque et son cortège clinique fonction de la durée de la pause ; une conséquence sur la défibrillation, avec de faux diagnostics d’arythmie ventriculaire aboutissant à des chocs inopinés, pouvant eux-mêmes déclencher de véritables arythmies cardiaques. Les chocs sont souvent itératifs tant que la cause de ces surdétections n’a pas été supprimée. Il faut alors se rappeler de l’usage d’un aimant dont l’action sera de suspendre toute détection d’arythmie et toute thérapie tant qu’il sera appliqué en regard du boitier du défibrillateur. Sur les anciennes plateformes MicroPort™, l’aimant provoquait aussi une stimulation en mode DDD ou VVI en fonction du mode de stimulation permanent programmé à la fréquence magnétique dépendant de l’état d’usure de la pile (96/min en début de vie (Beginning Of Service) et 80/min au moment du remplacement à prévoir (Recommended Replacement Time)). A partir du Platinium, l’application d’un aimant ne provoque plus de stimulation cardiaque à la fréquence magnétique. Les sorties montent à 6V.
La suspicion du type de surdétection, intrinsèque ou extrinsèque, est évoquée par l’allure du tachogramme de l’épisode enregistré.
1 - La surdétection intrinsèque
La détection d’ondes P ou T, ou le double comptage d’ondes R va provoquer des surdétections pour des intervalles fixes par rapport au signal de détection du QRS, correspondants aux moments d’apparition d’ondes P, T, ou à un intervalle intra-QRS. Il en résulte un aspect « en rail » caractéristique qui évoque assez facilement ce type d’artéfacts dont le type sera détaillé par les électrogrammes. Sur le plan clinique, outre les conséquences de thérapies déclenchées inopinées en l’absence de toute arythmie, ces surdétections à l’étage ventriculaire provoquent un recyclage du stimulateur, et chez un patient bradycarde, la fréquence de stimulation sera trouvée lente à l’ECG de surface, plus lente que celle que l’on devrait observer.
Pour plus d’informations sur la surdétection des DAI MicroPort, consultez : 7. Surdétection – MicroPort Academy.