DCI sous-cutané de Boston Scientific - Compteurs et détection
Généralités
Les méthodes de détection et de classification des cycles cardiaques diffèrent complètement entre un défibrillateur intracardiaque et un défibrillateur sous-cutané. En effet, si l'objectif principal d'un défibrillateur sous-cutané est de détecter correctement, sans délai significatif, un épisode d'arythmie ventriculaire qui pourrait compromettre la survie du patient, il n'y a pas de nécessité absolue de classer correctement chaque cycle en rythme sinusal ou en arythmie. L'analyse des tracés révèle fréquemment des cycles sur-encensés, des cycles sous-encensés ou des cycles rapides mal classés (par exemple, des extrasystoles ventriculaires classées en rythme sinusal), ce qui peut être problématique pour un défibrillateur intracardiaque qui assure une fonction de stimulateur cardiaque nécessitant une détection parfaite de tous les cycles afin d'éviter une stimulation pendant les périodes de vulnérabilité. Les deux priorités pour un défibrillateur sous-cutané sont donc d'éviter les thérapies inappropriées dues à une surdétection de l'onde T en rythme sinusal tout en maintenant la capacité de détecter les rythmes rapides, ce qui justifie l'utilisation de profils de sensibilité différents en fonction de la fréquence cardiaque. Il existe également un certain nombre de différences fondamentales dans l'amplitude et la forme des signaux détectés par un défibrillateur sous-cutané par rapport aux signaux détectés par un défibrillateur intracardiaque. Ces différents éléments expliquent certaines différences de fonctionnement et de programmation :
- La pente et la fréquence des signaux enregistrés par les électrodes sous-cutanées sont plus faibles en rythme sinusal, ce qui conduit à l'enregistrement de complexes QRS “plus doux”, moins différenciés de l'onde T ou de l'onde P. La valeur du filtre passe-haut est plus faible dans un défibrillateur sous-cutané que dans un défibrillateur intracardiaque (3 Hz contre 14-20 Hz).
- Les signaux enregistrés par les électrodes sous-cutanées sont plus larges que les signaux intracavitaires, ce qui justifie l'utilisation d'une période réfractaire post-détection plus longue pour éviter le double comptage de l'onde R. La durée de la période réfractaire varie en fonction de la fréquence des cycles détectés. La durée de la période réfractaire varie en fonction de la fréquence des cycles détectés (plus courte dans la zone de choc) afin de ne pas limiter la capacité de détection des rythmes très rapides tout en minimisant le risque de surdétection en rythme sinusal. La valeur de la période réfractaire n'est pas programmable (160 ms pour la zone de choc, 200 ms pour les cycles plus lents que la zone de choc). - Un défibrillateur sous-cutané fonctionne avec une valeur de sensibilité maximale plus élevée qu'un défibrillateur intracardiaque (0,08 mV contre 0,3 à 0,6 mV). L'amplitude des signaux intracardiaques enregistrés par les électrodes sous-cutanées étant généralement plus faible (amplitude du complexe QRS de 0,3 à 3,6 mV en rythme sinusal), le niveau de sensibilité maximale n'est pas programmable (0,08 mV, 80 µV) et reste le même quelle que soit la fréquence des signaux détectés et certifiés.
- Le rapport signal/bruit, qui correspond à la différence entre l'amplitude du signal à détecter (complexe QRS) et l'amplitude du “bruit” (onde P, onde T, myopotentiels, interférences électromagnétiques), est plus faible ; en effet, comme nous l'avons expliqué plus haut, l'amplitude des complexes QRS est plus faible. Les signaux dont la fréquence est trop élevée (myopotentiels, interférences, rupture de sonde) sont considérés comme du bruit et sont exclus du calcul de la fréquence cardiaque. Les signaux passent ensuite par quatre étapes de certification supplémentaires pour diagnostiquer un double comptage de l'onde R ou une surdétection de l'onde T.
- Les variations posturales dans l'amplitude et l'apparence des complexes QRS sont plus prononcées qu'avec un défibrillateur endocardique, ce qui nécessite l'utilisation d'un algorithme correctif pour atténuer ces variations.
- La sensibilité dynamique est utilisée pour réduire le risque de surdétection des ondes T ; une fois les signaux filtrés, l'appareil utilise un seuil de détection adaptatif basé sur l'amplitude des deux cycles certifiés précédents ; le niveau de sensibilité augmente parallèlement à l'augmentation de la fréquence cardiaque afin d'optimiser les capacités de détection en cas de tachycardie. Différents profils de sensibilité (période réfractaire, niveau d'adaptation, délai d'adaptation) sont utilisés en fonction de la fréquence des signaux détectés, de la programmation (une zone ou deux zones) et de la similarité de l'amplitude des deux signaux certifiés précédents. Aucun de ces paramètres n'est programmable. Lorsque le rythme est lent, la priorité est de minimiser le risque de surdétection de l'onde T, le profil de sensibilité est donc ajusté (périodes réfractaires longues, niveau d'adaptation élevé, délai d'adaptation allongé surtout lorsque l'amplitude des deux complexes précédents certifiés est différente). Dans la zone de choc, l'objectif principal est d'optimiser la détection d'une éventuelle fibrillation ventriculaire avec des signaux rapides d'amplitude variable, ce qui nécessite l'utilisation d'une période réfractaire plus courte, d'un niveau d'adaptation relativement faible et d'un délai d'adaptation court.
- Un défibrillateur sous-cutané n'assure pas la fonction de pacemaker à long terme, ce qui limite considérablement les contraintes en termes de nécessité de détection correcte cycle à cycle de tous les signaux (pas de risque de stimulation pendant la période de vulnérabilité). Cela permet d'utiliser un système qui fait la moyenne sur plusieurs cycles. Pendant la phase de décision, l'appareil examine tous les cycles certifiés et calcule en continu une moyenne de la fréquence ventriculaire sur quatre cycles RR certifiés. Pour qu'un cycle soit considéré comme rapide, la moyenne des quatre cycles doit être rapide.
- En plus d'une zone de choc, l'appareil permet une zone de choc conditionnelle en utilisant deux algorithmes d'analyse de la morphologie et un algorithme de mesure de la durée du QRS pour distinguer les arythmies ventriculaires des arythmies supraventriculaires. L'existence d'électrodes de détection relativement éloignées permet une analyse fiable de la morphologie du signal, bien qu'avec une plus grande variabilité posturale. Comme expliqué ci-dessus, la programmation d'une zone de choc conditionnelle introduit non seulement une zone de discrimination mais modifie également le profil de détection.
Compteurs
Le compteur probabiliste initial est non programmable, non modifiable et nécessite 75% de cycles rapides classés T. En effet, une fenêtre glissante des 24 intervalles les plus récents définis par des événements certifiés est analysée en permanence. Le compteur initial est vérifié si 18 des 24 intervalles les plus récents sont classés T. Avant de commencer la charge, le critère de persistance doit alors être vérifié et les 2 derniers intervalles bruts doivent correspondre à l'une des zones de tachycardie. Avant que les condensateurs ne commencent à se charger, il est donc nécessaire que :
- le compteur probabiliste X/Y soit rempli ; une fenêtre glissante des 24 derniers cycles certifiés soit analysée ; il est à noter que le premier cycle de tachycardie classé T indique un compteur à 5 (pour compenser le fait que la classification est basée sur la moyenne de 4 cycles) ; la fibrillation ventriculaire est par définition une arythmie rapide, anarchique, chaotique avec des signaux ventriculaires de faible amplitude et/ou d'amplitude variable ; les caractéristiques spécifiques de la détection dans ce type d'appareil (longues périodes réfractaires, profil de sensibilité adaptatif qui varie en fonction de la variabilité de fréquence et d'amplitude des cycles consécutifs) augmentent le risque de sous-détection. Ce ratio de 75% entre cycles rapides et cycles lents a été choisi afin d'atteindre un équilibre optimal entre la détection correcte de la fibrillation ventriculaire
- Un minimum de 16 cycles classés T est également requis.
- Le critère de persistance doit être vérifié. Une fois le critère X/Y validé, une persistance minimale de 2 cycles avec un rapport de 18/24 doit être vérifiée afin d'éviter des charges inutiles. Le dernier cycle du compteur 18/24 compte comme le premier cycle de persistance. L'algorithme Smart Charge garantit que chaque charge détournée (épisode non traité) augmente cette persistance de 3 cycles avec un maximum de 5 augmentations, ce qui permet au dispositif de retarder la charge des condensateurs si l'arythmie n'est pas soutenue. Pendant la persistance, le critère de cycle T 18/24 doit être vérifié sur tous les cycles. la durée de la persistance peut donc être de 17 cycles au maximum ; l'extension totale (en secondes) est indiquée sur le programmateur pendant l'interrogation ; la valeur de l'extension peut être remise à 0 à l'aide du programmateur ; l'algorithme Smart Charge ne peut pas être désactivé ; cette extension de la persistance ne s'applique qu'au premier choc d'un épisode (pas pour les impulsions 2 à 5).
Les deux derniers cycles (intervalles bruts) avant le début de la charge doivent être rapides ;
- après la persistance, un battement supplémentaire est encore nécessaire avant de commencer la charge (Processing Beat). Une fois le choc délivré, deux compteurs entrent en compétition :
- le compteur de fin d'épisode, qui nécessite 24 cycles certifiés consécutifs classés S (les cycles marqués “-” ou “N” n'interfèrent pas avec ce compteur).
Délai de détection
Les défibrillateurs sous-cutanés ont été développés pour permettre la détection correcte d'un épisode de FV dans son ensemble plutôt qu'une détection précise cycle par cycle, car la classification correcte de chaque cycle ventriculaire est moins critique que pour un défibrillateur intracardiaque. Cela entraîne un délai de détection plus long qu'avec un défibrillateur traditionnel, avec une variabilité interindividuelle plus marquée. La littérature rapporte un délai moyen entre l'apparition de l'arythmie et la délivrance du choc d'environ 14 secondes pour un défibrillateur sous-cutané, ce qui est plus long que pour un défibrillateur intracavitaire, avec une plus grande variabilité entre les patients. Ce délai se décompose en un temps initial de détection de l'arythmie, un temps de charge des condensateurs et un temps de confirmation de l'arythmie à la fin de la charge. Le temps de charge pour 80 joules est généralement inférieur à 10 secondes au début de la vie de l'appareil et reste inférieur à 15 secondes lors du changement de boîtier. Un choc électrique est délivré par un défibrillateur sous-cutané après moins de 18 secondes dans 88% des cas et moins de 21 secondes dans 95% des cas.
Les dernières recommandations, basées sur toutes les études récentes, suggèrent la nécessité d'éviter de traiter trop tôt et trop agressivement les arythmies ventriculaires organisées et plus lentes. La programmation du nombre de cycles nécessaires à la détection initiale dans un défibrillateur intracardiaque est cruciale pour la qualité de vie du patient, le pronostic et la durée de vie de l'appareil. Le problème des défibrillateurs sous-cutanés est très différent. La seule option thérapeutique disponible est le choc électrique sans possibilité de stimulation anti-tachycardique. De plus, le compteur probabiliste initial (18/24) ne peut être modifié. Lorsqu'un retard de détection est observé, il ne s'agit pas d'un choix de programmation mais du résultat d'échecs de détection répétés, le plus souvent observés au début d'un épisode. Comme expliqué ci-dessus, le profil de sensibilité change en fonction de la fréquence cardiaque, ce qui peut expliquer le retard de détection le plus souvent observé en début d'épisode :
- Profil rapide : dans la zone de choc, l'objectif est d'optimiser la détection d'une éventuelle fibrillation ventriculaire avec des signaux rapides d'amplitude variable. La période réfractaire post-détection est de 160 ms, puis le niveau de sensibilité commence à 60% de l'amplitude moyenne des deux cycles précédents (niveau fixe pendant 80 ms) et augmente ensuite (diminution de la valeur de sensibilité à 37,5% de l'amplitude moyenne des deux cycles précédents pendant 4 ms). La sensibilité augmente ensuite avec la diminution de cette valeur selon une courbe exponentielle jusqu'à une valeur de 0,08 mV.
- Profil moyen : ce profil, avec une période de suppression plus longue que dans la zone de choc (200 ms) et un niveau de sensibilité élevé, est appliqué pour les tachycardies plus lentes que celles de la zone de choc. Le profil moyen 1 est appliqué entre 168 bpm et la limite inférieure de la zone de choc conditionnelle pendant l'accélération et entre la limite inférieure de la zone conditionnelle et 148 bpm pendant la décélération. Le deuxième plateau varie en fonction de l'analyse comparative de l'amplitude des deux complexes QRS précédents (jugés similaires ou différents). Le profil moyen 2 est appliqué dans la zone de choc conditionnel. Par exemple, si une zone de choc conditionnelle est programmée à 180 bpm avec une zone de choc à 230 bpm, le profil 1 est appliqué entre 168 et 180 bpm puis entre 180 et 148 bpm. Le profil moyen 2 est appliqué entre 180 et 230 bpm.
- Profil lent : ce profil convient aux fréquences les plus lentes (<168 bpm pendant l'accélération et <148 bpm pendant la décélération). L'objectif principal dans cette zone est de réduire le risque de surdensité de l'onde T. Il existe donc deux profils lents différents selon qu'il y a ou non une différence de fréquence entre les deux profils. Il existe donc deux profils lents différents selon qu'il y a ou non une différence d'amplitude entre les deux complexes précédents (suspicion d'oversensing de l'onde T).
La difficulté est de déterminer la durée de l'arythmie ventriculaire au-delà de laquelle le délai d'administration d'un choc électrique est trop long, d'autant plus que les défibrillateurs sous-cutanés sont principalement indiqués chez les patients qui sont plus susceptibles de présenter des épisodes d'arythmie maligne tels que la FV plutôt qu'une TV monomorphe. Si la FV dure plus de 20 secondes, il est certain qu'une syncope se produira, et des études plus anciennes ont révélé un risque accru d'inefficacité des thérapies. La seule possibilité de reprogrammation aujourd'hui est de changer de vecteur, sans garantie qu'un second vecteur permette une meilleure détection.
Compteurs pendant la charge
Une fois lancée, la charge du condensateur se poursuit jusqu'à ce que l'appareil atteigne sa tension cible, après quoi une reconfirmation est appliquée pour vérifier que l'arythmie se poursuit et qu'il n'y a pas eu de réduction spontanée. Au début de la charge du condensateur, deux compteurs sont ouverts :
- un compteur de cycles rapides consécutifs (SC Fast Intvls) qui est incrémenté par les intervalles bruts rapides consécutifs (“-” et “N” inclus si l'intervalle brut est court) et non en fonction de la classification S ou T ; ce compteur se remet à zéro dès qu'un intervalle brut long est détecté ; pendant la charge, un intervalle long (si la zone de choc conditionnel est programmée à 200 bpm, un intervalle est long s'il dépasse 300 ms) remet donc ce compteur à 0.
- un compteur de cycles rapides consécutifs nécessaires pour délivrer le choc (valeur SC) : il démarre à 3 et ne peut pas descendre en dessous de 3 ; un minimum de 3 cycles rapides consécutifs en fin de charge est donc nécessaire pour délivrer le choc ; ce compteur est incrémenté par chaque cycle lent classé S (+1) et décrémenté par chaque cycle rapide classé T (-1, valeur minimale : 3) ; ce compteur n'est donc pas basé sur des intervalles bruts comme le précédent.
- À la fin de la charge, le choc peut être délivré lorsque SC Fast Intvls ≥ valeur SC. Cet algorithme permet une analyse continue du rythme pendant la charge du condensateur sans dévier de la charge. En effet, une fois la charge commencée, elle ne peut être interrompue.
La charge est détournée si l'intervalle RR moyen est supérieur à la zone de fréquence la plus basse + 40 ms pendant 24 intervalles. Un épisode non traité est alors enregistré dans la mémoire et la persistance initiale est prolongée de 3 cycles comme expliqué ci-dessus (Smart Charge).
À la fin de la charge, il y a toujours un deuxième marqueur C correspondant à la “charge de complément”. Sur les tracés de télémédecine, les marqueurs de fin de charge sont également visibles. La première charge rapproche l'appareil des 80 joules qu'il doit délivrer. La deuxième charge complète et ajuste l'amplitude du choc délivré à exactement 80 joules. Lorsque ce deuxième marqueur C apparaît, le choc est “engagé” et délivré. Un ou deux marqueurs S (dernier cycle avant le marqueur C) peuvent alors apparaître sur le tracé même si la fréquence correspond à une zone de tachycardie, car l'appareil arrête son analyse.