Comment les pacemakers et les défibrillateurs  interagissent avec votre coeur

Une fréquence cardiaque beaucoup trop lente ou trop rapide peut se révéler mortelle. Pacemakers et défibrillateurs implantables aident le cœur à garder le rythme. Mais quelle est la différence entre ces deux appareils ?

Le rôle du cœur est de maintenir un rythme cardiaque stable afin de pomper le sang pour l’envoyer dans tout l’organisme. Lorsque l’on se détend, notre fréquence cardiaque ralentit. Au contraire, lorsque l’on fait de l’exercice ou en cas de stress, elle s’accélère.

En tant que cardiologue spécialisée dans le diagnostic et le traitement des troubles du rythme cardiaque, lorsque je constate que le cœur d’un de mes patients n’est plus capable de maintenir une fréquence cardiaque correcte, il m’est possible de lui proposer l’implantation d’un dispositif qui va apporter une aide extérieure à cet organe essentiel.

Deux options s’offrent généralement à moi : les stimulateurs cardiaques (aussi appelés pacemakers) et les défibrillateurs implantables. Les stimulateurs cardiaques assurent la bonne circulation du sang et de l’oxygène en cas de stress. Les défibrillateurs détectent quant à eux les fréquences cardiaques dangereusement élevées et, lorsqu’elles surviennent, délivrent des chocs similaires à ceux utilisés lors d’une réanimation cardio-pulmonaire afin de redémarrer le cœur.

Pour comprendre comment fonctionnent ces dispositifs, il faut savoir comment fonctionne le système électrique du cœur et où peuvent survenir les dysfonctionnements.

Le système de stimulation du cœur

Les fréquences cardiaques anormalement lentes résultent de défaillances dans deux zones principales du cœur.

Tout d’abord, le nœud sino-auriculaire (SA), qui détermine la fréquence cardiaque de repos, laquelle est généralement comprise entre 60 et 100 battements par minute. Cette fréquence de base est nécessaire pour assurer une circulation sanguine permettant le bon fonctionnement du corps. Des niveaux élevés de certaines hormones, telles que l’adrénaline et la sérotonine, qui circulent dans l’organisme, peuvent augmenter la fréquence cardiaque au-delà des niveaux de repos.

Les athlètes ont souvent une fréquence cardiaque au repos plus faible que la moyenne, en raison du conditionnement physique accru que leur confère l’entraînement. Comme tout autre muscle, le cœur peut en effet s’entraîner et ainsi devenir plus fort. Parce qu’il fonctionne plus efficacement, le cœur des athlètes a globalement besoin de moins de battements pour assurer la circulation sanguine.

La seconde zone clé du circuit électrique du cœur est le nœud atrioventriculaire (AV). C’est lui qui reçoit les informations sur la vitesse des battements cardiaques du nœud sino-auriculaire et qui les transmet aux ventricules, les régions du cœur qui permettent de pomper le sang dans tout le corps.

Lorsque le nœud atrioventriculaire dysfonctionne, les ventricules ne reçoivent plus le signal électrique du nœud sino-auriculaire qui leur indique de « pomper » et de créer un battement cardiaque. Le résultat est un dangereux ralentissement de la fréquence cardiaque.

Les risques d’une fréquence cardiaque trop lente

Si la fréquence cardiaque de repos est anormalement basse ou ne s’accélère plus en réponse aux fluctuations hormonales, les stimulateurs cardiaques peuvent aider à maintenir la circulation sanguine et, donc, l’apport en oxygène.

Classiquement, ces systèmes se composent d’une batterie et de deux fils capables d’envoyer et de recevoir des signaux électriques. Lors de la pose, le chirurgien place l’un des fils près du nœud sino-auriculaire et l’autre dans un des ventricules du cœur.

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L’activité des nœuds SA et AV ralentit naturellement avec l’âge. Il peut arriver que ce ralentissement soit plus important qu’attendu, ce qui se traduit par un ralentissement de la fréquence cardiaque. Certaines maladies, comme la maladie de Lyme ou des problèmes de thyroïde, peuvent aussi ralentir le rythme cardiaque. Toutefois, dans de tels cas, il n’est pas nécessaire de recourir à la pose d’un stimulateur cardiaque : d’autres traitements sont alors mis en place.

Quand la fréquence cardiaque est trop rapide

Comme les stimulateurs cardiaques, les défibrillateurs cardiaques sont constitués d’une batterie et de fils qui enregistrent la fréquence cardiaque. Cependant, au lieu de s’occuper des rythmes trop lents, les défibrillateurs sont programmés pour détecter les fréquences trop rapides, généralement autour de 200 battements par minute.

Ce type de problème est souvent causé par une tachycardie ventriculaire ou par une fibrillation ventriculaire, des troubles potentiellement mortels qui résultent d’un battement trop rapide ou anarchique des ventricules.

Certains individus présentent un risque accru de ces troubles du rythme. La fibrillation ventriculaire est suspectée d’être responsable de nombreux cas de « mort subite » chez les athlètes et les jeunes adultes.

Lorsqu’ils détectent une tachycardie ou une fibrillation ventriculaire, les défibrillateurs envoient des décharges électriques au cœur. Ces chocs pouvant être douloureux, mieux vaut éviter d’y recourir. Dans cette optique, les patients prennent souvent des médicaments ou d’autres traitements. Les défibrillateurs sont en quelque sorte des « ceintures de sécurité » : il vaut mieux en mettre une, mais l’idéal est de ne jamais avoir à l’utiliser.

Entretien et préoccupations

Les médecins utilisent des ordinateurs pour communiquer avec ces dispositifs et modifier leur programmation, parfois par Bluetooth. Certains réglages, comme la fréquence cardiaque minimale autorisée, peuvent par exemple être ajustés au fil du temps. Au-delà de ces modifications, stimulateurs cardiaques comme défibrillateurs nécessitent un entretien.

La batterie qu’ils contiennent n’est pas rechargeable et doit être remplacée après six à dix ans, selon sa durée de vie, qui dépend de la fréquence d’activation du dispositif. Les fils du stimulateur peuvent aussi nécessiter un remplacement s’ils se coupent ou si leur gaine isolante s’use. Il arrive, heureusement rarement, que les constructeurs soient obligés de procéder à des rappels de certains composants. Cependant dans la majorité des cas, le remplacement n’est pas obligatoire, même si dans un tel cas de figure la mise en place d’une surveillance spécifique peut s’avérer nécessaire.

Le fait de porter de tels dispositifs requiert d’en informer le personnel médical, notamment lors du recours à certaines technologies d’imagerie telles que les IRM, qui peuvent modifier le fonctionnement des stimulateurs cardiaques et des défibrillateurs si elles ne sont pas manipulées avec précaution. En effet, les IRM créent des impulsions électromagnétiques que les appareils cardiaques peuvent interpréter à tort comme des battements de cœur. Les appareils cardiaques récents sont conçus de façon à tenir compte de ces facteurs, mais en fonction des circonstances, ils peuvent requérir une modification de leur minutieuse programmation.

Ces dernières années, le développement de systèmes de gestion basés sur le cloud a mis la sécurité au centre des préoccupations. En effet, si ces systèmes permettent aux médecins de récupérer les informations médicales en temps réel, la question de leur piratage éventuel se pose.

Les stimulateurs cardiaques et les défibrillateurs évoluent constamment, notamment pour tirer parti de l’évolution des technologies médicales et non médicales. Pour les concevoir, des équipes d’ingénieurs s’appuient sur des médecins qui savent qui bénéficiera de cette technologie et comment programmer le logiciel pour qu’il réponde au mieux aux besoins de chaque patient et de chaque situation.

Lorsqu’ils sont utilisés correctement, ces dispositifs améliorent non seulement la qualité de vie, mais aussi l’espérance de vie des patients.

Virginia Singla est consultante pour Medtronic.