2.2  Le fonctionnement du pacemaker

 

On trouve aujourd’hui deux grandes catégories de pacemakers implantés :

 

• Le pacemaker « classique » le plus couramment utilisé,

• Le pacemaker Wi-Fi qui concerne de plus en plus de patients en leur permettant la télé-cardiologie.

 

Nous nous sommes concentrés sur le fonctionnement du pacemaker « classique » avec sa fonction principale de régulation du nombre de battements du cœur par minute.

 

 

Le cycle de vie du pacemaker peut être décrit en plusieurs étapes :

 

• Opération chirurgicale d’implantation du pacemaker,

• Fonctionnement du pacemaker au quotidien,

• Arrêt du pacemaker.

 

 

            a)  Opération chirurgicale d’implantation

 

L’opération dure entre 30 minutes et 1h sous anesthésie locale.

 

Le chirurgien ou rythmologue interventionnel doit trouver le meilleur emplacement afin de générer un minimum de gêne pour le patient. Si le patient est gaucher le pacemaker se pose à droite et inversement.

 

L’opération se déroule en plusieurs étapes :

 

• Le médecin débute par une anesthésie locale de la région située sous la clavicule de l’épaule gauche ou droite.

• Il pratique ensuite une incision suffisamment large d’environ 3,5 centimètres sous la clavicule et réalise une loge au-dessus du muscle pectoral pour que le boîtier de stimulation puisse être mis en place dans un deuxième temps. Une petite pochette ou espace est aussi créée entre la peau et le muscle pour y loger le stimulateur.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                           

 Incision par le rythmologue sous la clavicule

 

http://stimulateur-cardiaque.e-monsite.com/pages/le-pacemaker/son-implantation.html

 

• L’insertion de l’électrode se fait en ponctionnant une veine située tout près, habituellement la veine sous-clavière, sous la clavicule, pour aller jusqu’aux cavités du cœur car l’endroit y est propice, pour y faire pénétrer les sondes. Le passage de la ou des sondes n’est pas douloureux.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Introduction de la sonde sous la clavicule

 

http://stimulateur-cardiaque.e-monsite.com/pages/le-pacemaker/son-implantation.html

 

 

 

• Toutes les sondes utilisées étant visibles aux rayons-X, le rythmologue peut donc observer le trajet de chaque sonde sur un écran de télévision.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Observation du boîtier et de ses sondes aux rayons X  

 

http://sante.lefigaro.fr/actualite/2012/11/08/19416-vers-pacemaker-alimente-par-battements-coeur

 

• La position de la ou des sonde(s) électriques est vérifiée méticuleusement grâce à des appareils de mesure. Si l’opération est faite sur un enfant, la ou les sondes seront longues et enroulées sous forme de boucle qui disparaitront au fur et à mesure que l’enfant grandira.

• L'électrode d'abord est fixée d’un côté au muscle à l’aide d’un fil de suture.

• Le boîtier est ensuite inséré dans la loge (petite pochette).

• L’autre côté de l’électrode est enfin reliée au boitier inséré dans la petite pochette sous la peau.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Insertion du boîtier dans la petite poche

 

http://www.cardiologie-pratique.com/journal/article/0011191-pacemakers-irm-compatibles

 

 

• Le rythmologue contrôle alors le bon fonctionnement du stimulateur par la réalisation d’un électrocardiogramme. Il choisit l’intensité de l’impulsion et la fréquence a envoyer et donc le nouveau rythme cardiaque du patient.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Réglage du pacemaker par le rythmologue

 

http://www.newsworks.org/index.php/local/the-pulse/66381-one-doctors-mission-to-recycle-pacemakers-for-patients-in-india-

 

• L’incision est fermée à l’aide de fils de suture qui se résorbent d’eux-mêmes.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cicatrice quelques semaines après l’opération 

 

https://lafilleavecundefibrillateur.wordpress.com/2012/01/

 

• Des bandes de rapprochement au niveau de l’incision sont appliquées ainsi qu’un pansement protecteur. Un pansement compressif vient recouvrir le tout dans le but de prévenir les risques de saignement ou d’hématome.

• Après l’intervention, le médecin remet au patient une carte de porteur de stimulateur cardiaque.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Exemple de carte d’un porteur de stimulateur cardiaque

 

http://www.fondationuncoeur.com/category/news/

 

            b)  Fonctionnement du pacemaker au quotidien

 

Nous nous sommes ici concentrés sur le fonctionnement électrique du pacemaker.

 

Les grands composants qui interviennent dans le fonctionnement du pacemaker sont pour mémoire :

 

• Le boîtier qui fournit de l’énergie électrique grâce à sa pile

• Les sondes qui distribuent l’énergie fournie

 

Fourniture de l’énergie électrique par le boîtier  

 

L’énergie délivrée par la pile passe dans un condensateur qui va emmagasiner l’électricité produite par la pile. Le condensateur va dans un premier temps se décharger dans le circuit équipé de la résistance puis dans un second temps, il va délivrer rapidement l'impulsion vers le cœur

 

La pile dispose d'une tension de 5 à 6 volts en moyenne et son intensité est de 1 à 2 Ampèreheure.

 

L’interrupteur se situant dans le circuit électrique du pacemaker permet au condensateur de se charger (position 1) à l'aide de la pile ou de se décharger (position 2) pour envoyer en finalité des impulsions électriques au coeur.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Circuit électrique du pacemaker

 

http://freephysique.free.fr/cours%2031.html

 

En physique, la loi d’Ohms est une formule permettant de calculer l’intensité U d’un courant électrique.

 

Afin de connaître U, on utilise la formule suivante :

 

U = R x I 

avec U en Volts, R en Ohms et I en Ampères.

 

 

Exemple (ordre de grandeur) :

Prenons par exemple une tension de U=2 Volt (le circuit de déclenchement s'ouvre vers le coeur lorsque la tension est réduite de 6 Volts à environ 2 Volt) est  R = 2 x 106 Ohms.

En faisant U = R x I, alors I = U /R, donc l’intensité envoyée au cœur est de 1 µA.

En conséquence, la puissance envoyée au cœur, P = U x I est de 2 µW. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Forme de la tension dans le condensateur en charge et décharge 

 

http://montblancsciences.free.fr/bac/2004/reunion06.html

 

Autres fonctions du boîtier :

 

• Le système de détection de l’activité du cœur est le composant du boitier qui permet au pacemaker de fonctionner en cas de défaillance ou d’accélérer le rythme cardiaque lors d’un effort physique.

 

• L’antenne radiofréquence du pacemaker permet la communication de données à travers la peau vers un dispositif externe géré par le médecin lors de la surveillance médicale ou en cas d’anomalies.

 

De nouveaux pacemakers commencent à se répandre pour envoyer des informations au travers d’ondes permettant l’analyse de données telles que :

 

• La résistance des sondes,

• La charge de la pile

• Les statistiques du fonctionnement.

 

 

Distribution de l’énergie par les sondes 

 

En tant qu’interface entre le cœur et le pacemaker :

 

• Les sondes transmettent les impulsions électriques du pacemaker vers le cœur.

• Elles permettent également, dans le sens inverse, d’envoyer des informations du cœur au pacemaker pour :

o   Identifier d’éventuels dysfonctionnements, mais surtout

o   Permettre au pacemaker de se régler correctement face au cœur pour envoyer la bonne impulsion au bon moment.

 

Lorsqu’un patient dispose d’un pacemaker, celui-ci peut avoir plusieurs sondes qui relient le pacemaker au cœur. Cela diffère en fonction des patients, s’ils ont besoin ou non d’être mieux stimulés. Un exemple fréquent est d’avoir une sonde dédiée à une oreillette, une autre à un ventricule. Un pacemaker comprenant une sonde est appelé « mono chambre ». Un pacemaker disposant de deux sondes est appelé « double chambres ».

 

            c)  Arrêt du pacemaker

 

Lorsqu’une personne vient à mourir, son pacemaker continue à délivrer des impulsions électriques quelques temps mais le cœur lui, ne continuera pas à battre pour autant. Après plusieurs minutes, l’ordinateur du pacemaker va donc en déduire que le pacemaker ne peut plus rien faire et va donc arrêter d’envoyer des impulsions.

 

Aujourd’hui, plus de 4 millions de personnes dans le monde vivent avec un pacemaker. Le pacemaker est considéré comme la béquille du cœur, il ne le remplace pas !