Évolutions technologiques

Tandis que les générateurs initiaux n’étaient fondamentalement que des « piles » couplées à un transistor, les 50 années de conception, de miniaturisation et de virtualisation des systèmes embarqués ont conduit à ajouter ou perfectionner un certain nombre de fonctions :

Un système d’ « écoute » de l’activité électrique spontané du cœur est présent, afin de ne suppléer la conduction qu’en cas d’insuffisance (mode « sentinelle »). Ces systèmes se sont développés avec différents d’algorithmes de fonctionnement, parfois complexes. Le corollaire de cet outil est que les

dispositifs ont acquis une fonction d’acquisition d’information sur le rythme cardiaque, en plus de leur objectif thérapeutique premier. Cette capacité se

manifeste désormais par l’enregistrement au sein d’une mémoire numérique de statistiques d’activité cardiaque, et d’extraits de signaux issus du myocarde (electrogrammes ou EGM) correspondant à des épisodes d’anomalies de rythme. Bien entendu, ceci suppose que le dispositif intègre des algorithmes décisionnels diagnostiques capables de déterminer que le signal enregistré correspond à un rythme anormal.

- Un détecteur de mouvement inertiel plus moins un détecteur d’activité respiratoire du patient, utilisé comme capteur de l’activité du patient, afin de faire varier la fréquence cardiaque du patient et donc le débit cardiaque en fonction de ses besoins à l’effort. Des tendances dans le temps issues de ces capteurs sont disponibles pour évaluer l’altération de l’activité chez les patients afin de détecter

une aggravation des symptômes d’une maladie cardiaque éventuelle (insuffisance cardiaque).

- D’autres capteurs « physiologiques » voient le jour, généralement en intégrant des données indirectes (impédance des sondes reflétant l’impédance transthoracique, capteur sonore détectant les bruits de fermeture des valves cardiaques, etc.) afin d’estimer des variables physiologiques d’intérêt telles que l’inotropisme cardiaque, la présence d’œdème pulmonaire, l’apnée du sommeil…

- Tous les défibrillateurs et presque tous les stimulateurs cardiaques intègrent

désormais un système de communication sans fil à faible distance (type

Bluetooth/WIFI), permettant d’émettre les données de la mémoire de l’appareil vers un dispositif externe ou « transmetteur », connecté aux réseaux de communications classiques type GSM. Ceci permet une transmission des

données des DCI de façon automatique et régulière vers des serveurs hébergés par les fabricants, et de mettre ces données à disposition des médecins

qui assurent le suivi de ces patients.

On voit bien que si la vocation première des dispositifs implantables en cardiologie est de délivrer un traitement anti-bradycardique, anti-tachycardique ou une optimisation de la séquence de contraction myocardique, la nécessité technologique pour perfectionner leur fonctionnement d’obtenir des données physiologiques issues de cet environnement (le corps du patient) leur arroge désormais le rang de capteurs embarqués communiquant. Cet état de fait est renforcé par trois éléments :

- Ils sont autonomes énergétiquement, et ce de façon durable. La plupart de leurs interventions sur le cœur faisant appel à des courants de basse tension ou bien à des courants de haute tension de façon ponctuelle, et d’autre part la miniaturisation des batteries associée à une baisse de consommation des processeurs, leur procurent une longévité désormais de 8 à 15 ans environ.

- Ils sont capables de communiquer de façon régulière et parfois quotidienne les données acquises concernant le rythme du patient, son activité, etc.

- Ils concernent un nombre croissant d’individus dans la population générale, et leur implantation est désormais un acte courant.

C’est à notre connaissance le premier objet médical implanté en masse qui soit si favorablement générateur de données sur le patient et capable de les transmettre à distance.

1.1.3.2 Évolution des traitements délivrés par les dispositifs cardiaques implantables (DCI)

Les premiers dispositifs étaient des boitiers reliés à une sonde ventriculaire unique, et assuraient une fréquence ventriculaire minimale (fonction la plus importante à la survie du patient). Par la suite, plusieurs nouveaux dispositifs ont vu le jour, afin de répondre à des problématiques nouvelles :

- Le stimulateur cardiaque double chambre (cavité) permet d’écouter et de stimuler l’atrium droit et le ventricule droit (à l’aide de deux sondes) ; ainsi, il préserve le synchronisme physiologique qui instaure une coordination et un délai dans la contraction de ces deux parties cardiaques.

- Le défibrillateur, qui associe à la batterie des condensateurs, et un algorithme de détection de troubles du rythme cardiaque de type tachycardie, et qui a la capacité de délivrer une décharge électrique interne. Il utilise une sonde dédiée qui dispose d’une électrode de défibrillation spécifique (« coil »). Ces boitiers sont utilisés dans la prévention de la mort subite et le traitement des tachycardies ventriculaires graves ; les patients identifiés comme étant à risque de ces épisodes sont implantés de façon prophylactique, ou bien en prévention secondaire (Moss et coll. 2004) - Le stimulateur resynchronisateur, qui à l’aide d’une sonde supplémentaire

positionnée au niveau du ventricule gauche, stimule de façon synchronisée les deux ventricules, droit et gauche. Ces dispositifs permettent d’améliorer le synchronisme de contraction myocardique entre les deux ventricules et entre les parois du ventricule gauche, ce qui permet de traiter une partie des patients insuffisants cardiaques, souffrant d’un asynchronisme ventriculaire. Cet asynchronisme est parfois la cause essentielle de la maladie myocardique, et la resynchronisation entraîne parfois une « guérison » et un remodelage durable du ventricule gauche, dont l’évaluation de la contraction est le déterminant essentiel du diagnostic de sévérité de ces maladies cardiaques (Cazeau et coll. 2002; Daubert et coll. 2012).

Ces nouvelles fonctions thérapeutiques ont vu leur intérêt démontré et concernent un nombre croissant de patients en matière d’indication d’implantations du dispositif thérapeutique correspondant. Par ailleurs, le vieillissement de la population est responsable d’un nombre accru de dispositifs implantés, les pathologies qu’ils traitent étant liées à l’âge. Enfin, les progrès en matière de prise en charge de la maladie coronaire et de baisse de la mortalité cardio-vasculaire pourraient entraîner une incidence croissante de patients atteints d’insuffisance cardiaque, et donc un nombre attendu de patients concernés de plus en plus grand, en accord avec les recommandations des sociétés savantes (Gregoratos et coll. 2002).