Optimisation des délai AV et VV

Généralités

OPTIMISATION DELAI AV ET DELAI VV

La resynchronisation biventriculaire permet un bénéfice clinique significatif, un remodelage inverse avec réduction des volumes et une baisse de la morbi-mortalité chez les patients insuffisants cardiaques avec QRS large. La limite principale de cette thérapeutique est que toutes les études retrouvent un pourcentage non négligeable de patients ne répondant pas favorablement à la resynchronisation. Différentes approches ont été proposées pour réduire le pourcentage des non répondeurs. Une fois le patient implanté, un réglage non optimal de la prothèse peut contribuer à altérer la qualité de la réponse. Le principe de la resynchronisation cardiaque est de modifier la séquence d’activation d’un patient présentant un trouble de la conduction électrique en réglant les délais d’activation entre une sonde auriculaire droite, une sonde ventriculaire droite et une sonde ventriculaire gauche. Deux paramètres programmables sont accessibles dans ce cadre : 1) le délai AV qui règle le délai d’activation entre oreillette droite et ventricule droit avec programmation indépendante d’un délai AV détecté à la suite de la détection d’une oreillette spontanée (cycle AS-BV) et d’un délai AV stimulé à la suite d’une stimulation atriale (cycle AP-BV) ; il est possible de programmer un délai AV adaptable avec réduction linéaire de la valeur du délai AV en parallèle à l’augmentation de la fréquence cardiaque ; 2) le délai VV qui règle le délai d’activation entre ventricule droit et ventricule gauche ; une activation simultanée (délai VV à 0), une pré-activation droite (VD→VG de X ms) ou une pré-activation gauche (VG→VD de X ms) sont programmables ; il n’est pas en revanche possible de programmer un délai VV différent au repos et à l’effort. Les études hémodynamiques aigües ont clairement démontré un bénéfice significatif apporté par une optimisation du délai AV et/ou du délai VV. La démonstration d’un bénéfice clinique est beaucoup moins probante.
 

OPTIMISATION DU DELAI AV

La contraction atriale contribue à hauteur de 20 à 30% au débit cardiaque au repos chez les patients insuffisants cardiaques avec dysfonction systolique, cette contribution augmentant à l’effort. Les patients insuffisants cardiaques avec trouble de conduction électrique présentent souvent un asynchronisme atrio-ventriculaire avec temps de remplissage raccourci, fusion de l’onde E et de l’onde A et fuite mitrale diastolique. Chez les patients resynchronisés, la programmation d’un délai AV court permet une anticipation de l’onde E, une dissociation de l’onde E et de l’onde A et un allongement du temps de remplissage. Le délai AV ne doit pas être programmé trop court car cela induit une amputation de l’onde A par la fermeture mitrale. Le réglage du délai AV est recommandé après implantation d’un stimulateur ou défibrillateur triple chambre même si le niveau de preuve clinique est modeste.

Il existe des variations interindividuelles importantes en termes de trouble de conduction intra-atrial et intra-ventriculaire engendrant des différences marquées en termes de délai AV optimal justifiant théoriquement un réglage personnalisé pour chaque patient. Les délais AV détectés et stimulés sont programmables indépendamment et doivent donc être également optimisés indépendamment. Une des limites de l’optimisation du délai AV est qu’elle est le plus souvent réalisée au repos, en position couchée et pour une fréquence donnée. Ces conditions diffèrent sensiblement de celles observées dans la vie courante. A l’effort, à la différence des patients avec cœur sain où le délai AV optimal raccourcit avec l’augmentation de la fréquence cardiaque, il semble que chez les patients resynchronisés la réponse à l’effort ne soit pas stéréotypée. Chez certains patients le délai AV optimal à l’effort est plus long qu’au repos, chez d’autres, il est plus court. La programmation systématique de l’algorithme de raccourcissement automatique du délai AV à l’effort permet probablement d’assurer une capture complète à l’effort mais n’est pas forcément associée avec un bénéfice hémodynamique supplémentaire et doit donc être discutée chez chaque patient. La resynchronisation biventriculaire permet un remodelage inverse avec réduction dans le temps des volumes et des pressions télé-systoliques et télé-diastoliques. Il est donc probable que l’optimisation du délai AV devrait être répétée périodiquement.  

Le délai AV optimal permet une contribution maximale de la contraction atriale gauche au remplissage ventriculaire gauche, un temps de remplissage long, un débit cardiaque maximal et l’absence de fuite mitrale diastolique.

Si le délai AV est programmé trop long, la contraction atriale survient trop tôt en diastole, limitant la contribution atriale au remplissage ventriculaire. La contraction atriale est superposée avec la phase diastolique initiale. L’échographie retrouve une fusion entre onde E et onde A et un temps de remplissage court avec persistance d’une fuite mitrale diastolique.

Si le délai AV est programmé trop court, la contraction ventriculaire survient trop tôt résultant en une fermeture mitrale prématurée qui interrompt le remplissage actif et limite la contribution atriale au remplissage ventriculaire. L’échographie retrouve une onde E précoce, un temps de remplissage long avec des ondes E et A séparées et une onde A tronquée par la fermeture mitrale. La baisse de la pression télé-diastolique et la baisse de la précharge entrainent une baisse de la dP/dt max et du débit cardiaque. 

Certains éléments doivent être connus avant de débuter cette optimisation. Chez les patients en bloc auriculo-ventriculaire de haut grade ou avec un espace PR très allongé, les variations de délai AV n’auront pas d’effet direct sur le degré de capture et de fusion ventriculaire. En revanche, chez les patients avec conduction auriculo-ventriculaire préservée, l’allongement du délai AV entraine une fusion progressive avec l’activation spontanée. Le réglage du délai AV doit donc être réalisé sous contrôle électrocardiographique en intégrant l’idée que, dans le groupe de patients sans bloc auriculo-ventriculaire complet qui représente la majorité des patients resynchronisés, le réglage du délai AV modifie le délai entre systole atriale et systole ventriculaire mais interfère également directement avec la séquence d’activation ventriculaire et avec le degré de fusion ventriculaire. Pour s’affranchir de cette difficulté, le délai AV est souvent systématiquement programmé court (entre 90 et 120 ms sur oreillette détectée et entre 130 et 150 sur oreillette stimulée).

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Exemple d’un réglage du délai AV chez un patient resynchronisé avec conduction auriculo-ventriculaire préservée ; aspect de fusion progressive avec l’allongement du délai AV.

Différentes techniques ont été proposées pour réaliser l’optimisation du délai AV :

  •  Echocardiographie

Différentes méthodes échocardiographiques ont été proposées pour optimiser le délai AV : la méthode de Ritter qui n’a pas été validée dans une population de patients insuffisants cardiaques, la recherche d’une ITV mitrale ou aortique maximale, d’une dP/dt max maximale et la méthode itérative. Cette dernière est très utilisée en pratique clinique, l’objectif étant d’obtenir le temps de remplissage le plus long sans amputation de l’onde A en se basant sur le flux trans-mitral.

  • Autres méthodes

Différentes mesures témoins des variations de contractilité ou de débit cardiaque peuvent être utilisées : onde de pouls, pression artérielle, dP/dt max, aspect électrocardiographique… L’applicabilité en pratique clinique est souvent limitée.

  • Algorithme d’optimisation automatique par le dispositif

Si une optimisation répétée du délai AV est nécessaire et si elle doit être réalisée dans des conditions de charge différentes, l’idéal est que le stimulateur la réalise lui même. La fonction AdpativCRT est disponible dans les défibrillateurs triple chambre Medtronic de dernière génération ; les principes de fonctionnement de cet algorithme seront exposés en fin de chapitre.

OPTIMISATION DU DELAI VV

Certains patients répondent mal à la resynchronisation et présentent toujours après l’implantation un asynchronisme mécanique ventriculaire significatif. Le réglage du délai VV résultant en une stimulation biventriculaire séquentielle a un impact direct sur la séquence d’activation ventriculaire et peut être proposé pour réduire cet asynchronisme persistant. Ce réglage semble théoriquement  intéressant chez les patients présentant une position non optimale de la sonde gauche, une latence et un temps de conduction prolongé au site de stimulation. Si l’optimisation du délai VV permet un bénéfice hémodynamique aigu significatif, la question de l’intérêt clinique reste débattue et peu confirmé par les études cliniques. Tout comme pour le réglage du délai AV, il est probable que le remodelage influe directement sur l’optimisation du délai VV et que le réglage de ce paramètre doit être répété dans le temps et en fonction des conditions de charge.

Les mêmes outils peuvent être utilisés pour optimiser le réglage du délai AV et du délai VV. L’échographie est souvent utilisée en pratique clinique. L’ITV aortique reflet du débit cardiaque, la dP/dt max reflet de la contractilité ou une mesure d’asynchronisme ventriculaire sont le plus souvent utilisés. Une fois de plus, la solution pourrait venir d’un réglage automatique et répété dans le temps par la prothèse. La fonction AdaptivCRT propose également d’optimiser ce paramètre chez les patients stimulés en biventriculaire. Au vu des limites pratiques de cette optimisation, le réglage automatique et répété de ce paramètre par l’appareil paraît prometteur, encore faut-il en démontrer l’intérêt clinique.

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Cet exemple montre l’impact du délai VV sur l’activation électrique ventriculaire ; si il est aisé de montrer que l’aspect électrocardiographique est réellement différent d’une configuration à l’autre, il est beaucoup plus difficile de déterminer quelle configuration permettra la meilleure réponse clinique.

STIMULATION VENTRICULAIRE GAUCHE SEULE OU STIMULATION BIVENTRICULAIRE ?

Un des principes de fonctionnement de l’algorithme AdaptivCRT est de choisir entre stimulation ventriculaire gauche et stimulation biventriculaire.

Aucune étude n’a jamais démontré une supériorité de la stimulation biventriculaire sur la stimulation ventriculaire gauche. Au contraire, les études hémodynamiques aiguës ont toujours retrouvé un bénéfice au moins aussi important lors d’une stimulation ventriculaire gauche seule. De même, les études cliniques retrouvent un bénéfice plus ou moins identique en termes de classe NYHA, de capacité d’effort et de remodelage ventriculaire. Toutefois, les grandes études ayant démontré le bénéfice apporté par la resynchronisation en termes de morbi-mortalité ont toutes été réalisées avec une stimulation biventriculaire et non avec une stimulation ventriculaire gauche.

En configuration ventriculaire gauche seule, la resynchronisation des 2 ventricules peut être obtenue avec une fusion entre stimulation ventriculaire gauche et activation intrinsèque du ventricule droit. Si il semble qu’un bénéfice hémodynamique aigu optimal puisse être obtenu avec un certain degré de fusion, ce degré de fusion optimal est difficile à définir et à maintenir à l’effort lors de modifications de la fréquence cardiaque et de l’espace PR.

La stimulation ventriculaire gauche seule représente une option intéressante principalement en cas de décision d’implantation d’un stimulateur resynchronisateur. En effet, elle peut être réalisée en utilisant un stimulateur double chambre traditionnel, sans implantation de sonde ventriculaire droite ce qui augmente le ratio cout/efficacité et réduit le risque de complication. Chez les patients en bloc auriculo-ventriculaire dépendants de leur stimulateur, l’implantation d’une seule sonde ventriculaire gauche parait risquée au vu du pourcentage plus élevé de déplacement de sonde et d’augmentation de seuil. Chez les patients appareillés d’un défibrillateur triple-chambre, l’implantation d’une sonde ventriculaire droite est indispensable. Sur un dispositif triple chambre, une stimulation ventriculaire gauche seule permet toutefois d’éviter la consommation associée à la stimulation ventriculaire droite.

Spécificités

 

Sorin 

Le capteur hémodynamique SonR, un micro-accéléromètre, est placé dans une capsule hermétique située à l’extrémité d'une sonde de stimulation atriale (sonde SonRtip compatible IS-1).

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Schéma interne de l’extrémité d’une sonde SonRtip

Le capteur détecte les micro-accélérations du myocarde mesurées en g (m/s2), tout au long du cycle cardiaque dont un des composants principaux est le SonR1 généré par la contraction iso-volumique.

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La composante SonR1 de ce signal correspond à la survenue du premier bruit du cœur B1. Ses variations sont corrélées aux variations de dP/dtmax ventriculaire gauche.

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Corrélation entre l’amplitude pic-à-pic du signal SonR enregistré pendant la phase de contraction isovolumique (SonR1) et l’amplitude du premier bruit du cœur

Les défibrillateurs implantables CRT-D SonR numérisent et analysent le signal SonR1 provenant de la sonde atriale. L'algorithme implémenté dans ces défibrillateurs, propose une optimisation automatique hebdomadaire des délais AV et VV.

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Activation de l’optimisation automatique CRT SonR

L’optimisation SonR (réalisée dans la nuit du dimanche au lundi) est un test hebdomadaire automatique de 69 combinaisons de délais AV/ délais VV. Pour chaque combinaison de réglage de délai AV/ délais VV, la séquence suivante est respectée : 3 battements d’adaptation et 6 pour effectuer la mesure SonR.

Test d’optimisation du délai VV : le lundi à 00h00
Sept configurations BiV sont testées (de VG à VD 48 ms à VD à VG 48 ms ; pas de 16 ms) avec 6 délais AV différents allant de 30 ms jusqu’à la durée de la conduction spontanée moins 50 ms.
Ce test comprend 42 combinaisons testées et 252 mesures de SonR.

Test d’optimisation du délai AV repos : lundi à 01h00
Avec le délai VV optimisé, 11 délais AV différents allant de 30 ms jusqu’à la durée de la conduction spontanée moins 50 ms, sont testés. Ce test comprend 11 combinaisons testées et 66 mesures de SonR.

Test d’optimisation du délai AV stimulé : lundi à 02h00
Avec le délai VV optimisé, 11 délais AV différents allant de 30 ms jusqu’à la durée de la conduction spontanée moins 50 ms sont testés. Ce test comprend 11 combinaisons testées et 66 mesures de SonR.

Test d’optimisation du délai AV d’effort : à partir de lundi à 12h00
L’optimisation du délai AV d’effort est effectuée dès que la fréquence cardiaque a dépassé la fréquence d’effort programmée. Avec le délai VV optimisé, 5 délais AV différents allant de 30 ms jusqu’à la durée de la conduction spontanée à l’effort moins 50 ms, sont testés. Ce test comprend 5 combinaisons testées et 30 mesures de SonR.

Condition d’application des délais AV ou délais VV optimisés
Un nouveau délai VV est appliqué seulement si l’augmentation du SonR1 est significative (minimum +14%). Si le nouveau délai VV optimal est différent de plus de 16 ms du délai VV précédent, la valeur de délai VV est augmentée progressivement par pas de 16 ms jusqu’à atteindre ce nouveau délai VV optimal.
La variation du délai AV est toujours bornée à 20 ms. Les valeurs limites sont:

  • délai AV repos détecté = [60-180 ms]
  • délai AV repos stimulé = [92-240 ms]
  • délai AV repos stimulé – délai AV repos détecté  < 100 ms

Test manuel :
Il existe aussi la possibilité de réaliser des tests d’optimisation de délai AV/ délai VV durant le suivi du patient. Il existe également l’opportunité de tester aussi dans ce cadre la configuration VG seule.

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Test manuel d’optimisation des délais AV spontanés ou stimulés de repos et du délai VV

Les données mémorisées
L’amplitude moyenne du signal SonR et l’adaptation des délais AV et VV optimisés chaque semaine sont disponibles dans les données mémoires des CRT-D SonR.

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Données mémorisés : amplitudes moyenne du signal SonR et adaptations des délais AV et VV, avant et après l’activation de l’optimisation CRT SonR

Le signal SonR est également enregistré au cours des épisodes de tachyarythmie afin d’évaluer les variations aigües de la contractilité cardiaque et d’estimer la tolérance hémodynamique d’une arythmie.

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Ecroulement de l’amplitude du signal SonR concomitant une TV non soutenue

Les CRT-D SonR peuvent également transmettre des signaux SonR en temps réel par télémétrie.

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Visualisation en temps réel du signal SonR en aigu

Abbott

L'algorithme QuickOpt™ propose une optimisation du délai AV stimulé, du délai AV détecté et du délai interventriculaire (VV) basée sur la mesure de la largeur de l’onde P, estimée à partir de l’EGM atrial (délais AV) et sur la mesure des délais inter-ventriculaires mesurés en rythme spontané, en stimulation ventriculaire droite et en stimulation ventriculaire gauche (délai VV).

4 tests sont réalisés automatiquement :

  • estimation de la largeur de l’onde P
  • mesure du délai entre activation ventriculaire droite et gauche en rythme spontané
  • mesure du temps de conduction VD-VG (stimulation VD)
  • mesure du temps de conduction VG-VD (stimulation VG)

Le délai AV post détection optimal correspond à la largeur de l'onde P + 30 ms si la largeur de l'onde P > 100 ms et à la largeur de l'onde P + 60 ms si la largeur de l'onde P < 100 ms.

Le délai AV post stimulation est égal au délai AV post détection + 50 ms.

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Mesure de la largeur de l'onde P

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Le délai VV optimal est déterminé à partir de la formule: ΔV spontané + (tGD – tDG) ) / 2

ΔV spontané: délai entre activation droite et gauche en rythme spontané ; 

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tGD : temps entre VG et VD lors d'une stimulation ventriculaire gauche ; 

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tDG : temps entre VD et VG lors d'une stimulation ventriculaire droite

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A la suite de la réalisation de ces 4 tests, une programmation optimale est proposée.

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Boston Scientific 

La fonction SmartDelay a pour objectif de permettre une optimisation du délai AV détecté, du délai AV stimulé et de la cavité stimulée (VG seule ou biventriculaire) en fonction d’abaques enregistrés dans l’appareil. Cet algorithme est basé sur la mesure respective des intervalles atrio-ventriculaires droits et gauches sur oreillette spontanée et sur oreillette stimulée. L’algorithme tient compte d’un éventuel délai V-V programmé. Cette « optimisation » peut être réalisée lors de la consultation à l’aide du programmateur (durée de moins de 2 minutes 30) mais n’est pas réalisée automatiquement et de façon répétée par le dispositif en ambulatoire.

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Mesure des délais atrio-VD et VG sur oreillette spontanée.

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Stimulation atriale à 80 bpm et mesure des intervalles atrio-VD et VG sur oreillette stimulée.

Une fois que ces mesures ont été réalisées, l’algorithme propose des réglages de délai AV détecté et stimulé ainsi que son choix de cavité stimulée.

Biotronik 

Il n’existe pas d’algorithme spécifique d’optimisation du délai AV et du délai VV.

Il existe en revanche la possibilité de programmer l’hystérésis négatif du délai AV pour forcer la stimulation biventriculaire (possibilité de réduire le délai AV si le délai AV programmé est plus long que le temps de conduction spontanée chez un patient non dépendant).

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