Stimulation ventriculaire gauche

Généralités

STIMULATION VENTRICULAIRE GAUCHE

Quatre approches différentes ont été proposées pour permettre une stimulation ventriculaire gauche: stimulation trans-veineuse avec positionnement de la sonde dans une branche du sinus coronaire, abord trans-septal et stimulation endocardique, stimulation épicardique après abord chirurgical, ponction directe de l’espace péricardique par voie trans-cutanée. La voie trans-veineuse représente la voie de référence utilisée en première intention dans une majorité de centre. Le sinus coronaire draine la quasi-intégralité du ventricule gauche. Le sinus coronaire reçoit 4 affluents principaux : la veine interventriculaire inférieure, la ou les veines postérieures, la ou les veines latérales et la grande veine cardiaque. La partie antérieure du ventricule gauche et le septum sont drainés par la veine antérieure inter-ventriculaire. Les parois latérales sont drainées par des veines postéro-latérale, antéro-latérale et latérale. Le sinus coronaire draine également les oreillettes par plusieurs veines dont la principale est la veine de Marshall. La longueur, l’orientation et le diamètre du sinus coronaire sont très variables ce qui rend la difficulté de chaque implantation difficilement prédictible. Plusieurs valves peuvent obstruer ou réduire le calibre du sinus coronaire. La valve de Thébésius est retrouvée au niveau de l’ostium. La valve de Vieussens se situe à l’ostium de la première veine postéro-latérale. Le nerf phrénique chemine le long des veines latérales le long des branches postérieures d’une veine antéro-latérale et le long des branches antérieures d’une veine postéro-latérale. 

L’implantation se déroule schématiquement suivant les étapes suivantes: accès veineux, introduction de la gaine porteuse dans l’oreillette droite, cannulation du sinus coronaire, opacification, sélection de la veine cible, positionnement de la sonde, retrait de la gaine.

Ces dernières années ont été marquées par le développement de nouvelles sondes de tailles et de formes variables. Une fois l’injection réalisée l’opérateur doit choisir la sonde de stimulation correspondant aux mieux aux caractéristiques anatomiques de la veine cible. La taille de l’ostium de la veine cible ainsi que le calibre de son corps sont déterminants dans ce choix. Il faut rechercher une bonne adéquation entre diamètre de la sonde et taille de la lumière interne du vaisseau. Certains paramètres difficiles à prédire influencent également le choix du site de stimulation et donc le choix de la sonde optimale: l’existence de seuils élevés et d’une stimulation diaphragmatique.

CONFIGURATION DE STIMULATION VENTRICULAIRE GAUCHE

Les différentes options de programmation peuvent permettre de sélectionner une polarité de stimulation ventriculaire gauche qui assure une capture effective et permanente, sans stimulation du nerf phrénique, tout en limitant l’énergie utilisée afin d’accroître la longévité du dispositif. L’ajustement de l’amplitude de stimulation doit donc permettre d’optimiser la durée de vie du dispositif tout en maintenant une marge de sécurité suffisante. Les seuils de stimulation ventriculaire gauche épicardique sont souvent plus élevés et plus variables que les seuils de stimulation ventriculaire droit. Une étude retrouvait des valeurs de seuil 2 fois plus élevées pour les sondes ventriculaires gauches que pour les sondes ventriculaires droites. Il n’est pas toujours nécessaire de respecter une marge correspondant à 2 fois le seuil car cela s’accompagne d’une usure prématurée en cas de seuil dépassant 2 Volts. Chez certains patients il est nécessaire d’ajuster au plus près l’amplitude de stimulation et la durée d’impulsion de façon à obtenir une capture ventriculaire gauche sans stimulation phrénique. L'influence de la configuration de stimulation ventriculaire gauche sur le degré de réponse à la resynchronisation reste encore à définir et constitue très rarement le critère de choix.

L’arsenal des sondes ventriculaires gauches proposées par les différentes sociétés inclut des sondes monopolaires, bipolaires et quadripolaires. La polarité de stimulation est programmable dans le ventricule gauche en utilisant des sélections différentes selon que le dispositif prenne en charge ou non une sonde de stimulation VG quadripolaire (4 électrodes) ou non quadripolaire (1 ou 2 électrodes).

Si une sonde ventriculaire gauche unipolaire est implantée, une seule configuration (extrémité VG/bague VD ou coïl VD) peut être programmable en fonction des constructeurs et des dispositifs. Pour une majorité de défibrillateurs, le coïl VD est utilisé (et pas la bague VD). Pour les stimulateurs, la bague VD (électrode proximale d'une sonde bipolaire) est utilisée. Pour certains dispositifs et en fonction des constructeurs, le boitier peut faire partie du vecteur de stimulation permettant une seconde option de programmation (extrémité VG/boitier).

Si une sonde ventriculaire gauche bipolaire est implantée, entre 3 et 6 configurations sont disponibles en fonction des constructeurs et des dispositifs. Les seuils sont souvent plus élevés pour la configuration Anode VG/Spire VD et l’électrode ventriculaire gauche distale (cathode) est préférentiellement utilisée comme électrode active, la spire VD ou la bague VG (anode) étant utilisée comme électrode neutre.

Si une sonde ventriculaire gauche quadripolaire est implantée, entre 12 et 17 configurations sont disponibles en fonction des constructeurs et des dispositifs. Cette multitude d'options permet d'optimiser le choix en fonction des critères de seuil et d'absence de stimulation phrénique. Les électrodes étant également considérablement espacées, il est également possible d'obtenir une séquence d'activation différente en fonction que l'on choisisse par exemple une électrode distale (apicale) ou proximale (basale). Il parait évident que ce choix aura donc une influence nette sur le degré de réponse même si nous sommes encore dépourvus en termes de critères permettant de prédire de façon objective la qualité de la réponse future. Seuls les dispositifs Saint Jude Medical permettent aujourd'hui le choix d'une stimulation double site ventriculaire gauche, l'augmentation du nombre de sites ayant été proposés comme une solution pour réduire l'asynchronisme d'activation. 

CAPTURE ANODIQUE

L’amplitude de stimulation influe également sur la probabilité de capture anodique. La cathode située à l’extrémité de la sonde ventriculaire gauche est généralement plus petite que l’anode. La taille réduite de la cathode explique l’existence d’une haute densité de courant. L’existence d’amplitudes élevées de stimulation peut résulter en une densité de courant suffisamment élevée pour capturer le tissu à proximité de l’anode. Dans un stimulateur triple chambre, la bague VD est souvent utilisée comme anode pour la stimulation VG. Une stimulation à haute amplitude peut engendrer l’existence d’une capture anodique ventriculaire droite résultant en une stimulation triple-points : cathode ventriculaire gauche et ventriculaire droite + anode ventriculaire droite. La survenue d’une capture anodique est plus fréquente quand la configuration de stimulation VG inclut une vraie sonde bipolaire ventriculaire droite (bague de la sonde) plutôt qu’une sonde bipolaire intégrée (l’anode étant le coïl distal) probablement parce que la taille de la bague est plus petite permettant une densité de courant plus importante. L’aspect électrocardiographique est souvent légèrement modifié par rapport à l’aspect biventriculaire traditionnel. Un électrocardiogramme 12 dérivations, plutôt qu’une dérivation unique du programmateur, est généralement nécessaire pour faire le diagnostic. En revanche, une capture anodique peut modifier sensiblement l’analyse des tracés lors de la réalisation du test de seuil ventriculaire gauche. L’effet hémodynamique de ce type de stimulation qui consiste à augmenter le nombre de sites de stimulation pourrait être favorable. L’impact clinique reste à démontrer. Cette capture anodique requiert généralement des amplitudes de stimulation élevées ce qui a un effet défavorable sur la durée de vie du dispositif.

SEUIL AUTOMATIQUE VENTRICULAIRE GAUCHE

Le fonctionnement du seuil automatique ventriculaire gauche est souvent très proche de celui décrit pour la sonde ventriculaire droite. La mesure du seuil est basée soit sur l’analyse de la réponse évoquée soit en observant la synchronisation des événements VD détectés suite à un événement VG stimulé. Le seuil est réalisé de façon périodique (entre 8 et 24 heures en fonction des constructeurs) et une marge est ensuite programmée sans contrôle cycle à cycle de la capture. Il est donc à noter que pour les dispositifs triple chambre, il n'y a contrôle cycle à cycle de la capture ni pour la sonde ventriculaire gauche ni pour la sonde ventriculaire droite.    

Spécificités

 

 

Biotronik

Sonde unipolaire

L’électrode unique d’une sonde unipolaire est dénommée extrémité VG. Si une sonde ventriculaire gauche unipolaire est implantée, il est possible de programmer 2 configurations sur les stimulateurs ou les défibrillateurs : extrémité VG/boitier et extrémité VG/proximal VD. Il est à noter que pour les stimulateurs ou les défibrillateurs de la gamme Ilesto, le proximal VD correspond à la bague de la sonde VD (électrode proximale) alors que pour la nouvelle gamme de défibrillateurs, l’électrode VD correspond au coïl de la sonde VD (même chose pour les configurations bipolaires et quadripolaires).

Sonde bipolaire

Les 2 électrodes sont nommées extrémité VG et anneau VG. Si une sonde ventriculaire gauche bipolaire est implantée, 5 options de programmation sont disponibles sur les défibrillateurs triple chambre (regroupées dans la figure suivante). Il est à noter que pour les stimulateurs triple chambre, on peut rajouter une configuration (6 au total) : anneau VG/boitier.

specificites_image_1.png

Configurations disponibles pour un défibrillateur triple chambre

Sonde quadripolaire

Douze configurations différentes peuvent être proposées.

specificites_image_2.png

Seuil automatique ventriculaire gauche

La mesure du seuil est basée sur l’analyse de la réponse évoquée mais il n’y a pas de contrôle cycle à cycle de la capture. Le seuil est réalisé une fois par jour, à l’heure programmée (par défaut 2:00 AM). L’évaluation du seuil démarre à l’amplitude de démarrage programmée (par défaut 3,0 V) avec une décrémentation de l’amplitude par pas de 0.6 V puis par pas de 0.1 V. Durant la mesure de seuil, le délai VV est programmé à 50 ms (pré-excitation gauche). Quand une perte de capture ventriculaire gauche est diagnostiquée, la stimulation droite survient en fin de délai VV (pour éviter l’absence de capture ventriculaire sur un cycle chez les patients dépendants).

specificites_image_3.png

Une fois que le seuil de stimulation VG a été déterminé, une marge est programmée pour les prochaines 24 heures.

specificites_image_4.png

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Boston Scientific

Sonde unipolaire

L’électrode unique d’une sonde unipolaire est dénommée distale VG. Si une sonde ventriculaire gauche unipolaire est implantée, deux options de programmation sont disponibles. En effet, le boitier peut faire partie du vecteur de stimulation.

specificites_image_1_0.png

Sonde bipolaire

Les 2 électrodes sont nommées distale VG et proximale VG. Si une sonde ventriculaire gauche bipolaire est implantée, six options de programmation sont disponibles.

specificites_image_2_0.png

 

 

 

 

 

 

Sonde quadripolaire

Les 4 électrodes sont nommées VG dist1, VG prox2, VG prox3 et VG prox4, VG dist1 étant l’électrode la plus distale. Dix-sept configurations différentes peuvent être proposées.

specificites_image_3_0.png

specificites_image_4_0.png

Seuil automatique ventriculaire gauche

La fonction PaceSafe VG est disponible pour toutes les configurations de stimulation unipolaire et bipolaire mais n’est pas disponible pour les défibrillateurs IS4 (sonde quadripolaire).

specificites_image_54.png

specificites_image_6.png

Le seuil automatique mesuré en ambulatoire a lieu toutes les 21 heures aux paramètres suivants : délai AV stimulé à 140 ms; délai AV détecté à 110 ms; une stimulation VD intervient en secours tout au long du test VG avec une correction VG de -80 ms (pré-excitation VG de 80 ms); l’amplitude de départ correspond à l’amplitude maximale qui est programmable; l’amplitude de stimulation diminue par pas de 0.5 V au delà de 3.5 V puis par pas de 0.1 en deçà de 3.5 V.

La mesure du seuil est basée sur l’analyse de la réponse évoquée. Le canal de Réponse évoquée est un canal de détection unipolaire qui utilise l’électrode distale ou l’électrode proximale VG, en fonction de la configuration de stimulation programmée.

En cas d’échec du test quotidien, la fonction PaceSafe VG reprend la sortie déterminée précédemment et le dispositif réalise jusqu’à 3 nouvelles tentatives espacées d’une heure. En cas d’échec pendant 4 jours, une alerte de sonde est déclenchée et la fonction PaceSafe VG passe en mode Echec (amplitude délivrée 5 V/0.4 ms).

Si l’adaptation automatique est programmée, à la suite de la mesure toutes les 21 heures, l’amplitude délivrée est adaptée avec une marge programmable (entre 0.5 et 2.5 V) sans vérification cycle à cycle de la capture. L’amplitude VG n’est pas ajustée par rapport uniquement à la dernière mesure mais en ajoutant la marge de sécurité programmable au seuil maximum des 7 derniers tests ambulatoires réussis. Cela permet une augmentation rapide de l'amplitude si une augmentation subite du seuil est observée. En revanche, une seule valeur basse du seuil ne réduit pas l'amplitude de stimulation.

specificites_image_7.png

Medtronic

L’arsenal des sondes ventriculaires gauches proposées par la société Medtronic inclut des sondes monopolaires, bipolaires et quadripolaires. La polarité de stimulation est programmable dans le ventricule gauche en utilisant des sélections différentes selon que le dispositif prenne en charge ou non une sonde de stimulation VG quadripolaire (4 électrodes) ou non quadripolaire (1 ou 2 électrodes). La sonde quadripolaire propose 16 polarités de stimulation, alors que les sondes non quadripolaires à 1 (unipolaire) ou 2 électrodes (bipolaire) fournissent 1 à 4 polarités de stimulation, respectivement.

Ces différentes options peuvent permettre de sélectionner une polarité de stimulation qui assure le contrôle du seuil tout en limitant l’énergie utilisée afin d’accroître la longévité du dispositif et de sélectionner une polarité de stimulation qui permet d’éviter la stimulation du nerf phrénique.

Sonde unipolaire

L’électrode unique d’une sonde unipolaire est dénommée distale VG. Si une sonde ventriculaire gauche unipolaire est implantée, une seule option de programmation est disponible sur les défibrillateurs de nouvelle génération : DistaleVG/SpireVD. Le boitier ne peut pas être intégré dans le circuit de stimulation. Dans un stimulateur triple chambre, une stimulation entre électrode et boitier est possible.

Sonde bipolaire

Les 2 électrodes sont nommées distale VG et anode VG. Si une sonde ventriculaire gauche bipolaire est implantée, quatre options de programmation sont disponibles sur les défibrillateurs de nouvelle génération : DistaleVG/SpireVD, Anode VG/Spire VD, Distale VG/Anode VG et Anode VG/Distale VG. 

Sonde quadripolaire

Les 4 électrodes sont nommées VG1, VG2, VG3 et VG4, VG1 étant l’électrode la plus distale. Seize configurations différentes peuvent être proposées.

Le test automatique VectorExpress VG

Ce test disponible sur les dispositifs compatibles avec une sonde quadripolaire permet de faciliter le choix de la configuration en réalisant automatiquement un contrôle des impédances et des seuils de stimulation du ventricule gauche pour les différentes polarités de stimulation sélectionnées. Les résultats incluent le seuil de simulation, l’impact relatif des résultats sur la longévité du dispositif, ainsi que l’impédance des sondes pour chaque polarité de stimulation testée. Les résultats du test de seuil de stimulation du nerf phrénique peuvent également être inclus.

Les résultats du test peuvent être utilisés pour déterminer une polarité de stimulation VG appropriée. Ils peuvent aussi servir à déterminer les réglages de l’amplitude et de la durée d’impulsion, afin de garantir le contrôle du seuil, de réduire l’énergie utilisée et, par conséquent, d’optimiser la longévité du dispositif.

Le test automatique VectorExpress VG effectue une recherche de seuil de stimulation afin de déterminer le seuil de l’amplitude de stimulation VG à la durée d’impulsion sélectionnée pour chaque polarité de stimulation VG sélectionnée. Le test fait varier l’amplitude des stimulations tests afin de trouver l’amplitude la plus basse qui entraîne le myocarde ventriculaire gauche. Le dispositif évalue le contrôle du seuil en observant la synchronisation des événements VD détectés suite à un événement VG stimulé, afin de déterminer si un contrôle du seuil est obtenu avec les amplitudes de test. Si le ventricule gauche réagit à une stimulation test, le résultat est “Entraînement”. Si aucune réaction n’est détectée, le résultat est une “perte d’entraînement”. Si les résultats ne sont pas concluants ou qu’un trop grand nombre d’événements intrinsèques surviennent, le test VectorExpress est interrompu sur la polarité de stimulation VG en cours et passe à la suivante.

Une recherche de seuil de stimulation est effectuée pour chaque polarité de stimulation VG sélectionnée à une amplitude test initiale de 2,5 V. Le processus de recherche varie ensuite selon que cette amplitude test de 2,5 V se situe au-dessus ou au-dessous du seuil de stimulation.

Si l’amplitude test de 2,5 V est supérieure au seuil de stimulation, le dispositif l’abaisse par tranches de 0,25 V jusqu’à ce qu’elle soit considérée comme inférieure au seuil ou que l’amplitude test minimum de 0,25 V soit atteinte.

Si l’amplitude test de 2,5 V est inférieure au seuil de stimulation, elle est augmentée pour atteindre 6,0 V. Si l’amplitude test de 6,0 V est inférieure au seuil de stimulation, le test indique que le seuil est supérieur à 6,0 V pour la polarité de stimulation VG. Sinon, le dispositif abaisse l’amplitude test par tranches de 0,5 V jusqu’à ce qu’une amplitude test soit considérée comme inférieure au seuil ou qu’elle atteigne 3 V.

La dernière amplitude test située au-dessus du seuil correspond au seuil de stimulation VG pour cette polarité de stimulation.

Le test des 16 vecteurs prend 2 à 3 minutes. Il est possible d’exclure les polarités de stimulation qui ont provoqué une stimulation du nerf phrénique.

Seuil automatique ventriculaire gauche

Le contrôle du seuil VG est planifié tous les jours à 1 heure. A la différence du seuil ventriculaire droit où la réponse évoquée est utilisée pour définir la capture, le dispositif évalue l’entraînement ventriculaire gauche en observant la synchronisation des événements VD détectés suite à un événement VG stimulé, afin de déterminer si un entraînement est obtenu.

Le contrôle du seuil se fait en 4 étapes :

  1. contrôle de la stabilité du rythme et de la stabilité ; le rythme doit être stable (variabilité des espaces RR < 200 ms) et la fréquence inférieure à 90 battements/minute ; 
  2. mesure du délai de conduction entre stimulation ventriculaire gauche et détection ventriculaire droite (8 stimulations ventriculaires gauches synchronisées sur une détection ou stimulation atriale à une fréquence supérieure de 15 battements/minute à celle mesurée lors de l’étape 1 ;
  3. mesure du délai entre stimulation atriale et détection ventriculaire droite
  4. mesure du seuil ventriculaire gauche.

La recherche de seuil de stimulation commence à une amplitude de test inférieure de 0.125 V au dernier seuil mesuré. En l’absence de recherche antérieure, la nouvelle recherche commence à 0.75 V. Le dispositif continue à diminuer l’amplitude de test par paliers de 0.125 V jusqu’à une amplitude de test inférieure au seuil de stimulation. Il augmente alors l’amplitude de test par paliers de 0.125 V jusqu’à ce qu’une même amplitude soit supérieure au seuil de stimulation 3 fois de suite. Cette amplitude de test est le seuil de stimulation VG.

À chaque mesure du seuil, la stimulation test fait partie d’une séquence de test. Dans une séquence de test, 3 cycles de soutien précèdent la stimulation test. Les cycles de soutien stimulent le ventricule gauche à une amplitude égale à l’amplitude permanente ou à la valeur programmée pour l’amplitude ajustée maximale VG.

Si le contrôle du seuil VG est programmé sur Auto, le dispositif ajuste automatiquement l’amplitude VG. Après une recherche de seuil de stimulation réussie, le dispositif calcule une amplitude cible en ajoutant la marge de sécurité en amplitude VG au seuil d’amplitude. En plus du seuil d’amplitude actuel et de l’amplitude cible, l’ajustement de l’amplitude peut dépendre du dernier seuil d’amplitude mesuré et de l’amplitude ajustée maximale VG programmée. Il n’y a pas de limite inférieure programmable. Au-delà de 5 V, les amplitudes ajustées sont arrondies à 0.5 V près.

Chez le patient dépendant (bloc auriculo-ventriculaire complet), le contrôle du seuil ventriculaire gauche peut conduire à l’existence d’un cycle atrial sans capture ventriculaire. 

Abbott

Sonde unipolaire

Dans un stimulateur CRT connecté à une sonde unipolaire ventriculaire gauche, 2 configurations sont possibles: unipolaire (distal VG-boitier) et distal VG-bague VD. En revanche, pour un défibrillateur CRT, une seule configuration est possible: distal VG-coïl VD.

Sonde bipolaire

Dans un stimulateur CRT connecté à une sonde bipolaire, 4 configurations sont possibles: bipolaire (distal VG-proximal VG) ; unipolaire (distal VG-boitier) ; distal VG-bague VD ; proximal VG-bague VD

specificites_image_1_2.png

Pour un défibrillateur CRT, 3 configurations sont possibles: bipolaire (distal VG-proximal VG); distal VG-coïl VD ; proximal VG-coïl VD.

 

specificites_image_2_1.png

Sonde quadripolaire

Dans un stimulateur CRT connecté à une sonde quadripolaire, 14 configurations sont possibles. Les 4 électrodes sont nommées Distal 1, Mid 2, Mid 3 et Proximal 4, Distal 1 étant l’électrode la plus distale.

specificites_image_3_1.png

Dans un défibrillateur CRT connecté à une sonde quadripolaire, 14 configurations sont possibles.

specificites_image_4_1.png

Il est possible de réaliser une stimulation double ventriculaire gauche en choisissant 2 vecteurs de stimulation ventriculaire gauche de façon simultanée.

Seuil automatique ventriculaire gauche

Le seuil automatique ventriculaire gauche mesuré en ambulatoire a lieu toutes les 8 à 24 heures (programmable).
La mesure du seuil est basée sur la détection de l’intégrale du signal de réponse évoquée et nécessite un test de configuration pour adapter la sensibilité de détection RE.
Si l’adaptation automatique est programmée, à la suite de la mesure toutes les 8 à 24 heures, l’amplitude délivrée est adaptée avec une marge programmable (entre 0,25 et 2,5V, valeur nominale de 1V) sans vérification cycle à cycle de la capture. L'amplitude de sortie ne peut pas être inférieure à 2 V à la durée d'impulsion programmée.

Sorin

Les dernières générations (INTENSIA, PARADYM RF, PARADYM et PARADYM 2), peuvent être connectées à des sondes VG unipolaires ou bipolaires. En unipolaire, un seul vecteur est disponible : Distale VG-Proximale VD. En bipolaire, trois vecteurs sont disponibles : Distale VG / Proximale VG, Distale VG / Proximale VD, Proximale VG / Coïl VD.

La prochaine génération (fin 2015) possèdera 6 vecteurs VG avec une sonde bipolaire IS-1 et 14 vecteurs avec une sonde quadripolaire IS-4.