Sensibilité, compteurs et zones de détection

Spécificités

Biotronik

I. Détection

La valeur nominale de sensibilité ventriculaire droite est programmée en nominal à 0.8 mV, la période réfractaire ventriculaire post-détection ventriculaire à 110 ms pour les nouvelles plateformes de défibrillateur (80 ms pour les plus anciennes). Ces valeurs permettent une détection correcte d’une fibrillation ventriculaire chez une majorité de patients quand la détection de l’onde R en rythme sinusal est > 5mV. Les valeurs programmées de période réfractaire et de sensibilité minimum peuvent être validées lors de l’induction permettant ainsi une bonne détection de la fibrillation ventriculaire en s’affranchissant d’une sur-détection potentielle de l’onde T ou tout autre signal extracardiaque.

Sur les défibrillateurs Biotronik plus anciens que le Lumax 740, la bande passante était située de 24 à 60 Hz. Depuis, le Lumax 740, la bande passante est située entre 24 et 100 Hz.

Fonction SelectSense

Trois programmations types réglant les paramètres de la détection et de l’analyse des signaux ventriculaires sont disponibles :

• La programmation standard (Std)
• La programmation d’une suppression de la détection de l’onde T (SOT)
• La programmation d’une sensibilité accrue en FV (SFV)

Il existe également certains paramètres supplémentaires qui peuvent être programmés indépendemment.

 

1. Programmation standard

Un ventriculogramme analysé se décompose en une composante positive et une composante négative. Un défibrillateur Biotronik mesure le pic (positif ou négatif) de plus grande amplitude. Après la détection d’une onde R débute une phase de période réfractaire ventriculaire durant 110 ms sans détection possible. La détection ventriculaire débute alors pour des amplitudes supérieures à 50% de l’onde R détectée (seuil haut à 50%). Ce seuil est maintenu sur une durée de 350 ms (360 ms pour les défibrillateurs plus anciens que le Lumax 740) depuis la détection de l’onde R (240 ms après la fin de la période réfractaire). Puis, la sensibilité augmente avec une baisse du seuil à 25% (seuil bas 25%) pour une durée de 156 ms. La sensibilité augmente ensuite régulièrement sur les défibrillateurs Lumax 740 durant le cycle cardiaque avec une décrémentation additionnelle  de -12,5% toutes les 156 ms jusqu’à atteindre la valeur de sensibilité programmée (valeur nominale à 0.8 mV et programmable entre 0.5 et 2.5 mV). Sur les gammes plus anciennes, les paliers étaient de 0.125 mV toutes les 156 ms. 

 

2. Suppression accrue de l’onde T 

Cette programmation a pour objectif d’éviter une surdétection de l’onde T en rendant le défibrillateur moins sensible au début du cycle cardiaque. Pour cela, 2 paramètres sont modifiés : 1) le seuil haut est augmenté à 75% de l’amplitude de l’onde R (versus 50% pour la programmation standard). Cette valeur est maintenue pendant 350 ms. Le seuil bas est à 25% ; 2) les filtres sont également modifiés pour éviter d’amplifier et détecter les ondes T : le filtre Passe-Haut est augmenté à 32 Hz (24 Hz pour la programmation standard).

Cette programmation est déconseillée lorsque la qualité de la détection est faible ou moyenne. 

 

3. Programmation d’une sensibilité accrue en FV

Cette programmation a pour objectif d’éviter une sous-détection de l’onde R en rendant le défibrillateur plus sensible. Pour cela, le seuil haut est à 50% de l’amplitude de l’onde R. Cette valeur est maintenue pendant 110 ms. Sur les plateformes anciennes, la période réfractaire durait 80 ms, cette valeur de 50 ms était donc maintenue pendant 30 ms (110-80 ms). Le seuil bas est à 25%. Dans les nouvelles plateformes (période réfractaire à 110 ms), la détection débute donc directement à 25% de l’onde R à la fin de la période réfractaire. Le filtre Passe-Haut est également augmenté à 32 Hz pour éviter la surdétection de l’onde T.

Cette programmation est à éviter si l’onde T est surdétectée. 

 

4. Paramètres supplémentaires

Il existe donc 3 programmations types. Certains paramètres peuvent toutefois être programmés indépendamment et individuellement pour optimiser la qualité de la détection ventriculaire. L’accès à ces paramètres est protégé par un code connu des employés de la société Biotronik.

5. Détection standard post-stimulation ventriculaire

Pour les défibrillateurs plus anciens que le Lumax 740, à la suite d’une stimulation ventriculaire débute une période réfractaire analogique de 50 ms où aucun signal n’est détecté ou visualisé (période réfractaire absolue) et une période réfractaire digitale de 215 ms où le signal n’est pas détecté mais est visualisé (période réfractaire relative). La détection débute à 2 mV pendant 85 ms après la fin de la période réfractaire puis descend à la valeur programmé (0.8 mV).

A partir de la génération de Lumax 740, à la suite, d’une stimulation ventriculaire débute une période de période réfractaire analogique de 19.5 ms et de période réfractaire digitale de 120 ms. Le seuil haut correspond à une valeur de 50% de la réponse évoquée post-stimulation. Ce seuil est maintenu sur une durée de 400 ms. Puis la sensibilité augmente avec une baisse du seuil à 25% (seuil bas 25%) pour une durée de 156 ms. La sensibilité augmente ensuite régulièrement durant le cycle cardiaque avec une décrémentation additionnelle  de -12,5% toutes les 156 ms jusqu’à atteindre la valeur de sensibilité programmée. 

6. Suppression de la détection de l’onde T post-stimulation

 

Cette option n’est disponible qu’à partir du Lumax 540. Une sensibilité à 2 mV est maintenue sur une période de 300 ms après une stimulation ventriculaire (paramètres modifiables par déverrouillage d’un code).

Pour le Lumax 740, la sensibilité est réglée par défaut à 3mV, maintenue sur une période de 400 ms après stimulation ventriculaire (paramètres modifiables par déverrouillage d’un code).

II. Comptage des cycles et zones de détection

Les différents événements ventriculaires sont classés en fonction des cycles RR en ventricule stimulé, zone sinusale, TV1, TV2 ou FV. La fréquence basse de chaque zone est programmable, les différentes zones étant continues.

Un cycle dans une zone de tachycardie ou de FV incrémente le compteur de 1 de cette zone. La détection d’un cycle en zone rapide incrémente de 1 le compteur des zones de tachycardie plus lente. Un cycle en zone sinusale décrémente le ou les compteurs précédents de 1.

Le compteur, parvenu au bout du nombre de cycles requis (26 cycles en zone de TV1 et 16 en zone de TV2 par défaut, 8/12 cycles d’une fenêtre glissante en zone FV), impose le diagnostic et les thérapies qui y sont associées.

Dans cet exemple, le compteur de TV1 est rempli en premier. Un cycle en zone sinusale décrémente le compteur TV1 de 1. Un cycle en zone de TV2 ou en zone de FV incrémente le compteur de TV1 de 1.

Détection d’un épisode de FV si X intervalles sur Y sont plus courts que la zone limite de FV (ici 8/12). Il existe 9 options de programmation: le délai le plus court est 6/8 intervalles, le délai le plus long 24/30 intervalles.

La phase de redetection débute quand une thérapie a été délivrée. Les compteurs de redétection des zones de TV1 et TV2 doivent être programmés à une valeur plus faible que ceux de la détection initiale pour ne pas retarder la survenue d’une nouvelle thérapie si la première a été inefficace (20 cycles pour la zone de TV1 par défaut et 14 cycles pour la zone de TV2). Le même rapport X/Y cycles en zone de FV est utilisé durant la détection initiale et la redétection.

Exemple d’une redétection après un choc en zone de FV ; 12 cycles/16 sont dans la zone sinusale : fin de l’épisode. 

Boston Scientific

I. Détection

Les défibrillateurs Boston Scientific disposent d’un contrôle automatique de gain (CAG) digital qui ajuste de façon dynamique le niveau de sensibilité dans l’oreillette et dans le ventricule. Sur un défibrillateur triple chambre, chaque canal fonctionne avec son contrôle automatique de gain (CAG atrial, CAG ventriculaire droit et CAG ventriculaire gauche).

La valeur nominale de sensibilité ventriculaire droite est programmée en nominal à 0.6 mV, la période réfractaire ventriculaire post-détection ventriculaire à 135 ms (non programmable). Un signal avant d’être mesuré est filtré en fonction de sa fréquence. Une bande passante entre 20 et 85 Hz est utilisée dans les défibrillateurs Boston Scientific de nouvelle génération (la fréquence d’une onde T est typiquement entre 0 et 10 Hz).

Un convertisseur 12-bit permet de convertir le signal électrique en valeur numérique.

Pour optimiser la détection des signaux en FV (rapides et irréguliers), le dispositif ajuste la sensibilité ventriculaire selon un contrôle automatique de gain à 2 composantes : lente et rapide.

Le CAG utilise une composante dite « lente », pour fixer un intervalle de recherche de l’amplitude du prochain QRS.  En calculant une “moyenne” des pics des signaux précédents, la composante « lente » définit une zone dans laquelle se trouvera probablement le pic suivant et fixe cette zone entre une valeur minimale et maximale.

• Pic Moyen (n) = ¾ * Pic Moyen (n-1) + ¼ * Pic (n-1)
• Si n-1 était stimulé, alors Pic (n-1) = 8 * seuil CAG programmé
• Max (n) = 3/2 * Pic Moyen (n)
• Min  (n) = 1/8 * Pic Moyen (n)

La composante « rapide » du CAG permet, après un évènement ventriculaire, de maintenir une valeur de sensibilité élevée après la détection, puis de décrémenter la valeur de sensibilité progressivement pour rendre l’appareil de plus en plus sensible.

A la fin de la période réfractaire + 15ms, la valeur descend à 75% du pic détecté, ou 75% du Pic Moyen si le dernier évènement ventriculaire est stimulé.

Pour un QRS détecté, le CAG diminue ensuite la valeur à 7/8 de la valeur précédente toutes les 35ms. Cette décroissance continue jusqu’à atteindre la valeur la plus élevée entre le Min ou la valeur programmée de sensibilité.

Si le dernier évènement ventriculaire est stimulé, le CAG diminue ensuite à chaque pas la valeur à 7/8 de la valeur précédente, mais la durée du pas est déterminée par la fréquence minimum de stimulation : la valeur Min (ou la valeur de sensibilité programmée) sera atteinte 150 ms avant la prochaine stimulation programmée.

II. Comptage des cycles et zones de détection

Dans un défibrillateur Boston Scientific, il est possible de programmer 1, 2 ou 3 zones de détection.

Les seuils de fréquence de zones adjacentes doivent différer d’au moins 20 battements/minute.

Dans un défibrillateur double ou triple chambre, le seuil de fréquence des zones de TV doit être supérieur d’au moins 5 battements/minute par rapport à la fréquence maximale de suivi et à la fréquence maximale asservie.

Dans un défibrillateur simple chambre, le seuil de fréquence des zones de TV doit être supérieur d’au moins 15 battements/minute à la fréquence minimale.

Pour débuter, l’enregistrement d’une arythmie, 3 battements consécutifs doivent survenir dans une des zones de tachycardie.

Le dispositif utilise alors une fenêtre glissante  où il recherche la survenue de 8 cycles rapides sur 10 consécutifs. Les 3 premiers cycles sont intégrés dans cette fenêtre.

Quand ce critère est satisfait, le marqueur V-Epsd apparait sur le tracé ; la durée débute à partir de ce marqueur.

Si plusieurs zones de détection sont programmées, chaque zone a une fenêtre de détection. Un cycle dans une zone plus rapide (FV pour TV par exemple) incrémente le compteur de sa zone (FV) mais également celui de la zone plus lente (TV et TV-1). Quand le critère 8 cycles rapides/10 est rempli pour une des zones, le critère de détection initiale est satisfait.

Un épisode est considéré comme soutenu si une proportion minimale de 6 cycles rapides sur 10 est maintenue pendant toute la durée. Si jusqu’à la fin de la durée, le critère 6/10 est satisfait, le dispositif classe l’épisode en TV, TSV ou FV. Quand la durée se termine, le dernier intervalle ventriculaire est analysé pour appréhender la dynamique de l’arythmie : arythmie stable, se ralentissant ou s’accélérant.

Si le dernier intervalle correspond à la zone dont la durée vient de se terminer, les thérapies peuvent être délivrées.

Si le dernier intervalle ne correspond pas à la zone dont la durée vient de se terminer, l’analyse se poursuit jusqu’à que l’on obtienne :

• un intervalle correspondant à la zone dont la durée vient de se terminer
• la fin de la durée d’une zone plus rapide
• moins de 6 cycles rapides sur 10 (pas de thérapie et début d’une nouvelle fenêtre roulante d’analyse à la recherche du critère 8/10)

Il est possible de programmer des durées différentes pour chaque zone de détection. La durée de chaque zone se termine indépendamment les unes des autres. La durée des zones les plus rapides doivent être plus courtes (ou égales) que celles des zones plus lentes. Si le critère 8/10 est satisfait pour la zone de TV puis pour la zone de FV, les 2 durées se poursuivent parallèlement. Si la durée de la zone de TV se termine alors que la durée de la zone de FV est en cours (critère 6/10 satisfait dans la zone de FV), aucune thérapie n’est délivrée avant la fin de la durée de la zone de FV. Quand le critère 6/10 n’est plus satisfait pour la zone de FV, les thérapies de la zone de TV sont alors délivrées.

Si le critère initial de 8 cycles rapides/10 n’est pas satisfait ou si le critère de 6 cycles rapides/10 durant la durée n’est pas satisfait, l’épisode est classé comme TVNS (TV non soutenue). Si le critère de 6 cycles rapides/10 n’est pas vérifié, une nouvelle fenêtre glissante avec recherche de 8 cycles rapides/10 débute.

La fin d’un épisode est déclarée après une durée pendant laquelle le critère de redétection 8/10 n’est pas satisfait :

• 10 secondes après les évènements non traités, traités par ATP, ou après un choc dévié
• 30 secondes après un choc délivré

Medtronic

I. Détection

La sensibilité ventriculaire droite est programmée en nominal à 0.3 mV, le blanking ventriculaire à 120 ms. 

II. Comptage des cycles et zones de détection

1. Compteur de TV

Les TV ont normalement un rythme régulier. Le compteur de TV somme les intervalles consécutifs qui rentrent dans la zone de TV jusqu’à ce que le nombre d’intervalles de détection (NID) soit atteint.

1. Un intervalle dans la zone de TV  => compteur + 1,
2. Un intervalle plus long que la zone de TV => compteur remis à 0,
3. Un intervalle plus court que la zone de TV rentrant dans la zone de FV => compteur non modifié.

Un seul cycle en zone sinusale remet donc à 0 le  compteur de TV.

2. Compteur de FV

Lors d’une FV, les intervalles sont courts et irréguliers. Ils peuvent avoir une amplitude faible et devenir difficilement détectables.

Le compteur de FV somme les intervalles dans la zone de FV parmi les derniers intervalles : 9/12, 12/16, 18/24 …

3. Compteur de TV rapide

Objectif : introduire une troisième zone de détection et programmer un traitement spécifique pour les TV rapides afin de ne pas traiter d'emblée les TV rapides comme des FV c'est à dire par des chocs. 

4. Compteur combiné

Objectif : Ne pas retarder la détection quand une arythmie oscille entre une FV et une TV et que les 2 compteurs FV et TV sont incrémentés en même temps.

Abbott

I. Détection

Le circuit de détection est aveugle pendant la période réfractaire suivant une détection ventriculaire. La valeur de la période réfractaire est programmable à une valeur de 125 ou 157 ms pour éviter de détecter plusieurs fois une même dépolarisation tout en ayant la possibilité de détecter une tachycardie très rapide.

A la fin de la période réfractaire, le niveau d’adaptation de la sensibilité débute à un pourcentage (programmable) de l’amplitude de l’onde R détectée (sans excéder 6 mV), reste la même pendant le retard d’adaptation (programmable) puis la sensibilité augmente progressivement jusqu’à atteindre la valeur de sensibilité programmée. Si le défibrillateur détecte une onde R de 20 mV, un niveau d’adaptation à 50% donnerait théoriquement une valeur de 10 mV, une valeur de 62.5% donnerait 12.5 mV, une valeur de 75% donnerait 15 mV et une valeur de 100% donnerait 20 mV ; cette valeur ne pouvant pas excéder 6 mV, quelle que soit la valeur programmée chez ce patient, la valeur de départ serait 6 mV.

Cette valeur ne peut pas être moindre que 1 mV. Si une onde R est détectée à 0.8 mV, quelle que soit la valeur programmée, le seuil de détection débute à 1 mV. 

Le niveau d’adaptation est réglable à 50, 62.5, 75 ou 100 %.

Le retard d’adaptation est réglable à 0, 30, 60, 95, 125, 190 ou 220 ms.

Plus la valeur du niveau et du retard d’adaptation sont programmés élevés, moins le défibrillateur est sensible.

La valeur de sensibilité maximale programmée (typiquement 0.3 ou 0.5 mV) correspond à la valeur maximale de détection obtenue  en fin de cycle.

II. Comptage des cycles et zones de détection

La classification des intervalles est basée sur les valeurs de l’intervalle RR instantané et la moyenne des 4 derniers cycles

 

• si le cycle instantané est dans la même zone que l‘intervalle moyen des 4 derniers cycles RR, ce cycle est classé dans la même zone ;
• si le cycle instantané et l’intervalle moyen des 4 derniers cycles RR sont dans deux zones différentes de tachycardie (TV-1, TV-2 ou FV), la classification de ce cycle est effectuée dans la zone la plus rapide ;
• si le cycle instantané ou l’intervalle moyen des 4 derniers cycles RR est en zone sinusale, l’intervalle en cours n’est pas classé (c’est une transition de rythme pour l’appareil : le cycle non classé est noté -) ;

En abscisse, cycle instantané ; en ordonnée : cycle moyen

Tous les compteurs fonctionnent simultanément :

• Compteur de TV lente (TV-1)
• Compteur de TV rapide (TV-2)
• Compteur de FV (FV)
• Compteur de Retour sinusal

L’incrément du compteur de la zone la plus rapide n’incrémente pas le compteur des zones plus lentes.

Le premier compteur qui atteint le nombre de cycles programmé détermine détection, type d’épisode et éventuelles thérapies délivrées.

Ces cycles ne sont pas obligatoirement consécutifs. Il en est de même pour la redétection après thérapie, qui possède ses propres compteurs indépendants.

Pour qu’un épisode soit terminé et qu’un autre puisse être détecté, il faut que l’appareil détecte un retour sinusal, défini par le nombre de cycles consécutifs pour le retour sinusal (3, 5 ou 7 cycles, nominal 5 cycles). Si un cycle classé TV ou FV est intercalé entre des VS, il remet à 0 le compteur de retour sinusal. Pour les défibrillateurs plus anciens que l’Atlas II, un cycle dans la zone TV moniteur était considéré comme tachycarde et donc remettait à 0 le compteur de retour sinusal. Depuis l’Atlas II, chaque cycle dans la zone TV moniteur est considéré pour ce compteur comme un cycle en zone sinusale. Il est donc pris en compte pour ce compteur et ne le remet pas à 0. 

Microport CRM-Sorin

I. Détection

Sensibilité post-détection

La valeur nominale de sensibilité est de 0.4 mV, celle de la période réfractaire ventriculaire post-détection de 135 ms (non programmable).

Le seuil de détection ventriculaire dépend de l'amplitude de l'onde R détectée:

• amplitude de l'onde R < 1.6 mV : le seuil de détection correspond à la valeur de sensibilité ventriculaire (valeur nominale 0.4 mV) jusqu'à la prochaine onde R.
• amplitude de l'onde R mesurée entre 1.6 mV et 4 mV 

 

Dans ce cas, le seuil de détection évolue :

1. entre 1/4 and 1/2 (ce coefficient varie linéairement) de l'amplitude mesurée pendant une durée de 156 ms après la mesure de cette amplitude
2. à 1/4 de l'amplitude mesurée entre 156 et 500 ms après cette mesure
3. à la sensibilité programmée après 500 ms

- amplitude de l'onde R mesurée entre 4 mV et 6 mV

Dans ce cas, le seuil de détection évolue :

1. entre 1/4 et 1/2 (ce coefficient varie linéairement) de l'amplitude mesurée pendant une durée de 156 ms après la mesure de cette amplitude
2. à 1/4 de l'amplitude mesurée entre 156 et 500 ms après cette mesure
3. à la sensibilité programmée après 500 ms (ou 1 mV si la sensibilité programmée est plus basse).

- amplitude de l'onde R > 6 mV

Dans ce cas, le seuil de détection évolue entre :

1. 3 mV pendant une durée de 156 ms après la mesure de l'amplitude
2. 1.5 mV entre 156 et 500 ms après cette mesure
3. à la sensibilité programmée après 500 ms (ou 1 mV si la sensibilité programmée est plus basse).

            Sensibilité post-stimulation

La valeur de sensibilité nominale post-stimulation est de 0.8 mV.

1. pour les 500 ms suivant la stimulation, le seuil de stimulation est programmé à la valeur de sensibilité programmée augmentée de la marge ventriculaire post-stimulation.
2. après 500 ms, le seuil de stimulation est programmé à la valeur de sensibilité programmée (ou 1 mV si la sensibilité programmée est plus basse).
    

II. Comptage des cycles et zones de détection

Huit cycles glissants consécutifs sont analysés :

• Si plus de 75% d’entre eux sont en zone de FV, alors le rythme est classé majoritairement FV
• Si plus de 75% d’entre eux sont en zone de TV, alors le rythme est classé majoritairement TV
• Si moins de 75% d’entre eux sont en zone de TV ou FV, alors le rythme est classé sans majorité précise
• Si plus de 75% d’entre eux sont plus lents que les zones de tachycardie, alors le rythme est classé majoritairement Lent

L’incrément du compteur de la zone la plus rapide incrémente aussi le compteur des zones plus lentes.

Les thérapies sont délivrées quand le critère "persistance de l'arythmie" est satisfait. Les compteurs de persistance pour les zones de TV lente, TV et FV  sont indépendants.

La classification de l'épisode (FV, TV, TV lente, TV->SVT/ST ou SVT/ST) survient quand le critère de persistance est obtenu pour la première fois.  

Exemple pour la FV: la majorité FV est obtenue après 8 cycles et si cette majorité se poursuit pour 6 cycles (persistance satisfaite), le défibrillateur débute la charge des condensateurs.

Exemple pour la TV: la majorité TV est obtenue après 8 cycles et si cette majorité se poursuit pour un nombre programmable (6) de cycles (persistance satisfaite), le défibrillateur débute l'ATP.

Exemple pour la TV lente: la majorité TV lente est obtenue après 8 cycles et si cette majorité se poursuit pour un nombre programmable (6) de cycles (persistance satisfaite), le défibrillateur débute l'ATP.

 

Redétection d'une arythmie: le critère de majorité est remis à 0 après une thérapie, les compteurs de persistance ne sont pas remis à 0.

Une majorité TV ou FV (au moins 6 cycles) est requise pour délivrer la thérapie suivante.

Exemple d'une redétection post-ATP

Exemple d'une redétection post-choc

Fin d'épisode: quand le critère majorité rythme sinusal est satisfait, l'épisode est considéré comme terminé (compteurs de tachycardie remis à 0).