Stimulation ventriculaire

Généralités

Définition du seuil de stimulation

Le seuil de stimulation correspond à la plus petite impulsion électrique, délivrée en dehors de toutes les périodes réfractaires naturelles, capable d’engendrer la propagation d’une dépolarisation. Il peut être mesuré en tension (volts) ou en largeur d’impulsion (millisecondes).

Chronaxie et rhéobase

La relation de Lapicque, relation tension-durée, ou encore chronaxie-rhéobase, décrit la relation non linéaire de la tension au seuil par rapport à la durée d’impulsion. L’amplitude au seuil de stimulation augmente significativement avec la diminution de la durée d’impulsion (en pratique en deçà de 0.2 ms). Tous les points définis par leur tension et durée d’impulsion, situés au-dessus de la courbe, sont associés avec une stimulation efficace, à l’inverse de ceux situés au-dessous.

pm_19_situation_stimulation1.png

La rhéobase est la plus petite tension efficace pour une durée d’impulsion infinie (en pratique, supérieure à 2 ms).

La chronaxie est la plus petite durée d’impulsion efficace pour une tension double de la rhéobase. L’énergie consommée est minimale pour une durée d’impulsion correspondant à la chronaxie.

Chronaxie et rhéobase qualifient électriquement une électrode de stimulation. Aujourd’hui, les valeurs de chronaxie se situent entre 0.3 et 0.4 ms quelle que soit la sonde utilisée ; cette valeur correspond à la valeur de largeur d’impulsion nominale habituelle des stimulateurs. La chronaxie est souvent plus longue sur les électrodes de stimulation ventriculaire gauche.

Le seuil de stimulation est habituellement plus faible lorsque la tension est graduellement diminuée que lorsqu’elle est graduellement augmentée: c’est l’effet Wedensky.

Paramètres influençant le seuil de stimulation

Les activités

L’accélération de la fréquence cardiaque peut diminuer le seuil. A l’exercice, le seuil peut diminuer légèrement à cause des catécholamines. Le sommeil et les phases postprandiales l’augmentent.

Les médicaments et les désordres métaboliques

Glucocorticoïdes, épinéphrine, éphédrine et isoprotérénol diminuent le seuil, à l’inverse du propranolol, vérapamil, spirinolactone, quinidine, et amiodarone. Les antiarythmiques de classe IC (flécaïnide et propafénone) peuvent l’augmenter de façon considérable. Toute modification de thérapeutique médicale doit en théorie conduire à la vérification du seuil de stimulation.

Hyperkaliémie, hypoxie, hypercapnie, hyperglycémie, acidose ou alcalose métabolique augmentent le seuil de stimulation.

Le degré de fibrose

A l’implantation, le traumatisme direct de l’électrode sur l’endocarde créé un courant de lésion et une élévation de seuil qui ne durera que quelques minutes. Avant l’utilisation de sondes à élution de stéroïdes, une élévation des seuils de stimulation dans les 6 premières semaines suivant l’implantation était fréquemment observée en raison du phénomène inflammatoire induit par le traumatisme de l’électrode. Durant cette période, des valeurs élevées d’amplitude de stimulation étaient programmées pour garantir une marge de sécurité suffisante. Depuis l’apparition des sondes à élution de stéroïdes, le niveau des seuils de stimulation reste stable dès la phase post-implantatoire permettant la programmation d’une tension nominale de stimulation de 2,5 Volts.

A plus long terme et en raison d’une réaction inflammatoire chronique à corps étranger, un tissu de fibrose se développe au voisinage de l’électrode au contact de l’endocarde, ce qui éloigne l’électrode des cellules myocardiques excitables. Le seuil de stimulation a donc tendance à augmenter avec le temps, même si les sondes modernes offrent des seuils bien plus stables que par le passé. Cette élévation possible des seuils conduit alors à la programmation d’énergies de stimulation plus élevées et donc à une réduction de durée de vie de la batterie. Dans ce cadre, il est possible d’utiliser un algorithme d’adaptation automatique de l’énergie délivrée qui permet la stimulation du myocarde juste au-dessus du seuil de stimulation avec surveillance permanente cycle à cycle ou quotidienne de l’efficacité.

Influence de la configuration d’électrode sur le seuil et l’impédance

La taille, la forme et le matériau de l’électrode influencent le seuil de stimulation. La densité de courant appliquée à l’électrode distale gagne à être la plus élevée possible pour réduire le seuil. Cette densité de courant est maximale aux berges de l’électrode. Ainsi une électrode sphérique est associée à un seuil plus élevé qu’une électrode annulaire.

Compte tenu de la formule E = U2 x t /Z, plus l’impédance de stimulation est élevée, moindre est la consommation de courant. L’impédance de stimulation représente la somme des forces qui s’opposent au flux de courant dans un circuit électrique.

Elle est constituée de 3 résistances ohmiques :

  • résistance du conducteur (qui doit être la plus faible possible, car le courant dépensé à vaincre cette résistance est perdu en pure perte et en chaleur) ;
  • résistance de l’électrode (qui doit être la plus élevée possible, pour réduire la consommation de courant et allonger la durée de vie de pile). Elle est d’autant plus élevée que le rayon de l’électrode est petit, ce qui augmente la densité de courant et réduit le seuil de stimulation ;
  • l’impédance de polarisation qui doit être la plus faible possible.

Une surface poreuse avec une grande surface microscopique recouvre l’électrode pour 1) conserver un petit rayon de courbure et ainsi augmenter sa résistance 2) réduire l’impédance de polarisation.

Influence de la polarité

Une stimulation cathodique engendre un seuil plus bas qu’une stimulation anodique.

En effet, la stimulation cathodique crée une diminution de la différence de potentiel transmembranaire des cardiomyocytes, alors qu’une stimulation anodique crée une hyperpolarisation, suivie d’une dépolarisation, avec augmentation de la quantité d’énergie nécessaire.

De plus, les périodes réfractaires naturelles sont plus courtes lors d’une stimulation anodique, ce qui est associé avec un risque arythmogène théorique plus élevé, surtout en situation à risque comme l’ischémie ou l’hypoxie.

L’anode d’une sonde de stimulation est théoriquement flottante; le risque de stimulation anodique est donc très faible mais est observée lorsque l’anode est au contact de la paroi et que l’amplitude de stimulation est élevée. Dans la majorité des cas, une stimulation bipolaire correspond donc à une stimulation cathodique.

Le seuil de stimulation unipolaire est en général plus faible qu’en stimulation bipolaire.

Influence de la forme d’onde de stimulation

La stimulation antibradycardique est réalisée par des stimuli monophasiques. Un seuil de stimulation monophasique est plus faible qu’un seuil de stimulation biphasique.

Le concept d'Autoseuil et d'Autocapture

La détermination du seuil de stimulation est d’une importance majeure, car la programmation de la tension et de la durée d’impulsion conditionne la marge de sécurité et détermine la consommation énergétique de la prothèse et donc la rapidité d’usure des batteries. Il est généralement recommandé de programmer une marge de sécurité de 100 % qui correspond à une tension double du seuil. Cette marge de sécurité est destinée à prendre en compte les variations circadiennes du seuil de stimulation influencé variablement d’un sujet à l’autre par le sommeil, la prise de repas, l’activité physique, la fièvre…

Il est possible de programmer aujourd'hui dans tous les stimulateurs modernes une fonction de mesure automatique du seuil ventriculaire plus ou moins associée à une adaptation automatique de l'amplitude de stimulation avec vérification cycle à cycle de l'efficacité de la capture (modèle de l'Autocapture permettant de délivrer des amplitudes très proches du seuil avec stimulation de sécurité à haute amplitude si perte de capture) ou adaptation pour des durées prolongées après réalisation planifiée de contrôles de seuil mais sans vérification cycle à cycle (modèle de l'Autoseuil nécessitant des marges plus importantes). 

Spécificités

  1. Tous les stimulateurs modernes permettent une mesure automatique du seuil de stimulation avec adaptation automatique de l'amplitude délivrée.
  2. Pour les 5 grandes compagnies, l'évaluation de la capture ventriculaire est basée sur l'analyse de la réponse évoquée (différentiation entre polarisation et réponse évoquée).
  3. Pour les stimulateurs Biotronik, Boston Scientific et St. Jude Medical, il existe un contrôle cycle à cycle de l'efficacité de la capture permettant de délivrer des amplitudes très proches du seuil mesuré.
  4. Pour les stimulateurs Medtronic et Sorin, le seuil est mesuré de façon périodique avec adaptation de l'amplitude en fonction de cette mesure sans vérification cycle à cycle de la capture, nécessitant des marges de sécurité plus importantes.

BIOTRONIK

Principes de fonctionnement

  • contrôle de capture ventriculaire sur marche: mesure du seuil de stimulation ventriculaire + adaptation de la programmation avec contrôle cycle à cycle; contrôle de capture ventriculaire sur ATM: mesure du seuil de stimulation ventriculaire sans adaptation; contrôle de capture ventriculaire sur arrêt: programmation fixe (pas de seuil automatique réalisé)
  • seuil ventriculaire réalisé systématiquement tous les jours à 2h00 (heure et fréquence des mesures programmables)
  • vérification cycle à cycle de la capture basée sur l'analyse de la réponse évoquée
  • marge de sécurité programmable (valeur nominale + 0.5 V)
  • amplitude maximale pouvant être délivrée: 4,8 V pour 0,4 ms
  • amplitude minimale pouvant être délivrée: 0.7 V pour 0.4 ms

Contrôle de capture en pratique

Différents paramètres sont programmables:

  1. l'amplitude de départ qui correspond à la valeur de départ de la mesure de seuil; valeur nominale 3 V (de 2.4 à 4.8 V);
  2. la marge de sécurité qui correspond à la valeur ajoutée en amplitude à la mesure du seuil, valeur nominale 0.5 V (de 0.3 à 1.2 V); à noter que quelles que soient la valeur du seuil et la marge de sécurité, l'amplitude de stimulation ne peut pas descendre en dessous de 0.7 V;
  3. l'heure de recherche et l'intervalle de recherche qui correspondent au moment où le seuil est systématiquement mesuré (valeur nominale 2h00 du matin) même en l'absence de perte de capture objectivée par le dispositif et à l'intervalle entre chaque recherche minimale (valeur nominale 24 heures).

pm_19_situation_stimulation2.png

Le stimulateur peut définir différents statuts à la fonction de contrôle automatique de capture ventriculaire: 1) "OK" qui correspond à un fonctionnement correct; 2) "désactivé" (pas de mesure de seuil) qui peut correspondre à 4 possibilités: a) plus de 25 pertes de capture en 24 heures b) impossibilité d’analyser le signal c) 3 échecs consécutifs d’analyse du signal et d) stimulateur en ERI; 3) "seuil haut": le dernier seuil mesuré étant supérieur à la valeur de départ, il est nécessaire d'adapter cette valeur de départ; 4) "en attente" (le seuil ne peut temporairement pas être mesuré) qui peut survenir si la fréquence cardiaque est trop élevée au moment où la mesure devait être réalisée.

Le contrôle automatique est réalisé en différentes étapes avec mesure de la réponse évoquée, mesure de l’artéfact de polarisation, mesure du seuil par pas de 0,6 V puis mesure du seuil par pas de 0,1 V.

- mesure de la réponse évoquée et de l'artéfact de polarisation: pour permettre une évaluation efficace de la capture, il est indispensable de pouvoir différencier réponse évoquée et artéfact de polarisation.

pm_19_situation_stimulation3.png

5 stimulations sont délivrées à fréquence programmée avec un délai AV court (15 ms post-détection atriale et 50 ms post-stimulation atriale) pour assurer une capture ventriculaire effective sans fusion et mettre en évidence la réponse évoquée et l'artéfact de polarisation.

5 séquences de 2 stimulations ventriculaires avec le même délai AV sont alors délivrées avec un couplage court de 100 ms entre les 2 stimulations ventriculaires (sur la première, capture: évaluation de la réponse évoquée et de l'artéfact de polarisation; sur la seconde, absence de capture: évaluation uniquement de l'artéfact de polarisation).

pm_19_situation_stimulation4.png

Pour différencier réponse évoquée et artéfact de polarisation, le dispositif analyse l'amplitude positive et négative des signaux, le moment où le signal croise la ligne de base et différentes intégrales du signal à différents moments.

L’analyse du signal est validée si une différence significative existe entre l'amplitude de la réponse évoquée et celle de l’artéfact de polarisation.

Pour vérifier l'existence de la capture, il existe une première phase de blanking de 20 ms puis une fenêtre de recherche de la réponse évoquée de 60 ms avec possibilité d'une stimulation de secours après 130 ms si absence de capture.

pm_19_situation_stimulation5.png

- mesure du seuil de stimulation: un seuil ventriculaire est alors réalisé avec une baisse de l'amplitude de 0.6 V sur chaque cycle ventriculaire. Quand la perte de capture est mise en évidence, le test reprend à l'amplitude minimale assurant la dernière capture avec baisse de l'amplitude de 0.1 V. Quand la perte de capture est mise en évidence, une stimulation de secours à plus forte amplitude survient 100 ms après la première (augmentation de l'amplitude de 0.1 V avec une durée d'impulsion de 1 ms). Un second stimulus à la même amplitude que celle associée avec une perte de capture est délivré. Si le second stimulus capture, un troisième est délivré puis l'amplitude continue à diminuer. Si le 2ème stimulus ne capture pas, une impulsion de sécurité est délivrée et le seuil est déterminé.

Une fois que le seuil a été mesuré, l'amplitude de stimulation est automatiquement adaptée (marge de 0.5 V en nominal) avec une vérification cycle à cycle de l'efficacité de la capture.

Quand une absence de capture est diagnostiquée sur un cycle, une stimulation de secours survient 100 ms après la première (augmentation de l'amplitude de 0.1 V avec une durée d'impulsion de 1 ms). Une modification du délai AV sur 3 battements est alors réalisée (extension du délai AV) pour s'assurer de l'absence de fusion. Si la perte de capture se maintient, le délai AV est de nouveau raccourci. Si 3 pertes de capture consécutives sont mises en évidence, une nouvelle mesure du seuil débute avec adaptation de l'amplitude en fonction de la nouvelle valeur.

BOSTON SCIENTIFIC

Principes de fonctionnement

  • Amplitude ventriculaire sur AUTO: mesure du seuil de stimulation ventriculaire + adaptation de la programmation avec contrôle cycle à cycle; Amplitude ventriculaire sur valeur fixe et Tendances quotidiennes sur marche: mesure du seuil de stimulation ventriculaire sans adaptation
  • seuil réalisé systématiquement toutes les 21 heures
  • contrôle cycle à cycle de la capture basé sur l'analyse de la réponse évoquée
  • marge de sécurité non programmable de + 0.5 V
  • amplitude maximale pouvant être délivrée: 3.5 V pour 0.4 ms
  • amplitude minimale pouvant être délivrée: 0.7 V pour  0.4 ms

Le contrôle automatique de capture en pratique

L'algorithme PaceSafe VD permet de réaliser un test automatique de seuil ventriculaire avec adaptation de l'amplitude de stimulation à la valeur du seuil + 0.5 V et vérification cycle à cycle de la capture.

pm_19_situation_stimulation6.png

Cet algorithme peut fonctionner si la sonde ventriculaire est unipolaire ou bipolaire. Un test de seuil automatique est réalisé toutes les 21 heures. La durée d'impulsion est fixée à 0.4 ms. L'amplitude de stimulation ventriculaire est réglée avec une marge de 0,5V au-dessus du seuil avec une valeur minimale de 0.7 V et une valeur maximale de 3.5 V. Le seuil doit être compris entre 0.2 et 3 V. 

pm_19_situation_stimulation7.png

Pour mesurer le seuil, l'amplitude de stimulation ventriculaire de départ est de 3.5 V, la durée d'impulsion est fixée à 0.4 ms. Le délai AV stimulé est fixé à 60 ms, le délai AV détecté à 30 ms.

Le test débute par une phase d'initialisation (2 cycles d'échauffement pour calibrer l'évaluation de la mesure de la réponse évoquée puis 12 cycles pour initier les filtres du canal de réponse évoquée. Cette phase d’initialisation  n’a pas lieu si la fonction de Capture AUTO est déjà activée et qu’un seuil a déjà été mesuré en mode AUTO).

La mesure du seuil débute avec une baisse d'amplitude de 0.1 V tous les 3 battements. Le seuil de stimulation est déterminé quand 2 pertes de capture sur 4 cycles stimulés sont observées. Le second cycle sans capture est marqué C-LOC (confirmed loss of capture). Le seuil de stimulation est déterminé à la valeur précédant la perte de capture. Une stimulation de sécurité est assurée pour chaque perte de capture (70 ms après la première stimulation).

Une fois que le seuil a été mesuré, l'amplitude de stimulation est automatiquement adaptée (marge de 0.5 V en nominal) avec une vérification cycle à cycle de l'efficacité de la capture.

pm_19_situation_stimulation8.png

MEDTRONIC

Principes de fonctionnement

  • contrôle de seuil ventriculaire droit sur dynamique automatique: mesure quotidienne du seuil de stimulation ventriculaire + adaptation de la programmation pour les 24 heures; contrôle de capture ventriculaire sur moniteur: mesure du seuil de stimulation ventriculaire sans adaptation; contrôle de capture sur arrêt: programmation fixe sans mesure de seuil
  • seuil réalisé systématiquement toutes les jours à 1h00 du matin
  • seuil de stimulation basé sur l'analyse de la réponse évoquée
  • une seule mesure quotidienne avec adaptation pour les 24 heures
  • amplitude cible en multipliant la marge de sécurité en amplitude VD (programmable) par le seuil d’amplitude mesuré à une durée d’impulsion de 0,4 ms dans une plage de sortie définie par une limite inférieure programmable (paramètre Amplitude minimale ajustée) et la limite de seuil supérieure de 5,0 V et 1,0 ms. La durée d’impulsion minimale pour le contrôle du seuil ventriculaire est 0,4 ms.
  • amplitude maximale pouvant être délivrée: 5 V pour 1 ms
  • amplitude minimale pouvant être délivrée: 1 V pour 0.4 ms

Le contrôle de seuil ventriculaire droit en pratique

Chaque jour à 1 heure du matin, le stimulateur effectue une recherche de seuil de stimulation ventriculaire, afin de déterminer le seuil en amplitude à une durée d’impulsion fixe de 0,4 ms. Le dispositif évalue l’entraînement en détectant le signal de la réponse évoquée suite à chaque stimulation test.

La recherche de seuil de stimulation commence à une amplitude inférieure de 0,125 V par rapport au dernier seuil mesuré. En l’absence de recherche antérieure, la recherche commence à 0,75 V. Le dispositif continue à diminuer l’amplitude par pas de 0,125 V jusqu’à perte de capture. Il augmente alors l’amplitude par étapes de 0,125 V jusqu’à ce qu'il retrouve une capture 3 fois de suite (correspond à la nouvelle valeur de seuil). Durant la procédure de mesure du seuil, une stimulation de secours suit automatiquement chaque stimulation test (qu’il y ait eu capture ou pas), ce qui empêche la possibilité d'une pause ventriculaire pendant cette procédure. La stimulation de secours est émise 100 ms après la stimulation test ; elle se fait à l’amplitude programmée et à une durée d’impulsion de 1,0 ms.

Une fois que le seuil a été mesuré, l'amplitude de stimulation est automatiquement adaptée pour les 24 heures suivantes sans vérification cycle à cycle de l'efficacité de la capture.

L’amplitude délivrée pour ces 24 heures dépend des valeurs programmées pour les paramètres « Marge de sécurité en amplitude VD » et « Amplitude minimale ajustée VD ». Après une recherche de seuil de stimulation réussie, le dispositif calcule une amplitude cible en multipliant la marge de sécurité en amplitude VD par le seuil d’amplitude mesuré à une durée d’impulsion de 0,4 ms.

pm_19_situation_stimulation9.png

Cette adaptation ne peut s’effectuer que dans une plage de sortie définie par une limite inférieure programmable (paramètre Amplitude minimale ajustée) et la limite de seuil supérieure de 5,0 V et 1,0 ms. La durée d’impulsion minimale pour le contrôle du seuil ventriculaire est 0,4 ms.

Si le seuil ventriculaire est mesuré à 0.4 V pour 0.4 ms avec une marge de sécurité minimale de 2 fois le seuil et une amplitude minimale de 2V, l'amplitude délivrée est de 2 V pour 0.4 ms.

Si le seuil ventriculaire est mesuré à 1.4 V pour 0.4 ms avec une marge de sécurité minimale de 2 fois le seuil et une amplitude minimale de 2V, l'amplitude délivrée est de 2.8 V pour 0.4 ms.

Si le seuil ventriculaire est mesuré à 3 V pour 0.4 ms avec une marge de sécurité minimale de 2 fois le seuil et une amplitude minimale de 2V, la durée d'impulsion est alors augmentée pour obtenir un nouveau seuil. Si le nouveau seuil ventriculaire est mesuré à 2.5 V pour 0.8 ms, l’amplitude délivrée est de 5V pour 0.8 ms (marge de sécurité en amplitude respectée).

ABBOTT

Principes de fonctionnement

  • AutoCapture ventriculaire sur marche: mesure du seuil de stimulation ventriculaire + adaptation de la programmation avec contrôle cycle à cycle;
  • seuil réalisé systématiquement au minimum toutes les huit heures (autre programmation possible: mesure toutes les 24 heures)
  • contrôle cycle à cycle de la capture basé sur l'analyse de la réponse évoquée
  • marge de sécurité  de 0,25 V
  • amplitude maximale pouvant être délivrée: 4.5 V pour durée d'impulsion programmée

L'AutoCapture ventriculaire en pratique

Le système de stimulation AutoCapture ventriculaire règle automatiquement l’amplitude d’impulsion ventriculaire  du stimulateur au-dessus du seuil patient mesuré régulièrement (au minimum toutes les huit heures) et permet une vérification de la capture cycle à cycle. Pour utiliser la fonction AutoCapture V dans les stimulateurs Microny ou Victory (et gammes précédentes), il était nécessaire d’implanter une sonde ventriculaire bipolaire. Le mode de détection était à programmer en bipolaire et le mode de stimulation en unipolaire.

Depuis la plateforme des stimulateurs Zephyr (et gammes suivantes : Accent, Endurity, Assurity), l’AutoCapture est activable quelles que soient les configurations de détection et de stimulation programmées : stimulation Uni/détection Uni ; stimulation Bi/détection Bi ; stimulation Bi/détection Uni ; stimulation Uni/détection Bi.

Un test de configuration automatique, servant à vérifier la compatibilité de la sonde en fonction de sa polarisation et à différencier la capture de l’échec de capture, précède la première demande d’activation. Ce test reste optionnel (mais recommandé) avant chaque mesure de seuil.

Trois réglages du paramètre AutoCapture V sont disponibles :

  • Configuration : ce réglage est disponible lors de la première activation. Le programmateur propose ensuite de démarrer le Test de configuration puis le Test de stimulation si l’AutoCapture est recommandée; 
  • Marche : l’appareil mesure le seuil, ajuste automatiquement l’amplitude d’impulsion et enregistre la mesure du seuil dans la Courbe de seuil et mémorise l’EGM correspondant au dernier seuil ; 
  • Arrêt : l’appareil ne mesure pas le seuil de stimulation et n’effectue aucun réglage automatique de l’amplitude d’impulsion.

pm_19_situation_stimulation10.png

Les paramètres suivants sont réglables dans la fenêtre Réglages capture automatique:

  • la configuration stimulation de secours qui permet de programmer la configuration de polarité de la stimulation de secours sur bipolaire ou unipolaire (valeur nominale) ;
  • l'intervalle de recherche qui programme la périodicité de la mesure de seuil sur 8 heures (valeur nominale) ou 24 heures ;
  • les délais AV stimulé/détecté pour AutoCapture™ V qui programment les paramètres Délai AV stimulé et Délai AV détecté utilisés lors d’une recherche de seuil sur 50/25 ms (valeur nominale) ou 100/70 ms ou 120/100 ms. Le réglage recommandé de ce paramètre est de 50/25 afin d’éviter les fusions. La fusion est plus probable avec des délais plus longs et peut entraîner des résultats de recherche de seuil incorrects. 

pm_19_situation_stimulation11.png

Le système AutoCaptureTM utilise 4 algorithmes pour surveiller la capture cycle à cycle:

  • vérification de la capture
  • récupération de la perte de capture
  • évitement des fusions
  • mesure périodique du seuil de stimulation

1 - Vérification de la capture

La vérification de l'efficacité de la capture repose sur une analyse de la Réponse Évoquée (RE). Si la configuration de stimulation ventriculaire est programmée sur bipolaire, l’aire sous la courbe est utilisée (Paced Depolarization Integral). Si la configuration de stimulation ventriculaire est programmée sur unipolaire, la pente du signal (DMAX) est utilisée.

pm_19_situation_stimulation12.png

Pour vérifier l'existence de la capture, il existe une première phase de blanking de 14 ms puis une fenêtre de recherche de la réponse évoquée de 46 ms. Si l’appareil détecte une réponse évoquée dans cette fenêtre, la capture est confirmée. Si aucun signal de réponse évoquée n’est détecté, l’appareil émet une impulsion de secours de 5 V dans les 80 à 100 ms suivant l’impulsion initiale afin d’assurer une capture. 

pm_19_situation_stimulation13.png

Le passage par un test de configuration  est nécessaire pour confirmer que le système AutoCapture fonctionne avec la sonde implantée. Ce test mesure la réponse évoquée et l’artéfact de polarisation pour permettre une évaluation efficace de la capture. Il sert à déterminer une sensibilité de détection RE appropriée. S’il existe une marge de sécurité suffisante entre la Sensibilité RE et la polarisation de la sonde, alors le fonctionnement de l’AutoCapture sera fiable. 

pm_19_situation_stimulation14.png

A la fin du test de configuration, l’appareil indique si l’AutoCapture est recommandée ou non recommandée.

pm_19_situation_stimulation15.png

Résultat du test de configuration : non recommandé dans cet exemple en détection bipolaire et stimulation unipolaire. Il reste l’option de changer le mode de détection et de stimulation (gamme Zephyr et suivantes) et/ou la durée d’impulsion, puis de relancer le test.

2 - Récupération de la perte de capture

Si la vérification de capture confirme deux pertes de capture consécutives, l’appareil lance l'algorithme de récupération de perte de capture. Le cycle suivant, le stimulateur délivre une impulsion de secours puis augmente l’amplitude d’impulsion automatique de 0,25 V et cherche une capture. Si aucune capture n’est confirmée, l’appareil augmente l’amplitude d’impulsion de 0,125 V sur le cycle d’après et recherche la capture. Lorsque deux captures successives sont confirmées à la même tension, l’appareil commence une recherche du seuil.

Si aucune capture n’est confirmée avant que l’appareil n’augmente automatiquement l’amplitude d’impulsion à 3,875 V, l’appareil commute sur Mode haute amplitude : l’amplitude d’impulsion est réglée sur 5 V et la durée d'impulsion sur 0,5 ms (ou plus si la valeur de programmation est supérieure). Après 128 cycles, l’appareil commence une recherche du seuil.

pm_19_situation_stimulation16.png

3 - Évitement des fusions

Les fusions avec l’AutoCapture doivent être évitées car l’algorithme conclurait à  des pertes de capture liées à une élévation du seuil et déclencherait son algorithme de récupération de perte de capture.

En mode double chambre, une seule absence de détection de RE, nécessitant la délivrance d’une impulsion de secours à 5 V provoque automatiquement, au cours du cycle suivant, un allongement du délai AV stimulé et détecté de 100 ms, afin de rechercher une conduction spontanée. En première intention, l’algorithme « fait l’hypothèse » que la perte de capture est due à une fusion et non à un manque d’énergie de l’impulsion. Cette fonction agit de façon similaire au VIPTM.

pm_19_situation_stimulation17.png

Si la perte de capture est confirmée après allongement du délai AV stimulé ou détecté (2 cycles consécutifs nécessitant la délivrance d’une impulsion de sécurité à 5 V), le stimulateur déclenche son  algorithme de récupération de la capture :

pm_19_situation_stimulation18.png

4 - Mesure périodique du seuil de stimulation

Lorsque la recherche automatique du seuil est amorcée (toutes les 8h ou 24h), l’appareil diminue l’amplitude d’impulsion de 0,25 V tous les deux cycles. Si cela conduit à une perte de capture, l’appareil émet une impulsion de secours de 5 V (marge de sécurité) 80 à 100 ms après la première impulsion test. En cas de perte de capture sur deux cycles consécutifs à la même amplitude, l’algorithme augmente alors l’amplitude d’impulsion par pas de 0,125 V tous les deux cycles. Deux captures consécutives à la même amplitude doivent être confirmées pour déterminer la nouvelle valeur du seuil de stimulation. Lorsque celle-ci est trouvée, l’appareil détermine une nouvelle Amplitude automatique en ajoutant une marge de travail de 0,25 V.

Si la recherche décroissante ne parvient pas à déterminer une perte de capture au plus faible réglage d’amplitude d’impulsion, c’est-à-dire 0 V, l’appareil commute sur « Mode haute amplitude » pour une durée de 128 cycles cardiaques, puis relance la recherche du seuil.

Si le seuil de stimulation déterminé par l’algorithme dépasse 3,875 V pour une certaine durée d’impulsion, l’AutoCapture est désactivé automatiquement et l’amplitude d’impulsion est reprogrammée à 5 V (Mode haute amplitude). Un réglage plus élevé de la durée d’impulsion peut permettre dans ce cas la réactivation de l’AutoCapture.

pm_19_situation_stimulation19.png

La recherche du seuil est répétée 1) après chaque opération de récupération de perte de capture 2) automatiquement toutes les 8 heures 3) au retrait de la tête de télémétrie 4) au retrait de l’aimant 5) lorsque l’opérateur exécute le test de seuil de stimulateur via l’Autocapture™.

Afin éviter les fusions, le Délai AV stimulé est programmé à 50 ms et le Délai AV détecté est programmé à 25 ms. Les valeurs programmées sont restaurées lorsque la recherche est terminée.

pm_19_situation_stimulation20.png

pm_19_situation_stimulation21.png

Courbe de tendance qui affiche l’évolution du seuil sur un an 

EGM enregistré qui correspond au seuil le plus récent 

SORIN

Principes de fonctionnement

  • autoseuil sur auto: mesures régulières du seuil de stimulation ventriculaire + adaptation de la programmation; autoseuil sur suivi: mesures régulières du seuil de stimulation ventriculaire mais sans adaptation de la programmation; autoseuil sur non: pas de mesure de seuil et valeur fixes;
  • seuil réalisé systématiquement toutes les 6 heures basé sur l'analyse de la réponse évoquée
  • 4 mesures de seuil par jour avec adaptation pour les 6 heures suivantes (pas de vérification cycle à cycle)
  • adaptation automatique de l’amplitude au double de la valeur de seuil (marge de sécurité de 100%) dans la limite d’une valeur minimale programmable (1.5, 2, 2.5, 3, 3.5 ou 4 V)

L'autoseuil ventriculaire en pratique

Le test de capture est basé sur la différentiation entre le potentiel évoqué (EPR) et la polarisation résiduelle de la sonde (Polar).

Après un stimulus efficace, durant une période de 65 ms, les 2 potentiels sont présents (EPR + Polar) et mesurables alors qu'après un stimulus inefficace, seule la polarisation résiduelle de la sonde est présente (Polar) et peut être mesurée.

pm_19_situation_stimulation22.png

pm_19_situation_stimulation23.png

Phase d’attente

L’objectif de cette phase est de stabiliser le rythme; 8 stimulations à 5 V sont délivrées.

Phase de calibration

L’objectif de la phase de calibration est double :

  1. Repérer un seuil de stimulation initialement élevé (supérieur à 2V)
  2. Evaluer la mesure de la Réponse Evoquée

Dans le but d’augmenter la probabilité de capturer le ventricule, le délai AV courant est raccourci de 65 ms (stimulateur double chambre) ou l’intervalle d’échappement est raccourci de 65 ms (stimulateur simple chambre).

Trois stimulations à 4 V (à la largeur d’impulsion programmée) sont délivrées et seules les 2 dernières sont suivies de mesure de la réponse potentielle évoquée/la polarisation.

Trois stimulations à 2 V (à la largeur d’impulsion programmée) sont délivrées et seules les 2 dernières sont suivies de mesure de la réponse potentielle évoquée/la polarisation. Ces 3 stimulations à 2 V sont suivies chacune après la période de mesure (65 ms), d’une stimulation de sécurité à 2,5 V avec une largeur d’impulsion de 1 ms. L’objectif de ces stimulations de sécurité est d’assurée une capture ventriculaire en cas de seuil de stimulation supérieur à 2 V. Si ces deux séries donnent des mesures acceptables et comparables, le stimulateur applique l’étape suivante.

Deux "stimulations à 0 V" sont effectivement suivies par une période de mesure de la réponse potentielle évoquée/la polarisation; elles permettent de faire le diagnostic de fusion qui peut altérer la mesure du seuil. En effet si après une "stimulation à 0 V", des potentiels évoqués spontanés sont mesurés, ils sont révélateurs de la présence d'une fusion possible ou de dépolarisations ectopiques lors des mesures précédentes (à 2 et 4 V). La phase de calibration est alors refaite avec un délai AV court (65 ms) pour éviter la fusion. Si malgré ce réglage une fusion est encore détectée, le test est arrêté et la tension ventriculaire est forcée à 5 V pour les six prochaines heures.

pm_19_situation_stimulation24.png

Phase de mesure du seuil de stimulation ventriculaire

Après la calibration terminée, le test de seuil de stimulation commence à partir de 1,95 V avec un décrément de 0,15 V jusqu’à la tension de perte de capture ou 0,15 V au minimum. Chaque stimulation est suivie d’une période de mesure (65 ms). En cas de perte de capture constatée, une stimulation de sécurité à 2,5 V avec une largeur d’impulsion de 1 ms est délivrée.

pm_19_situation_stimulation25.png

Dans cet exemple le seuil V est de 1.5 V.  L’amplitude est programmée à 3 V en sortie pour les 6 prochaines heures. La valeur de 1,5 V est affichée sur la courbe d’Autoseuil ainsi que la tension de stimulation appliquée durant les 6 prochaines heures.

Programmation

L’Autoseuil Ventriculaire n’est pas disponible avec le mode SafeR. Il s’effectue si la fréquence de rythme cardiaque est inférieure à 95 min-1. L'amplitude de stimulation est ventriculaire est non programmable lorsque la fonction Autoseuil V est programmée sur "Auto". Il n’est plus possible de programmer des valeurs de durée d'impulsion ventriculaire supérieures à 0,5 ms lorsque la fonction Autoseuil V est programmée sur "Suivi" ou "Auto". Le délai AV de repos est reprogrammé à 125 ms s’il possédait une valeur inférieure à 125 ms auparavant.

pm_19_situation_stimulation26.png

Suivi du seuil de stimulation V dans les mémoires

Sur l’écran des Diagnostics AIDA, dans l’onglet PM, un clic sur le bouton Courbes d’AutoSeuil affiche la courbe des valeurs moyennes des 4 mesures journalières issues de la fonction Autoseuil V. La tension de sortie ventriculaire appliquée est indiquée en parallèle.

pm_19_situation_stimulation27.png

Au cours des contrôles de l’appareil, l’Autoseuil V (avec une phase de calibration et un voltage de départ légèrement différents) fait partie de l’enchainement automatique des mesures sur sonde avec visualisation de l’EGM pour confirmer. Cet enchainement optionnel se nome SmartCheck. 

pm_19_situation_stimulation28.png

pm_19_situation_stimulation29.png