Les algorithmes de discrimination
Introduction
Une priorité dans la programmation des défibrillateurs est de réduire au maximum le risque de thérapies inappropriées. Les défibrillateurs modernes permettent une discrimination des tachycardies ventriculaires et supra-ventriculaires à partir de paramètres spécifiques programmés isolément ou en association. En effet, le seul critère de fréquence cardiaque ne suffit pas pour différencier troubles du rythme ventriculaire et arythmies supra-ventriculaires (la seule prise en charge de ce critère apporte une sensibilité de 100% mais une spécificité de seulement 60%). De plus, plus la fréquence de détection est basse, plus la spécificité diminue. Si tous les critères de discrimination sont désactivés, la thérapie sera délivrée quelle que soit l’origine de la tachycardie.
Toute tachycardie correspondant à la zone de fibrillation ventriculaire est traditionnellement traitée sans discrimination de son origine. Les algorithmes de discrimination n’interviennent alors que dans les zones de TV. Ces algorithmes de discrimination ne doivent être programmés que chez les patients susceptibles de présenter une tachycardie supra-ventriculaire conduite et doivent donc être désactivés chez les patients en bloc auriculo-ventriculaire complet et permanent. En effet, dans ce cas, tout rythme spontané rapide ne peut être que d’origine ventriculaire. Si tous les critères de discrimination sont désactivés, la thérapie est délivrée quelle que soit l’origine de la tachycardie.
Discrimination simple chambre
Dans un défibrillateur simple-chambre, différents critères de discrimination sont disponibles : le démarrage brutal, la stabilité du cycle de la tachycardie et la morphologie des complexes ventriculaires. Le critère de démarrage brutal permet de ne pas traiter les tachycardies à accélération progressive et est destiné à la discrimination des tachycardies sinusales. Il repose sur le principe qu’une tachycardie sinusale commence progressivement alors qu’une tachycardie ventriculaire débute brutalement. Le critère de stabilité permet de ne pas traiter une arythmie irrégulière et est destiné à la discrimination d’une fibrillation auriculaire conduite. Il repose sur le principe que la conduction AV d’une fibrillation auriculaire est généralement irrégulière et engendre une fréquence ventriculaire instable alors qu’une tachycardie ventriculaire est stable.
La morphologie est basée sur le concept de comparaison du signal ventriculaire détecté lors de la tachycardie avec un électrogramme de référence enregistré en l’absence de tachycardie. Ce critère repose sur le principe qu’un complexe ventriculaire conduit durant une tachycardie supraventriculaire a la même morphologie que les complexes enregistrés en rythme sinusal. A chaque épisode la morphologie des complexes ventriculaires est analysée. S’il est similaire au complexe de référence enregistré en rythme sinusal, le complexe est considéré comme conduit et l’épisode est classé «tachycardie supra-ventriculaire».
Démarrage brutal
Comparaison de la moyenne des durées des 4 derniers cycles à la moyenne des durées des 4 cycles précédents. Tant que le démarrage est considéré comme progressif, la détection est retardée et l'évènement est marqué VS.
Le démarrage brutal s'applique pour les TV et les TVR via TV. Il est valable lors de la détection initiale et non lors de la redétection.
Limites du démarrage brutal: même si le début d’une tachycardie ventriculaire est habituellement brutal, une tachycardie ventriculaire peut débuter après une tachycardie sinusale ou s’accélérer progressivement.
Exemple d'écran d’EGM :
Fenêtre de TV : 390 ms – 310 ms
Les annotations affichées sur le tracé EGM ne concernent que les raisons de retard ou de report de détection. Les annotations précisant les raisons de la détection (ici début brutal) sont affichées dans la fenêtre « Texte épisode ».
Stabilité
Mesure de la stabilité quand le compteur TV comptabilise au moins 3 : un rythme est instable quand la différence entre le dernier intervalle et un des 3 intervalles précédents est supérieure à l'intervalle de stabilité programmé. Si l’évènement est classé comme instable, l’appareil considère qu’il s’agit d’une TSV et le compteur de TV est remis à 0.
La stabilité s'applique pour les TV et les TVR via TV. Elle est valable lors de la détection initiale et lors de la redétection.
Limites de la stabilité : le caractère régulier ou irrégulier de la tachycardie est imparfaitement discriminant car une fibrillation auriculaire rapide (> 180 battements/minute) est habituellement régulière et certaines tachycardies ventriculaires sont polymorphes et irrégulières en début d‘épisode.
Exemple d’écran EGM :
Dès que le compteur de TV a atteint 3, l'appareil évalue la stabilité. En cas d'instabilité, l'intervalle est classé VS, le compteur est réinitialisé à 0 et l'annotation "Réinitialisation: Stabilité" apparaît.
Morpholog
Comparaison des 8 complexes QRS précédant la détection de la tachycardie à une morphologie de référence.
- Au moins 6 des 8 derniers complexes diffèrent de la morphologie de référence => détection de TV.
- Moins de 6 complexes diffèrent de la morphologie de référence => compteur TV remis à 0.
Paramètres programmables : Marche, Arrêt, Moniteur
Seuil de similitude : 40, 43, …, 70, …, 97 %
Recueil auto : Marche (recueil toutes les 17 min), Arrêt
- Etalonnage du signal de référence et conditions de recueil
Le recueil du signal de référence peut être réalisé automatiquement :
- Recueil de 6 complexes en rythme sinusal normal et calcul d'un complexe de référence moyen
- Confirmation du signal de référence : prélèvement d'un complexe toutes les 10 sec et comparaison au complexe de référence pendant 700 sec
- Contrôle de la qualité du signal de référence : recueil d'un complexe toutes les 17 min et comparaison au complexe de référenceConditions de déclenchement du MorphoLog
- Conditions de déclenchement du MorphoLog
Le MorphoLog commence à recueillir l’EGM quand :
- Compteur TV = 2
- Compteur FV = 3
Deux événements plus tard, le MorphoLog commence à comparer les complexes au signal de référence.
-
Conditions d’arrêt du MorphoLog
Détection d'un épisode :
- Au moins 6 des 8 derniers complexes diffèrent de la morphologie de référence
- Expiration de la durée max TSV
Fin d'un épisode : fréquence supérieure à la zone de TV.
Le Morpholog ne fonctionne que pour des fréquences cardiaques inférieures à la limite programmée de tachycardie supraventriculaire (TSV).
Le MorphoLog utilise la source EGM 2 : HVA àHVB (si les amplitudes des ondes R imprimées (pic à pic) sont < 3 mv, sélectionner une autre source).
Limites du morpholog : l’analyse comparative de la morphologie des électrogrammes en rythme sinusal et en tachycardie permet parfois un diagnostic de quasi-certitude. S’il n’y a aucune différence dans l’aspect du ventriculogramme entre tachycardie et rythme sinusal, il est probable que la tachycardie soit d’origine supra-ventriculaire. En revanche, si les signaux diffèrent, il n’est pas possible d’affirmer le diagnostic car il peut soit s’agir d’une tachycardie ventriculaire soit d’une tachycardie supra-ventriculaire avec aberration de conduction.
La fonction Morpholog peut être programmée en mode « Moniteur » et il peut n’être activée qu’après vérification de son bon fonctionnement.
Discrimination double chambre
La présence de la sonde atriale permet de comparer en permanence la fréquence atriale et la fréquence ventriculaire et l’association entre les 2.
La discrimination du PR Logic s’appuie sur le calcul permanent et simultané de 6 critères.
Quand le NID TV ou FV est atteint, voici l’application des règles de diagnostic:
Le PR Logic ne fonctionne que lors de la détection initiale et ne fonctionne pas lors de la redétection.
Le PR Logic ne fonctionne que pour des fréquences cardiaques inférieures à la limite programmée de tachycardie supraventriculaire (TSV) et peut donc être actif en zone de FV selon la programmation. Quand les critères du PR Logic sont activés, ils sont calculés en continu, mais ne sont pris en compte que lorsque le NID TV ou FV est atteint.
Règles de Diagnostic du PR Logic
Syntaxe
Objectif : identifier les tachycardies sinusales, les flutters auriculaires et les tachycardies supraventriculaires jonctionnelles (TSV 1:1).
Fonctionnement : le PR Logic analyse la position et la succession des ondes P entre 3 ondes R consécutives
Compteur de FA
Objectif : Identifier les fibrillations auriculaires ou les bi-tachycardies (FV, TV en présence d'une tachycardie supra-ventriculaire).
Fonctionnement :
- 2 oreillettes ou plus entre 2 ventricules => Compteur +1
- Pas d’oreillette entre 2 ventricules => Compteur –1
- 1 oreillette entre 2 ventricules => Compteur –1 si cycle identique au précédent
=> Compteur +0 si cycle différent du précédent
Le compteur de FA inhibe la thérapie lorsqu’il atteint +6. La thérapie est ensuite inhibée tant que le compteur reste supérieur ou égal à 5. Le compteur est limité à +10.
Détection des télé-ondes R
Objectif : Eviter les faux diagnostics de flutters ou de fibrillations auriculaires.
Fonctionnement : Le PR Logic détecte une télé-onde R s’il détecte à la fois :
- Une succession de séquences "court-long" d’intervalles A-A (différence > 30 ms)
- Et un intervalle A-V court (< 60 ms) ou un intervalle V-A court (< 160 ms)
Pour identifier une tachycardie sinusale avec détection de télé-ondes R, l'appareil doit détecter une télé-onde R dans au moins 4 des 12 intervalles ventriculaires les plus récents.
Dissociation auriculo-ventriculaire
Objectif : Identifier les bi-tachycardies (FV ou TV en présence d'une tachycardie supra-ventriculaire).
Fonctionnement : il y a dissociation si pour au moins 4 des 8 derniers intervalles V-V :
Régularité des ventriculogrammes
Objectif : Identifier les fibrillations auriculaires.
FA conduites => rythme ventriculaire irrégulier
Tachycardies ventriculaires => rythme régulier
Fonctionnement : Comptage du nombre de fois où les 2 intervalles les plus fréquents ont eu lieu parmi les 18 derniers intervalles ventriculaires.
- Régularité > 75% : rythme régulier
- Régularité < 50% : rythme irrégulier
Seuls les intervalles ≥ 240 ms sont pris en compte dans l'analyse.
Interaction des algorithmes double chambre lors d’une détection initiale
Interaction des algorithmes simple chambre lors d’une détection initiale
SMART SHOCK : Nouvelle Discrimination
La technologie Smart-Shock, dont l’objectif est de réduire l’incidence des chocs inappropriés sans altérer la sécurité du patient, est disponible sur la plateforme des nouveaux défibrillateurs. L’ajout de 6 algorithmes permet d’espérer une discrimination plus efficace.
La discrimination des ondes T
L’objectif de cet algorithme n’est pas de réduire cette surdétection mais d’éviter toute thérapie inappropriée dans ce contexte.
Principe de fonctionnement :
-
Discrimination des ondes R & T à travers un filtre différentiel
-
Détermination du seuil de discrimination en amplitude des ondes R & T3) Réévaluation des ondes R & T
- Réevaluation des ondes R & T
-
Application des critères de discrimination aux ondes R & T
Les ondes R (EGM filtré) satisfont le critère de stabilité d’amplitude
Les ondes T (EGM filtré) satisfont le critère de stabilité d’amplitude
Les séquences R-T satisfont le critère de stabilité d’intervalle
Le ratio R/T de l’EGM filtré doit être plus petit que le ratio R/T de l’EGM différentiel
Les paires R-T doivent respecter une syntaxe correspondant à une alternance d’ondes R et T.
Calcul du nouvel intervalle R-R corrigé (intervalle R-T éliminés).
Si tous les critères sont satisfaits sur 6 intervalles consécutifs un compteur est agrémenté de 1. Si un seul critère n’est pas satisfait, l’ensemble est classé comme normal.
Le groupe suivant de 6 évènements est ensuite évalué à l’aide d’une fenêtre dynamique.
Tant que 4 des 20 dernières séquences satisfont le critère de discrimination de l’onde T, une surdétection des ondes T est identifiée et les thérapies sont retardées.
Programmation de l'algorithme :
Programmation : marche, arrêt ; nominalement sur marche
Interrogation des mémoires
Nombre d’épisodes de surdétection V depuis la dernière session (VOS)
Pour un épisode enregistré :
- Les marqueurs d’évènements indiquent que chaque évènement ventriculaire est compté deux fois.
- Indicateur TW annoté à l’identification initiale de la surdétection des ondes T.
- Chaque nouvel événement confirmant la surdétection est indiqué TW.
En résumé :
- Nouvelle approche pour la surdétection des ondes T avec une analyse de fréquence versus ajustement manuel de la sensibilité
- Entièrement automatique
- Evite par anticipation un premier choc pour surd
- étection des ondes T
Discrimination du bruit sur la sonde ventriculaire droite
Principe de fonctionnement
- La sur-détection de bruit sur la sonde ventriculaire droite est souvent isolée sur le signal de détection à champ rapproché (near field).
- L’EGM champ éloigné (far field) est analysé pour déterminer si l’évènement détecté sur l’EGM champ rapproché est du bruit ou un véritable évènement ventriculaire.
- L’Amplitude est mesurée en utilisant l’EGM champ éloigné
- Mesure de l’amplitude pic à pic sur l’EGM champ éloigné
- Évaluation de l’Amplitude (doit satisfaire 2 critères)
- La moyenne des 2 valeurs les plus petites est < 1mV
- La moyenne des deux plus petites amplitudes pic à pic est <1/6 de l’amplitude maximale
- L’algorithme utilise un compteur.
- Chaque série de 12 amplitudes pic à pic est évaluée à l’aide d’une fenêtre glissante.
- Quand le NID (Nombre d’Intervalles de Détection) est atteint, si 3 des 12 dernières séries sont classées comme du bruit, la détection est suspendue.
Programmation de l’algorithme
- Marche, Marche + Durée max, ou Arrêt.
Nominal : Marche + Durée max de 0.75 min (45 secondes) - Utilise l’EGM2 (le même que le Morpholog).
Nominal : Can-to-RVcoil - Ne s’applique jamais à la redétection (détection initiale seulement).
Interrogation des mémoires
En résumé
Alerte d’intégrité de la sonde ventriculaire droite (LIA)
Programmation
Programmable : marche/arrêt
Épisodes Non soutenus de Fréquence Élevée (High Rate-NS episodes)
- Si les critères d’impédances et de nombres d’intervalles VV courts sont satisfaits, le défibrillateur modifie le critère pour l’enregistrement des épisodes non soutenus de fréquence élevée, permettant l’enregistrement d’1 épisode avec EGM si 1 seul intervalle VV < 220 ms survient.
- Après 1 épisode non soutenu de fréquence élevée, le défibrillateur ajuste automatiquement l’enregistrement de l’EGM pré-détection pour 1 mois.
Alertes et observations
En résumé
- Alerte précoce montrant le dysfonctionnement de la sonde et extension du délai de détection des épisodes de FV en attendant la ré-intervention sur la sonde
- Identification due au bruit et possibilité de retenir les thérapies
Discrimination dans la zone de FV
Principe de fonctionnement :
La durée maximale programmable qui correspond à une horloge maximale de discrimination (même si l’appareil détecte une TSV, les thérapies sont délivrées si l’épisode dépasse cette durée programmée) n’était programmable que dans la zone de TV.
Dans la nouvelle plateforme, cette horloge est programmable dans la zone de FV jusqu’à la limite de TSV.
Programmation de l’algorithme
En résumé
Combinaison PR Logic et Wavelet
Combine la morphologie et la reconnaissance des séquences A-V pour mieux distinguer tous les types de TSV.
Principe de fonctionnement
Confirmation +
Principe de fonctionnement
Cet algorithme a 2 objectifs principaux :
- Identifier précocement l’arrêt d’une tachycardie pendant la charge par un ATP ou spontanément pour éviter une charge complète.
- Identifier l’arrêt d’un épisode de FV pour éviter la survenue de chocs inappropriés sur des événements isolés (ex ESVs) à la fin de la charge.
Programmation
Programmable marche/arrêt
En résumé
