Dispositifs médicaux utilisés

en cardiologie

E. DELANDE, O.HANAFIA et A.MOYON

Internes en pharmacie Hospitalière.

Année 2014-2015

Sommaire

Rôle et fonctionnement du cœur.

Interventions chirurgicales en cardiologie

Cas particulier: pontage aorto-coronarien.

Principe et fonctionnement de la circulation extracorporelle (CEC)

DM impliqués dans les valvuloplasties

DM impliqués dans la greffe cardiaque

Pompes cardiaques

Cœurs artificiels

Rôle et fonctionnement du cœur

Les 4 cavités cardiaques sont chargées de pomper environ 8.000 litres de sang

par jour.

Le système électrique du cœur

L'électrocardiogramme enregistre une succession de séquences de l'activité électrique du cœur, représentées par

des ondes nommées P (contraction des oreillettes), QRS (contraction des ventricules) et T (repolarisation des

ventricules).

Interventions chirurgicales en cardiologie:

•Indications: Interventions chirurgicales sur le cœur (organe isolé, immobile et

exsangue)

–Pontage aorto-coronarien

–Remplacement valvulaire

–Malformations cardiaques congénitales

–Embolectomie

–Intervention sur l’aorte

–Greffe cardiaque

–Cœur artificiel

–,,,

•Intervention chirurgicales nécessitant la mise en place d’une CEC

Pontage aorto-coronarien

Dériver les zones sténosées sur les artères coronaires en réalisant un

« by-pass »

- le pontage veineux aorto-coronarien avec utilisation de la

veine saphène interne (prélevée à la cuisse).

- le pontage mammaire: l'artère mammaire interne est

prélevée à la face postérieure du sternum.

Technique dite à cœur battant, sans CEC (utilisant des stabilisateurs

cardiaques)

Avantages: mortalité et morbidité moindre , et une extension

des indications dans le cas de mauvais terrains chirurgicaux (études

en cours).

CEC : circuit

Oxygénateur : remplace l’activité du poumon

Pompe : remplace l’activité du ventricule gauche

Echangeur thermique

Rôle de réchauffement du sang avant réinjection dans l’aorte du patient

Rôle de refroidissement du cœur

Canules : Rôle de connexion

Pompe Biomedicus (Medtronic)

• 1ère administration : dès

clampage de l’aorte

administration lente et contrôlée par

perfusionniste pour éviter choc

cardiogénique

• Puis administration régulière (30-

40min)

• Efficacité: mise en évidence du

«repos myocardique» sur le scope

• Hypothermie:

Administration d’1L de sérum

à 4°C dans les coronaires

Échangeur thermique:

maintient de la température

corporelle à 33°C

Consommation cardiaque

d’O2 diminuée

• Hyperkaliémie:

Saturation du système en ions K+

Arrêt de l’activité électrique du cœur

CEC et complications

• Remplissage circuit CEC par solutés (1,2 à 1,4L)

Forte hémodilution

• Contact du sang avec:

air (niveau site opération)

Surfaces exogènes (dans circuit)

• Réaction inflammatoire systémique

• Perturbations de l’hémostase

• Ischémie tissulaire

• Troubles neurologiques

• Aggravation d’une IR latente

…

Evolutions technologiques

• Limitation de l’hypothermie générale

• Limitation des micro embolies (filtres artériels)

• Amélioration de la biocompatibilités des revêtements

• Tentatives de CEC pulsées

• Mini-CEC: circuit limité au strict nécessaire

Réduction du volume du circuit à 0,5L

Système clos (aucun contact air-sang)

Tuyaux biocompatibles et enduits d’héparine.

ECMO : oxygénation par membrane

extracorporelle

Technique d’assistance respiratoire

suppléance de poumons défaillants.

Shunt « veino-veineux » permettant

oxygénation et décarboxylation du sang

Utilisés au lit du malade (matériel portatif)

Hors des blocs opératoires, dans service

de réanimation +++

Possible lorsque fonction ventriculaire

gauche est normale

Indications: Syndrome de défaillance respiratoire aigue +++

Polytraumatisme

Canulation périphérique “veino-veineux”

Matériaux : Polyuréthane biocompatible et souple

Pompe centrifuge +++ 1 seule pompe par circuit:

force motrice Matériel miniaturisé

mobilité patient

Révolution®

Biopump®

Rotaflow®

Deltastream®

La valvuloplastie cardiaque

1. Rappel physiologique des valves

2. Les valvulopathies cardiaques

3. La valvuloplastie cardiaque

4. Les valves biologiques

5. Les valves mécaniques

6. Les valves trans-fémorales

7. Les conduits valvés et les anneaux pour valvuloplastie

8. Complication et surveillance après la pose

9. Traçabilité et financement

10.Les critères de choix des valves cardiaques

Rappel physiologique des valves

Structure élastique, non contractile, empêchant le reflux du sang d’une cavité

cardiaque vers une autre,

4 valves :

• Tricuspide (entre OD et VD)

• Mitrale ( entre OG et VG)

• Pulmonaire ( entre VD et Art Pulmonaire)

• Aortique (entre VG et Aorte)

Les valvulopathies cardiaques

Valvulopathie : défaut d’ouverture ou de fermeture des valves cardiaques

Evolution : Insuffisance cardiaque, trouble du rythme, endocardite

Etiologie : rhumatismale, dégénérative ou médicamenteuse (benfluorex retiré 2009)

Diagnostic : souffle cardiaque + échographie cardiaque + doppler

Traitement chirurgicale : remplacement de la valve défectueuse

Environ 10 000 valvuloplastie par an en France.

La valvuloplastie cardiaque

But : remplacer une valve cardiaque endommagée par technique chirurgicale

Utilisation de prothèses :

Valves biologiques

Valves mécaniques

Valves trans-fémorales

Les valves biologiques

Avec Armature :

Matériaux : valves porcines ou tissu péricardique (bovin ou équin)

traité par glutaraldéhyde (augmentation de la durabilité mais aussi

augmentation de la calcification) +/- par acide oléique alpha ->

diminution de la calcification,

Armature : polymère ou alliage de métaux -> mise en place plus facile

mais performances hémodynamiques réduites

Sans armature ( Stentless ) :

Avantage : Meilleur hémodynamique

Inconvénient : mise en place longue et difficile

2500€

Sans suture ( Sutureless ) :

Avantage :

Meilleur hémodynamique

Mise en place rapide et facile (3 points de suture et déploiement rapide)

Inconvénient : Prix (4 fois plus cher que les valves classiques)

Diminution du temps de l’intervention

10 000€

Les valves mécaniques

A bille :

Matériaux : Cage métallique (stellite = acier), bille en silastic® (silicone ultra résistant) et

anneaux en téflon®.

A disque oscillant :

Matériaux : disque central en carbone et anneau en titane recouvert de téflon®

A double ailette

Matériaux : Ailette en carbone et anneau en titane recouvert de téflon®.

2500€

Valves à bille : premières valves mécaniques utilisées, moins utilisées de nos jours car :

Mauvaise hémodynamique

Obstructive

Thromboemboligène +++

Valves à disque oscillant :

Flux hémodynamique meilleur mais non laminaire

Thrombogénicité moindre

Nécessite de faire attention au sens d’implantation

Valves à double ailette : Les dernières générations et les plus utilisées

Flux hémodynamique quasi laminaire

Thrombogénicité moindre

Nécessite une orientation optimale non modifiable

Avantages :

Durée de vie très longue ( à vie )

Inconvénients :

Fort risque thrombogène

Bruit de la valve handicapant.

Les valves trans-fémorales (TAVI)

Technique d’implantation le plus souvent par voie fémorale rétrograde.

Technique chirurgicale moins invasives utilisée chez des patients jugés inopérables.

Nécessite un abord vasculaire de bon calibre

Pas de CEC.

Seul les valves biologiques sont utilisables ( car compressible)

Intervention deux fois plus couteuse que par technique conventionnelle.

Possibilité de repositionnement de la valve.

20 000€

https://www.youtube.com/watch?v=q6erYCbZGMQ

Les conduits valvés

Remplacement de la valve et de l’aorte ascendante.

La valve peut être biologique ou mécanique.

Les anneaux pour valvuloplastie

Permettent de remodeler l’anneau valvulaire afin d’améliorer l’occlusion valvulaire

lorsque celle-ci a un défaut de fermeture.

Les anneaux peuvent être rigide, semi-rigide ou souple.

1000 €

3000 €

Complications et Surveillance après la

pose

Risque thromboembolique : plus fréquent pour les valves mécaniques

qui nécessiteront un traitement anticoagulant à vie.

Risque hémorragique du à la prise des anticoagulants

Risque infectieux : Endocardites infectieuses graves et parfois mortelle.

Risque de désinsertion avec les valves trans-fémorales. (5% des cas)

Risque de dégénérescence des valves biologiques au bout de 10 à 15

ans. (inévitable du fait des matériaux utilisé)

Traçabilité et financement

Depuis janvier 2003, la traçabilité sanitaire des valves cardiaque est obligatoire par application des circulaire du 5 janvier 1993 et du 20 décembre 1994.

Les valves biologiques et mécaniques classiques sont intégrées au GHS. C’est également le cas des valves suturless malgré leur prix plus cher

Les valves trans-fémorales font l’objet d’un GHS dédié (GHS + Hors T2A)

Les conduits valvés et les anneaux pour valvuloplastie sont facturable en sus du GHS.

Les critères de choix des valves

cardiaques

Age du patient :

Sujet jeune(<65 ans) = prothèse mécanique résistante à vie

Sujet âgés (>65ans) = prothèse biologique de durée de vie de 10/15 ans

Sujet âgés inopérables = prothèse trans-fémoral

Observance du patient aux traitements anticoagulants lors de la pose de valves

cardiaques mécaniques.

Contre indications aux traitements anticoagulants (femme enceinte… ) pour les

valves mécaniques

Question religieuse (musulman)

Résistance du patient au bruit des valves mécaniques.

ET SURTOUT : Volonté du patient.

Pompes et cœurs artificiels

1. Fonction de pompe cardiaque

2. Cardiopathies nécessitants une greffe

3. Pompes cardiaques

4. Cœurs artificiels

5. Complication et surveillance après la pose

6. Traçabilité et financement

7. Les critères de choix des pompes

Fonction de pompe cardiaque

Fonction moteur de la circulation sanguine

La pression dans le ventricule gauche du cœur est comprise entre1,33 kPa et 16

kPa et entre 0,667 kPa et 3,33 kPa dans le ventricule droit.

La vitesse d’écoulement du sang chez un adulte normal au repos est de 5 L/min et

peut monter jusqu’à 25 L/min

Cardiopathies

Etiologies : maladies coronaires et l’hypertension artérielle

Patients porteurs d’insuffisance cardiaque grave et irréversible à espérance de vie

limitée,

Maladies cardiovasculaires graves

sans autre alternative thérapeutique

Complications: troubles du rythme, les accidents thromboemboliques et l’insuffisance

rénale.

Bilan médical et psychologique liste de transplantation

Greffe cardiaque

La greffe cardiaque ou transplantation cardiaque est une intervention

chirurgicale consistant à remplacer un cœur malade par un cœur sain, prélevé sur

un donneur.

La première transplantation cardiaque a été faite par Christian Barnard, en Afrique

du Sud (1967),

Quasi intégralité du cœur du receveur est ôtée après mise en place d'une CEC,

seul le toit de l'oreillette gauche est conservé,

Faible disponibilité des greffons don d’organes; 3500 transplantations/an dans le

monde pour 100 000 demandes,

En France: 800 candidats à la greffe inscrits sur liste d'attente, moins de 300

peuvent en bénéficier chaque année.

Critères très stricts d’éligibilité,

Pompe cardiaque ou dispositif

d’assistance ventriculaire

Posé le plus souvent en attente d’un cœur compatible

pompe mécanique assurant le débit cardiaque pendant, parfois, plusieurs mois

4 500 opérations annuellement en France

ne remplace pas le cœur natif du corps humain mais vient se greffer à ce dernier de

manière à l'assister dans l'exécution de ses fonctions moteur et circulatoire

respectivement DAVD et DAVG

Pulsatile ou en continu, pneumatique ou mécanique , revêtement lisse ou poreux

Thoratec, Abiomed placés à l’extérieur

HeartMate XVE

Pompe cardiaque ou dispositif

d’assistance ventriculaire

l’AB 5000 d’ABI

Cœur artificiel

Principaux obstacles:

autonomie

taille de la prothèse

risques d'infections liés au câble percutanés d'alimentation

risques thromboemboliques

En 1986, les professeurs Alain Carpentier et Gilles Dreyfus procèdent à la première

transplantation d’un patient sous cœur artificiel en Europe

Pompe remplace totalement le cœur malade qui est enlevé

Les premiers modèles étaient de type pulsatile, imitant la contraction rythmique du

cœur.

Les modèles les plus récents sont à flux continu, le débit étant assuré par une

pompe rotative

Cœur artificiel

Les cœurs artificiels comprennent au minimum 2 ventricules et viennent remplacer les

ventricules natifs

Cœur artificiel, type Jarvik-7: Cœur pneumatique à diaphragme, 40kg, 1982

Novacor, Toratech

Cœur artificiel total, réservé aux malades graves. Le chirurgien laisse généralement les

oreillettes en place et y connecte les ventricules automatiques ainsi qu'avec les

vaisseaux.

Avantage : aucun risque de rejet par le système immunitaire matériaux

biologiquement inertes.

Inconvénients : risques thromboemboliques.

Cœur artificiel

L’Abiocor constitué de trois parties, mis au point par la société américaine Abiomed,

qui a obtenu en septembre 2006 une autorisation de la FDA,

Cœur totalement artificiel de la société CARMAT décembre 2013, électromécanique,

totalement biosynthétique, 900 g,

http://www.dailymotion.com/video/k78kqUFYictAst44KAj

Encore en développement, en 2011, au Texas Heart Institute de Houston, le « cœur

sans battement » utilise deux rotors, qui tournent pour faire circuler le sang en continu.

Complications et surveillances

Greffes:

Complications infectieuses secondaires à la chirurgie ou à l’immunodépression induite par le ttt,

Problème de rejet: réaction hvg Immunosuppresseur (Cyclosporine), biopsie endomyocardique

Survenue d'un cancer

À moyen terme, apparaît un athérome du greffon

Cœur artificiels e DAV:

Saignements, AVC ttt anticoagulant

Infections (sorties des câbles)

Dispositifs à flux continu: troubles de coagulation (MDW acquise), insuffisance aortique

Traçabilité et financement

Coût :

Transplantation cardiaque : 250 000 €,

Le prix moyen des cœurs artificiels se situe autour de 25 958 €.

Cœur artificiel total: entre 140 000 € et 180 000 €,

Critère de choix des pompes et cœur

artificiels

Taille du patient (volume, place)

Performance de la pompe : support ou remplacement du cœur

Nécessité de moduler le flux en fonction de l’activité

Fiabilité (2 ans)

Choix du patient (batterie transportable ou

Merci de votre attention