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
• 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€
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
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