L’évolution vers un cœur nouveau
La médecine ne cesse de progresser et cela depuis de nombreuses années. La recherche a permis de sauver de nombreux cœurs et les vies qui vont avec.
La circulation extra-corporel (CEC) et le dispositif d'assistance ventriculaire (DAV) ont révolutionné la chirurgie cardiaque. Nous nous intéresserons à leur fonctionnement et leur capacité à aider les patients.
La Circulation Extra - Corporelle
La CEC, appelée, Circulation Extra-Corporelle est une dérivation de la circulation sanguine dans le cœur et
dans les poumons en dehors du corps (dans une grosse machine, ci-dessus)
Le premier dispositif de la CEC a été élaboré et utilisé en 1953 par John Heymans Gibbon. Depuis les années 70, ce système est devenu indispensable pour les chirurgiens. Néanmoins, c'est un solution temporaire (environ 1h30), on utilise ce système uniquement lors d'une greffe ou d'une intervention cardiaque et/ou pulmonaire. Elle permet de «remplacer» le cœur lors de l'intervention car il était très difficile, même impossible d'opérer sur un cœur qui bat.
La CEC est composée de trois pièces principales :
- L'oxygénateur permet d'assurer la fonction pulmonaire en oxygénant le sang. Ces échanges de gaz se font à travers une membrane qui sépare le sang de l'oxygène. A la sortie de l'oxygénateur, le sang a perdu son gaz carbonique et s'est enrichi en oxygène.
- Une pompe propulse le sang avec une pression (artérielle) et un débit (cardiaque) réglable en fonction du cœur du patient. La pression artérielle se mesure en mercure (Hg) et désigne la pression la plus forte subie dans l'aorte et est comprise entre 12 et 8 cm Hg. Le débit cardiaque est la quantité de sang éjectée par les ventricules. C'est donc le volume éjecté à chaque battement multiplié par la fréquence en minute. Chez l'homme, cela correspond environ à 5 litres/min au repos.
- Un échangeur thermique qui permet de réchauffer ou de refroidir le sang
La circulation extra-corporelle étant mise en place, on peut "arrêter le cœur" du patient. On pratique un clampage aortique qui à l'aide d'une grosse pince, pince l'aorte au-dessus de la canule.
Le cœur n'est plus irrigué en sang donc crée une insuffisance de
la circulation sanguine (ischémie). Afin d'éviter tout arrêt cardiaque, on réalise une cardioplégie d'environ une heure.
Celle-ci consiste à injecter un liquide riche en potassium dans les coronaires.
Une fois associé avec le sodium, le potassium
permet la contraction des muscles, et notamment du cœur.
Il est donc essentiel à la santé cardiovasculaire et il a également un rôle au niveau des protéines et des glucides.
Le taux de potassium, appelé kaliémie, doit être équilibré pour assurer le bon fonctionnement du cœur. Un taux normal se situe généralement entre
3,5 et 5 millimoles par litre.
La surveillance de la cardioplégie est basée simplement sur l'électrocardiogramme qui doit être plat (comme sur la photo ci-contre) et qui témoigne donc d'aucune activité électrique du cœur. Une fois l'intervention cardiaque réalisée, on effectue un déclemplage aortique (i.e on enlève les pinces du clampage afin que le cœur soit de nouveau irrigué)
Le sang irrigue de nouveau l'artère et les coronaires, le coeur reprend alors son activité.
Néanmoins, dans certains cas, le cœur fibrille -contraction anormale des oreillettes- (photo ci-contre) et un choc électrique est donc nécessaire pour lui redonner un rythme normal.
Dans d'autres cas, le cœur est immobile et ne se contracte pas. On utilise donc un pacemaker temporaire afin de stimuler le cœur ce qui fera donc apparaitre des spikes sur l’électrocardiogramme.
Ensuite, la CEC diminue progressivement jusqu'à ce que le cœur reprenne totalement en charge le débit cardiaque.
De plus, des systèmes d'aspiration du sang permettent de le récupérer dans toute la zone opérée puis de le réinjecter après filtrage dans le circuit. La transfusion de l'intégralité du sang contenu dans le circuit et l'utilisation d'un récupérateur-laveur de globules rouges (Cell Saver) ont permis de réduire considérablement les besoins de transfusion sanguine.
Néanmoins, la mise en place de la circulation extra-corporelle prend beaucoup de temps et est très difficile à mettre en place. Les multiples branchements et les difficultés à effectuer les raccords avec le corps du patient en restreint le nombre de patients potentiels.
L'usage de la CEC est donc déconseillé aux personnes ayant plus de 65 ans ou aux personnes ayant des chances de survies infimes.
De plus, cette technique présente
certains risques majeurs tel que l'infection, les troubles de la coagulation et l'intoxication. Afin d'éviter tout risque de coagulation, un anti-coagulant comme l'héparine est nécessaire pour éviter la formation de caillot de sang dans le circuit.
Le patient est sous anesthésie (générale) et est donc gêné par la machine qui est très lourde. La surveillance très rapprochée de l'équipe médicale peut être également gênante pour le patient.
La CEC a évolué notamment en devenant mobile, transportable dans les camions de pompier et également chez les patients victimes d'arrêt cardiaque.
Cela a permis de sauver 156 patients en 2015 grâce à l'intervention des pompiers en dehors de l'hôpital ; d'après l'interview de Bernard Poirette sur RTL.
Néanmoins, cela ne correspond pas à tous les patients; seulement ceux où le massage cardiaque a été réalisé rapidement après un arrêt cardiaque.
Cette action est mise aussi en place par les pompiers de Paris , et permet de protéger le cerveau des victimes et de réparer le cœur des patients.
La mise en place de cette nouvelle machine portative a permis de sauver au moins + 30% des arrêts cardiaques.
Dispositif d’assistance ventriculaire
Le Dispositif d’Assistance Ventriculaire (DAV) autrement dit Heartware est une pompe mécanique aidant à la circulation cardiaque chez les patients implantés. Le médecin Michael DeBakey est le premier à avoir implanté ce dispositif sur un être humain. Le DAV que l'on connait à l'heure actuelle a nettement changé par rapport à celui-ci. (photo ci-contre)
Le dispositif d'assistance ventriculaire se met en marche lorsqu'une des pompes du coeur est défaillante. Celui-ci va alors permettre l'augmentation du volume du sang circulant dans l'organisme. Le dispositif assiste le ventricule gauche, ou le ventricule droit ou les deux. Et va permettre de remplacer la fonction de pompage du coeur pour une période ou alors à vie
Hearware est implanté à la pointe du myocarde, l'appareil va alors pomper le sang dans le ventricule gauche que le coeur n'est plus apte à éjecter dans l'organisme et l'acheminé jusqu'à l'aorte par un tube.
Le DAV se compose d'une pompe rotative possèdant un impulseur permettant de faire circuler le sang et de créer un débit sanguin, et d'un câble qui relie les éléments entre eux, ansi qu'une unité de contrôle, celle-ci est portée par le patient au niveau de la ceinture. Cet élément externe permet de contrôler et de réguler la pompe.
Il est aussi constitué d'un tube de dacron polyester qui achemine le sang dans l'aorte. Le polyester appartient à la famille des fibres synthétiques. Il sert en général à la création de fibres de textile synthétique. Le groupe "este" est un groupe caractéristique en chimie organique. Il est présent plusieurs fois dans la molécule d'où le terme "poly".
Structure du polyester
L'écriture topologique de la structure de polyester est composée de crochets qui l'entourent car le motif se répète n fois.
De nombreux avantages existent pour cet appareil, certes les greffes de cœurs augmentent mais elles restent encore peu nombreuses pour les patients en attente d'un cœur. En 2012, il y a eu 397 greffes cardiaques contre 477 en 2016 en France. Ce dispositif reste alors une chance pour ces patients.
Ce dispositif présente également un autre avantage car il est équipé d'une pompe intra-péricardique et donc plus pratique pour le patient.
Cependant, il existe des inconvénients tels que la sortie de câble par l'abdomen. Le patient est donc exposé à un risque infectieux important. De plus, la durée d'autonomie des batteries reste très faible (environ 4 à 6 heures).
