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Assistance circulatoire et cœur artiﬁciel D Loisance Résumé. – Deux types de po

Assistance circulatoire et cœur artiﬁciel D Loisance Résumé. – Deux types de pompes, occlusives ou non occlusives, sont actuellement utilisés dans divers montages, intra- ou paracorporels, permettant une assistance mono- ou biventriculaire, de courte durée ou de durée très prolongée (mois, années). Ils permettent de couvrir l’essentiel des indications d’assistance mécanique de la circulation (attente de la greffe ou de la récupération de la fonction cardiaque native, implantation déﬁnitive), chez les malades en insuffisance cardiaque avancée, avec ou sans choc cardiogénique. Ces divers systèmes préparent en réalité l’utilisation du cœur artiﬁciel idéal, en cours de développement. © 2001 Editions Scientiﬁques et Médicales Elsevier SAS. Tous droits réservés. Mots-clés : choc cardiogénique, assistance mécanique de circulation, transplantation cardiaque. Introduction Près de 40 ans de développement technologique, 20 ans d’une recherche clinique difficile, ont permis la mise au point de procédures d’assistance mécanique de la circulation (AMC) reproductibles, efficaces chez les patients présentant les formes les plus variées de défaillance cardiaque grave. Elles permettent aujourd’hui un traitement efficace, tant pour l’attente d’une transplantation difficilement réalisable du fait de la pénurie de greffons ou l’attente de la récupération de la fonction native, que pour permettre, par une implantation déﬁnitive, une survie prolongée. Néanmoins, le cœur artiﬁciel idéal n’existe toujours pas. Techniques CONTREPULSION DIASTOLIQUE Introduite en clinique humaine au début des années 1970, la contrepulsion diastolique, par ballon intra-aortique, est un système d’assistance circulatoire synchrone à l’activité cardiaque. Un cathéter, muni d’un ballonnet, est introduit par voie artérielle fémorale, aujourd’hui par voie percutanée, dans l’aorte thoracique descendante. La déﬂation du ballon durant la systole réduit l’impédance aortique et le travail développé par le ventricule gauche. Son inﬂation en diastole entraîne une élévation de la pression de perfusion coronaire et du débit coronaire. Ainsi s’installe un nouvel équilibre énergétique apport/consommation au niveau du myocarde, nouvel équilibre bénéﬁque dans toutes les situations de souffrance ischémique : menace d’infarctus du myocarde, angor évolutif non calmé par les traitements pharmacologiques, foyers ischémiques imbriqués dans la nécrose myocardique constituée ou siégeant à distance de celle-ci. La contrepulsion diastolique agit également au niveau des conséquences mécaniques de l’infarctus Daniel Loisance : Chirurgien des hôpitaux de Paris, directeur de l’UPRES-A 7054 CNRS « Thérapeutiques substitutives du cœur et des vaisseaux » et de l’Association Claude-Bernard, centre de recherche des transplantations cardiaques, service de chirurgie thoracique et cardiovasculaire, hôpital Henri-Mondor, 51, avenue du Maréchal-De-Lattre-De-Tassigny, 94010 Créteil cedex, France. compliqué de rupture septale ou d’insuffisance mitrale : il permet une réduction du volume du shunt gauche-droit dans le premier cas, de la régurgitation mitrale dans le second cas, permettant une diminution de la surcharge pulmonaire. Cette technique connaît cependant de sévères limitations : difficulté, voire impossibilité de l’insertion du ballon dans un axe aorto- iliaque très remanié, surtout inefficacité de l’activation du ballon dans les situations hémodynamiques où celle-ci est la plus souhaitable : arrêt cardiaque, ﬁbrillation ventriculaire, pression aortique moyenne insuffisante. CIRCULATION EXTRACORPORELLE D’ASSISTANCE Cette technique d’assistance reprend les principes de la circulation extracorporelle (CEC) utilisée quotidiennement en chirurgie cardiaque. La seule originalité réside d’une part dans la compacité du circuit, rendant sa mobilisation aisée, d’autre part dans le système de canulation, canulation percutanée des axes artériel et veineux périphériques, autorisant une mise en œuvre rapide sans geste chirurgical. Le système permet une prise en charge pratiquement complète de la circulation et de la fonction pulmonaire, assurant ainsi une perfusion viscérale de qualité [15]. Comme toute CEC, le système n’est utilisable que pendant des périodes courtes, de l’ordre de quelques heures. En effet, il est responsable d’une formidable stimulation de la réponse inﬂammatoire et de la coagulation, imposant l’anticoagulation complète, d’un traumatisme sanguin responsable d’une hémolyse, d’une thrombopénie, bref, de tous les problèmes rencontrés en chirurgie cardiaque. L’intérêt de la CEC comme technique de récupération ventriculaire a été démontré très tôt, essentiellement en chirurgie cardiaque. La conduite de la CEC, associée à une bonne décharge ventriculaire, permet la récupération rapide du myocarde ischémique. Les premières utilisations dans une atmosphère médicale, réalisées au début des années 1970, ont bien montré l’intérêt réel de la méthode : la prise en charge immédiate et complète de la fonction cardiaque, mais ses limites : lourdeur technique, risque hémorragique, brièveté de la période d’assistance autorisée. Les progrès technologiques, dans le domaine des pompes artérielles, des tubulures de l’oxygénateur et de la méthode de canulation percutanée ont simpliﬁé la mise en œuvre et la surveillance du système. Elle n’a Encyclopédie Médico-Chirurgicale 11-038-E-10 11-038-E-10 Toute référence à cet article doit porter la mention : Loisance D. Assistance circulatoire et cœur artiﬁciel. Encycl Méd Chir (Editions Scientiﬁques et Médicales Elsevier SAS, Paris, tous droits réservés), Cardiologie, 11-038-E-10, 2001, 6 p. cependant que peu modiﬁé les conséquences biologiques des pompes et de l’oxygénateur [2]. La durée autorisée de fonctionnement reste limitée à quelques heures. POMPES AXIALES ENDOVENTRICULAIRES Leur principe est celui de la « vis de meunier » (ﬁg 1). Une hélice entraînée à très grande vitesse (de 10 000 à 30 000 tours/min) assure un déplacement de volume sanguin de l’amont vers l’aval. L’hélice est ﬁxée sur un câble introduit par voie rétrograde dans l’aorte (Jomed) ou dans le ventricule gauche (Hemopump) ou droit (aMed, Impella). Le câble lui-même est entraîné par un électroaimant, placé à côté du patient. Curieusement, l’efficacité de la pompe est optimale en termes purement mécaniques. L’avantage des dispositifs utilisant ce principe est donc le caractère compact du système, la rapidité de la mise en œuvre et la simplicité du fonctionnement [10]. Le résultat est la décharge ventriculaire, réalisée quel que soit l’état de celui-ci et son corollaire, la réduction des dimensions ventriculaires, la régression de la fuite mitrale. Le débit assuré, continu, est directement fonction des pressions de remplissage en amont, des résistances périphériques en aval. L’inconvénient majeur de ces dispositifs est le caractère limité du débit délivré (2,5 à 3,5 L/min), le traumatisme sanguin lors de la prolongation au-delà de quelques heures de l’utilisation, particulièrement délétère chez un patient en état de choc, à la fonction rénale altérée [16]. L’aspect le plus intéressant de ces systèmes, aujourd’hui essentiellement utilisés dans une perspective de prévention du bas débit cardiaque (dilatation à risque, chirurgie coronaire à cœur battant) est la démonstration de l’intérêt du concept de pompe axiale lui-même. Celui-ci est désormais appliqué dans les systèmes de dérivations ventriculaires. DÉRIVATIONS VENTRICULAIRES Les dérivations ventriculaires sont constituées par un circuit extra- anatomique (ﬁg 2) comprenant des canules, une tubulure et une pompe, réalisant un court-circuit du ou des ventricules [9]. Selon l’implantation des canules d’admission, on parle de dérivation auriculoaortique ou ventriculoaortique. La réinjection peut se faire dans l’aorte initiale ou l’aorte descendante, thoracique ou abdominale. Selon la localisation de la pompe, on parle de dérivation intracorporelle, thoracique ou abdominale ou de dérivation paracorporelle. De même, on distingue les dérivations monoventriculaires, gauche ou droite, des dérivations biventriculaires (ﬁg 3). Enﬁn, selon le niveau de débit dans le circuit de dérivation, on parle de dérivation d’assistance ou de dérivation de suppléance totale. Le type et le mode d’activation de la pompe sont très divers. La pompe peut être une pompe centrifuge, identique à celle utilisée dans la CEC ou une pompe axiale déjà présentée. Le débit est alors un débit continu. Elle peut être une pompe volumétrique, occlusive, à diaphragme (ﬁg 4), celui-ci étant actionné par le déplacement d’un plateau ou d’un volume gazeux, ou être un sac animé par le déplacement d’un gaz ou d’un plateau. Dans ce cas, le débit assuré est pulsatile. L’activation de la pompe peut être indépendante de 1 Pompe axiale reposant sur le principe de la « vis de meunier », qui a permis l’hémopompe et permet aujourd’hui le Jarvik. AO OG G AP OD AO APEX G D AP OD Toit OG AO G D 3 Dérivations ventriculaires. De gauche à droite : isolée gauche, atrio- aortique ; biventriculaires avec canula- tion apicale ou ventriculaire. 2 Diverses modalités de décharge du ventricule gau- che : auriculaire gauche ; transauriculaire droite ; ventriculaire directe, api- cale ou indirecte, transmi- trale ou transaortique. 11-038-E-10 Assistance circulatoire et cœur artiﬁciel Cardiologie 2 l’activité cardiaque (mode asynchrone), la vidange ventriculaire assurée au terme de la période de remplissage, ou asservie à l’activité cardiaque, la systole artiﬁcielle étant déclenchée par le signal du ventricule natif à un moment réglable du cycle cardiaque (en diastole éventuellement). L’activation peut être pneumatique, électrique, électromécanique ou électrohydraulique. Le type de l’activateur et de la nature de la source d’énergie conditionnent l’implantabilité de la pompe et de l’ensemble du circuit de dérivation. Ainsi peut-on opposer la dérivation à pompe centrifuge ou pneumatique, paracorporelle, utilisable pendant quelques jours ou semaines, à la dérivation électromagnétique, totalement implantable, utilisable pendant des mois, voire des années, sans dommage (ﬁg 5A, B) [13]. Dans tous les cas, le débit réalisable dans le circuit paracardiaque est contrôlé essentiellement par la qualité du drainage auriculaire ou ventriculaire. Dans les conditions optimales, la totalité du débit cardiaque est assurée par la machine, les ventricules naturels restant soit battants mais non éjectants, soit ﬁbrillants. Il est à noter que la uploads/Sante/ assistance-circulatoire-et-coeur-artificiel.pdf