Fiche de révision : Introduction à l’électrophysiologie cardiaque

📋 Plan du Cours

1. Introduction à l’électrophysiologie cardiaque
2. Anatomie et rôle du cœur
3. Conduction électrique et système spécialisé
4. Troubles du rythme cardiaque et classifications
5. Mort subite cardiaque et conduite à tenir
6. Système de pacemaker et objectifs
7. Architecture et fonctionnement du pacemaker
8. Sensing, seuil de capture et filtrage
9. Fonctions avancées et pacing rate responsive
10. Modes de stimulation en double chambre

📖 1. Introduction à l’électrophysiologie cardiaque

🔑 Notions clés & Définitions

• Électrophysiologie cardiaque : Branche de la cardiologie qui étudie l’activité électrique du cœur et ses troubles pour comprendre et traiter le rythme cardiaque.
• Gestion du rythme cardiaque : Ensemble des approches visant à surveiller, corriger et programmer l’activité électrique afin d’améliorer la stabilité du rythme.
• Pacemaker : Dispositif implantable qui délivre des impulsions électriques pour maintenir ou restaurer un rythme cardiaque adéquat.
• Défibrillateur implantable : Dispositif implantable conçu pour détecter des rythmes dangereux et délivrer une thérapie afin de prévenir la mort subite.

📝 Points essentiels

• Le module présente une progression allant des bases d’électrophysiologie aux notions de pacemaker, puis aux ICD/CRT, avant la programmation et les tendances.
• Le cœur est un organe-pompe dont l’activité électrique conditionne le rythme et donc les indications de dispositifs implantables.
• Le cours situe l’électrophysiologie dans un contexte clinique chiffré : environ 46 000 morts subites cardiaques par an en France.
• Le cours donne des ordres de grandeur de patients : environ 350 000 patients porteurs d’un pacemaker en France et environ 70 000 nouveaux patients par an.
• Le cours rappelle que le pacemaker et la « pile cardiaque » désignent la même chose (affirmation vraie dans le quiz).
• Le quiz associe aussi des repères physiologiques : environ 4 à 7 litres de sang dans le corps et environ 32 à 40 millions de battements par an.

💡 Astuce mémo

Cœur = pompe + électricité : si le rythme déraille, on corrige avec pacemaker ou défibrillateur (ICD/CRT).

📖 2. Anatomie et rôle du cœur

🔑 Notions clés & Définitions

• Myocarde : Le myocarde est le muscle cardiaque, responsable des contractions qui propulsent le sang dans la circulation.
• Cardiomyocytes : Les cardiomyocytes sont les cellules contractiles du cœur, qui constituent la grande majorité du myocarde.
• Cellules conductrices : Les cellules conductrices sont une petite fraction du myocarde qui assure la propagation automatique de l’activation cardiaque.
• Cellules pacemaker : Les cellules pacemaker sont des cellules automatiques du cœur qui déclenchent périodiquement l’activité électrique.
• Circulations en série : Les circulations en série sont l’organisation où la circulation systémique et la circulation pulmonaire s’enchaînent pour oxygéner le sang.

📝 Points essentiels

• Le cœur assure le transport de l’oxygène et d’autres agents nécessaires au métabolisme cellulaire.
• Le cœur participe aussi au transport des minéraux, vitamines, glucose, leucocytes, anticorps et autres substances utiles aux cellules.
• Le cœur élimine les déchets métaboliques, notamment le CO2.
• Le myocarde se contracte de façon autonome : le cœur génère son propre rythme de battement.
• Le cœur fonctionne comme deux pompes et deux circulations en série : circulation pulmonaire puis systémique.
• La pompe gauche envoie le sang oxygéné vers les parties distales du corps, tandis que la pompe droite l’achemine vers les poumons pour y être oxygéné.

💡 Astuce mémo

Dominos : si le 1er « domino » (pacemaker) ne s’active pas, toute l’activation du myocarde ne démarre pas.

📖 3. Conduction électrique et système spécialisé

🔑 Notions clés & Définitions

• Automatisme des pacemakers : L’automatisme cardiaque correspond à la capacité de petits groupes de cellules à déclencher spontanément l’activation électrique du cœur.
• Effet domino de l’activation : L’activation cardiaque suit une propagation en chaîne où l’activation initiale conditionne le démarrage de l’activation musculaire.
• Tissu de conduction spécialisé : Le tissu de conduction spécialisé est le réseau préférentiel qui transmet rapidement l’impulsion pour coordonner la contraction.
• Nœud sinusal : Le nœud sinusal est le pacemaker naturel du cœur qui initie l’impulsion au repos.
• Nœud auriculo-ventriculaire : Le nœud auriculo-ventriculaire reçoit l’impulsion du nœud sinusal et la transmet vers le faisceau His-Purkinje.

📝 Points essentiels

• L’activation du muscle cardiaque dépend de l’automatisme de cellules pacemaker très localisées.
• Si la première “étape” n’est pas activée, l’activation musculaire ne démarre pas.
• Après un déclencheur, l’onde d’activation se propage aux cellules voisines et les active.
• La contraction débute une fois l’activation électrique propagée.
• Le trajet préférentiel de l’impulsion passe par le tissu de conduction spécialisé.
• Dans les cellules musculaires, la dépolarisation et le plateau phase sont associés à la contraction, tandis que la repolarisation est associée au relâchement; la période réfractaire est d’environ 300 ms et le seuil de dé

💡 Astuce mémo

Domino : SA node = première pièce; sans elle, pas de battement coordonné.

📖 4. Troubles du rythme cardiaque et classifications

🔑 Notions clés & Définitions

• Nœud sinusal : Le nœud sinusal est le pacemaker qui initie l’activité cardiaque et fixe une fréquence adaptée à l’effort.
• Nœud AV : Le nœud AV est une structure de conduction qui permet aux ventricules de se contracter de façon synchronisée avec les oreillettes.
• Bloc AV : Le bloc AV correspond à un trouble de la conduction entre oreillettes et ventricules, avec des degrés variables.
• Bloc de branche : Le bloc de branche est un trouble de conduction au niveau des branches du faisceau, pouvant être simple ou double.
• Tachyarythmie : La tachyarythmie regroupe les rythmes rapides, classés notamment selon leur origine (sinus, auriculaire, ventriculaire).

📝 Points essentiels

• Conduction normale : le nœud AV assure une contraction ventriculaire synchronisée avec l’activité auriculaire.
• Rythme sinusal normal : le nœud sinusal génère un rythme régulier et adapté à l’effort.
• Principaux troubles : bradycardie par dysfonction du nœud sinusal, bloc AV, et bloc de branche.
• Bloc AV : peut être classé en 1er, 2e ou 3e degré, et en simple ou double selon le faisceau atteint.
• Bloc de 3e degré : on observe des ondes P régulières sans relation avec les ondes R, avec une fréquence auriculaire à 100 bpm (600 ms) et une fréquence ventriculaire à 20 bpm (3000 ms).
• Classification des tachyarythmies selon l’origine : sinus, auriculaire (tachycardie, flutter, fibrillation), ventriculaire (tachycardie, flutter, fibrillation) et torsades de pointes (QT long).

💡 Astuce mémo

Sinus = SA (départ) ; AV = synchronise ; Bloc AV = P sans lien avec R ; Tachyarythmie = origine (sinus/auriculaire/ventriculaire) + torsades (QT long).

📖 5. Mort subite cardiaque et conduite à tenir

🔑 Notions clés & Définitions

• Mort subite cardiaque : La mort subite cardiaque est la conséquence d’un arrêt cardiaque, le plus souvent lié à une fibrillation ventriculaire.
• Fibrillation ventriculaire : La fibrillation ventriculaire est un trouble du rythme ventriculaire chaotique responsable d’un arrêt de la pompe cardiaque.
• Tachycardie ventriculaire : La tachycardie ventriculaire est un rythme ventriculaire rapide, avec QRS larges et réguliers, pouvant évoluer vers un arrêt.
• Torsades de pointes : Les torsades de pointes sont une tachycardie ventriculaire associée à un allongement de l’intervalle QT.
• Conduite à tenir : La conduite à tenir regroupe les actions immédiates visant à restaurer la circulation et à prévenir les lésions cérébrales.

📝 Points essentiels

• La mort subite cardiaque correspond à un arrêt cardiaque (arrêt de la pompe) avec conséquence de type fibrillation ventriculaire.
• Dans la mort subite cardiaque, 80% sont dues à un arrêt d’origine hyperkinétique, notamment VT ou VF.
• Environ 75% des morts subites surviennent hors de l’hôpital (OHCA) et entraînent une syncope immédiate.
• Sans massage cardiaque externe, des lésions cérébrales apparaissent vers 9 minutes après la mort subite, et le décès vers 9 minutes.
• Avec un défibrillateur externe, l’absence de massage conduit à un délai d’environ 3 minutes avant dommages cérébraux.
• Le massage cardiaque et la défibrillation précoce améliorent la survie, avec un taux passant d’environ 4,9% à 10,4% puis jusqu’à ~90% si application immédiate.

💡 Astuce mémo

OHCA = syncope immédiate; 3 min sans massage = danger, 9 min = cerveau, choc + massage = survie.

📖 6. Système de pacemaker et objectifs

🔑 Notions clés & Définitions

• Arrêt cardiaque extrahospitalier : Situation où le cœur cesse d’assurer une circulation efficace hors de l’hôpital, avec risque rapide de syncope et de lésions cérébrales.
• Défibrillateur externe automatisé : Appareil grand public qui délivre un choc à haute énergie pour interrompre une activité électrique inefficace et relancer une circulation.
• Massage cardiaque externe : Manœuvre de compression rythmée visant à maintenir une oxygénation du cerveau jusqu’à l’arrivée des secours.
• Système de pacemaker : Ensemble de composants qui corrige les anomalies de conduction cardiaque en restaurant un rythme et une synchronisation adaptés.
• Rythme physiologique : Rythme cardiaque correspondant à une activation coordonnée des cavités, permettant une contraction efficace et synchronisée.

📝 Points essentiels

• En OHCA, la SCD entraîne une syncope immédiate en l’absence de circulation efficace.
• Sans massage cardiaque externe, le délai vers des dommages cérébraux est d’environ 9 minutes après la SCD.
• Avec défibrillateur externe, l’efficacité augmente fortement si l’application est immédiate, avec des repères de l’ordre de 3 minutes pour limiter l’évolution.
• En France, on estime environ 46 000 décès liés à l’OHCA et un taux de survie d’environ 4,9% qui peut monter à 10,4% avec massage cardiaque.
• Le taux de survie peut atteindre jusqu’à ~90% avec application immédiate d’un EAD (défibrillateur externe automatisé).
• Conduite témoin en OHCA : alerter immédiatement en composant 18 ou 112, puis défibriller au plus vite avec un défibrillateur haute énergie (360 J).

💡 Astuce mémo

OHCA = Alerte 18/112 → Choc 360 J vite → Massage pour gagner du temps (cerveau).

📖 7. Architecture et fonctionnement du pacemaker

🔑 Notions clés & Définitions

• Système de pacing : Dispositif électronique implanté qui génère des impulsions pour déclencher la contraction cardiaque et s’adapte à l’activité spontanée.
• Sonde de pacing : Élément implanté dans le muscle cardiaque qui conduit à la fois les impulsions du pacemaker et les signaux cardiaques vers l’appareil.
• Pacemaker double chambre : Pacemaker utilisant deux sondes, une pour l’oreillette et une pour le ventricule, afin de coordonner les contractions.
• Électrode carbone : Électrode de stimulation avec une surface de pacing définie, située à l’extrémité de la sonde pour délivrer les impulsions.
• Batterie Li-I2 : Source d’énergie au lithium-iodure utilisée dans le pacemaker, caractérisée par une tension intrinsèque et une résistance interne variable.

📝 Points essentiels

• Un système de pacing vise à corriger les anomalies de conduction, restaurer un rythme physiologique et améliorer le débit cardiaque.
• Le pacemaker est un dispositif autonome alimenté par une batterie, qui détecte l’activité cardiaque spontanée pour inhiber ou déclencher des impulsions.
• Les impulsions sont délivrées à la partie distale d’une sonde implantée dans le muscle cardiaque.
• Le pacemaker double chambre utilise deux sondes : une en position oreillette droite et une en position ventricule droit.
• Le lead conduit les impulsions du pacemaker vers le cœur et transmet les signaux cardiaques vers l’appareil.
• La surface de pacing de l’électrode carbone est spécifiée à 2 mm², avec une pointe de 10 mm et un anneau (ring) selon la configuration décrite dans le cours.

💡 Astuce mémo

Détection→décision : le pacemaker « écoute » le rythme, puis « inhibe ou déclenche » selon ce qu’il détecte.

📖 8. Sensing, seuil de capture et filtrage

🔑 Notions clés & Définitions

• Intrinsic voltage : Tension de la batterie mesurée à vide, supposée constante dans le temps pour une pile de pacemaker.
• Résistance interne de batterie : Résistance interne de la batterie qui augmente avec le vieillissement et limite le courant disponible en fin de vie.
• RRT : Recommended Replacement Time, seuil de remplacement recommandé avant la fin de vie de la batterie.
• Seuil de capture : Valeur minimale d’énergie ou d’amplitude/durée de l’impulsion nécessaire pour déclencher une dépolarisation cardiaque efficace.
• Rhéobase : Amplitude minimale de stimulation capable d’atteindre le seuil de capture pour une durée de pulse donnée.

📝 Points essentiels

• La tension intrinsèque de batterie est donnée à Vbat = 2,8 V et reste constante au cours du temps.
• La résistance interne passe d’environ 50–100 Ω (BOL) à 20–30 kΩ (EOL), ce qui dégrade la capacité à fournir du courant.
• La capacité dépend du volume cible et de la longévité du pacemaker, avec un ordre de grandeur autour de 1000 mA·h.
• Le pacemaker définit RRT et EOL : EOL correspond à une consommation moyenne < 30 μA, et EOL-RRT > 6 mois.
• Le fonctionnement impose une tension minimale de circuit d’environ 1,6 V, et la durée typique entre 8 et 10 ans est associée à ces seuils.
• L’énergie d’une impulsion de pacing suit EPUL = VP·IHEART·t et peut s’écrire EPUL = (VP^2/RHEART)·t, donc l’énergie croît avec VP^2.

💡 Astuce mémo

Énergie = V² : si tu doubles la tension, l’énergie de pacing quadruple (et le seuil de capture fixe la valeur minimale à dépasser).

📖 9. Fonctions avancées et pacing rate responsive

🔑 Notions clés & Définitions

• Courbe de force durée : Courbe reliant la largeur d’impulsion et l’énergie nécessaire pour obtenir la capture, utilisée pour fixer les paramètres de stimulation.
• Seuil de capture : Niveau minimal d’amplitude et de durée d’impulsion permettant la capture, déterminé par un test de seuil.
• Rhéobase : Valeur minimale de stimulation (amplitude/conditions) permettant d’atteindre le seuil de capture pour une durée donnée.
• Pacing rate responsive : Mode de stimulation dont la fréquence s’adapte aux besoins du patient via une mesure physiologique, plutôt qu’à une fréquence fixe.
• Capteurs doubles : Architecture de pacemaker combinant deux capteurs pour estimer l’activité physiologique et ajuster la fréquence de stimulation.

📝 Points essentiels

• Le test de seuil utilise des impulsions de largeur variable pour trouver l’amplitude minimale de capture, ici 0,6 V à 0,6 ms.
• La détermination du seuil s’accompagne d’une marge programmée par le médecin pour sécuriser la capture.
• Le principe de pacing relie la résistance de charge (RHEART) à la tension de sortie et au circuit de commande du stimulateur.
• Le circuit de sortie comporte une phase de charge du condensateur puis une phase de décharge vers la charge lorsque l’interrupteur se ferme.
• La sensibilité se programme en mV et influence la détection : 15 mV peut empêcher la détection, 10 mV détecte le QRS, 3 mV peut provoquer un oversensing.
• Le filtrage passe-bande rejette la composante T et les myopotentiels, en ne conservant utilement la bande où se trouvent P/QRS selon la programmation.

💡 Astuce mémo

Seuil = « juste assez » (0,6 V à 0,6 ms) puis on ajoute une marge ; Sensibilité trop basse = oversensing, trop haute = pas de détection.

📖 10. Modes de stimulation en double chambre

🔑 Notions clés & Définitions

• Rythme cardiaque de base : Le rythme cardiaque minimal imposé par le pacemaker lorsque la stimulation n’est pas accélérée par les capteurs.
• Pacing à fréquence fixe : Le mode de stimulation où la fréquence de stimulation reste constante, indépendante de l’activité du patient.
• Pacemaker à fréquence responsive : Le mode de stimulation où la fréquence s’adapte aux besoins via des capteurs détectant l’activité et la respiration.
• Insuffisance chronotrope : L’incapacité du nœud sinusal à augmenter la fréquence cardiaque lors de l’effort.
• Capteur double (accéléromètre + ventilation minute) : Le dispositif utilise un capteur d’accélération et un capteur de ventilation minute pour ajuster la fréquence pendant l’exercice.

📝 Points essentiels

• Le pacemaker à double chambre peut combiner stimulation et détection dans les oreillettes et les ventricules.
• En pacing à fréquence fixe, la fréquence de stimulation ne varie pas avec l’activité quotidienne.
• En pacing rate responsive, la fréquence suit d’abord l’accéléromètre (début d’exercice), puis la ventilation minute (pendant toute la durée).
• Le capteur d’accélération détecte la fin de l’exercice et la fréquence diminue progressivement vers le rythme de base.
• La ventilation minute (MV) reflète les variations respiratoires via amplitude de respiration et fréquence respiratoire.
• Le capteur MV repose sur l’impédance thoracique : impédance élevée à l’inspiration et faible à l’expiration, avec mesure de variations de tension toutes les 125 ms.

💡 Astuce mémo

Début d’effort = G (accéléromètre) ; maintien = MV (respiration) ; fin d’effort = G → retour progressif au rythme de base.

📅 Repères chronologiques

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des capteurs en pacing rate responsive

⚠️ Pièges & confusions fréquents

1. Confondre pacemaker et défibrillateur implantable : le cours distingue la correction du rythme (pacing) et la thérapie contre les rythmes dangereux (ICD/CRT).
2. Croire que le cœur se contracte “par commande externe” : le cours insiste que le cœur génère son propre battement (automatisme).
3. Mélanger conduction et contraction : l’activation électrique se propage (domino) avant que la contraction ne démarre.
4. Interpréter un bloc AV de 3e degré comme une relation P-R : le cours dit P régulières sans relation avec R, avec fréquences auriculaires et ventriculaires données.
5. Confondre tachyarythmies par origine : le cours classe sinus/auriculaire/ventriculaire et ajoute torsades de pointes (QT long).
6. Penser que “plus de sensibilité” améliore toujours la détection : le cours indique qu’une sensibilité trop basse peut empêcher la détection, et trop élevée peut provoquer un oversensing.
7. Retenir un délai unique pour l’urgence : le cours donne 3 minutes (avec défibrillateur externe, sans massage) et 9 minutes (sans massage) avant dommages cérébraux/décès.

✅ Checklist Examen

1. Définir l’électrophysiologie cardiaque et la “gestion du rythme cardiaque”, puis citer pacemaker et défibrillateur implantable avec leur rôle respectif.
2. Expliquer le rôle du cœur comme pompe et rappeler les ordres de grandeur chiffrés donnés (morts subites/an, patients pacemaker en France, nouveaux patients/an).
3. Décrire l’organisation “2 pompes et 2 circulations en série” et préciser le rôle de la pompe gauche vs droite.
4. Distinguer cellules contractiles (cardiomyocytes, ~99%) et cellules conductrices (~1%), et relier l’idée de “domino effect” à la propagation de l’activation.
5. Nommer les structures du système de conduction (nœud sinusal/SA, nœud AV, faisceau de His, branches, fibres de Purkinje) et donner leurs fréquences de secours/rythmes d’échappement si SA échoue.
6. Relier phases de l’action potentielle à la contraction/relâchement : dépolarisation + plateau ↔ contraction, repolarisation ↔ relaxation, et rappeler la notion de période réfractaire (~300 ms).
7. Classer les troubles du rythme : bradycardie (dysfonction SA, bloc AV, bloc de branche) et tachyarythmies selon l’origine (sinus/auriculaire/ventriculaire) + torsades (QT long).
8. Décrire le bloc AV de 3e degré : P régulières sans relation avec R, et donner les fréquences auriculaire (100 bpm/600 ms) et ventriculaire (20 bpm/3000 ms).
9. Expliquer la mort subite cardiaque : conséquence d’un arrêt cardiaque le plus souvent lié à VF, et rappeler les pourcentages OHCA et origine hyperkinétique (VT/VF).
10. Donner la conduite témoin en OHCA : alerter (18 ou 112), défibriller au plus vite avec un défibrillateur haute énergie (360 J), et pratiquer le massage cardiaque pour maintenir l’oxygénation jusqu’à l’arrivée des secours
11. Décrire l’objectif d’un système de pacing : corriger anomalies de conduction, restaurer rythme physiologique, synchroniser oreillettes/ventricules, améliorer débit et qualité de vie.
12. Expliquer l’architecture du pacemaker : système de pacing (génère impulsions, sense pour inhiber/déclencher, pacing distal sur une sonde), puis détailler les composants clés (sonde, électrode carbone 2 mm², tip 10 mm/réf
13. batterie Li-I2 Vbat=2,8 V, Rbat BOL→EOL, RRT/EOL et seuil de remplacement).
14. Calculer/justifier le seuil de capture et la rhéobase à partir de la courbe force-durée : rappeler l’exemple de test (0,6 V à 0,6 ms) et l’idée de marge programmée par le médecin.