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Comment fonctionne un défibrillateur ?

Le coeur est composé de deux parties indépendantes (le coeur droit et le coeur gauche). Chacune dispose d’une oreillette et d’un ventricule.

fonctionnement coeur

Figure 1 : Le sang arrive par les veines (1) dans les oreillettes, il est ensuite chassé par la contraction de ces dernières vers les ventricules (2). Les ventricules se contractent alors pour expulser le sang vers les organes via les artères (3).

Figure 2 : Le signal électrique est généré par le noeud sinusal (1). Il parcourt les oreillettes (2) (contraction des oreillettes) pour aller vers la pointe du coeur via le noeud atrio-ventriculaire (3). Il remonte ensuite dans les ventricules (4) (contraction des ventricules) jusqu’à venir s’arrêter sur la paroi isolante (5) qui sépare ventricules et oreillettes.

Propagation des signaux électriques

Au niveau cellulaire, le signal électrique se propage d’une cellule à l’autre.

Après avoir été activées les cellules sont soumises à une période d’inexcitabilité d’environ 300 ms : c’est la période réfractaire (fgure 3). La propagation est uniquement possible vers les cellules au repos.

Cela donne lieu à des déplacements de fronts de signaux électriques (fgure 4).

propagation signaux électriques

Fibrilation ventriculaire ou atriale (FV/FA)

Des obstacles influencent la propagation du signal électrique à travers le coeur. Ces obstacles peuvent être des cellules cardiaques défectueuses qui stoppent la propagation des signaux électriques (fgure 5).

Ils peuvent créer des phénomènes de réentrée (fgure 6) : les signaux électriques vont tourner autour de ces obstacles (ex : cellules défectueuses) et repartir vers une autre direction. Le phénomène de réentrée1 poussé à l’extrême (réentrées multiples), est à l’origine de la fbrillation (fgure 7).

défibrilation

La défibrilation

Comme l’indiquent les schémas 8 et 9, le signal ne peut se propager vers une cellule excitée.

La défbrillation consiste à exciter le plus grand nombre possible de cellules cardiaques, dans le but de stopper la propagation des fronts de signaux électriques2 (fgures 10 et 11).

Les recommandations de l’ERC et de l’AHA* ne conseillent pas l’utilisation d’ondes monophasiques car elles causent une longue période de sidération post-choc (silence électrique du coeur). Cela est dû à l’absence du reéquilibrage forcé des charges aux bornes des membranes cellulaires.

La deuxième phase de l’onde biphasique permet ce rééquillibrage, évitant ainsi la sidération post-choc.

principe défibrillation

La défibrilation externe à moindre risque

D’après la loi physique U = R x I, lors de la défbrillation, la tension étant fxée, l’intensité de courant qui traverse le patient est fortement diminuée lorsque celui-ci a une impédance plus grande (fgure 13). Afn de conserver une énergie délivrée au patient constante, un système de compensation de l’impédance patient est nécessaire.

L’impédance transthoracique (ou l’impédance du patient) est la capacité qu’a le thorax à s’opposer au flux de courant électrique.

impedance

Lorsqu’une cellule est soumise à un gradient de tension au-delà de 25 à 30V/cm, des pores se forment à sa surface pour laisser passer le courant, c’est l’électroporation.

Ce phénomène est réversible et même nécessaire lors d’un choc de défbrillation externe (fgure 14). Si le gradient de tension est trop important ou appliqué pendant une durée trop longue, les pores peuvent ne jamais se refermer. Le phénomène est alors irréversible (fgure 15), celà cause la mort cellulaire.

irreversible

En résumé

Pour une défbrillation effcace et sans danger il faut donc:

  • Exciter un maximum de cellules en appliquant un courant suffsant
  • Transmettre le moins d’énergie possible au patient en adaptant la durée du choc à la chronaxie
  • Eviter une électroporation irréversible en ajustant (en amplitude et en durée) la valeur du gradient de tension appliqué.
  • Garantir une énergie totale constante reçue lors du choc quelque soit l’impédance du patient en utilisant une compensation en impédance.
  • Limiter la période de silence post-choc, grâce à l’onde biphasique.

Autre(s) question(s) sur les Défibrillateurs :

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