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Dispositifs d’assistance ventriculaire à court terme

Systèmes d’assistance ventriculaire percutanés 
 
Une assistance ventriculaire externe rétablit momentanément une hémodynamique satisfaisante lors de défaillance aiguë du VG (LVAD : left ventricular assist device). Elle permet de maintenir la perfusion des organes pendant un épisode de choc cardiogène, ou de procéder à des interventions percutanées à haut risque sous couvert d’une prothèse circulatoire (dilatation coronarienne, plastie mitrale, TAVI, thermo-ablation d’arythmies, etc) [8]. Ces systèmes sont conçus pour fonctionner pendant une courte durée, au maximum 2-4 semaines [8,10]. Ils sont implantables par canulation fémorale, mais peuvent aussi être placés dans d’autres vaisseaux selon les circonstances (sortie de CEC, par exemple). Selon l'anatomie et la taille des dispositifs, la canulation peut se faire par une technique percutanée ou par l'intermédiaire d'un tube de Dacron implanté latéralement sur l'artère. Le débit pulmonaire et les échanges gazeux sont assurés par le VD et les poumons du patient. Ces dispositifs sont indiqués dans des circonstances où le cœur gauche ne peut plus assurer la survie.
 
  • Choc cardiogène : infarctus massif, sortie de CEC impossible (stunning), myocardite aiguë, intoxication médicamenteuse, contusion cardiaque traumatique;
  • PCI complexe (tronc commun) en cas de dysfonction gauche sévère;
  • Stabilisation avant chirurgie cardiaque : ischémie active, CIV, IM degré IV;
  • Attente d’une solution à long terme comme une transplantation d’urgence (bridge-to-transplant) ou une assistance implantée (bridge-to-bridge).
Quelle que soit l’indication, il est préférable d’insérer l’assistance assez tôt afin d’éviter les dégats myocardiques, de soulager le VG, d’assurer une perfusion systémique adéquate et de réduire la réponse inflammatoire avant que ne s’installe une souffrance des organes-cibles. De fait, la fenêtre d’opportunité est assez étroite pour tirer le maximum de bénéfice de cette technique invasive. La mise en place a lieu sous contrôle fluoroscopique et échocardiographique. Ces systèmes demandent une anticoagulation complète avec de l’héparine (ACT ≥ 250 secondes pour l’insertion, abaissé à 160-200 sec pour le maintien). Leur performance dépend de plusieurs conditions [7].
 
  • VD fonctionnel ; un support inotrope est souvent nécessaire en continu pour soutenir le VD;
  • VG non restrictif (place insuffisante pour la canule d’aspiration dans une cavité ventriculaire trop petite);
  • Echanges gazeux satisfaisants;
  • Absence d’insuffisance aortique (risque de dilatation aiguë du VG si IA > degré I);
  • Vaisseaux fémoraux de bonne taille (risque d’ischémie du membre canulé);
  • Absence de pathologie intracardiaque: thrombus, végétation, shunt.
En assistance monovenriculaire gauche, ces systèmes fournissent seulement une pression aortique moyenne ; dans ce cas, l’absence de PAs peut compromettre la perfusion coronarienne systolique du VD, notamment en présence de dysfonction droite et/ou d’hypertension pulmonaire. Lorsqu’ils sont implantés pour une durée inférieure à 3 jours, ils ne présentent pas d’avantage par rapport à la CPIA en terme de mortalité à 1 mois [3]. Leur durée de fonctionnement recommandée est de deux semaines.
 
L’Impella™ (Abiomed, Danvers, MA, USA) consiste en une vis d’Archimède montée dans un cathéter placé à travers la valve aortique qui aspire le sang dans le VG et le renvoie dans l’aorte ascendante (Figure 12.20). C'est l'un des systèmes les plus fréquemment utilisés.


Figure 12.20: Assistance ventriculaire gauche percutanée. A: système Impella™ (Abiomed, Danvers, MA, USA); la canule introduite par l’artère fémorale ou l’aorte ascendante (en cas de sternotomie) est à cheval sur la valve aortique. La vis d’Archimède qui tourne à l’intérieur (B) aspire le sang dans le VG et le renvoie dans l’aorte ascendante. C: système TandemHeart™ (Cardiac Assist Technologies, Pittsburgh, USA); la canule veineuse introduite par voie fémorale prélève le sang dans l’OG en traversant le septum interauriculaire (D); le sang est renvoyé par une pompe centrifuge (E) dans l’artère fémorale.
 
Ce dispositif peut assurer un débit continu non-pulsatile de 2.5 L/min (Impella™ 2.5, diamètre 12F) ou de 5.0 L/min (Impella™ 5.0, diamètre 21F) entre le VG et l’aorte. L’Impella 2.5 décharge le VG et améliore la circulation coronaire, mais seule l’Impella 5.0 fournit un débit systémique adéquat. La vitesse de rotation de la vis est de 12'000 à 25'000 tours/min ; celle-ci est refroidie en permanence par une perfusion de glucose additionnée d’héparine. Le système est aussi utilisable en assistance monoventriculaire droite entre la veine cave inférieure et l’artère pulmonaire. Le placement de la canule à cheval sur la valve aortique est très précis, sinon la valve peut devenir insuffisante ou le débit de la pompe peut dilater le VG ; l’échocardiographie transoesophagienne est très utile pour en contrôler l’adéquation : lors d’insertion fémorale, l’extrémité distale doit se trouver à 4 cm en-dessous de l’anneau aortique, à distance des muscles papillaires. L’introduction peut se faire par voie fémorale, axillaire, transaortique ou transapicale. Les prérequis sont une absence de thrombus intracavitaire et une valve aortique ni insuffisante ni sténosée ni prothétique [15]. L’Impella ne fonctionne à plein régime que si le VG est suffisamment grand, sans quoi la partie aspiratrice se bloque contre la paroi ventriculaire et le débit s’effondre; le système n'est pas performant en présence d'HVG concentrique ou de cardiomyopathie obstructive [1]. L'Impella dispose d'un système de purge (glucose 10% + 10 UI/mL d'héparine) qui débite 8-15 mL/h (à prendre en compte dans le bilan). Un hémolyse apparaît dans 10-20% des cas. Le taux de complications est de 8-13% et la mortalité liée au système de 4% [5]. Le taux de survie moyen à 1 mois est de 75% [6]. Comme l'éjection se fait dans le même sens que le flux sanguin, ce système n'augmente pas la postcharge du VG, contrairement à l'ECMO et aux deux dispositifs suivants, dans lesquels le flux de la pompe est rétrograde dans l'aorte [14].
 
Le TandemHeart™ (Cardiac Assist Technologies, Pittsburgh, USA) draine le sang veineux de l’OG par une canule trans-septale (21F) introduite par voie fémorale (contrôle ETO), et le renvoie dans l’artère fémorale (canule 15-17F) au moyen d’une pompe centrifuge qui débite jusqu’à 5 L/min à 7'500 tours/min (Figure 12.20). Comme l'ECMO, il augmente la postcharge du VG.
 
Le CentriMag™ (Levotronix) consiste en une pompe externe centrifuge par lévitation magnétique connectée à une canulation analogue à celle d'une ECMO ou connectée directement à l'apex du VG et à l'aorte ascendante. Le système, qui débite jusqu'à 10 L/min, peut être utilisé pour le VG (canulation OG – aorte) ou pour le VD (canulation OD – AP); il peut rester en place 1-4 semaines [14,15]. La pompe génère une dépression en amont, mais est très sensible à la postcharge en aval. Le taux de complication est de l'ordre de 10% et la survie à 1 mois varie de 41% à 66% selon les séries [4].
 
Le Lifebridge™ (Medizintechnik GmbH) et le Cardiohelp™ (Maquet) sont de nouveaux systèmes modulaires semi-automatiques comprenant un oxygénateur et une pompe centrifuge permettant un débit de 4 L/min par canulation périphérique ou 6 L/min par canulation centrale. Ces systèmes sont portables, munis de batteries (autonomie de 2 heures), et peuvent fonctionner en extra-opératoire. Le système Aortix™ offre une assistance partielle ne visant qu'à soulager le VG; il consiste en une canule positionnée dans l'aorte descendante par voie fémorale et fonctionnant sur la base de jets d'entraînement accélérant le sang dans l'aorte et augmentant la perfusion des organes abdominaux et des membres inférieurs [14]. 
 
Bien que les résultats à long terme des ces dispositifs ne créent pas de différence majeure avec ceux de la CPIA et de l’ECLS, leur taux de complications est plus faible et leur support hémodynamique est incontestablement supérieur : l’augmentation du DC est plus importante et la décharge du VG est meilleure (PAPO plus basse), le gain sur la mVO2 est supérieur [11]. Lorsque l’équipe en est coutumière, l’insertion d’une Impella est aussi rapide que celle d’une CPIA. Du coup, les hésitations à mettre en place un tel système s’estompent et les résultats s’améliorent, car ils sont d’autant plus satisfaisants que l’assistance est plus précoce dans l’évolution du choc cardiogène.
 
La possibilité de prendre en charge un arrêt circulatoire réfractaire par une assistance ventriculaire aisée à installer pose un problème majeur : comment évaluer les chances de récupération à long terme de la fonction cardiaque et de la fonction neurologique ? Deux critères sont à prendre en compte : 1) la durée de débit cardiaque nul (no-flow), et 2) la durée de bas débit cardiaque (low-flow). On peut considérer les éléments suivants comme une indication possible à l’assistance circulatoire [12] :
 
  • Durée de débit cardiaque nul < 5 minutes ;
  • Durée de bas débit cardiaque (en réanimation) < 100 minutes et PeCO2 > 10 mmHg.
Il est évident que ces critères simples sont à mettre en balance avec les circonstances de l’arrêt cardiaque (âge, traumatisme, hypothermie, etc). En principe, cette technique ne s’adresse qu’aux réanimations cardio-respiratoires qui interviennent au sein de l’hôpital, dont les durées sont clairement identifiables [13]. Les arrêts en hypothermie sont une exception à cette règle, car le réchauffement en CEC et l’assistance en ECLS sont associés à une meilleure survie que les morts réanimées (85% au lieu de 14%), à la condition que la kaliémie soit < 10 mmol/L à l’arrivée [9].
 
Systèmes d’assistance ventriculaire externe
 
L'Abiomed BVS 5000i™ (Abiomed, Danvers, MA, USA) est un ancien système pulsatile pneumatique constitué d'un réservoir "auriculaire" surmontant une chambre "ventriculaire" souple comprimée rythmiquement par l'air propulsé par une console externe ; chaque chambre représente 100 mL (Figure 12.21). 
 

Figure 12.21: Système Abiomed™ BVS 5000 (Abiomed, Danvers, MA, USA). Une console (non illustrée) actionne le circuit d'air comprimé qui comprime des sacs flexibles situés dans les chambres ventriculaires. Le système extracorporel est disposable et draine le sang par gravité depuis les oreillettes du patient vers les chambres auriculaires. Le débit (6 L/min), indépendant du cycle cardiaque, est fonction de la précharge mais indépendant de la postcharge.
 
L'accès vasculaire se fait par des canules implantées dans les oreillettes (drainage par gravité); le sang est retourné au malade par des canules anastomosées à l'artère pulmonaire ou à l'aorte ascendante. Le système peut fonctionner de manière mono- ou bi-ventriculaire. Il propulse un volume systolique maximal de 80 mL et peut débiter jusqu'à 6 L/min [16]. Ce système nécessite une anticoagulation (héparine pour ACT ≥ 250 secondes), mais ne réclame pas de surveillance particulière ; il est facile à implanter en CEC et aisé à faire fonctionner. Sa durée de fonctionnement ne dépasse guère 10 jours. Une variante connectable aux même canules (AB 5000™) autorise une durée plus longue.
 
Tous ces systèmes mécaniques activent une réaction inflammatoire systémique (SIRS) massive : œdème interstitiel pulmonaire, inhibition de la contraction myocardique, insuffisance poly-organique, élévation importante  des cytokines, interleukines, TNF et CRP. Le SIRS est surtout prononcé pendant les premiers jours. D'une manière générale, le sevrage est possible dans 50 à 70% des cas ; les résultats sont meilleurs dans les séries où l'assistance est une technique de soutien dans l'attente d'une transplantation (> 80% de survie à trois mois) [17]. Le meilleur facteur prédictif est la durée de l'état de choc cardiogène précédant la mise en marche de l'assistance ; cette période doit être la plus courte possible. L'assistance devrait être instituée avant l'installation d’une insuffisance multi-organique caractérisée par une élévation de la créatininémie et de la bilirubinémie. 
 
Implications pour l’anesthésie
 
Bien que certains systèmes percutanés puissent être théoriquement implantés sous sédation, une anesthésie générale est requise pour la mise en place d’une assistance (voir Anesthésie et assistance ventriculaire). Un cathéter artériel est obligatoire, puisque les pompes rotatives ou axiales fournissent une pression dépulsée, équivalente à la PAM. Le site de canulation artérielle est choisi en fonction des canulations de l’assistance ; l’artère radiale droite est impérative lorsque la canule artérielle du retour vers le patient est en position fémorale. Une voie veineuse centrale est également nécessaire pour la surveillance de l’éventuelle dysfonction droite (PVC > 12 mmHg) et pour l’administration d’agents inotropes ; un cathéter de Swan-Ganz est très utile, mais il n’est pas toujours possible de le mettre en place dans les conditions difficiles de l’urgence et du choc cardiogène profond. Dans les situations où les minutes comptent, on est souvent contraint à un monitorage minimal. L’échocardiographie transoesophagienne (ETO), par contre, est aisée à installer ; elle fournit des renseignements indispensables sur la valve aortique (absence d’IA), sur la position des canules, sur la décharge du VG et sur la fonction du VD. Une sonde miniaturisée peut être laissée à demeure pendant plusieurs jours (hTEE ImaCor™) et permet une surveillance continue [2].
 
La mise en route d’une assistance monoventriculaire gauche peut toujours conduire à une défaillance droite aiguë parce que la dysfonction du VD était masquée par celle du VG et parce que la pompe augmente soudainement le retour veineux systémique à droite ; d’autre part, la décompression du VG modifie la géométrie du septum interventriculaire et annule sa participation à l’éjection droite. Cette menace de défaillance droite implique de prendre les mesures nécessaires au soutien du VD avant que ne se manifeste un choc cardiogène (voir Traitement de l’insuffisance ventriculaire droite).
 
  • Hyperventilation avec maintien d’une Pit moyenne aussi basse que possible ;
  • Perfusion d’agent  β-inotrope (dobutamine, milrinone + adrénaline, levosimendan) ;
  • Perfusion de noradrénaline ou de vasopressine pour maintenir la pression de perfusion coronarienne ;
  • Vasodilatateur pulmonaire : NO•, prostacyclines, nitroglycérine.
 
Sevrage
 
Assistance à court terme signifie espoir de sevrage. Celui-ci doit être progressif et s’étendre sur 24-36 heures sur la base des critères suivants [1].
 
  • Hémodynamique stable avec faible support inotrope ;
  • Perfusion périphérique et diurèse adéquates ;
  • Lactates normaux ;
  • SvO2 ≥ 70% ;
  • PVC ≤ 10 mmHg, PAPO ≤ 12 mmHg ;
  • Taille et fonction ventriculaires stabilisées : FE VG ≥ 30%, raccourcissement de surface (FAC) du VD > 40%.
Le taux de sevrage des assistances temporaries est de l'ordre de 50% des cas, en général en faveur d'une assistance à long terme ou d'une transplantation. La récuperation myocardique n'est suffisante pour assurer la survie que dans environ 5% des cas [18]. 
 
 
 
Dispositifs d’assistance à court terme
Systèmes fixes permettant une assistance de quelques jours à 2 semaines, mis en place après CEC, infarctus ou réanimation; autre indication: soutien pendant une intervention percutanée (PCI, TAVI, Mitraclip) à haut risque. L’anticoagulation est requise (ACT 160-200 sec).
 
Systèmes d’assistance gauche percutanés (voie fémorale):
    - Impella™ : vis d’Archimède à cheval sur la valve aortique (2.5 – 5.0 L/min), pompe le sang dans le VG et le propulse dans l’aorte ascendante 
    - TandemHeart™ : pompe le sang dans l’OG par une canule trans-septale et le propulse dans l’artère fémorale
    - Lifebridge™ : système modulaire semi-automatique avec pompe et oxygénateur
    - Abiomed BVS 5000i™ : système pneumatique pulsatile biventriculaire
 
La mise en route d’une asistance gauche peut précipiter une défaillance droite.
Le taux de sevrage des assistances temporaires est de l'ordre de 50%.


© BETTEX D, CHASSOT PG,  Janvier 2008, dernière mise à jour, Novembre 2018
 
 
Références 
 
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12 Anesthésie et insuffisance ventriculaire