Grande taille ou petite taille
Quelle différence pour les prothèses valvulaires cardiaques ?
Le cœur est une pompe musculaire. Il assure la circulation du sang dans tout l’organisme grâce à son action de pompe, permettant ainsi au sang d’alimenter les organes en nutriments et en oxygène. Le côté gauche du cœur pompe du sang riche en oxygène, tandis que le côté droit reçoit des veines du sang pauvre en oxygène qu’il propulse vers les poumons pour qu’il y soit réoxygéné. Le côté gauche et le côté droit du cœur comportent chacun deux cavités : une cavité supérieure ou oreillette et une cavité inférieure plus importante ou ventricule. Les oreillettes ont une paroi mince et servent principalement de réservoirs pour le sang reçu du corps et des poumons, alors que les deux ventricules ont une paroi musculaire épaisse qui effectue l’essentiel du travail de pompe du cœur.
Ce que font les quatre valves cardiaques
Les quatre valves cardiaques montent la garde à l’entrée et à la sortie des cavités et assurent le flux unidirectionnel du sang. Le sang veineux appauvri en oxygène provenant du corps parvient à l’oreillette droite par les veines caves inférieure et supérieure, il franchit la valve tricuspide pour arriver dans le ventricule droit, et de là dans l’artère pulmonaire par la valve pulmonaire. Il passe ensuite dans le poumon où il est enrichi en oxygène avant de revenir dans l’oreillette gauche. De l’oreillette gauche le sang passe à travers la valve mitrale dans le ventricule gauche et est éjecté dans l’aorte par la valve aortique, et de là dans la circulation systémique.
Au cours d’une vie, ces valves s’ouvrent et se referment plus de deux milliards de fois.
Les quatre valves cardiaques agissent comme des portes qui s’ouvrent et se referment de manière coordonnée dans le but d’assurer le flux sanguin dans un seul sens. Ce sont des lambeaux de tissu, souples, minces mais extrêmement solides, qui doivent résister à l’étirement et à la tension de chaque battement cardiaque.
Chaque jour, le cœur humain bat environ 100 000 fois. Dans une vie, cela correspond à plus de deux milliards de battements cardiaques.
La maladie peut toucher une ou plusieurs valves cardiaques au point de compromettre le flux sanguin vers le cœur. Aux stades avancés des valvulopathies, un cathétérisme cardiaque ou une intervention chirurgicale cardiaque sont les seuls traitements possibles.
Plus de 40 ans de chirurgie de remplacement valvulaire cardiaque
Depuis que Hufnagel a ouvert la voie en 1951 avec l’intervention chirurgicale au cours de laquelle il a implanté une prothèse à bille qu’il avait conçue (voir figure ci-dessous) dans l’aorte descendante d’un patient présentant une insuffisance aortique, la correction chirurgicale des anomalies de la valve aortique est devenue l’une des interventions chirurgicales les plus courantes en cardiologie.
En 1960, la chirurgie de remplacement valvulaire cardiaque est entrée dans la pratique clinique quotidienne. En Allemagne en 1999, 18 285 valves cardiaques ont été mises en place en diverses positions chez des patients. La majorité de ces prothèses était constituée de valves mécaniques.
Les valves cardiaques mécaniques sont de véritables petits miracles
Les prothèses valvulaires cardiaques diffèrent les unes des autres par leurs propriétés, dont leur durabilité, leur nature thrombogène (formation de thrombus en petites quantités), leur profil hémodynamique (manière dont le sang se comporte lorsqu’il passe à travers la valve cardiaque) et la quantité de bruit qu’elles produisent. La plupart des prothèses valvulaires cardiaques étant mécaniques, nous traiterons uniquement de ce type de valves.
Il est possible de distinguer deux sortes de valves cardiaques mécaniques : celles où le flux sanguin est périphérique (où l’écoulement du sang s’effectue sur le côté interne de la valve) et celles où le flux sanguin est central (où l’écoulement du sang s’effectue par le milieu de la valve).
Les prothèses mécaniques dotées d’un mécanisme de fermeture central et celles avec un écoulement du sang périphérique se répartissent entre deux groupes : les prothèses à bille (Starr-Edwards, Smeloff-Cutter) et les valves à disque (disque enfermé dans une cage), qui ne sont plus fabriquées.
Les prothèses à bille, des valves cardiaques mécaniques de première génération avec écoulement du sang à la périphérie, sont constituées d’un anneau métallique et de 3 ou 4 arceaux métalliques disposés symétriquement et formant la cage. L’anneau et les arceaux sont fabriqués dans un alliage poli de chrome/nickel/cobalt/molybdène (stellite). L’anneau d’insertion permettant la suture de la prothèse est constitué par un grillage de téflon/polypropylène enveloppant l’anneau métallique à l’exception de sa surface intérieure qui est exposée au flux sanguin. La valve est une bille en caoutchouc silicone imprégné de sulfate de barium (2 % du poids).
Les prothèses mécaniques à écoulement central sont dotées de système de fermeture à disque oscillant ou à ailettes.
Construction d’une prothèse à ailettes, comme ici celle de St. Jude Medical (à écoulement sanguin central):
Le mécanisme de fermeture consiste en un noyau de graphite imprégné de tungstène (5 à 10 % du poids) de manière à permettre un contraste sur les radiographies. Le noyau de graphite est entièrement recouvert de pyrolite (carbone). L’assemblage est en pyrolite. Le mécanisme de fermeture est constitué de deux hémidisques qui, en position fermée, forment un angle obtus de 120° et, lorsqu’il est complètement ouvert, s’ouvrent à 85 °sur le plan de l’anneau. La prothèse est suturée en position correcte par l’intermédiaire d’un anneau gainé de dacron.
Construction d’une prothèse à monodisque basculant ou simplement prothèse à disque oscillant, comme ici celle de Medtronic Hall (à écoulement sanguin central):
Le disque oscillant est en pyrolite et comporte une ouverture centrale circulaire et il est imprégné d’un produit de contraste de manière à être visible sur les radiographies, comme c’est le cas de la valve de St. Jude Medical. Le revêtement et l’assemblage sont en titane (et fabriqués en une seule pièce). L’assemblage permet au disque basculant d’osciller librement. Lorsque la valve s’ouvre, le mécanisme de fermeture se déplace le long d’un crochet passant au centre du disque. En position mitrale, le disque basculant a un angle d’ouverture de 70° ; en position aortique, l’angle est de 75° par rapport au plan de l’anneau.
Les valves mécaniques existent en plusieurs tailles
Les valves décrites sont disponibles en plusieurs tailles. En effet, en fonction de leur taille les personnes ont des valves cardiaques de différente taille. Les prothèses valvulaires cardiaques sont fabriquées dans des calibres compris entre 19 mm et 31 ou 33 mm au maximum.
Comment mesure-t-on le calibre d’une valve ?
Le calibre mentionné pour une valve correspond à son diamètre extérieur, une fois l’anneau d’insertion comprimé. Un calibre trop important de l’anneau d’insertion est préjudiciable au diamètre interne qui détermine le débit absolu de l’écoulement. Les fabricants de valves cardiaques mécaniques sont par conséquent soucieux d’obtenir un écoulement sanguin maximal pour chaque calibre de valve, de façon à simuler la situation préopératoire le mieux possible.
Habituellement, lorsqu’il remplace une valve cardiaque malade, le chirurgien cardiaque effectue une résection des tissus lésés qu’il remplace par une prothèse comme décrit plus haut.
Lors du choix de la prothèse mécanique ou biologique, le chirurgien cardiaque mesure la taille de l’anneau créé lorsque la valve cardiaque du patient est réséquée, c’est-à-dire le calibre de la valve cardiaque native du patient.
Les fabricants de prothèses valvulaires cardiaques possèdent des appareils reproduisant les dimensions de la valve, ce qui permet de définir le calibre de la valve à implanter au cours de l’intervention. Les calibres de valves sont exprimés en mm.
Quel effet a le calibre d’une prothèse valvulaire cardiaque sur l’évolution du patient ?
Il est facile de comprendre que l’écoulement du sang dépend du diamètre d’ouverture de la valve cardiaque par laquelle le sang doit s’écouler.
En cas de prothèse valvulaire aortique, le ventricule gauche doit propulser le sang à travers cette valve cardiaque mécanique afin d’atteindre la circulation systémique.
Plus le calibre interne de la prothèse valvulaire cardiaque est important, plus l’ouverture est grande et plus le sang s’écoule facilement.Cependant, chaque valve cardiaque mécanique est caractérisée par un certain rétrécissement résiduel. Plus le calibre interne de la valve est petit, plus le muscle cardiaque doit travailler pour pomper le sang.
Qu’est-ce qu’un gradient de pression ?
L’action de pompe du cœur est mesurée en termes de différence entre la pression existant en amont de la prothèse valvulaire cardiaque et celle en amont. Ce gradient de pression est compris entre 10 et 20 mmHg en moyenne. Une valve cardiaque naturelle ne fournit toutefois pas de gradient de pression important en amont et en aval de la valve. Il est possible de calculer la puissance de la pompe cardiaque sur la base du calibre de la valve.
- Plus le calibre interne de la valve cardiaque est important, moins la puissance nécessaire pour pomper le sang est grande.
- Plus l’anneau est petit, plus la puissance de la pompe cardiaque requise est grande.
- Une pression artérielle élevée entraîne une augmentation du débit sanguin.
Pourquoi les patients entendent-ils des bruits de prothèse valvulaire cardiaque ?
L’anneau de la prothèse valvulaire cardiaque forme une barrière artificielle s’opposant à l’écoulement du sang. C’est la raison pour laquelle il existe toujours de légères turbulences en amont de la valve mécanique en position aortique ou mitrale. Comme pour un cours d’eau dont les eaux auraient grossi, les turbulences deviennent plus importantes au fur et à mesure que l’écoulement du sang augmente au travers de la valve artificielle. Non seulement le cardiologue est en mesure de déceler ce phénomène à l’aide de son stéthoscope, mais parfois le porteur de la valve lui-même peut entendre le sang s’écouler et les disques oscillants s’ouvrir et se refermer, même sans stéthoscope.
Chaque valve cardiaque mécanique ou presque produit des bruits d’une certaine amplitude.Souvent, les bruits sont d’autant moins audibles que le calibre de la prothèse est important. Outre les bruits provoqués par la valve, la « caisse de résonance » de l’organisme humain joue elle-même un rôle dans la propagation des bruits produits par la valve cardiaque mécanique. Il est par conséquent compréhensible que les patients perçoivent les bruits différemment.Selon les données recueillies en regard de la qualité de vie lors de l’étude ESCAT, environ 10 % des patients sont gênés par les bruits de prothèse immédiatement à la suite de l’intervention. Sur ces patients, 80 % s’habituent aux bruits, ce qui revient à dire que seuls 20 % trouvent ces bruits gênants, soit 2 % de l’ensemble des patients ayant subi une intervention chirurgicale pour mise en place d’une prothèse valvulaire mécanique. Les femmes sont davantage incommodées par ces bruits de prothèse que ne le sont les hommes. Les tranches d’âge des 20/30 ans et des 40/50 ans en particulier sont particulièrement sensibles aux bruits de leur prothèse valvulaire cardiaque.
Quels sont les avantages d’une valve cardiaque mécanique ?
L’avantage d’une valve cardiaque mécanique est que la prothèse est d’une durabilité pratiquement illimitée et que ses caractéristiques d’écoulement sont très proches de celles des valves cardiaques naturelles. La prise par voie orale d’un traitement anticoagulant au long cours signifie la fin du risque thrombogène (formation de thrombus) dû aux valves cardiaques.
D’autres résultats de l’étude ESCAT ont montré qu’avec une prise en charge du traitement anticoagulant par le patient lui-même l’incidence de la formation de thrombus au cours des 2 premières années est de seulement 0,2 % par patient-année, ce constitue un taux de complication extrêmement faible.
PD Dr. med. Heinrich Körtke, Heart- and Diabetes-Center NRW, Bad Oyenhausen (Germany)(2004).