Remplacement d'un stimulateur cardiaque en raison d'une pile faible

Les stimulateurs cardiaques sont des appareils à piles et, comme toutes les piles, les piles des stimulateurs cardiaques finissent par s’user. Lorsque cela se produit, il faut remplacer tout le stimulateur cardiaque, et pas seulement la pile. Une question naturelle, que les cardiologues entendent souvent de leurs patients porteurs de stimulateurs cardiaques, est la suivante : Pourquoi ? Pourquoi ne pas simplement remplacer la pile, au lieu de remplacer le stimulateur cardiaque complet, très coûteux ? Ou, à l’inverse, pourquoi ne pas rendre les piles du stimulateur cardiaque rechargeables ?

Ce sont deux bonnes questions. Voyons pourquoi les concepteurs de stimulateurs cardiaques ont construit des appareils qui doivent être mis au rebut et remplacés dans leur intégralité lorsque la pile s’épuise.

Ce que font les stimulateurs cardiaques

En général, le but d’un stimulateur cardiaque est de prévenir les symptômes du syndrome des sinus malades ou du bloc cardiaque, des affections qui peuvent ralentir suffisamment le rythme cardiaque pour produire des symptômes (tels que des étourdissements, des palpitations ou une syncope).

Un stimulateur cardiaque se compose d’un ordinateur minuscule mais sophistiqué, d’instructions logicielles pour cet ordinateur, de divers composants électroniques délicats et d’une pile, le tout enfermé dans un petit récipient métallique. (Un stimulateur cardiaque typique aujourd’hui a à peu près la taille d’une pièce de 50 cents et est environ trois fois plus épais). Les stimulateurs cardiaques sont généralement implantés sous la peau, juste en dessous de la clavicule, et sont reliés par des fils conducteurs – ou des fils isolés – à vos chambres cardiaques.

Le stimulateur cardiaque surveille votre rythme cardiaque, battement par battement, et décide à chaque instant s’il doit ou non stimuler votre cœur. Si votre rythme cardiaque tombe en dessous d’une valeur prédéterminée, il « bat » en envoyant une minuscule impulsion électrique à votre cœur par l’intermédiaire du fil, stimulant ainsi les battements de votre cœur.

Les ingénieurs qui conçoivent les stimulateurs cardiaques ont dû résoudre plusieurs problèmes difficiles, l’un des plus difficiles étant de savoir comment maintenir le fonctionnement parfait du stimulateur cardiaque, à l’intérieur du corps humain, pendant plusieurs années.

Le corps humain est un lieu hostile pour un stimulateur cardiaque

Tous ceux qui ont renversé du café sur leur ordinateur portable savent que les liquides et les appareils électroniques ne se mélangent pas. Les stimulateurs cardiaques sont des appareils électroniques qui doivent passer toute leur existence dans un environnement fluide.

En fait, l’intérieur du corps humain est un endroit chaud, humide et salé – un environnement très hostile pour tout appareil électronique. Ainsi, entre autres choses, un stimulateur cardiaque doit être hermétiquement scellé (pour empêcher l’humidité et les fluides corporels d’entrer), et ses composants électroniques délicats doivent être conçus pour survivre et fonctionner longtemps dans cet environnement hostile.

Il est essentiel que les stimulateurs cardiaques soient hermétiquement scellés afin de protéger ces appareils de l’environnement hostile dans lequel ils doivent fonctionner. Si les stimulateurs cardiaques pouvaient être ouverts afin de remplacer la pile, une fermeture hermétique adéquate serait pratiquement impossible.

Au lieu d’être amovible, la pile doit être scellée de manière permanente à l’intérieur de l’appareil, avec tous les autres composants électroniques délicats. Cela explique pourquoi les concepteurs de stimulateurs cardiaques ont considéré qu’il était impossible de tenter de construire des stimulateurs cardiaques avec des piles remplaçables.

Pourquoi les piles des stimulateurs cardiaques ne sont-elles pas rechargeables ?

La technologie permettant de recharger les batteries sans fil (un processus également connu sous le nom de charge inductive) existe depuis plusieurs décennies, et vous pouvez aujourd’hui acheter des recharges sans fil pour vos téléphones portables. Alors pourquoi les fabricants de stimulateurs cardiaques ne fabriquent-ils pas de stimulateurs cardiaques rechargeables ?

Vous serez peut-être surpris d’apprendre que les premiers stimulateurs cardiaques implantables de 1958 étaient équipés de piles rechargeables au nickel-cadmium (NiCad), et que la plupart des gens pensaient que l’utilisation de piles rechargeables serait toujours nécessaire pour les appareils électroniques implantables. Ces stimulateurs cardiaques étaient rechargés en maintenant une bobine inductive contre la peau, près du stimulateur, pendant plusieurs heures. Cette procédure devait être répétée tous les quelques jours.

Les stimulateurs cardiaques rechargeables ont finalement échoué pour deux raisons. Premièrement, même s’ils sont rechargeables, les accus NiCad ont une durée de vie relativement courte, de sorte que ces stimulateurs cardiaques devaient encore être remplacés assez souvent.

Mais, ce qui est probablement plus important encore, la nature humaine étant ce qu’elle est, les porteurs de stimulateurs cardiaques ne parvenaient pas toujours à recharger leurs appareils selon le calendrier rigoureux qui leur était imposé. Les avocats ont informé les fabricants de stimulateurs cardiaques que si un patient subissait un préjudice parce que son stimulateur cardiaque cessait de fonctionner – que la défaillance soit imputable à la société ou au fait que le patient ait négligé de recharger l’appareil – les poursuites judiciaires ultérieures entraîneraient probablement la faillite.

En quelques années, des piles au mercure-zinc ont été mises au point, qui pouvaient maintenir un stimulateur cardiaque en fonctionnement pendant deux ans. Peu après, des piles à l’iodure de lithium ont été mises au point, qui pouvaient alimenter un stimulateur cardiaque bien plus longtemps : pendant cinq à dix ans. Le besoin pressant de stimulateurs cardiaques rechargeables a donc diminué, mais pas la menace imminente de poursuites judiciaires.

Grâce aux progrès technologiques et à la profession juridique, l’idée des stimulateurs cardiaques rechargeables a été rapidement abandonnée. C’est une idée qui est reconsidérée de temps en temps par les concepteurs de stimulateurs cardiaques, mais jusqu’à présent, les risques potentiels (pour les entreprises, au moins), ont dépassé les avantages potentiels.

Pourquoi les piles des stimulateurs cardiaques ne durent-elles pas plus longtemps qu’aujourd’hui ?

Le fait est qu’ils pourraient

fabriquer des batteries de stimulateurs cardiaques qui dureraient beaucoup plus longtemps qu’actuellement. En fait, dans les années 1960 et 1970, quelques sociétés de stimulateurs cardiaques ont fabriqué des stimulateurs cardiaques à énergie nucléaire qui étaient alimentés au plutonium 238 – dont la demi-vie est de 87 ans – de sorte que ces stimulateurs cardiaques étaient pratiquement garantis de ne pas manquer de « jus » pendant la vie du patient. En fait, certains de ces stimulateurs cardiaques sont peut-être encore en service aujourd’hui.

Mais, comme vous pouvez l’imaginer, les stimulateurs cardiaques nucléaires présentaient des problèmes évidents : tout d’abord, le plutonium est une substance hautement toxique, et même si une quantité infime s’échappait dans le sang, la mort s’ensuivrait rapidement. Et comme le plutonium est manifestement une substance qui intéresse beaucoup les régulateurs (et même les éléments les plus sombres de notre civilisation), les personnes portant ces stimulateurs cardiaques ont rencontré des problèmes, par exemple, lorsqu’elles ont tenté de voyager à l’étranger.

Les médecins qui ont implanté ces dispositifs étaient tenus, en vertu d’un règlement appliqué par la Commission de réglementation nucléaire, de récupérer les stimulateurs cardiaques au décès du patient, une exigence qui (parce que les patients s’éloignent et les médecins prennent leur retraite) s’est avérée totalement irréalisable.

Il y a aussi un problème moins évident avec les stimulateurs cardiaques dont les piles durent « pour toujours ». Le fait est que tous les appareils électroniques finissent par tomber en panne. Tôt ou tard, tous les composants électroniques se cassent, ou s’usent tout simplement. Lorsqu’un stimulateur cardiaque tombe en panne parce que la pile s’use, c’est au moins un événement progressif et prévisible. En effectuant des contrôles périodiques, les médecins disposent de plusieurs mois pour signaler qu’une pile est usée et qu’elle devra probablement être remplacée. Ainsi, le remplacement d’un stimulateur cardiaque peut être programmé à un moment opportun.

Mais si votre stimulateur cardiaque devait tomber en panne parce qu’un de ses centaines de composants électroniques a soudainement cessé de fonctionner… eh bien, cela pourrait être catastrophique. Le stimulateur cardiaque pourrait s’arrêter soudainement de fonctionner, sans aucun avertissement – et son propriétaire pourrait potentiellement subir un grand préjudice.

Si les entreprises commençaient à construire des stimulateurs cardiaques dont les piles duraient beaucoup plus longtemps que cinq à dix ans, avec le type de composants électroniques qui existent aujourd’hui, trop de stimulateurs cardiaques subiraient une défaillance soudaine et catastrophique. Les stimulateurs cardiaques sont plutôt conçus de telle sorte que le premier composant susceptible de « tomber en panne » est la pile, et comme cette « panne » peut être prévue à l’avance, l’appareil peut être remplacé avant qu’il ne cesse de fonctionner.

Il est bien sûr possible – et même probable – qu’à l’avenir, d’autres composants électroniques nécessaires à la fabrication des stimulateurs cardiaques soient fabriqués de manière beaucoup plus robuste sans que leur coût soit prohibitif. Lorsque ce jour viendra, les ingénieurs pourront concevoir des piles qui dureront beaucoup plus longtemps qu’aujourd’hui.

Avec la technologie actuelle, un stimulateur cardiaque qui dure cinq à dix ans s’avère être le « point chaud » de l’ingénierie – pour le moment.

Les stimulateurs cardiaques sont une merveille d’ingénierie, et leur efficacité et leur fiabilité ont été considérablement améliorées depuis que ces appareils ont été inventés. Mais il y a encore place à l’amélioration. Les fabricants de stimulateurs cardiaques mènent de nombreuses activités de recherche et de développement pour mettre au point des appareils plus faciles à implanter, encore plus sûrs et qui dureront beaucoup plus longtemps qu’aujourd’hui, potentiellement pendant toute la vie de la personne qui les reçoit.

Sources des articles (certains en anglais)