Défibrillation électrique : aspects techniques

Au moment de la défibrillation, le courant électrique (symbolisé ici par le courant de l'eau) arrive au thorax du patient via les électrodes et lui délivre l'énergie emmagasinée dans le condensateur. Au niveau du patient, le courant subit une résistance (l'impédance du patient en Ohms) effet similaire au rétrécissement du tuyau d'eau. Contrairement à beaucoup d'idées reçues, l'impédance d'une personne n'est pas étroitement liée à la taille ou au poids (elle serait plus vraisemblablement liée à la dimension et à l’emplacement des électrodes de défibrillation, à l’intensité du choc et au type d’agent conducteur [gel pour électrodes, entre la peau et les électrodes]). La plupart des DSA actuels mesurent l'impédance thoracique grâce à des courants de faible intensité émis durant la phase de charge afin d'adapter l'énergie délivrée. Dans le cas contraires, ils sont  traditionnellement spécifiés pour des impédance de 50 Ohms.

Remarque : Dans les faits, on a estimé que seulement 4 % environ du courant délivré sur la poitrine passe a travers le cœur, la partie restante trouve elle-même son chemin entre les deux électrodes en traversant différentes parties du corps (d'après "L’impédance en défibrillation : une affaire de courant" de Fred CHAPMAN et Tarek El-ABADY ). Par ailleurs, le courant continu est administré durant une dizaine de millisecondes. Cette durée permet de dissiper une chaleur moindre et limiter les risques de brûlures.

Caractéristiques de l'impulsion de défibrillation : Les Formes des ondes

Le courant électrique qui traverse le coeur lors du choc à une direction donnée (entre les 2 électrodes), un sens précis (il circule de l'électrode positive à l'électrode négative). Par contre, l'impulsion de défibrillation n'a pas une amplitude constante dans le temps, elle présente une forme d'onde.

sinusoïdale amortie ou exponentielles tronquées

Il existe essentiellement deux types de circuits utilisés de manière courante à l’heure actuelle dans les défibrillateurs externes. Ils génèrent des chocs ayant des formes d’ondes différentes :

sinusoïdale amortie (telle la forme d’onde Edmark utilisée dans les défibrillateurs Physio-Control) où la réponse a l’impédance est passive,

exponentielles tronquées (monophasée ou biphasée) où la forme d’onde change en réponse à l’impédance trans-thoracique et la durée du choc augmente avec l’impédance pour permettre un temps complémentaire d’administration de l’énergie avant que le choc ne soit tronqué.

Quelques chiffres barbares pour les érudits !

• Pour une impulsion sinusoïdal amortie : Pour générer un choc de 360 joules, le condensateur est chargé à ~5000 volts, la tension qui traverse un patient à 50 Ohms atteint environ 3000 volts et le courant atteint environ 60 ampères.

• Pour une impulsion exponentielle tronquée : Pour générer un choc de 360 joules, le condensateur est typiquement chargé à un niveau situé entre 1500 et 2000 volts. Le courant à travers un patient de 50 Ohms atteint alors de 27 à 36 ampères.

monophasique ou biphasique

Les ondes les plus simples sont monophasiques, le courant électrique circulant dans un seul sens à travers le thorax, de l’électrode positive vers l’électrode négative.

 

Dans les ondes biphasiques, qui présentent une partie positive suivie d'une partie négative, ce qui signifie que le courant circule successivement dans les 2 sens, d'une électrode à l'autre.

 

 

Remarque : A titre d'exemple, le HeartStart FR2+ de Laerdal, DSA le plus utilisé en France, est le pionnier de la défibrillation biphasique basse énergie :La durée de chaque phase de la forme d'onde est ajustée de façon dynamique en fonction de la charge délivrée, afin de compenser la variabilité de l'impédance selon les patients, de la manière suivante (A représente la durée de la phase 1, B, la durée de la phase 2 de la forme d'onde, C le délai entre phases, Vp est la tension de crête et Vf la tension finale):

Devant le nombre de formes d’ondes électriques disponibles, la comparaison devient complexe. Néanmoins, le pic de courant d’onde, c’est-à-dire l’amplitude maximale de l’onde de choc est usuellement associé à des effets néfastes pour le coeur.