À l’ère du développement de la chirurgie cardiaque chez les enfants porteurs d’une anomalie congénitale, telle qu'un trou entre les deux ventricules,  la mort subite par blocage dans la conduction électrique dans le cœur est l’une des causes de décès catastrophiques.

 

Dr Albert Hyman

Déjà, en 1932, soit bien avant le début de la chirurgie cardiaque, un physiologiste du nom d’Albert Hyman avait décrit la possibilité de créer un pacemaker artificiel.

Ce pacemaker s’est avéré efficace chez l’animal. L’avait-il essayé chez l’homme?

Il n’a pas fait part de cette information et le tout est resté dans l’ombre.

 

Dr Paul Zoll

Dr Paul Zoll, diplômé du Havard Medical School, s’est intéressé au développement d'un pacemaker artificiel à la suite du décès de l'une de ses patientes. Cette dame âgée de 60 ans présentait des pertes de conscience répétées avec une fréquence cardiaque de 30 battements par minute.

Dr Zoll avait constaté, à partir de l’électrocardiogramme (ECG) de cette patiente, qu’elle avait un bloc de conduction électrique cardiaque. L’électricité ne pouvait pas se transmettre des oreillettes aux ventricules.

 

Moment déterminant

Le décès de cette patiente, dont le cœur fonctionnait par ailleurs normalement, fut un affront pour le Dr Zoll.

 

Une image d’un blessé de guerre débute l’aventure

Une image gravée dans sa mémoire d’un patient pendant la 2^e guerre mondiale lui revint à l’esprit. L’œsophage, ce tube entre la bouche et l’estomac, vient en contact avec le cœur.

 

Image, imagination, intuition!

À l’aide d’une électrode sur une tige métallique dans l’œsophage d’un chien anesthésié, il arrive à provoquer une stimulation électrique du cœur.

Son prototype n’est cependant pas pratique… Il doit trouver autre chose.

 

Une deuxième inspiration

Une deuxième inspiration lui vient en regardant le thorax d’un chien. La forme triangulaire lui donne l’idée de mettre deux électrodes de chaque côté sur la peau. Cela fonctionne!

La première tentative chez l’homme s’effectue chez le voisin de son père. L’homme est âgé de 82 ans, présente des évanouissements à répétition. Le diagnostic est fait, cette fois encore,  à l'aide d'un ECG.

 

Il installe les électrodes sur le thorax du patient de chaque côté.

 

Selon Dr Zoll, son pacemaker peut avoir 3 résultats possibles :    

• Aucun effet
• Stimulation électrique du coeur
• L'électrocution du patient

 

Il parvient à provoquer la stimulation électrique du cœur pendant 40 minutes, mettant fin aux pertes de conscience. Le patient décédera ensuite, son cœur ayant trop subit d’injections intracardiaques avant cette stimulation électrique.

 

Dr Zoll a tout de même fait la démonstration de 3 choses :

• La stimulation électrique entraîne une contraction cardiaque.
• La stimulation peut être  faite sur la peau sans toucher au cœur.
• Le rythme cardiaque humain peut être contrôlé par une machine.

 

Encore une fois, cet équipement est de toute évidence peu pratique. Il s'adresse à une clientèle qui doit rester alitée et qui ne peut pas circuler. Le tout doit être perfectionné.

 

Dr Walt Lillehei, chirurgien

À Minneapolis, au Minnesota, le chirurgien Walt Lillehei est aux prises avec un bloc  de conduction électrique cardiaque.

 

 

Bloc cardiaque pendant une chirurgie

La réparation d’un trou entre les deux ventricules, résultant d’une malformation congénitale, requiert une suture pour fermer ce trou. Cette suture est effectuée  à un endroit stratégique pour le passage électrique entre les oreillettes et les ventricules. La fermeture de ce trou entraine un bloc de conduction électrique chez près de 10% de ces procédures. La mort est souvent au rendez-vous.

Ce bloc de conduction électrique est causé par la suture elle-même et par l'enflure secondaire à l'inflammation, laquelle est temporaire.

 

Intuition

Il songe à placer des  électrodes sur le cœur, à faire un tunnel sous la peau et à poursuivre vers une pile. Rien de tel n'existe à cette époque.

 

Une rencontre déterminante

Il fait la rencontre d'un jeune ingénieur électricien, Earl Bakken, et de son beau-frère. Ces deux hommes ont mis créé une petite entreprise du nom de Medtronic pour faire la réparation d’appareils électriques médicaux. Dr Zoll leur explique ce dont il a besoin.

 

Le transistor

C’est la révolte du transistor à ce moment-là.

En parcourant des revues,  Earl Bakken découvre que le métronome, instrument pour marquer le tempo en musique, utilise le transistor. Un métronome peut donner 60 coups par minute. En ajoutant une pile au mercure, le métronome peut maintenant donner 60 impulsions électriques par minute.

 

Quelques jours plus tard, le Dr Lillehey est confronté à un bloc cardiaque lors d’une chirurgie. Il place deux électrodes sur le cœur, amène les fils à la peau et les raccorde au nouvel appareil. Dès le démarrage de l'appareil, la fréquence cardiaque redevient normale à 60 battements par minute!

Encore une fois, on se bute à un appareil placé à  l'extérieur du patient et, donc, peu pratique. On doit trouver mieux!

 

Dr Wilson Greatbath

À Buffalo, dans l’État de New York, Dr Wilson Greatbatch et l’ingénieur Andrew Gage mettent au point un pacemaker incorporé sous la peau.

 

Dr Ake Senning

Ils ne sont pas les premiers à mettre au point un pacemaker interne. En 1958, une Suédoise, Arne Larsson, un ingénieur de 40 ans, reçoit le premier pacemaker interne pour un bloc cardiaque. L’ingénieur Rune Elmqvist en est l’inventeur. Le boîtier  est de la taille d'une rondelle de hockey.

Cette implantation chez M. Larsson, une première mondiale, a été  effectuée par le Dr Ake Senning.

M. Larsson est décédé d’un mélanome en 2002. Pendant sa vie, il a utilisé 22 boîtiers et 5 systèmes d’électrodes.

Ce pacemaker créé par Rune Elmqvist a été acquis par la compagnie St-Jude Medical devenue Abbott, depuis janvier 2017.  Le Dr Walt Lillehei en était le directeur médical, après avoir mis fin à sa carrière en tant que chirurgien.

 

D’hier à aujourd’hui

Aujourd’hui, aux États-Unis, plus de 100 000 pacemakers sont implantés annuellement. Près d'un demi-million d'Américains vivent avec un cardiostimulateur.